DE102007044114A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

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DE102007044114A1
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Abstract

Eine Werkzeugmaschine ist mit zumindest einer vorzugsweise vertikal ausgerichteten Arbeitsspindel 22 versehen, die eine Werkzeugaufnahme 35 für Werkzeuge 23 tragende Werkzeughalter 34 sowie ein Spannsystem 42 mit mehreren Zangensegmenten 46 aufweist, die zwischen einer radial äußeren Spannposition, in der sie mit ihren unteren Köpfen 47 einen in die Werkzeugaufnahme 35 eingesetzten Werkzeughalter 34 drehfest in der Arbeitsspindel 22 verspannen, und einer radial inneren Grundposition, in der der Werkzeughalter 34 in die Werkzeugaufnahme 35 einsetzbar und aus ihre entnehmbar ist, verschiebbar sind. Zumindest einige der unteren Köpfe 47 der Zangensegmente 46 weisen in ihrer Grundposition einen derartigen radialen Abstand zueinander auf, dass sie einen in die Werkzeugaufnahme 35 eingesetzten Werkzeughalter 34 erfassen, wobei diese unteren Köpfe 47 radial nach innen bewegbar angeordnet sind (Fig. 5).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit zumindest einer vorzugsweise vertikal ausgerichteten Arbeitsspindel, die eine Werkzeugaufnahme für Werkzeuge tragende Werkzeughalter sowie ein Spannsystem mit mehreren Zangensegmenten aufweist, die zwischen einer radial äußeren Spannposition, in der sie mit ihren unteren Köpfen einen in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeughalter drehfest in der Arbeitsspindel verspannen, und einer radial inneren Grundposition, in der der Werkzeughalter in die Werkzeugaufnahme einsetzbar und aus ihr entnehmbar ist, verschiebbar sind.
  • Ein derartiges Spannsystem ist aus der EP 0 471 197 A1 bekannt.
  • Das bekannte Spannsystem dient dazu, bspw. einen sogenannten HSK-Werkzeughalter mit Kegelhohlschaft in eine Werkzeugaufnahme einer Arbeitspindel einzuziehen und dort drehfest zu verspannen. Das Spannsystem umfasst einen Spanndorn, um den herum mehrere Zangensegmente angeordnet sind. An den oberen und unteren Köpfen der Zangensegmenten ist je eine schräg nach außen und oben bzw. unten verlaufende Halteschulter vorgesehen. Diesen axial, also in Richtung der Längsachse der Arbeitsspindel aufeinander zu weisenden Halteschultern ist eine Anlagefläche an dem Werkzeughalter sowie eine weitere Anlagefläche innen in der Arbeitsspindel zugeordnet.
  • An den unteren und oberen Köpfen der Zangensegmenten sowie an dem Spanndorn und an einer Haltebuchse des Spannsystems sind ferner Gleitschrägen vorgesehen, durch die bei einem axialen Spannhub des Spanndorns die Zangensegmente parallel zueinander und parallel zur Längsachse der Arbeitsspindel nach außen in ihre Spannposition verschoben werden. Durch diesen Spannhub üben die Halteschultern einen Druck auf die Anlageflächen aus, wodurch der Werkzeughalter in die Werkzeugaufnahme hineingezogen und drehfest mit der Arbeitsspindel verspannt wird.
  • Bei einem dem Spannhub entgegengesetzt verlaufenden Lösehub werden die Zangensegmente wieder radial nach innen in ihre Grundposition bewegt, in der die unteren Köpfe einen derartigen radialen Abstand quer zur Längsachse zueinander aufweisen, dass der Werkzeughalter aus dem Spannsystem freikommt. Dazu kann es erforderlich sein, dass der Spanndorn mit seiner Stirnseite auf den Boden des Kegelhohlschaftes aufstößt.
  • Die Zangensegmente werden an ihren oberen Köpfen von einer Druckfeder beaufschlagt und dadurch federbelastet in ihre Stellung parallel zur Längsachse der Arbeitspindel gehalten.
  • Werkzeugmaschinen, bei denen diese oder vergleichbare Spannsysteme verwendet werden, sind aus dem Stand der Technik umfangreich bekannt.
  • So beschreibt die DE 41 17 701 A1 eine Werkzeugmaschine, bei der um die Arbeitsspindel verteilt eine Vielzahl von Werkzeugwechslern vorgesehen sind, die jeweils einen Greifer tragen, in den ein ein Werkzeug tragender Werkzeughalter eingesetzt ist. Auf diese Weise befinden sich in diesem mitfahrenden Magazin so viele Werkzeuge wie Werkzeugwechsler vorhanden sind.
  • Zum Einwechseln eines Werkzeuges in die Werkzeugaufnahme wird der Werkzeugwechsler ausgefahren, so dass der Greifer sich mit dem Werkzeughalter unter die Arbeitsspindel bewegt, woraufhin der Werkzeughalter in die Werkzeugaufnahme eingesetzt wird. In der Arbeitsspindel ist ein Spannsystem der eingangs genannten Art vorgesehen, das den eingesetzten Werkzeughalter ergreift und in der Werkzeugaufnahme verspannt.
  • Nachdem der Werkzeughalter drehfest mit der Arbeitsspindel verbunden ist, wird diese auf ihre Betriebsdrehzahl hochgefahren. Der Greifer verbleibt dabei an dem Werkzeughalter, wobei entsprechende Maßnahmen vorgesehen sind, damit der Werkzeughalter während des Betriebes von dem Greifer freikommt.
  • Wenn ein neues Werkzeug eingewechselt werden soll, wird die Arbeitsspindel abgebremst, bis sie eine Kupplungsdrehzahl er reicht, bei der das Spannsystem gelöst und der Werkzeughalter aus der Werkzeugaufnahme ausgestoßen und von dem Greifer wieder aufgenommen wird. Der Greifer schwenkt dann den Werkzeughalter zurück in seine Magazinposition, während im Gegentaktbetrieb ein anderer Werkzeughalter durch den entsprechenden Werkzeugwechsler in die Werkzeugaufnahme eingesetzt und dort mit Hilfe des Spannsystems verspannt wird.
  • Aus der DE 102 25 143 A1 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, die zwei Werkzeugwechsler aufweist, die im Gegentaktbetrieb Werkzeuge zwischen einem Maschinenmagazin und der Werkzeugaufnahme in der Arbeitsspindel auswechseln. Das Maschinenmagazin ist ortsfest angeordnet, während die beiden Werkzeugwechsler an dem die Arbeitsspindel tragenden Spindelkopf angeordnet sind. Der Spindelkopf fährt in eine Wechselposition, wo der eine Werkzeugwechsler das zuvor verwendete Werkzeug aus der Werkzeugaufnahme entnimmt, während der andere Werkzeugwechsler bereits ein einzuwechselndes Werkzeug aus dem Werkzeug- oder Maschinenmagazin entnommen hat, wo die Werkzeuge gelagert sind.
  • Bei dieser Werkzeugmaschine verbleibt der Greifer also nicht an dem im Einsatz befindlichen Werkzeug. Wenn ein Werkzeug ausgewechselt werden soll, wird zunächst die Arbeitsspindel abgebremst, bis sie zum Stillstand kommt, bevor der Greifer das Werkzeug erfassen kann, das daraufhin ausgestoßen wird, damit es in dem Werkzeugmagazin abgelegt werden kann.
  • Bei dieser und anderen bekannten Werkzeugmaschinen ist es auch möglich, die Werkzeuge im Pick-Up-Verfahren zu wechseln, wozu keine Werkzeugwechsler benötigt werden. Die Arbeitspindel fährt hier unmittelbar das Werkzeugmagazin an, wo sie zunächst das auszuwechselnde Werkzeug ablegt, bevor sie, ggf. nach entsprechendem Verfahren des Werkzeugmagazins, ein neues Werkzeug aufnimmt.
  • Bei diesen Werkzeugmaschinen ist von Nachteil, dass die Arbeitsspindel immer erst zum Stillstand oder zumindest auf eine geringe Kupplungsdrehzahl abgebremst werden muss, bevor der Lösevorgang für das eingespannte Werkzeug beginnen kann. Beim Lösen des Spannsystems besteht nämlich die Gefahr, dass der Werkzeughalter aus der Werkzeugaufnahme herausfällt, weshalb das Spannsystem erst dann gelöst wird, wenn der Greifer das Werkzeug wieder erfasst hat. Diese Verfahrensschritte sind jedoch zeitintensiv, was die Zeit, die für das Auswechseln eines Werkzeuges benötigt wird, verlängert.
  • Auch beim Einspannen ein Werkzeuges muss mit dem Wegfahren des Greifers hier so lange gewartet werden, bis das Spannsystem den Werkzeughalter sicher eingespannt hat, was ebenfalls Zeit kostet.
  • Insgesamt wird die Werkzeugwechselzeit bei den insoweit beschriebenen Werkzeugmaschinen als zu lang empfunden, denn die Werkzeugwechselzeit geht maßgeblich in die Span-zu-Span-Zeit ein, die ein Maß für die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Werkzeugmaschine ist. Je länger nämlich ein Werkzeugwechsel dauert, desto länger dauert es auch, bis das eingewechselte Werkzeug wieder im Eingriff mit dem Werkstück ist. Insbesondere in der Massenproduktion ist es jedoch wünschenswert, mit möglichst kurzen Span-zu-Span-Zeiten zu arbeiten.
  • Um die Werkzeugwechselzeit zu verkürzen, schlägt die DE 101 59 661 C1 ein Spannsystem der hier in Rede stehenden Art vor, bei dem zusätzlich zu den Zangensegmenten eine Klemmhülse mit radial federnden Klemmabschnitten vorgesehen ist, die einen in die Werkzeugaufnahme eingeschobenen Werkzeughalter durch reibschlüssige Anlage hält, bevor das Spannsystem den Werkzeughalter ergreift und vollständig einspannt.
  • Das DE 299 22 642 U1 offenbart ein Spannsystem der eingangs beschriebenen Art, bei dem zusätzlich zu den Zangensegmenten in Radialrichtung federnde Haltezungen vorgesehen sind. Sowohl an den aktiv betätigten Zangensegmenten als auch an den Haltezungen sind Halteschultern vorgesehen, die mit Anlageflächen in dem Werkzeughalter in Anlage gelangen. Die Halteschultern der federnden Haltezungen liegen axial weiter unten als die Halteschultern des Spannsystems, so dass die Haltezungen den eingeschobenen Werkzeughalter früher ergreifen als das Spannsystem selbst.
  • Der Werkzeughalter wird also unmittelbar nach dem Einsetzen in die Werkzeugaufnahme von dem Spannsystem ergriffen, sodass der Greifer von dem Werkzeughalter oder die Arbeitsspindel von dem Werkzeugmagazin weggefahren werden kann, während zeitparallel das Spannsystem den Werkzeughalter einzieht und verspannt.
  • In beiden Fällen wird der Werkzeughalter dabei durch Federkraft gehalten, weshalb bei einem Einkuppeln mit drehender Arbeitsspindel zumindest anfänglich eine Relativbewegung zwischen dem Werkzeughalter und den federnden Haltern erfolgt, was wegen der schnellen Werkzeugwechsel sehr schnell zu einem hohen Verschleiß führt. Nach Erkenntnis der hiesigen Anmelderin kann bei diesen Spannsystemen daher ein Werkzeugwechsel nur mit stehender Arbeitsspindel erfolgen.
  • Hinzu kommt, dass in beiden Fällen die Haltekraft durch die Federkraft bzw. Klemmkraft der in sich nachgebenden Haltezungen oder Klemmabschnitte bestimmt wird, so dass bei lediglich hierdurch gehaltenem Werkzeughalter die Arbeitsspindel keine schnellen oder ruckartigen Bewegungen durchführen kann, da ansonsten die Gefahr besteht, dass die zwar gehaltenen aber noch nicht eingespannten Werkzeughalter aus der Arbeitsspindel herausgeschleudert werden.
  • Die Werkzeugwechselzeit ist daher auch bei mit solchen Spannsystemen ausgerüsteten Werkzeugmaschinen nicht zufriedenstellend kurz.
  • Die DE 10 2004 029 A1 schlägt daher vor, das Spannsystem mit einem zweiten Satz von Zangensegmenten zu versehen, die den Werkzeughalter ebenfalls an der Anlagefläche ergreifen. Die Bewegung dieser zweiten Zangensegmente wird durch einen dem Spannhub vorausgehenden, sehr viel kürzeren Haltehub des Spanndorns gesteuert. Sobald der Haltehub durchgeführt wurde, ist der Werkzeughalter unverlierbar gehalten und der Greifer kann schon jetzt entfernt bzw. die Arbeitsspindel von dem Werkzeugmagazin weggefahren werden. Ferner kann die Arbeitspindel nach dem Haltehub bereits wieder hochbeschleunigt und schnell im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine verfahren werden
  • Gleiches gilt für den Lösehub, der den Werkzeughalter zwar aus den ersten, üblichen Zangensegmenten und damit der Werkzeugaufnahme löst, nicht jedoch aus den zweiten Zangensegmenten. Wäh rend des Lösehubes kann die Arbeitsspindel zeitgleich einen leeren Speicherplatz in einem Werkzeugmagazin anfahren oder ein Greifer kann das Werkzeug ergreifen.
  • Erst durch einen auf den Lösehub folgenden Freigabehub wird der Werkzeughalter frei, so dass die Arbeitspindel den Spindelplatz verlassen oder der Greifer das Werkzeug aus der Werkzeugaufnahme entnehmen kann.
  • Dadurch ergeben sich beim Werkzeugwechsel Zeitvorteile gegenüber dem oben beschriebenen Spannsystem.
  • Diese Konstruktion ist jedoch wie die anderen Lösungen aus dem Stand der Technik konstruktiv aufwendig.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei der bekannten Werkzeugmaschine auf konstruktiv einfache Weise die für einen Werkzeugwechsel benötigte Zeitspanne weiter zu verkürzen, ohne dass die Betriebssicherheit beeinträchtigt wird.
  • Bei der eingangs erwähnten Werkzeugmaschine wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest einige der unteren Köpfe der Zangensegmente in ihrer Grundposition einen derartigen radialen Abstand zueinander aufweisen, dass sie einen in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeughalter erfassen, und dass diese unteren Köpfe radial nach innen bewegbar angeordnet sind.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, dass zumindest einige vorhandenen Zangensegmente in dem Sinne verwendet werden können, wie die bei dem DE 299 22 642 U1 zusätzlich vorgesehenen federnden Haltezungen. Dazu werden die unteren Köpfe zumindest einiger Zangensegmente in ihrer Grundposition radial weiter außen angeordnet als dies im Stand der Technik der Fall ist. Auf diese Weise halten diese unteren Köpfe einen in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeughalter ohne ihn schon zu verspannen. Der Werkzeughalter kann jedoch nicht aus der Werkzeugaufnahme herausfallen.
  • Damit der Werkzeughalter in dieser Grundposition der Köpfe in die Werkzeugaufnahme eingesetzt und aus ihr entnommen werden kann, werden die Köpfe so gelagert, dass sie radial nach innen bewegbar sind, so dass sie das Einsetzen und Herausnehmen der Werkzeughalter nicht behindern. Sobald der Werkzeughalter jedoch eingesetzt wurde, nehmen diese unteren Köpfe ihre Grundposition wieder ein.
  • Der Werkzeughalter wird also unmittelbar nach dem Einsetzen in die Werkzeugaufnahme von dem Spannsystem ergriffen, sodass der Greifer von Werkzeughalter oder die Arbeitsspindel von dem Werkzeugmagazin weggefahren werden kann, während zeitparallel das Spannsystem den Werkzeughalter einzieht und verspannt.
  • Diese Lösung ist konstruktiv einfacher als die Lösungen aus dem Stand der Technik, denn es ist bspw. lediglich erforderlich, einige der unteren Köpfe federnd auszubilden und radial weiter nach außen zu verlegen. Andererseits können einige der unteren Köpfe auf gelenkig an den entsprechenden Zangensegmenten gela gert sein, und entweder durch Federkraft in die Grundposition vorgespannt sein, oder aber aktiv bewegt werden.
  • Es ist jedoch bevorzugt, wenn zumindest einige der Zangensegmente in ihrer Grundposition verkippbar gelagert sind, wobei es weiter bevorzugt ist, wenn die Zangensegmente starr ausgebildet sind.
  • Diese Maßnahmen sind konstruktiv und unter Sicherheitsaspekten von Vorteil. Da die Zangensegmente selbst verkippbar sind, ist es nicht erforderlich, die unteren Köpfe gesondert auszubilden oder zu lagern. Es können also die verfügbaren Zangensegmente verwendet werden, die jetzt erfindungsgemäß verkippbar gelagert werden, so dass die unteren Köpfe einem Werkzeughalter beim Einsetzen oder Herausnehmen ausweichen können.
  • Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Zangensegmente alle starr ausgebildet sein können, so dass die Zangensegmente, deren untere Köpfe den Werkzeughalter in der Grundposition halten, ebenfalls zum Verspannen in der Spannposition verwendet werden könne. Damit stehen alle Zangensegmente zum Verspannen zur Verfügung, wobei einige oder alle Zangensegmente auch zum Halten in der Grundposition eingesetzt werden.
  • Mit anderen Worten, der zur Verfügung stehende umfängliche Platz im Spannsystem wird vollständig von Zangensegmenten genutzt, die zum Spannen und Halten dienen. Im Stand der Technik sind dagegen bis zu 50% der Zangensegmente durch Haltezungen oder andere Zangensegmente ersetzt, die lediglich zum Halten aber nicht zum Verspannen dienen.
  • Damit wird mit dem erfindungsgemäßen Spannsystem bei einfachem konstruktivem Aufbau ein schnellerer Werkzeugwechsel möglich, denn unmittelbar nach dem Einsetzen eines Werkzeughalters kann die Arbeitsspindel schnell verfahren und in der Drehzahl hoch gefahren werden.
  • In den Räumen der Anmelderin konnte auf diese Weise bei einer Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechsel im Pick-Up-Verfahren die Span-zu-Span-Zeit von 2,4 auf 1,9 Sekunden verringert werden. Auch bei Werkzeugmaschinen mit Werkzeugwechslern lassen sich 0,2 bis 0,5 Sekunden bei der Span-zu-Span-Zeit gewinnen.
  • Dieser Zeitvorteil ergibt sich zum einen daraus, dass der Werkzeughalter nach dem Einsetzen in die Werkzeugaufnahme ohne Zeitverlust sofort sicher gehalten wird, wobei dieses Halten derart sicher ist, dass die Arbeitsspindel zeitparallel zum eigentlichen Spannvorgang bereits schnelle und auch ruckartige Bewegungen durchführen kann. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass das Spannsystem keine Einbußen beim Verspannen hinnehmen muss, es steht vielmehr auch für das Verspannen die maximal mögliche Zahl an Zangensegmenten zur Verfügung.
  • Beim Herausnehmen des Werkzeughalters aus der Werkzeugaufnahme muss eine entsprechende Kraft aufgewendet werden, um die unteren Köpfe nach innen zu bewegen, sofern diese Bewegung nicht aktiv gesteuert wird. Diese Kraft wird durch die Arbeitspindel selbst aufgebracht, die den Werkzeughalter in einem Magazin oder Greifer ablegt, wo er formschlüssig gehalten wird. Das Magazin und der Greifer können dabei die sehr hohen Kräfte aufnehmen, die die Arbeitsspindel beim Verfahren ausüben kann.
  • Damit können die unteren Köpfe über starke Federn in ihre Grundposition vorgespannt werden, was für das sichere Halten sorgt.
  • In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn die Zangensegmente an ihren oberen Köpfen von einer axial wirkenden Druckfeder beaufschlagt werden.
  • Hier ist von Vorteil, dass die sowieso vorhandene Druckfeder, die die Zangensegmente axial ausgerichtet hält, auch als Ruckstellfeder für die Grundposition verwendet wird. Diese Druckfeder übt hohe Druckkräfte aus, so dass ein eingesetzter Werkzeughalter sicher gehalten wird.
  • Weiter ist es bevorzugt, wenn das Spannsystem einen Spanndorn umfasst, der mit seinem axialen Hub die Zangensegmente radial verschiebt.
  • Auf diese an sich bekannte Weise kann der Spanndorn mit seinem axialen Hub die Spannvorrichtung sowohl beim Spannen als auch beim Lösen betätigen, was insbesondere konstruktiv von Vorteil ist.
  • Derartige Spannsysteme mit axial bewegtem Spanndorn sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, sie werden insbesondere für HSK-Werkzeughalter eingesetzt; siehe bspw. die DE 100 31 027 A1 . Die erfindungsgemäße Weiterbildung lediglich des Spannsystems ermöglicht einen schnellen Werkzeugwechsel ohne Veränderung an dem HSK-Werkzeughalter oder sonstige konstruktive Änderungen an der Arbeitsspindel.
  • Allgemein ist es bevorzugt, wenn der Spanndorn an seinem oberen Abschnitt ein Auflager aufweist, um das die Zangensegmente verkippbar gelagert sind, wobei weiter vorzugsweise das Auflager eine abschnittsweise radiale Verdickung des oberen Abschnitts des Spanndorns umfasst.
  • Diese Maßnahmen sind konstruktiv von Vorteil, die Verkippbarkeit der Zangensegmente wird dadurch erreicht, dass oben am Spanndorn ein Auflager vorgesehen wird, um das sich die Zangensegmente verkippen können. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben in Versuchen ermittelt, dass bei ansonsten unveränderter Konstruktion bei einem üblichen Spannsystem schon eine geringfügige Verdickung eines Abschnittes des Spanndornes in seinem oberen Bereich um weniges Zehntel mm ausreicht, um sowohl für die erfindungsgemäße Verkippbarkeit als auch für die radial weiter außen liegenden unteren Köpfe zu sorgen. Die sowieso vorgesehen Druckfeder spannt die Zangensegmente in die neue Grundposition vor, erlaubt es aber, dass die Zangensegmente im Bereich der unteren Köpfe nach innen gekippt werden.
  • Insgesamt ist es bevorzugt, wenn die Zangensegmente an ihren unteren Köpfen nach unten weisende, schräg nach unten und radial nach innen verlaufende Gleitflächen aufweisen, die zueinander in ihrer Grundposition einen derartigen radialen Abstand aufweisen, dass sie beim Einsetzen eines Werkzeughalters in die Werkzeugaufnahme mit diesem zumindest teilweise in Anlage gelangen, wodurch die unteren Köpfe radial nach innen bewegt werden.
  • Auch diese Maßnahme ist konstruktiv von Vorteil. Es sind lediglich an den unteren Köpfen Gleitflächen vorzusehen, über die das Verschwenken der Köpfe radial nach innen schon durch die Einsetzbewegung des Werkzeughalters bewirkt wird.
  • Dabei ist es auch bevorzugt, wenn die Zangensegmente an ihren unteren Köpfen nach oben weisende, schräg nach unten und radial nach außen verlaufende Halteschultern aufweisen, die zueinander in ihrer Grundposition einen derartigen radialen Abstand aufweisen, dass sie nach dem Einsetzen eines Werkzeughalters in die Werkzeugaufnahme mit an diesem vorgesehenen Anlageflächen zumindest teilweise in Anlage gelangen, wodurch der Werkzeughalter in der Werkzeugaufnahme gehalten wird.
  • Die sowieso vorgesehenen Halteschultern dienen damit auch zum Halten des Werkzeughalters vor dem Spannen, wobei sie beim Herausnehmen unter entsprechender Zugkraft auch dazu führen, dass die Zangensegmente gekippt werden.
  • Vor diesem Hintergrund betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Spannsystem mit den erfindungsgemäßen Merkmalen.
  • Allgemein ist es bevorzugt, wenn der Werkzeughalter einen kegelförmigen Hohlschaft aufweist, an dessen Außenkontur die Werkzeugaufnahme angepasst ist.
  • Diese Maßnahme ist allgemein bekannt. Mit solchen HSK-Werkzeughaltern lässt sich die Erfindung bei allen gängigen Werkzeugmaschinen einsetzen.
  • Besondere Vorteile ergeben sich jedoch, wenn die Werkzeugmaschinen eine vertikalachsige Arbeitsspindel aufweisen, denn hier wirken beim schnellen und ruckartigen Verfahren der Ar beitspindel besonders hohe Kräfte auf den Werkzeughalter, der durch das erfindungsgemäße Spannsystem jetzt dennoch sicher gehalten wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 in schematischer Seitenansicht eine Prinzipskizze einer Werkzeugmaschine, bei der die Erfindung Anwendung findet;
  • 2 in einer schematischen Vorderansicht eine Prinzipskizze eines anderen Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine, bei der die Erfindung Anwendung findet;
  • 3 in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine aus 1 oder 2 im Bereich der Werkzeugaufnahme, mit eingesetztem aber noch nicht eingespanntem Werkzeughalter, wobei hier die Erfindung nicht eingesetzt ist;
  • 4 eine Darstellung wie 3, jedoch mit erfindungsgemäßer Spannvorrichtung und in größeren Ausschnitt;
  • 5 eine Darstellung wie 4, jedoch in kleinerem Ausschnitt und mit stärkerer Vergrößerung;
  • 6 eine Darstellung wie 4, jedoch mit eingespanntem Werkzeughalter; und
  • 7 eine Darstellung wie 5, jedoch mit eingespanntem Werkzeughalter.
  • In 1 ist mit 10 eine Werkzeugmaschine bezeichnet, die in schematischer, nicht maßstabs- und detailgetreuer Darstellung gezeigt ist.
  • Die Werkzeugmaschine 10 weist auf ihrem Maschinenfuß 11 einen ersten Schlitten 12 auf, der in Richtung einer ersten Achse 14 auf Führungsschienen 15 verfahrbar ist. Auf dem ersten Schlitten 12 ist ein zweiter Schlitten 16 über Führungsschienen 17 in Richtung einer zweiten Achse 18 verfahrbar angeordnet.
  • An dem zweiten Schlitten 16 ist ein Spindelkopf 19 in Richtung einer dritten Achse 21 verfahrbar gelagert. In dem Spindelkopf 19 ist drehbar eine Arbeitsspindel 22 gelagert, die an ihrem unteren Ende ein Werkzeug 23 trägt.
  • Auf dem Maschinenfuß 11 ist ferner ein Werkstücktisch 24 vorgesehen, der ein schematisch angedeutetes Werkstück 25 trägt, das durch Verfahren des Spindelkopfes 19 und damit der Arbeitsspindel 18 in den drei Achsen 14, 18, 21 mit dem Werkzeug 23 an unterschiedlichen Stellen bearbeitet wird.
  • Auf dem ersten Schlitten 12 ist ferner ein Maschinenmagazin 26 in Form eines Kettenmagazins 27 gelagert, das in Richtung eines Pfeils 28 verfahrbar ist.
  • In seiner gestrichelt dargestellten Spindelposition 29 ermöglicht das Kettenmagazin 27 einen Werkzeugwechsel an der Werkzeugspindel 22.
  • Dieser Werkzeugwechsel kann im Pick-Up-Verfahren erfolgen, bei dem die Werkzeugspindel 22 zunächst das gebrauchte Werkzeug 23 in einen Leerplatz in dem Kettenmagazin 27 ablegt, das Kettenmagazin 27 dann ein neues Werkzeug 23 in die Spindelposition 29 fährt, das dann von der Werkzeugspindel 22 aufgenommen wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 sind jedoch zwei Werkzeugwechsler vorgesehen, von denen bei 31 schematisch einer am Spindelkopf 19 dargestellt ist.
  • Zum Auswechseln eines Werkzeuges 23 aus der Arbeitsspindel 22 wird ein Werkzeugwechsler 31 unter die Arbeitsspindel 22 gefahren, die zum Stillstand abgebremst wurde. Der Werkzeugwechsler 31 erfasst mit seinem in 1 nicht dargestellten Greifer das Werkzeug 23, das dann durch ein in 1 ebenfalls nicht dargestellte Spannsystem ausgestoßen wird. Der Werkzeugwechsler fährt nun das Werkzeug 23 in seine Magazinposition in dem Ket tenmagazin 27, wobei zeitgleich der andere Werkzeugwechsler 31 bereits ein Werkzeug 23 aus dem Kettenmagazin 27 entnommen hat und jetzt im Gegentaktbetrieb in die Arbeitsspindel 22 einsetzt. Nachdem das Werkzeug in der Arbeitsspindel 22 verspannt wurde, gibt der Greifer das Werkzeug 23 frei und die Arbeitsspindel 22 wird auf Betriebsdrehzahl hochbeschleunigt.
  • Es sei noch erwähnt, dass die Werkzeuge 23 nicht unmittelbar von dem Werkzeugwechsler 31 ergriffen werden, sondern dass die Werkzeuge 23 in an sich bekannter Weise in einen Werkzeughalter eingespannt sind, für den unten in der Arbeitsspindel 22 eine genormte Werkzeugaufnahme vorgesehen ist, und den in an sich bekannter Weise Greifer erfassen können, die an den Werkzeugwechslern 31 vorgesehen sind.
  • Insoweit ist diese Konstruktion vergleichbar zu der jetzt im Zusammenhang mit 2 geschilderten, alternativen Ausführungsform der neuen Werkzeugmaschine.
  • Bei der in 2 gezeigten Werkzeugmaschine sind gleiche Bauteile mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 1. Die Werkzeugmaschine 10 weist mehrere um den Spindelkopf 19 herum verteilt angeordnete Werkzeugwechsler 31 auf, von denen in 2 lediglich zwei dargestellt sind. Jeder Werkzeugwechsler 31 umfasst eine Parallelogrammführung 32, an deren unterem Ende jeweils ein Greifer 33 angeordnet ist, der ein Werkzeug 23 trägt, das in einen schematisch dargestellten Werkzeughalter 34 eingespannt ist.
  • Die Arbeitsspindel weist an ihrem unteren Ende eine Werkzeugaufnahme 35 auf, die als Innenkegel ausgebildet ist und in die die Werkzeughalter 34 mit ihrem geometrisch passenden Hohlkegel 36 eingesetzt werden können. Zu diesem Zweck wird eine bei 37 angedeutete Hülse, die die einzelnen Werkzeugwechsler 31 trägt, in 2 nach oben gefahren.
  • Während bei der Werkzeugmaschine aus 1 die Arbeitsspindel 22 jeweils bis zum Stillstand abgebremst wird, bevor ein Greifer den Werkzeughalter erfassen kann, damit das Spannsystem den Werkzeughalter ausstoßen kann, verbleiben bei der Werkzeugmaschine aus 2 die Greifer 33 sowohl in der zu der Werkzeugaufnahme 35 beabstandeten Magazinposition als auch in der Arbeitsposition an dem Werkzeughalter 34. Nach dem Einspannen des Hohlkegels 36 in die Werkzeugaufnahme 35 wird die Hülse 37 ein kleines Stück abgesenkt, wodurch der Werkzeughalter 34 aus dem Greifer 33 freikommt und sich frei gegenüber diesem verdrehen kann.
  • Da bei der Werkzeugmaschine aus 2 die Greifer 33 permanent an den Werkzeughaltern 34 verbleiben, können die Werkzeughalter 34 bei noch mit Kupplungsdrehzahl drehender Arbeitsspindel 22 eingewechselt und ausgewechselt werden, was einen Zeitvorteil beim Werkzeugwechsel mit sich bringt.
  • Die beiden insoweit beschriebenen Werkzeugmaschinen sind aus dem eingangs erwähnten Stand der Technik hinreichend bekannt.
  • 3 zeigt die Arbeitsspindel 22 im Bereich der Werkzeugaufnahme 35 in schematischer Schnittdarstellung, wobei ein Werkzeughalter 34 mit seinem kegelförmigen Hohlkegel 36 in die Werkzeugaufnahme 35 eingesetzt aber noch nicht verspannt ist.
  • In der Arbeitsspindel 22 ist ein schematisch angedeutetes Spannsystem 42 vorgesehen, das einen von einer Zugstange 43 bewegten Spanndorn 44 umfasst, der einen axialen Hub ausführen kann, was durch einen Doppelpfeil 45 angedeutet ist.
  • Das Spannsystem 42 umfasst in bekannter Weise umfänglich um den Spanndorn 44 herum verteilte Zangensegmente 46, von denen in 3 zwei dargestellt sind.
  • Die Zangensegmente 46 wirken mit dem Spanndorn 44 derart zusammen, dass sie durch den axialen Hub 45 von ihrer in 3 gezeigten, radial inneren Stellung, in der sie den Hohlschaft 46 vollständig freigeben, in ihre radial äußere Stellung, die Spannposition bewegt werden, in der sie den Hohlschaft 36 mit ihren unteren Köpfen 47 ergreifen und drehfest mit der Arbeitsspindel 22 verbinden.
  • Zu diesem Zweck ist an dem Spanndorn 44 eine Kegelfläche 48 vorgesehen, die als Gegenschräge für Gleitschrägen 49 an den Zangensegmenten 46 dienen, so dass beim Hochziehen des Spanndorns 44 in 3 nach oben die Zangensegmente 46 radial nach außen bewegt werden.
  • Abgelegen von den Gleitschrägen 49 sind an den Zangensegmenten 46 Halteschultern 51 vorgesehen, die mit einer nach innen vorspringenden, umfänglich verlaufenden Anlagefläche 52 in dem Hohlschaft 36 zusammenwirken, wenn die Zangensegmente 46 radial nach außen bewegt werden.
  • In dem in 3 gezeigten Betriebszustand wurde der Hohlschaft 36 so weit in die Werkzeugaufnahme 35 eingeführt, dass der Spanndorn 44 in einen Hohlraum 53 eingreift, der in dem Hohlschaft 36 vorgesehen ist. Der Hohlraum 53 weist einen Hohlraumboden 54 auf, mit dem in 3 der Spanndorn 44 mit seiner Stirnfläche 55 in Anlage ist. Der Werkzeughalter 34 wird in dieser Betriebssituation ausschließlich durch den Greifer 33 oder alternativ in einem Werkzeugplatz in einem Werkzeugmagazin gehalten.
  • In der in 3 gezeigten Betriebsstellung, in der die Spannvorrichtung 42 ihren Spannvorgang noch nicht durchgeführt hat, die Zangensegmente 46 also noch radial innen liegen, weist der Werkzeughalter 34 mit seiner Ringschulter 56 zu einer stirnseitig an der Arbeitsspindel 22 vorgesehenen Gegenfläche 57 einen geringen Abstand auf, der bei 58 angedeutet ist. Dieser Abstand beträgt beispielsweise 0,5 mm.
  • In der in 3 gezeigten Betriebsposition kann die Arbeitsspindel 22 stehen oder sich mit geringer Kupplungsdrehzahl drehen. Der Spanndorn 44 führt jetzt in Richtung des Pfeils 45 nach oben einen Spannhub aus, bei dem sich die Stirnfläche 55 des Spanndorns 44 von dem Hohlraumboden 54 abhebt. Durch diesen Spannhub gleitet die Gleitschräge 49 auf der Kegelfläche 48 nach außen, sodass sich die Zangensegmente 46 radial nach außen verschieben und mit ihren Halteschultern 51 in Anlage mit der Anlagefläche 52 gelangen. Mit in 3 nicht gezeigten oberen Halteschultern gelangen die Zangensegmente 46 dabei in Anlage mit in 3 nicht gezeigten Anlageflächen in der Arbeitsspindel 22, so dass der Werkzeughalter in die Werkzeugaufnahme 35 eingezogen wird, wie dies aus dem eingangs diskutierten Stand der Technik bekannt ist.
  • Dabei wird der Hohlkegel 36 so weit in die Werkzeugaufnahme 35 hineingezogen, dass die Ringschulter 56 in Anlage mit der Gegenfläche 57 gerät. Der Werkzeughalter 34 ist jetzt sicher in der Werkzeugaufnahme 35 verspannt, wobei durch die Plananlage zwischen Ringschulter 56 und Gegenfläche 57 für eine genaue Positionierung des Werkzeughalters 34 in der Arbeitsspindel 22 gesorgt wird, so dass mit dem von dem Werkzeughalter 34 getragenen Werkzeug hoch präzise Bearbeitungen von Werkstücken durchgeführt werden können. Jetzt wird bspw. der Greifer 33 von dem Werkzeughalter 34 entfernt oder aber soweit abgesenkt, dass der Werkzeughalter 34 sich frei in ihm drehen kann, so dass der Greifer 33 am Werkzeughalter 34 verbleiben kann. Wenn der Werkzeugwechsel im Pick-Up-Verfahren erfolgt, kann die Arbeitsspindel jetzt aus der Spindelposition 29 weggefahren werden.
  • Wenn der Einsatz des eingewechselten Werkzeuges 23 beendet ist, wird die Arbeitsspindel 22 zum Stillstand oder auf Kupplungsdrehzahl heruntergebremst. Sobald das Werkzeug von dem Werkstück freigekommen ist und die Arbeitsspindel bei der Werkzeugmaschine aus 1 ggf. in die Spindelposition 29 gefahren wurde, wird der Werkzeughalter 34 wieder von einem Halter im Maschinenmagazin 26 oder dem Greifer 33 erfasst, sofern der Greifer nicht sowieso am Werkzeughalter 34 verblieben ist, wie dies bei der Werkzeugmaschine aus 2 der Fall ist. Danach wird von dem Spanndorn 44 ein Lösehub durchgeführt, der die Wirkung des Spannhubes rückgängig macht.
  • Dabei wird der Spanndorn 44 in Richtung des Pfeils 45 in 3 nach unten bewegt, so dass die Zangensegmente 46 mit ihren Halteschultern 51 von der Anlagefläche 52 freigekommen. Der Werkzeughalter 34 wird jetzt vollständig von dem Greifer 33 oder dem Maschinenmagazin 26 gehalten und kann aus der Werkzeugaufnahme 35 herausbewegt werden, indem entweder der Greifer 33 oder die Arbeitsspindel 22 bewegt werden.
  • Der bekannte Werkzeugwechsel ist zwar sehr zuverlässig, er erfordert jedoch eine merkliche Zeitspanne, denn der Werkzeughalter kann erst freigegeben werden, wenn dieser vollständig eingespannt, der Spanndorn also seinen Spannhub vollständig ausgeführt hat.
  • Bei beiden Werkzeugmaschinen wird jetzt erfindungsgemäß ein Spannsystem 42 verwendet, das den Werkzeughalter 34 erfasst, sobald er mit seinem Hohlkegel 36 in die Werkzeugaufnahme 35 eingesetzt wird. Dies erfolgt durch eine Art Rastsystem, zu dessen Funktion es nicht erforderlich ist, dass der Spanndorn 44 einen Hub ausführt.
  • Dazu sind zumindest die unteren Köpfe 47 der Zangesegmente 46 in ihrer in 3 gezeigten, radial inneren Stellung, die hier als Grundposition oder Grundstellung bezeichnet wird, verglichen mit bekannten Spannsystemen radial so weit nach außen gelegt, dass die Halteschultern 51 schon teilweise den Anlageflächen 52 gegenüberliegen.
  • Die Zangensegmente 46 sind gegen die Kraft einer Rückstellfeder verkippbar gelagert, so dass die Köpfe 47 beim Einsetzen eines Werkzeughalters 34 radial nach innen ausweichen können und wieder in ihre Grundposition zurückkippen, wenn sie in den Hohlraum 53 eingetaucht sind. Wegen ihrer verglichen mit 3 radial weiter außen liegenden Grundposition gelangen die Halteschultern 51 dabei schon teilweise in Anlage mit den Anlageflä chen 52, so dass der Werkzeughalter 34 unmittelbar nach dem Einführen in die Werkzeugaufnahme 35 durch die sowieso vorhandenen Zangensegmente 46 sicher gehalten wird.
  • Nach dem Einsetzen des Werkzeughalters 34 in die Werkzeugaufnahme 35 kann die Arbeitsspindel 22 jetzt auf Betriebsdrehzahl hochbeschleunigt und/oder schnell im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine verfahren werden. Ferner kann ein Greifer 33 unmittelbar nach dem Einsetzen des Werkzeughalters 34 von diesem entfernt werden.
  • Umgekehrt ergeben sich diese Vorteile auch beim Auswechseln des Werkzeughalters 34, denn der Spanndorn 44 kann in seine Lösestellung der 3 bewegt werden, ohne dass das Risiko besteht, dass der Werkzeughalter 34 aus der Werkzeugaufnahme 35 herausfällt. Auch dieser Lösevorgang kann damit zeitparallel zum Verfahren und/oder Herunterbremsen der Arbeitsspindel 22 erfolgen, ohne dass der Werkzeughalter 34 zuvor von einem Greifer 33 oder einem Maschinemagazin 26 aufgenommen worden sein muss.
  • Damit ergeben sich diese Vorteile sowohl bei Werkzeugmaschinen mit einem oder mehreren Werkzeugwechslern 31 als auch insbesondere bei Werkzeugmaschinen, die Werkzeuge im oben beschriebenen Pick-Up-Verfahren wechseln. Besondere Vorteile ergeben sich bei einer Werkzeugmaschine mit vertikal ausgerichteter Arbeitsspindel 23, denn hier wirken auf den Werkzeughalter 34 besonders hohe Kräfte beim Verfahren der Arbeitsspindel 23, so dass bei bekannten Spannsystemen vor dem vollständigen Versspannen der Werkzeughalter keine schnellen Bewegungen möglich sind, was dort zu langen Span-zu-Span-Zeiten führt.
  • Die neue Konstruktion des Spannsystems 42 wird jetzt anhand der 4 bis 7 erläutert, die die Arbeitsspindel 22 im Bereich der Werkzeugaufnahme 35 in schematischen Schnittdarstellungen und zwei verschiedenen Vergrößerungen zeigen, wobei für dieselben Baugruppen und -teile dieselben Bezugszeichen wie in 3 verwendet werden.
  • Die Zangensegmente 46 weisen jeweils einen oberen Kopf 61 auf, an dem eine Halteschulter 62 vorgesehen ist, die mit einer Anlagefläche 63 an der Arbeitspindel 22 zusammenwirkt. Wenn die Zangensegmente 46 radial nach außen bewegt werden, verspannen sie über die Halteschultern 51, 62 und Anlageflächen 52, 63 den Werkzeughalter 34 mit der Arbeitsspindel 22.
  • Die oberen Köpfe 61 weisen je eine Stirnfläche 64 auf, auf der eine Buchse 65 aufliegt, die durch die Kraft einer Druckfeder 66 in 4 in Richtung der Längsachse L nach unten gedrückt wird. In seinem oberen Abschnitt 67, der zwischen den Köpfen 47 und 61 liegt, ist der Spanndorn 44 mit einem Auflager für die Zangensegmente 46 versehen, das in diesem Ausführungsbeispiel als verdickter Bereich 68 ausgebildet ist, der um wenige Zehntel mm über der ansonsten zylindrischen Außenfläche des Spanndorns 44 vorsteht.
  • Dadurch werden die Zangensegmente im Wesentlichen parallel zur Längsachse L ausgerichtet, die unteren Köpfe 47 liegen aber radial weiter außen als in der 3, so dass die Halteschultern 51 den Anlageflächen 52 in der Grundposition der 4 schon teilweise gegenüberliegen, so dass der Werkzeughalter 34 sicher in der Werkzeugaufnahme 34 gehalten aber noch nicht verspannt ist.
  • Bei 69 ist der Abstand angedeutet, den die unteren Köpfe 47 jetzt im Gegensatz zu 3 zu dem Spanndorn 44 aufweisen.
  • Beim Einschieben eines Werkzeughalters 34 in die Werkzeugaufnahme 35 gelangen die unteren Köpfe 47 über nach unten weisende, schräg nach unten und radial nach innen verlaufende Gleitflächen 71, die zueinander in ihrer Grundposition einen entsprechenden Abstand aufweisen, mit einer oberen Kante 72 eines Werkzeughalters 34 zumindest teilweise in Anlage, wodurch die unteren Köpfe 34 radial nach innen bewegt werden.
  • Wenn die unteren Köpfe 47 in den Hohlraum 53 eingetaucht sind, verkippen sie in ihre Grundposition zurück. 5 zeigt ähnlich wie 3 den Zustand der 4 in vergrößertem, ausschnittsweisem Zustand. Innen ist der Spanndorn 44 kreuzschraffiert, weil der Aufbau dort nicht von Interesse ist.
  • Wenn der Zustand der 4 erreicht ist, kann folglich die Arbeitsspindel 22 auf ihre Betriebsdrehzahl hochbeschleunigt und verfahren werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Werkzeughalter 34 aus der Werkzeugaufnahme 35 wieder herausfällt, denn er wird durch die in wieder in Grundposition befindlichen und in dieser Position durch Druck der Druckfeder gehaltenen Zangensegmente 46 sicher gehalten.
  • Während des Hochbeschleunigens und Verfahrens der Arbeitsspindel 22 führt der Spanndorn 44 in Richtung des Pfeils 45 nach oben seinen Spannhub aus, der in 3 bei 45 gezeigt ist.
  • 6 und 7 zeigen die Zangensegmente 46 in ihrer Spannposition, in der sie durch den Spanndorn 44 radial nach außen ge drückt wurden. In dieser Spannposition wird der Werkzeughalter 34 durch die in Anlage befindlichen Flächen 51, 52 sowie 62, 63 fest in die Werkzeugaufnahme 35 eingezogen und drehfest mit der Arbeitsspindel 22 verbunden. Die Spannzangen sind parallel zur Längsachse L ausgerichtet, das Auflager, also der verdickte Bereich 68 stören diese Funktion nicht.
  • Wenn der Spanndorn 44 zum Lösen wieder nach innen gedrückt wird, verschieben sich die Zangensegmente 46 wieder nach innen, wozu es erforderlich sein kann, dass der Spanndorn den Hohlkegel nach unten drückt, damit die Flächen 51, 52 sowie 62, 63 wieder voneinander freikommen, wobei aber die Flächen 51, 52 sich noch teilweise überlappen, wie dies in 4 und 5 gezeigt ist. Zwischen Ringschulter 56 und Gegenfläche 57 ist ein Ringspalt – 58 in 3 – zu erkennen, der Werkzeughalter 34 hat sich also schon etwas aus der Werkzeugaufnahme nach unten herausbewegt.
  • Beim Herausziehen des Werkzeughalters 34 aus der Werkzeugaufnahme 35 drückt dessen Anlagefläche 52 auf die nach oben weisenden, schräg nach unten und radial nach außen verlaufenden Halteschultern 51 der unteren Köpfe 47, wodurch diese sich gegen die Kraft der Druckfeder 66 radial nach innen bewegen und den Werkzeughalter 34 freigeben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0471197 A1 [0002]
    • - DE 4117701 A1 [0008]
    • - DE 10225143 A1 [0012]
    • - DE 10159661 C1 [0018]
    • - DE 29922642 U1 [0019, 0032]
    • - DE 102004029 A1 [0024]
    • - DE 10031027 A1 [0049]

Claims (12)

  1. Werkzeugmaschine mit zumindest einer vorzugsweise vertikal ausgerichteten Arbeitsspindel (22), die eine Werkzeugaufnahme (35) für Werkzeuge (23) tragende Werkzeughalter (34) sowie ein Spannsystem (42) mit mehreren Zangensegmenten (46) aufweist, die zwischen einer radial äußeren Spannposition, in der sie mit ihren unteren Köpfen (47) einen in die Werkzeugaufnahme (35) eingesetzten Werkzeughalter (34) drehfest in der Arbeitsspindel (22) verspannen, und einer radial inneren Grundposition, in der der Werkzeughalter (34) in die Werkzeugaufnahme (35) einsetzbar und aus ihr entnehmbar ist, verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der unteren Köpfe (47) der Zangensegmente (46) in ihrer Grundposition einen derartigen radialen Abstand zueinander aufweisen, dass sie einen in die Werkzeugaufnahme (35) eingesetzten Werkzeughalter (34) erfassen, und dass diese unteren Köpfe (47) radial nach innen bewegbar angeordnet sind.
  2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Zangensegmente (46) in ihrer Grundposition verkippbar gelagert sind.
  3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zangensegmente (46) starr ausgebildet sind.
  4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannsystem (42) einen Spanndorn (44) umfasst, der mit seinem axialen Hub (45) die Zangensegmente (46) radial verschiebt.
  5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (34) einen kegelförmigen Hohlschaft (36) aufweist, an dessen Außenkontur die Werkzeugaufnahme (35) angepasst ist.
  6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zangensegmente (46) an ihren unteren Köpfen (47) nach unten weisende, schräg nach unten und radial nach innen verlaufende Gleitflächen (71) aufweisen, die zueinander in ihrer Grundposition einen derartigen radialen Abstand aufweisen, dass sie beim Einsetzen eines Werkzeughalters (34) in die Werkzeugaufnahme (35) mit diesem zumindest teilweise in Anlage gelangen, wodurch die unteren Köpfe (34) radial nach innen bewegt werden.
  7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spanndorn (44) an seinem oberen Abschnitt (67) ein Auflager aufweist, um das die Zangensegmente (44) verkippbar gelagert sind.
  8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflager eine abschnittsweise radiale Verdickung (68) des oberen Abschnitts (67) des Spanndorns (44) umfasst.
  9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zangensegmente (46) an ihren obe ren Köpfen (61) von einer axial wirkenden Druckfeder (66) beaufschlagt sind.
  10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zangensegmente (46) an ihren unteren Köpfen (47) nach oben weisende, schräg nach unten und radial nach außen verlaufende Halteschultern (51) aufweisen, die zueinander in ihrer Grundposition einen derartigen radialen Abstand aufweisen, dass sie nach dem Einsetzen eines Werkzeughalters (34) in die Werkzeugaufnahme (35) mit an diesem vorgesehenen Anlageflächen (52) zumindest teilweise in Anlage gelangen, wodurch der Werkzeughalter (34) in der Werkzeugaufnahme (35) gehalten wird.
  11. Spannsystem für einen Werkzeughalter (34), mit mehreren Zangensegmenten (46), die zwischen einer radial äußeren Spannposition und einer radial inneren Grundposition verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass untere Köpfe (47) der Zangensegmente (46) aus der Grundposition radial nach innen bewegbar angeordnet sind.
  12. Spannsystem nach Anspruch 11 für eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit den Merkmalen aus einem oder mehreren der Ansprüche 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 oder 10.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012109065A1 (de) 2012-09-26 2014-03-27 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Werkzeuggreifer für einen Werkzeughalter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0471197A1 (de) 1990-08-15 1992-02-19 Ott Maschinentechnik GmbH i.K. Spannvorrichtung zum axialen Spannen zweier voneinander lösbarer Maschinenteile
DE4117701A1 (de) 1991-05-30 1992-12-03 Chiron Werke Gmbh Verfahren zum wechseln von werkzeugen an einer werkzeugmaschine
DE29922642U1 (de) 1999-12-24 2000-02-24 Röhm GmbH, 89567 Sontheim Spannvorrichtung für einen Hohlschaft
DE10031027A1 (de) 2000-06-26 2002-01-24 Chiron Werke Gmbh Spindel in einer Werkzeugmaschine
DE10159661C1 (de) 2001-12-05 2003-02-20 Kurz Leonhard Fa Heißprägemaschine mit einer Prägestation
DE10225143A1 (de) 2002-05-29 2004-01-15 Chiron-Werke Gmbh & Co Kg Werkzeugmaschine mit einem Hintergrundmagazin
DE102004029047A1 (de) 2004-06-14 2006-01-05 Sauter Feinmechanik Gmbh Werkzeugspannvorrichtung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29723331U1 (de) * 1997-05-09 1998-07-16 Berg & Co GmbH, 33689 Bielefeld Kupplung für Werkzeuge mit Kegel-Hohlschaft
DE20101469U1 (de) * 2001-01-27 2001-03-29 Berg & Co GmbH, 33689 Bielefeld Spannvorrichtung für einen Kegel-Hohlschaft eines Werkzeuges o.dgl.
DE10159611C1 (de) * 2001-12-05 2003-05-28 Ott Jakob Spanntech Gmbh & Co Spannvorrichtung
DE102004029043A1 (de) * 2004-06-14 2006-01-05 Chiron-Werke Gmbh & Co Kg Werkzeugmaschine und Verfahren zum Wechsel von Werkzeugen an dieser Werkzeugmaschine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0471197A1 (de) 1990-08-15 1992-02-19 Ott Maschinentechnik GmbH i.K. Spannvorrichtung zum axialen Spannen zweier voneinander lösbarer Maschinenteile
DE4117701A1 (de) 1991-05-30 1992-12-03 Chiron Werke Gmbh Verfahren zum wechseln von werkzeugen an einer werkzeugmaschine
DE29922642U1 (de) 1999-12-24 2000-02-24 Röhm GmbH, 89567 Sontheim Spannvorrichtung für einen Hohlschaft
DE10031027A1 (de) 2000-06-26 2002-01-24 Chiron Werke Gmbh Spindel in einer Werkzeugmaschine
DE10159661C1 (de) 2001-12-05 2003-02-20 Kurz Leonhard Fa Heißprägemaschine mit einer Prägestation
DE10225143A1 (de) 2002-05-29 2004-01-15 Chiron-Werke Gmbh & Co Kg Werkzeugmaschine mit einem Hintergrundmagazin
DE102004029047A1 (de) 2004-06-14 2006-01-05 Sauter Feinmechanik Gmbh Werkzeugspannvorrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012109065A1 (de) 2012-09-26 2014-03-27 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Werkzeuggreifer für einen Werkzeughalter
WO2014048707A1 (de) 2012-09-26 2014-04-03 Chiron-Werke Gmbh & Co. Kg Werkzeuggreifer für einen werkzeughalter, werkzeugmagazin und werkzeugmaschine

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