DE102010022573A1 - Clamping unit, for backlash free fixing of junction point, particularly machine tool spindle and tool base retainer, has clamping system with clamping jaws for clamping connecting device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Mitnehmersteine einer Spanneinheit zur spielfreien Fixierung einer Verbindungsstelle, insbesondere von Maschinenspindel und einer Werkzeuggrundaufnahme.The invention relates to Mitnehmersteine a clamping unit for backlash-free fixation of a connection point, in particular of machine spindle and a basic tool holder.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spanneinheit einer Verbindungsstelle zwischen einem Werkstück- oder Werkzeugträgerteil, wie z. B. einem Werkzeugsystemmodul, beispielweise in Form einer Werkzeuggrundaufnahme und einer zugehörigen Handhabungseinrichtung, wie z. B. einer Werkzeugmaschine, beispielsweise in der Ausgestaltung als Bohr-, Dreh-, Fräs- oder Schleifmaschine.The invention relates to a clamping unit of a connection point between a workpiece or tool carrier part, such as. B. a tool system module, for example in the form of a basic tool holder and an associated handling device such. B. a machine tool, for example in the embodiment as a drilling, turning, milling or grinding machine.
Die Spanneinheit dient dabei sowohl für stehende als auch für bewegte wie z. B. drehende Werkstück- oder Werkzeugträgerteile, wie z. B. Werkzeugsystemmodule.The clamping unit serves both for stationary and for moving such. B. rotating workpiece or tool carrier parts, such as. B. Tool system modules.
Die Spanneinheit bezieht sich auf hohe Drehzahlen und zur lösbaren Verbindung zweier Teile, wie sie aus den Patentschriften
Die Spanneinheit zur lösbaren Verbindung zweier vorzugsweise rotationssymmetrischen Teilen, von denen ein Teil einen vorzugsweise zylindrischen oder konischen Hohlschaft und das andere Teil ein entsprechenden Aufnahmeabschnitt zur passgenauen Aufnahme eines Hohlschafts aufweist, umfasst eine konzentrisch im Aufnahmeabschnitt angeordnete Spanneinheit, die sich im aneinander gefügten Zustand beider Teile erstreckt.The clamping unit for releasably connecting two preferably rotationally symmetrical parts, of which one part has a preferably cylindrical or conical hollow shaft and the other part has a corresponding receiving section for snugly receiving a hollow shaft, comprises a clamping unit arranged concentrically in the receiving section, which is in the joined state of both parts extends.
Die Spanneinheit weist zur axialen Fixierung eine Gewindezapfen auf, sowie zwei gegensinnig bewegbare Spannbacken, welche über eine Betätigungseinrichtung betrieben werden.The clamping unit has for axial fixing a threaded pin, as well as two oppositely movable clamping jaws, which are operated by an actuating device.
Die Spannbacken greifen in die hinterschnittene Spannschulter des Hohlschaftkegels ein, wobei dadurch der Hohlschaftkegel in den Aufnahmeabschnitt hineingezogen wird und zwischen den Aufnahmeflächen der zu verbindenden Teilen eine Anpresskraft erzeugt wird. Der Gewindezapfen der Spanneinheit, welcher fest mit dem Aufnahmeabschnitt verbunden ist, verhindert dabei eine axiale Bewegung der Spanneinheit.The clamping jaws engage in the undercut clamping shoulder of the hollow shaft cone, thereby the hollow shaft cone is pulled into the receiving portion and between the receiving surfaces of the parts to be joined a contact force is generated. The threaded pin of the clamping unit, which is firmly connected to the receiving portion, thereby preventing axial movement of the clamping unit.
Bei der Montage wird die Spanneinheit über den Gewindezapfen im Aufnahmeabschnitt axial fixiert, anschließen wird der Hohlschaftkegel in den Aufnahmeabschnitt eingeschoben, wobei die Mitnehmersteine an der Spanneinheit die exakte Positionierung des Hohlschaftkegels im Aufnahmeabschnitt gewährleistet.During assembly, the clamping unit is axially fixed via the threaded pin in the receiving section, then the hollow shaft cone is inserted into the receiving section, the driving blocks on the clamping unit ensuring the exact positioning of the hollow shaft cone in the receiving section.
Die Mitnehmersteine dienen dabei zur exakten Positionierung und zur Drehmomentübertragung der Verbindungsstelle. Die Mitnehmersteine weisen zwei unterschiedliche Formen auf, die in die entsprechende Aufnahmekonturen der Verbindungsstelle eingreifen, dadurch wird die Drehmomentübertragung zwischen dem Aufnahmeabschnitt der Maschinenspindel und des Hohlschaftkegels einer Werkzeuggrundaufnahme gewährleistet. Die Mitnehmersteine sind dabei in den Aufnahmekonturen des Aufnahmeabschnitts und des Hohlkegelabschnitts derart positioniert, das eine Drehmomentübertragung über die Mitnehmersteine erfolgen kann, wobei die Mitnehmersteine in den Aufnahmekonturen ein Spiel besitzen, dies notwendige weise, da beim Aufschieben des Hohlschaftkegels in den Aufnahmeabschnitt eine einfache und klemmfreie Monatage gewährleistet werden muss.The Mitnehmersteine serve for exact positioning and torque transmission of the connection point. The Mitnehmersteine have two different shapes, which engage in the corresponding receiving contours of the joint, thereby the torque transmission between the receiving portion of the machine spindle and the hollow shaft cone of a basic tool holder is ensured. The Mitnehmersteine are positioned in the receiving contours of the receiving portion and the hollow cone portion such that torque can be transmitted via the Mitnehmersteine, the Mitnehmersteine have a game in the receiving contours, this necessary, because when pushing the hollow shaft cone in the receiving portion a simple and jam-free Monthage must be guaranteed.
Wird über die Mitnehmersteine ein Drehmoment übertragen, verdreht sich der Hohlschaftkegel entsprechend des Spiels der Mitnehmersteine in der Aufnahmekontur des Aufnahmeabschnitts. Dies wirkt sich bei einer rotierenden Verbindungsstelle nicht negativ aus, da das Drehmoment koaxial auf Werkzeuge übertragen wird, die auf der gleichen Achse liegen.If a torque is transmitted via the driver blocks, the hollow shaft cone rotates according to the play of the driver blocks in the receiving contour of the receiving section. This does not negatively affect a rotating joint because the torque is transmitted coaxially to tools located on the same axis.
Wird über eine stehende Verbindungsstelle, insbesondere auf einer Revolverdrehmaschine ein Drehmoment übertragen, verdreht sich der Hohlschaftkegel entsprechend des Spiels der Mitnehmersteine in der Aufnahmekontur des Aufnahmeabschnitts. Dies wirkt sich negativ auf die Bearbeitung aus, denn die Werkzeuge in der stehenden Verbindung liegen außerhalb der Drehmomentübertragungsachse.If a torque is transmitted via a stationary connection point, in particular on a turret lathe, the hollow shaft cone rotates in accordance with the clearance of the driver blocks in the receiving contour of the receiving section. This has a negative effect on the machining, because the tools in the standing connection are outside the torque transmission axis.
Bei einer Revolverdrehmaschine dreht sich das Werkstück und das Werkzeug in der stehenden, nicht rotierenden Verbindung wird achsparallel in Richtung des Werkstücks bewegt. Dabei wird das Drehmoment vom drehenden Werkstück übertragen, wobei die Hauptschneide des Werkzeugs in Höhe des Achsmittelpunkts des drehenden Werkstücks liegen muss. Die Höhe der Hauptschneide des Werkzeugs beeinflusst die Spanentstehung und hat Einfluss auf den zu bearbeitenden Durchmesser, Verschleiß der Werkzeugschneide, die zu bearbeitende Werkstückoberfläche und somit auf die Standzeit des Werkzeugs.In a revolving lathe, the workpiece rotates and the tool in the stationary, non-rotating connection is moved axially parallel in the direction of the workpiece. In this case, the torque is transmitted from the rotating workpiece, wherein the main cutting edge of the tool must be equal to the axial center of the rotating workpiece. The height of the main cutting edge of the tool influences the chip formation and has an influence on the diameter to be machined, wear of the tool cutting edge, the workpiece surface to be machined and thus on the tool life.
Wird die Hauptschneide des Werkzeugs auf die richtige Höhe des Achsmittelpunkts des drehenden Werkstücks eingestellt und es kommt zu einer Verdrehung des Hohlschaftkegels entsprechend des Spiels der Mitnehmersteine in der Aufnahmekontur der Verbindungsstelle, führt dies unweigerlich zu einer Höhenverstellung der Hauptschneide zum Achsmittelpunkt des drehenden Werkstücks. Je größer der axiale Abstand des Werkzeugs zum Hohlschaftkegel des Werkzeugssystemmoduls liegt, umso größer ist die Auswirkung einer Verdrehung des Hohlschaftkegels im Aufnahmeabschnitt auf die Achseinstellung zwischen Werkzeugshauptschneide und Werkstück.If the main cutting edge of the tool is set to the correct height of the axial center of the rotating workpiece and there is a rotation of the hollow shaft cone corresponding to the game of driving pins in the receiving contour the joint, this inevitably leads to a height adjustment of the main cutting to the center of the rotating workpiece. The greater the axial distance of the tool to the hollow shaft cone of the tool system module, the greater the effect of a rotation of the hollow shaft cone in the receiving section on the Achseinstellung between main cutting tool and workpiece.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Spanneinheit zu schaffen, das sich durch eine verbesserte Verbindungsstelle zwischen Mitnehmersteine und Aufnahmekontur auszeichnet.The object of the invention is therefore to provide a clamping unit, which is characterized by an improved connection point between driving pins and receiving contour.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Verbindungsstelle vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Mitnehmersteine der Spanneinheit spielfrei in die Mitnehmernuten des Hohlschaftkegels eingeführt werden können, wobei dadurch eine Verdrehsicherung des Hohlschaftkegels im Aufnahmeabschnitt besteht und eine einfache Montage der Spanneinrichtung gewährleistet wird. Die Mitnehmersteine werden in der Breite größer ausgeführt als die Mitnehmernuten der Aufnahmekontur des Aufnahmeabschnitts und des Hohlschaftkegels. Dadurch wird eine spielfreie Verbindungsstelle zwischen Mitnehmersteine und Mitnehmernuten geschaffen.To solve this problem, a joint is proposed, which has the features mentioned in
Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Spanneinheit, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Mitnehmersteine der Spanneinheit geschlitzt sind, um ein elastisches Ausrichten der Mitnehmersteine in den Aufnahmekonturen, insbesondere der Mitnehmernuten des Aufnahmeabschnitts und des Hohlschaftkegels zu gewährleisten.Preferred is an embodiment of the clamping unit that is characterized in that the driving blocks of the clamping unit are slotted to ensure an elastic alignment of the driving blocks in the receiving contours, in particular the driving grooves of the receiving portion and the hollow shaft cone.
Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Spanneinheit, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Mitnehmersteine der Spanneinheit aus einem elastischen Material bestehen und somit ein elastisches Ausrichten der Mitnehmersteine in den Aufnahmekonturen, insbesondere der Mitnehmernuten des Aufnahmeabschnitts und des Hohlschaftkegels zu gewährleisten.Preferred is an embodiment of the clamping unit that is characterized in that the Mitnehmersteine the clamping unit made of an elastic material and thus to ensure an elastic alignment of the Mitnehmersteine in the receiving contours, in particular the driving grooves of the receiving portion and the hollow shaft cone.
Bevorzugt wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spanneinheit, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Mitnehmersteine der Spanneinheit geschlitzt sind und die Schlitze aufvulkanisiert werden.Preference is given to a further embodiment of the clamping unit that is characterized in that the driving blocks of the clamping unit are slotted and the slots are vulcanized.
Bevorzugt wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spanneinheit, dass sich dadurch auszeichnet, dass ein Mitnehmerstein der Spanneinheit geschlitzt ist und der andere Mitnehmerstein nicht elastische ausgeführt ist.Preference is given to a further embodiment of the clamping unit that is characterized in that a Mitnehmerstein the clamping unit is slotted and the other Mitnehmerstein is not designed elastic.
Bevorzugt wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spanneinheit, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Mitnehmersteine des Spanneinheit aus einem zweischichtigen Material besteht. Das Basismaterial aus einem nichtflexiblen Material besteht, wie z. B. Eisenmetall und der elastische Teil aus einem elastischen Material wie z. B. aus einem Kunststoff oder Gummi.Preferred is another embodiment of the clamping unit, which is characterized in that the driving blocks of the clamping unit consists of a two-layer material. The base material consists of a non-flexible material, such as. B. ferrous metal and the elastic part of an elastic material such. B. of a plastic or rubber.
Bevorzugt wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spanneinheit, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Mitnehmersteine der Spanneinheit jeweils aus einem anderen Material bestehen oder ein Mitnehmerstein nicht flexibel ausgebildet ist und der zweite Mitnehmerstein flexible ausgebildet ist.Preferred is another embodiment of the clamping unit that is characterized in that the Mitnehmersteine the clamping unit each consist of a different material or a Mitnehmerstein is not flexible and the second Mitnehmerstein is flexible.
Bevorzugt wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Spanneinheit, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Mitnehmersteine der Spanneinheit jeweils Beschichtet werden, durch eine Weichschicht oder durch eine Gummischicht oder Kunststoffschicht.A further exemplary embodiment of the clamping unit is preferred, which is characterized in that the driving blocks of the clamping unit are coated in each case by a soft layer or by a rubber layer or plastic layer.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4211034 [0004] DE 4211034 [0004]
- DE 102004009217 A1 [0004] DE 102004009217 A1 [0004]
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DE102004009217A1 (en) | 2004-02-12 | 2005-09-01 | Gühring, Jörg, Dr. | Clamping element for tool clamps |
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