DE102019106088A1 - Clamping system for a machine tool - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klemmsystem für eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine wobei mittels des Klemmsystems eine Rundachse einer Dreh- oder Schwenkeinrichtung klemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundachse eine erste und zweite Klemmscheibe ein Klemmelement einen mittels eines Hubelements verfahrbaren Klemmkeil und eine erste und zweite Klemmzunge aufweist, wobei die erste Klemmzunge an einer ersten Seitenfläche des Klemmkeils und die zweite Klemmzunge an einer zweiten Seitenfläche des Klemmkeils angeordnet ist derart, dass der Klemmkeil mit der ersten und zweiten Klemmzunge zwischen der ersten und zweiten Klemmscheibe angeordnet ist sodass bei einer Hubbewegung des Klemmkeils die erste Klemmzunge an die erste Klemmscheibe und die zweite Klemmzunge an die zweite Klemmscheibe unter Aufbringung einer Normalkraft pressbar ist.

The invention relates to a clamping system for a rotating or swiveling device of a machine tool, wherein a rotary axis of a rotary or swiveling device can be clamped by means of the clamping system, characterized in that the rotary axis has a first and second clamping disc, a clamping element, a clamping wedge that can be moved by means of a lifting element and a first and having second clamping tongue, the first clamping tongue being arranged on a first side surface of the clamping wedge and the second clamping tongue on a second side surface of the clamping wedge in such a way that the clamping wedge is arranged with the first and second clamping tongue between the first and second clamping disc so that when the Clamping wedge, the first clamping tongue can be pressed against the first clamping disk and the second clamping tongue against the second clamping disk with the application of a normal force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klemmsystem für eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine und findet insbesondere für die Klemmung von Verfahrachsen in Form von Rundachsen Anwendung.The invention relates to a clamping system for a rotating or pivoting device of a machine tool and is used in particular for clamping travel axes in the form of rotary axes.

Während der mechanischen Bearbeitung von Werkstücken in einer Werkzeugmaschine können Kräfte auftreten, die das vom Antrieb bereitgestellte maximale Haltemoment einer Verfahrachse einer Werkzeugmaschine überschreiten. Um dennoch eine Bearbeitung in diesem höheren Leistungsbereich unter Einhaltung der Toleranzen zu ermöglichen, muss die betreffende Achse spielfrei geklemmt werden.During the mechanical processing of workpieces in a machine tool, forces can occur that exceed the maximum holding torque of a travel axis of a machine tool provided by the drive. In order to enable machining in this higher performance range while maintaining the tolerances, the relevant axis must be clamped free of play.

Gemäß dem Stand der Technik bestehen aktuell eingesetzte Klemmungen von Rundachsen meist aus ringförmigen Aktoren. Im Falle einer Reparatur bedeutet dies jedoch einen hohen Aufwand bei der Demontage des ringförmigen Aktors sowie bei der Montage des ringförmigen Aktors nach der erfolgten Reparatur. Des Weiteren ist eine Zustands- und Verschleißprüfung der ringförmigen Klemmelemente meist sehr aufwändig. Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik ist, dass viele Klemmungen aufgrund geringer Klemmspalte anfällig für Beschädigung sind, insbesondere durch Fressen der Bauteile, was zu einem Blockieren des Systems führt.According to the state of the art, currently used clamps for rotary axes mostly consist of ring-shaped actuators. In the case of a repair, however, this means a great deal of effort when dismantling the annular actuator and when assembling the annular actuator after the repair has been carried out. Furthermore, a condition and wear test of the ring-shaped clamping elements is usually very complex. Another disadvantage of the prior art is that many clamps are prone to damage due to small clamping gaps, in particular through fretting of the components, which leads to the system being blocked.

Aus der Druckschrift DE 39 08 558 A1 ist eine Einrichtung zum Klemmen einer linear verschiebbaren Baugruppe in einer Führungsbaugruppe bekannt. Die Einrichtung dient zum Stillsetzen nicht bewegter Achsen während der Bearbeitung, womit hohe Klemmkräfte und große Übertragungssteifen erzielt werden sollen. Auf einer Klemmspindel sind dazu gegensinnig bewegte Klemmbacken vorgesehen, die mit Klemmkeilen in Klemmnuten eingreifen.From the pamphlet DE 39 08 558 A1 a device for clamping a linearly displaceable assembly in a guide assembly is known. The device is used to stop axes that are not moving during machining, with which high clamping forces and large transmission stiffeners are to be achieved. For this purpose, clamping jaws which move in opposite directions are provided on a clamping spindle, which engage clamping grooves with clamping wedges.

Die Druckschrift DE 10 2017 214 362 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements. Diese Lösung dient zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine. Die Offenlegungsschrift betrifft eine Vorrichtung (Klemmvorrichtung bzw. Sicherheitsklemmvorrichtung) zur Klemmung bzw. Sicherheitsklemmung eines drehbar gelagerten Wellenelements, insbesondere eines Wellenelements einer Schwenk- bzw. Rundachse einer Werkzeugmaschine. Die Rundachsvorrichtung umfasst ein äußeres Gehäuse, welches ringförmig beziehungsweise im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist. The pamphlet DE 10 2017 214 362 A1 describes a device for clamping a rotatably mounted shaft element. This solution is used to clamp a rotatably mounted shaft element for use on a machine tool. The laid-open specification relates to a device (clamping device or safety clamping device) for clamping or safety clamping of a rotatably mounted shaft element, in particular a shaft element of a swivel or rotary axis of a machine tool. The round axis device comprises an outer housing which is annular or essentially hollow-cylindrical.

Im Inneren des Gehäuses ist ein hohles Wellenelement (Hohlwellenelement) drehbar gelagert. Die Klemmvorrichtung umfasst ein ringförmiges Gehäuseelement und einen an dem ringförmigen Gehäuseelement angeordneten Anschluss in Form eines Pneumatik- oder Hydraulikanschluss.
Ein elastisch verformbares, ringförmiges Klemmringelement, ist in dem ringförmigen Gehäuseabschnitt des Gehäuseelements angeordnet, wobei das Klemmringelement ein Querschnittsprofil (aufweist, mit einem ersten Profilabschnitt, der sich radial nach innen erstreckt und durch eine ringförmig umlaufende Öffnung des ringförmigen Gehäuseabschnitts zu dem drehbar gelagerten Wellenelement radial hin ragt, und zumindest einem zweiten Profilabschnitt, der sich quer zu dem ersten Profilabschnitt, insbesondere axial, erstreckt. Das Klemmringelement ist durch pneumatische oder hydraulische Druckbeaufschlagung der Druckkammer radial nach außen elastisch verform bar.A hollow shaft element (hollow shaft element) is rotatably mounted inside the housing. The clamping device comprises an annular housing element and a connection arranged on the annular housing element in the form of a pneumatic or hydraulic connection.
An elastically deformable, ring-shaped clamping ring element is arranged in the ring-shaped housing section of the housing element, the clamping ring element having a cross-sectional profile (with a first profile section that extends radially inward and through an annular circumferential opening of the ring-shaped housing section to the rotatably mounted shaft element protrudes, and at least one second profile section, which extends transversely to the first profile section, in particular axially, The clamping ring element can be elastically deformed radially outward by pneumatic or hydraulic pressurization of the pressure chamber.

Eine weitere Vorrichtung zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements ist aus der Offenlegung WO 2018/210 932 A1 bekannt.Another device for clamping a rotatably mounted shaft element is from the disclosure WO 2018/210 932 A1 known.

Eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine ist aus der Druckschrift DE 199 46 424 A1 bekannt. Es wird eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine, insbesondere NC-Rundtisch, mit einem auf einer Auflage verdreh- oder schwenkbar gelagerten Maschinenteil und einer Klemmvorrichtung zur lösbaren Fixierung des Maschinenteils in gewünschten Winkelstellungen offenbart. Eine sichere Fixierung des verdreh- oder schwenkbaren Maschinenteils auch ohne Lageveränderung soll dadurch erreicht werden, dass die Klemmvorrichtung ein an der Auflage angeordnetes Klemmteil mit seitlich nachgiebigen Klemmelementen zum Eingriff in eine Ringnut an dem Maschinenteil und ein gegenüber dem Klemmteil bewegbares Andruckteil zum Anpressen der Klemmelemente an mindestens eine Seitenwand der Ringnut aufweist.A rotating or swiveling device of a machine tool is from the publication DE 199 46 424 A1 known. A rotating or swiveling device of a machine tool, in particular an NC rotary table, is disclosed with a machine part that is rotatably or pivotably mounted on a support and a clamping device for releasably fixing the machine part in desired angular positions. A secure fixation of the rotatable or pivotable machine part, even without a change in position, is to be achieved in that the clamping device has a clamping part arranged on the support with laterally flexible clamping elements for engaging in an annular groove on the machine part and a pressure part that can be moved relative to the clamping part for pressing the clamping elements has at least one side wall of the annular groove.

Ein Werkstücktisch zur Fräs- und Drehbearbeitung wird in der Offenlegung DE 202 02 998 U1 beschrieben. Diese Lösung betrifft eine Werkstücktisch zur Fräs- und Drehbearbeitung von relativ schweren und sperrigen Werkstücken, mit einem formsteifen Unterbau, einem auf dem Unterbau in einem Ringlager drehbar gelagerten Rundtisch, einem elektrischen Antriebsaggregat für den Rundtisch und einer hydraulisch betätigbaren Klemmeinrichtung zum Fixieren des Rundtisches im Fräsbetrieb, die mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte federbelastete Kolben-Zylinder-Einheiten und ein mit dem Rundtisch verbundenes ringförmiges Klemmelement aufweist. Das Klemmelement ist eine horizontale und mit einem Randabschnitt am Rundtisch befestigte Ringscheibe, die zwischen Klemmstücke der Kolben-Zylinder-Einheiten und einem am Unterbau ausgebildeten Auflager eingreift.A workpiece table for milling and turning is in disclosure DE 202 02 998 U1 described. This solution concerns a workpiece table for milling and turning relatively heavy and bulky workpieces, with a dimensionally stable substructure, a rotary table rotatably mounted on the substructure in a ring bearing, an electrical drive unit for the rotary table and a hydraulically actuated clamping device for fixing the rotary table in the milling mode , which has several spring-loaded piston-cylinder units evenly distributed over the circumference and an annular clamping element connected to the rotary table. The clamping element is a horizontal washer which is fastened to the rotary table with an edge section and which engages between clamping pieces of the piston-cylinder units and a support formed on the substructure.

Die Druckschrift DE 103 19 139 A1 beschreibt eine Bremsvorrichtung zum Bremsen und/oder Blockieren der Drehbewegung von Rundtischen, insbesondere in Bearbeitungsmaschinen, Bearbeitungszentren oder dergleichen, mit einer Tischplatte, die um eine Achse drehbar gelagert ist. An der Tischplatte ist mindestens eine Nut vorgesehen, zu der korrespondierend mindestens ein beweglich gelagerter und mit Kraft beaufschlagbarer Bolzen angeordnet ist, derart, dass der Bolzen mit seinem analog zur Nut ausgebildeten Ende zum Bremsen oder Blockieren in die Nut eingreift. Die Nut und das in die Nut eingreifende Ende des Bolzens sind V-förmig, vorzugsweise kegelstumpfartig mit einem Kegelwinkel a ausgebildet.The pamphlet DE 103 19 139 A1 describes a braking device for braking and / or Blocking the rotary movement of rotary tables, in particular in processing machines, processing centers or the like, with a table top which is rotatably mounted about an axis. At least one groove is provided on the table top, corresponding to which at least one movably mounted bolt that can be subjected to force is arranged such that the bolt engages in the groove with its end analogous to the groove for braking or blocking. The groove and the end of the bolt engaging in the groove are V-shaped, preferably in the form of a truncated cone with a cone angle α.

Aus der Druckschrift DE 10 2013 107 940 B4 ist eine Werkzeugmaschine mit Drehtisch bekannt. Diese Lösung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Drehtisch, die von einem numerischen Controller gesteuert wird. Die Werkzeugmaschine umfasst einen Drehtisch, auf dem ein Werkstück montiert ist, einen Klemmmechanismus, der den Drehtisch einklemmt, damit er sich nicht drehen kann und einen Sensor, der den Abschluss eines Klemm- oder Lösevorgangs des Klemmmechanismus erfasst und ein Abschlusssignal ausgibt. Des Weiteren ist eine Klemmmechanismus-Betriebszeit-Messeinheit vorhanden, die, wenn ein Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird und der numerische Controller einen Klemm- oder Lösebefehl ausgibt, die Klemmmechanismus Betriebszeit ab dem Zeitpunkt misst, zu dem der Befehl ausgegeben wird, und bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Sensor den Abschluss des Klemm- oder Lösevorgangs feststellt. An der Welle des Motors ist eine Klemmscheibe befestigt. Dabei ist die Klemmscheibe in einem Scheibenhalter gehalten, und zwar durch das Einschrauben von Schrauben. Ein Sensor ist an einem Zylinder befestigt, an dem eine rückwärtige Platte mit einer Schraube befestigt ist. Zum Klemmen der Klemmscheibe wird ein Druckglied, das gegen die Klemmscheibe zu drücken ist, nach oben bewegt, damit die Klemmscheibe zwischen dem Druckglied und der rückwärtigen Platte gehalten wird. Das Druckglied, das sich nach oben bewegt und gegen die Klemmscheibe drückt, wodurch die Klemmscheibe zwischen dem Druckglied und der rückwärtigen Platte eingeklemmt ist, wird von dem Sensor erfasst. Der Sensor erfasst auch, dass sich das Druckglied nach unten bewegt und den Druck auf die Klemmscheibe löst.From the pamphlet DE 10 2013 107 940 B4 a machine tool with a rotary table is known. This solution relates to a machine tool with a rotary table which is controlled by a numerical controller. The machine tool includes a turntable on which a workpiece is mounted, a clamping mechanism that clamps the turntable so that it cannot rotate, and a sensor that detects the completion of a clamping or releasing operation of the clamping mechanism and outputs a completion signal. Furthermore, there is a clamping mechanism operating time measuring unit which, when a machining program is executed and the numerical controller issues a clamping or releasing command, measures the clamping mechanism operating time from the time the command is issued and until the time when the command is issued. at which the sensor determines the completion of the clamping or loosening process. A clamping disc is attached to the shaft of the motor. The clamping disc is held in a disc holder by screwing in screws. A sensor is attached to a cylinder to which a rear plate is attached with a screw. To clamp the clamping disc, a pressure member to be pressed against the clamping disc is moved upward so that the clamping disc is held between the pressure member and the rear plate. The pressure member, which moves upward and presses against the clamping disc, whereby the clamping disc is clamped between the pressure member and the rear plate, is detected by the sensor. The sensor also detects that the pressure member is moving down and releasing the pressure on the clamping disc.

Die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Druckglieds wird wie bei bekannten Klemmmechanismen durch eine Betätigungskraft bewirkt, beispielsweise Luft oder mittels Hydraulik.As in known clamping mechanisms, the upward and downward movement of the pressure member is brought about by an actuating force, for example air or by means of hydraulics.

Eine Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder Handlingsmaschine ist aus der Druckschrift DE 10 2006 051 141 A1 bekannt. Diese Lösung betrifft eine Werkzeugmaschine, wobei die Maschine eine elektromagnetische Bremse mit einem elektrischen Aktuator zum Abbremsen eines beweglichen Maschinenelements aufweist, wobei der Aktuator eine Betätigungskraft erzeugt und auf ein Reibglied einwirkt um dieses zum Hervorrufen einer Reibkraft gegen ein Reibgegenglied zu drücken, wobei zwischen dem Reibgegenglied und dem elektrischen Aktuator eine Anordnung vorhanden ist, die zur Selbstverstärkung der vom elektrischen Aktuator erzeugten Betätigungskraft führt, wobei die Maschine eine Einrichtung aufweist, die den Aktuator derart ansteuert, dass die Reibkraft an eine Sollgröße angeglichen wird.A machine tool, production machine and / or handling machine is from the publication DE 10 2006 051 141 A1 known. This solution relates to a machine tool, the machine having an electromagnetic brake with an electrical actuator for braking a movable machine element, the actuator generating an actuating force and acting on a friction member to press it against an opposing friction member to produce a friction force, with between the opposing friction member and the electrical actuator is provided with an arrangement which leads to self-amplification of the actuating force generated by the electrical actuator, the machine having a device which controls the actuator in such a way that the frictional force is matched to a setpoint.

Ein Reibgehemme mit Drillingskolbenentlastung wird in der Druckschrift DE 102 07 605 C1 offenbart. Die Lösung betrifft eine Brems- und/oder Klemmvorrichtung zur Anbringung an einem mittels mindestens einer Führungsschiene geführten Schlitten, wobei die Vorrichtung mindestens ein über ein Schiebekeilgetriebe betätigbares Reibgehemme umfasst, das wenigstens eine in einem Gehäuse gelagerte, an die Führungsschiene anpressbare Reibbacke aufweist, wobei das Schiebekeilgetriebe zur Belastung des Reibgehemmes mittels Federkraft in eine Richtung und zur Entlastung mittels auf mehrere Druckkolben verteilter Druckkraft in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird und wobei mindestens drei Druckkolben bei pneumatischer oder hydraulischer Parallelschaltung koaxial angeordnet sind. Es sind mindestens zwei benachbarte Kolben mit Kolbenstangen oder Kolbenstangenabschnitten mit Durchgangsbohrungen vorgesehen, über die die mit Druckmedium zu beaufschlagenden Kolbenseiten und deren vorgelagerte Druckräume mit diesem versorgt werden.A friction lock with triple piston relief is described in the publication DE 102 07 605 C1 disclosed. The solution relates to a braking and / or clamping device for attachment to a slide guided by means of at least one guide rail, wherein the device comprises at least one friction clamp which can be actuated via a sliding wedge gear and which has at least one friction jaw which is mounted in a housing and can be pressed against the guide rail Sliding wedge gear is moved to load the friction lock by means of spring force in one direction and to relieve pressure by means of pressure force distributed over several pressure pistons in the opposite direction and with at least three pressure pistons being arranged coaxially with pneumatic or hydraulic parallel connection. At least two adjacent pistons with piston rods or piston rod sections with through bores are provided, via which the piston sides to which pressure medium is to be applied and their upstream pressure spaces are supplied with this.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Klemmsystem für eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine zu entwickeln, die einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist und die Nachteile des Standes der Technik behebt, wobei eine spielfreie Achsklemmung ohne Verzug sowie die Reduzierung der Kosten bei Wartung und Verschleiß gewährleistet werden soll.The object of the invention is to develop a clamping system for a rotating or swiveling device of a machine tool, which has a simple structural design and eliminates the disadvantages of the prior art, ensuring a backlash-free axle clamping without delay and reducing the costs of maintenance and wear shall be.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.This object is achieved with the characterizing features of the first claim.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous configurations result from the subclaims.

Es wird ein Klemmsystem für eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine beschrieben, wobei mittels des Klemmsystems eine Rundachse einer Dreh- oder Schwenkeinrichtung klemmbar ist. Erfindungsgemäß weist ein Klemmelement an der Rundachse eine erste und zweite Klemmscheibe und einen mittels eines Hubelements verfahrbaren Klemmkeil und eine erste und zweite Klemmzunge auf, wobei die erste Klemmzunge an einer ersten Seitenfläche des Klemmkeils und die zweite Klemmzunge an einer zweiten Seitenfläche des Klemmkeils angeordnet ist derart, dass der Klemmkeil mit der ersten und zweiten Klemmzunge zwischen der ersten und zweiten Klemmscheibe angeordnet ist sodass bei einer Hubbewegung des Klemmkeils die erste Klemmzunge an die erste Klemmscheibe und die zweite Klemmzunge an die zweite Klemmscheibe unter Aufbringung einer Normalkraft auf die erste und zweite Klemmscheibe pressbar ist.
Durch den symmetrischen Aufbau und die beidseitige Krafteinleitung wird ein verzugsfreies Klemmen ohne axiale oder radiale Kraftwirkung auf die Achse ermöglicht.A clamping system for a rotating or swiveling device of a machine tool is described, a rotary axis of a rotating or swiveling device being able to be clamped by means of the clamping system. According to the invention, a clamping element on the rotary axis has a first and second clamping disk and a clamping wedge that can be moved by means of a lifting element and a first and second clamping tongue, the first clamping tongue is arranged on a first side surface of the clamping wedge and the second clamping tongue is arranged on a second side surface of the clamping wedge in such a way that the clamping wedge with the first and second clamping tongue is arranged between the first and second clamping disc so that the first clamping tongue is attached to the first clamping disc when the clamping wedge is lifted and the second clamping tongue can be pressed onto the second clamping disk by applying a normal force to the first and second clamping disks.
The symmetrical structure and the two-sided introduction of force enables distortion-free clamping without any axial or radial force acting on the axis.

Für das verzugsfreie Klemmen ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung die erste Klemmscheibe mit ihrer in Richtung der zweiten Klemmscheibe weisenden Seitenfläche an die erste Klemmzunge und mit ihrer von der zweiten Klemmscheibe wegweisenden Seitenfläche an ein erstes Reibelement pressbar. Zudem ist die zweite Klemmscheibe mit ihrer in Richtung der ersten Klemmscheibe weisenden Seitenfläche an die zweite Klemmzunge und mit ihrer von der ersten Klemmscheibe wegweisenden Seitenfläche an ein zweites Reibelement unter Aufbringung einer Normalkraft pressbar und fixierbar.
Die Reibelemente sind an oder in einem Gehäuse angeordnet, wobei auf der Höhe der ersten Klemmscheibe wenigstens das erste Reibelement in Form eines Reibbelags und auf der Höhe der zweiten Klemmscheibe wenigstens das zweite Reibelement in Form eines Reibbelags angeordnet ist.For distortion-free clamping, in an advantageous embodiment the first clamping disk can be pressed against the first clamping tongue with its side face pointing in the direction of the second clamping disk and against a first friction element with its side face pointing away from the second clamping disk. In addition, the second clamping disk can be pressed and fixed with its side surface pointing in the direction of the first clamping disk against the second clamping tongue and with its side surface pointing away from the first clamping disk against a second friction element by applying a normal force.
The friction elements are arranged on or in a housing, with at least the first friction element in the form of a friction lining at the level of the first clamping disk and at least the second friction element in the form of a friction lining at the level of the second clamping disk.

Das Klemmsystem ist selbsthemmend ist, das heißt eine aktivierte Klemmung kann die Achse energielos und auf unbegrenzte Zeit halten.The clamping system is self-locking, which means that an activated clamping can hold the axis without energy and for an unlimited period of time.

Der Klemmkeil ist über ein radial zu der Drehachse angeordnetes Hubelement verfahrbar derart, dass die wirkende Normalkraft in Abhängigkeit der Stellung des Hubelements einstellbar ist. Die Klemmelemente lassen sich radial demontieren, sodass eine Demontage der kompletten Achse im Falle eines Service nicht erforderlich ist, um den Zustand der Verschleißteile zu prüfen oder diese zu tauschen.The clamping wedge can be moved via a lifting element arranged radially to the axis of rotation in such a way that the normal force acting can be adjusted as a function of the position of the lifting element. The clamping elements can be dismantled radially so that it is not necessary to dismantle the entire axis in the event of a service in order to check the condition of the wearing parts or to replace them.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Klemmzunge eine korrespondierende Kontur zu dem Klemmkeil auf derart, dass eine gleichmäßige Flächenkraft auf die Klemmscheibe und das dahinter angeordnete Reibelement erzeugbar ist.In an advantageous embodiment, the clamping tongue has a contour that corresponds to the clamping wedge such that a uniform surface force can be generated on the clamping disc and the friction element arranged behind it.

Die auf die erste Klemmscheibe wirkende erste Normalkraft und die auf die zweite Klemmscheibe wirkende zweite Normalkraft haben denselben Betrag, sodass die Drehachse verzugsfrei klemmbar ist.The first normal force acting on the first clamping disk and the second normal force acting on the second clamping disk have the same amount, so that the axis of rotation can be clamped without distortion.

Es können ein oder mehrere Klemmsysteme beliebig am Umfang der Drehachse angeordnet sein derart, dass die Haltekraft der Achse gezielt dimensionierbar ist. Damit kann der verfügbare Bauraum optimal genutzt werden. Das Klemmsystem ist vorzugsweise mechanisch ausgebildet.One or more clamping systems can be arranged anywhere on the circumference of the axis of rotation in such a way that the holding force of the axis can be specifically dimensioned. The available installation space can thus be used optimally. The clamping system is preferably designed mechanically.

Der erste Reibbelag ist an einem ersten Gehäuseteil und der zweite Reibbelag an einem zweiten Gehäuseteil ausgebildet beziehungsweise an diesem montiert. Um eine maximale Steifigkeit des Gehäuses gegen Druckbeanspruchung zu erreichen sind der erste und zweite Gehäuseteil mittels mehrerer Schrauben miteinander verbunden.The first friction lining is formed on a first housing part and the second friction lining is formed on or mounted on a second housing part. In order to achieve maximum rigidity of the housing against compressive stress, the first and second housing parts are connected to one another by means of several screws.

Die klemmkrafterzeugenden Oberflachen haben eine erhöhte Harte und unterliegen damit nur einem geringen Verschleiß, zudem neigen sie nicht zum Fressen; außerdem verfugt die Klemmung über einen verhältnismäßig großen Klemmspalt von ca. 0,2mm. Damit kann die Anfälligkeit gegenüber Beschädigung reduziert werden.The surfaces generating the clamping force have an increased hardness and are therefore only subject to low wear and tear, and they do not tend to seize; In addition, the clamp has a relatively large clamping gap of approx. 0.2mm. This can reduce the susceptibility to damage.

Gemäß der Erfindung können ein oder mehrere keilförmige Klemmelemente am Umfang zweier, mit der Achse verbundenen Klemmscheiben Anwendung finden. Die Aktoren (Keilschieber) werden angesteuert und klemmen die Achse durch verschieben des Keilelements und die dadurch entstehende Normalkraft auf die, mit dem Gehäuse verbundenen, Reibelemente. Das Funktionsprinzip dieser Klemmung lasst sich sowohl an Rundachsen anwenden, kann jedoch auch für Linearachsen Anwendung finden.According to the invention, one or more wedge-shaped clamping elements can be used on the circumference of two clamping disks connected to the axle. The actuators (wedge slider) are activated and clamp the axis by moving the wedge element and the resulting normal force on the friction elements connected to the housing. The functional principle of this clamping can be used on rotary axes, but can also be used for linear axes.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung betreffen eine spielfreie Achsklemmung ohne Verzug sowie eine Reduzierung von Wartungskosten durch hohe Wartungsfreundlichkeit. Die Klemmelemente können für Wartungszwecke radial demontiert werden, womit eine einfache und kostengünstige Wartung beziehungsweise Reparatur ermöglicht wird. Des Weiteren kann eine Reduzierung von Ausfallrisiken und Stillstandzeiten durch geringere Schadensanfälligkeit hergestellt werden. Dies führt zu einer Reduzierung der Betriebskosten. Die Herstellkosten können durch die Vereinfachung von Bauelementen ebenfalls reduziert werden. Die reduzierten Herstellkosten können des Weiteren durch den Einsatz kostengünstig zu fertigender Einzelteile sowie durch den Einsatz von Gleichteilen erreicht werden.
Durch die erfindungsgemäße Lösung kann des Weiteren der erforderliche Bauraum reduziert werden. Zudem erfolgt eine Integration der sonst zusätzlich erforderlichen Sicherheitsklemmung, die ein sicheres Halten für unbegrenzte Zeit gewährleistet, wodurch diese als separates Bauteil eingespart werden kann.The advantages of the solution according to the invention relate to a backlash-free axle clamping without distortion and a reduction in maintenance costs due to high maintenance friendliness. The clamping elements can be radially dismantled for maintenance purposes, which enables simple and inexpensive maintenance or repair. Furthermore, a reduction in the risk of failure and downtime can be achieved through lower susceptibility to damage. This leads to a reduction in operating costs. The manufacturing costs can also be reduced by simplifying components. The reduced manufacturing costs can also be achieved through the use of individual parts that are inexpensive to manufacture and through the use of identical parts.
The solution according to the invention can furthermore reduce the installation space required. In addition, there is an integration of the otherwise additionally required safety clamp, which ensures a secure hold for an unlimited time, whereby this can be saved as a separate component.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and associated drawings.

Es zeigen:

• 1 eine Schnittdarstellung der Achsklemmung,
• 2 eine Detailansicht der Achsklemmung,
• 3 eine Darstellung der Hubelemente, die auf eine Klemmscheibe wirken,

Show it:

• 1 a sectional view of the axle clamping,
• 2 a detailed view of the axle clamping,
• 3 a representation of the lifting elements that act on a clamping disc,

In 1 und 2 ist eine Schnittdarstellung des Klemmsystems für eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine dargestellt. Die 2 zeigt einen Detailausschnitt aus der 1. Das Klemmsystem weist zwei Klemmscheiben 1 in Form einer ersten Klemmscheibe 1.1 und einer parallel dazu angeordneten zweiten Klemmscheibe 1.2 auf, wobei die erste und zweite Klemmscheibe 1.1, 1.2 zueinander beabstandet an einer Dreh- oder Schwenkachse A montiert oder an dieser ausgebildet sind. Zwischen den Klemmscheiben 1.1, 1.2 ist ein Hubelement 2 mit einem, auf der Kolbenstange 2.1 des Hubelements 2 montiertem Klemmkeil 3 angeordnet. Die Kolbenstange 2.1 ist in Form eines Zugelements ausgebildet. Der Klemmkeil 3 ist vorzugsweise mittels eines Schraubgewindes mit dem Hubelement 2 verbunden. Jedoch ist auch eine einteilige Ausgestaltung des Hubelements 2 mit dem Klemmkeil 3 denkbar. Das Klemmsystem weist eine erste Klemmzunge 4, 4.1 an einer ersten Seitenfläche des Klemmkeils 3 und eine zweite Klemmzunge 4.2 an einer zweiten Seitenfläche des Klemmkeils 3 auf, wobei die Klemmzungen 4 derart angeordnet sind, dass der Klemmkeil 3 mit der ersten und zweiten Klemmzunge 4.1, 4.2 zwischen der ersten und zweiten Klemmscheibe 1.1, 1.2 angeordnet ist sodass bei einer Hubbewegung des Klemmkeils 3 die erste Klemmzunge 4.1 an die erste Klemmscheibe 1.1 und die zweite Klemmzunge 4.2 an die zweite Klemmscheibe 1.2 unter Aufbringung einer Normalkraft pressbar ist. Die erste und zweite Klemmzunge 4.1, 4.2 sind vorzugsweise mit dem Hubelement 2 verbunden oder an diesem ausgebildet und erstrecken sich parallel zu der Kolbenstange 2.1 des Hubelements 2.In 1 and 2 is a sectional view of the clamping system for a rotating or pivoting device of a machine tool. The 2 shows a detail from the 1 . The clamping system has two clamping disks 1 in the form of a first clamping disc 1.1 and a second clamping disk arranged parallel thereto 1.2 on, the first and second clamping washers 1.1 , 1.2 mounted at a distance from one another on a rotary or pivot axis A or formed on this. Between the clamping disks 1.1 , 1.2 is a lifting element 2 with one, on the piston rod 2.1 of the screw jack 2 mounted clamping wedge 3 arranged. The piston rod 2.1 is designed in the form of a tension element. The clamping wedge 3 is preferably by means of a screw thread with the lifting element 2 connected. However, the lifting element is also designed in one piece 2 with the clamping wedge 3 conceivable. The clamping system has a first clamping tongue 4th , 4.1 on a first side surface of the clamping wedge 3 and a second clamping tongue 4.2 on a second side surface of the clamping wedge 3 on, the clamping tongues 4th are arranged such that the clamping wedge 3 with the first and second clamping tongue 4.1 , 4.2 between the first and second clamping washers 1.1 , 1.2 is arranged so that during a lifting movement of the clamping wedge 3 the first clamping tongue 4.1 to the first clamping disc 1.1 and the second clamping tongue 4.2 to the second clamping disc 1.2 can be pressed with the application of a normal force. The first and second clamping tabs 4.1 , 4.2 are preferably with the lifting element 2 connected or formed on this and extend parallel to the piston rod 2.1 of the screw jack 2 .

Die Klemmscheiben 1.1, 1.2 werden an ihrer zueinander abgewandten Seite mittels jeweils eines Reibelements 5 geklemmt derart, dass durch die auftretenden Reibungskräfte eine Fixierung der Dreh- oder Schwenkachse erzeugt wird. Das erste und zweite Reibelement 5 sind an einem ersten und zweiten Teil eines Gehäuses 6 fixiert, wodurch die auftretenden axialen Kräfte des Klemmsystems auf das Gehäuse 6 abgeleitet werden. Insbesondere sind dazu der erste Gehäuseteil 6.1 mit dem zweiten Gehäuseteil 6.2 mittels einer nicht dargestellten Schraubverbindung verschraubt.The clamping washers 1.1 , 1.2 are on their side facing away from each other by means of a friction element 5 clamped in such a way that the frictional forces generated fix the axis of rotation or pivot. The first and second friction elements 5 are on a first and second part of a housing 6th fixed, whereby the occurring axial forces of the clamping system on the housing 6th be derived. In particular, the first housing part is for this purpose 6.1 with the second housing part 6.2 screwed by means of a screw connection, not shown.

Gemäß 3 ist ein erstes und zweites Hubelement 2 radial zu einer Klemmscheibe 1 angeordnet. Es sind jedoch auch weitere Hubelemente umfangsseitig vorstellbar derart, dass die Haltekraft der Achse gezielt dimensionierbar ist. Damit kann der verfügbare Bauraum optimal genutzt werden. Das Hubelement 2 weist eine daran sich in Richtung der Schwenkachse A erstreckende Klemmzunge 4 auf, die mittels des verfahrbaren Klemmkeils 3 an die Klemmscheibe 1 anpressbar ist.According to 3 is a first and second lifting element 2 radial to a clamping disc 1 arranged. However, further lifting elements are also conceivable on the circumferential side such that the holding force of the axis can be dimensioned in a targeted manner. This means that the available installation space can be used optimally. The lifting element 2 has a clamping tongue extending thereon in the direction of the pivot axis A. 4th on that by means of the movable clamping wedge 3 to the clamping disc 1 can be pressed.

4 zeigt die Bauteile der 3 im Umfeld einer Werkzeugmaschine. Das Klemmsystem weist zwei Hubelemente 2 auf, die radial zu der Klemmscheibe 1 angeordnet sind. Eine zweite nicht dargestellte Klemmscheibe ist koaxial hinter beziehungsweise vor der dargestellten Klemmscheibe 1 angeordnet. Das Klemmsystem ist in dem Gehäuse 6 angeordnet, mittels dessen die Kräfte ableitbar sind. Das gemäß 1 und 2 dargestellte zweiteilige Gehäuse 6 wird mittels Schrauben 7 im Bereich des Klemmbereichs verschraubt. 4th shows the components of the 3 in the environment of a machine tool. The clamping system has two lifting elements 2 on, which is radial to the clamping disc 1 are arranged. A second clamping disk, not shown, is coaxial behind or in front of the clamping disk shown 1 arranged. The clamping system is in the housing 6th arranged, by means of which the forces can be derived. That according to 1 and 2 illustrated two-part housing 6th is by means of screws 7th screwed in the area of the clamping area.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine spielfreie Achsklemmung ohne Verzug und eine Fixierung der Schwenkachse aufgrund der Selbsthemmung ohne Aufbringung einer Halteenergie.This embodiment enables a backlash-free axis clamping without distortion and a fixation of the pivot axis due to the self-locking without applying a holding energy.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11

KlemmscheibeClamping disc

1.11.1

erste Klemmscheibefirst clamping disc

1.21.2

zweite Klemmscheibesecond clamping disc

22

HubelementLifting element

2.12.1

KolbenstangePiston rod

33

KlemmkeilClamping wedge

44th

KlemmzungeClamping tongue

4.14.1

Erste KlemmzungeFirst clamping tongue

4.24.2

Zweite KlemmzungeSecond clamping tongue

55

ReibelementFriction element

5.15.1

Erstes ReibelementFirst friction element

5.25.2

Zweites ReibelementSecond friction element

66th

Gehäusecasing

6.16.1

Erster GehäuseteilFirst housing part

6.26.2

Zweiter GehäuseteilSecond housing part

77th

Schraubescrew

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 3908558 A1 [0004]DE 3908558 A1 [0004]
• DE 102017214362 A1 [0005]DE 102017214362 A1 [0005]
• WO 2018/210932 A1 [0007]WO 2018/210932 A1 [0007]
• DE 19946424 A1 [0008]DE 19946424 A1 [0008]
• DE 20202998 U1 [0009]DE 20202998 U1 [0009]
• DE 10319139 A1 [0010]DE 10319139 A1 [0010]
• DE 102013107940 B4 [0011]DE 102013107940 B4 [0011]
• DE 102006051141 A1 [0013]DE 102006051141 A1 [0013]
• DE 10207605 C1 [0014]DE 10207605 C1 [0014]

Claims (10)

Klemmsystem für eine Dreh- oder Schwenkeinrichtung einer Werkzeugmaschine, wobei mittels des Klemmsystems eine Rundachse einer Dreh- oder Schwenkeinrichtung klemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundachse eine erste und zweite Klemmscheibe (1.1, 1.2) aufweist oder diese an ihr ausgebildet sind und ein Klemmelement einen mittels eines Hubelements (2) verfahrbaren Klemmkeil (3) und eine erste und zweite Klemmzunge (4.1, 4.2) aufweist, wobei die erste Klemmzunge (4.1) an einer ersten Seitenfläche des Klemmkeils (3) und die zweite Klemmzunge (4.2) an einer zweiten Seitenfläche des Klemmkeils (3) angeordnet ist derart, dass der Klemmkeil (3) mit der ersten und zweiten Klemmzunge (4.1, 4.2) zwischen der ersten und zweiten Klemmscheibe (1.1, 1.2) angeordnet ist sodass bei einer Hubbewegung des Klemmkeils (3) die erste Klemmzunge (4.1) an die erste Klemmscheibe (1.1) und die zweite Klemmzunge (4.2) an die zweite Klemmscheibe (1.2) unter Aufbringung einer Normalkraft pressbar ist.Clamping system for a rotating or swiveling device of a machine tool, wherein a round axis of a rotating or swiveling device can be clamped by means of the clamping system, characterized in that the round axis has a first and second clamping disc (1.1, 1.2) or these are formed on it and a clamping element has a clamping wedge (3) which can be moved by means of a lifting element (2) and a first and second clamping tongue (4.1, 4.2), the first clamping tongue (4.1) on a first side surface of the clamping wedge (3) and the second clamping tongue (4.2) on a second side surface of the clamping wedge (3) is arranged such that the clamping wedge (3) with the first and second clamping tongue (4.1, 4.2) is arranged between the first and second clamping disk (1.1, 1.2) so that when the clamping wedge (3) is lifted the first clamping tongue (4.1) can be pressed against the first clamping disk (1.1) and the second clamping tongue (4.2) against the second clamping disk (1.2) by applying a normal force. Klemmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Klemmscheibe (1.1) mit ihrer in Richtung der zweiten Klemmscheibe (1.2) weisenden Seitenfläche an die erste Klemmzunge (4.1) und mit ihrer von der zweiten Klemmscheibe (1.2) wegweisenden Seitenfläche an ein erstes Reibelement (5.1) pressbar ist und dass die zweite Klemmscheibe (1.2) mit ihrer in Richtung der ersten Klemmscheibe (1.1) weisenden Seitenfläche an die zweite Klemmzunge (4.2) und mit ihrer von der ersten Klemmscheibe (1.1) wegweisenden Seitenfläche an ein zweites Reibelement (5.2) unter Aufbringung einer Normalkraft pressbar und fixierbar ist.Clamping system according to Claim 1 , characterized in that the first clamping disc (1.1) can be pressed against the first clamping tongue (4.1) with its side face pointing in the direction of the second clamping disc (1.2) and against a first friction element (5.1) with its side face pointing away from the second clamping disc (1.2) is and that the second clamping disc (1.2) with its side surface facing in the direction of the first clamping disc (1.1) to the second clamping tongue (4.2) and with its side surface facing away from the first clamping disc (1.1) to a second friction element (5.2) with the application of a Normal force is compressible and fixable. Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (6) auf Höhe der ersten Klemmscheibe (1.1) wenigstens das erste Reibelement (5.1) in Form eines Reibbelags und auf Höhe der zweiten Klemmscheibe (1.2) wenigstens das zweite Reibelement (5.2) in Form eines Reibbelags aufweist.Clamping system according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that a housing (6) has at least the first friction element (5.1) in the form of a friction lining at the level of the first clamping disc (1.1) and at least the second friction element (5.2) in the form of a friction lining at the level of the second clamping disc (1.2) . Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmsystem selbsthemmend ist.Clamping system according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the clamping system is self-locking. Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmkeil (3) über ein radial zu der Drehachse (A) angeordnetes Hubelement (2) verfahrbar ist derart, dass die wirkende Normalkraft in Abhängigkeit der Stellung des Hubelements (2) einstellbar ist.Clamping system according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the clamping wedge (3) can be moved via a lifting element (2) arranged radially to the axis of rotation (A) in such a way that the normal force acting is adjustable depending on the position of the lifting element (2). Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmzunge (4) eine korrespondierende Kontur zu dem Klemmkeil (3) aufweist derart, dass eine gleichmäßige Flächenkraft auf die Klemmscheibe (1) und das dahinter angeordnete Reibelement (5) erzeugbar ist.Clamping system according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the clamping tongue (4) has a contour corresponding to the clamping wedge (3) such that a uniform surface force can be generated on the clamping disc (1) and the friction element (5) arranged behind it. Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die erste Klemmscheibe (1.1) wirkende erste Normalkraft und die auf die zweite Klemmscheibe (1.2) wirkende zweite Normalkraft denselben Betrag haben, sodass die Drehachse (A) verzugsfrei klemmbar ist.Clamping system according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the first normal force acting on the first clamping disk (1.1) and the second normal force acting on the second clamping disk (1.2) have the same amount, so that the axis of rotation (A) can be clamped without distortion. Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Klemmsysteme beliebig am Umfang der Drehachse (A) anordbar sind derart, dass die Haltekraft der Achse gezielt dimensionierbar ist.Clamping system according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that one or more clamping systems can be arranged anywhere on the circumference of the axis of rotation (A) in such a way that the holding force of the axis can be specifically dimensioned. Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Reibbelag (5.1) an einem ersten Gehäuseteil (6.1) und der zweite Reibbelag (5.2) an einem zweiten Gehäuseteil (6.2) ausgebildet ist und dass der erste und zweite Gehäuseteil (6.1, 6.2) mittels mehrerer Schrauben (7) miteinander verbunden ist.Clamping system according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the first friction lining (5.1) is formed on a first housing part (6.1) and the second friction lining (5.2) is formed on a second housing part (6.2) and that the first and second housing parts (6.1, 6.2) by means of several screws ( 7) is connected to each other. Klemmsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die klemmkrafterzeugenden Oberflachen eine erhöhte Härte aufweisen.Clamping system according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the clamping force generating surfaces have an increased hardness.

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