DE1193339B - Device for clamping a tool holder on the machine spindle - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Einspannen eines Werkzeughalters an der Maschinenspindel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen eines Werkzeughalters mit einem kegeligen Schaft in eine kegelige Längsbohrung der Maschinenspindel, bei der eine als überwurfmutter ausgebildete Spannmutter auf ein auf dem freien Spindelende befestigtes, ringförmiges Zwischenglied aufschraubbar ist, wobei an der Stirnfläche der Maschinenspindel zwei einander diametral gegenüberliegende, in achsparallele Ausschnitte eines Werkzeughalterbundes eingreifende Mitnehmersteine und entsprechende, radial nach innen gerichtete Ansätze zum Übergreifen des Werkzeughalterbundes für das Ausüben der Einspannkraft und eines Lösezuges vorgesehen sind. Eine derartige Einspannvorrichtung ermöglicht ein schnelles Wechseln des Werkzeughalters. Der mit der Spindel durch eine Klauenkupplung verdrehungssicher verbundene Werkzeughalter wird nach einer kleinen Teildrehung der Spannmutter aus der Spannstellung in der Lösedrehrichtung zum Herausziehen aus der Spindel frei und kann nach Einstecken in die Bohrung der Spindel ebenfalls durch eine kleine Teildrehung festgespannt werden.Device for clamping a tool holder on the machine spindle The invention relates to a device for clamping a tool holder with a tapered shaft in a tapered longitudinal bore of the machine spindle, in which a clamping nut designed as a union nut on one on the free end of the spindle attached, annular intermediate member can be screwed on, with the end face the machine spindle two diametrically opposite, axially parallel Clippings of a tool holder collar engaging driving keys and corresponding, radially inwardly directed approaches to overlap the tool holder collar for the application of the clamping force and a release pull are provided. Such a one Clamping device enables the tool holder to be changed quickly. The one with The tool holder is connected to the spindle by a claw coupling so that it cannot rotate is moved from the clamping position to the after a small partial rotation of the clamping nut Release direction of rotation for pulling out of the spindle freely and can after insertion Clamped into the bore of the spindle also by a small partial turn will.

Bei einer bekannten Einspannvorrichtung dieser Art sind die radial nach innen gerichteten Ansätze zum Übergreifen des Werkzeughalterbundes für das Ausüben der Einspannkraft und eines Lösezuges an der Spannmutter selbst vorgesehen. Sie greifen dort in eine Ringnut zwischen zwei Werkzeughalterbunden, von denen der schaftseitige Bund die achsparallelen Ausschnitte für das Eingreifen der an der Spindelstirnfläche vorgesehene Mitnehmersteine hat. und die Einspannkraft überträgt, während auf den anderen Werkzeughalterbund die Zugkraft zum Lösen des Werkzeughalters ausgeübt wird. Das Drehen der Spannmutter ist in der Stellung begrenzt, bei der ihre radial nach innen gerichteten Ansätze zur Ausübung der Einspannkraft und die achsparallelen Ausschnitte des Werkzeughalterbundes genau hintereinanderliegen und den Werkzeughalter zum axialen Ausziehen freigeben. Beim Erreichen dieser Stellung muß auch bereits der Lösezug zustande gekommen sein, was nach der sehr kleinen Teildrehung der Spannmutter unter Umständen noch nicht der Fall ist.In a known jig of this type, they are radial inwardly directed approaches to reach over the tool holder collar for the Exercise of the clamping force and a release pull provided on the clamping nut itself. You grip there in an annular groove between two tool holder collars, of which the Shank side collar the axially parallel cutouts for the engagement of the Has drive keys provided on the spindle face. and transmits the clamping force, while on the other tool holder collar the tensile force for releasing the tool holder is exercised. The turning of the clamping nut is limited in the position in which their radially inwardly directed approaches to exert the clamping force and the axially parallel cutouts of the tool holder collar are exactly one behind the other and release the tool holder for axial extraction. When you reach this position the release pull must also have come about after the very small partial turn the clamping nut may not yet be the case.

Gemäß der Erfindung sind die radial nach innen gerichteten Ansätze an einem Druckring angeordnet, der innerhalb der Spannmutter zwischen deren Boden und einem in ihren Muttermantel eingesetzten, stirnseitigen Anschlag drehbar gehalten und mit der Spannmutter durch ein Reibungsglied gekuppelt ist.According to the invention, the radially inwardly directed lugs are arranged on a pressure ring, the inside of the clamping nut between the bottom and a front-end stop inserted in its mother jacket so that it can rotate and is coupled to the tension nut through a friction member.

Hierdurch ergeben sich gegenüber der bekannten Ausführungsform beachtliche Vorteile. Die Ein-Spannkraft und die Zugkraft zum Lösen werden an dem gleichen Werkzeughalterbund ausgeübt, da der Druckring den Werkzeughalterbund beiderseits übergreift. Die Spannvorrichtung ist somit für die gebräuchlichen Werkzeughalter mit nur einem Bund geeignet, so daß keine Sonderwerkzeughalter notwendig werden. Ferner kann man die Spannmutter in der Lösedrehrichtung beliebig weit drehen, weil sie mit dem Druckring im Drehsinne nur durch ein Reibungsglied gekuppelt ist. Wenn also der Druckring beim Drehen der Spannmutter in der Lösedrehrichtung die Ausziehstellung des Werkzeughalters erreicht hat, bei der seine die Einspannkraft ausübenden Ansätze und die achsparallelen Ausnehmungen des Werkzeughalterbundes genau hintereinanderliegen, also den Werkzeughalter in Achsrichtung freigeben, so kann die Spannmutter allein noch weiter gedreht werden, wenn zu diesem Zeitpunkt der Lösezug noch nicht ausreichend zustande gekommen ist.This results in considerable figures compared to the known embodiment Advantages. The clamping force and the pulling force for loosening are on the same tool holder collar exercised because the pressure ring overlaps the tool holder collar on both sides. The jig is therefore suitable for the common tool holders with only one collar, see above that no special tool holders are necessary. You can also use the clamping nut Rotate as far as you want in the loosening direction, because it rotates in the direction of rotation with the pressure ring is only coupled by a friction member. So if the thrust ring when turning the The clamping nut reaches the pull-out position of the tool holder in the unscrewing direction has, in which its the clamping force exerting approaches and the axially parallel recesses of the tool holder collar are exactly one behind the other, i.e. the tool holder in Release the axial direction, so the clamping nut can be turned further on its own, if at this point in time the release pull has not yet come about sufficiently.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckring gegenüber dem Boden der Spannmutter über in zu seinen radialen Löseansätzen um 90° versetzte radiale Ausnehmungen eingelegte Druckrollen kippbeweglich abgestützt. Hierdurch ist gewährleistet, daß die beiden radialen Ansätze des Druckrings beim Spannen mit der gleichen Kraft auf den Werkzeughalterbund drücken und eine genau zentrale Einspannlage des Werkzeughalters erreicht wird.In a further embodiment of the invention, the pressure ring is opposite the bottom of the clamping nut is offset by 90 ° in relation to its radial release lugs radial recesses inserted pressure rollers supported tiltable. Through this it is guaranteed that the two radial lugs of the pressure ring with the tensioning the same force on the tool holder collar and an exactly central clamping position of the tool holder is reached.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß es an sich bekannt ist, zwischen dem Werkzeughalter und der als überwurfmutter ausgebildeten Spannmutter ein das Spannen und Lösen übertragendes Druckglied vorzusehen. Hierbei ist das Druckglied jedoch kein innerhalb der Spannmutter drehbar gehaltener Druckring und mit der Spannmutter auch nicht durch ein Reibungsglied gekuppelt. Das Druckglied besteht aus zwei halbringförmigen Klappen, die sich an einem auf dem Spindelende befestigten, ringförmigen Zwischenglied mit abgewinkelten Ansätzen schwenkbar abstützen und beim Spannen des Werkzeugs durch die Spannmutter unter Einwärtsschwenken gegen eine Schulterfläche des Werkzeuges wirken, die durch einen Ringnuteinstich des Werkzeugschaftes erzeugt ist. Auf diese Weise ist eine Schnellwechselspannvorrichtung nicht erzielt. Die Spannmutter muß mit erheblichem Zeitaufwand um viele Gänge zurückgeschraubt werden, damit die beiden Klappen des Druckelementes so weit ausschwenken, daß das Werkzeug- zwischen ihnen hindurchbewegt werden kann. Es kann bei dieser Gestaltung des Druckelementes auch nicht, wie sonst üblich, an dem Werkzeughalter ein kräftiger Bund zum axialen Verspannen und zum Eingreifen von Mitnehmersteinen vorgesehen werden. Der zur Erzielung einer Spannfläche vorgesehene Ringnuteinstich in dem Werkzeugschaft bedeutet zudem eine erhebliche Schwächung.For the sake of completeness it should be mentioned that it is known per se is, between the tool holder and the clamping nut designed as a union nut to provide a pressure member that transmits tensioning and releasing. Here is the pressure member however, no pressure ring rotatably held within the clamping nut and with the clamping nut even not coupled by a friction link. The pressure member consists of two semi-circular flaps attached to one on the end of the spindle, support ring-shaped intermediate member with angled lugs and pivotable at The tool is clamped by the clamping nut while pivoting it inwards against a shoulder surface of the tool, which is generated by an annular groove recess in the tool shank is. A quick change clamping device is not achieved in this way. the Clamping nut has to be screwed back many turns with considerable expenditure of time, so that the two flaps of the pressure element swivel out so far that the tool can be moved through between them. It can be with this design of the pressure element also not, as usual, a strong collar on the tool holder for the axial one Bracing and intended for the engagement of driving keys. The one to achieve An annular groove recess provided in the tool shank of a clamping surface also means a significant weakening.

Auch hierdurch kann die vorgeschlagene Weiterbildung nicht für naheliegend angesehen werden.This also means that the proposed further development cannot be considered obvious be considered.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Anwendung an der Spindel einer Fräsmaschine, F i g. 2 den Druckring in Aufsicht, F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in F i g. 2. Die mit 1 bezeichnete Spindel einer Fräsmaschine hat eine kegelförmige Bohrung, in die der entsprechend kegelige Schaft eines Werkzeughalters 2 einsetzbar ist. Das äußere, nicht dargestellte Ende des Werkzeughalters ist in bekannter Weise mit Befestigungsmitteln zum Einspannen von Werkzeugen, insbesondere Fräsern, versehen. Statt eines Werkzeughalters kann natürlich unmittelbar ein Werkzeug in die Kegelbohrung der Spindel t eingesetzt werden. Im folgenden sind daher unter der Bezeichnung »Werkzeughalter« auch Werkzeuge zu verstehen.The invention is illustrated in the drawing, for example. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a device according to the invention in use on the spindle of a milling machine, FIG. 2 the pressure ring in supervision, F i g. 3 shows a section along line III-III in F i g. 2. The spindle marked 1 of a milling machine has a conical bore into which the correspondingly conical Shank of a tool holder 2 can be used. The outer end, not shown the tool holder is in a known manner with fastening means for clamping of tools, especially milling cutters. Instead of a tool holder, you can of course, a tool is inserted directly into the tapered bore of the spindle t will. In the following, the term »tool holder« is also used to refer to tools to understand.

Die Spindel 1 ragt nur mit einem kurzen Teil 1 a aus dem Maschinengehäuse 3 hervor. Der Teil 1 a hat eine glatte zylindrische Außenfläche, die dazu benutzt wird, den Werkzeughalter 2 fest mit der Spindel 1 zu verbinden. Beim Ausführungsbeispiel ist auf das glatte zylindrische Ende 1 a der Spindel 1 ein innerer Spannring 4 aufgesetzt, der eine äußere Kegelfläche 4 a und einen Flansch 4 b hat. Über die äußere Kegelfläche 4a des inneren Spannringes 4 greift ein einen entsprechenden Innenkegel 5a aufweisender äußerer Spannring 5, der mit dem inneren Spannring 4 durch axial angeordnete Schrauben 6, die durch den Flansch 4 b hindurchgeführt sind, verspannbar ist. Dadurch kann der innere Spannring 4, der in seinem hülsenförmigen Teil geschlitzt sein kann, derart nachgiebig verformt werden, daß er fest auf dem Spindelteil 1 a aufgeklemmt ist. Die Mantelfläche eines der Spannringe 4 und 5, vorzugsweise des äußeren Spannringes 5, ist mit einem Gewinde 7 versehen, auf das eine Spannmutter 8 zum axialen Festspannen des Werkzeughalters 2 aufschraubbar ist.The spindle 1 protrudes from the machine housing 3 with only a short part 1a. The part 1 a has a smooth cylindrical outer surface which is used to firmly connect the tool holder 2 to the spindle 1. In the embodiment, an inner clamping ring 4 is placed on the smooth cylindrical end 1 a of the spindle 1, which has an outer conical surface 4 a and a flange 4 b . Beyond the outer conical surface 4a of the inner clamping ring 4 is a corresponding inner cone engages 5a-tasting outer clamping ring 5 is clamped to the inner clamp ring 4 by axially disposed screws 6, which are guided b by the flange. 4 As a result, the inner clamping ring 4, which can be slotted in its sleeve-shaped part, can be deformed so resiliently that it is firmly clamped on the spindle part 1 a. The outer surface of one of the clamping rings 4 and 5, preferably the outer clamping ring 5, is provided with a thread 7, onto which a clamping nut 8 for axially tightening the tool holder 2 can be screwed.

Die Spannmutter 8 ist als überwurfmutter ausgebildet, die mit ihrem Boden 8 a über einen Druckring 9 greift, der an seinem äußeren Rand zwei einander gegenüberliegende, etwa halbkreisförmige radiale Ausnehmungen 9 a hat, in welche Druckübertragungsrollen 10 eingelegt sind. Die Druckübertragungsrollen 10 haben Abflachungen 10a, mit denen sie am Boden 8 a der Überwurfmutter 8 anliegen. Hierdurch ist der Druckring 9 am Boden 8 a der Spannmutter 8 kippbeweglich abgestützt.The clamping nut 8 is designed as a union nut which engages with its bottom 8 a over a pressure ring 9 , which on its outer edge has two opposite, approximately semicircular radial recesses 9 a, in which pressure transfer rollers 10 are inserted. The pressure transfer rollers 10 have flats 10 a with which they rest on the bottom 8 a of the union nut 8. As a result, the pressure ring 9 is supported in a tiltable manner on the bottom 8 a of the clamping nut 8.

Zwischen einem in eine Nut an der Innenseite des Mantels der Spannmutter 8 eingesetzten Sprengring 11 und dem Boden 8 a der Spannmutter ist der Druckring 9 drehbar in seiner Lage innerhalb der Spannmutter gehalten. Außerdem ist der Druckring 9 mit der Spannmutter 8 durch ein Reibungsglied 12 gekuppelt, das den Druckring 9 beim Anziehen und Lösen der Spannmutter 8 mitnimmt. Das Reibungsglied 12 ist beim Ausführungsbeispiel ein Ring aus einem nachgiebigen Stoff; z. B. Gummi, der in eine Nut in dem Mantel der Spannmutter 8 eingelegt ist. Between a snap ring 11 inserted into a groove on the inside of the jacket of the clamping nut 8 and the bottom 8 a of the clamping nut, the pressure ring 9 is rotatably held in its position within the clamping nut. In addition, the pressure ring 9 is coupled to the clamping nut 8 by a friction member 12, which takes the pressure ring 9 with it when the clamping nut 8 is tightened and loosened. In the exemplary embodiment, the friction member 12 is a ring made of a resilient material; z. B. rubber which is inserted into a groove in the jacket of the clamping nut 8.

Der Druckring 9 hat zwei einander gegenüberliegende radial nach innen gerichtete Ansätze 9 b, die in der Einspannlage gegen einen Bund 2a des Werkzeughalters 2 drücken, so daß dessen kegelförmiger Teil in dem Innenkegel der Spindel 1 fest anliegt und dadurch zentriert ist. Die Ansätze 9 b sind zu den radialen Ausnehmungen 9 a und somit zu den Druckübertragungsrollen 10 um 90° versetzt, wie es in F i g. 2 gezeigt ist.The pressure ring 9 has two opposing radially inwardly directed approaches 9 b, which are in the clamping position against a collar 2a of the tool holder Press 2 so that its conical part is fixed in the inner cone of the spindle 1 and is therefore centered. The approaches 9 b are to the radial recesses 9 a and thus offset by 90 ° to the pressure transfer rollers 10, as shown in FIG. 2 is shown.

Die verdrehungssichere Mitnahme des Werkzeughalters 2 durch die Spindel l erfolgt in bekannter Weise durch zwei am Ende der Spindel befestigte (nicht dargestellte) Mitnehmersteine oder Vorsprünge, die in achsparallele Ausschnitte 2b des Werkzeughalterbundes 2 a eingreifen. Die einander diametral gegenüberliegenden Ausschnitte 2 b sind in F i g. 1 in einer Winkelstellung zur Zeichenebene dargestellt.The rotation-proof movement of the tool holder 2 through the spindle l is carried out in a known manner by two attached to the end of the spindle (not shown) Driving keys or projections in axially parallel cutouts 2b of the tool holder collar 2 a intervene. The diametrically opposed cutouts 2 b are in F i g. 1 shown in an angular position to the plane of the drawing.

Der Druckring 9 hat außerdem zwei radial nach innen gerichtete Ansätze 13 in Gestalt von Sektoren (F i g. 2 und 3), die an dem Druckring 9 mittels Schrauben befestigt sind. Diese Ansätze 13 greifen in der Einspannlage hinter den Bund 2 a und bewirken beim Zurückdrehen der Spannmutter 8 das Lösen des Werkzeughalters 2 aus dem Innenkegel der Spindel 1. Die Endflächen 13 a der Ansätze 13 wirken mit an der Spindel 1 festen Gegenanschlägen, z. B. den Mitnehmersteinen oder Vorsprüngen am Spindelteil 1 a oder Gegenanschlägen an dem inneren Spannring 4, derart zusammen, daß der Druckring in an sich bekannter Weise gegenüber der Spindel 1 beschränkt drehbar ist. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die Ansätze 9 b des Druckringes 9 in der Einspannlage der Spannmutter 8 an dem Werkzeughalterbund 2 a anliegen und dadurch den Werkzeughalter 2 einspannen. Beim Zurückdrehen nimmt die Spannmutter 8 den Druckring 9 durch das Reibungsglied 12 mit. Nach einer Teildrehung ist die Drehbewegung des Druckringes 9 durch Zusammentreffen der Endflächen 13 a der Ansätze 13 mit den an der Spindel 1 festen Gegenanschlägen in einer solchen Lage begrenzt, daß die Ansätze 9 b des Druckringes in der axialen Verlängerung der Ausschnitte 2b des Werkzeughalterbundes 2a liegen, so daß der Werkzeughalter in axialer Richtung zum Herausnehmen frei ist. Die Spannmutter 8 kann infolge ihrer Reibungsverbindung mit dem Druckring 9 für sich über diese Grenzstellung des Druckringes hinaus in der Lösedrehrichtung weitergedreht werden, wobei der Druckring 9 von ihr in axialer Richtung mitgenommen wird und mit seinen Ansätzen 13 in den Werkzeughalterbund 2 a den Lösezug ausübt.The pressure ring 9 also has two radially inwardly directed lugs 13 in the form of sectors (FIGS. 2 and 3) which are fastened to the pressure ring 9 by means of screws. These approaches 13 engage in the clamping position behind the collar 2 a and cause when turning back the clamping nut 8, the release of the tool holder 2 from the inner cone of the spindle 1. The end surfaces 13 a of the lugs 13 act with counter-stops fixed on the spindle 1, for. B. the driving keys or projections on the spindle part 1 a or counter stops on the inner clamping ring 4, together in such a way that the pressure ring is rotatable relative to the spindle 1 in a manner known per se to a limited extent. The arrangement is such that the projections 9 b of the pressure ring 9 rest against the tool holder collar 2 a in the clamping position of the clamping nut 8 and thereby clamp the tool holder 2. When turning back, the clamping nut 8 takes the pressure ring 9 with it through the friction member 12 . After a partial rotation, the rotational movement of the pressure ring 9 is limited by the meeting of the end surfaces 13 a of the lugs 13 with the counter-stops fixed on the spindle 1 in such a position that the lugs 9 b of the pressure ring lie in the axial extension of the cutouts 2b of the tool holder collar 2a so that the tool holder is free to be removed in the axial direction. As a result of its frictional connection with the pressure ring 9, the clamping nut 8 can be rotated further in the releasing direction of rotation beyond this limit position of the pressure ring, the pressure ring 9 being carried along by it in the axial direction and exerting the release pull with its lugs 13 in the tool holder collar 2a.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Einspannen eines Werkzeughalters mit einem kegeligen Schaft in eine kegelige Längsbohrung der Maschinenspindel, bei der eine als überwurfmutter ausgebildete Spannmutter auf ein auf dem freien Spindelende befestigtes, ringförmiges Zwischenglied aufschraubbar ist, wobei an der Stirnfläche der Maschinenspindel zwei einander diametral gegenüberliegende, in achsparallele Ausschnitte eines Werkzeughalterbundes eingreifende Mitnehmersteine und entsprechende radial nach innen gerichtete Ansätze zum Übergreifen eines Werkzeughalterbundes für das Ausüben der Einspannkraft und eines Lösezuges vorgesehen sind, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die radial nach innen gerichteten Ansätze (9 b und 13) an einem Druckring (9) angeordnet sind, der innerhalb der Spannmutter (8) zwischen deren Boden (8 a) und einem in ihren Muttermantel eingesetzten stirnseitigen Anschlag (11) drehbar gehalten und mit der Spannmutter (8) durch ein Reibungsglied (12) gekuppelt ist. Claims: 1. Device for clamping a tool holder with a tapered shaft in a tapered longitudinal bore in the machine spindle the one designed as a union nut on a clamping nut on the free spindle end attached, annular intermediate member can be screwed on, with the end face the machine spindle two diametrically opposite, axially parallel Clippings of a tool holder collar engaging driving keys and corresponding radially inwardly directed approaches for reaching over a tool holder collar are provided for exerting the clamping force and a release pull, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the radially inwardly directed approaches (9 b and 13) are arranged on a pressure ring (9) inside the clamping nut (8) between the bottom (8 a) and an end face inserted into their mother mantle Stop (11) rotatably held and with the clamping nut (8) by a friction member (12) is coupled. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kippbewegliche Abstützung des Druckringes (9) am Boden (8a) der Spannmutter (8) über in zu seinen radialen Löseansätzen (9 b) um 90° versetzte radiale Ausnehmungen (9 a) des Druckringes eingelegte Druckrollen (10) erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 843 798, 742 877; schweizerische Patentschriften Nr. 335 217, 88 234; britische Patentschriften Nr. 551720, 27 680/1910; USA.-Patentschrift Nr. 2 511416; Zeitschrift »Fertigungstechnik und Betrieb«, Mai 1960, S. 291; Zeitschrift »Fertigungstechnik«, H. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a tiltable support of the pressure ring (9) on the bottom (8a) of the clamping nut (8) via radial recesses offset by 90 ° in relation to its radial release lugs (9 b) (9 a) of the pressure ring inserted pressure rollers (10) takes place. Considered Publications: German Patent Specifications No. 843 798, 742 877; Swiss patents No. 335 217, 88 234; British Patent Nos. 551720, 27 680/1910; U.S. Patent No. 2,511416; Journal "Manufacturing Engineering and Operation", May 1960, p. 291; magazine "Manufacturing Technology", H. 3, März 1956, S. 121; Zeitschrift »Werkstattstechnik und Maschinenbau«, Januar 1956, S. 7.3, March 1956, p. 121; Magazine »Werkstattstechnik and Maschinenbau ", January 1956, p. 7.