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Ycililellwechs elvorrich-tunU von Spindel adaptern für Werkzeughalter
Die Brfindung betrifft eine Schnellwechselvorrichtung von Spindeladaptern für Werkzeughalter.
Derartige Vorrichtungen sind in der US-PS 3 720 417 sowie in der US-PS 3 851 390
beschrieben.
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@anchmal verursachen auf den Werkzeughalter wirkende exzentrische
Querkräfte transversale radiale Kippbewegungen des Halters gegenüber den Haltekugeln.
Manchmal besteht auch die Gefahr, daß sich der Werkzeughalter aus der Voll den Kugeln
bewirkten Halterung zufällig löst.
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In der US-PS 3 788 656 wird eine Anordnung ulit einer zweistückigen
Eutter verwendet.
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In den erwähnten Patentschriften weist eine Schraubenanordnung
einen
aufgeschraubten Werkzeughalter mit einer die 5 chraub enanordirnng' ve rankernden
Einrichtung auf.
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Es ist somit Ziel und Zweck der rfiidui-ig, bei Vermeidung der Schraubenanordnung
die Möglichkeit einer direkten Befestigung des Werkzeughalters innerhalb der kraftangetriebenen
Spindel zu schaffen. fit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll darüber hinaus
ein zufälliges Herausrutschen (Lösen) des Werkzeughalters aus der Spindel verinieden
werden. Zu diesem Zweck ist der Spindelkörper mit einer gleichbleibenden (uniform)
Bohrung ausgebildet.
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Direkt am vorderen Ende der Spindel ist am Werkzeughalter ein Dund
ausgebildet. Einem auf den Werkzeughalter wirkenden sauberen Axialdruck wirken wachsende
Haltekräfte entgegen, die über einen in Längsrichtung verlaufenden KleIrunwinkel
(elongated binding angle) der zurückziehbaren Büchse, Haltekugeln und den Werkzeughalter
wirken, woraus sich ein wachsender Haltedruck auf den Werkzeughalter zur Festlegung
desselben gegenüber Verschiebung nach außen ergibt. Schließlich ist es Ziel und
Zweck der Brfindung, einen Werkzeughalter zu schaffen, dessen Außenumfang einen
vorgeformten Haltebund aufweist, der zur Befestigung (des Werkzeughalters an der
Spindel mit in der Vorrichtung angeordneten Kugeln zusammenwirken kann und mit Hilfe
einer zurückziehbaren Büchse von außen unter Druck gesetzt wird.
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Damit ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich den
Werkzeughalter in der Spindel sicher zu befestigen sowie ein zufälliges Herausrutschen
des Werkzeughalters aus der aus Spindelkörper und Büchse gebildeten Kombination
zu verhindern, erfüllt.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus der in der Anlage
beigefügLen Zeichnung.
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-Iierbei zeiü'en: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Spindel und
den Schnellwechsel-Spindeladapter mit dem erfindungsgemäßen Werkzeughalter und Fig.
2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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Zunächst sei nochlllals betont', daß die erwähnte Zeichnung nur zwei
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstell und daß demzufolge auch andere
Ausführungsformen innerhalb des Rahmens der in der Anlage beigefügten Patentansprüche
@öglich sind.
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Gemäß Fig. 1 der Zeichnung weist der Schnellwechsel-Spindeladapter
11 eine kraftangetriebene Spindel auf, die hier nur teilweise dargestellt und zuia
besseren Verständnis aufgebrochen ist. Die Spindel 13 weist eine Innenbohrung 15
auf, die einen an einem Werkzeughalter 19 ausgebildeten Schaft 17 aufnehmen kann.
Der Werkzeughalter 19 weist eine abgeschrägte oder anderweitig ausgebildete Bohrung
zur entfernbaren Aufnahme eines Werkzeugs T auf, das ein Bohr-, Senk-, Drill- oder
ein sonstiges Schneidwerkzeug sein kann.
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An der und uln die Spindel 13 herum ist ein langgestreckter zylindrischer
Körper 21 angebracht, der eine gleichbleibende (uniform) bohrung 23 aufweist und
sich bis zuni vorderen Ende der Spindel 13 hin erstreckt, um dort gemeinsam den
am Schaft 17 des Werkzeughalters 19 ausgebildeten bund 25 aufzunehmen. Eine den
zylindrischen Körper 21 radial durchsetzende Kopfschraube 28 ist in eine in der
Spindel 13 ausgebildete, ebenfalls radial verlaufende Gewindebohrung 27 eingeschraubt.
Damit ist der Körper 21 it der Spindel 13 fest verbunden.
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Der Körper 21 weist an seinem vorderen Ende eine Reihe von in Abstand
angeordneten Radialbohrungen 29 auf, innerhalb derer eine entsprechende Anzahl von
Kugeln 31 bewegbar
angeordnet sind. Die Kugeln 31 wirken mit einer
nach hinten und nach au'-,-en geneigt ausgebildeten Innenwand 33 einer Büchse 35
zusammen und können zur Halterung des Werkzeughalters 19 mit dessen Bund 25 in Wirkverbindung
gebracht werden. Die Büchse 35 weist innenseitig zwei in Längsrichtung mit Abstand
voneinander angeordnete Schultern 37 und 3S auf. In einer am zylindrischen Körper
21 ausgebildeten Ringrlu-t ist ein Seegerring (split ring) 41 angeordnet, der mit
der in der Büchse 35 ausgebildeten Schulter 37 in Wirkverbindung bringbar ist.
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Um den zylindrischen Körper 21 herwn ist eine Spiraldruckfeder 43
angeordnet, deren eines Ende mit den" Seegerring 41 zusammenwirkt und deren entgegengesetztes
Ende an der in der Büchse 35 ausgebildeten Innenschulter 39 zur Anlage gelangt,
so daß sie (die Feder -43) die Büchse 33 in ihre normale Haltestellung drückt, wie
aus Fig. 1 zu ersehen ist. Die Büchse 33 kann zur Lösung des Werkzeughalters 19
gegenüber den zylindrischen Körper 21 manuell nach vorne bewegt werden.
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Der Werkzeughalter 19 weist an seinem Schaft 17 einen in Längsrichtung
verlaufenden Bund 25 auf. Der Bund 15 ist am Schaft 17 befestigt oder kann ein Teil
desselben sein.
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Der Bund 25 weist außenseitig eine ringförmige, nach hinten und nach
außen abgeschrägte Fläche 26 auf, die mit entsprechend angeordneten Kugeln 31 in
Wirkverbindung bringbar ist. In Fig. 1 ist die Fläche 26 konisch ausgebildet, wobei
sie nach vorne konvergiert, und zwar relativ zur geneigt ausgebildeten Innenwand
33 der Büchse 35. Wie Fig. 2 zeigt, kann die Außenfläche 45 des Bundes 25' auch
zylindrisch ausgebildet sein.
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In jedem Fall ist die Außenfläche des Bundes 25 gegenüber der abgeschrägten
Innenwand 33 der Büchse 35 konvergierend ausgebildet. Die innenseitig angeordnete,
nach hinten geneigte Wand 33 der Büchse 35 bildet gegenüber dem Bund 25
und
den dazwischen angeordneten Kugeln 31 einen Klemmwinkel (binding angle). Bei der
in Fig. 1 dargestellten Anordnung bildet die innere geneigte Wand 33 der Büchse
35 eine Klemmverbindung mi den Kugeln 31, die wiederum mit dem am Werkzeughalter
13 ausgebildeten Bund 25 oder 25' in Wirkverbindung stehen. Der Bund 25 bzw. 25'
liegt mit seilen innenseitigen lande 47 am äußeren Ende der Spindel 13 an und ist
imerhalb des zylindrischen Körpers 21 eingebettet.
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çJie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, hat jeder von außen auf das
Werkzeug oder den Werkzeughalter 19 wirkende Axialdruck zur Folge, daß sich die
Kugeln 31 drehen.
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Die Kugeln 31 stehen in Reibverbindung mit der äußeren Büchse 35 und
neigen dazu, letztere axial nach innen zu drücken. Die Büchse 35 hat dabei das Bestreben,
ihre auf die Kugeln 31 wirkende Haltekraft zu erhöhen, um den Werkzeughalter 19
noch fester gegen Herausrutschen bzw.
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Verschiebung zu sichern.
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Jede auf den Bund 25 wirkende Vorwärtskraft (forward force) hat zur
Folge, daß die Kugeln 31 einwärts rollen und dabei den Werkzeughalter 19 noch mehr
festhalten. Da die Fläche 33 und die Außenfläche des Bundes nach vorne konvergieren,
ergibt sich eine erhöhte Klemm- und Haltekraft zur £3efestigung und Sicherung des
Werkzeughalters 19 gegenüber zufälligen Lösen desselben aus dem zylindrischen Körper
21.
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Die in Fi. 2 dargestellte Anordnung entspricht im wesentlichen der
Anordnung gemäß Fig. 1 mit der Ausnahme, daß der Bund 25' zylindrisch ausgebildet
ist und eine äußere ringförmige Fläche 45 aufweist. Bei diesem Bund 25', ans-\:elle
des Bundes 25 gemäß Fig. 1, sind die Kugeln 31 zwischen der zylindrischen Fläche
45 und dem Klemmwinkel oder der nach hinten und nach außen geneigt ausgebildeten
Fläche 33 der zurückziehbaren Büchse 35 angeordnet.
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Eine derart zylindrisch ausgebildete Fläche 45 wird dann Verwendet,
wann vom nach außen und nach hinten geneigten Bund 25-26 gemäß Fig. 1 zusätzliche
Klemmkräfte nicht erförderlich sind. Die Fig. 1 und 2 stimmen im wesentlichen überein,
da zwischen den Kugeln 31 und dem und 25 gemäß jig. 1 und dem Bund 25' gemäß Fig.
2 ein enges Längsverhältnis (close longitudinal relationship) nicht erforderlich
ist.
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ltig. 2 zeigt lediglich das äußerste Längsverhältnis (extreme longitudinal
relationship), das erzielbar ist und zweckmäßig bleibt.
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Die Betriebsweise ist die gleiche. Jede Tendenz des ierkzeughalters,
zufällig aus der Halterung des Haltekörpers herauszurutschen, wird mit Hilfe des
zwischen den Flachen 33 und 45 gebildeten Winkels unterbunden, wenn der Bund 25'
gemäß Fig 2 in Fig. 1 substituiert ist.
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Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Bauweise, wobei die Kugeln 31 (axial)
vor dem Bund angeordnet sind und mit dessen vorderer ringförmigen Kante bzw. Ecke
in Klemmverbindung stehen. Auch damit ist der Werkzeughalter gemäß Fig. 2 befestigt.
Der Bund 25' ist in Fig. 2 zylindrisch dargestellt.
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Zusammengefaßt betrifft die Erfindung somit einen Schnellwechseladapter
für eine kraftangetriebene Spindel zum entfernbaren Einsetzen eines Werkzeughalters.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen an der Spindel angebrachten und diese
vorne überragenden zylindrischen Körper auf. Eine nach vorne verschiebbare (zurückziehbare),
federbeaufschlagte, mit einer konisch abgeschrägten Innenfläche (Innenwand) versehene
Verstellbüchse (control sleeve) ist an dem zylindrischen Körper bewegbar angeordnet.
Ein Werkzeughalter ist entfernbar in den/die zylindrischen Körper und Spindel eingesetzt.
Ein am Werkzeughalter angeordneter bzw. ausgebildeter Bund ist im zylindrischen
Körper eingebettet und an der Spindel gelagert.
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Eine Reihe von in Abstand voneinander angeordneten Kugeln ist im zylindrischen
Körper eingelassen, deren radial außen liegende Flächen mit der abgeschrägten Innenfläche
der Steuerbüchse
und deren radial innen liegende Flächen mit dem
am Werkzeughalter angeordneten Bund zusammenwirken.
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Burch Zurückziehen der-Steuerbücllse (nach vorne) kann der Werkzeughalter
entfernt werden,