DE3528443C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die klemmende Verbindung eines ersten Bauelementes, in dem wenigstens eine Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, mit einem zweiten Bauelement, das von dem ersten Bauelement lösbar ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Klemmende Verbindungen der genannten Art finden insbesondere An­ wendung für die Werkstückaufspannung an Werkzeugmaschinen, bei denen das zweite Bauelement eine Werkstückpalette ist, mit der das Werkstück der jeweiligen Bearbeitungsstation zugeführt wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art (DE-OS 29 40 517) sind die Klemmkörper als starre C-förmige Körper aus­ gebildet, die zur Klemmfläche senkrecht beweglich sind und von einer Spannfeder über ein als Hebelgetriebe ausgebildetes Spann­ getriebe vorgespannt sind. Das Getriebe ist über eine Antriebs­ stange verstellbar. Es wirkt über Spannknebel auf die Klemm­ körper, die einerseits gegen die Innenseite eines der Klemmkörper­ schenkel und andererseits gegen ein starres Widerlager im Gestell der Vorrichtung abgestützt sind, wobei die Angriffsflächen der Spannknebel seitlich gegeneinander versetzt liegen. Die Arretie­ rung der Spannknebel in der Spannstellung erfolgt dadurch, daß zwei die Spannknebel tragende und schwenkbar verbundene Schwenk­ hebel über ihre Totpunktlage geschwenkt werden. Durch die senk­ rechte Führung der Klemmkörper kann das zweite Bauelement nur in der Ebene der Klemmflächen in die Vorrichtung eingeführt und aus dieser herausgenommen werden. Darüber hinaus ist das die Spann­ kräfte auf die Klemmkörper übertragende Getriebe aufwendig. Das Getriebe wirkt weiter jeweils auf ein Klemmkörperpaar.

Es sind weiter als Vorrichtungen zur klemmenden Verbindung von zwei Bauelementen Klemmeinrichtungen bekannt (DE-PS 26 31 971), die aus zwei Bajonettringen bestehen, von denen einer an der Unterseite einer Werkstückwechselpalette und der andere an der Lagerplatte angeordnet ist. Die Klemmwirkung wird dabei durch Drehen des Bajonettringes an der Lagerplatte bewirkt.

Bekannt sind ferner Klemmvorrichtungen, die mit Schrauben- oder Keilflächen arbeiten (US-PS 30 49 032). Die beiden Bauelemente sind hierbei über Verzahnungsringe miteinander gekuppelt, die durch Anheben bzw. Absenken der das Werkstück tragenden Aufspann­ platte in oder außer Eingriff gebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszugestalten, daß das zweite Bauelement senkrecht von dem ersten Bauelement abhebbar ist und daß die Klemmkörper als konstruktiv voneinander unabhängige Bauelemente ausbildbar sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruches 1 herausgestellten Merkmale gelöst in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel in Anwendung bei einer Kupplung für die lösbare Befestigung eines Werkstückträgers auf einer mit einer Werkzeugmaschine fest ver­ bindbaren Aufnahme veranschaulicht und im nachstehenden im ein­ zelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Kupplung im gekuppelten Zustand.

Fig. 2 zeigt in einer auseinandergezogenen Darstellung perspek­ tivisch die Kupplung, und zwar teilweise geschnitten und ohne die Antriebsanordnung.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer der Klemmen der Kupplung.

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Klemme.

Fig. 5 bis 9 zeigen in aufeinanderfolgenden Positionen der Klemmen deren Arbeitsweise, um den Trägerteil und den Aufnahme­ teil der Kupplung in eine gekuppelte Stellung zu bringen.

Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 8.

Die Kupplung 10 ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt, und die Ausbildung der Klemmen 12 ist in den Fig. 3 bis 10 wiedergegeben.

Die Kupplung 10 ist verwendbar in einem System für die Halterung von Werkstücken beim maschinellen Bearbeiten. Diese Vorrichtung weist einen Werkstückträger 14 und eine Aufnahme 16 auf sowie eine Mehrzahl von Klemmen 12 und eine Antriebsanordnung 17 (dargestellt in den Fig. 5 bis 9). Für die Benutzung der Kupplung 10 in einer Werkstückhalterung wird der Aufnehmer 16 in einer Werkzeugmaschine 18 befestigt und ein Werkstück 19, das in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, wird auf dem Werkstückträger 14 befestigt. Der Werkstückträger 14 wird auf den Aufnehmer auf­ gesetzt und darauf positioniert. Werkstückträger und Aufnehmer werden dann miteinander verbunden, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, und zwar mit den Klemmen 12, mit denen so das Werkstück 19 relativ zu der Werkzeugmaschine 18 festgelegt wird.

Der Träger 14 ist vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig aus­ gebildet und hat in Achsrichtung eine begrenzte Abmessung. Er hat einen vergrößerten Abschnitt 20, auf dem ein Werkstück 19 be­ festigt werden kann. Dieses Werkstück 19 ist hier mit Halterungen 22 befestigt. Der Träger 14 weist ferner konzentrisch einen im wesentlichen kreisförmigen Eingriffteil 24 auf, auf dem eine Kupplungsoberfläche 26 ausgebildet ist. Die Oberfläche 26 ist im wesentlichen senkrecht zur Achse des Trägers 14 gerichtet und bildet im wesentlichen einen Kreisring 27 mit Kupplungszähnen 28, die im wesentlichen radial gerichtet sind und vorzugsweise eine "Curvic"- (Gleason T. M.) oder "Hirth"-Form haben. Ein ringförmiger Schutzring 29 ist auf dem äußeren Umfang des Eingriffsteiles 24 angeordnet und erstreckt sich über eine bestimmte Länge in Achs­ richtung des Trägers über die Zähne 28 hinaus, so daß er die Zähne schützt, wenn der Träger 14 auf eine Ablagefläche so abge­ legt wird, daß der Ring 27 gegen die Ablagefläche gerichtet ist.

Radial einwärts von dem Ring 27 ist ein offener Bereich 30, und eine nach radial einwärts offene Ringnut 32 erstreckt sich im wesentlichen radial auswärts von dem offenen Bereich 30 und bildet eine Klemmfläche 34, die von der Kupplungsoberfläche 26 weg gerichtet ist und vorzugsweise in einer Ebene liegt, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Trägers 14 liegt. Die Klemm­ fläche 34, die in der Praxis eine Mehrzahl von Klemmflächen­ bereichen für die Klemmen 12 bildet, liegt im wesentlichen fluchtend mit der Kupplungsfläche 26, so daß, wenn eine im wesentlichen senkrechte Klemmkraft auf die Klemmfläche 34 aus­ geübt wird, die Klemmkraft längs einer Klemmachse aufgebracht wird, die im wesentlichen senkrecht zur Kupplungsfläche 26 liegt und diese schneidet.

Der Aufnehmer 16 ist ebenfalls im wesentlichen kreisförmig aus­ gebildet und umfaßt einen Aufnahmeteil 36, in dem eine Mehrzahl der Klemmen 12 montiert ist, einen vielzahnigen Kupplungsring 38 und einen im wesentlichen runden Schulterring 40. Der Schulter­ ring 40 ist konzentrisch zu dem Kupplungsring 38, und zwar radial einwärts von diesem angeordnet. Er hat eine Mehrzahl von im Abstand liegenden Schulterausnehmungen 41. Die Ausnehmungen 41 haben jeweils Schulterflächen 41 a, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Aufnehmers 16 liegen und an den inneren Durchmesser angrenzend abfallende schräge Schulterflächen 41 b aufweisen, die sich von den Schulterflächen 41 a im Winkel nach einwärts erstrecken.

Das Gehäuseteil 36 wird durch eine ringförmige äußere Wand 42 begrenzt sowie eine erste, hier unten liegende Endwand 44, die sich von der äußeren Wand 42 nach einwärts erstreckt und im wesentlichen senkrecht zur Achse der Kupplung liegt. Es ist weiter eine zweite innere Endwand 46 vorgesehen, die im Abstand von der ersten Endwand 44 liegt, im wesentlichen parallel dazu verläuft und sich von der äußeren Wand 42 auf den Schulterring 40 zu erstreckt. Der Schulterring 40 erstreckt sich über einen bestimmten Bereich von der zweiten Endwand 46 in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zur Achse der Kupplung 10 liegt und begrenzt eine im wesentlichen ringförmige Öffnung 48, die einen Zugang zum Inneren des Gehäuseteils 36 bildet.

Innerhalb des Gehäuseteils 36 ist eine Mehrzahl von Trennwänden 50 angeordnet, die sich im wesentlichen radial einwärts er­ strecken von der äußeren Wand 42 bis zum Umfang eines Zylinders, der durch die innere Oberfläche des Schulterringes 40 definiert ist. Diese Trennwände bilden eine Mehrzahl von Räumen 52 in dem Gehäuseteil 36. Schlitze 54 - dargestellt in Fig. 10 - sind in den Trennwänden 50 vorgesehen und erstrecken sich von der ersten Endwand 44 auf die zweite Endwand 46 zu, und zwar im wesentlichen parallel zur Achse des Aufnehmers 16. Im wesentlichen ringförmige Ausnehmungen 56 - dargestellt in den Fig. 5 bis 10 - sind in der ersten Endwand 44 vorgesehen, und zwar in der den Räumen 52 zugewandten Fläche. Öffnungen 58 mit einer länglichen Quer­ schnittsausbildung erstrecken sich durch die zweite Wand 46 in die Räume 52. Die Öffnungen 58 fluchten dabei im wesentlichen mit den Ausnehmungen 56 in den entsprechenden Räumen 52. Die Öffnungen 58 sind dabei so angeordnet, daß deren längere Ab­ messungen im wesentlichen radial gerichtet sind.

An der Unterseite der zweiten Endwand 46 sind in der Nachbar­ schaft der Öffnungen 58 im wesentlichen kreisförmige, ebene Klemmflächen 60 vorgesehen, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Aufnehmers 16 und im wesentlichen von dem gezahnten Ring 38 weg gerichtet liegen.

Der Zahnring 38 umfaßt eine Vielzahl von Zähnen, die eine form­ schlüssige Kupplungsoberfläche 64 des Aufnehmers bilden, die im wesentlichen senkrecht zu dessen zentraler Achse liegt. Die Zähne 62 sind im wesentlichen radial auf der Oberfläche 64 ange­ ordnet, und sie sind so ausgebildet, daß die Oberfläche 64 im wesentlichen komplementär zur Oberfläche 26 ist, so daß die Zähne 62 schließend mit den Zähnen 28 des Zahnringes 27 an dem Träger 14 in Eingriff treten können.

Vorzugsweise sind die am weitesten radial außen liegenden Ab­ schnitte der Klemmflächen 60 mit dem Ring 38 fluchtend angeord­ net, so daß beim Aufbringen von im wesentlichen senkrechten Klemmkräften auf die äußersten Abschnitte der Oberflächen 60 diese Kräfte längs der Klemmachsen aufgebracht werden, die die Kupplungsfläche 64 im wesentlichen senkrecht schneiden.

In dem Aufnehmer 16 ist der Ring 38 in der dargestellten Aus­ führung als ein Einsatz ausgebildet, der in einen ringförmigen Kanal 66 eingesetzt ist, der in der zweiten Endwand 46 ausge­ bildet ist. Es sind aber jedoch auch andere Ausbildungen der Kupplung möglich, bei denen der Ring 38 aus einem Stück mit den anderen Teilen des Aufnehmergehäuses 36 ausgebildet ist.

Jede der Klemmen 12 weist einen Klemmenkörper 68, ein Klemm­ element 70, das an dem Körper 68 angeordnet ist, eine Feder­ anordnung 72, die in einer Richtung im wesentlichen längs der Achse des Körpers 68 wirksam ist, eine Anordnung von Gleit­ elementen 74, die gleitend auf dem Körper 68 angeordnet ist, und eine Betätigungsanordnung 76 auf. Die Betätigungsanordnung 76 wirkt zusammen mit der Gleitkörperanordnung 74 und der Feder­ anordnung 72, um die Klemmen 12 aus der Stellung, in der sie außer Eingriff mit den Klemmflächen 34 des Trägers sind, in Stellungen zu bewegen, bei denen die Klemmanordnungen 70 in klemmendem Eingriff mit der Klemmfläche 34 stehen.

Die Klemmenkörper 68 weisen jeweils einen zylindrischen Hauptteil 78 und einen vergrößerten, im wesentlichen hohlen unteren Ring­ abschnitt 80 auf.

Wie in Fig. 10 dargestellt, erstrecken sich von den Enden der Klemmenkörper 68 ausgehend axial Sackbohrungen 82 in den unteren Ringabschnitt 80. Weiter erstrecken sich durch den oberen Ab­ schnitt der Ringabschnitte 80 und den unteren Abschnitt des Hauptteiles 78 querliegende Durchgänge 84. Diese Durchgänge 84 stehen über Bohrungsabschnitte 86 in Verbindung mit den Sack­ bohrungen 82 und den Öffnungen 84. Im kurzen Abstand von den Enden der unteren Abschnitte 80 sind innen Ringnuten 87 in den Sackbohrungen 82 vorgesehen. An den gegenüberliegenden Enden der Klemmkörper 68 sind koaxiale Gewindebohrungen 88 vorgesehen.

Die Klemmanordnungen 12 weisen jeweils ein Klemmelement 70 auf, das auf einer Gewindeschraube 92 geführt ist, die sich durch das Klemmelement 70 hindurcherstreckt und in die Gewindebohrung 88 eingeschraubt ist. Das Klemmelement 70 ist so verstellbar an dem Klemmenkörper 68 befestigt. Eine Druckfeder 94 ist zwischen der angrenzenden Stirnseite des zylindrischen Hauptteils 78 und dem Klemmelement 70 so angeordnet, daß dieses jeweils in Anlage am Kopf der Schraube 92 gehalten ist.

Die Klemmelemente sind jeweils mit einem ersten Klemmarm 96 versehen, der mit der Klemmfläche 34 des Trägers 14 in Eingriff bringbar ist, und weisen weiter einen zweiten Arm 98 mit einer Schulterwulst 99 auf, die mit dem Schulterring 40 in Eingriff tritt, wenn der Klemmarm 96 in Eingriff mit der Klemmfläche 34 gekommen ist. Weiter sind die Arme 98 und der Schulterring 40 so geformt, daß, wenn die entsprechenden Klemmarme 96 in Eingriff mit der Klemmfläche 34 und die Schulterwulst 99 in Eingriff mit dem Schulterring 40 ist, die Schulterwulst 99 auf den angren­ zenden Schulteroberflächen 41 a aufliegt. Als Ergebnis werden somit die Klemmelemente 70 im wesentlichen senkrecht zur Schraube 92 gehalten, so daß die Kräfte im wesentlichen senkrecht auf die Klemmoberfläche 34 wirken.

Die Federanordnungen 72, von denen eine in den Fig. 4 und 10 dargestellt ist, dienen dazu, die Klemmelemente 70 in Richtung auf die entsprechende Gleitanordnung 74 unter Vorspannung zu setzen. Jede der Federanordnungen 72 weist eine obere Scheibe 100, ein Paar Tellerfedern 102 und 104, eine untere Stützscheibe 106 und einen Sprengring 108 auf. Die Scheibe 100 ist gleitend in dem Abschnitt 86 der Sackbohrung 82 geführt, und die Tellerfedern 102 und 104 liegen in den Sackbohrungsabschnitten 82, und zwar so, daß die mittleren Abschnitte der Federn mit den angrenzenden Scheiben 100 in Eingriff stehen und die Tellerfedern 102 und 104 zum offenen Ende der Sackbohrung zu divergieren. Die Stütz­ scheiben 106 sind in den Bohrungen 82 so angeordnet, daß die Tellerfedern 102 und 104 zwischen den Scheiben 100 und 106 ein­ geschlossen sind, und zwar vorzugsweise vorgespannt. Die Spreng­ ringe 108 greifen in die Ringnuten 87 ein, um die Scheiben 106 in der gewünschten Lage in den Bohrungen 82 festzulegen.

Wenn auf die Scheibe 100 eine Kraft ausgeübt wird, und zwar so, daß diese in Richtung auf die Scheibe 106 gedrängt wird, werden die Tellerfedern 102 und 104 weiter gespannt. So drücken dann die Klemmelemente 70 gegen die Klemmfläche 34 und die Gleitelemente­ anordnung 74 in Richtung auf die Klemmfläche 60, und zwar in einer Weise, wie sie weiter unten noch im einzelnen zu be­ schreiben sein wird.

Jede der Gleitelementeanordnungen 74 weist einen Ring 110 auf, der eine zentrale Öffnung hat, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des Klemmenkörpers 78. Es ist weiter ein Gleitring 112 und eine Rückholfeder 114 vorgesehen. Die Scheiben 110 und die Gleitringe 112 sind auf den Körpern 78 jeweils gleit­ bar, und sie sind so angeordnet, daß die Scheiben 110 in Eingriff mit den Klemmflächen 60 stehen und die Gleitringe 74 an diesen Scheiben anliegen.

Die Gleitringe 74 sind jeweils mit einem Paar Nuten mit gekrümm­ tem Querschnitt versehen, die auf einer Durchmesserlinie liegen, und zwar auf der Seite, die der Scheibe 110 abgewandt ist. Wie besonders aus Fig. 10 ersichtlich, sind die Gleitringe 112 innen mit kegelförmigen Fasen 118 versehen, die mit entgegengesetzter Steigung von den gegenüberliegenden Seiten der Gleitringe 112 aufeinander zu gerichtet sind, so daß die Klemmenkörper in den Gleitringen 112 gekippt werden können, während die Gleitringe 112 mit ihrer Oberfläche mit der Oberfläche der Scheiben 110 in Eingriff stehen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, sind in den Gleitringen 112 vom Umfang ausgehende Sackbohrungen 120 vorgesehen, und die Rückholfedern 114 sind in diesen Bohrungen 120 so angeordnet, daß sie außen über den Umfang des Gleitringes 112 so weit vorstehen, daß sie sich gegen den unteren Bereich der Umfangsfläche des Schulterringes 40 anlegen. Damit sind die Gleitringe 112 jeweils auf den Klemmen­ körpern 68 gleitbar, wobei die Klemmenkörper 68 gleichzeitig in den Gleitringen 112 etwas gekippt werden können. Die Rückhol­ federn 114 dienen dazu, die Klemmenkörper 68 in die Stellung zu führen, in der deren zentrale Achse im wesentlichen senkrecht zu den Klemmoberflächen 60 und 34 stehen.

Die Betätigungsanordnungen 76 weisen jeweils einen Betätigungs­ stift 122, einen Betätigungsbügel 124 und ein Anschlagelement 126 auf. Diese Teile dienen dazu, die Federanordnungen 72 zu spannen und damit die Klemmelemente 70 in Richtung auf die entsprechenden Gleitelementeanordnungen 74 zu bewegen. Die Stifte 122 sind im wesentlichen zylindrisch mit Durchmessern, die kleiner sind als die Durchmesser der entsprechenden Öffnungen 84. Die Stifte 122 liegen lose in den entsprechenden Öffnungen 84, so daß sie in Achsrichtung der Klemmenkörper 78 etwa quer zu ihrer Achse bewegbar sind. Die Stifte 122 sind in den Körpern 68 so angeord­ net, daß sie in Eingriff mit den angrenzenden Scheiben 110 stehen, und vorzugsweise sind die Federanordnungen 72, die Öffnungen 84 und die Stifte 122 so angeordnet und konstruiert, daß die Feder­ anordnungen 72 die Stifte 122 in eine Richtung drücken, in der sie in Eingriff mit den Teilen der Öffnungen 84 stehen, die den Klemmelementen 70 nächstgelegen sind.

Die Bügel 124 weisen jeweils ein im wesentlichen halbringförmiges Bügelelement 120 auf, das im Abstand ein Paar Arme 130 trägt, einen Hebelarm 132, der an dem Bügelelement 128 befestigt ist, und ein Paar von Kipphebelelementen 134 an den Enden der Bügel­ arme 130 auf. Die Bügelelemente 128 sind so bemessen, daß die Arme 130 gegenüberliegende Seiten der Klemmenkörper 78 über­ greifen und die Kipphebelelemente 134 im wesentlichen quer zu den Armen 130 liegen. Die Kipphebelelemente weisen jeweils an gegen­ überliegenden Seiten gerundete Schultern 136 und 138 auf.

Die Hebelarme 132 stehen nach außen vom mittleren Abschnitt des Bügelelementes 128 ab und sind an ihren freien Enden mit gerun­ deten Kugeln 140 versehen.

Die Bügel 124 sind mit ihren Armen 130 so montiert, daß diese auf an den gegenüberliegenden Seiten des Klemmenkörpers 78 befestigte Anschlagelemente 126 zu gerichtet sind, und zwar so, daß die ersten Schultern 136 in die Nuten 116 in den Gleitringen 112 eingreifen und die gegenüberliegenden Schultern 138 in Eingriff mit den Oberflächen am Umfang der Stifte 122 stehen. Weiter sind die Bügel 124 hinsichtlich ihrer Abmessungen und Form so aus­ gebildet, daß, wenn die Schultern 138 auf die Stifte 122 auf­ laufen, diese die Stifte 122 in Richtung auf die Tellerfedern 102 und 104 zu verschieben.

Bei Betätigung der Hebelarme 132 laufen somit die zweiten Schultern 138 auf die Stifte 122 auf. Dadurch werden die Teller­ federn 102 und 104 so zusammengedrückt, daß die Klemmenkörper 68 dabei durch die entsprechenden Gleitelemente 112 hindurch und die Klemmelemente 70 in Eingriff mit den Klemmflächen 34 gezwungen werden, wobei die ersten Schultern 136 über die Gleitringe 112 die Gleitanordnung 74 in Richtung auf die Klemmfläche 60 der Aufnahme zwingen.

Die Klemmen 12 sind jeweils in den Räumen 52 so angeordnet, daß der untere Abschnitt 80 der Klemmen 12 in die entsprechenden Ausnehmungen 56 in der unteren Wand 44 eingreifen. In einer zentralen Ausnehmung 57 der Ausnehmung 56 sind Positionierungs­ federn 142 vorgesehen, die mit den angrenzenden Scheiben 106 in Eingriff stehen und so die Enden des unteren Abschnittes 80 der Klemmenkörper 78 in geringem Abstand vom Boden der Ausnehmung 56 halten.

Wenn die Klemmen 12 in dieser Weise in den Räumen 52 unterge­ bracht sind, sind sie so positioniert, daß die Scheiben 110 sich in Anlage an den Klemmflächen 60 befinden und die Hauptabschnitte 78 der Klemmenkörper 68 sich durch die Scheiben 110 hindurch­ erstrecken und frei in die Öffnungen 58 der zweiten Endwand 46 vorstehen. Weiter greifen die einander gegenüberliegenden End­ abschnitte der Stifte 122 in die angrenzenden Schlitze 54, um die Bewegung der Klemmen 12 in den Räumen 52 zu führen.

Die Öffnungen 58 haben einen länglichen Querschnitt, wie oben erwähnt, und sie sind so angeordnet, daß, wenn die Klemmenkörper 68, die darin eingreifen, in Stellungen sind, in denen die Achsen im wesentlichen senkrecht zur entsprechenden Klemmfläche 60 stehen, der Hauptabschnitt 78 des Klemmenkörpers 68 gegen die Wandungen der Öffnung 58 bei 144 anliegt. Die Federn 114 drücken die Ringe 112 und die Körper 68 in diese Stellung. Wenn die Klemmelemente 70 jedoch außer Eingriff mit den Klemmoberflächen 34 und dem Schulterring 40 sind, können die Klemmen 12 auf den Federn 142 insgesamt leicht geneigt oder geschwenkt werden, und zwar um die Achsen der Stifte 122, so daß die Klemmelemente 17 in eine Stellung bewegt werden, in der deren Arme 96 radial einwärts gegenüber den entsprechenden Klemmflächen 34 versetzt liegen.

Die Antriebsanordnung 17, die in den Fig. 5 bis 9 dargestellt ist, dient dazu, gleichzeitig die Hebelarme 132 aller Klemmen 12 zu betätigen und so gleichzeitig die Klemmen 12 zwischen der klemmfreien, der klemmenden und dann der verriegelten Stellung zu bewegen. Die Antriebsanordnung 70 weist einen Hydraulikzylinder 146 auf, der vorzugsweise im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt hat und einen Montagering 148 trägt. Der Montagering 148 ist so bemessen, daß er in die im wesentlichen kreisförmige Öffnung 48 eingreift, die durch den Schulterring 40 begrenzt ist. Der Montagering ist an dem Ring 40 mit geeigneten Mitteln, beispielsweise Schrauben oder dergleichen, befestigt. Die An­ triebsanordnung 17 weist ferner ein Kolbenelement 150 auf, das in dem Zylinder 146 liegt, ein im wesentlichen kreisförmiges Abtriebsglied 152, das starr mit dem Kolbenelement 150 verbunden ist und am äußeren Umfang einen Ringkanal 154 aufweist, in die die Kugeln 140 der Hebelarme 132 eingreifen.

Die Antriebsanordnung 17 wirkt wie ein üblicher Hydraulikantrieb, bei der sich der Kolben 150 und das Abtriebsglied 152 im wesent­ lichen in Achsrichtung der Kupplung 10 bewegt, um die Betäti­ gungsanordnungen 76 der Klemmen 12 zu betätigen. Dementsprechend ist der Zylinder 146 an ein hydraulisches Druckmedium ange­ schlossen, um in üblicher Weise eine Bewegung des Kolbenelementes 150 und des Abtriebselementes 152 zu bewirken. Anstelle des beschriebenen Hydraulikantriebes kann die Antriebsanordnung 17 auch mit anderen Antriebselementen verbunden sein, beispielsweise ist eine mechanische Betätigung möglich.

Die Betätigungsfolge einer der Klemmen 12 ist in den Fig. 5 bis 9 wiedergegeben. Damit der Träger 14 mit dem Aufnehmer 16 verbunden oder von diesem gelöst werden kann, müssen die Klemmarme 96 der Klemmelemente 70 außer Eingriff mit der Klemmoberfläche 34 gebracht werden, und die Arme 96 müssen radial nach einwärts im Gehäuse des Aufnehmers bewegt werden, so daß sie radial einwärts von der Nut 32 entfernt liegen. Durch Bewegung der Hebelarme 132 der Betätigungsanordnungen 76 in die unterste Stellung in Richtung auf die erste Endwand werden die Klemmen 12 in diese nach innen versetzten Positionen bewegt, die in Fig. 5 darge­ stellt sind. Wie aus dieser Zeichnung ersichtlich, sind die Klemmarme 96 in dieser Stellung axial außer Eingriff mit der Klemmfläche 34, und die Arme 96 sind aus der Ringnut 32 zurück­ gezogen. Wenn die Klemmen 12 in diese Stellung bewegt werden, kommen die betreffenden Kipphebelglieder 134 mit den zugehörigen Anschlaggliedern 126 in Eingriff, so daß die Kipphebelglieder 134 um die Eingriffspunkte ihrer zweiten Schultern 138 mit den Stiften 122 schwenken und so die Kippbewegung der Klemmen be­ wirken. Hierbei wird der Gleitring 112 radial einwärts in der Aufnahme 16 bewegt. Die Klemmen 12 schwenken dabei auf den Federn 142 um die Achsen der Stifte 122. Die abgeschrägten Flächen 41 b des Schulterringes 40 erlauben es dem Klemmelement 70 mit dem Arm 98 zu schwenken, ohne daß die Schultern 99 in Eingriff mit dem Schulterring 40 kommen, und die länglichen Öffnungen 58 geben den notwendigen Freiraum für die Schwenkbewegung der oberen Abschnitte der Klemmenkörper 68.

In der Stellung der Klemmvorrichtung nach Fig. 5 kann der Auf­ nahmetisch 16 vom Träger 14 abgehoben bzw. auf den Träger auf­ gesetzt werden.

Nach dem Einrichten des Aufnahmetisches werden die Klemmen 12 dann in die in Fig. 6 dargestellte Position gebracht, in der die Achsen der Klemmen im wesentlichen parallel zur Achse der Auf­ nahme liegen. Dies wird dadurch bewirkt, daß die Hebelarme 132 geringfügig von der Endwand 44 weg aufwärts bewegt werden. Wenn die Klemmen 12 in diese Position geschwenkt werden, drücken die Rückholfedern 114 die Klemmenkörper 68 gegen die äußeren Ab­ schnitte der Öffnungen 58 - Anlage bei 144 - , und die zweiten Schultern 138 der Kipphebelelemente 134 schwenken auf den Stiften 122 während der Schwenkbewegung der Klemmen 12.

Durch Anlage des Klemmenkörpers 68 bei 144 an der Wandung der Öffnungen 58 wird die Schwenkbewegung der Klemmen 12 nach außen begrenzt und die Klemmen nehmen eine Stellung ein, in der ihre Achsen im wesentlichen parallel zur Achse der Kupplung 10 ver­ laufen. Wenn die Klemmen 12 in dieser Position sind, fluchten die Klemmarme 96 mit der Klemmfläche 34, liegen aber noch im Abstand darüber.

Durch weiteres Schwenken der Hebelarme 132 von der ersten Endwand 44 weg werden die Klemmen 12 aus der Position, die in Fig. 6 dargestellt ist, in die Position nach Fig. 7 bewegt. In dieser Position kommen die Klemmarme 96 in Eingriff mit der Klemmfläche 34 der Aufnahme 16 und die Klemmarme 98 in Eingriff mit der Anschlagschulter 41 a des Schulterringes 40. Wenn der Hebelarm 132 in dieser Weise bewegt wird, findet eine zweite Kippbewegung statt zwischen den Kipphebelelementen 134 und den Gleitringen 112. Die ersten Schultern 136 der Kipphebelelemente 134 schwenken in den Nuten 116 in den Gleitringen 112, während die zweiten Schultern 138 auf die Oberfläche der entsprechenden Stifte 122 auflaufen, so daß die Klemmenkörper 68 durch die Ringe 112 nach unten gezogen werden und deren untere Abschnitte 80 weiter in die entsprechenden Ausnehmungen 56 hineinbewegt werden und so die Klemmarme 96 mit der Klemmfläche 34 in Eingriff kommen. Diese Position wird erreicht, bevor die Kipphebelelemente 134 den höchsten Bereich der Stifte 122 erreichen.

Die Klemmen 12 werden dann in die in Fig. 8 dargestellte Position bewegt, und zwar dadurch, daß die Hebelarme 132 weiter von der Endwand 44 weg bewegt werden. Dabei werden die Tellerfedern 102 und 104 gespannt und diese drücken die Klemmarme 96 auf die Oberflächen 34 und drücken gleichzeitig die Gleitringanordnung 74 in Richtung auf die Klemmflächen 60. Wenn die Hebelarme in dieser Weise weiter geschwenkt werden, laufen die zweiten Schultern 138 auf den höchsten Bereich der Stifte 122 auf. Dabei werden die Stifte 122 nach unten in die entsprechenden Öffnungen 84 ge­ zwungen und üben dabei entsprechenden Druck auf die Tellerfeder 102 und 104 aus, die, wie oben erwähnt, unter ständiger Vor­ spannung in den Federanordnungen 72 gehalten sind. Die Feder­ spannung wird dabei weiter erhöht, wenn die Hebelarme in die Stellung nach Fig. 8 bewegt werden, wobei die Kräfte, die auf die Klemmflächen 34 und 60 wirken, der gesamten Federspannung der Scheibenfedern 102 und 104 entsprechen.

Die Hebelarme 132 werden dann noch weiter bewegt, wodurch die Klemmen dann in der Position der Kipphebel, die in Fig. 9 darge­ stellt ist, verriegelt werden. Wenn die Hebelarme 132 in diese Stellung bewegt werden, gelangen die zweiten Schultern 138 der Kipphebelelemente 134 über den höchsten Punkt der Stifte 122 hinaus und werden dann in der Stellung nach Fig. 9 durch Kniehebel­ wirkung verriegelt. Die Tellerfedern 102 und 104 bleiben hier weiter vorgespannt durch die Betätigungsanordnung 76. Die Bügel 124 kommen hier in Eingriff mit den Ringen 112, und zwar bei 156, so daß ein weiteres Schwenken der Hebelarme 132 verhindert wird. Auf diese Weise bleibt der Träger 14 selbst im Falle eines Ver­ sagens des Antriebs unter der Klemmspannung in Eingriff mit der Aufnahme 16 und so die Kupplung 10 in der gekuppelten Stellung.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die beschriebene Kon­ struktion eine effektive Kupplung und eine effektive Klemmung für die Kupplung bietet. Die kompakte Ausbildung der Kupplung macht sie besonders attraktiv für die Benutzung in Werkstückhal­ terungen, da sie nur unwesentliche Teile des Bearbeitungsraums einer Werkzeugmaschine benötigt. Die Klemmen 12 arbeiten darüber hinaus in einer Weise, daß die Klemmdrücke Klemmachsen folgen, die im wesentlichen senkrecht zu der Klemmfläche liegen und diese schneiden. Zusätzlich wird durch die besondere Doppelkipphebel­ anordnung der Klemmen 12 eine Betätigung durch die verschiedenen Positionen hindurch erzielt durch Bewegung der Betätigungsarme 132 in einer einzigen Richtung.

Claims (11)

1. Vorrichtung für die klemmende Verbindung eines ersten Bau­ elementes, in dem wenigstens eine Kupplungsvorrichtung ange­ ordnet ist, mit einem zweiten Bauelement, das von dem ersten Bauelement lösbar ist, mit einer Klemmvorrichtung mit einem Klemmkörper, der im wesentlichen parallel zur Klemmachse angeordnet ist und mit einem seitlichen Klemmvorsprung, der die Klemmfläche des zweiten Bauelementes übergreift, und mit einer federbelasteten Spannvorrichtung mit an den Enden von schwenkbaren Hebelarmen angeordneten Spannknebeln, die zwi­ schen Gegenlagern einerseits am ersten Bauelement und ande­ rerseits am Klemmkörper liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (122) am Klemmkörper (78) im wesentlichen in dessen Klemmrichtung verschiebbar gelagert und gegen den Klemmkörper (78) entgegen dessen Klemmrichtung federnd vor­ gespannt ist, und daß der Klemmkörper (78) im am ersten Bau­ element angeordneten Gegenlager (74) einerseits im wesentlichen axial verschiebbar und andererseits relativ zur Klemmachse so kippbar gelagert ist, daß der die Klemmfläche (34) an dem zweiten Bauelement (14) übergreifende seitliche Klemmvor­ sprung (96) am Klemmkörper (68) so weit außer Eingriff mit dieser Klemmfläche gelangt, daß das zweite Bauelement ent­ gegen der Klemmrichtung abhebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenlager (74) für die Spannknebel (134) am ersten Bau­ element ein Ring (112) vorgesehen ist, in dem der Klemmkörper (78) axial verschiebbar und kippbar gelagert ist, der auf einer zur Ebene der Klemmfläche (34) des zweiten Bauelementes (14) parallelen Ebene am ersten Bauelement aufliegt und der auf seiner von dieser Ebene abgewandten Seite mit diametral gegenüberliegenden Nuten versehen ist, in die jeweils ein Spannknebel (134) mit einer seiner Schultern (136) eingreift, und daß die beiden Spannknebel an einem den Klemmkörper um­ greifenden Betätigungsjoch (124) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (112) in seiner Ebene verschiebbar im ersten Bauelement (16) gelagert ist und in seiner Verschiebebene in Schwenk­ richtung des Klemmkörpers (78) in die Stellung, in der der Klemmvorsprung (96) über der Klemmfläche (34) des zweiten Bauelementes (14) liegt, unter einer Federvorspannung (114) steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenlager am Klemmkörper (78) ein sich quer durch den Klemmkörper erstreckender Bolzen (122) vorgesehen ist, mit dessen außen über den Klemmkörper vorstehenden Enden jeweils eine zweite Schulter (138) der Spannknebel (134) zusammenwirkt, und daß der Bolzen im Klemmkörper entgegen der Spannrichtung gegen einen Anschlag anliegt und durch eine im Klemmkörper angeordneten Federanordnung (72) gegen den An­ schlag vorgespannt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannknebel (134) über den Umfang der vorstehenden Enden des Bolzens (122) in Richtung der Schwenk­ bewegung des Klemmkörpers (78) zwischen einer ersten End­ stellung, in der der Klemmvorsprung (96) außer Eingriff mit der Klemmfläche (34) des zweiten Bauelementes (14) ist und der Bolzen (122) gegen seinen Anschlag im Klemmkörper (78) anliegt, und einer zweiten Endstellung beweglich sind, in der die Totpunktlage der Spannknebel (134) überschritten und der Bolzen (122) entgegen der Spannung der auf ihn wirkenden Federanordnung (72) außer Eingriff mit dem Anschlag ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die erste Endstellung der Spannknebel (134) am Klemmkörper (78) Anschläge (126) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (72) Tellerfedern (102, 104) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Klemmvorsprung (96) gegenüberliegend ein zweiter Klemmvorsprung (98) vorgesehen ist, der mit einer Klemmfläche (99) an dem ersten Bauelement (16) zusammenwirkt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (78) entgegen der Klemmrichtung im ersten Bau­ element (16) auf einer Feder (142) abgestützt ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Kupplungen und ein gemeinsames, in Klemmrichtung verstellbares Betätigungs­ element (152) vorgesehen ist, mit dem die die Spannknebel (134) tragenden Hebelarme (128, 132) in Eingriff stehen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauelement (16) im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und daß in dem Bauelement auf einem Kreis eine Mehrzahl von Klemmvorrichtungen (12) vorge­ sehen ist, deren mit dem zweiten Bauelement (14) zusammen­ wirkende Klemmvorsprünge (96) radial auswärts gerichtet sind.