DE4127661A1

DE4127661A1 - Mechanically actuated draw chuck

Info

Publication number: DE4127661A1
Application number: DE19914127661
Authority: DE
Inventors: Bernhard Enbergs
Original assignee: Sandvik GmbH
Current assignee: Sandvik GmbH
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1993-02-25

Abstract

The mechanically actuated draw chuck has a hollow body (1) with a taper mouth bore to accept the shank of a tool or tool holder. Arranged co-axially in the bore is a draw component (4) with fingers (5) which expand into a groove in the hollow end of the shank when the draw component moves inwards.Resting against abutment faces (4a) of the draw component are pins (3) which extend outwards through inclined holes in the chuck body. The pins, which can move longitudinally in the holes, bear against an internal face (2a) of a ring nut (2) screwed onto the threaded nose section of the chuck body. Thus when the ring nut is tightened the pins (3) push the draw component into the bore against the pressure of return spring (8) and expand the fingers (5) into the hollow end of the tool shank.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mechanische Spannvorrichtung für den Schaft eines Werkzeuges oder Werkzeughalters, mit einem hohlen Schaftaufnahmeteil, in welchem ein Zugelement angeordnet ist, wobei ein oder mehrere Stifte, die in ihrer Längsrichtung bewegbar sind, an dem Zugelement angreifen, Bohrungen für die Stifte in dem Schaftaufnahmeteil vorgesehen sind, welche sich von dem hohlen Inneren desselben nach außen erstrecken, und die Angriffsfläche an dem Zugelement und/oder den Stiften oder deren Bewegungsrichtung so ausgelegt sind, daß die Stifte bei ihrer Bewegung eine Kraft in axialer Richtung auf den Schaft ausüben.The present invention relates to a mechanical clamping device for the shaft of a Tool or tool holder, with a hollow shank receiving part, in which a Traction element is arranged, one or more pins extending in their longitudinal direction are movable, engage the tension element, holes for the pins in the shaft receiving part are provided, which extend from the hollow interior thereof to the outside extend, and the contact surface on the tension element and / or the pins or their Direction of movement are designed so that the pins in their movement a force in the axial Exercise direction on the shaft.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist zentral in dem Aufnahmeteil eine Zugstange angeordnet, deren Endabschnitt konisch erweitert ist, wobei Stifte mit einem Ende an dieser konischen Fläche anliegen. Das andere Ende der Stifte ragt durch das als zylindrischer Zapfen ausgebildete Aufnahmeteil hindurch und greift von der Innenseite her an einer konischen Fläche eines mit dem Werkzeug verbundenen Hohlschaftes an. Beim Spannen treibt der konische Endabschnitt des Zugelementes die Stifte in radialer Richtung mit einer kleinen Axialkomponente nach außen, die ihrerseits an der konischen Innenfläche des Hohlschafts angreifen und diesen in axialer Richtung über den Spannzapfen an einen Anschlag ziehen.In a known device of this type, a pull rod is centrally located in the receiving part arranged, the end portion is flared, pins at one end to this conical surface. The other end of the pins protrudes through it as a cylindrical one Pin trained receiving part through and engages from the inside on one conical surface of a hollow shaft connected to the tool. When tensioning the conical end portion of the tension element drives the pins in the radial direction with a small axial component to the outside, which in turn on the conical inner surface of the Attack the hollow shank and attach it to one another in the axial direction via the clamping pin Pull stop.

Bei dieser Spannvorrichtung wird es als nachteilig angesehen, daß man von dem dem Werkzeug abgewandten Teil der Schaftaufnahme direkt oder indirekt Zugang zu dem Zugelement haben muß, um dieses in axialer Richtung bewegen zu können. Dies erfordert eine zentrale Durchgangsbohrung in dem Schaftaufnahmeteil und die Hindurchführung entsprechender Kraftübertragungselemente. Dabei muß dafür Sorge getragen werden, daß das Zugelement z. B. auch im Falle einer rotierenden Spindel ständig unter Spannung bleibt. Der als Hohlzapfen ausgebildete Schaft wird von den Stiften mit relativ starken radialen Kraftkomponenten auseinandergedrückt, was den genauen Sitz des Schaftes am Schaftaufnahmeteil beeinträchtigen kann.In this clamping device, it is considered disadvantageous that one of the Part of the socket facing away from the tool has direct or indirect access to the Must have tension element in order to be able to move it in the axial direction. This requires a central through hole in the shaft receiving part and the passage corresponding power transmission elements. Care must be taken to ensure that the tension element z. B. remains constantly under tension even in the case of a rotating spindle. The shaft, which is designed as a hollow pin, is relatively strong radial by the pins Force components pushed apart, which ensures the exact fit of the shaft on the shaft receiving part can affect.

Es sind auch andere Spannvorrichtungen bekannt, bei welchen das Schaftaufnahmeteil so als Hohlteil ausgebildet ist, daß es neben dem Zugelement auch noch den Schaft eines Werkzeugs oder Werkzeugträgers in seinem Inneren aufnehmen kann. Hierdurch werden die angesprochenen Passungsprobleme, die bei der Spreizung eines hohlen Schaftes auftreten können, kompensiert, weil der Schaft mit seiner im allgemeinen konischen Außenfläche an der Innenfläche des Schaftaufnahmeteils anliegt, welches von innen auf den Schaft wirkende Kräfte auffängt, wobei die im allgemeinen konischen Anlageflächen (z. B. bei Steilkegelschäften) für einen genauen Sitz sorgen.Other clamping devices are also known in which the shaft receiving part is so is designed as a hollow part that in addition to the tension element, it also has the shaft of a Tool or tool holder can hold inside. This will the fit problems mentioned, which occur when a hollow shaft is spread can compensated because the shaft with its generally conical outer surface abuts the inner surface of the shaft receiving part, which acts on the shaft from the inside Absorbs forces, whereby the generally conical contact surfaces (e.g. with steep taper shanks) ensure a precise fit.

Gleichwohl erfordern auch diese weiteren bekannten Spannvorrichtungen einen Zugang von der hinteren Seite des Schaftaufnahmeteils, um das Zugelement betätigen zu können.Nevertheless, these other known tensioning devices also require access from the rear side of the shaft receiving part in order to be able to actuate the pulling element.

Darüber hinaus sind z. B. von einfachen Bohrmaschinen Spannfutter bekannt, bei welchen drei oder mehr kreisförmig angeordnete und nach außen vorgespannte Klemmelemente durch eine Überwurfmutter zusammengepreßt werden und so einen Bohrerschaft oder dergleichen halten. Diese Art Spannvorrichtungen sind jedoch relativ ungenau, da sie keinen axialen Zug auf den zu spannenden Schaft ausüben und der zu spannende Schaft ebenso wie die entsprechende Schaftaufnahme keine präzise definierten Flächen haben, die durch Anlage aneinander den exakt reproduzierbaren Sitz des Schaftes bzw. Werkzeuges definieren.In addition, e.g. B. known from simple drilling chucks, in which three or more circularly arranged and externally biased clamping elements a union nut are pressed together and so a drill shaft or the like hold. However, this type of clamping devices are relatively imprecise because they do not have an axial pull exercise on the shaft to be tensioned and the shaft to be tensioned as well as that Corresponding shank admission do not have precisely defined areas caused by the system define the exactly reproducible fit of the shaft or tool.

Gegenüber diesem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte mechanische Spannvorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß ein Zugang an das hintere, dem Werkzeug abgewandte Ende bzw. eine Betätigung des Zugelementes von hier aus nicht mehr erforderlich ist, wobei gleichzeitig der präzise Sitz des Schaftes und damit des mit dem Schaft verbundenen Werkzeuges gewährleistet sein soll.In relation to this known prior art, the present invention lies Task based on the above-mentioned mechanical tensioning device to further develop that access to the rear end facing away from the tool or one Actuation of the tension element from here is no longer required, with the precise seating of the shaft and thus the tool connected to the shaft is guaranteed should be.

Bezüglich des eingangs genannten Standes der Technik wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schaftaufnahmeteil so als Hohlteil ausgebildet ist, daß in ihm ein durch das Zugelement einzuziehender, passender Schaft aufnehmbar ist, daß das Schaftaufnahmeteil weiterhin mit einem Außengewinde versehen ist und eine passende Überwurfmutter aufweist, und daß die Überwurfmutter eine umlaufende Stützfläche für die Stifte aufweist, wobei die Stützfläche so ausgerichtet ist, daß sie beim Anziehen der Überwurfmutter in Spannrichtung die Stifte durch die Bohrungen in das Innere des Schaftaufnahmeteils und gegen die Angriffsflächen des Zugelementes drückt. With regard to the prior art mentioned at the outset, this object is achieved by that the shaft receiving part is designed as a hollow part that in it a by Pulling element to be pulled in, suitable shaft is receivable, that the shaft receiving part is also provided with an external thread and a suitable union nut and that the union nut has a circumferential support surface for the pins, the support surface is aligned so that when you tighten the nut in Clamping direction the pins through the holes in the interior of the shaft receiving part and presses against the contact surfaces of the tension element.

Mit dieser Ausgestaltung gelingt es, sämtliche oben geschilderten Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtungen zu vermeiden. Durch die Verwendung einer Überwurfmutter und die Kraftübertragung über Durchgangsbohrungen des Schaltaufnahmeteils von der Überwurfmutter auf das Zugelement mit Hilfe von Stiften ist der Zugang zum Schaftaufnahmeteil nur noch von der Vorderseite erforderlich. Insbesondere ist auf der Rückseite des Schaftaufnahmeteils keine Mechanik mehr erforderlich, welche das Zugelement spannt. Bohrungen sind allenfalls noch für eine Kühlmittelzufuhr erforderlich. Mit Vorteil wird der direkte Eingriff der Stifte an dem hohlen Schaft des Werkzeuges oder Werkzeughalters vermieden, so daß dessen Paßgenauigkeit durch lokale Verformungen nicht beeinträchtigt werden kann. Die Stifte treten lediglich mit dem Zugelement in unmittelbaren Kontakt, welches seinerseits Eingriffselemente für den Eingriff mit dem Schaft hat, um diesen in axialer Richtung in die Schaftaufnahme hineinzuziehen und festzuspannen.With this configuration, it is possible to overcome all of the disadvantages described above Avoid known clamping devices. By using it a union nut and the power transmission through the through holes Switching part of the union nut on the tension element with the help of pins Access to the shaft receiving part is only required from the front. In particular no mechanics are required on the back of the shaft receiving part, which the Tension element tensions. At most, holes are still required for a coolant supply. The direct engagement of the pins on the hollow shaft of the tool or is advantageous Tool holder avoided, so that its accuracy of fit due to local deformations can be affected. The pins only come into direct contact with the pulling element Contact, which in turn has engaging elements for engaging the shaft pull it in the axial direction into the socket and tighten it.

Dabei bleibt weiterhin die hohe Paßgenauigkeit erhalten, die man mit dem Einziehen des Schaftes mit entsprechenden Paßflächen in ein hohles Schaftaufnahmeteil mit Hilfe eines Zugelementes erzielt.The high accuracy of fit that you get when you pull in the Shaft with corresponding mating surfaces in a hollow shaft receiving part with the help of a Tension element achieved.

Der Einfachheit halber wird im folgenden lediglich von einem Schaft allgemein oder von einem Werkzeugschaft gesprochen, wobei es sich versteht, daß dieser Schaft nicht unmittelbar mit einem Werkzeug verbunden sein muß, sondern an einem Werkzeughalter ausgebildet sein kann, der seinerseits erst ein Werkzeug trägt, wobei weitere Halte- und Justierelemente zwischengeschaltet sein können.For the sake of simplicity, only one of the shafts in general or of spoken a tool shank, it being understood that this shank is not must be directly connected to a tool, but to a tool holder can be formed, which in turn carries only a tool, further holding and Adjustment elements can be interposed.

Bei der Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Bohrungen für die Stifte in einer Ebene liegen, welche die Achse der Spannvorrichtung enthält und wenn die Bohrungen dabei unter einem Winkel von weniger als 45° gegenüber der Achse der Spannvorrichtung geneigt sind. Einerseits müssen zwar die Bohrungen von dem inneren Hohlraum des Schaftaufnahmeteils zur Außenseite verlaufen, weil sich dort das Außengewinde mit der Überwurfmutter befindet, welche ihrerseits die Stifte in die Bohrungen hineindrücken soll, so daß sich radiale Komponenten der Bohrungen nur schwer vermeiden lassen, will man nicht das Schaftaufnahmeteil sehr ausladend und mit einer tiefen Hinterschneidung im Inneren gestalten. Andererseits ist ein möglichst kleiner Winkel zwischen den Bohrungen und der Achse der Spannvorrichtungen bevorzugt, weil auf diese Weise weniger Kraft zur Überwindung von Reibung erforderlich ist und die über die Gewindesteigung der Überwurfmutter übersetzte Spannkraft in optimaler Weise auf das Zugelement übertragen werden kann.In the tensioning device according to the present invention, it has proven to be expedient proved if the holes for the pins lie in a plane which is the axis of the Clamping device contains and if the holes are at an angle of less are inclined at 45 ° to the axis of the tensioning device. On the one hand, the Bores run from the inner cavity of the shaft receiving part to the outside, because there is the external thread with the union nut, which in turn is the Pins should press into the holes so that there are radial components of the holes difficult to avoid, you do not want the shaft receiving part to be very bulky and with a deep undercut on the inside. On the other hand, one is as small as possible Angle between the holes and the axis of the jigs preferred because of this way less force is required to overcome friction and that over the Thread pitch of the union nut optimally translated clamping force on the Tension element can be transferred.

Bevorzugt ist deshalb ein Winkel von etwa 30° zwischen Achse der Spannvorrichtung und Bohrung für die Stifte.An angle of approximately 30 ° between the axis of the tensioning device and is therefore preferred Hole for the pins.

Weiterhin sollte sich in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Außengewinde mindestens bis auf einen Abstand zum vorderen Ende des Schaftaufnahmeteils erstrecken, der kleiner ist als die axiale Gewindelänge der Überwurfmutter und der vorzugsweise Null ist, so daß sich also das Gewinde für die Überwurfmutter im wesentlichen bis zum vorderen Ende des Schaftaufnahmeteils erstreckt. Auf diese Weise kann man beim Lösen der Überwurfmutter erreichen, daß deren zum Werkzeug hin gewandter, vorderer Rand mit dem Schaft oder dem Werkzeughalter in Eingriff tritt und den Schaft aus dem Schaftaufnahmeteil löst.Furthermore, the external thread should be in the preferred embodiment of the invention extend at least to a distance from the front end of the shaft receiving part, which is smaller than the axial thread length of the union nut and which is preferably zero is, so that the thread for the union nut essentially up to the front Extends end of the shaft receiving part. This way you can solve the problem Reach nut that the front edge facing the tool with the shaft or the tool holder engages and the shaft from the shaft receiving part solves.

Dazu ist es selbstverständlich zweckmäßig, wenn der Außendurchmesser des Schaftaufnahmeteils an seinem vorderen Ende kleiner ist als der Durchmesser einer Anlagefläche am Schaft, die sich senkrecht zur Achse der Spannvorrichtung erstreckt.For this purpose, it is of course expedient if the outer diameter of the shaft receiving part at its front end is smaller than the diameter of a contact surface on the shaft, which extends perpendicular to the axis of the clamping device.

Die Stützfläche für die Stifte an der Überwurfmutter ist zweckmäßigerweise eine konische Fläche an der Überwurfmutter außerhalb des Gewindeabschnittes, deren Winkel gegenüber einer zur Achse der Spannvorrichtung senkrechten Ebene der gleiche ist, wie der Winkel der Bohrungen bzw. Stifte zur Achse der Spannvorrichtung. Damit schneidet die konische Fläche die Achsen der Bohrungen genau unter einem rechten Winkel, die Stifte können auf diese Weise mit ihrer gesamten Querschnittsfläche auf der Stützfläche aufliegen.The support surface for the pins on the union nut is expediently a conical one Area on the union nut outside the threaded section, its angle opposite a plane perpendicular to the axis of the jig is the same as the angle of the Bores or pins to the axis of the clamping device. This cuts the conical surface the axes of the holes are at right angles, the pins can be on them Lie with their entire cross-sectional area on the support surface.

Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die erwähnte Stützfläche von einer Seitenwand einer in der Innenfläche der Überwurfmutter umlaufenden V-förmigen Nut gebildet wird, wobei der Winkel zwischen den beiden V-Flächen etwa 90° beträgt.An embodiment of the invention is preferred in which the mentioned Support surface from a side wall of a circumferential in the inner surface of the union nut V-shaped groove is formed, the angle between the two V-surfaces about 90 ° is.

Die Ausbildung einer solchen V-förmigen Nut bietet eine Sicherungsmöglichkeit gegen das vollständige Lösen der Überwurfmutter, wie später noch beschrieben wird. The formation of such a V-shaped groove offers a security option against that completely loosen the union nut, as will be described later.

Das Zugelement ist ein im Längsschnitt T-förmiges Teil, dessen Steg in an sich bekannter Weise von einem im wesentlichen zylindrischen Teil gebildet wird, an welchem Spreizfinger anliegen, wobei das Flanschteil dieses im Längsschnitt T-förmigen Zugelementes in Richtung der Stifte offene Aussparungen aufweist, deren Grund eine Angriffsfläche für die Stifte bietet. Mit Vorteil erreicht man so durch die in den Aussparungen aufgenommenen Stifte, daß ein Verdrehen des Zugelementes nicht möglich ist, was man zum Sichern desselben in dem Schaftaufnahmeteil ausnutzen kann.The tension element is a longitudinally T-shaped part, the web of which is known per se Formed by a substantially cylindrical part on which spreading fingers rest, the flange of this in longitudinal section T-shaped tension element in the direction the pins have open recesses, the bottom of which is a contact surface for the pins offers. With the pins in the recesses, that a twisting of the tension element is not possible, which is the same for securing the same can take advantage of the shaft receiving part.

Zwischen den Aussparungen, welche die Stifte aufnehmen, sind in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zusätzliche zweite Aussparungen in dem Flanschteil des Zugelementes vorgesehen, die in axialer Richtung offen sind und je eine Feder aufnehmen, welche sich mit einem Ende am Grund dieser zweiten Aussparung und mit dem anderen Ende an einem die Spreizfinger haltenden Haltering abstützt, der seinerseits auf einem mindestens teilweise nach innen ragenden Bund an der Innenwand des Schaftaufnahmeteils aufliegt.Between the recesses that receive the pins are in the preferred Embodiment of the invention additional second recesses in the flange part of the Tension element provided, which are open in the axial direction and each receive a spring, which is at one end at the bottom of this second recess and at the other End on a retaining ring holding the spreading fingers, which in turn on a at least partially inwardly projecting collar on the inner wall of the shaft receiving part lies on.

Ein solcher Haltering hat im wesentlichen die Funktion, mehrere um den Umfang des zylindrischen Stegteiles des Zugelementes angeordnete Spreizfinger an Ort und Stelle zu halten, die durch eine konische Erweiterung am unteren Ende des Stegteiles bei einer entsprechenden axialen Bewegung des Zugelementes in radialer Richtung nach außen gedrückt werden und in entsprechende Nuten des (hohlen) Werkzeugschaftes eingreifen, um diesen mitzunehmen. Hierzu ist eine gewisse Relativbewegung zwischen den Spreizfingern und dem Zugelement erforderlich, damit jene durch die konische Erweiterung auseinandergedrückt und mit der Nut im Schaftteil in Eingriff gebracht werden können. Die erwähnten Federn spannen den Haltering und damit die Spreizfinger in Richtung auf die konische Erweiterung vor, wobei jedoch der Haltering gleichzeitig auf einem Bund aufliegt, so daß die Spreizfinger nicht von der konischen Erweiterung auseinandergedrückt werden, wenn das Zugelement in seiner zurückgezogenen Lösestellung ist.Such a retaining ring essentially has the function of several around the circumference of the cylindrical web part of the tension element arranged spreading fingers in place hold by a conical extension at the lower end of the web part corresponding axial movement of the tension element in the radial direction to the outside be pressed and engage in corresponding grooves of the (hollow) tool shank to to take this with you. For this there is a certain relative movement between the spreading fingers and the tension element required so that they are pushed apart by the conical extension and can be brought into engagement with the groove in the shaft part. The mentioned springs tension the retaining ring and thus the spreading fingers in the direction of the conical extension, but with the retaining ring resting on a collar at the same time, so that the spreading fingers are not pushed apart by the conical extension, when the tension element is in its retracted release position.

Darüber hinaus ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch eine Feder zwischen dem Schaftaufnahmeteil und dem Zugelement vorgesehen, welche das Zugelement in Löserichtung vorspannt. Das Zugelement wird durch diese Feder in Richtung der Öffnung des Schaftaufnahmeteils gedrückt, wobei gleichzeitig auch die Stifte durch die Bohrungen nach außen gedrückt werden, soweit die Stützfläche der Überwurfmutter dies zuläßt. Dies bringt gleichzeitig eine Sicherung der Überwurfmutter mit sich, da beim Lösen der Überwurfmutter die zur Stützfläche rechtwinklig verlaufende Wand der V-förmigen Nut der Überwurfmutter auf die Seitenflächen der Stifte zu liegen kommt und sich bei den herausgedrückten Stiften nicht weiter lösen läßt. Zur Montage und Demontage wird das Zugelement gegen die Kraft der erwähnten Feder so weit in das Schaftaufnahmeteil hineingedrückt, daß auch die Stifte in ihren Bohrungen in das Innere des Schaftaufnahmeteils gleiten.In addition, in the preferred embodiment of the invention there is also a spring provided between the shaft receiving part and the tension element, which the tension element preloaded in the release direction. The tension element is moved by this spring in the direction of the opening of the shaft receiving part pressed, while the pins through the holes be pushed outwards as far as the support surface of the union nut allows. This brings a lock of the union nut with it at the same time, since when loosening the Union nut the wall of the V-shaped groove of the Union nut comes to rest on the side surfaces of the pins and with the can not loosen the pushed out pins. For assembly and disassembly, that is Tension element against the force of the spring mentioned so far in the shaft receiving part pressed in that the pins in their holes in the interior of the shaft receiving part slide.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung läßt sich mit großem Vorteil nicht nur an stehenden, sonderen vor allem auch an rotierenden Maschinenteilen bzw. Spindeln montieren.The tensioning device according to the invention can not only be used with great advantage Mount standing, especially on rotating machine parts or spindles.

Das Schaftaufnahmeteil bzw. dessen den Schaft aufnehmender Hohlraum hat zweckmäßigerweise einen polygonalen Querschnitt. Dabei ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher die Ecken des polygonalen Querschnittes abgerundet und die dazwischenliegenden Seiten leicht konvex gekrümmt sind, so daß Seiten- und Eckbereiche glatt und ohne Ecken ineinander übergehen. Insbesondere wird ein solcher Querschnitt für den Schaft und das Schaftaufnahmeteil bevorzugt, bei welchem die Grundform ein gleichseitiges Dreieck ist, welches entsprechende Abrundungen aufweist. Dabei ist außerdem vorgesehen, daß Schaft- und Schaftaufnahmeteil sich in axialer Richtung allmählich verjüngen, wobei das Schaftaufnahmeteil, nachdem der innere Querschnitt ein vorgegebenes Minimum erreicht hat, eine zylindrische Hinterschneidung aufweist, deren Durchmesser vorzugsweise mit dem Maximaldurchmesser des polygonalen Abschnittes an dessen erster Stelle entspricht. Die Hinterschneidung ist also im wesentlichen entlang der nur leicht konvex gekrümmten Seitenkanten des polygonalen Querschnittes vorhanden, während sie in den Eckbereichen bis auf Null zurückgeht. Die Verjüngung in axialer Richtung und der polygonale Querschnitt sind dabei voneinander unabhängige Merkmale.The shaft receiving part or its cavity receiving the shaft expediently has a polygonal cross section. An embodiment is preferred in which rounded the corners of the polygonal cross-section and the intermediate ones Sides are slightly convexly curved so that side and corner areas are smooth and without corners merge. In particular, such a cross section for the shaft and the Preferred shaft receiving part, in which the basic shape is an equilateral triangle, which has corresponding roundings. It is also provided that shaft and the shaft receiving part gradually taper in the axial direction, the shaft receiving part, after the inner cross-section has reached a predetermined minimum, one has cylindrical undercut, the diameter of which preferably corresponds to the Maximum diameter of the polygonal section in its first position corresponds. The The undercut is essentially along the only slightly convex curve Side edges of the polygonal cross section exist while they are in the corner areas goes back to zero. The taper in the axial direction and the polygonal cross section are independent characteristics.

Bei einer solchen Ausgestaltung des Schaftaufnahmeteils hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Flanschteil den gleichen polygonalen Querschnitt und einen maximalen Außendurchmesser hat, wie er der Engstelle des Schaftaufnahmeteils entspricht. In diesem Fall kann nämlich das Flanschteil in der richtigen polygonalen Orientierung über die Engstelle in den hinterschnittenen Bereich eingeschoben und durch eine Drehung um den halben Polygonwinkel in diesem Bereich gesichert werden, da es dann mit seinen Eckbereichen über den hinterschnittenen Seitenbereich des darunterliegenden Polygonquerschnittes angeordnet ist. Als Polygonwinkel wird dabei der Winkel bezeichnet, der zwischen den Verbindungslinien benachbarter Polygonecken mit dem Zentrum liegt.With such a configuration of the shaft receiving part, it has proven to be advantageous if the flange part has the same polygonal cross section and a maximum Outside diameter has, as it corresponds to the constriction of the shaft receiving part. In this Case can namely the flange part in the correct polygonal orientation on the Tightly inserted into the undercut area and by rotating it around the half of the polygon angle in this area, because then it will be saved with its Corner areas over the undercut side area of the underlying polygon cross section is arranged. The polygon angle is the angle between the connecting lines of neighboring polygon corners with the center.

In dieser verdrehten Stellung des Flanschteils des Zugelementes fluchten gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Bohrungen für die Stifte und die Aussparungen zur Aufnahme der Stifte in dem Flanschteil miteinander.In this rotated position of the flange part of the tension element are aligned according to the preferred embodiment of the invention, the holes for the pins and the Cutouts for receiving the pins in the flange part with each other.

Das Flanschteil wird damit durch die Stifte gegen Verdrehen gesichert und ist damit unverlierbar in der Hinterschneidung aufgenommen. Der zusätzlich darunter angeordnete Haltering für die Spreizfinger sollte aus einem elastischen Material bestehen und das zylindrische Außenmaß der Hinterschneidung haben. Wegen seiner Elastizität kann dieser Haltering über die Engstelle des polygonalen Querschnittes hinweg bis in die Hinterschneidung geschoben werden und dehnt sich danach wieder auf seinen vollen Durchmesser aus, so daß er auf dem durch die Hinterschneidung gebildeten Bund im Bereich der Seiten des polygonalen Querschnittes aufliegt.The flange part is thus secured against twisting by the pins and is thus captive in the undercut. The one additionally arranged below Retaining ring for the spreading fingers should consist of an elastic material and that have cylindrical outer dimensions of the undercut. Because of its elasticity, it can Retaining ring over the narrow point of the polygonal cross-section up to the undercut be pushed and then expands again to its full diameter out so that it is on the waistband formed by the undercut in the area of the sides of the polygonal cross section.

Die Überwurfmutter kann entweder von Hand oder mit Hilfe von Werkzeugen festgespannt und gelöst werden, bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Überwurfmutter an ihrer Außenseite für den Eingriff mit einem mechanischen Antriebselement ausgebildet ist, wie es beispielsweise in der gleichzeitig für dieselbe Anmelderin eingereichten Anmeldung mit dem Titel "Greifereinrichtung für automatischen Werkzeugwechsel" beschrieben ist, deren Inhalt hier durch die Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist. Vorzugsweise besteht diese Ausbildung in einer Außenverzahnung an der Überwurfmutter. Ein mechanisches Antriebselement ist dann beispielsweise ein Ritzel, welches relativ zu der Überwurfmutter axial und/oder radial verschiebbar und dadurch in und außer Eingriff mit der Verzahnung der Überwurfmutter bringbar ist, wobei die Drehachse des Ritzels vorzugsweise parallel zur Achse der Spannvorrichtung liegt. Bei einer solchen Ausgestaltung kann das mechanische Antriebselement so relativ zu einem Greiferelement für den Schaft angeordnet und drehbar gelagert sein, daß der gleichzeitige Eingriff des mechanischen Antriebselementes an der Überwurfmutter und des Greiferelementes an den dafür vorgesehenen Schaftbereichen möglich ist.The union nut can either be tightened by hand or with the help of tools and solved, but an embodiment of the invention is preferred in which the union nut on the outside for engagement with a mechanical drive element is trained, such as in the same for the same applicant submitted application with the title "Gripper device for automatic tool change" the content of which is described here by reference to the present Registration is included. This configuration preferably consists of external teeth on the union nut. A mechanical drive element is then, for example a pinion which is axially and / or radially displaceable relative to the union nut and thereby can be brought into and out of engagement with the teeth of the union nut, wherein the axis of rotation of the pinion is preferably parallel to the axis of the clamping device. At In such an embodiment, the mechanical drive element can be relative to one Gripper element arranged for the shaft and rotatably mounted that the simultaneous Engagement of the mechanical drive element on the union nut and the gripper element at the designated shaft areas is possible.

In Werkzeugmaschinen finden vielfach automatische Werkzeugwechsel statt, wobei eine Greifereinrichtung den Schaft eines Werkzeugs oder Werkzeughalters üblicherweise in einem Bereich seitlich erfaßt, der auch im eingespannten Zustand des Schaftes außerhalb der Spannvorrichtung bleibt. Diese Greifereinrichtung führt den Schaft in der richtigen Orientierung in das Schaftaufnahmeteil ein, wobei dann üblicherweise eine zusätzliche Befestigungsvorrichtung in Eingriff gebracht wird, die die Spannvorrichtung betätigt und den eingeführten Schaft festspannt, woraufhin die Greifereinrichtung gelöst wird. Erfindungsgemäß bilden Greiferelement und Ritzel eine Einheit, die gleichzeitig miteinander bewegt und auch gleichzeitig in Eingriff gebracht werden kann, wobei die Greiferelemente der Greifereinrichtung den Schaft halten und das Ritzel die Überwurfmutter betätigt. Dies gilt sowohl für den Lösevorgang als auch für den Spannvorgang. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß die Haltekraft zum Gegenhalten gegen die Drehung der Überwurfmutter von den Greiferelementen über den Werkzeugschaft aufgebracht wird und daß nicht eine Maschinenspindel oder dergleichen gegen Verdrehen gesichert werden muß, wenn das Ritzel an der Überwurfmutter angreift.Automatic tool changes often take place in machine tools, one of which Gripper device usually the shank of a tool or tool holder in one Area captured laterally, even when the shaft is clamped outside the Clamping device remains. This gripper device guides the shaft in the correct one Orientation in the shaft receiving part, usually then an additional Fastening device is engaged, which actuates the clamping device and clamps the inserted shaft, whereupon the gripper device is released. According to the invention, the gripper element and pinion form a unit that is simultaneously with one another can be moved and simultaneously brought into engagement, the gripper elements hold the shaft of the gripper device and the pinion actuates the union nut. This applies to both the loosening process and the clamping process. It is particularly advantageous doing so that the holding force for holding against the rotation of the union nut of the Gripper elements is applied over the tool shank and that not one Machine spindle or the like must be secured against rotation when the pinion attacks the union nut.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigtFurther advantages, features and possible uses of the present invention become clear from the following description of a preferred embodiment and the associated figures. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, teilweise im Schnitt, Fig. 1 is a side view of the tensioner according to the invention, partly in section,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform, Fig. 2 is an axial section through another embodiment,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Öffnungsseite des Schaftaufnahmeteils und Fig. 3 is a plan view of the opening side of the shaft receiving part and

Fig. 4 nochmals eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, zusammen mit einem Schaft, einer Greifereinrichtung und einem mechanischen Antriebselement. Fig. 4 again a side view, partly in section, together with a shaft, a gripper device and a mechanical drive element.

In Fig. 1 erkennt man ein Schaftaufnahmeteil 1, welches mit Hilfe der Bohrung 30 oder der Gewindebohrung 31 an einem stehenden oder rotierenden Maschinenteil befestigt sein kann. Das Schaftteil 1, welches in Fig. 1 in einem axialen Längsschnitt dargestellt ist, besteht aus einem in etwa hohlzylindrischen Teil, welches an einer Stirnseite offen und an der anderen im wesentlichen bis auf eine Kühlmittelbohrung 32 geschlossen ist und in der Nähe des geschlossenen Endes einen umlaufenden Flanschrand für die Aufnahme der Bohrungen 30, 31 zum Zwecke der Befestigung aufweist. Die axiale Schnittebene ist in Fig. 1 so gelegt, daß der Schnitt durch die Achse einer Bohrung 10 verläuft, welche sich unter einem Winkel von ca. 30° zur Achse 17 der Spannvorrichtung von der Außenseite des in etwa zylindrischen Teils der Spannvorrichtung in dessen hohles Inneres erstreckt, und zwar in eine im Querschnitt zylindrische Hinterschneidung 33. Der vordere, sich von der Öffnung aus in das Innere allmählich verjüngende Hohlraum 34, der letztlich den Werkzeugschaft aufnimmt, hat keinen zylindrischen, sondern einen mehr oder weniger polygonalen Querschnitt, wobei jedoch - anschaulich gesprochen - die Ecken des polygonalen Querschnitts abgerundet und die Seitenflächen "ausgebeult" sind, so daß sich insgesamt zwar noch die polygonale Grundform erkennen läßt, jedoch keinerlei scharfe Kanten oder Ecken entlang des Umfanges auftreten. Das zugrunde liegende Polygon ist ein gleichseitiges Dreieck, wobei man in der Draufsicht gemäß Fig. 3 deutlich den Querschnitt des Hohlraumes 34 erkennen kann, der trotz der Abrundungen immer noch beträchtlich von einem zylindrischen Querschnitt abweicht, was insbesondere auch die Übertragung von Drehmomenten von der Spannvorrichtung auf den Werkzeugschaft und umgekehrt erleichtert.In Fig. 1, a shaft receiving part 1, which may be fixed by means of the hole 30 or the threaded bore 31 at a stationary or rotating machine part can be seen. The shaft part 1 , which is shown in Fig. 1 in an axial longitudinal section, consists of an approximately hollow cylindrical part which is open at one end and at the other essentially closed except for a coolant bore 32 and one near the closed end has circumferential flange edge for receiving the bores 30, 31 for the purpose of attachment. The axial section plane is placed in Fig. 1 so that the section runs through the axis of a bore 10 which extends at an angle of approximately 30 ° to the axis 17 of the clamping device from the outside of the approximately cylindrical part of the clamping device in the hollow The interior extends into an undercut 33 which is cylindrical in cross section. The front cavity 34 , which gradually tapers into the interior from the opening and ultimately receives the tool shank, has no cylindrical, but rather a more or less polygonal cross-section, although - clearly speaking - the corners of the polygonal cross-section are rounded and the side surfaces " bulges ", so that overall the polygonal basic shape can still be recognized, but no sharp edges or corners occur along the circumference. The underlying polygon is an equilateral triangle, whereby the cross-section of the cavity 34 can clearly be seen in the plan view according to FIG. 3, which despite the roundings still differs considerably from a cylindrical cross-section, which in particular also transmits torque from the clamping device on the tool shank and vice versa.

In den Hohlräumen 33, 34 erstreckt sich ein Zugelement 4, dessen Form man in der Seitenansicht bzw. im axialen Längsschnitt grob als doppel-T-förmig oder, wenn man die konische Erweiterung 35 außer Acht läßt, als T-förmig charakterisieren kann mit einem Flanschteil 4′ und einem Steg 4′′ zur Übertragung der Zugkraft. Das Flanschteil 4′ hat den gleichen polygonalen Querschnitt und insbesondere die gleichen Abmessungen wie die polygonale Schaftaufnahme 34 an ihrer engsten Stelle.In the cavities 33, 34 extends a tension element 4 , the shape of which can be characterized roughly as a double-T-shaped side view or in axial longitudinal section or, if one disregards the conical extension 35 , as a T-shaped one Flange part 4 ' and a web 4'' for transmitting the tensile force. The flange 4 'has the same polygonal cross-section and in particular the same dimensions as the polygonal shaft receptacle 34 at its narrowest point.

Das Zugelement 4 kann also in der richtigen Orientierung des polygonalen Flanschteiles 4′ von der Öffnungsseite her in die Schaftaufnahme 34 eingeführt und mit seinem Flanschteil 4′ bis in den Bereich der Hinterschneidung 33 geschoben werden. In dieser Position wird es um 60° gedreht, was dem halben Polygonwinkel von 120° (gleich Winkel zwischen den Verbindungslinien je zweier benachbarter Ecken des Polygons mit dem Zentrum) entspricht. Der Radius der zylindrischen Hinterschneidung 33 entspricht gerade dem maximalen Radius des Polygonquerschnitts im Raum 34 an dessen engster Stelle. Dies führt dazu, daß im Bereich des maximalen Radius des Polygonquerschnitts, d. h. in den "Ecken" des Polygons, der Raum 34 ohne Stufe oder Absatz in den Raum 33 übergeht. In den dazwischenliegenden Bereichen, den "Seitenkanten" oder "Seitenflächen" des polygonalen Querschnitts tritt jedoch beim Übergang vom Raum 34 in den Raum 33 eine stufenförmige Erweiterung auf, wobei diese Stufe eine Anlagefläche für einen Haltering 6 für Spreizfinger 5 bietet. Auch ohne den Haltering 6 ist jedoch das Zugelement 4 bereits unverlierbar in den Hohlräumen 33, 34 aufgenommen, wenn es in seiner um 60° gegenüber dem Polygon zu im Raum 34 verdrehten Stellung gehalten wird. The tension element 4 can thus be inserted in the correct orientation of the polygonal flange part 4 ' from the opening side into the shaft receptacle 34 and pushed with its flange part 4' into the region of the undercut 33 . In this position it is rotated by 60 °, which corresponds to half the polygon angle of 120 ° (equal to the angle between the connecting lines of two adjacent corners of the polygon with the center). The radius of the cylindrical undercut 33 corresponds exactly to the maximum radius of the polygonal cross section in space 34 at its narrowest point. This means that in the area of the maximum radius of the polygon cross section, ie in the "corners" of the polygon, the space 34 merges into the space 33 without a step or step. In the areas in between, the "side edges" or "side surfaces" of the polygonal cross-section, however, a step-like expansion occurs during the transition from the room 34 to the room 33 , this step providing a contact surface for a retaining ring 6 for spreading fingers 5 . Even without the retaining ring 6 , however, the tension element 4 is already captively received in the cavities 33, 34 when it is held in its position rotated by 60 ° with respect to the polygon in the space 34 .

Das Flanschteil 4′ weist in Winkelabständen von 120° um seinen Umfang verteilt insgesamt drei Aussparungen 36 auf, deren Grund 4a jeweils eine Angriffsfläche für die Stirnfläche eines Stiftes 3 bietet. In der Mitte zwischen den Aussparungen 18 sind drei weitere Aussparungen 19 vorgesehen, welche eine Feder 7 aufnehmen, die den Haltering 6 gegen den Bund 38 vorspannt. Der Haltering 6 hat denselben zylindrischen Querschnitt wie der Raum 33 und besteht aus einem weichelastischen Material, so daß er durch die am Übergang vom Raum 34 zum Raum 33 gebildete Engstelle unter Verformung hindurchgeschoben werden kann und anschließend seinen Platz auf dem Bund 38 einnimmt.The flange 4 ' has a total of three recesses 36 distributed around its circumference at angular intervals of 120 °, the bottom 4 a each of which provides a contact surface for the end face of a pin 3 . In the middle between the recesses 18 , three further recesses 19 are provided, which receive a spring 7 , which prestresses the retaining ring 6 against the collar 38 . The retaining ring 6 has the same cylindrical cross section as the space 33 and consists of a soft elastic material, so that it can be pushed through the narrow point formed at the transition from the space 34 to the space 33 with deformation and then takes its place on the collar 38 .

Durch die drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Bohrungen 10 erstrecken sich drei Stifte 3, deren eine Stirnfläche, wie bereits erwähnt, an der Fläche 4a in der Aussparung 36 angreift, während die andere Stirnseite an einer konischen Fläche 2a anliegt, die auf der Innenseite einer Überwurfmutter 2 ausgebildet ist. Die Stifte haben einen Durchmesser von vorzugsweise mehr als 5 mm, zum Beispiel 7 mm. Die konische Fläche 2a erhält man z. B. durch Einfräsen bzw. Ausdrehen einer V-förmigen Nut an der Innenfläche der Mutter 2. Im Schnitt schließen die Seitenflächen der V-förmigen Nut einen Winkel von 90° miteinander ein, wobei die eine Fläche parallel zur Achse der Stifte 3 und der Bohrungen 10 ausgerichtet ist, während die andere Fläche 2a, wie bereits erwähnt, als Stützfläche genau senkrecht zur Achse der Stifte 3 liegt, so daß diese mit ihrer Stirnfläche relativ großflächig auf der Stützfläche 2a aufliegen. Die Schraubenmutter 2 ist auf ein Außengewinde 11 aufgeschraubt, welches am vorderen Ende des Schaftaufnahmeteils 1 ausgebildet ist.Through the three holes 10 evenly distributed over the circumference, three pins 3 extend, one end face, as already mentioned, engages the surface 4 a in the recess 36 , while the other end face rests on a conical surface 2 a, which on the Inside of a union nut 2 is formed. The pins have a diameter of preferably more than 5 mm, for example 7 mm. The conical surface 2 a is obtained, for. B. by milling or turning a V-shaped groove on the inner surface of the nut 2nd On average, the side surfaces of the V-shaped groove form an angle of 90 ° with one another, one surface being aligned parallel to the axis of the pins 3 and the bores 10 , while the other surface 2 a, as already mentioned, is exactly vertical as a support surface to the axis of the pins 3 , so that they rest with their end face relatively large area on the support surface 2 a. The screw nut 2 is screwed onto an external thread 11 , which is formed at the front end of the shaft receiving part 1 .

Ausgehend von der in Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung kann man sich nun leicht vorstellen, daß beim Anziehen der Überwurfmutter 2 diese in axialer Richtung zum geschlossenen Ende des Schaftaufnahmeteils 1 hin bewegt wird, wobei die Stifte 3 in ihren Bohrungen 10 weiter nach innen gedrückt werden und damit auch eine axiale Schubkraft auf das Flanschteil 4′ des Zugelementes 4 übertragen. Das Zugelement bewegt sich also seinerseits in axialer Richtung weiter in das Schaftaufnahmeteil 1 hinein. Weil die Federn 7 den Haltering 6 von dem Flanschteil 4′ des Zugelementes 4 weg vorspannen, kommt es dabei zu einer Relativverschiebung des Steges 4′′ zu den vom Haltering 6 an Ort und Stelle gehaltenen Spreizfingern 5, von denen mindestens zwei, vorzugsweise jedoch drei oder mehr, um den rotationssymmetrisch ausgebildeten Steg 4′ des Zugelementes 4 herum angeordnet sind. Dabei gleiten die unteren Enden der Spreizfinger 5 auf die konische Erweiterung 35 und werden dabei auseinandergedrückt, und zwar in eine Nut 39 des hohlen Schaftes 9 eines Werkzeuges oder einer Werkzeughalterung hinein. In Fig. 4 ist ein entsprechender Schaft 9 in der Seitenansicht und einem teilweisen Querschnitt dargestellt. Zum Spannen wird also der Schaft 9 soweit in den Schaftaufnahmeraum 34 eingeschoben, daß die verdickten Enden der Spreizfinger 5 mit der Nut 39 in Eingriff treten können.Starting from the position shown in FIGS. 1 and 2, it can now be easily imagined that when the union nut 2 is tightened, it is moved in the axial direction toward the closed end of the shaft receiving part 1 , the pins 3 being pressed further inward in their bores 10 are and thus also transmit an axial thrust to the flange 4 'of the tension element 4 . The pulling element in turn therefore moves further in the axial direction into the shaft receiving part 1 . Because the springs 7 bias the retaining ring 6 away from the flange part 4 'of the tension element 4 , there is a relative displacement of the web 4'' to the spreading fingers 5 held in place by the retaining ring 6, at least two, but preferably three or more, around the rotationally symmetrical web 4 'of the tension element 4 are arranged around. The lower ends of the spreading fingers 5 slide onto the conical extension 35 and are pressed apart, namely into a groove 39 in the hollow shaft 9 of a tool or a tool holder. In FIG. 4, a corresponding stem is shown in side view and partial cross-section. 9 For tensioning, the shaft 9 is thus inserted into the shaft receiving space 34 to such an extent that the thickened ends of the spreading fingers 5 can engage with the groove 39 .

Nachdem durch das Aufspreizen der Spreizfinger 5 auf der konischen Fläche 35 die verdickten Enden der Finger 5 in die Nut 39 eingegriffen haben, werden durch eine weitere Bewegung des Zugelements 4 in Einzugsrichtung die Spreizfinger und damit auch der Schaft 9 mitgenommen, so daß sich die polygonalen Seitenflächen des Schaftes 9 und des hohlen Schaftaufnahmeraumes 34 in fester Passung aneinanderlegen. Die Stifte 3 verschieben sich dabei in ihrer Längsrichtung, wobei sie sowohl eine axiale als auch eine radiale Verschiebung erfahren.After the thickened ends of the fingers 5 have engaged in the groove 39 by spreading the spreading fingers 5 on the conical surface 35, the spreading fingers and thus also the shaft 9 are taken along by a further movement of the pulling element 4 , so that the polygonal ones Put side faces of the shaft 9 and the hollow shaft receiving space 34 together in a tight fit. The pins 3 shift in their longitudinal direction, whereby they experience both an axial and a radial displacement.

Zum Lösen des Schaftes 9 aus der Spannvorrichtung bzw. aus dem Schaftaufnahmeteil 1 wird die Mutter 2 in entgegengesetzter Richtung gedreht, wobei jedoch zunächst wegen des festen Sitzes des Schaftes 9 in der Paßfläche des Schaftaufnahmeraumes 34 das Zugelement an Ort und Stelle bleibt, da die Kraft der Feder 8, die das Zugelement 4 gegen das Schaftaufnahmeteil 1 in Löserichtung vorspannt, zum Lösen des Schaftes aus seinem festen Sitz nicht ausreicht. Da sich jedoch das Außengewinde 11 im wesentlichen bis zum vorderen Ende des Schaftaufnahmeteils 4 erstreckt, kann die Überwurfmutter 2 bis über den Vorderrand des Schaftaufnahmeteils hinaus geschraubt werden, wobei die Stirnfläche 2c der Schraube 2 mit der Anschlagfläche 9a am unteren Ende des Schaftes 9 in Eingriff tritt, so daß der Schaft 9 über die mit der Steigung des Gewindes 11 übersetzte Kraft aus seinem Preßsitz gelöst werden kann.To release the shaft 9 from the clamping device or from the shaft receiving part 1 , the nut 2 is rotated in the opposite direction, but first because of the tight fit of the shaft 9 in the mating surface of the shaft receiving space 34, the tension element remains in place because the force the spring 8 , which biases the tension element 4 against the shaft receiving part 1 in the release direction, is not sufficient to release the shaft from its tight fit. However, since the external thread 11 extends essentially to the front end of the shaft receiving part 4 , the union nut 2 can be screwed over to the front edge of the shaft receiving part, the end face 2 c of the screw 2 with the stop face 9 a at the lower end of the shaft 9 engages so that the shaft 9 can be released from its interference fit via the force translated with the pitch of the thread 11 .

Dabei wird auch das Zugelement 4 in Löserichtung mitgenommen und durch die Feder 8 soweit herausgedrückt, bis in etwa wieder die Stellung gemäß Fig. 1, 2 und 4 erreicht ist. In dieser Position läßt sich die Mutter 2 nicht mehr sehr viel in Löserichtung schrauben, da dann die Fläche 2b an den Seitenflanken der Stifte 3 zur Anlage kommt, die somit die Mutter 2 gegen vollständiges Lösen sichern.The pulling element 4 is also taken in the release direction and pushed out by the spring 8 until the position according to FIGS. 1, 2 and 4 is reached again approximately. In this position, the nut 2 can no longer be screwed very much in the loosening direction, since then the surface 2 b comes to rest on the side flanks of the pins 3 , which thus secure the nut 2 against complete loosening.

Zur Montage der gesamten Vorrichtung kann man beispielsweise folgendermaßen vorgehen. Zunächst wird der weichelastische Haltering über das erweiterte Vorderende des Zugelementes hinübergeschoben. Die Spreizfinger 5 werden entlang des Umfanges des zylindrischen Steges 4′′ angeordnet und mit einer passenden Haltenut in der Innenfläche des Halteringes 6 in Eingriff gebracht. Die Federn 7 werden in den drei Ausnehmungen 37 angeordnet. Dann wird ein Federring 41 über das erweiterte Ende des Stegteiles 4′′ und die Spreizfinger 5 geschoben, der in einer passenden Nut der Spreizfinger 5 aufgenommen ist und diese in fester Anlage an der zylindrischen Außenseite des Steges 4′′ hält.To assemble the entire device, one can proceed as follows, for example. First the soft elastic retaining ring is pushed over the extended front end of the tension element. The spreading fingers 5 are arranged along the circumference of the cylindrical web 4 '' and brought into engagement with a suitable retaining groove in the inner surface of the retaining ring 6 . The springs 7 are arranged in the three recesses 37 . Then, a spring ring is 'pushed and the spreader fingers 5, which is received in a mating groove of the spreader fingers 5 and these in solid contact with the cylindrical outer side of the web 4' 41 over the flared end of the web portion 4 'holds'.

Die Feder 8 wird in die entsprechenden Aussparungen entweder des Schaftaufnahmeteils 1 oder des Zugelementes 4 eingelegt. In diesem vormontierten Zustand wird das Zugelement 4 mit seinem Flanschteil 4′ in der geeigneten Orientierung seines Polygons in den Raum 34 mit dem entsprechenden polygonalen Querschnitt eingeschoben, wobei das Flanschteil 4′, wie bereits erwähnt, so bemessen ist, daß es durch die am Übergang des Raumes 34 zur Hinterschneidung 33 gebildete Engstelle hindurchschiebbar ist. Auch der vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Haltering 6 kann unter Verformung über diese Engstelle hinweggeschoben werden und dehnt sich anschließend wieder aus, so daß er auf der Stufe bzw. dem Bund 38 aufliegt, welcher zumindest stückweise entlang der Seitenflächen des polygonalen Querschnitts des Raumes 34 ausgebildet ist. Nachdem nun das Flanschteil 4′ um 60° gegenüber dem polygonalen Querschnitt des Raumes 34 gedreht ist, fluchten die Bohrungen 10 mit den Ausnehmungen 36 am Flanschteil 4′, so daß die Stifte 3 in die Bohrungen 10 und die Aussparungen 36 eingeschoben werden können. Das Zugelement 4 ist nun gegen Verdrehung gesichert.The spring 8 is inserted into the corresponding recesses of either the shaft receiving part 1 or the tension element 4 . In this preassembled state, the tension element 4 is inserted with its flange part 4 ' in the appropriate orientation of its polygon in the space 34 with the corresponding polygonal cross-section, the flange part 4' , as already mentioned, is dimensioned such that it passes through at the transition of the space 34 formed for the undercut 33 narrow passage. The retaining ring 6 , which is preferably made of plastic, can also be pushed over this constriction under deformation and then expands again, so that it rests on the step or collar 38 , which is formed at least in part along the side faces of the polygonal cross section of the space 34 . Now that the flange part 4 ' is rotated by 60 ° with respect to the polygonal cross section of the space 34 , the holes 10 are aligned with the recesses 36 on the flange part 4' , so that the pins 3 can be inserted into the holes 10 and the recesses 36 . The tension element 4 is now secured against rotation.

Nun wird die Überwurfmutter 2 auf das Außengewinde am vorderen Ende des Schaftaufnahmeteils 1 aufgeschraubt. Das Schaftaufnahmeteil wird dabei vorzugsweise so gelagert, daß die Stifte 3 zwischenzeitlich nicht aus den Bohrungen 10 herausrutschen können. Falls eine entsprechende Orientierung des Schaftaufnahmeteils nicht möglich ist, kann auch eine zusätzliche provisorische Halterung für die Stifte 3 vorgesehen, oder aber sie werden mit einer dicken Fettpackung in die Bohrungen 10 eingesetzt, so daß sie nicht herausrutschen können. Beim Aufschrauben der Überwurfmutter 2 tritt dann die hintere Stirnfläche 2c der Mutter 2 bzw. deren Innenkante mit den Stirnflächen der Stifte 3 in Kontakt, wobei die Stifte nach innen gedrückt werden und unter weiterer Anspannung der Feder 8 das Zugelement weiter nach innen drücken. Wahlweise kann jedoch auch das Zugelement 4 mit einem geeigneten Hilfsmittel soweit nach innen gedrückt werden, daß auch die Stifte entsprechend weit axial und radial verschoben sind, so daß die Fläche 2c beim Aufschrauben der Mutter 2 ohne Berührung mit den Stiften 3 an diesen vorbeigleitet. Aufgrund der Vorspannung der Feder 8 wird jedoch anschließend das Zugelement wieder in Löserichtung geschoben, wobei auch die Stifte 3 in ihren Bohrungen 10 nach außen gedrückt werden und den dafür vorgesehenen Platz in der V-förmigen Nut an der Innenseite der Schraubenmutter 2 eingenommen haben.Now the union nut 2 is screwed onto the external thread at the front end of the shaft receiving part 1 . The shaft receiving part is preferably mounted so that the pins 3 cannot slip out of the bores 10 in the meantime. If a corresponding orientation of the shaft receiving part is not possible, an additional provisional holder for the pins 3 can also be provided, or else they are inserted into the bores 10 with a thick grease pack so that they cannot slip out. When the union nut 2 is screwed on, the rear end face 2 c of the nut 2 or its inner edge comes into contact with the end faces of the pins 3 , the pins being pressed inward and further tensioning the spring 8 pushing the tension element further inward. Alternatively, however, also the tension element 4 may be pressed with an appropriate tool so far inward that the pins are moved correspondingly far axially and radially, so that the area 2 c when screwing the nut 2 without contact with the pins 3 slides past them. Due to the bias of the spring 8 , however, the tension element is then pushed again in the release direction, the pins 3 also being pressed outward in their bores 10 and taking up the space provided in the V-shaped groove on the inside of the screw nut 2 .

Der Gewindeteil der Schraube 2 hat einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt jenseits der V-förmigen Nut, wobei auch das Schaftaufnahmeteil eine entsprechende Abstufung seines Durchmessers zwischen dem Gewindeteil und dem anschließenden Abschnitt aufweist. Dies erleichtert die Montage und verhindert außerdem ein beliebig weites Aufschrauben der Überwurfmutter 2.The threaded part of the screw 2 has a smaller diameter than the section beyond the V-shaped groove, the shaft receiving part also having a corresponding gradation of its diameter between the threaded part and the subsequent section. This simplifies assembly and also prevents the union nut 2 from being screwed on as far as required.

Für die Demontage der gesamten Vorrichtung wird wiederum mit einer Hilfseinrichtung das Zugelement gegen die Feder 8 in das Innere des Raumes 33 gedrückt, wobei das Schaftaufnahmeteil 1 mit seiner geschlossenen Seite nach unten orientiert wird, so daß die Stifte 3 unter der Wirkung der Schwerkraft der Bewegung des Zugelementes folgen und die V- förmige Nut der Überwurfmutter 2 freigeben. Nachdem die Mutter 2 abgeschraubt ist, können die Stifte (durch Auf-den-Kopf-stellen des Schaftaufnahmeteils 1) aus den Bohrungen 10 entfernt werden, so daß das Zugelement 4 mit seinem Flanschteil 4′ in die passende Orientierung relativ zu dem polygonalen Querschnitt des Raumes 34 gedreht werden kann. Anschließend wird das Zugelement 4 aus den Hohlräumen 34 und 33 herausgezogen, wobei sich der elastische Haltering 6 an der Stufe bzw. dem Bund 38 entsprechend verformen muß.For the disassembly of the entire device, the pulling element is again pressed against the spring 8 into the interior of the space 33 with an auxiliary device, the shaft receiving part 1 being oriented with its closed side downward, so that the pins 3 under the effect of the force of gravity of the movement follow the tension element and release the V-shaped groove of the union nut 2 . After the nut 2 is unscrewed, the pins (by turning the shaft receiving part 1 upside down) can be removed from the holes 10 , so that the tension element 4 with its flange part 4 ' in the appropriate orientation relative to the polygonal cross section of the Room 34 can be rotated. The pulling element 4 is then pulled out of the cavities 34 and 33 , the elastic retaining ring 6 on the step or collar 38 having to deform accordingly.

Die beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich lediglich durch die äußere Gestaltung der Überwurfmutter 2, wobei bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Betätigung der Mutter 2 von Hand oder mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges, z. B. eines Hakenschlüssels oder dergleichen, vorgesehen ist. Die Mutter 2 kann ebenso auch parallele Flächen für den Angriff eines Maulschlüssels oder dergleichen aufweisen.The two embodiments shown in Figs. 1 and 2 differ only in the exterior design of the union nut 2, wherein in the embodiment according to FIG. 1, an operation of the nut 2 by hand or with the aid of a suitable tool such. B. a hook wrench or the like is provided. The nut 2 can also have parallel surfaces for the attack of a spanner or the like.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Außenseite der Mutter speziell für den Eingriff mit einem mechanischen Antriebselement, insbesondere einem Ritzel, ausgestaltet. Eine entsprechende Ergänzung der Spannvorrichtung wird im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. In Fig. 4 erkennt man neben den bereits beschriebenen Elementen der Spannvorrichtung, d. h. dem Schaftaufnahmeteil 1, dem Zugelement 4, den Stiften 3 und der Überwurfmutter 2, sowie den weiteren, daran angeordneten Elementen, auch noch einen Werkzeughalter 14 mit einem Schaft 9. Der Schaft 9 weist neben dem bereits beschriebenen hohlen und sich nach oben verjüngenden Schaftteil mit polygonalem Querschnitt auch einen unteren zylindrischen Erweiterungsabschnitt mit vier entlang des Umfangs und jeweils 90° beabstandeten Einkerbungen 15 auf.In the embodiment according to FIG. 2, the outside of the nut is specially designed for engagement with a mechanical drive element, in particular a pinion. A corresponding addition to the clamping device is described in connection with FIG. 4. In FIG. 4, the clamping device can be recognized in addition to the elements already described, ie the shaft receiving part 1, the tension element 4, the pins 3 and the nut 2, and the other, arranged thereon elements, also a tool holder 14 having a stem 9. In addition to the previously described hollow and upwardly tapering shaft part with a polygonal cross section, the shaft 9 also has a lower cylindrical extension section with four notches 15 spaced along the circumference and each 90 ° apart.

Eine Greifereinrichtung 20 mit Greiferelementen 21 ist vorgesehen, wobei mindestens zwei Greiferelemente 21 von gegenüberliegenden Seiten her in zwei Kerben 15 des zylindrisch erweiterten Schaftteiles eingreifen, um den Werkzeughalter 14 festzuhalten und zwischen einem Magazin und dem Schaftaufnahmeteil 1 zu transportieren. Die Kerben 15 haben eine feste Orientierung bezüglich des polygonalen Querschnittes des oberen Schaftteiles, so daß durch den Eingriff in die Kerben die räumliche Lage des polygonalen Schaftteiles eindeutig definiert ist. Außerdem können an dem Schaft 9 bzw. an dessen zylindrischer Erweiterung zusätzliche Hilfsmittel vorgesehen sein, die eine eindeutige Festlegung der jeweilien Orientierung ermöglichen.A gripper device 20 with gripper elements 21 is provided, with at least two gripper elements 21 engaging from opposite sides in two notches 15 of the cylindrically enlarged shank part in order to hold the tool holder 14 and to transport it between a magazine and the shank receiving part 1 . The notches 15 have a fixed orientation with respect to the polygonal cross section of the upper shaft part, so that the spatial position of the polygonal shaft part is clearly defined by the engagement in the notches. In addition, additional aids can be provided on the shaft 9 or on its cylindrical extension, which enable the respective orientation to be clearly established.

Oberhalb der Greiferelemente 21 ist ein Ritzel 12 um eine Achse 13 drehbar angeordnet, wobei die Achse 13 parallel zur Achse 17 der Spannvorrichtung und damit auch zur Achse der Schraubenmutter 2 liegt. Die Schraubenmutter 2 weist eine Außenverzahnung 2d auf, die auf die Verzahnung 12d des Ritzels 12 abgestimmt ist. Die Stirnseiten der Verzahnungen 2d, 12d sind angeschrägt bzw. mit einer Fase versehen, welche das axiale Ineinanderschieben der Verzahnungen erleichtert.Above the gripper elements 21 , a pinion 12 is arranged so as to be rotatable about an axis 13 , the axis 13 being parallel to the axis 17 of the clamping device and thus also to the axis of the screw nut 2 . The nut 2 has an external toothing 2 d, which is matched to the toothing 12 d of the pinion 12 . The end faces of the teeth 2 d, 12 d are bevelled or provided with a chamfer, which facilitates the axial sliding of the teeth.

Das Einsetzen eines Werkzeuges bzw. Werkzeugschaftes in die Spannvorrichtung läuft mit Hilfe der Greifereinrichtung 20 und dem mechanischen Antriebselement 12 z. B. folgendermaßen ab. Die Greifereinrichtung 20 entnimmt aus einem Magazin einen Werkzeughalter 14, indem mindestens zwei gegenüberliegende Greiferelemente 21 in entsprechende Kerben 15 der zylindrischen Erweiterung des Schaftes 9 eingreifen. Die Orientierung des polygonalen Schaftendes ist damit eindeutig festgelegt. Die Greiferelemente bringen dann den Werkzeughalter 14 mit dem Schaft 9 vor die Öffnung des Schaftaufnahmeteiles 1 und schieben den polygonalen hohlen Schaftteil mit der richtigen polygonalen Orientierung in den Raum 33 ein. Fig. 4 kann man sich als eine Momentaufnahme des Einschubvorgangs vorstellen. Wie man in Fig. 4 weiterhin erkennt, ist das Ritzel 12 relativ zu den Greiferelementen 21 gerade so gelagert, daß es bei dem axialen Einschieben des Schaftes 9 in den Raum 34 über seine Verzahnung 12d mit der Verzahnung 2d der Überwurfmutter 2 in Eingriff tritt.The insertion of a tool or tool shank in the clamping device runs with the help of the gripper device 20 and the mechanical drive element 12 z. B. from. The gripper device 20 removes a tool holder 14 from a magazine, in that at least two opposite gripper elements 21 engage in corresponding notches 15 of the cylindrical extension of the shaft 9 . The orientation of the polygonal shaft end is clearly defined. The gripper elements then bring the tool holder 14 with the shank 9 in front of the opening of the shank receiving part 1 and push the polygonal hollow shank part into the space 33 with the correct polygonal orientation. Fig. 4 can be thought of as a snapshot of the insertion process. As can also be seen in Fig. 4, the pinion 12 is mounted relative to the gripper elements 21 so that it is in the axial insertion of the shaft 9 into the space 34 via its teeth 12 d with the teeth 2 d of the union nut 2 in engagement occurs.

Nachdem der Schaft 9 von der Greifereinrichtung 20 lose in das Schaftaufnahmeteil eingeschoben worden ist, so daß die verdickten Enden der Spreizfinger 5 in die Nut 39 im hohlen Inneren des polygonalen Schaftendes eingreifen können, wird das Ritzel 12 z. B. durch einen elektrischen oder pneumatischen Motor in der Weise angetrieben, daß die dadurch sich drehende Überwurfmutter sich in Fig. 4 nach oben bewegt und dabei über die Stifte 3 das Zugelement 4 nach oben antreibt. In der bereits beschriebenen Weise werden dabei zunächst die Spreizfinger 5 durch Aufgleiten auf die konische Erweiterung 35 des Zugelementes 4 nach außen gespreizt, so daß sie in die Nut 39 fest eingreifen und werden dann vom Zugelement nach oben mitgenommen, wobei die polygonalen Flächen des Schaftes 9 und des Raumes 39 fest aneinander zur Anlage komen und wobei gleichzeitig auch die Anschlagfläche 9a der zylindrischen Erweiterung des Schaftes 9 an der Stirnfläche 42 des Schaftaufnahmeteiles 1 zur Anlage kommt. Anschließend werden die Greiferelemente 21 vom Schaft 9 gelöst, und die Greifereinrichtung kann zusammen mit dem Ritzel 12 in axialer und/oder radialer Richtung von der Spannvorrichtung wegfahren. Beim Lösevorgang erfolgen diese Schritte in umgekehrter Reihenfolge, d. h., die Greifereinrichtung wird auf den Schaft 9 in axialer und/oder radialer Richtung zugefahren, wobei die Verzahnung 12d des Ritzels 12 mit der Verzahnung 2d der Überwurfmutter 2 in Eingriff tritt. Die Greiferelemente 21 erfassen den Schaft 9 in den Kerben 15, und das Ritzel 12 dreht die Mutter 2 in Löserichtung. Dabei kommt die Stirnfläche 40 der Mutter 2 in Eingriff mit der in radialer Richtung etwas überstehenden Anlagefläche 9a der zylindrischen Erweiterung des Schaftes 9, so daß der Schaft 9 durch die von der Mutter 2 auf die Fläche 9a ausgeübte Kraft aus seinem festen Sitz in dem Raum 34 herausgezogen wird. Dabei geben die Spannfinger die Nut 39 wieder frei, und die Greifereinrichtung kann zusammen mit dem Schaft 9 und dem Ritzel 12 in axialer Richtung von der Spannvorrichtung wegbewegt werden, den Werkzeughalter bzw. das Werkzeug 14 ablegen, ein neues ergreifen und wieder in die Spannvorrichtung einführen.After the shaft 9 has been loosely inserted into the shaft receiving part by the gripper device 20 , so that the thickened ends of the spreading fingers 5 can engage in the groove 39 in the hollow interior of the polygonal shaft end, the pinion 12 is z. B. driven by an electric or pneumatic motor in such a way that the thereby rotating union nut moves upwards in Fig. 4 and thereby drives the pulling element 4 upwards via the pins 3 . In the manner already described, the spreading fingers 5 are first spread outwards by sliding onto the conical extension 35 of the tension element 4 so that they engage firmly in the groove 39 and are then carried upwards by the tension element, the polygonal surfaces of the shaft 9 and the space 39 come to rest against each other and at the same time the stop surface 9 a of the cylindrical extension of the shaft 9 comes to rest on the end face 42 of the shaft receiving part 1 . The gripper elements 21 are then released from the shaft 9 , and the gripper device can move away from the tensioning device together with the pinion 12 in the axial and / or radial direction. During the loosening process, these steps take place in the reverse order, ie the gripper device is moved towards the shaft 9 in the axial and / or radial direction, the toothing 12 d of the pinion 12 engaging with the toothing 2 d of the union nut 2 . The gripper elements 21 grip the shaft 9 in the notches 15 and the pinion 12 rotates the nut 2 in the release direction. The end face 40 of the nut 2 comes into engagement with the contact surface 9 a of the cylindrical extension of the shaft 9 , which protrudes somewhat in the radial direction, so that the shaft 9 is exerted from its tight fit by the force exerted by the nut 2 on the surface 9 a the room 34 is pulled out. The clamping fingers release the groove 39 again, and the gripper device can be moved together with the shaft 9 and the pinion 12 in the axial direction away from the clamping device, put down the tool holder or the tool 14 , grasp a new one and reinsert it into the clamping device .

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist in Fig. 4 in der linken Hälfte schematisch als an einem stehenden Maschinenteil montiert dargestellt, während in der rechten Bildhälfte das Schaftaufnahmeteil als Teil einer Welle bzw. als an einer Welle montiert dargestellt ist, welche in einem Lager 16 rotiert. Bei einer solchen rotierenden Ausführungsform sollten an dem Schaftaufnahmeteil Markierungen oder sonstige Kennungen angebracht sein, die die Orientierungslage der Welle bzw. des Schaftaufnahmeteils 1 eindeutig angeben. Bei festen, ganzzahligen Getriebeübersetzungen kann die Drehposition auch durch elektronische Drehzähler festgelegt werden. Ein Vorteil der mit der automatischen Greifereinrichtung ergänzten Spannvorrichtung liegt dann vor allem auch darin, daß mit Hilfe des Ritzels 12 das Schaftaufnahmeteil 1 vor dem Einführen des Schaftes 9 oder vor dem Lösen desselben aus der Vorrichtung zunächst durch Drehen des Ritzels und der Überwurfmutter, die ihrerseits auch - gegebenenfalls nach einer gewissen Anzahl von Leerdrehungen - das Schaftaufnahmeteil 1 mitnimmt, bis über einen entsprechenden Sensor- oder Abfühlmechanismus die korrekte Orientierung des Schaftaufnahmeteils 1 festgestellt worden ist.The clamping device according to the invention is shown schematically in FIG. 4 in the left half as being mounted on a stationary machine part, while in the right half of the figure the shaft receiving part is shown as part of a shaft or as mounted on a shaft which rotates in a bearing 16 . In such a rotating embodiment, markings or other identifications should be attached to the shaft receiving part, which uniquely indicate the orientation position of the shaft or the shaft receiving part 1 . In the case of fixed, integer gear ratios, the rotational position can also be determined using electronic rotary counters. An advantage of the tensioning device supplemented with the automatic gripper device then lies above all in the fact that with the help of the pinion 12, the shaft receiving part 1 before inserting the shaft 9 or before releasing the same from the device first by rotating the pinion and the union nut, which in turn also - if necessary after a certain number of idle rotations - the shaft receiving part 1 takes along until the correct orientation of the shaft receiving part 1 has been determined by means of a corresponding sensor or sensing mechanism.

Beim Spannen und beim Lösen wird die zum Los- oder Festdrehen der Überwurfmutter erforderliche Gegenkraft über den Schaft 9 von den Greiferelementen 21 aufgenommen, so daß es nicht erforderlich ist, spezielle Einrichtungen zum Fixieren eines drehbar gelagerten Schaftaufnahmeteils 1 zu treffen. When tensioning and loosening, the counterforce required to loosen or tighten the union nut is absorbed by the gripper elements 21 via the shaft 9 , so that it is not necessary to make special arrangements for fixing a rotatably mounted shaft receiving part 1 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Schaftteil, Schaftaufnahmeteil
2 Überwurfmutter
2a Stützfläche
2b Fläche
2c Stirnfläche der Mutter 2
2d Außenverzahnung
3 Stifte
4 Zugelement
4′ Flanschteil, Steg
4′′ Steg
4a Grund, Fläche
5 Spreizfinger
6 Haltering
7 Feder
8 Feder
9 Schaft
9a Anschlagfläche
10 Bohrungen
11 Außengewinde
12 Ritzel, Antriebselement
12d Verzahnung
13 Achse
14 Werkzeughalter
15 Einkerbungen
16 Lager
17 Achse
18 Aussparungen
19 Aussparungen
20 Greifereinrichtung
21 Greiferelemente
30 Bohrung
31 Gewindebohrung
32 Kühlmittelbohrung
33 Hinterschneidung
33, 34 Hohlräume
34 Schaftaufnahme
35 konische Erweiterung, Fläche
36 Aussparung
37 Ausnehmungen
38 Bund
39 Nut, Raum
40 Stirnfläche der Mutter 2
41 Federring
42 Stirnfläche des Schaftaufnahmeteiles 1 1 shaft part, shaft receiving part
2 union nut
2 a support surface
2 b area
2 c end face of the nut 2
2 d external teeth
3 pens
4 tension element
4 ′ flange part, web
4 ′ ′ bridge
4 a reason, area
5 spreading fingers
6 retaining ring
7 spring
8 spring
9 shaft
9 a stop surface
10 holes
11 external threads
12 pinions, drive element
12 d gearing
13 axis
14 tool holder
15 notches
16 bearings
17 axis
18 recesses
19 recesses
20 gripper device
21 gripper elements
30 hole
31 threaded hole
32 coolant hole
33 undercut
33, 34 cavities
34 shaft mount
35 conical extension, area
36 recess
37 recesses
38 fret
39 groove, space
40 end face of the nut 2
41 spring washer
42 end face of the shaft receiving part 1

Claims

1. Mechanische Spannvorrichtung für den Schaft (9) eines Werkzeuges oder Werkzeughalters, mit einem hohlen Schaftaufnahmeteil (1), in welchem ein Zugelement (4) angeordnet ist, wobei ein oder mehrere Stifte (3), die in ihrer Längsrichtung bewegbar sind, an dem Zugelement (4) angreifen, Bohrungen (10) für die Stifte (3) in dem Schaftaufnahmeteil (1) vorgesehen sind, welche sich von dem hohlen Inneren desselben nach außen erstrecken, und die Angriffsfläche (4a) an dem Zugelement (4) und/oder an den Stiften (3) oder deren Bewegungsrichtung so ausgelegt sind, daß die Stifte (3) bei ihrer Bewegung zum Spannen eine Kraft in axialer Richtung auf den Schaft (9) ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftaufnahmeteil (1) als Hohlteil derart ausgebildet ist, daß ein durch das Zugelement einzuziehender, passender Schaft (9) darin aufnehmbar ist, daß das Schaftaufnahmeteil (1) mit einem Außengewinde (11) versehen ist und eine passende Überwurfmutter (2) aufweist und daß die Überwurfmutter (2) eine umlaufende Stützfläche (2a) für die Stifte (3) aufweist, welche so ausgerichtet ist, daß sie beim Anziehen der Überwurfmutter (2) in Spannrichtung die Stifte (3) durch die Bohrungen (10) in das Innere des Schaftaufnahmeteils (1) und gegen die Angriffsfläche am Zugelement (4) drückt.1. Mechanical clamping device for the shank ( 9 ) of a tool or tool holder, with a hollow shank receiving part ( 1 ), in which a tension element ( 4 ) is arranged, one or more pins ( 3 ) being movable in their longitudinal direction attack the tension element ( 4 ), bores ( 10 ) for the pins ( 3 ) in the shaft receiving part ( 1 ) are provided which extend from the hollow interior of the same to the outside, and the engagement surface ( 4 a) on the tension element ( 4 ) and / or on the pins ( 3 ) or their direction of movement are designed so that the pins ( 3 ) exert a force in the axial direction on the shaft ( 9 ) during their movement for tensioning, characterized in that the shaft receiving part ( 1 ) as Hollow part is designed such that a suitable shaft ( 9 ) to be drawn in by the pulling element can be received in that the shaft receiving part ( 1 ) is provided with an external thread ( 11 ) and a suitable union nut r ( 2 ) and that the union nut ( 2 ) has a circumferential support surface ( 2 a) for the pins ( 3 ), which is oriented so that when the union nut ( 2 ) is tightened in the tensioning direction, the pins ( 3 ) through the Bores ( 10 ) in the interior of the shaft receiving part ( 1 ) and presses against the contact surface on the tension element ( 4 ).

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10) in einer Ebene liegen, welche die Achse (17) der Spannvorrichtung enthält und daß die Bohrungen (10) unter einem Winkel von weniger als 45° zur Achse (17) der Spannvorrichtung geneigt sind.2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the bores ( 10 ) lie in a plane which contains the axis ( 17 ) of the clamping device and that the bores ( 10 ) at an angle of less than 45 ° to the axis ( 17 ) the jig are inclined.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel in etwa 30° beträgt.3. Clamping device according to claim 2, characterized in that the angle of inclination is approximately 30 °.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (11) sich mindestens bis auf einen Abstand zum vorderen Ende des Schaftaufnahmeteils (1) erstreckt, der kleiner ist als die axiale Gewindelänge der Überwurfmutter (2) und vorzugsweise Null ist.4. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the external thread ( 11 ) extends at least to a distance from the front end of the shaft receiving part ( 1 ) which is smaller than the axial thread length of the union nut ( 2 ) and preferably Is zero.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (2a) der Überwurfmutter (2) eine konische Fläche ist, deren Winkel gegenüber einer zur Achse (17) senkrechten Ebene der gleiche ist wie der Winkel (α) der Bohrungen (10) bzw. Stifte (3) zur Achse (17) der Spannvorrichtung.5. Clamping device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support surface ( 2 a) of the union nut ( 2 ) is a conical surface whose angle with respect to a plane perpendicular to the axis ( 17 ) is the same as the angle (α ) of the bores ( 10 ) or pins ( 3 ) to the axis ( 17 ) of the clamping device.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (2a) von einer Seitenwand einer in der Innenfläche der Überwurfmutter umlaufenden V- förmigen Nut gebildet wird, wobei der Winkel zwischen den beiden V-Flächen der Nut in etwa 90° beträgt.6. Clamping device according to claim 5, characterized in that the support surface ( 2 a) is formed by a side wall of a circumferential V-shaped groove in the inner surface of the union nut, the angle between the two V-surfaces of the groove being approximately 90 ° .

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (4) ein im Längsschnitt T-förmiges Teil ist, dessen Steg (4′′) von einem im wesentlichen zylindrischen Teil gebildet wird, an welchem Spreizfinger (5) anliegen, und dessen Flanschteil (4′) in Richtung der Stifte (3) offene Aussparungen (18) aufweist, deren Grund die Angriffsfläche (4a) für die Stifte (3) bildet.7. Clamping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tension element ( 4 ) is a longitudinally T-shaped part, the web ( 4 '' ) of which is formed by a substantially cylindrical part, on which spreading fingers ( 5 ) rest, and its flange part ( 4 ' ) in the direction of the pins ( 3 ) has open recesses ( 18 ), the bottom of which forms the contact surface ( 4 a) for the pins ( 3 ).

8. Spannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Aussparungen (18) zur Aufnahme der Stifte (3) zusätzliche zweite Aussparungen (19) vorgesehen sind, die eine Feder (7) aufnehmen, welche sich mit einem Ende am Grund der zweiten Aussparungen (19) und mit dem anderen Ende an einem die Spreizfinger (5) haltenden Haltering (6) abstützt, welcher seinerseits auf einem mindestens teilweise nach innen ragenden Bund an der Innenwand des Schaftaufnahmeteils (1) aufliegt.8. Clamping device according to claim 7, characterized in that between the recesses ( 18 ) for receiving the pins ( 3 ) additional second recesses ( 19 ) are provided which receive a spring ( 7 ), which has one end at the bottom of the second recesses (19) and supported at the other end to one the spreader fingers (5) holding the retaining ring (6) which in turn rests on an at least partially inwardly projecting collar on the inner wall of the shaft-receiving part (1).

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Feder (8) zwischen dem Schaftaufnahmeteil (1) und dem Zugelement (4) angeordnet ist, welche das Zugelement (4) in Löserichtung vorspannt.9. Clamping device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a further spring ( 8 ) between the shaft receiving part ( 1 ) and the tension element ( 4 ) is arranged, which biases the tension element ( 4 ) in the release direction.

10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des vorderen Endes der Schaftaufnahme kleiner ist als der Durchmesser einer Flanschfläche (9a) am Schaft (9) des Werkzeuges bzw. Werkzeughalters.10. Clamping device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the outer diameter of the front end of the shank receptacle is smaller than the diameter of a flange surface ( 9 a) on the shank ( 9 ) of the tool or tool holder.

11. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaftaufnahme an einem rotierenden Maschinenteil angeordnet ist.11. Clamping device according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the shaft holder is arranged on a rotating machine part.

12. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Schaftaufnahmeteils einen polygonalen Querschnitt hat und sich zum Inneren des Schaftaufnahmeteils hin verjüngt.12. Clamping device according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the cavity of the shaft receiving part has a polygonal cross section and turns to Tapered inside the shaft receiving part.

13. Spannvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken des polygonalen Querschnittes abgerundet und die dazwischenliegenden Seiten leicht konvex gekrümmt sind.13. Clamping device according to claim 12, characterized in that the corners of the polygonal cross-section rounded and the intermediate sides slightly convex are curved.

14. Spannvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die polygonale Grundform ein gleichseitiges Dreieck ist.14. Clamping device according to claim 12 or 13, characterized in that the polygonal basic shape is an equilateral triangle.

15. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (4′) des Zugelementes (4) den gleichen polygonalen Querschnitt hat wie der sich konisch nach innen verjüngende Schaftaufnahmeraum (34) und daß die Außenmaße des Flanschteiles (4′) in etwa den minimalen Innenmaßen des Schaftaufnahmeraumes (34) entsprechen, wobei an den sich konisch verjüngenden Schaftaufnahmeraum (34) eine zylindrische Hinterschneidung (33) anschließt, deren Radius dem maximalen Radius des polygonalen Querschnitts entspricht, so daß das Flanschteil (4′) in den hinterschnittenen Bereich (33) einführbar ist.15. Clamping device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the flange part ( 4 ' ) of the tension element ( 4 ) has the same polygonal cross section as the conically tapering shaft receiving space ( 34 ) and that the external dimensions of the flange part ( 4th ') approximately correspond to the minimum internal dimensions of the shaft receiving space (34), a cylindrical undercut (33) adjoins the conically tapering shaft receiving space (34) whose radius corresponds to the maximum radius of the polygonal cross-section, so that the flange (4') can be inserted into the undercut area ( 33 ).

16. Spannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (4′) nach dem Einführen in den hinterschnittenen Bereich (33) gegenüber dem Schaltaufnahmeraum (34) um den halben Polygonwinkel verdreht wird, wobei die Bohrungen (10) in dieser Stellung mit den Aussparungen (18) für die Stifte (3) in dem Flanschteil (4′) fluchten.16. Clamping device according to claim 15, characterized in that the flange part ( 4 ' ) after insertion into the undercut area ( 33 ) relative to the switching receiving space ( 34 ) is rotated by half the polygon angle, the bores ( 10 ) in this position with the recesses ( 18 ) for the pins ( 3 ) in the flange part ( 4 ' ) are aligned.

17. Spannvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (6) aus einem weichelastischen Material besteht und an seiner Außenseite in etwa denselben Durchmesser hat, wie der hinterschnittene, zylindrische Raum (33) des Schaftaufnahmeteils (1).17. Clamping device according to claim 15 or 16, characterized in that the retaining ring ( 6 ) consists of a soft elastic material and on its outside has approximately the same diameter as the undercut, cylindrical space ( 33 ) of the shaft receiving part ( 1 ).

18. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (2) an ihrer Außenseite für den Eingriff mit einem mechanischen Antriebselement (12) ausgelegt ist.18. Clamping device according to one of claims 1 to 17, characterized in that the union nut ( 2 ) on its outside is designed for engagement with a mechanical drive element ( 12 ).

19. Spannvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (2) eine Außenverzahnung (2b) aufweist.19. Clamping device according to claim 18, characterized in that the union nut ( 2 ) has an external toothing ( 2 b).

20. Spannvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Antriebselement ein Ritzel (12) ist, welches relativ zur Überwurfmutter (2) in Axialrichtung und/oder in radialer Richtung verschiebbar und dadurch in und außer Eingriff mit der Überwurfmutter (2) bringbar ist.20. Clamping device according to claim 18 or 19, characterized in that the mechanical drive element is a pinion ( 12 ) which is displaceable relative to the union nut ( 2 ) in the axial direction and / or in the radial direction and thereby in and out of engagement with the union nut ( 2nd ) can be brought.

21. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Antriebselement an einem Schaftgreifer (20) angeordnet ist.21. Clamping device according to one of claims 18 to 20, characterized in that the mechanical drive element is arranged on a shaft gripper ( 20 ).

22. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Antriebselement relativ zum Schaftgreifer (20) so angeordnet und drehbar gelagert ist, daß der gleichzeitige Eingriff des mechanischen Antriebselementes (12) an der Überwurfmutter (2) und der Greiferelemente (21) an den dafür vorgesehenen Schaftbereichen (15) möglich ist.22. Clamping device according to one of claims 18 to 21, characterized in that the mechanical drive element relative to the shaft gripper ( 20 ) is arranged and rotatably mounted so that the simultaneous engagement of the mechanical drive element ( 12 ) on the union nut ( 2 ) and the gripper elements ( 21 ) on the shaft areas ( 15 ) provided for this purpose is possible.