DE8700618U1 - Coupling element, in particular for the force-locking and form-locking connection of a tool head with a tool carrier - Google Patents
Coupling element, in particular for the force-locking and form-locking connection of a tool head with a tool carrierInfo
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Beschreibung:Description:
Die Neuerung betrifft ein Kupplungselement/ insbesondere zum kraft- und formschlüssigen. Verbinden eines Werkzeugkopfes mit einem Werkzeugträger, gemäß dem Obefböif das ATisprüCliS 1 .The innovation concerns a coupling element/in particular for the force-fitting and form-fitting connection of a tool head with a tool carrier, according to which the test object is the AT1.
Ein Kupplungselement der eingangs genannten Art ist bereits bekannt. So ist in einem Firmenprospekt der Firma Krupp ein Kupplungselement zum schnellen Werkzeugwechsel für eine automatische Fertigung beschrieben. Hierzu dient ein relativ leichter Werkzeugkopf, der mit einem Handgriff schnell vom Werkzeugträger oder -halter getrennt werden kann, ohne daß dieser selbst ausgewechselt werden muß. Der Werkzeugträger wird durch das Kupplungselement mit dem Werkzeugkopf kraft- und formschlüssig so verbunden, wie wenn beide Teile aus einem Stück bestünden. Bei diesem Kupplungselement ist im Werkzeugträger eine Anzugstange vorgesehen, die mittels eines schräg angebrachten Gewindestiftes in Zugrichtung (d.h. zum Werkzeugträger hin) bewegbar ist. Die Anzugstange hat einen kegelförmigen Kopf, über dessen Konusfläche einzelne Bolzen in abgespreizter Richtung bewegt werden. Diese Bolzen greifen in eine Nut (Hinterdrehung) am unteren Ende des Werkzeugkopfes ein, wobei die Nut etwas oberhalb der ebenen Anzugsfläche für den Kegelkopf angeordnet ist. Am zylindrischen Werkzeugträger ist ein sogenannter Mitnehmer vorgesehen, der ein Durchrutschen des Werkzeuges bei schwerer Belastung verhindert und auch dazu dient, daß das Werkzeug immer in die gleiche Position zum Werkzeugträger gebracht wird.A coupling element of the type mentioned above is already known. A company brochure from Krupp describes a coupling element for quick tool changes for automatic production. This is done using a relatively light tool head that can be quickly separated from the tool carrier or holder with one hand movement without the tool itself having to be replaced. The tool carrier is connected to the tool head by the coupling element in a force-locking and form-locking manner as if both parts were made of one piece. In this coupling element, a pull rod is provided in the tool carrier that can be moved in the pulling direction (i.e. towards the tool carrier) by means of an angled threaded pin. The pull rod has a conical head, over the conical surface of which individual bolts are moved in a spread-out direction. These bolts engage in a groove (recess) at the lower end of the tool head, with the groove being located slightly above the flat pull surface for the conical head. A so-called driver is provided on the cylindrical tool carrier, which prevents the tool from slipping under heavy loads and also serves to ensure that the tool is always brought into the same position relative to the tool carrier.
Ein Nachteil bei diesem Kupplungselement besteht darin, daß das Kupplungselement aus mehreren EinzelteilenA disadvantage of this coupling element is that the coupling element consists of several individual parts
(d.h. aus mehreren Bolzen mit mehreren Bohrungen und Anzugstange) besteht. Die Anordnung der Bolzen erfordert eine sehr genaue und damit aufwendige Fertigung, was die Herstellungskosten des Kupplungselementes erheblich verteuert. Trotz allem Wird mit dieser Bolzenanordnung nur ein pünktförmiger Andruck des Werkzeugkopfes auf den Werkzeugträger erreicht, was dazu führen kann, daß der Werkzeugkopf nicht nur in seiner Nut, sondern auch in seiner Anlageflache zum Werkzeugträger durch Deformation beschädigt werden kann.(i.e. consists of several bolts with several holes and a pull rod). The arrangement of the bolts requires very precise and therefore complex manufacturing, which increases the manufacturing costs of the coupling element considerably. Despite this, this bolt arrangement only achieves a point-like pressure of the tool head on the tool carrier, which can lead to the tool head being damaged by deformation not only in its groove but also in its contact surface with the tool carrier.
Da die Kraftübertragung bei diesem Kupplungselement durch die Bolzen punktförmig erfolgt und die betreffenden Teile folglich einer punktförmigen Belastung hierbei unterliegen, kommt eine optimal wünschenswerte kraft- und formschlüssige Verbindung der infrage kommenden Bauteile nicht zustande.Since the force transmission in this coupling element occurs at points through the bolts and the relevant parts are therefore subject to a point load, an optimally desirable force- and form-fitting connection of the components in question cannot be achieved.
Ein weiterer Nachteil ist auch noch darin zu sehen, daß die Bolzen nicht immer in zurückgeschobener Lage .gehalten werden können, so daß ein ungehindertes Aufschieben des Werkzeugkopfes auf den Werkzeugträger nicht in dem erforderlichen Ausmaß gewährleistet ist.A further disadvantage is that the bolts cannot always be held in the pushed-back position, so that the unhindered sliding of the tool head onto the tool carrier is not guaranteed to the required extent.
Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kupplungselement der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit dem insbesondere eine bessere kraft- und formschlüssige Verbindung als mit dem bekannten Kupplungselement zwischen einem Werkzeugkopf und einem Werkzeugträger ohne Deformation ihrer Kontaktstellen erreicht und auch seine Fertigung bei erheblicher Kostenreduzierung vereinfacht werden soll. Das neue Kupplungselement soll ferner für alles kraft- und formschlüssiges Verbinden von Bauteilen, insbesondere im Werkzeugbereich, verwendbar sein.The innovation is therefore based on the task of proposing a coupling element of the type mentioned at the beginning, with which in particular a better force- and form-fitting connection than with the known coupling element between a tool head and a tool carrier without deformation of their contact points is achieved and its production is also to be simplified with a considerable reduction in costs. The new coupling element should also be usable for all force- and form-fitting connections of components, especially in the tool area.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in Entriegelungsstellung der in der zylindrischen Bohrung geführte Kegelkopf eines in der zylindrischen Bohrung des Werkzeugträgers mit Passungsspiel geführten Anzugbolzens mit seiner unteren Kegelstumpffläche an einem Sprengring anliegt, der sich auf einer Haltefläche eines Zylinderhalses am Werkzeugträger abstützt und der beim Betätigen von einer im Werkzeugträger z. B. schräg angeordneten Einrichtung mittels mindestens eines Gewindestiftes, der hierbei mit seinem Kernansatz eine Fläche in einer Aussparung des Anzugbolzens beaufschlagt, von der unteren Kegelstumpffläche des Kegelkopfes in die Nut hineindrückbar ist und in dieser Position mit den Teilflächen der Nut wie auch mit der unteren Kegelstumpffläche linienhaften Kontakt hält, jedoch von der Haltefläche des Zylinderhalses des Werkzeugträgers vollkommen abgehoben ist, so daß in dieser Verriegelungsstellung der Kegelkopf gehalten wird und sich der Sprengrinf dabei in einer sehr stabilen Lage befindet, derart, daß der Werkzeugkopf und Werkzeugträger form- und kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei der Werkzeugkopf rundum gleichmäßigen Zugkräften ausgesetzt ist.This task is solved in that, in the unlocking position, the conical head of a pull-in bolt guided in the cylindrical bore of the tool carrier with a fit clearance rests with its lower truncated cone surface on a snap ring which is supported on a holding surface of a cylinder neck on the tool carrier and which, when actuated by a button provided in the tool carrier, for example, B. diagonally arranged device by means of at least one threaded pin, which here acts with its core attachment on a surface in a recess in the tightening bolt, can be pressed into the groove by the lower truncated cone surface of the conical head and in this position maintains linear contact with the partial surfaces of the groove as well as with the lower truncated cone surface, but is completely lifted off the holding surface of the cylinder neck of the tool carrier, so that in this locking position the conical head is held and the snap ring is in a very stable position, such that the tool head and tool carrier are positively and force-fittingly connected to one another, whereby the tool head is exposed to uniform tensile forces all around.
Weitere Ausgestaltungen der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 11.Further embodiments of the innovation arise from subclaims 2 to 11.
Die mit der Neuerung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß beim neuen Kupplungselement die Anordnung von sehr genau zu fertigenden Bolzen entfällt, so daß die aufwendige Fertigung hierfür und damit teure Herstellungskosten eingespart werden können. An ihrer Stelle wird ein einfacher Mid damit kostengünstiger Sprengring als Kupplungselement verwendet, mit dem im Gegensatz zur punktförmigenThe advantages achieved with the innovation are essentially that the new coupling element does not require the arrangement of bolts that have to be manufactured very precisely, so that the complex production for this and thus expensive manufacturing costs can be saved. In its place, a simple and therefore inexpensive snap ring is used as a coupling element, with which, in contrast to the point-shaped
Kraftübertragung eine optimal wünschenswerte kraft- und formschlüssige Verbindung des Werkzeugkopfes mit dem Werkzeugträger durch linienhaften Kontakt zustande kommt, so daß Beschädigungen durch Deformation an den beanspruchten Stellen weitgehend ausgeschaltet sind. Da die Bolzen beim neuen Kupplungselement entfallen, kann der Werkzeugkopf auf den Werkzeugträger ungehindert aufgeschoben werden. Durch eine polygonhafte Ausbildung des Sprengringes kann eine flächige Kraftübertragung erzielt werden/ die sich, wenn auch teurer, insbesondere bei größerer Belastung infolge von Vibrationen als vorteilhaft erweist. Das neuerungsgemäße Kupplungselement kann generell für alles kraft- und formschlüssige Verbinden von Bauteilen, insbesondere im Werkzeugbereich, verwendet werden. Das neue Kupplungselement eignet sich insbesondere für NC-(numeric controlled)-computergesteuerte Werkzeugmaschinen.Power transmission creates an optimally desirable force- and form-fitting connection between the tool head and the tool carrier through linear contact, so that damage caused by deformation at the stressed points is largely eliminated. Since the bolts are eliminated in the new coupling element, the tool head can be pushed onto the tool carrier without hindrance. A polygonal design of the snap ring enables a surface-wide force transmission, which, although more expensive, proves to be advantageous, especially under greater loads due to vibrations. The new coupling element can generally be used for all force- and form-fitting connections of components, especially in the tool area. The new coupling element is particularly suitable for NC (numeric controlled) computer-controlled machine tools.
Ausführungsbeispiele der Neuerung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. E<3 zeigt:Examples of the innovation are shown in the drawings and are explained in more detail below. E<3 shows:
Fig. 1 - einen Teillängsschnitt durch eine Ausführungsform des neuerungsgemäßen Kupplungselements, zur Hälfte in Verriegelungs- und zur anderen Hälfte in Entriegelungsstellung,Fig. 1 - a partial longitudinal section through an embodiment of the coupling element according to the invention, half in the locking position and the other half in the unlocking position,
Fig. 2 - einen vergrößerten "ieillängsschnitt durch eine andere Ausführungsform des neuerungsgemäßen Kupplungselements/ bei der ein zusätzlicher zylindrischer Absatz als Anlagefläche für den Sprengring in Entriegelungsstellung eingearbeitet ist, mit gestrichelt eingezeichneter Verriegelungsstellung,Fig. 2 - an enlarged longitudinal section through another embodiment of the coupling element according to the invention, in which an additional cylindrical shoulder is incorporated as a contact surface for the snap ring in the unlocking position, with the locking position shown in dashed lines,
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Fig. 3 - einen vergrößerten Teillängsschnitt durch eine andere Ausführungsform des neuerungsgemäßan Kupplungselements in Verriegelungsstellung mit einem Sprengring anderer Querschnittsform undFig. 3 - an enlarged partial longitudinal section through another embodiment of the coupling element according to the invention in the locking position with a snap ring of a different cross-sectional shape and
Fig. 4 - eine Längsansichf einer anderen Ausführungsform des neuerungsgemäßen Kupplungselements, teilweise aufgebrochen, bei der der Sprengring mittels einer im Schnitt dargestellten Überwurfmutter in Verriegelungs- bzw. Entriegelungsstellung überführbar ist, wobei Pfeil a die Entriegelungs- und Pfeil b die Verriegelungsstellung bezeichnet.Fig. 4 - a longitudinal view of another embodiment of the coupling element according to the invention, partially broken away, in which the snap ring can be moved into the locking or unlocking position by means of a union nut shown in section, arrow a indicating the unlocking position and arrow b the locking position.
Fig. 1 zeigt in einer ersten Ausführungsform der Neuerung ein noch näher zu beschreibendes Kupplungselement, das aus einem einfachen, zwischen einem Kegelkopf 12 eines Anzugbolzent» 11 oder einer nicht gezeigten Anzugstange, einem im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Werkzeugkopf 1 und einem zum Teil zylindrisch ausgebildeten Werkzeugträger 2 angeordneten, federnden Sprengring 19 besteht und zum kraft- und formschlüssigen Verbinden des Werkzeugkopfes 1 mit dem Werkzeugträger 2 dient, wobei beide Teile stabil und sicher, wie aus einem Stück bestehend, an einer nicht gezeigten Werkzeugmaschine angebracht sind und dabei der relativ leichte Werkzeugkopf 1 mit einem Handgriff bekanntlich schnell vom Werkzeugträger 2, auch Werkzeughalter genannt, getrennt werden kann, ohne daß der Werkzeugträger 2 selbst ausgewechselt werden muß.Fig. 1 shows a first embodiment of the innovation, a coupling element to be described in more detail below, which consists of a simple spring-loaded snap ring 19 arranged between a conical head 12 of a tightening bolt 11 or a tightening rod (not shown), a substantially cylindrical tool head 1 and a partially cylindrical tool carrier 2, and serves to connect the tool head 1 to the tool carrier 2 in a force-locking and form-locking manner, both parts being attached to a machine tool (not shown) in a stable and secure manner, as if made from one piece, and the relatively light tool head 1 can be quickly separated from the tool carrier 2, also called the tool holder, with one hand movement , without the tool carrier 2 itself having to be replaced.
Der Werkzeugkopf 1 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist eine Zylinderbohrung 3 mit einem Konus 5 zur Aufnahme eines noch zu beschreibenden Kegelkopfes 12 des Anzügbolzens 11 auf. Die Wandung des vorderen Teils der Zylinderböhrung 3 ist inThe tool head 1 is essentially cylindrical and has a cylinder bore 3 with a cone 5 for receiving a tapered head 12 of the tightening bolt 11, which will be described later. The wall of the front part of the cylinder bore 3 is in
bekannter Weise als Paß- bzw. Führungsfläche ausgebildet und etwa mittig durch eine trapezförmig gestaltete Nut 4 als Hinterdrehung unterbrochen, so daß sich insgesamt die Wandung der Zylinderbohrung 3 in fünf Teilflächen 4a bis 4d und 6a unterteilt, wobei die Teilfläche 4d zur Führung einer Zylinderfläche 12c am Kegelkopf 12, die Teilflächen 4b bis 4c zum Anliegen des Sprengrings 19 an die Teilflächen 4b, 4c der Nut 4 und die \ Teilfläche 6a als Paß- und Führungsfläche mit einerin a known manner as a fitting or guide surface and interrupted approximately in the middle by a trapezoidal groove 4 as a recess, so that the wall of the cylinder bore 3 is divided into five partial surfaces 4a to 4d and 6a, whereby the partial surface 4d for guiding a cylinder surface 12c on the conical head 12, the partial surfaces 4b to 4c for the contact of the snap ring 19 with the partial surfaces 4b, 4c of the groove 4 and the partial surface 6a as a fitting and guide surface with a
Paßfläche 8a an einem Zylinderhals 8 des Werkzeugträgers 2 dienen. Auf diese Weise ist der Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 allseits mit einem größeren Passungsspiel angeordnet, das es sowohl diesem als auch dem Sprengring 19 ermöglicht, sich beim Spannvorgang in die richtige Lage einzupendeln.Fitting surface 8a on a cylinder neck 8 of the tool carrier 2. In this way, the conical head 12 of the tightening bolt 11 is arranged on all sides with a larger fit clearance, which enables both the bolt and the snap ring 19 to settle into the correct position during the clamping process.
In einem Stirnteil 1a des Werkzeugkopfes 1 sind (hier nicht weiter zu erläuternde) links- oder rechtsschneidende Drehstähle 7 vorgesehen, während ein dem Werkzeugträger \ 2 zugewandtes Endteil 1b des Werkzeugkopfes 1 alsIn a front part 1a of the tool head 1, left- or right-cutting turning tools 7 (not further explained here) are provided, while an end part 1b of the tool head 1 facing the tool carrier 2 serves as
t Paßfläche 6b ausgebildet ist, welche wiederum kraft-t fitting surface 6b is formed, which in turn force-
und formschlüssig mit einer Stirnpaßfläche 8b des Werkzeugträgers 2 in Kontakt steht.and is in positive contact with a front fitting surface 8b of the tool carrier 2.
Der im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Werkzeugträger 2 hat eine zentral angeordnete Zylinderbohrung 9 mxt einem Konus 10, in die der Anzugbolzen 11 eingesetzt und axial durch eine noch zu erläuternde Einrichtung auch in entgegengesetzter Richtung zum Werkzeugkopf 1 so zurückziehbar ist, daß der Kegeikopf 12 mit einer unteren Kegelfläche 12d den sich bei Entriegelung auf einem Zylinderhalr 8 des Werkzeugträgers 2 abstützenden Sprengring 19 ganz in die Nut 4 von innen nach außen eindrückt, wobei der Sprengfing 19 dann in Verriegelungsstellung auch mit den Teilflächen 4b und 4c der Nut 4 einen linienförmigenThe essentially cylindrical tool carrier 2 has a centrally arranged cylinder bore 9 with a cone 10, into which the tightening bolt 11 is inserted and can be retracted axially by a device to be explained in the opposite direction to the tool head 1 so that the conical head 12 with a lower conical surface 12d presses the snap ring 19, which is supported on a cylinder head 8 of the tool carrier 2 when unlocked, completely into the groove 4 from the inside outwards, whereby the snap ring 19 then also forms a linear connection with the partial surfaces 4b and 4c of the groove 4 in the locking position.
Kontakt bildet und sich dadurch in einer äußerst stabilen, festen und nicht mehr verrutschbaren Endlage befindet, die in Fig. 2 noch naher erläutert wird. In dieser Endlage ist der Sprengring 19 gegenüber dem Werkzeugträger 2 völlig frei Und es wirken nur noch Zugkräfte auf den Werkzeugkopf 1.Contact is formed and is therefore in an extremely stable, firm and non-slipping end position, which is explained in more detail in Fig. 2. In this end position, the snap ring 19 is completely free in relation to the tool carrier 2 and only tensile forces act on the tool head 1.
Der Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 besteht aus einer abgeflachten, oberen Kegelkopfflache 12a, einer dem Konus 5 parallel verlaufenden oberen Kegelstumpffläche 12b, die unter 30° geneigt ist, der bereits erwähnten Zylinderfläche 12c, die unter Spiel mit der gegenüberliegenden Teilfläche 4d im Werkzeugkopf 1 zur Führung des Anzugbolzens 11 difoiit, und einer der Kegelstumpffläche 12b gegenüberliegenden unteren Kegelstumpffläche 12d, die unter etwa 45° geneigt ist und, wie ausgeführt, einen linienhaften Kontakt mit dem Sprengring 19 sowohl in der Entriegelungs- wie auch in der Verriegelungsstellung hält.The conical head 12 of the tightening bolt 11 consists of a flattened, upper conical head surface 12a, an upper truncated cone surface 12b running parallel to the cone 5 and inclined at 30°, the already mentioned cylindrical surface 12c, which dif- fers with play with the opposite partial surface 4d in the tool head 1 to guide the tightening bolt 11, and a lower truncated cone surface 12d opposite the truncated cone surface 12b, which is inclined at approximately 45° and, as stated, maintains linear contact with the snap ring 19 in both the unlocking and locking positions.
Der Anzugbolzen 11 hat im unteren Bereich an beiden Seiten eine Aussparung 13 mit rechtwinklig zueinander stehenden Flächen 13a und 13b, wobei die Fläche 13a als Betätigungsfläche zum Anziehen des Kegelkopfes 12 des Anzugbolzens 11 mittels einer noch zu beschreibenden, im Werkzeugträger 2 angebrachten Einrichtung dient. Der Kegelfuß 14 des Anzugbolzens 11 weist eine abgeflachte Kegelfußfläche 14a mit einer Kegelstumpffläche 14b auf.The pull stud 11 has a recess 13 in the lower area on both sides with surfaces 13a and 13b that are at right angles to one another, with the surface 13a serving as an actuating surface for tightening the conical head 12 of the pull stud 11 by means of a device to be described later, mounted in the tool carrier 2. The conical foot 14 of the pull stud 11 has a flattened conical foot surface 14a with a truncated cone surface 14b.
Im Werkzeugträger 2 ist eine Einrichtung 15 zum axialen Verstellen des Anzugbolzens 11 vorgesehen. Die Einrichtung 15 besteht aus einer Aussparung 15a, von der aus durch den Werkzeugträger 2 eine Schrägbohrung 16 mit einem Innengewinde 17 geht, in die ein Gewindestift 18 mit Innensechskant 18a einschraubbar ist. Der Gewindestift 18 besitzt einen Kernansatz 18b, welcher beim EinschraubenA device 15 for axially adjusting the tightening bolt 11 is provided in the tool carrier 2. The device 15 consists of a recess 15a, from which an oblique bore 16 with an internal thread 17 extends through the tool carrier 2, into which a threaded pin 18 with a hexagon socket 18a can be screwed. The threaded pin 18 has a core projection 18b, which when screwed in
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des Gewindestiftes 18 die Aussparungsfläche 13a beaufschlagt und damit bei weiterer Betätigung den Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 in die Verriegelüngsütellung b bringt, bei welcher, wie bereits ausgeführt, der Sprengring 19 in die Nut 4 hineingedrückt ist und hier in Endlage linienhaften Kontakt mit den Teilflächen 4b und 4c der Nut 4 und der unteren Kegelstumpffläche 12d des Kegelkopfes 12 macht, wobei keinerlei Reibungsverluste entstehen* Anstelle der Einrichtung 15 kann auch ein anderer/ üblicher Mechanismus zum Betätigen des Kegelkopfes des Anzugbolzens 11 verwendet werden, insbesondere darin, wenn der Anzugbolzen 11 als solcher als eine durch die Bohrung 9 geführte Zugstange ausgebildet ist.of the threaded pin 18 acts on the recess surface 13a and thus, when actuated further, brings the cone head 12 of the tightening bolt 11 into the locking position b, in which, as already explained, the snap ring 19 is pressed into the groove 4 and here in the end position makes linear contact with the partial surfaces 4b and 4c of the groove 4 and the lower truncated cone surface 12d of the cone head 12, whereby no friction losses occur* Instead of the device 15, another/ conventional mechanism for actuating the cone head of the tightening bolt 11 can also be used, in particular if the tightening bolt 11 as such is designed as a pull rod guided through the bore 9.
Wie die Fig. 1 ferner zeigt, besitzt der Werkzeugträger 2 einen Konus 20, der in eine Werkzeugspindel 21 einsteckbar ist und hier, wie noch zu beschreiben ist, mit einem Endstück 25 des Werkzeugträgers 2 verriegelbar ist.As Fig. 1 further shows, the tool carrier 2 has a cone 20 which can be inserted into a tool spindle 21 and, as will be described later, can be locked to an end piece 25 of the tool carrier 2.
Auch ist in die Fig. 1 ein an sich bekannter Mitnehmer 22 gestrichelt eingezeichnet, der ein Durchrutschen des Werkzeuges bei schwerer Belastung verhindert und auch dazu dient, daß das Werkzeug immer in der gleichen Position zum Werkzeugträger 2 gehalten werden kann.Also shown in dashed lines in Fig. 1 is a known driver 22 which prevents the tool from slipping under heavy load and also serves to ensure that the tool can always be held in the same position relative to the tool carrier 2.
Fig. 2 zeigt ferner in einer weiteren Ausführungsform der Neuerung einen Teillängsschnitt durch den Werkzeugkopf 1 und Werkzeugträger 2 mit Kegelkopf des Anzubolzens 11 und dazwischenliegendem Sprengring 19 in Entriegelungsstellung a, wobei der Sprengring 19 an einer in den Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 zwischen zwei unteren Kegelstumpfteilflächen 12d eingearbeiteten zylindrischen Absatz 12e anliegt und auch in dieser Stellung eine klar definierte PositionFig. 2 also shows, in a further embodiment of the innovation, a partial longitudinal section through the tool head 1 and tool carrier 2 with the conical head of the tightening bolt 11 and the snap ring 19 in between in the unlocking position a, wherein the snap ring 19 rests against a cylindrical shoulder 12e machined into the conical head 12 of the tightening bolt 11 between two lower truncated cone surfaces 12d and also in this position has a clearly defined position
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einnimmt. Hierdurch wird sichergestellt^ daß der Sprengring 19 nach Lösen der Entriegelung zentrisch gehalten wird, wodurch verhindert wird, daß dieser wieder in die Nut 4 zurückrutschen kann und dadurch das Herausnehmen des Werkzeugs erschweren könnte.This ensures that the snap ring 19 is held centrally after the release, thus preventing it from slipping back into the groove 4 and thereby making it more difficult to remove the tool.
In der bei der Fig. 2 gestrichelt eingezeichneten Verriegelüngsstellüng b steht der Sprengring 19 mit zwei Nutfiächen 4b und 4c der Nut 4 des WerkzeugkopfesIn the locking position b shown in dashed lines in Fig. 2, the snap ring 19 is in position with two groove surfaces 4b and 4c of the groove 4 of the tool head
1 und die obere Kegelstumpfteilflache 12e auf der Unterseite des Kegelkopfes 12 in Kontakt und ist ganz von der Haltefläche 8c des Zylinderhalses des Werkzeugträgers 2 abgehoben, so daß nur noch Druck- und Zugkräfte sowohl auf den Sprengring 19 als auch auf den Werkzeugkopf 1 einwirken, dessen Teilfläche 6a der Paßfläche 8a des Zylinderhalses 8 und Endpaßfläche 6b der Stirnpaßfläche 8b des Werkzeugträgers 2 ohne Spiel genau anliegen und damit die erforderliche PaßZentrierung zwischen dem Werkzeugkopf 1 und dem Werkzeugträger 2 in Bezug auf den Sprengring 19 bewirken, weil der Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 beim Spannen rundum mittels einer in Fig. 1 gezeigten Einrichtung zentrisch angezogen werden kann. Dies wird dadurch ermöglicht, weil die Zylinderfläche 12c am Kegelkopf des Anzugbolzens 11 gegenüber der Fläche 4d der Bohrung 3 des Werkzeugkopfes 1 und der Anzugbolzen 11 selbst in Bezug auf die Führungsbohrung 9 des Werkzeugträgers1 and the upper truncated cone surface 12e on the underside of the conical head 12 are in contact and are completely lifted off the holding surface 8c of the cylinder neck of the tool carrier 2, so that only pressure and tensile forces act on both the snap ring 19 and on the tool head 1, whose partial surface 6a of the fitting surface 8a of the cylinder neck 8 and end fitting surface 6b of the front fitting surface 8b of the tool carrier 2 fit exactly without play and thus bring about the required fit centering between the tool head 1 and the tool carrier 2 in relation to the snap ring 19, because the conical head 12 of the tightening bolt 11 can be tightened centrally all around during clamping by means of a device shown in Fig. 1. This is made possible because the cylindrical surface 12c on the conical head of the pull bolt 11 is opposite the surface 4d of the bore 3 of the tool head 1 and the pull bolt 11 itself is opposite the guide bore 9 of the tool carrier.
2 ein Bewegungs- und Passüngsspiel hat, wie aus der Fig. 2 anhand der Pfeile a und b sowie der Pfeilpaare c bis e deutlich zu erkennen ist.2 has a movement and passing game, as can be clearly seen from Fig. 2 using the arrows a and b as well as the arrow pairs c to e.
Der Sprengring 19 kann sich gemäß Pfeilrichtung a beim Anziehen des Kegelkopfes 12 des Anzugbolzens 11 zentrisch auf der unteren Kegelstumpffläche 12d des Kegelkopfes 12 und der unteren, schrägen Nutfläche 4c in der Bohrung 3 des Werk^eugkopfes 1 auspendeln undThe snap ring 19 can swing out in the direction of arrow a when tightening the conical head 12 of the tightening bolt 11 centrally on the lower truncated cone surface 12d of the conical head 12 and the lower, oblique groove surface 4c in the bore 3 of the tool head 1 and
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dadurch eine gleichmäßige. Anpassung der betreffenden Paßflächen herbeiführen. Aufgrund dieser pendelnden Anordnung ist ein Verspannen wie bei dem bekannten Kupplungselement nicht mehr möglich.This results in a uniform adjustment of the relevant mating surfaces. Due to this pendulum arrangement, tensioning as with the known coupling element is no longer possible.
Damit der Sprengring 19 beim Anziehen des Kegelkopfes 12 des Anzugbolzens 11 seine stabilste Lage einnehmen kann, soll der Winkel tk der unteren Kegelstumpffläche 12d bevorzugt etwa 45° und der Winkel &bgr; der ihr gegenüberliegenden geneigten Teilfläche 4c der Nut 4 in der Bohrung 3 des Werkzeugträgers 1 etwa 30° betragen. Der Winkel cK muß auch in anderen Ausführungsformen immer größer als der Winkel/3 sein, damit sich der Sprengring 19 vom Werkzeugträger 2 löst und nur noch Zugkräfte überträgt, die für die Halterung des Kegelkopfes 12 wesentlich sind.In order that the snap ring 19 can assume its most stable position when tightening the conical head 12 of the tightening bolt 11, the angle tk of the lower truncated cone surface 12d should preferably be approximately 45° and the angle β of the inclined partial surface 4c of the groove 4 in the bore 3 of the tool carrier 1 opposite it should be approximately 30°. The angle cK must always be larger than the angle/3 in other embodiments as well, so that the snap ring 19 detaches from the tool carrier 2 and only transmits tensile forces that are essential for holding the conical head 12.
Die in Fig. 2 gezeigte Einrichtung 15 zum axialen Verstellen des Kegelkopfes 12 mit dem Anzugbolzen unterscheidet sich nicht von dem in Fig. 1 dargestellten Betätigungsmechanismus und braucht daher nicht mehr näher erläutert zu werden.The device 15 shown in Fig. 2 for axially adjusting the conical head 12 with the tightening bolt does not differ from the actuating mechanism shown in Fig. 1 and therefore does not need to be explained in more detail.
Fig. 3 zeigt in einer zweiten Auöführungsform der &igr; Neuerung einen Längsschnitt, wie in Fig. 2, durchFig. 3 shows in a second embodiment of the innovation a longitudinal section, as in Fig. 2, through
den Werkzeugkopf, Werkzeugträger 2 und einen zu einem Polygon verformten Sprengring 19 mit fünf Seiten 1 9a e in Verriegelungsstellung b, der in idealer Weise mit seinen beiden Seiten 19b, 19c den Nutflächen 4b, 4c der Nut 4 des Werkzeugkopfes 1 und mit einer fünften Seite 19e der unteren Kegelstumpffläche 12d des Kegelkopfes 12 anliegt, und zeigt auch die Paßzentrierung, die durch die Pfeile a und b sowie durch die Pfeilpaare c - e gekennzeichnet ist. Da bei dieser Ausführungsform der Sprengring 19 mit seinen Seiten 19b, 19c und 19e flächenhaften Kontakt mit den zuvor beschriebenenthe tool head, tool carrier 2 and a snap ring 19 deformed into a polygon with five sides 19a e in locking position b, which ideally rests with its two sides 19b, 19c on the groove surfaces 4b, 4c of the groove 4 of the tool head 1 and with a fifth side 19e on the lower truncated cone surface 12d of the conical head 12, and also shows the fitting centering, which is indicated by the arrows a and b and by the arrow pairs c - e. Since in this embodiment the snap ring 19 with its sides 19b, 19c and 19e is in surface contact with the previously described
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Flächen 4b, 4c und 12d macht, ist diese Ausbildung des Sprengringes 19 noch günstiger als eine runde Form, die nur linienhaften Kontakt erzeugt. Leider ist diese als Idealform anzusehende Sprengringausbildung wesentlich aufwendiger in der Fertigung und entsprechend kostenungünstiger, dennoch von Vorteil, wenn Werkstücke bei größeren Vibrationen zu bearbeiten sind.Surfaces 4b, 4c and 12d, this design of the snap ring 19 is even more advantageous than a round shape, which only creates linear contact. Unfortunately, this snap ring design, which is considered to be the ideal shape, is significantly more complex to manufacture and correspondingly less costly, but is nevertheless advantageous when workpieces are to be machined with greater vibrations.
Fig. 4 zeigt in einer dritten Ausführungsform der Neuerung in Längsansicht den mit dem Werkzeugträger 2 durch den Mitnehmer 22 verbundenen Werkzeugkopf 1, wobei sich der Sprengring 19 zunächst auf einer Paßfläche 24a eines Zylinderhalses 24 des Werkzeugträgers 2 abstützt und einer Schrägfläche 23a einer überwurfmutter 23 in Entriegelungsstellung a anliegt und wobei durch Betätigen der Überwurfmutter der Sprengring 19 von außen nach innen, d. h. in kinematischer Umkehrung zur ersten Ausführungsform, in * die Nut 4 gedrückt wird und hier in Verriegelungsstellung b den Nutflächen 4b, 4c der Nut 4 sowie der Schrägfläche 23a der Überwurfmutter 23 linienförmig anliegt. Eine Paßfläche 23b der Überwurfmutter 23 steht hierbei einer Zylinderfläche 4d des Werkzeugkopfes 1 mit etwas Passungsspiel gegenüber. Die Überwurfmutter 23 weist ferner eine Anlagefläche 23c auf, welche den Sprengring 19 nach Lösen der Überwurfmutter 23 zentrisch hält und verhindert, daß bei zu weitem Lösen der Überwurfmutter 23 der Sprengring 19 wieder in die Nut 4 zurückrutschen kann und dadurch das Herausnehmen des Werkzeugs erschweren könnte. Wie die Fig. 4 erk'ennen läßt, übernimmt die Überwurfmutter 23 die Funktion des Kegelkopfes 12 des Anzugbolzens 11 bzw. einer nicht gezeigten Zügstange.Fig. 4 shows a third embodiment of the innovation in a longitudinal view of the tool head 1 connected to the tool carrier 2 by the driver 22, whereby the snap ring 19 is initially supported on a fitting surface 24a of a cylinder neck 24 of the tool carrier 2 and rests against an inclined surface 23a of a union nut 23 in the unlocking position a, and whereby the snap ring 19 is pressed into the groove 4 from the outside to the inside by actuating the union nut, i.e. in kinematic reversal to the first embodiment, and here in the locking position b rests linearly against the groove surfaces 4b, 4c of the groove 4 and the inclined surface 23a of the union nut 23. A fitting surface 23b of the union nut 23 is opposite a cylinder surface 4d of the tool head 1 with some clearance. The union nut 23 also has a contact surface 23c, which holds the snap ring 19 centrally after the union nut 23 has been loosened and prevents the snap ring 19 from slipping back into the groove 4 if the union nut 23 is loosened too far, which could make it more difficult to remove the tool. As can be seen in Fig. 4, the union nut 23 takes on the function of the conical head 12 of the tightening bolt 11 or of a pull rod (not shown).
Wie in den vorhergehenden Äusführungsfarmen, verbindet der Mitnehmer- 22 auch hier den Werkzeugkopf 1 mit demAs in the previous versions, the driver 22 also connects the tool head 1 with the
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Werkzeugträger 2, um ein Durchrutschen des Werkzeuges bei schwerer Belastung zu verhindern und das Werkzeug immer in der gleichen Position zum Werkzeugträger 2 zu halten.Tool carrier 2 to prevent the tool from slipping under heavy loads and to always keep the tool in the same position relative to the tool carrier 2.
Am Konus 20 des Werkzeugträgers 2 ist ein Endstück 25 mit einer Aussparung 25a angeordnet, in die nicht gezeigte Kugeln zum Halten von nicht dargestellten Anzugszapfen eingreifen.An end piece 25 with a recess 25a is arranged on the cone 20 of the tool carrier 2, into which balls (not shown) engage for holding tightening pins (not shown).
Es versteht sich von selbst, daß die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele nur vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind, der keineswegs hierauf beschränkt sein soll. So kann bspw. anstelle des beschriebenen Anzugbolzens auch ein Anzugstück oder eine Anzugstange angeordnet sein, die mechanisch oder hydraulisch betätigt wird. Auch kann der Sprengring eine beliebig andere Querschnittsform als die eines Polygons aufweisen. Ferner sind noch viele andere Anwendungsbeispiele des neuerungsgemäßen Kupplnngselementes denkbar. Es kann überall dort eingesetzt werden, wo es auf eine lösbare, kraft- und formschlüssige Verbindung ankommt. So könnten bspw. auch die Räder an Kraftfahrzeugen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kupplung befestigt sein. Ferner könnten z, B. auch Schlauch- und Rohrverbindungen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kupplungselementes schnell und funktionssicher ausgeführt werden.It goes without saying that the described and illustrated embodiments are only advantageous configurations of the inventive concept, which is in no way limited to this. For example, instead of the described tightening bolt, a tightening piece or a tightening rod can be arranged, which is mechanically or hydraulically operated. The snap ring can also have any cross-sectional shape other than that of a polygon. Furthermore, many other application examples of the innovative coupling element are conceivable. It can be used anywhere where a detachable, force- and form-fitting connection is required. For example, the wheels on motor vehicles could also be attached using the coupling according to the invention. Furthermore, hose and pipe connections, for example, could also be made quickly and reliably using the coupling element according to the invention.
Alle in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen dargestellten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen..All individual and combination features shown in the description and/or the drawings are considered essential to the invention.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8700618U DE8700618U1 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Coupling element, in particular for the force-locking and form-locking connection of a tool head with a tool carrier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8700618U DE8700618U1 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Coupling element, in particular for the force-locking and form-locking connection of a tool head with a tool carrier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8700618U1 true DE8700618U1 (en) | 1987-03-05 |
Family
ID=6803637
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8700618U Expired DE8700618U1 (en) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | Coupling element, in particular for the force-locking and form-locking connection of a tool head with a tool carrier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8700618U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0383735A2 (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-22 | Sandvik Aktiebolag | Tool clamping device |
DE4210456A1 (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-07 | Helmuth Kahl | Right-angle joint between bars with undercut grooves - has body with toothed shoulders pressing into groove walls and has head secured by thrust screw with tapered end fitting into hole in head |
-
1987
- 1987-01-14 DE DE8700618U patent/DE8700618U1/en not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0383735A2 (en) * | 1989-02-01 | 1990-08-22 | Sandvik Aktiebolag | Tool clamping device |
EP0383735A3 (en) * | 1989-02-01 | 1990-12-12 | Sandvik Aktiebolag | Tool clamping device |
DE4210456A1 (en) * | 1992-03-30 | 1993-10-07 | Helmuth Kahl | Right-angle joint between bars with undercut grooves - has body with toothed shoulders pressing into groove walls and has head secured by thrust screw with tapered end fitting into hole in head |
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