DE1992336U

DE1992336U - Tool quick clamping device for drilling, milling and similar tools

Info

Publication number: DE1992336U
Application number: DENDAT1992336D
Authority: DE
Original assignee: Rhemstahl Hütten werke Aktiengesellschaft, 4300 Essen
Publication date: 1968-08-22

Description

Utility model registration;

^eWerkze«g-SchB*ilepÄn»elariehtun® für Bohr-, Frg·*» und HhBllohe ^e «g-SchB * ilepÄn» tool for drilling, Frg · * »and HhBllohe

^erkaeuge*^ erkaeuge *

Anmelder: Hheinstaäl Hüttenwerke AG, !$&$&Applicant: Hheinstaäl Hüttenwerke AG,! $ & $ &

.Me Järflndung betrifft eine ■^«rtcaeug-Sölinellgpaari.eittriehtuag für Bohr«·« FrSa* und ännllche Werkzeuge mit einer Zugsfcang©, eile zur lösbaren Halterung dee Werkzeuge aentr&l in der Arbeitsspindel einer wericaeugreaschinö angeordnet ist..Me Järflndung concerns a ^ «rtcaeug-Sölinellgpaari.eittrichtuag for Bohr «·« FrSa * and similar tools with a pull cord ©, hurry to detachable holder dee tools aentr & l in the work spindle a wericaeugreaschinö is arranged.

Bai ftäufigcß Werkzeugwechseln vtUkwmnu des eines WerkstUoke» verllngera diese lieb©naeiten dt® timgszeit. Mir den automatiecheβ Bewegungsablauf in neuzeitlichen Bearbeitungsaentre« let ein' aöfeneller und sicherer unbedingte Voraueaetzung.In general, tool changes vtUkwmnu of a workpiece »lengthen this dear © naeiten dt® time. With the automatic sequence of movements in modern machining centers, let an oven-like and safe, unconditional requirement.

Bekannt sind Werkiseug-Sciwellspaßnifinrleatuniien, 'deren sseatral iß der Arbeitsspindel einer Werkzeu^sjacjciiiß© angeordnete Zug@ta.nge aalt Innen« oder Auiengewind« versehen 1st, elektrisch, pneu«* tisch oder hydraulisch gedreht wird und hierbei den; mit um entsprechenden ötgengewlnde verseilen©» ©draft de.» jeweilige» Wtrkzeugee in einer Drehriohtung in die Arbeitespind©! hinein- «nd festzieht und in der anderen Drehriehtuag löst und ausst^St. Trots des einfachen Aufbaue© und de» zentralen Kraftangriff© ist die" Zeit für da« Spannen bzw. i.Usea des.-Werkzeuges äBit-beispielßweise etwa 5 biß 10 Sek, au hooiuWerkiseug-Sciwellspaßnifinrleatuniien are known, the seatral of which the work spindle of a tool is provided with internal or external thread, is rotated electrically, pneumatically or hydraulically, and in this case the; with twist around the corresponding thread flanks © »© draft de.» respective »tools in one rotation in the work locker ©! in- «nd tightens and in the other direction of rotation loosens and disengages. In spite of the simple structure © and the "central force attack ©" is the "time for there" clamping or i.Usea of the tool - bit - for example about 5 to 10 seconds, au hooiu

Bei einer anderen bekftnnten WerlExeug-Sehnellgpaanelnriehtung 1st eine aentraie Zugstange In. der Arbeitesiiindsl axial vferscsiiiebb&r gelagert. Ia der Zugstange Bind Kugela angeordnet, Zum $p«tnneaAnother known WerlExeug-Sehnellgpaanelnriehtung is an aentraie pull rod in. of the work is axially supported. Ia arranged the tie rod Bind Kugela, Zum $ p «tnnea

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DR. F. EBERHARD -P- *
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eines Werkzeuges wird die Zugstange zurückgezogen, wobei die Kugeln hinter einen Kegelabsatz des Werkzeugschaftes greifen. Sie sind in der hinteren, gespannten stellung der Zugstangen nach außen verriegelt und ziehen das Werkzeug mit seinem Schaft in die Aufnahmebohrung der Arbeitsspindel. In der vorderen, gelösten Stellung können die Kugeln nach außen ausweichen, wodurch die Verriegelung aufgehoben und der Werkzeugschaft freigegeben wird. Diese Werkzeug-SOhnellspanneinrichtung arbeitet zwar schnell und kann auf verschiedene Weise kraftbetätigt werden, ihr Aufbau ist jedoch sehr kompliziert und die Berührungsflächen zwischen Kugeln und Spannkegel sind sehr klein. Dadurch drücken sich die Kugeln nach einer entsprechenden Einsatzzeit stark in den Spannkegel ein, so daß der Werkzeugschaft beschädigt wird und das Werkzeug ausgetauscht werden muß. Außerdem ergibt der hinten am .verkzeugschaft angebrachte Spannkegel eine Verlängerung des Werkzeugschaftes, was sich besonders bei Maschinen mit automatischem Werkzeugwechsel nachteilig auswirkt, weil der vor der Arbeitsspindel zum Werkzeugwechsel benötigte freie Raum mit steigender Sch aftlänge ebenfalls größer werden muß. Die Hübe der automatischen Werkzeugwechseleinrichtungen müssen somit größer sein und der Arbeitsbereich der Maschine wird um dieses Maß eingeschränkt*a tool, the pull rod is withdrawn, with the balls Reach behind a tapered shoulder of the tool shank. You are in the rear, tensioned position of the tie rods to the outside locks and pulls the tool with its shaft into the mounting hole of the work spindle. In the front, released position the balls can move outwards, causing the lock canceled and the tool shank is released. This quick clamping device for tools While it is fast and can be power operated in a number of ways, its structure is very complicated and the contact surfaces between the balls and the clamping cone are very small. This pushes the balls down a corresponding period of use heavily in the clamping cone, so that the tool shank is damaged and the tool is replaced must become. In addition, the clamping cone attached to the rear of the tool shank results in an extension of the tool shank, which is especially true for machines with automatic tool change has a disadvantageous effect because the free space required in front of the work spindle for changing tools with increasing shaft length also has to get bigger. The strokes of the automatic tool changing devices must therefore be larger and the working area of the machine is restricted by this amount *

Der Erfindung liegt zur Vermeidung vorgenannter Nachtelle die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeug-Schnellspanneinrichtung zu schaffen, deren Spann- bzw. Lösezeit klein ist und die bei niedriger Bauhöhe und einfachem Aufbau nur ein einziges bewegtes Teil aufweist und deren Halterung keine Deformation der Berührungsflächen zwischen Haltevorrichtung und dem Werkzeug verursacht.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned above based on creating a quick tool clamping device, the clamping or release time is short and the low overall height and simple structure has only a single moving part and whose holder does not cause any deformation of the contact surfaces between the holding device and the tool.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Ende einer Zugstange, die in einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine zentral verschiebbar ist, eine Spannzange angeordnet ist, die einen Werkzeugschaft in der Arbeitsspindel hält.This object is achieved in that on the End of a tie rod that is in a work spindle of a machine tool is centrally displaceable, a collet is arranged, which holds a tool shank in the work spindle.

Der sichere Halt des Werkzeuges in der Arbeitsspindel kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß die Spannzange inThe secure hold of the tool in the work spindle can be advantageous Way can be achieved that the collet in

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einer Bohrung des Werkzeugschaftes angeordnet ist, deren Schenkel zusammendrückbar sind und zurückfedern und daß die vorderen Enden der Schenkel als Stollen ausgebildet sind, die in gespreiztem Zustand der Schenkel in eine Ringnut in dem Werkzeugschaft ragen. Bei zurückgezogener Spannzange liegen rückwärtige Flächen dsr Stollen gegen eine rückwärtige Umlaufkante der Ringnut an. Zum schnellen Ausstoßen des Werkzeuges wird die Arbeitsspindel mit dar Spannzange nach vorn geschoben, die sich zunächst mit den vorderen Flächen der Stollen ihrer zusammengedrückten Schenkel gegen eine vordere Umlaufkante der Ringnut anlegt und dann das Werkzeug ausstößt.a bore of the tool shank is arranged, the legs of which are compressible and spring back and that the front ends of the legs are designed as studs which protrude into an annular groove in the tool shank in the spread state of the legs. When the collet is withdrawn, the rear surfaces of the cleats rest against a rear circumferential edge of the annular groove. To quickly eject the tool, the work spindle with the collet is pushed forward, which first rests against a front peripheral edge of the annular groove with the front surfaces of the studs of their compressed legs and then ejects the tool.

Zum Einführen der Spannzange in die Bohrung des Werkzeugschaftes werden ihre Schenkel zweckmäßig über an diesen angeordnete Steuerkanten durch eine umlaufende Steuerkante in der Bohrung einer Steuerbüchse zusammengedrückt.For inserting the collet into the hole in the tool shank their legs are expediently arranged on these control edges compressed by a circumferential control edge in the bore of a control sleeve.

Zum Halten des Werkzeugs in der Arbeitsspindel werden die Schenkel der Spannzenge gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung über an deren Innenseite angeordnete Steuerkanten durch einen Querstift in der Steuerbüchse gespreizt.According to a further advantageous embodiment, the legs of the collet are used to hold the tool in the work spindle of the invention spread over control edges arranged on the inside thereof by a transverse pin in the control sleeve.

Damit die Anlageflächen&wisehen Arbeitsspindel und Werkzeugschaft nicht beschädigt werden, sieht eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Steuerbüchse an ihrem vorderen Ende so ausgebildet ist, daß zwei halbmondförmige Vorsprünge seitlich neben den Schenkeln der Spannzwange den Werkzeugschaft vorfixieren.So that the contact surfaces & know work spindle and tool shank are not damaged, a further advantageous embodiment of the invention provides that the control sleeve at its front end is designed so that two crescent-shaped projections laterally next to the legs of the chuck pre-fix the tool shank.

Der besondere Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß der Spann- und Lösevorgang bei Kraftbetätigung innerhalb etwa einer Sekunde durchgeführt werden kann und daß die Vorrichtung dadurch eine kurze Baulänge hat, daß die Spann- und Halteelernente im Bereich der Anlagefläche zwischen Arbeitsspindel und Werkzeug angeordnet sind. Alle zum Spannen und Lösen erforderlichen Bewegungen werden nur von einem einzigen axial verschieblichen Teil ausgeführt.The particular advantage of the invention is seen in the fact that the Clamping and loosening process with force actuation within about one Second can be carried out and that the device has a short overall length that the clamping and holding elements in the area the contact surface between the work spindle and the tool are. All movements required for clamping and releasing are only carried out by a single axially displaceable part.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenPAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it P.

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Werkzeug-Sehne 11 spanneinrichtung gemäß der Linie I-I in Pig, 2,1 shows a section through the tool tendon according to the invention 11 clamping device according to the line I-I in Pig, 2,

Pig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Figur 1,Pig. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1,

Eine Arbeitsspindel 1 nimmt in einer zentralen Bohrung eine Zugstange 2 und eine an deran vorderem Ende befestigte Spannzange 3 mit zwei zusammendrückbarη Schenkeln 4 in sich auf. Die Schenkel werden gebildet aus den seitlichen Flächen 5 eines hierdurch abgeflachten Drehkörpers und einem senkrecht zu diesen Flächen verlaufenden Längsschlitz 6, Zur Vermeidung von Kerbspannungen endet dieser Längsschlitz hinten in einem Radius 7· Die vorderen Enden der Schenkel 4 sind als radial nach außen ragende Stollen 8 ausgebildet. Die Schenkel 4 haben an ihren Außenflächen äußere Steuerkanten 9 und an ihren Innenflächen innere Steuerkanten Io. Die zentrale Bohrung in der Arbeitsspindel 1 ist im vorderen Teil kegelig ausgebildet. Sie nimmt in dieser Aufnahme 11 den ebenfalls kegeligen Werkzeugschaft 12 des jeweiligen Werkzeuges in sich auf. Im hinteren Teil des Werkzeugschaftes 12 ist eine Bohrung 13 und, sich daran nach vorne anschließend, eine Ringnut 14 mit einer hinteren ringförmigen Umlauffläche 15 und einer vorderen ringförmigen Umlauffläche 16 angeordnet. In die Bohrung 13 ragen die Schenkel 4 4a— der Spannzange > und in die Ringnut Ik greifen die Stollen 8 der Schenkel 4. Oberhalb der_ kegeligen Aufnahme 11 der Arbeitsspindel 1 ist in deren zentrale Bohrung eine Steuerbüchse 17 geschraubt, in der die Spannzange mit ihrem Außendurchmesser l8 geführt ist. D4e Steuerbüchse 17 hat innen eine umlaufende Steuerkante 19 und »immt einen Querstift- 20 in sich auf. Sie endet vorn in einem zylindrischen Ansatz, der in die Bohrung 15 des Werkzeugschaftes 12 ragt. Der zylindrische Ansatz ist für den Durchtritt der Spannzange 3 geschlitzt, wodurch zwei halbmondförmige Vorsprünge £1 gebildet werden.A work spindle 1 takes in a central bore a tie rod 2 and a collet 3, fastened at the front end, with two legs 4 that can be compressed. The legs are formed from the lateral surfaces 5 of a rotating body that is flattened as a result and a longitudinal slot 6 running perpendicular to these surfaces.To avoid notch stresses, this longitudinal slot ends at the rear in a radius 7. The front ends of the legs 4 are radially outwardly protruding cleats 8 educated. The legs 4 have outer control edges 9 on their outer surfaces and inner control edges Io on their inner surfaces. The central bore in the work spindle 1 is conical in the front part. In this receptacle 11, it receives the likewise tapered tool shank 12 of the respective tool. In the rear part of the tool shank 12 there is a bore 13 and, adjoining it towards the front, an annular groove 14 with a rear annular circumferential surface 15 and a front annular circumferential surface 16. The legs 4 4a of the collet protrude into the bore 13 and the studs 8 of the legs 4 engage in the annular groove Ik Outside diameter l8 is performed. D4e control sleeve 17 has a circumferential control edge 19 on the inside and »immt a transverse pin 20 in itself. It ends at the front in a cylindrical extension which protrudes into the bore 15 of the tool shank 12. The cylindrical extension is slotted for the collet 3 to pass through, thereby forming two crescent-shaped projections £ 1.

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Nachstehend wird die Funktion der Werkzeug-Schnellspanneinrichtung beschrieben:The function of the quick tool clamping device is described below described:

Zum Spannen eines Werkzeuges wird dessen Werkzeugschaft 12 in die kegelige Aufnahme 11 der Arbeitsspindel 1 eingeführt. Bevor die gegenseitigen Anlageflächen 22 und 23 sich berühren können, wird der Werkzeugschaft 12 mit seiner Bohrung 1J5 über die beiden halbmondförmigen Vorsprünge 21 der Steuerbüchse 17 vorfixiert. Zu diesem Zeltpunkt ist die Spannzange 3 über die Zugstange 2 vorgeschoben, die Schenkel 4 durch Auflaufen ihrer äußeren Steuerkanten 9 auf die in der Steuerbüchse 17 umlaufende Steuerkante 19 soweit zusammengedrückt, daß der Außendurchmesser 24 fler Stollen 8 kleiner ist als die Bohrung 15 in dem Werkzeugschaft 12. Nachdem die beiden Kegelflächen 22 und 22 der Arbeitsspindel 1 bzw. des Werkzeugschaftes 12 Über die Vorfixierung zur Anlage gekommen sind, wird die Zugstange 2 mit der Spannzange 3 zurückgezogen. Die äußeren Steuerkanten 9 der Schenkel 4 verlassen die Steuerkante 19 in der Steuerbüchse 17» federn zurück und üie Stollen δ greifen in die Ringnut 14 des Werkzeugsohaftes 12. ßSi weiterem Zurückziehen der Spannzange 3 legen sich die hinteren Flächen 25 der Stollen gegen die hintere ringförmige Umlauffläche 13 der Bingnut 14 und spannen das Werkzeug, ßlefchzeitig laufen die inneren Steuerkanten 10 der Schenkel 4 auf den Querstift 20 in der Stauerbüchse 17, so daß die Schenkel 4 in gespreiztem Zustand gehalten werden.To clamp a tool, its tool shank 12 is inserted into the tapered receptacle 11 of the work spindle 1. Before the mutual contact surfaces 22 and 23 can touch, the tool shank 12 is pre-fixed with its bore 1J5 via the two crescent-shaped projections 21 of the control sleeve 17. At this point, the collet 3 is pushed forward over the tie rod 2, the legs 4 compressed by their outer control edges 9 running against the control edge 19 encircling the control sleeve 17 so that the outer diameter 24 of the studs 8 is smaller than the bore 15 in the tool shank 12. After the two conical surfaces 22 and 22 of the work spindle 1 and of the tool shaft 12 have come to rest via the pre-fixation, the pull rod 2 is withdrawn with the collet 3. The outer control edges 9 of the legs 4 leave the control edge 19 in the control sleeve 17 »spring back and üie studs δ engage in the annular groove 14 of the tool shaft 12 13 of the Bingnut 14 and tension the tool, the inner control edges 10 of the legs 4 run on the transverse pin 20 in the thrust bushing 17 so that the legs 4 are held in a spread state.

Zum Lösen des Werkzeuges wird die Zugstange 2 vorgeschoben. Die inneren Steuerkanten 10 verlassen den Querstift 20, Dadurch ist die Verriegelung aufgehoben, durch die die Schenkel 4 gespreizt gehaien werden. Bei weiterem Vorschieben der Spannzange 3 laufen zunächst die äußeren Steuerkanten 9 auf die Steuerkante 19 auf und die Schenkel werden zusammengedrückt. Dann legen sich die vorderen Flächen 26 der Stollen 8 gegen die vordere ringförmige UmlauffIa-. ehe 16 der Ringnut 14 im Werkzeugschaft 12 und stoßen danach das Werkzeug aus.To release the tool, the pull rod 2 is pushed forward. the inner control edges 10 leave the cross pin 20, This is the The lock is lifted, through which the legs 4 haien spread will. When the collet 3 is advanced further, the outer control edges 9 initially run onto the control edge 19 and the thighs are squeezed together. Then the front ones lie down Surfaces 26 of the cleats 8 against the front annular UmlauffIa-. before 16 of the annular groove 14 in the tool shank 12 and then hit the Tool off.

Das Betätigen der Zugstange kann manuell, sowie hydraulisch, pneu-The pull rod can be operated manually as well as hydraulically, pneumatically

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matisch, elektrisch oder auf jede andere bekannte Weise erfolgen.automatically, electrically or in any other known manner.

Der einfache Aufbau des Erfindungsgegenstandes und der Einsatz von Steuerkanten garantieren den zwangsläufigen Ablauf der Spann- und Lösefunktion und somit den störungsfreien Dauerbetrieb. Es weöen nicht nur Vorteile durch niedrigere Gesamt-Bearbeitangszeiteen damit erreicht, es ist darüber hinaus eine wesentlich wirtschaftliche· re Herstellung möglich.The simple structure of the subject matter of the invention and the use of Control edges guarantee the inevitable sequence of the clamping and releasing function and thus trouble-free continuous operation. It is blowing not only advantages through lower overall processing times achieved, it is also a substantially economical re production possible.

Scbutt claims:

Claims

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1. Werkaeug-Schaelliip annealing direction for Behr> FrIs- u & 4 witnesses in whose work spindle a gug @ tsag # & ur

of the tool is arranged "dsdurehg" k β ■ "π aet ι dad a collet O) around the front®" Emie der Zug "holds a tool shaft (IS) in the work piece (1).

£, Behriöllapaiuieiarlchtunß according to claim 1, ei a «1 ur ο Ii ge * k« a shows that the Bparnizange (>} Ia © i £ i @ r (15) of the tool work (Ig) iinseor «arxefe, eieren 3oherikel ( 4) aueamaieadrüokbar einci unü eurüokfeöörn and öaS the front ίΐηόβκ ύ & ν ööh »« tei (4) al «tunnels (8) au» are formed, the .Ui geöpreiat # BJ ^ ustanci the thigh (^) in eliie Htngnut (14 ) in

(12) and look at »urüök ^ eaogreöer Spaimaange (3) their hiat "ren ficton (S ^) againsteia © is © hlat" r " letuffl & ölae '(15) over Kl ^ nut (14)

Sehaellepinmeinrieiaitttag naoh Ansprttch i or S, <iaaar © U ge kwttit'ie & Bit # that the Spasmsange (3) si ah feöim Vorsefeie «ben» it »the» front FlMahea (ß6) .the gtoliea (fe <) of your slutea thigh (4) against, a «front»
(16) the Hlngnut (14)

4, Schneiispanneiariohtnahm nach Elneni c? Ii © r taöhi ^ ren dsr .Än.sprclie X to j>, dtatiurob gek «r ß n ¹ lehnet * da0 for guiding the öpannzangö (3) into the hole (13) de ©

) - the legs (4) via aa «tieseoangöördeisEuBeris -steuerkan- (9) through the circulation © ad «S # etierKaat« s (19) generally the beanmg of one Tax book "" (17) are pressed "

5 * öohaelispaftneiürichfcutignnaoh eißeiB or m «siirer @ n clör

1 to 4, dadur © hgeke et η ζ «1 eh η et; , aaö for holding the "tools" the SoHeake ^. (#) ilb & v inn & m (lo) through a »4uer» tiffc (2o) in amr Steue-rbpUehase (17) elf id, -

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6. Quick release device according to one or more of claims 1 to 5 * daduroh marked that the control box (17) is designed at its front end so that two crescent-shaped projections (21) laterally next to the legs (4) pre-fix the tool shank (12) with the collet (5).