• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1988005359A1
    申请号:PCT/DE1988/000014
    申请日:1988-01-13
    公开日:1988-07-28
    发明作者:Helmut Jamann
    申请人:Jamann Gmbh；
    IPC主号:B23B31-00
    专利说明:
    [0001] Einrichtung zum Verbinden zweier im Verbindungs¬ bereich im wesentlichen rotationssymmetrisch ge¬ stalteter Bauteile, insbesondere eines Werkzeug- kopfes mit einem Werkzeugträger zum Einsatz an Werkzeugmaschinen
    [0002] Stand der Technik
    [0003] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbinden zweier im Verbindundgsbereich im wesentlichen rotatiόns- sy metrisch gestalteter Bauteile, insbesondere eines Werkzeugkopfes mit einem Werkzeugträger zum Einsatz an Werkzeugmaschinen, mit Bauteilen, von denen das eine zwei axial zueinander verstellbare Elemente aufweist, weiter mit Stellmitteln zum axialen Verstellen der Elemente des einen Bauteils relativ zueinander, ferner mit Ver¬ riegelungsmitteln für das andere Bauteil, die einerseits einer an dem einen Element des betreffenden Bauteils vor¬ gesehenen, schräg zu dessen Achse angeordneten Steuer¬ fläche und andererseits einer an dem anderen Element vor¬ gesehenen Stützfläche mit einer Selbsthemmung der Ver¬ riegelungsmittel ausschließenden Neigung zur Steuerfläche des einen Elementes gegenüberliegen, und schließlich mit einer am dem einen Bauteil zugekehrten Ende des anderen Bauteils in diesem vorgesehenen Nut, die zusammen mit der Steuerfläche des einen Elementes und der Stützfläche des anderen Elementes des einen Bauteils einen die erwähnten Verriegelungsmittel einschließenden Raum begrenzt und in die die Verriegelungsmittel unter in axialer Richtung er¬ folgender Relativbewegung der beiden Elemente des einen Bauteils bewegbar sind zum axialen Anpressen des einen Bauteils gegen das andere Bauteil. - Eine Einrichtung dieser Art ist bekannt und wird seit einiger Zeit auf dem Inlandsmarkt im Zusammenhang mit Werkzeugsystemen für den Einsatz an Werkzeugmaschinen, insbesondere umfang¬ reicheren Bearbeitungszentren, angeboten.
    [0004] Bei der bekannten Einrichtung besteht das eine Bauteil aus zwei Elementen, nämlich einem außenliegenden, teilweise hülsenförmigen Körper und einem innerhalb der axialen 3ohrung des hülsenförmigen Körpers befindlichen Anzugstange. Der außenliegende, hülsenförmige Körper bildet zusammen mit der Anzugstange einen Werkzeugträger, an den ein Werk¬ zeugkopf kuppelbar ist. Hierzu ist die erwähnte Anzug¬ stange mittels eines schräg zur Achse von Werkzeugträger und Werkzeugkopf im hülsenförmigen Körper angebrachten Gewinde¬ stiftes in axialer Richtung relativ zum hülsenförmigen Körper verstellbar. Die Anzugstange weist eine kegelstumpf- förmige Fläche auf, die als Steuerfläche für Verriegelungs¬ mittel, nämlich für einige über den Umfang dieser Steuer¬ fläche verteilt angeordnete, im übrigen im hülsenförmigen Körper in gesonderten Bohrungen geführte Bolzen dient. Diese Bolzen greifen in der einen Endstellung in eine Nut, die am dem hülsenförmigen Körper bzw. der Anzugstange zu¬ gekehrten Ende des Werkzeugkopfes in dessen innenliegender, den Bolzen zugekehrter Wandung vorgesehen ist. Durch ent¬ sprechende Einstellung des erwähnten Gewindestiftes als Stellmittel für die Anzugstange gegenüber dem hülsenförmigen Körper kann hiermit der Werkzeugkopf mit einer ringförmigen Paßfläche an eine korrespondierende Paßfläche des hülsen¬ förmigen Körpers gepreßt werden. - Im übrigen ist bei dieser bekannten Einrichtung zwischen hülsenförmigem Körper des Werkzeugträgers und Werkzeugkopf noch ein .am hülsenförmigen Körper befestigter, in eine Ausnehmung am Werkzeugkopf greifender Mitnehmer vorgesehen, sθ dqß-zusätzl ich zum durch Pressung zwischen Werkzeugkopf und hülsenförmigem Körper erzeugten Kraftschluß durch entsprechende Einstellung des erwähnten Gewindestiftes - noch ein Formschluß besteht, der sogenanntes Durchrutschen des Werkzeugkopfes gegenüber dem hülsenförmigen Körper verhindert. Außerdem bewirkt dieser Mitnehmer eine vorbestimmte Positionierung zwischen Werkzeug¬ kopf und Werkzeugträger.
    [0005] Nachteilig bei der bekannten Einrichtung ist, daß bei dieser eine Mehrzahl von Bolzen notwendig ist, die in einer ent¬ sprechenden Anzahl von Bohrungen im hülsenförmigen Körper des Werkzeugträgers geführt sind und die einerseits mit der erwähnten Steuerfläche der Anzugstange und andererseits mit einer Fläche bzw. einem Flächenteil der erwähnten Nut in Kontakt stehen bzw. in Kontakt bringbar sind. Die Anordnung mehrerer Bolzen und für die Bolzen jeweils gesondert vor¬ gesehener, präzise gearbeiteter Bohrungen als Führungen für die Bolzen ist technisch aufwendig und in der Herstellung mit hohen Kosten verbunden. Dennoch kann mit dieser Konstruk¬ tion nur mehr oder weniger punktförmig die gewünschte Anpreßkraft von der Anzugstange des Werkzeugträgers auf den betreffenden Teilbereich der erwähnten Nut des Werkzeug¬ kopfes ausgeübt werden. Die mehr oder weniger punktförmige Übertragung der Anpreßkräfte von der Anzugstange des Werk¬ zeugträgers auf Bereiche der Nut des Werkzeugkopfes und in gewissem Maß auch von der erwähnten Paßfläche des Werkzeug¬ kopfes auf die erwähnte, gegenüberliegende Paßfläche des hülsenförmigen Körpers führt dazu, daß sowohl die Steuer¬ fläche der Anzugstange als auch der betreffende Flächen¬ bereich der Nut im Werkzeugkopf nach einiger Zeit mehr oder weniger beschädigt und deformiert werden kann, und zwar in einem Ausmaß, welches ein weiteres problemfreies Funktionieren dieser Art von Kupplung stört oder ausschließt.
    [0006] Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung besteht im übrigen darin, daß die erwähnten Bolzen beim Lösen des Gewindestiftes - also Entfernen der Steuerfläche der Anzug¬ stange von der gegenüberliegenden, erwähnten Fläche der Nut im Werkzeugkopf - nicht immer oder nur teilweise der Bewegung der Steuerfläche der Anzugstange folgen, so daß ein un¬ behindertes Entnehmen eines Werkzeugkopfes vom Werkzeugträger nicht immer gewährleistet ist.
    [0007] Aufgabe
    [0008] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung insoweit zu ver¬ bessern, daß einerseits eine möglichst gleichmäßige Über¬ tragung der für die Verbindung von Werkzeugkopf mit Werkzeug¬ träger notwendigen Kräfte vom Werkzeugträger auf den Werkzeug¬ kopf erfolgt und daß andererseits sichergestellt ist, daß beim Lösen des Stellmittels (Gewindestift) am Werkzeugträger der jeweils verwendete Werkzeugkopf problemlos vom Werk¬ zeugträger abgenommen werden kann. Außerdem soll nach Mög¬ lichkeit der Aufwand zur Herstellung einer derartigen Kupplungseinrichtung so gering wie möglich sein. Lösung
    [0009] Die vorstehend umrissene Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erfindungsgemäß da¬ durch gelöst, daß die Verriegelungsmittel aus einem in Umfangsrichtung einteiligen, in radialer Richtung federnd ausgebildeten ringförmigen Körper vorbestimmten Quer¬ schnitts bestehen, und daß sowohl die Steuerfläche des einen Elementes als auch die Stützfläche des anderen Elementes als durchgehend ringförmig umlaufende Flächen ausgebildet sind.
    [0010] Vortei le
    [0011] Die Verbesserung der eingangs beschriebenen Einrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 führt zu einer Lösung für eine Kupplungs- oder Verbindungs¬ einrichtung, insbesondere zum Verbinden von Werkzeugträger und Werkzeugkopf zur Anwendung bei Werkzeugmaschinen, die bei der Möglichkeit der Übertragung relativ hoher Kräfte eine sporadische Deformation oder Zerstörung von Teilen der in Kontakt miteinander tretenden Bauelemente vermeidet und die dennoch mit relativ geringem Aufwand herzustellen ist. Außerdem hat die Erfindung den Vorteil, daß sich in¬ folge der besonderen Ausführung der Verrieglungsmittel als einteiliger, ringförmiger Körper in Verbindung mit zuge¬ ordneten Teilflächen des einen und/oder anderen Elements des -einen Bauteils der Einrichtung keine Probleme beim Wechsel des Werkzeugkopfes wie im Fall der bekannten Ein¬ richtung ergeben können. Die Gestaltung des federnden, ringförmiger Körpers kann ent¬ weder entsprechend dem Vorschlag nach Anspruch 2 derart sein, daß dieser Körper runden Querschnitt hat; diese Lösung kennzeichnet sich durch besonders niedrige Herstellungkosten. Es ist aber auch möglich, gemäß dem Vorschlag nach Anspruch 3 den Querschnitt des ringförmiger Körpers polygonartig vor¬ zusehen. In einem solchen Fall sind dann selbstverständlich c_ie dem ringförmiger Körper jeweils gegenüberliegenden Flächenbereiche der Nut des Werkzeugkopfes sowie der beiden Elemente des Werkzeugträgers hieran angepaßt.
    [0012] Um im Zuge der Verbindung eines Werkzeugkopfes mit dem Werk¬ zeugträger ein einwandfreies Hineingleiten des ringförmigen Körpers in die erwähnte Nut sicherzustellen, wird gemäß Anspruch 4 vorgeschlagen, daß die an die Steuer- oder Stütz¬ fläche des einen bzw. anderen Elementes des einen Bauteiles anschließende ringförmige Fläche der im Querschnitt etwa ein Trapez bildenden Nut mit der Steuer- oder Stützfläche einen stumpfen Winkel einschließt, z.B. in der Größen¬ ordnung von etwa 135 bis 175 Grad, vorzugsweise etwa 165 Grad. Selbstverständlich ist die der erwähnten ring¬ förmigen Fläche der Nut benachbarte Stütz- oder Steuerfläche des einen bzw. anderen Elementes des einen Bauteils (Werk¬ zeugträger) so zu der erwähnten ringförmigen Fläche der Nut angeordnet, daß ein problemloses Hinübergleiten des federnden, ringförmigen Körpers von der Stütz- bzw. Steuerfläche in den Bereich der Nut möglich ist.
    [0013] Schließlich ist es im Fall einer Ausführungsform des Erfindungsgedankens gemäß Anspruch 5 möglich, daß die Steuer¬ bzw. Stützfläche für den federnden, ringförmigen Körper im Bereich eines Gewindezapfens des einen Elementes bzw. im Bereich einer mit diesem Gewindezapfen zum Zweck der relativen Verstellung der Elemente gegeneinander korrespondierenden Gewindebohrung des anderen Elementes des einen Bauteils (Werkzeugträger) vorgesehen ist. Im Fall dieser Lösung befindet sich die erwähnte Nut also nicht wie im Fall der bekannten Lösung im Bereich einer innenliegenden Bohrung des Werkzeugkopfes, sondern im Bereich der äußeren Mantelfläche eines Zapfens des Werkzeugkopfes.
    [0014] Schließlich ist es zum Zweck einer einwandfreien und voll¬ ständigen Übertragung der gewünschten Anpreßkräfte zwischen dem einen und dem anderen Bauteil entsprechend dem Vor¬ schlag nach Anspruch 6 zweckmäßig, daß in Verbindungs¬ stellung der Bauteile der federnde, ringförmige Körper außer an einer Fläche der erwähnten Nut des anderen Bau¬ teils nur an der Steuer- bzw. Stützfläche desjenigen Elementes des einen Bauteils anliegt, welches infolge der Verbindung das andere Element des einen Bauteils an das andere Bauteil preßt.
    [0015] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist noch allgemein zu erwähnten, daß es grundsätzlich gleichgültig ist, ob - beispielsweise im Fall der Anwendung der er¬ findungsgemäßen Einrichtung auf Werkzeugsysteme der be¬ schriebenen Art - das aus zwei Elementen bestehende Bau¬ teil der Werkzeugträger oder der Werkzeugkopf ist. Die einzelnen Teilfunktionen der drei in Wirkverbindung mit¬ einander tretenden Bauelemente, nämlich des einen, aus zwei Elementen bestehenden Bauteils und des anderen Bau¬ teils, können beliebig auf diese drei Bauelemente verteilt werden, soweit nur die vorbeschriebene Wirkungsweise auf¬ rechterhalten bleibt. Dabei kann dann von Fall zu Fall der die Verbindungskräfte übertragende ringförmige Körper in Verriegelungsstellung im einen Fall entgegen seinem Ausgangszustand radial nach, außen aufgeweitet sein und im anderen Fall radial nach innen zusammengedrückt sein. - Zur Übertragung hoher Kräfte besteht der ringförmige Körper aus Metall und ist an seinem Umfang entsprechend aufgetrennt Jedoch ist für Anwendungsfäl l'e mit nur verhältni äßig geringer erforderlicher Kraftübertragung evtl. auch der Einsatz anderer Materialien möglich.
    [0016] Anhand der Figuren 1 bis 6 der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden an mehreren Ausführungsbeispielen bzw. Aus¬ führungsformen erläutert.
    [0017] Es zeigen
    [0018] Figur 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung in Anwendung auf ein aus Werkzeugträger und Werkzeugkopf bestehendes Werkzeugsystem in einer Ansicht im Schnitt,
    [0019] Figur 2 eine Variante zur Einrichtung nach Figur 1 teilweise und in größerem Maßstab im Schnitt,
    [0020] Figur 3 eine weitere mögliche Ausführungsform zur Ein¬ richtung nach Figur 1 teilweise und im Schnitt,
    [0021] Figur 4 eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, ebenfalls in Anwendung auf ein Werkzeugsystem, teilweise und im Schnitt, und
    [0022] Figur 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungs¬ gemäßen Einrichtung in kinematischer Umkehr der betreffenden Bauelemente, und
    [0023] Figur 6 die Einrichtung nach Figur 5 im Zustand der Verbindung der beiden Bauteile. Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung in einer ersten Ausführungsform und in Anwendung auf ein aus Werk¬ zeugträger und Werkzeugkopf bestehendes Werkzeugsystem für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für ein automatisch arbeitendes, mit einer größeren Anzahl von im Zugriff stehenden Werkzeugen bzw. Werkzeugköpfen ausgestattetes Bearbeitungszentrum. Damit Werkzeugmaschinen oder Bearbeitungs' Zentren mit einem derartigen Werkzeugsystem möglichst rationell arbeiten können, ist ein möglichst schneller und problemloser Werkzeugwechsel unabdingbar. Diesen Bedingungen entspricht die Einrichtung nach Figur 1.
    [0024] Figur 1 zeigt ein aus einem Werkzeugkopf 1 und einem Werk¬ zeugträger 2 bestehendes Werkzeugsystem, bei dem das oder die Werkzeuge grundsätzlich feststehend oder angetrieben sein können; im vorliegenden Fall sind Werkzeugträger und Werkzeugkopf mit den als Schneidplatten 6 ausgebildeten Werkzeugen angetrieben.
    [0025] Der Werkzeugträger 2 besteht aus zwei Elementen, und zwar aus einem teilweise hülsenförmigen, rotationssymmetrischen Grundkörper 26, in dem sich ein Anzugbolzen 28 in axialer Richtung verstellbar führt. Der Grundkörper 26 weist an seinem dem Werkzeugkopf 1 zugekehrten Ende eine zylindrische Bohrung 9 auf, die sich zum freien Ende hin in einen koni¬ schen Bereich 29 erweitert. Mit einem mit 34 bezeichneten, zylindrischen Bolzenteil führt sich der Anzugbolzen 28 in axialer Richtung in der Bohrung 9. Im konischen Bereich 27 der Bohrung 9 des Grundkörpers 26 läuft der Anzugbolzen 28 in eine kegelstumpfförmige Erweiterung 29 aus, an die sich ein zylindrischer Absatz 30 anschließt. Auf den Absatz 30 folgt eine weitere, mit 31 bezeichnete ringförmige Kegel¬ mantelfläche, an die eine weitere ringförmige, zylindrische Fläche 32 anschließt. In Richtung auf den Werkzeugkopf 1 zu folgt auf die Fläche 32 schließlich noch eine ringförmige
    [0026] Kegelstumpffläche 33.
    [0027] «
    [0028] Das teilweise kegelstu pfförmig erweiterte, mit 35 bezeich¬ nete eine Ende des Anzugbolzens 28 befindet sich im Raum einer im Werkzeugkopf 1 auf der den Schneidplatten 6 gegen¬ überliegenden Seite des Werkzeugkopfes befindlichen Bohrung 36. Die im wesentlichen zylindrisch ausgeführte Bohrung 36 ist durch eine ringförmige Nut 37 mit etwa trapezförmigem Querschnitt unterbrochen.
    [0029] Bei aneinanderliegenden Paßflächen 38 und 39 von Werkzeug¬ kopf 1 bzw. Grundkörper 26 des Werkzeugträgers 2 befindet sich die Nut 37 des Werkzeugkopfes 1, insbesondere die Teil¬ fläche 40 der Nut 37, derart benachbart zu einer mit 41 bezeichneten, kreisringförmigen Stützfläche, daß durch Ver¬ stellen des Anzugbolzens 28 in Richtung des Pfeils 42 ein im Raum zwischen der Stützfläche 41, der als Steuerfläche dienenden ringförmigen Kegelfläche 31 und der gesamten Fläche der Nut 37 befindlicher, mit 43 bezeichneter federn¬ der ringförmiger Körper aus der in der rechten Hälfte der Darstellung in Figur 1 gezeigten Position in die in der linken Hälfte der Darstellung gezeigte Position gedrückt wird. Sie Anordnung der Teilfläche 40 der Nut 37 zur Stützfläche 41 des Grundkörpers 26 ist - bei aneinanderliegenden Pa߬ flächen 38 und 39 - dabei so gewählt, daß der federnde, ringförmige Körper 43 bei Einnahme der in der linken Hälfte der Darstellung nach Figur 1 gezeigten Position keinen Kontakt mehr mit der Stützfläche 41 des Grundkörpers hat. Dementsprechend werden die von einer an sich bekannten Stell¬ schraube 44 über eine Stellfläche 45 des Anzugbolzens 28 ausgeübten Kräfte über den ringförmigen Körper 43 aus¬ schließlich auf den Werkzeugkopf 1 übertragen. Damit wird ein sicherer Sitz des Werkzeugkopfes am Grundkörper 26 des Werkzeugträgers 2 sichergestellt. - Anstelle der üblicherweise verwendeten Stellschraube 44 können selbst¬ verständlich mehrere- solcher Stellschrauben verwendet werden oder aber auch andere Stellmittel mit pneumatischem, hydraulischem oder elektro-magnetischem Antrieb.
    [0030] Ferner ist es möglich, anstelle des mit rundem Querschnitt ausgeführten federnden ringförmigen Körpers 43 einen solchen mit davon abweichendem Querschnitt, z.B. polygon¬ artigem Querschnitt zu verwenden, wie er im linken Teil der Darstellung nach Figur 1 gezeigt und dort mit 46 bezeichnet ist. Eine polygonartige Ausgestaltung des Querschnitts des federnden, ringförmigen Körpers bietet bei entsprechender Gestaltung im Hinblick auf den Verlauf und die Lage der Stützfläche 41 am Grundkörper 26 des Werkzeug¬ trägers 2, der als Steuerfläche dienenden ringförmigen Kegelmantelfläche 31 am Anzugbolzen 28 und der entsprechen¬ den Teilflächen der Nut 37 den Vorteil, daß jeweils größere Flächenbereiche des ringförmigen Körpers mit dem Werkzeug¬ kopf 1 und dem einen bzw. anderen Element des Werkzeugträgers 2 in Kontakt bringbar sind und somit größere Kräfte ohne irgendeine Beschädigung oder Deformation von Oberflächen¬ bereichen übertragen werden können.
    [0031] Figur 1 zeigt im übrigen noch einen Mitnehmer 22, der mittels eines Schraubenbolzens 47 mit dem Grundkörper 26 fest verbunden ist und dessen eines Ende in eine Aussparung 48 am Werkzeugkopf 1 reicht. Hiermit wird erreicht, daß einerseits ein sogenanntes Durchrutschen des Werkzeugkopfes 1 gegenüber dem Werkzeugträger 2 bzw. dessen Grundkörper 26 beim Auftreten hoher Umfangskräfte mit Sicherheit verhindert wird und daß andererseits ein gegenüber dem Grundkörper 26 vorherbestimmtes, positioniertes Aufstecken und Verbinden des Werkzeugkopfes 1 mit dem Werkzeugträger 2 ermöglicht wird.
    [0032] Beim Verstellen bzw. Bewegen des Anzugbolzens 28 in Richtung des Pfeils 49 - also aus der Verriegelungsstellung für einen Werkzeugkopf 1 in die Entriegelungsstellung - wird im Verlauf der Bewegung des Anzugbolzens 28 in Richtung des Pfeils 49 der ringförmige Körper 43 bzw. 46 an der ringförmigen Kegel¬ mantelfläche 31 unter Zusammenziehen des ringförmigen Körpers solange entlanggleiten, bis er an dem zylindrischen Absatz 30 zur Anlage kommt und dort gehalten wird. Infolge dieser definierten Halteposition des ringförmigen Körpers im Ent¬ riegelungszustand des Werkzeugsystems bzw. der erfindungs¬ gemäßen Einrichtung kann das eine Bauelement, nämlich der Werkzeugkopf 1, stets problemlos vom anderen Bauelement, nämlich dem Werkzeugträger 2, entnommen werden. Ein nicht vorhersehbares Verklemmen oder Verkeilen von einem oder mehreren, in gesonderten Führungen geführten Bolzen wie im Fall der vorbekannten Einrichtung ist bei der erfindungs¬ gemäßen Einrichtung ausgeschlossen.
    [0033] Wie eingangs erwähnt, können im Fall der erfindungsgemäßen Einrichtung wesentlich größere Kräfte als im Fall der vor¬ bekannten Einrichtung im Kupplungsbereich der beiden Bauteile übertragen werden, ohne daß dies die Funktionssicherheit beeinträchtigen würde und ohne daß Beschädigungen oder Zer¬ störungen von Bereichen der Bauelemente zu befürchten wären. Die Einrichtung nach der Erfindung ist technisch einfach und erfordert nur verhältnismäßig geringen Herstellungs¬ aufwand. Fig. 2 zeigt in einer Ausführungsform der Erfindung ein noch näher zu beschreibendes Kupplungselement, das aus einem ein¬ fachen, zwischen einem Kegelkopf 12 eines Anzug- bolzens 11 oder einer nicht gezeigten Anzugstange, einem im wesentlichen zylin¬ drisch ausgebildeten Werkzeugkopf 1 und einem zum Teil zylindrisc ausgebildeten Werkzeugträger 2 angeordneten, federnden Spreng¬ ring 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.
    [0034] 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 Anzugbolzens 11 auf. Die Wandung des vorderen Teils der Zylinderbohrung '3 ist 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 Zvlinderbohruπc 3 in fünf Teilflächen 4a bis 4d und 6a unterteilt, wofcei die Teilfläche 4d zur Führung einer Zylinder flc.che 12c am Kegelkopf 12, die Teilflächen 4b ist 4c zum An¬ liegen des Sprengrings 19 an die Teilflächen 4b, 4c, der Nut 4 und die Teilfläche 6a als Paß- und Führungsfläche mit einer Paßfläche 8a an einem Zylinderhals 8 des Werkzeugträgers 2 dienen. Auf diese Weise ist der Kegelkopf 12 des Anzug- bolzens 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.
    [0035] ERSATZBLATT 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 als Paßfläche 6b ausgebildet ist, welche wiederum kraft- und formschlüssig mit einer Stirn¬ paßfläche 8b des Werkzeugträgers 2 in Kontakt steht.
    [0036] Der im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Werkzeugträger 2 hat eine zentral angeordnete Zylinderbohrung 9 mit 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 Kegelkopf 12 mit einer unteren Kegelfläche 12d den sich bei Entriegelung auf einem Zylinderhals 8 des Werkzeugträgers 2 abstützenden Sprengring 19 ganz in die Nut 4 von innen nach außen eindrückt, wobei der Sprengring 19 dann in Verriegelungs¬ stellung auch mit den Teilflächen 4b und 4c der Nut 4 einen linienförmigen Kontakt bildet und sich dadurch in einer äußerst stabilen, festen und nicht mehr verrutschbaren Endlage be¬ findet, die in Fig. 2 noch näher erläutert wird. In dieser Endlage ist der Sprengring 19 gegenüber dem Werkzeugträger 2 völlig frei und es wirken nur noch Zugkräfte auf den Werk¬ zeugkopf 1.
    [0037] Der Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 besteht aus einer ab¬ geflachten, oberen Kegelkopffläche 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 dient, und einer der Kegelstumpffläche 12b gegenüberliegenden unteren Kegelstumpffläche 12d, die unter etwa 45° geneigt ist und, wie ausgeführt, einen linienhaften Kontakt mit dem Spreng¬ ring 19 sowohl in der Entriegelungs- wie auch in der Ver¬ riegelungsstellung hält.
    [0038] ERSÄTZBLATT 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 Betätigungs¬ fläche zum Anziehen des Kegelkopfes #12 des Anzugbolzens 11 mittels einer noch zu beschreibenden, im Werkzeugträger 2 angebrachten Einrichtung dient. Der Kegelfuß 14 des Anzug- bαlzens 11 weist eine abgeflachte Kegelfuß läche 14 a mit einer Kegelstumpffläche 14b auf.
    [0039] Im Werkzeugträger 2 ist eine Einrichtung 15 zum axialen Ver¬ stellen des Anzugbolzens 11 vorgesehen. Die Einrichtung 15 besteht aus einer Aussparung 15a, von der aus durch den Werk¬ zeugträger 2 eine Schrägbohrung 16 mit einem Innengewinde 17 geht, in die ein Gewindestift 18 mit Innensechskant 18a einschraubbar ist. Der Gewindestift 18 besitzt einen Kern¬ ansatz 18b, welcher beim Einschrauben des Gewindestiftes 18 die Aussparungsfläche 13a beaufschlagt und damit bei weiterer Betätigung den Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 in die Verriegelungsstellung 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 12 des Anzugbolzens 11 verwendet werden, insbesondere dann, wenn der Anzugbolzen 11 als solcher als eine durch die Bohrung 9 ge¬ führte Zugstange ausgebildet ist.
    [0040] Wie die Fig. 2 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.
    [0041] ERSATZBLATT Auch ist in die Fig. 2 ein an sich bekannter Mitnehmer 22 gestrichelt eingezeichnet, der ein Durchrutschen des Werk¬ zeuges bei schwerer Belastung verhindert und auch dazu dient, daß das Werkzeug immer in der gleichen Position zum Werkzeug¬ träger 2 gehalten werden kann.
    [0042] Fig. 3 zeigt ferner in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung einen Teillängsschnitt durch den Werkzeugkopf 1 und Werkzeugträger 2 mit Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 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 Position ein¬ nimmt. 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.
    [0043] In der bei der Fig. 3 gestrichelt eingezeichneten Verriegelungs¬ stellung b steht der Sprengring 19 mit zwei Nutflächen 4b* und 4c der Nut 4 des Werkzeugkopfes 1 und die obere Kegel- stumpfteilflache 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 Werk¬ zeugkopf 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
    [0044]
    bewirken, weil der Kegelkopf 12 des Anzugbolzens 11 beim Spannen rundum mittels einer in Fig. _2 gezeigten Einrichtung 15 zentrisch angezogen werden kann. Dies wird dadurch er¬ möglicht, weil die Zylinderfläche 12c am Kegelkopf 12 des Anzug-bolzens 11 gegenüber der Fläche 4d der Bohrung 3 des Werkzeugkopfes 1 und der Anzugbolzen 11 selbst in Bezug auf die Führungsbohrung 9 des Werkzeugträgers 2 ein Bewegungs¬ und Passungsspiel hat, wie aus der Fig. 2 anhand der Pfeile a und b sowie der Pfeilpaare c bis e deutlich zu erkennen ist.
    [0045] 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 Werkzeugkopfes 1 auspendeln und dadurch eine gleichmäßige Anpassung der betreffenden Paßflächen herbeiführen. Aufgrund dieser pendelnden Anordnung ist ein Verspannen wie bei dem bekannten Kupplungs¬ element nicht mehr möglich.
    [0046] Damit der Sprengring 19 beim Anziehen des Kegelkopfes 12 des Anzugbolzens 11 seine stabilste Lage einnehmen kann, soll der Winkei oc der unteren Kegelstumpffläche 12d bevorzugt etwa 45° und der Winkel 3 der ihr gegenüberliegenden geneigten Teil¬ fläche 4c der Nut 4 in der Bohrung 3 des Werkzeugträgers 1 etwa 15° betragen. Der Winkeice muß auch in anderen Ausführungs¬ formen 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.
    [0047] Die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung 15 zum axialen Verstellen des Kegelkopfes 12 mit dem Anzugbolzen 11 unterscheidet sich nicht von dem in Fig. 1 dargestellten Betätigungsmechanismus und braucht daher nicht mehr näher erläutert zu werden. Fig. 4 zeigt in einer anderen Ausführungsform der Erfindung einen Längsschnitt, wie in Fig. 3 durch den Werkzeugkopf, Werkzeugträger 2 und einen zu einem Polygon verformten Sprengring 19 mit fünf Seiten 19a bis e in Verriegelungs¬ stellung 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 Paßzentrie¬ rung, die durch die Pfeile a und b sowie durch die Pfeilpaare c bis e gekennzeichnet ist. Da bei dieser Ausführungsform der Sprengring 19 mit seinen Seiten 19b, 19c und 19e flächenhaften Kontakt mit den zuvor beschriebenen 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 Spr*engringausbildung wesentlich aufwendiger in der Fertigung und entsprechend kostenungünstiger, dennoch von Vorteil, wenn Werkstücke bei größeren Vibrationen zu bearbeiten sind.
    [0048] Fig. 5, 6 zeiigt in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Längsansicht den mit dem Werkzeugträger 2 durch den Mitnehmer 22 verbundenen Werkzeugkopf 1, wobei sich der Spren-gring 19 zunächst auf einer Paßfläche 24 a eines Zylinder- halses 24 des Werkzeugträgers 2 abstützt und einer Schräg¬ fläche 23a einer Überwurfmutter 23 in Entriegelungsstellung a anliegt und wobei durch Betätigen der Überwurfmutter 23 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 ver¬ hindert, 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 erkennen läßt, übernimmt die Überwurfmutter 23 die Funktion des Kegelkopfes 12 des Anzugbolzens 11 bzw. einer nicht gezeigten Zugstange.
    [0049] Wie in den vorhergehenden Ausführungsformen, verbindet der Mit¬ nehmer 22 auch hier den Werkzeugkopf 1 mit dem 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.
    [0050] 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 ein¬ greifen.
    [0051] Es versteht sich von selbst, daß die beschriebenen und dar¬ gestellten Ausführungsbeispiele nur vorteilhafte Ausgestal¬ tungen des Erfindungsgedankens sind, der keineswegs hierauf beschränkt sein soll. So kann beispielsweise 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 -erfindungs- gemäßen Kupplungselementes denkbar. Es kann überall dort eingesetzt werden, wo es auf eine lösbare, kraft- und formschlüssige Verbindung ankommt. So könnten beispielsweise auch die Räder an Kraftfahrzeugen mit Hilfe der erfindungs¬ gemäßen Kupplung befestigt sein. Ferner könnten z.B. auch Schlauch- und Rohrverbindungen mit Hilfe des erfindungs¬ gemäßem Kupplungselementes schnell und funktionssicher ausgeführt werden.
    [0052] Alle in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen dargestellten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungs¬ wesentlich angesehen.
    [0053] ATΣBLATT
    权利要求:
    Claims
    P a t e n t a n s p r ü c h e
    Einrichtung zum Verbinden zweier im Verbindungsbereich im wesentlichen rotationssymmetrisch gestalteter Bauteile (Werkzeugkopf 1, Werkzeugträger 2), insbesondere eines Werkzeugkopfes (1) mit einem Werkzeugträger (2) zum Ein¬ satz an Werkzeugmaschinen,
    a) mit Bauteilen (Werkzeugkopf 1, Werkzeugträger 2), von denen das eine Bauteil (Werkzeugträger 2) zwei axial zueinander verstellbare Elemente (Grundkörper 26, Anzugbolzen 28) aufweist,
    b) mit Stellmitteln (Stellschraube 44) zum axialen Ver¬ stellen der Elemente (Grundkörper 26, Anzugbolze.n 28) des einen Bauteils (Werkzeugträger 2) relativ zuein¬ ander,
    c) mit Verriegelungsmitteln für das andere Bauteil (Werk¬ zeugkopf 1), die einerseits einer an dem einen Element (Anzugbolzen 28) des betreffenden Bauteils (Werkzeug¬ träger 2) vorgesehenen, schräg zu dessen Achse ange¬ ordneten Steuerfläche (ringförmige Kegelmantelfläche 31) und andererseits einer an dem anderen Element (Grund¬ körper 26) des betreffenden Bauteils (Werkzeugträger 2) vorgesehenen Stützfläche (41) mit einer Selbsthemmung der Verriegelungsmittel ausschließenden Neigung zur Steuerfläche (ringförmige Kegelmantelfläche 31) des einen Elementes (Anzugbolzen 28) gegenüberliegen, und
    d) mit einer am dem einen Bauteil (Werkzeugträger 2) zuge¬ kehrten Ende des anderen Bauteils (Werkzeugkopf 1) in diesem vorgesehenen Nut (37), die zusammen mit der Steuerfläche (ringförmige Kegelmantelfläche 31) des einen Elementes (Anzugbolzen 28) und der Stützfläche (41) des anderen Elementes (Grundkörper 26) des einen Bauteils (Werkzeugträger 2) einen die erwähnten Verriegelungsmittel einschließenden Raum begrenzt und in die die Verriegelungsmittel unter in axialer Rich¬ tung erfolgender Relativbewegung der beiden Elemente (Anzugbolzen 28, Grundkörper 26) des einen Bauteils (Werkzeugträger 2) bewegbar sind zum axialen Anpressen der beiden Bauteile (Werkzeugkopf 1, Werkzeugträger 2) aneinander,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    e) die Verriegelungsmittel aus einem in Umfangsrichtung einteiligen, in radialer Richtung federnd ausgebildeten ringförmigen Körper (43) vorbestimmten Querschnitts bestehen und
    f) sowohl die Steuerfläche (ringförmige Kegelmantelfläche 31 )des einen Elementes (Anzugbolzen 28) als auch die Stützfläche (41)des anderen Elementes (Grundkörper 26) als durchgehend ringförmig umlaufende Flächen ausge¬ bildet sind.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde ringförmige Körper (43) runden Querschnitt hat.
    3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde ringförmige Körper (46) polygonartigen Querschnitt hat.
    4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Steuer- oder Stützfläche (31 bzw. 41) des einen bzw. anderen Elementes (Anzugbolzen 28 bzw. Grund¬ körper 26) des einen Bauteils (Werkzeugträger 2) an¬ schließende ringförmige Fläche der im Querschnitt etwa ein Trapez bildenden Nut (37) mit der Steuer- bzw. Stütz¬ fläche (31 bzw. 41) einen stumpfen Winkel einschließt, zweckmäßig in der Größenordnung von etwa 135 bis 175°, vorzugsweise etwa 165
    5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (Paßfläche 24a) und die Steuerfläche (Schrägfläche 23a) für den federnden ringförmigen Körper (Sprengring 19) im Bereich eines Gewindezapfens des einen Elementes (Grundkörper 26) bzw. im Bereich einer mit die¬ sem Gewindezapfen zum Zweck der relativen Verstellung der Elemente gegeneinander korrespondierenden Gewinde¬ bohrung des anderen Elementes (Überwurfmutter 23) des einen Bauteils (Werkzeugträger 2) vorgesehen ist.
    6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindungsstellung der Bauteile (Werkzeugkopf 1 und Werkzeugträger 2) der federnde, ringförmige Körper (43 oder 46) außer an einer Fläche (Teilfläche 40) der er¬ wähnten Nut (40) des anderen Bauteils (Werkzeugkopf 1) nur an der Steuer- bzw. Stützfläche (ringförmige Kegel¬ mantelfläche 31 bzw. Stützfläche 41) desjenigen Elementes (Anzugbolzen 28)des einen Bauteils (Werkzeugträger 2) anliegt, welches infolge der Verbindung der Bauteile (Werkzeugkopf 1, Werkzeugträger 2) das andere Elemente des einen Bauteils (Werkzeugträger 2) an das andere Bauteil (Werkzeugkopf 1) drückt.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    CA2614650C|2009-07-28|Toolholder assembly
    KR100621952B1|2006-09-07|엔드 밀 처킹 구조
    US8613434B2|2013-12-24|Work pallet positioning and fixing device
    US8690500B2|2014-04-08|Tool interface
    DE102006062973C5|2020-03-05|System aus Werkzeughalter mit einer zylindrischen Werkzeugaufnahme in Form eines Spannzangenfutters und Werkzeug
    DE3715659C2|1989-06-22|
    US4863323A|1989-09-05|Changing and chucking tool
    US4723877A|1988-02-09|Toolholder
    EP0291048B1|1992-01-29|Kupplungsvorrichtung zwischen einem Werkstück-oder Werkzeugträger und einer dafür vorgesehenen Handhabungseinrichtung
    CN101204778B|2013-08-21|在夹盘上定位工件的工件支座及带夹盘和工件支座的夹具
    EP0507147B1|1998-02-25|Schnittstelle
    US6485235B1|2002-11-26|Cutting tool assembly with replaceable cutting head
    US5358360A|1994-10-25|Device for supplying fluid to tool
    US20120054998A1|2012-03-08|Ball actuated lock pin
    DE3007440C2|1988-12-29|
    EP1321221A1|2003-06-25|Spanneinrichtung mit einem Spannfutter und einem lösbar daran fixierbaren Werkstückträger
    EP0468157A1|1992-01-29|Bohrfutter
    US4350463A|1982-09-21|Arrangement for mounting a cutter
    EP1211004B1|2006-05-17|Spannvorrichtung für einen Hohlschaft
    EP0765707A2|1997-04-02|Werkzeughalter für Bohr- und Meisselgeräte
    DE10219600C5|2006-12-07|Werkzeugträger mit einer Spannzangenaufnahme
    EP2134490B1|2015-03-04|Werkzeughalter
    JP2858955B2|1999-02-17|マシンツールを結合するためのシステム
    KR100227241B1|1999-11-01|기계공구용 드릴링공구
    USRE33249E|1990-07-03|Coupling device
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0275911A1|1988-07-27|
    DE3700841A1|1988-07-28|
    ES2051777T3|1994-07-01|
    EP0275911B1|1993-09-29|
    AT95096T|1993-10-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-07-28| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BR JP KR SU US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]