DD226810A1

DD226810A1 - DEVICE FOR AUTOMATIC FASTENING OF HEAVY TOOLS TO TOOL MACHINES

Info

Publication number: DD226810A1
Application number: DD26629784A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Schramm
Original assignee: Werkzeugmasch Heckert Veb
Priority date: 1984-08-15
Filing date: 1984-08-15
Publication date: 1985-09-04

Abstract

Vorrichtung zur automatischen Befestigung schwerer Werkzeuge an Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und Fraesmaschinen. Das Ziel ist, ein in ihrem konstruktionstechnischen Aufbau einfache sowie wenig Arbeitsraum beanspruchende Vorrichtung zu schaffen, die eine Befestigung schwerer Werkzeuge ueber eine automatische Zubringe- bzw. Wechseleinrichtung ermoeglicht. Die Verbindung Werkzeugspindel - Werkzeug ist konstruktiv so gestaltet, dass das Werkzeug eine direkte Befestigung an der Werkzeugspindel ohne Verwendung von Bolzen o. ae. Verbindungselementen erfaehrt. Erfindungsgemaess weist die Werkzeugspindel einen prismenfoermig ausgebildeten Kopf mit sich zum Werkzeug hin vergroessernder Breite auf, der mit einer komplementaeren prismenfoermigen, in Richtung der schraegen Seitenflaechen des Kopfes durchgaengig angeordneten Aussparung eines zentrisch mit dem Werkzeug verbundenen Adapterelementes in Eingriff steht und im Kopf der Werkzeugspindel ist senkrecht zu deren Achse ein Druckbolzen angebracht, der stirnseitig mit einer abgeschraegten Flaeche des Spannbolzens in Beruehrung steht, wobei im gespannten Zustand des Werkzeuges sich der Druckbolzen mit der schraegen Seitenwand der Aussparung des Adapterelementes und die Stirnflaeche des Kopfes mit der Grundflaeche der Aussparung in Kontakt befinden.Device for the automatic attachment of heavy tools to machine tools, in particular drilling and milling machines. The aim is to create a device which is simple in terms of its constructional design and requires little working space, which makes it possible to fasten heavy tools by means of an automatic feeding or changing device. The tool spindle tool connection is structurally designed so that the tool can be attached directly to the tool spindle without the use of bolts or the like. Experienced connecting elements. According to the invention, the tool spindle has a prism-shaped head with a width increasing towards the tool, which engages with a complementary prism-shaped recess of a centrally centrally connected to the tool adapter element in the direction of the Schraegen Seitenflaechen of the head and in the head of the tool spindle is vertical to the axis of a pressure bolt attached, the front side is in contact with a abgeschraegten surface of the clamping bolt, wherein in the tensioned state of the tool, the pressure pin with the oblique side wall of the recess of the adapter element and the Stirnflaeche of the head are in contact with the Grundflaeche the recess.

Description

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Mit dem Druckbolzen ist ein senkrecht zu seiner Achse im Kopf der Werkzeugspindel angeordnetes elastisches Element verbunden. Des weiteren ist an dem einen Ende der Grundfläche der Aussparung des Adapterelementes ein Anschlag angeordnet, an dem der sich mit dem Werkzeug in Zentrierstellung befindliche Kopf der Werkzeugspindel anliegt.With the pressure pin a perpendicular to its axis in the head of the tool spindle arranged elastic element is connected. Furthermore, at the one end of the base of the recess of the adapter element, a stop is arranged, against which the head of the tool spindle located in the centering position with the tool lies.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen in schematischer DarstellungIn the accompanying drawing show in schematic representation

Fig. 1: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen VorrichtungFig. 1: a side view of the device according to the invention

Fig. 2: einen Schnitt A-A nach Fig. 12 shows a section A-A of FIG. 1

Die sich im Ausführungsbeispiel in horizontaler Stellung befindliche Werkzeugspindel 1 einer hier nicht gezeigten Werkzeugmaschine dient der Aufnahme eines schweren Werkzeuges 2, z. B. eines Messerkopfes. Die Werkzeugspindel 1 weist einen prismenförmig ausgebildeten Kopf 3 auf, dessen Breite zum Werkzeug 2 hin größer wird. Die gleiche prismenförmige Ausbildung zeigt eine komplementäre Aussparung 4, die in der Art einer durchgängigen Nut auf einem Adapterelement 5 angebracht ist und mit dem Kopf 3 der Werkzeugspindel 1 in Eingriff steht. Das Werkzeug 2 ist dabei über einen Zentrierbolzen 6 sowie mittels Schrauben 7 mit dem Adapterelement 5 verbunden. Diese Verbindung Werkzeug 2 — Adapterelement 5 wurde bereits außerhalb der Werkzeugmaschine vor Beginn des eigentlichen Wechselvorganges hergestellt.The tool spindle 1, which is located in the horizontal position in the exemplary embodiment, of a machine tool, not shown here, serves to receive a heavy tool 2, eg, a tool. B. a knife head. The tool spindle 1 has a prism-shaped head 3, the width of which increases towards the tool 2. The same prismatic design shows a complementary recess 4 which is mounted in the manner of a continuous groove on an adapter element 5 and is in engagement with the head 3 of the tool spindle 1. The tool 2 is connected via a centering pin 6 and by means of screws 7 with the adapter element 5. This compound tool 2 - adapter element 5 was already made outside the machine tool before the start of the actual change process.

Das Spannen und das gleichzeitige Zentrieren des Werkzeuges 2 erfolgt über einen zentrisch im Kopf 3 der Werkzeugspindel 1 angeordneten, federbelasteten Spannbolzen 8, der mit einer an sich bekannten und hier nicht näher dargestellten Spanneinrichtung verbunden ist. Senkrecht zur Achse der Werkzeugspindel 1 befindet sich in deren Kopf 3 ein Druckbolzen 9, der stirnseitig mit dem Spannbolzen 8 über eine schräge Fläche in Berührung steht und im gelösten Zustand des Werkzeuges 2 nicht über die schräge Seitenfläche 10 des Kopfes 3 der Werkzeugspindel 1 hinausragt. Der Seitenfläche 10 des Kopfes 3 gegenüber befindet sich die komplementäre Seitenfläche 10 a der Aussparung 4 des Adapterelementes 5, während der Stirnfläche 11 des Kopfes 3 die Grundfläche 11 a der Aussparung 4 gegenüberliegt. An dem einen Ende der Grundfläche 11 a ist ein Anschlag 12 angeordnet. Im Kopf 3 der Werkzeugspindel 1 ist des weiteren senkrecht zur Achse des Druckbolzens 9 ein elastisches Element 13, z. B. eine Gummifeder, angebracht, das mit dem Druckbolzen 9 verbunden ist.The clamping and the simultaneous centering of the tool 2 via a centrally arranged in the head 3 of the tool spindle 1, spring-loaded clamping bolt 8, which is connected to a known and not shown here clamping device. Perpendicular to the axis of the tool spindle 1 is in the head 3, a pressure pin 9, the front side with the clamping bolt 8 via an inclined surface in contact and in the dissolved state of the tool 2 does not protrude over the inclined side surface 10 of the head 3 of the tool spindle 1. The side surface 10 of the head 3 opposite is the complementary side surface 10 a of the recess 4 of the adapter element 5, while the end face 11 of the head 3, the base 11 a of the recess 4 is opposite. At one end of the base 11 a, a stop 12 is arranged. In the head 3 of the tool spindle 1 is further perpendicular to the axis of the pressure pin 9, an elastic element 13, for. B. a rubber spring attached, which is connected to the pressure pin 9.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Das außerhalb der Werkzeugmaschine-mit dem Adapterelement 5 verbundene Werkzeug 2 wird über eine hier nicht dargestellte Zubringeeinrichtung an die Werkzeugspindel 1 herangeführt.The mode of operation of the device according to the invention is as follows: The tool 2 connected outside the machine tool with the adapter element 5 is brought to the tool spindle 1 via a feed device, not shown here.

Während bei horizontal angeordneter Werkzeugspindel 1 der Kopf 3 sich vorzugsweise in einer Stellung befindet, in der die schrägen Seitenflächen 10 in waagerechter Richtung verlaufen, kann bei vertikal angeordneter Werkzeugspindel 1 der Kopf 3 eine beliebige Stellung einnehmen. Nun wird das Adapterelement 5 mit dem Werkzeug 2 durch die Zubringeeinrichtung von der dem auf der Grundfläche 11 a der Aussparung 4 befindlichen Anschlag 12 entgegengesetzten Seite auf den Kopf 3 der Werkzeugspindel 1 geschoben. Dabei gleitet der Kopf 3 entlang der komplementären Aussparung 4 des Adapterelementes 5, bis der Anschlag 12 diese Bewegung begrenzt. In dieser Endstellung befindet sich der Spannbolzen 8 der Werkzeugspindel 1 dem Zentrierbolzen 6 des Werkzeuges 2 gegenüber.While with horizontally arranged tool spindle 1, the head 3 is preferably in a position in which the oblique side surfaces 10 extend in the horizontal direction, with vertically arranged tool spindle 1, the head 3 can assume an arbitrary position. Now, the adapter element 5 is pushed with the tool 2 by the Zubringeinrichtung of the located on the base 11 a of the recess 4 stop 12 opposite side on the head 3 of the tool spindle 1. In this case, the head 3 slides along the complementary recess 4 of the adapter element 5 until the stop 12 limits this movement. In this end position, the clamping bolt 8 of the tool spindle 1 is the centering pin 6 of the tool 2 opposite.

Bei waagerecht verlaufenden Seitenflächen 10 bzw. 10a kann die Zubringeeinrichtung zurückfahren, bevor der eigentliche Spannvorgang begonnen hat. Das Werkzeug 2 wird über das Adapterelement 5 sicher von der Werkzeugspindel 1 gehalten. Beim Spannen des Werkzeuges 2 wird durch den Spannbolzen 8 der Druckbolzen 9 über den Kopf 3 hinaus an die schräge Seitenfläche 10a der Aussparung 4 des Adapterelementes 5 gedrückt. Dabei wird das elastische Element 13 deformiert. Gleichzeitg zentriert der Spannbolzen 8 das Werkzeug 2, indem er in die sich zentrisch im Adapterelement 5 befindliche Bohrung, die bereits den Zentrierbolzen 6 aufnimmt, einfährt. Die Grundfläche 11 a der Aussparung 4 des Adapterelementes 5 wird fest an die Stirnfläche 11 des Kopfes 3 der Werkzeugspindel 1 gezogen. Das Werkzeug 2 ist gespannt.When horizontally extending side surfaces 10 and 10a, the Zubringeinrichtung can go back before the actual clamping operation has begun. The tool 2 is securely held by the tool spindle 1 via the adapter element 5. When clamping the tool 2 is pressed by the clamping bolt 8 of the pressure pin 9 over the head 3 also to the inclined side surface 10 a of the recess 4 of the adapter element 5. In this case, the elastic element 13 is deformed. Simultaneously centered the clamping bolt 8, the tool 2 by entering into the centrally located in the adapter element 5 hole that already receives the centering pin 6, retracts. The base 11 a of the recess 4 of the adapter element 5 is pulled firmly against the end face 11 of the head 3 of the tool spindle 1. The tool 2 is stretched.

Beim Lösen des Werkzeuges 2 tritt der Druckbolzen 9 außer Kontakt mit dem Adapterelement 5. Das in seine Ausgangsstellung zurückkehrende elastische Element 13 unterstützt dabei das Zurückgleiten des Druckbolzens 9 in dessen Ausgangsposition. Das gelöste Werkzeug 2 befindet sich mittels Adapterelement 5 weiterhin mit der Werkzeugspindel 1 in Eingriff. Durch die Zubringeeinrichtung wird das Adapterelement 5 - und damit auch das Werkzeug 3 - von der Werkzeugspindel 1 abgenommen. Das geschieht in entgegengesetzter Richtung wie beim Anbringen des Werkzeuges 2 an die Werkzeugspindel 1. Befinden sich Kopf 3 und Adapterelement 5 außer Eingriff, wird letzteres zusammen mit dem Werkzeug 2 durch die Zubringeeinrichtung von der Werkzeugmaschine wegtransportiert.When loosening the tool 2, the pressure pin 9 is out of contact with the adapter element 5. The returning to its initial position elastic element 13 supports the sliding back of the pressure pin 9 in its initial position. The dissolved tool 2 is further by means of adapter element 5 with the tool spindle 1 in engagement. By Zubringeinrichtung the adapter element 5 - and thus also the tool 3 - removed from the tool spindle 1. This is done in the opposite direction as when attaching the tool 2 to the tool spindle 1. If the head 3 and adapter element 5 disengaged, the latter is transported away together with the tool 2 by the Zubringeinrichtung of the machine tool.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen im wesentlichen darin, daßThe advantages of the device according to the invention consist essentially in the fact that

— auf Grund der geringen Ausmaße des Adapterelementes sowie des Wegfalls einer Hubbewegung durch die Spindel (das Werkzeug wird seitlich von der Zubringeeinrichtung heran - bzw. weggeführt) Arbeitsraum eingespart wird- Due to the small dimensions of the adapter element and the elimination of a stroke movement through the spindle (the tool is zoomed laterally from the Zubringeinrichtung - or led away) working space is saved

— durch eine direkte und starre Verbindung zwischen Werkzeug und Spindel eine hohe Genauigkeit hinsichtlich Planlauf erreicht wird- By a direct and rigid connection between the tool and spindle high accuracy is achieved with respect to axial runout

— sie einen geringen konstruktionstechnischen Aufwand aufweist und sowohl bei waagerechten als auch bei senkrechten Arbeitsspindeln anwendbar ist.- It has a low construction cost and is applicable to both horizontal and vertical spindles.

Claims

1. A device for automatic attachment of heavy tools to machine tools, especially drilling and milling machines, with a rotatably mounted in a headstock tool spindle, which is clamped by means of a centrally arranged in her, actuated by a clamping device clamping bolt with the tool, characterized in that the Tool spindle (1) has a prism-shaped head (3) with towards the tool (2) towards increasing width, with a complementary prismatic, in the direction of the oblique side surfaces (10) of the head (3) continuously arranged recess (4) of a centric with the tool (2) connected to the adapter element (5) is engaged and in the head (3) of the tool spindle (1) perpendicular to the axis of a pressure pin (9) is mounted, the front side with a tapered surface of the clamping bolt (8) into contact stands, in the tensioned state of the tool (2), the pressure pin (9) with the oblique side wall (10 a) of the recess (4) of the adapter element (5) and the end face (11) of the head (3) with the base surface (11 a) of the recess (4) are in contact.

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Invention claims:

2. Device according to item 1, characterized in that with the pressure pin (9) a perpendicular to its axis in the head (3) of the tool spindle (1) arranged elastic element (13) is connected.

3. Device according to item 1 and 2, characterized gekennzeichnt that at one end of the base surface (11 a) of the recess (4) of the adapter element (5) a stop (12) is arranged, on which the with the tool (2 ) located in the centering head (3) of the tool spindle (1).

For this 2 pages drawings.

Field of application of the invention

The invention relates to a device for automatic attachment of heavy tools to machine tools, in particular drilling and milling machines, with a rotatably mounted in a headstock tool spindle, which is clamped by means of a centrally arranged in her, actuated by a clamping device clamping bolt with the tool.

Characteristic of the known technical solutions

When changing heavy tools on machine tools, the tool is transported from the depositing point to the machine and back, usually by cranes or hoists. The direct attachment to the tool spindle is performed manually by the tool z. B. is secured by screws to the tool spindle. For the operator, this means a time-consuming physical work that involves a risk of accident. In addition, this type of manual attachment or release of heavy tools on machine tools is only applicable to easily accessible to the operator machines.

Solutions are also known which have an automatic attachment of heavy tools to the content.

Thus, DE-OS 3 235 820 describes a device with which the automatic attachment of a heavy accessory on the workpiece headstock of a machine tool is made possible. In this case, the headstock is brought vertically over the stored on the floor accessory and then lowered until the accessory attached bolts penetrate located in the headstock bayonet-like passages. By a coaxial with the spindle arranged annular member which can perform both a rotational movement and a vertical movement, the engagement of the bolts is effected. The accessory is thus taken up by the spindle.

About this accessory different tools, such. As well as cutterheads are attached to the headstock.

A disadvantage of this solution is that the attachment of the tool does not take place directly on the work spindle, but on a structurally complex intermediate spindle. As a result, lost to a working space and on the other hand, no high-precision axial run can be achieved.

Another disadvantage is that due to the fact that the headstock for receiving the accessory is moved towards this, the accessory must be stored in the vicinity of the headstock. This encounters difficulties, especially in machine tools operating on cycle lines, since these are difficult to access and there is no space for the storage of the accessory or heavy tool directly on the machine.

Here there is only the possibility to attach the tool via a corresponding Zubring- or changing device to the tool spindle.

Object of the invention

The object of the invention is to provide a device which is simple in terms of its constructional design and requires little working space, which makes it possible to fasten heavy tools to machine tools by means of an automatic feeding or changing device.

Explanation of the essence of the invention

The technical reasons for the o. G. Disadvantages of the prior art lie in the structural design of the connection tool spindle - tool justified, on the one hand, an indirect attachment of who '- means and on the other hand implements the direct attachment of the accessory to the tool spindle via bolts.

The object of the invention is to provide a device for automatic attachment of heavy tools to machine tools, especially drilling and milling machines, with a rotatably mounted in a headstock tool spindle, which can be clamped by means of a centrally arranged in her, actuated by a clamping device clamping bolt with the tool is, wherein the connection tool spindle - tool is constructively designed so that the tool undergoes a direct attachment to the tool spindle without the use of bolts o. Ä. Connecting elements.

According to the invention, the object is achieved in that the tool spindle has a prism-shaped head with the tool: ~ in magnifying width, with a complementary prismatic, in the direction of the oblique side surfaces of the Koofes consistently arranged recess of a centrally connected to the tool Adaptei element in Engaging and in the head of the tool spindle perpendicular to the axis of a pressure bolt is mounted, the front side is in contact with a tapered surface of the clamping bolt, wherein in the tensioned state of the tool, the pressure pin with the oblique side wall of the recess of the adapter element and the end face of the head be in contact with the base of the recess.