DE2811333A1

DE2811333A1 - Vorrichtung zum schnellen wechseln und einspannen von werkzeugen an werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2811333A1
Application number: DE19782811333
Authority: DE
Inventors: Charles Castagne
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1978-09-28
Also published as: US4183270A; FR2384578B1; ES467924A1; IT7820915A0; FR2384578A1; IT1093168B

Description

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Charles CASiDAGNE
F-65100 PAREAC

Vorrichtung zum schnellen Wechseln und Einspannen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Spanntürme von Werkzeugmaschinen und betrifft eine Vorrichtung zum schnellen Wechseln und Einspannen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen.

Bei bekannten Vorrichtungen zum schnellen Einspannen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen bestehen aus einem Spannturm und einer an diesem angeordneten Zentriereinrichtung. Es ist weiterhin bekannt, mehrere gleichzeitig arbeitende Werkzeuge an einem Spannturm anzuordnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, die für den Ablauf eines mehrstufigen Bearbeitungsverfahrens für Jede Bearbeitungsstufe erforderlichen Werkzeuge schnell und einfach am Spannturm einzuspannen. Eine mehrstufige Bearbeitung kann beispielsweise aus einer Präsarbeit, Ausbohren und Abstechen bestehen, wobei für die einzelnen Arbeitsvorgänge einer solchen mehrstufigen Bearbeitung eines Werkstückes die für die einzelnen Arbeitestufen erforderlichen Werkzeuge sowohl hinsichtlich ihrer Art als auch ihrer Anordnung in Bezug auf das zu bearbeitende Werkstück variieren.

Die Aufgabe für den Spannturm, beispielsweise einer Drehbank, an dem ein ein oder mehrere abnehmbare Werkzeughalter aufnehmendes Gehäuse drehbar angeordnet ist, eine

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Einrichtung zum raschen Wechseln und Befestigen der Werkzeuge zu schaffen, wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Traggehäuse für die Werkzeughalter auf einem konischen Vorsprung des Spannturmes gelagert und der oder die Werkzeughalter mit einer zur Aufnahme einer Zentrierspindel geeigneten Zentrierung versehen sind, wobei die Zentrierung so im Spannturm angeordnet ist, daß sie wenigstens einen der Werkzeugträger in seiner Arbeitsstellung zentrieren und das Traggehäuse in einer dieser Arbeitsstellung entsprechenden Winkelstellung feststellen kann.'

Sas drehbar auf dem Spannturm gelagerte !Traggehäuse kann eine variable Anzahl von Werkzeughaltern, beispielsweise drei bis acht, tragen. Entsprechend den von vornherein festgelegten Arbeitsgängen einer mehrstufigen Bearbeitung werden die für die Ausführung der einzelnen Bearbeitungsstufen erforderlichen Werkzeuge vor Beginn der Bearbeitung an jedem der Werkzeughalter befestigt. Am Ende jedes Arbeitsganges einer mehrstufigen Bearbeitung erfolgt der Werkzeugwechsel durch Verdrehen des Traggehäuses der Werkzeughalter, so daß der das den jeweils folgenden Arbeitsgang entsprechende Werkzeug tragende Werkzeughalter in seine in Bezug auf das Werkstück geeignete Arbeitsstellung gelangt.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die auch das Traggehäuse feststellende Zentrierung der Werkzeughalter mittels eines auf einen Exzenter wirkenden Steuerhebels betätigt wird, der über die Zentrierspindel aufeinander-folgend entweder die Werkzeughalter zentriert und das Traggehäuse feststellt oder die Feststellung des Traggehäuses aufhebt und die in die Werkzeughalter eingreifende Zentrierspindel löst. Eine solche Anordnung gestattet ein ausserordentlich;:rasches, einfaches und sicheres, aufeinanderfolgendes Betätigen der Zentrierung der Werkzeughalter und der Peststellung des Traggehäuses mittels eines einzigen von Hand betätigbaren Hebelarmes.

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Gemäß einer bevorzugten Verwirklichungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in einer den konischen Vorsprung des Spannturmes durchsetzenden Ausnehmung eine mit einer Querbohrung, in die ein als Exzenter wirkender Teil des Steuerhebels eingreift, versehene Feststellmutter und eine sich über eine Schulter an der Stirnfläche des Traggehäuses abstützende Zugspindel angeordnet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung steuert der einen als Exzenter wirkenden Teil aufweisende Steuerhebel durch Vermittlung eines Gleitsteines und einer Schubstange das Anziehen bzw. Lösen der im Spannturm angeordneten und mit den in jedem Werkzeughalter vorgesehenen Zentriermitteln über ihren Mitnehmer verbundenen Zentrierspindel. Die Zentriermittel der Werkzeughalter können vorteilhafterweise durch einen mit dem Werkzeughalter verbundenen Steuerexzenter gebildet sein, wodurch die übliche Verwendung von Steuerkeilen vermieden wird.

Dabei können die Werkzeughalter beispielsweise mit einer einen solchen Steuer- und Feststellexzenter aufnehmenden Führung versehen sein, welche ihrerseits in einer beliebigen Stellung mittels eines Schraubenbolzens festgelegt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beispielsbeschreibung, in der die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben ist. In der Zeichnung zeigt die

Figur 1 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum raschen Wechseln und Befestigen von Werkzeugen an Drehbänken;

Figur 2 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Spannturmes;

Figur 3 eine Stirnansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Figur 1 und 2 ; 809339/0849

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Figur 4 eine Rückansicht eines mit einem Exzenter ausgestatteten Werkzeughalters;

Figur 5 eine schaubildliche Vorderansicht eines Werkzeughalters ;

Figur 6 eine schaubildliche Darstellung eines Exzenters und seiner Aufnahme;

Figur 7 eine Schnittdarstellung einer anderen Verwirklichungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ein auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Tragrahmen befestigter Spannturm 1 weist an seinem einen Ende einen konischen Tragvorsprung 1A auf. Ein Traggehäuse 2 ist mit einer dem konischen Tragvorsprung 1A des Spannturmes 1 entsprechenden konischen Lagerausnehmung versehen, wobei die Konusneigung des TragvorSprunges 1A und der Lagerausnehmung 2A im Bereich von 3o ° liegt. Über seine konische Lagerausnehmung 2A gleitet das Traggehäuse 2 auf dem konischen Tragvorsprung 1A des Spannturmes 1, wobei zwischen dem Tragvorsprung 1A und dem Traggehäuse eine durch einen Dichtring 3 gebildete Abdichtung vorgesehen ist. Der Dichtring 3 bildet vorzugsweise eine starke kreisringförmige und elastische Verbindung, welche beim Feststellen des Traggehäuses 2 zusammengedrückt wird, und beim Lösen des Traggehäuses 2 ein geringfügiges, das Umlaufen des Traggehäuses 2 auf dem konischen Tragvorsprung 1A des Spannturmes ermöglichendes Abheben des Traggehäuses 2 bewirkt. Das Traggehäuse 2 ist mit beispielsweise sechs festen Werkzeughaltern versehen, welche über seinen Umfang hin in verschiedenen Winkelabständen, vorzugsweise jedoch in einem gegenseitigen Winkelabstand von 6o verteilt angeordnet sind. In einer Axialausnehmung 6 des konischen TragvorSprunges 1A des Spannturmes 1 ist eine mit einer Querbohrung 7A versehene Feststellmutter 7 angeordnet, in deren Querbohrung ein Steuerhebel 8, dessen die Feststellmutter 7 durchsetzender Schaft 9 wenigstens teilweise einen Exzenter 1o bildet, gelagert ist.

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Die Peststellmutter 7 ist ferner mit einer Gewindebohrung 11 versehen, in welche eine über eine Schulter 13 gegen die Vorderfläche des Traggehäuses 2 abgestützte Zugspindel 12 eingreift. In der hohlen Zugspindel 12 ist eine mit ihrem einen Ende am Grund der Gewindebohrung 11 anliegende Anschlagschraube 14 angeordnet. An dem die Achse des Steuerhebels 8 bildenden Schaft 9 ist ein mit einer am einen Ende einer Schubstange 17 ausgenommenen Nooke 16 im Eingriff befindlicher Stift 15 befestigt. Die Schubstange 17 ist in einer Ausnehmung des Spannturmes 1 um eine Achse 18 drehbar angeordnet und weist an ihrem anderen Ende eine Gabel 19 auf, in welcher ein mit einer Peststellspindel 21 verbundener Zapfen eingreifen. Die Peststellspindel 21 ist zur Längsachse der Schubstange 17 querbeweglich in einer Lagerung 22 geführt. Eine Bückzugsfeder 23 übt auf die Peststellspindel 21 eine Kraft aus, welche bestrebt ist, deren freies Ende 24 in einer Blindbohrung 25 eines Steuerexzenters 26 in Anlage zu halten. Die Blindbohrung 25 ist in ein aus zwei Hälften 32 und 33 gebildetes Teil 27 eingebracht. Die beiden Teile 32 und 33 können mittels eines Schraubbolzens 28 einander angenähert oder voneinander entfernt werden. Jedes Teil 27 ist in einer Führung 27 A eines Werkzeughalters 4 geführt, welcher einteilig ausgebildet ist und zwei Quernuten 29 und 3o aufweist, über welche er entweder ein frontal oder ein seitlich arbeitendes Werkzeug aufnehmen kann. An dem Traggehäuse 2 sind die Werkzeughalter 4 in der Weise montiert, als sie sich gegen an diesem ausgenommene, geeignete Schultern abstützen.

Das Wechseln der Werkzeuge erfolgt nach folgendem Verfahren: Der Kopf des Steuerhebels 8 wird nach unten gedrückt, wodurch die Peststellmutter 7 freigegeben wird und das Traggehäuse 2 nicht mehr gegen den Spannturm hin angezogen ist. Nachfolgend wird durch eine Weiterbewegung des Steuerhebels 8 über den Stift die Schubstange 17 um ihre Achse 18 in der Weise bewegt, daß sie die Peststellspindel 21 aus dem mit dem Werkzeughalter 4 verbundenen Steuerexzenter 26 herauszieht. Das Haltergehäuse · 2 kann sich nunmehr frei um den konischen Tragvorsprung 1A des Spannturmes 1 drehen und wird soweit verdreht, bis das dem nunmehr auszuführenden Arbeitsgang einer mehrstufigen Bearbeitung entsprechende, in einem der am Traggehäuse 2 be-

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festigten Werkzeughalter 4 eingespannte Werkzeug sich in seiner Arbeitsstellung befindet» Wird nun der Handgriff des Steuerhebels 8 losgelassen, so zieht die Rückzugsfeder 23die Peststellspindel 21 in eine Zwisehernstellrang_p in der sie mit ihrem kugelförmigen Ende lediglich den Körper ä®m konischen TragvorSprunges 1A des Spannturmes 1 durchläuft„ Nun wird das Traggehäuse 2 weiter verdreht, bis sich der folgende Werkzeugträger 4 dem kugelförmigen Ende der Feststellspindel 21 gegenüberliegend befindet„ Durch ein Hochziehen des Steuerhebels 8 v/ird die Eeststellspindel 21 in den Steuerexzenter 26 des neuen Werkzeugträgers 4 eingeschoben und das Traggehäuse in der Arbeitsstellung des neuen Werkzeughalters 4 festgestellt, was srsichtlicherweiss durch eine einzige Bewegung des Steuerhebels 8 erfolgte

Nach einer anderen, in der Figur 7 dargestellten Ver~ wirklichungsform der Erfindung ist der konische Tragvorsprung 1A des Spannturmes 1 mit einer blinden axialen Ausnehmung 35 versehen, welche die Spannmutter 7 aufnimmt» Der Schaft des Steuerhebels 8 ist in einer blinden, quer sur Ausnehmung 35 gerichteten Ausnehumg 36 verlagert, so daß der Spannturm insgeaamt eine geschlossene_p abgedichtete Kammer bildet, in welcher die verschiedenen Organge in ©insm Ölbad arbeiten. Die Abdichtung wird einmal durch den Diehtring 3 an der Basis des konischen (DragvorSprunges 11 und ferner durch mehrere Dichtorgane, beispielsweise einen im Bereich des oberen Endes der den Schaft 9 aufnehmenden Ausnehmung in einer Ringnut angeordneten Dichtring 37 und einen auf der Feststellmutter 7 anliegenden, in einer geeigneten Ringnut der blinden AxialausneKmung des Spannturmes angeordneten Dichtring 34» gewährleistet. Bei dieser erfindungsgemäßen Gestaltungsform eines Spannturmes 1 ist dessen Rückseite frei von sämtlichen Organen, so daß der Spannturm insgesamt verkürzt werden kann. Die Befestigung des erfindungsgemäßen Spannturmes an einer Werkzeugmaschine erfolgt in der hierfür bekannten und üblichen Weise„

Die Steuerexzenter 26 derjenigen Werkzeugträger, die gerade nicht arbeiten, werden durch einen Schraubenbolzen, welcher in ihre Führung eingreift, an ihrem entsprechenden Platz

gehalten. Da das Wechseln der Werkzeugträger lediglich zwei aufeinanderfolgende Handgriffe erfordert, ist es ausserordentlich kurz. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet darüber hinaus eine Vorprogrammierung der Arbeitsgänge einer beabsichtigten mehrstufigen Bearbeitung und eine beachtliche Zeiteinsparung bei der Ausführung einer mehrstufigen Bearbeitung. Darüber hinaus vermeidet die Erfindung bei der Aufnahme in einer mehrstufigen Bearbeitung aufeinanderfolgend die -verschiedenen Werkzeuge einzusetzen all diejenigen Mangel, welche gewöhn!ich dann auftreten, wenn das Einspannen verschiedener aufeinanderfolgend einzusetzender Werkzeuge im Interesse einer möglichsten Verkürzung der erforderlichen Arbeitszeit mit besonderer Eile vorgenommen werden muß.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE :

Π.))Vorrichtung zum schnellen Wechseln und Einspannen von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänken, welche einen feststehenden Spannturm mit einem drehbar gelagerten Traggehäuse, an dem ein oder mehrere Werkzeughalter abnehmbar gelagert sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggehäuse (2) für die Werkzeughalter (4) auf einem konischen Vorsprung (IA) eines Spannturmes gelagert und der oder die Werkzeughalter (4) mit einer zur Aufnahme einer Zentrierspindel (21) geeigneten Zentrierung (25) versehen sind, wobei die Zentrierung (21) so im Spannturm (1) angeordnet ist, daß sie wenigstens einen der Werkzeugträger (4) in seiner Arbeitsstellung zentrieren und das Traggehäuse (2) in einer dieser Arbeitsstellung entsprechenden Winkelstellung feststellen kann.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggehäuse (2) über eine konische, der Gestalt des konischen TragvorSprunges (1A) am Spannturm (1) entsprechenden, eine Neigung von 3o° aufweisende konische Lagerausnehmung (2A) auf dem Tragvorsprung (1A) des Spannturmes aufliegt und im Bereich der Basis des Konus über einen elastischen Dichtring (3) zum Spannturm (1) hin abgedichtet ist, wobei der elastische'Dichtring (3) beim Peststellen des Traggehäuses (2) zusammengedrückt wird und beim Lösen des Traggehäuses (2) dieses, ohne seine Dichtwirkung zu verlieren, geringfügig vom Tragvorsprung (1A) anhebt, so daß das Traggehäuse frei drehbar ist.
3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierung und Feststellung des Traggehäuses (2) ein einziger Steuerhebel (8) zugeordnet ist.

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4.) Vorrichtring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststellung des !Draggehäuses (2) ein nur einen sehr geringen Hub aufweisender Exzenter (1o) auf der Achse (9) des Steuerhebels (8) zugeordnet ist.
5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß in einer axialen Ausnehmung (6) des mit dem Spannturm (1) einteiligen TragvorSprunges (1A) eine mit einer von einem als Exzenter (io) wirkenden Teil der Achse des Steuerhebels (8) durchsetzten Querbohrung (7Δ) versehen Peststellmutter (7) und eine gegen die Stirnfläche des Traggehäuses (2) anliegende Zugspindel (12) angeordnet sind.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Burchgangsausnehmung des Spannturmes ( ) eine wechselweise das Eingreifen bzw. Ausrücken einer gleichfalls im Spannturm (1) gelagerten und mit einer Blickzugsfeder (23) versehenen Peststellspindel (21) steuernde Schubstange (17) angeordnet ist, welcher ein durch den Exzenter (1o) der Achse (9) des Steuerhebels (8) gesteuerter Zapfen (15) zugeordnet ist.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Werkzeugträger (4) mit einem an ihm angeordneten Steuerexzenter (26) versehen ist, welcher als Zentrierung wirkt und in einem aus zwei Abschnitten (32 und 33) gebildeten Teil (27) angeordnet ist, welches seinerseits in einer radial und geradlinig zum Traggehäuse (2) verlaufenden Rillenführung so geführt ist, daß sich die Exzenterachse geradlinig verstellt.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerexzenter (25) in einem zweiteiligen, in einer Führung (27) des Werkzeughalters (4) angeordneten Teil (27) vorgesehen ist und daß die Exzentrizität mittels eines einzigen Schraubenbolzens (28), welcher eine Festlegung des Exzenters (26) im Teil (27) ermöglicht,

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einstellbar ist und daß ferner eine Vorrichtung zum Festlegen des Teiles (27) in seiner Führung (27A) vorgesehen ist.
9.) Vorrichtung nach Anspruchi bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auch das Traggehäuse (2) feststellende Zentrierung (21) der Werkzeughalter (4) mittels eines auf einen Exzenter (io) wirkenden Steuerhebels (8) betätigt wird, der über die Zentrierspindel (21) aufeinanderfolgend entweder die Werkzeughalter (4) zentriert und das Traggehäuse (2) feststellt oder die Feststellung des Traggehäuses (2) aufhebt und die in die Werkzeughalter (4) eingreifende Zentrierspindel (21) löst.

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