CS254293B1

CS254293B1 - Clamping device lock, especially for automatic tool change

Info

Publication number: CS254293B1
Application number: CS852218A
Authority: CS
Inventors: Pavel Sura
Original assignee: Pavel Sura
Priority date: 1985-03-27
Filing date: 1985-03-27
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS221885A1

Abstract

Řešení se týká zámku upínacího zařízení u kterého se řeší spojení nástroje s upínacím táhlem, umístěným v nástrojovém držáku, resp. vřetenu. Podstatou řešení je takové uspořádání klece s upínacími elementy /kuličky nebo čelisti/ a ovládacích vačkových ploch, že klec, umístěná posuvně v dutině držáku, se připojuje svými upínacími elementy současně k upínacímu táhlu pomocí dvojice odládacích vačkových ploch, rozmístěných radiálně okolo podélné osy nástrojové upínací dutiny. Zámek upínacího zařízení může být pro své výhody /malý zastavěný prostor, krátký upínací zdvih/ zabudován zejména do nástrojových držáků pro automatickou výměnu vyměnitelných nástrojových hlavic typu BTS.The solution concerns a clamping device lock in which the connection of the tool with the clamping rod, located in the tool holder or spindle is solved. The essence of the solution is such an arrangement of the cage with clamping elements /balls or jaws/ and control cam surfaces that the cage, located slidably in the holder cavity, is connected with its clamping elements simultaneously to the clamping rod by means of a pair of release cam surfaces, arranged radially around the longitudinal axis of the tool clamping cavity. The clamping device lock can be built into tool holders for its advantages /small built-in space, short clamping stroke/ especially in tool holders for automatic exchange of replaceable tool heads of the BTS type.

Description

Vynález se týká zámku upínacího zařízení, u kterého se řeší spojení nástroje s upínacím táhlem, umístěným v nástrojovém držáku, resp. vřetenu. ₍ The invention relates to a lock of a clamping device, in which the connection of the tool to the clamping rod located in the tool holder and / or the clamp is provided. spindle. ₍

U dosud známých provedení zámků upínacích zařízení pro automatickou výměnu nástrojů je klec, nesoucí upínací elementy /kuličky nebo čelisti/', součástí upínacího táhla. Upínací elementy zámku, vlečené při upínacím zdvihu táhle touto klecí, se radiálně svírají okolo uchopovací plochy na upínací stopce nástroje, prostřednictvím vačkové plochy, umístěné v dutině držáku, resp. vřetena. K přenosu upínací síly dochází až v konečné fázi zdvihu upínacího táhla, kdy nuceně sevřené upínací elementy zámku dosednou na axiální uchopovací plochu, vytvořenou na upínací stopce nástroje.In the prior art locks of the automatic tool change device, the cage carrying the clamping elements (balls or jaws) is part of the clamping rod. The clamping elements of the lock, towed by the cage during the clamping stroke of the rod, are clamped radially around the gripping surface on the tool shank, by means of a cam surface located in the cavity of the holder or of the tool. spindles. The clamping force is transmitted only in the final phase of the stroke of the clamping rod, when the forced clamping elements of the lock abut on the axial gripping surface formed on the tool shank.

Hlavní nevýhodou těchto zámků upínacích zařízení je dlouhý zdvih upínacího táhla, nutný pro zajištění plynulého a bezpečného nuceného sevření upínacích elementů zámku. Dlouhý zdvih upínacího táhla vyžaduje bučí použití velmi dlouhého svazku talířových pružin pro dosažení optimální charakteristiky, nebo velkého počtu otáček utahovacího šroubu. V prvém případě je řešení náročné na zastavěný prostor v držáku resp. vřetenu, v druhém případě je ovládání upínače náročné na čas. .The main disadvantage of these locks of the clamping devices is the long stroke of the clamping rod required to ensure a smooth and secure forced clamping of the clamping elements of the lock. The long stroke of the clamping rod requires either the use of a very long bundle of disc springs for optimum performance, or a large number of turns of the tightening screw. In the first case, the solution is demanding on the built-up space in the holder respectively. in the second case, the clamping operation is time-consuming. .

Uvedené nedostatky odstraňuje zámek upínacího zařízení podle vynálezu, jehož podstatou je takové uspořádání klece s upínacími elementy a ovládacích vačkových ploch, že klec, umístěná posuvně v dutině držáku, se připojuje svými upínacími elementy současně k upínací stopce nástroje i k upínacímu táhlu pomocí dvojice ovládacích vačkových ploch, rozmístěných radiálně okolo podélné osy nástrojové upínací dutiny, které při pohybu klece směrem do upínací dutiny vytlačí upínací elementy z tělesa klece do prostoru upínacích ploch nástrojové stopky i upínacího táhla.These drawbacks are eliminated by the lock of the clamping device according to the invention, which is based on the arrangement of the cage with the clamping elements and the control cam surfaces, so that the cage, displaceable in the cavity of the holder, is connected with its clamping elements. spaced radially around the longitudinal axis of the tool clamping cavity which, when the cage moves towards the clamping cavity, forces the clamping elements from the cage body into the clamping surfaces of the tool shank and the clamping rod.

Celý zdvih zámku, nutný pro zamknutí je odvozen od pohybu nástroje, nikoliv od pohybu upínacího táhla. Upínací táhlo vykonává pak pouze zdvih nutný pro bezpečnosti přeběh upínacích elementů v zamčené poloze a pro vlastní vyvození upínací síly. Při uvolňování nástroje se upínací táhlo přesune směrem dopředu pouze o hodnotu bezpečnostního přeběhu upínacích elementů a vlastním pohybem nástroje ven z upínací dutiny dojde k odpojení zámku od nástroje i od upínacího táhla.The entire lock stroke required for locking is derived from the movement of the tool, not from the movement of the clamping rod. The clamping rod then only performs the stroke necessary for the safety of running over the clamping elements in the locked position and for applying the clamping force itself. When releasing the tool, the clamping rod moves forward only by the value of the safety overrun of the clamping elements and by the actual movement of the tool out of the clamping cavity the lock is disconnected from both the tool and the clamping rod.

Hlavní výhodou zámku upínacího zařízení podle vynálezu je zkrácení nutného zdvihu upínacího táhla cca na třetinu původní hodnoty, což zejména při použití sloupce talířových pružin pro vyvození upínací síly umožňuje úměrně zkrátit jeho délku a tím i zastavěný prostor, resp. úměrně snížit nutný počet otáček utahovacího šroubu.The main advantage of the lock of the clamping device according to the invention is the shortening of the necessary stroke of the clamping rod to about one third of the original value, which enables, especially when using a column of disc springs for exerting clamping force, proportionally shorten its length. proportionally reduce the necessary speed of the tightening screw.

Na připojených výkresech jsou znázorněny příklady provedení zámků upínacího zařízení podle vynálezu, kde na obr. 1 a 2 jsou zámky kuličkové a na obr. 3 je zámek čelistový.The attached drawings show exemplary locks of the clamping device according to the invention, wherein in Figures 1 and 2 the locks are ball and in Fig. 3 the jaw lock.

V dutině držáku 1^ /obr. 1/ se pohybuje upínací táhlo 2. a klec zámku J3, nesoucí dvě řady kuliček 4.. V přední poloze upínacího táhla 2^ a klece zámku _3 zapadnou kuličky 4^ do zápichů navazujících na ovládací vačkové plochy _5 a 6_, vytvořených v dutině držáku JL. Při nasouvání nástroje s upínací stopkou _7 do dutiny držáku je klec zámku _3 tlačena nástrojem směrem vzad a kuličky 4. obou řad se po ovládacích vačkových plochách vysunou do prostoru upínacích ploch na upínací stopce 7. ^a upínacím táhle 2_. Pohybem upínacího táhla 2 vzad se kuličky £ zadní řady uzavřou v prostoru klece 2' dutiny držáku 1_ a upínací plochy táhla 2, čímž dojde k přenosu upínací síly na nástroj. Analogicky probíhá uvolňování nástroje z držáku.In the cavity of the holder 10, FIG. 1/2, the clamping rod 2 and the lock cage 3 carrying two rows of balls 4 are moved. In the forward position of the clamping rod 2 and the lock cage 3, the balls 4 engage in recesses adjacent to the cam cams 5 and 6 formed in the holder cavity. JL. When the tool with the shank 7 is slid into the holder cavity, the lock cage 3 is pushed backwards by the tool and the balls 4 of both rows are moved along the cam control surfaces into the clamping area on the shank 7 ^{and the} clamping rod 2. By moving the clamping rod 2 backward, the balls of the rear row are closed in the cage space 2 'of the cavity of the holder 1 and the clamping surface of the rod 2, thereby transferring the clamping force to the tool. Similarly, the tool is released from the holder.

U nástroje, kde upínací plochu nástrojové stopky 7_ tvoří vnitřní zápich v dutině stopky /obr. 2/, se při pohybu klece zámku _3 vzad kuličky £ přední řady nucené rozpínají naběhnutím na ovládací vačkovou plochu j> na čele rozpínacího.trnu j3, který je součástí upínacího táhlaIn a tool wherein the clamping surface of the tool shank 7 forms an internal recess in the shank cavity / FIG. 2), when the lock cage 3 is moved backward, the front row balls 4 are forced to expand by swiveling onto the cam cam surface 14 at the front of the expanding mandrel 3 which is part of the clamping rod

2. Funkce všech ostatních součástí upínacího zařízení je shodná se zařízením popsaným podle obr. 1.2. The function of all other components of the clamping device is identical to that described in Fig. 1.

IJpínací zařízení pro větší upínací síly /obr. 3/ má v dutině držáku 2 umístěnu klec zámku 2' která přidržuje posuvné upínací čelisti 9, opatřené na vnější ploše dvojicí ozubů, rozpínané na vnitřní povrch dutiny držáku _1 pružinami 10, přičemž ozuby čelisti 2 do zápichů u ovládacích vačkových ploch 2 ^a 2·IClamping device for greater clamping forces / fig. 3 / has a lock cage 2 'in the holder cavity 2 which holds the sliding clamping jaws 9 provided on the outer surface with a pair of teeth extending to the inner surface of the holder cavity 1 by springs 10, the jaw teeth 2 being groove at the cams 2 ^and 2

Nástroj s upínací stopkou 7_ při pohybu směrem do dutiny tlačí klec 2 ^a čelisti 2 jejich vnějšími ozuby proti ovládacím vačkovým plochám 2 ^a 2' ^a% dojde k zamknutí čelistí 2 ^na upínacích plochách nástrojové stopky T_ a upínacího táhla 2. Pohybem upínacího táhla 2 vzad dojde k přenosu upínací síly a k upnutí nástroje. Uvolnění nástroje se děje posunutím upínacího táhla 2 kupředu a následným pohybem nástroje s upínací stopkou J_ ven z dutiny držáku 2* přičemž jsou čelisti zámku 2 ^s klecí 2 taženy vpřed, až vnější ozuby čelistí 2 zapadnou do zápichů ’ u vačkových ploch 2 ^a 2 ^v dutině držáku 2· ^Tím ^se odpojí čelisti zámku 2 ^od nástrojové stopky 2 a od upínacího táhla 2·The tool with the shank 7, when moving towards the cavity, pushes the cage 2 ^{and the} jaws 2 with their outer teeth against the cam cams 2 ^and 2 ' ^{and the} jaws 2 ^{on the} clamping surfaces of the tool shank T and the clamping rod 2 are locked. the clamping force is transferred and the tool is clamped. Unlocking the tool is done by moving the clamping rod 2 forward, then moving the tool shank j out of the cavity holder 2 * wherein the jaws lock 2, ^the cage 2 is pulled forward, until the outer tines of the jaws 2 snap into the recesses' with cam surfaces 2 ^and ² the holder cavity 2 · ^T ^disconnects jaws lock 2 ^from the tool shank 2 and the clamping rod 2 ·

Malý zastavěný prostor a krátký upínací zdvih zámku upínacího zařízení podle vynálezu umožňuje jeho zabudování zejména do nástrojových držáků automatickou výměnu vyměnitelných nástrojových hlavic typu BTS /block tool systém/, a to jak pevný např. v nástrojové hlavě soustruh, tak do poháněných vřeten pro vrtací, vyvrtávací a frézovací operace.The small built-in space and short clamping stroke of the lock of the clamping device according to the invention allows its installation, especially into tool holders, automatic exchange of exchangeable tool heads of the type BTS (block tool system), both fixed in the tool head of the lathe as well as boring and milling operations.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Clamping device lock, in particular for automatic tool change, by means of clamping elements, e.g. balls or jaws, connecting a tool shank with a clamping rod located in a cavity of a tool holder or a tool holder. spindles, characterized in that a sliding cage (3) with clamping elements and a pair of actuating cam surfaces (5, 6) disposed radially about the longitudinal axis of the holder cavity (1) are disposed in the holder cavity (1), 5, 6) are on the opposite side of the bodies of the clamping elements than the clamping surfaces of the tool shank (7) and the clamping rod (2).

Clamping device lock according to claim 1, characterized in that the clamping elements consist of spheres (4) disposed in two rows of the sliding cage body (3) opposite the operating cam surfaces (5, 6) formed on the inner surface of the tool holder cavity. 1) or on the surface of the expanding mandrel (8).

A clamping device lock according to claim 1, characterized in that the clamping elements are jaws (9) provided on the outer surface with a pair of teeth positioned opposite the cam control surfaces (5, 6) on the inner surface of the tool holder cavity (1), springs (10) are inserted into the sliding cage (3).