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Title:
CLAMPING SYSTEM FOR DETACHABLY ASSEMBLING TWO PIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/028071
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clamping system comprising a clamping device concentrically mounted in the receiving section which extends in the hollow shaft of one of the pieces, when the two pieces are engaged, as well as at least two clamping bodies which can move in opposite directions and an actuating device which actuates the clamping bodies (38). These clamping bodies can be engaged with an undercut clamping shoulder (34) of the hollow shaft and disengaged therefrom, whereby a pressure force is applied between the flat surfaces (24, 26) of the pieces (20, 22) to be assembled.

Inventors:
KLEINER GILBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/007882
Publication Date:
June 10, 1999
Filing Date:
December 03, 1998
Export Citation:
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Assignee:
GUEHRING JOERG (DE)
KLEINER GILBERT (DE)
International Classes:
B23B29/04; B23B31/00; B23B31/06; B23B31/107; (IPC1-7): B23B29/04; B23B31/107
Domestic Patent References:
WO1995016533A11995-06-22
Foreign References:
DE4220873A11994-01-05
DE9212205U11992-11-19
Attorney, Agent or Firm:
WINTER, BRANDL & PARTNER (Alois-Steinecker-Strasse 22 Freising, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Spannsystem zur lösbaren Verbindung zweier vor zugsweise rotationssymmetrischer Teile (20 ; 22), von de nen ein Teil (20) einen vorzugsweise zylindrischen oder konischen Hohlschaft (28) und das andere Teil (22) einen entsprechenden Aufnahmeabschnitt (32) zur passungsgenauen Aufnahme des Hohlschafts (28) aufweist, mit einer konzen trisch im Aufnahmeabschnitt (32) angeordneten Spannein richtung (39), die sich im aneinandergefügten Zustand der beiden Teile in den Hohlschaft (28) des einen Teils (20) erstreckt und zumindest zwei gegensinnig bewegbare Spann körper (38) sowie eine die Spannkörper (38) antreibende Betätigungseinrichtung (42) aufweist, durch welche die Spannkörper (38) synchron in und außer Eingriff mit einer hinterschnittenen Spannschulter (34) des Hohlschafts (28) bewegbar sind, wodurch zwischen Planflächen (24 ; 26) der beiden zu verbindenden Teile (20 ; 22) eine Anpreßkraft erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkörper (381 als Kopfabschnitte von im we sentlichen parallel zur Längsbzw. Drehachse (43) des Aufnahmeabschnitts (32) angeordneten, länglichen Span nelementen (40) ausgeführt sind, deren Fußabschnitte (41) miteinander verbunden sind.
2. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Spannelemente (40) von den Schenkeln einer einstückig ausgebildeten, Uförmigen Spanngabel gebildet sind.
3. Spannsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Fußabschnitte (41) der Spannelemente (40) über ein Gelenk miteinander verbunden sind, dessen Dreh achse senkrecht zur Längsbzw. Drehachse (43) des Auf nahmeabschnitts (32) angeordnet ist.
4. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (40) in einem Bereich zwischen Kopfund Fußabschnitt jeweils mit einem Halteabschnitt (44) versehen sind, die synchron mit dem Eingriff der Spannkörper (38) mit der hinterschnittenen Spannschulter (34) des Hohlschafts (28) in Eingriff mit einer hinterschnittenen Ausnehmung (46) des Aufnahmeab schnitts (32) bringbar sind.
5. Spannsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die hinterschnittene Ausnehmung (46) einen ge schlossenen Ringquerschnitt hat.
6. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Spannkörper (38) jeweils mit einer Keilfläche (36) versehen sind, die mit einer an der hinterschnittenen Spannschulter (34) des Hohlschafts (28) vorgesehenen Gegenfläche zusammenwirkt.
7. Spannsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die hinterschnittene Spannschulter (34) Teil ei ner im Hohlschaft ausgebildeten Ausnehmung mit einem ge schlossenen Ringquerschnitt ist.
8. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (39) in einer entsprechenden Führungsausnehmung (31) des Aufnah meabschnitts (32) angeordnet ist und am Grund der Füh rungsausnehmung (31) gegen eine Ringdichtung anliegt.
9. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge kennzeichnet durch eine von den Spannkörpern (38) beim Lösen des Eingriffs mit der hinterschnittenen Spannschul ter (34) axial betätigbare Abdrückvorrichtung (80), die der Trennung der beiden zu verbindenden Teile (20 ; 22) dient.
10. Spannsystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Abdrückkolben (82) als Teil der Abdrückvorrichtung (80), der in einer zentrischen Ausnehmung (94) in dem den Hohlschaft (28) tragenden Teil (20) angeordnet und beim Lösen des Eingriffs der Spannkörper (38) mit der hinter schnittenen Spannschulter (34) mit zunehmender Kraft syn chron gegen eine Stützfläche (104) in der Ausnehmung (94) drückbar ist, wodurch eine zentrisch wirkende, positive Kraft auf den den Hohlschaft tragenden Teil (20) aufge bracht wird.
11. Spannsystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spannkörper (38) sich beim Lösen des Eingriffs mit der hinterschnittenen Spannschulter (34) des Hohlschafts (28) aufeinander zu bewegen und gleich zeitig auf eine am Abdrückkolben (82) ausgebildete Konus fläche (102) auflaufen.
12. Spannsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Umfangsnut des Ab drückkolbens (82) eine Ringdichtung angeordnet ist, über die der Abdrückkolben an der Umfangswand der Ausnehmung (94) anliegt.
13. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein Kühlund Schmiermittelzufuhrsy stem (82), bestehend aus einem Kanalabschnitt (98,100), der in dem den Aufnahmeabschnitt (32) tragenden Teil (22) ausgebildet ist, einem Kanalabschnitt (90,92), der in dem den Hohlschaft (28) tragenden Teil (20) ausgebildet ist, und zumindest einem die Spanneinrichtung (39) über brückenden und deren Drehlagenfixierung bezüglich des Aufnahmeabschnitts (32) bewirkenden Leitungsabschnitt (84,86).
14. Spannsystem nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß der Leitungsabschnitt (84,86) ein zwischen den zu verbindenden Teilen angeordnetes Rohr umfaßt, des sen Hohlschaftseitiges Ende formund/oder kraftschlüs sig, vorzugsweise abgedichtet verlötet, in einer entspre chenden Ausnehmung (90,92) des Abdrückkolbens (82) auf genommen ist, dessen Schaftabschnitt axial verschiebbar durch eine entsprechende Ausnehmung (94,96) des Verbin dungsabschnitts (41) der Spanneinrichtung (39) geführt ist, und dessen Aufnahmeabschnittseitiges Ende mit Pas sung in einer entsprechenden Ausnehmung (98,100) in dem den Aufnahmeabschnitt (32) tragenden Teil (22) aufgenom men ist.
15. Spannsystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge kennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (84,86) in der Weise zwischen den Spannkörpern (38) positioniert ist, daß die Spannkörper (38) den Leitungsabschnitt (84,86) in der Lösestellung des Spannsystems einklemmen.
16. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Teile (20 ; 22) als rotationssymmetrische Teile und die Anpreß flächen der zu verbindenden Teile als Radialringflächen (24 ; 26) ausgeführt sind.
17. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Passungsflächen zwischen Hohlschaft (28) und Aufnahmeabschnitt (32) von Konusflä chen gebildet sind.
18. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeabschnitt (32) und der Hohlschaft (28) jeweils einen quer zur Längs bzw. Drehachse (43) verlaufenden radialen Durchbruch (64 ; 66), vorzugsweise eine radiale Bohrung, aufweisen, in den von außen ein Werkzeug (63), beispielsweise in Form eines InbusSchlüssels, zum Antrieb der Betätigungseinrichtung (42) eingeführt werden kann.
19. Spannsystem nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine Spann schraube (42) mit einem in einer entsprechenden Ausneh mung (57) des einen Spannkörpers (38) angeordneten Kopfabschnitt (52) und einem in einer entsprechenden Ge windebohrung (62) des anderen Spannkörpers (38) angeord neten Gewindeabschnitt (56) ist.
20. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (39) aus einem zylindrischen Teil gefertigt ist, so daß die Span nelemente (40) und die Spannkörper (38) eine kreisbogen förmige Außenfläche aufweisen und der Verbindungsab schnitt (41) eine zylindrische Außenfläche besitzt.
21. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Spannkörper (38) anschließenden Abschnitte der Spannelemente (40) im Spannzustand des Spannsystems an der Innenumfangswand der Führungsausnehmung (31) des Aufnahmeabschnitts (32) an liegen.
22. Spannsystem nach Anspruch 19, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gewindeabschnitt (56) der Spannschraube (42) einen Linksgewindeabschnitt (56b) und einen Rechts gewindeabschnitt (56a) aufweist, von denen einer (56a) in der Gewindebohrung (62) des anderen Spannkörpers (38) an geordnet ist, und an der andere (56b) in einer als Kopfabschnitt (52) fungierenden Mutter angeordnet ist, die in der Ausnehmung (57) des einen Spannkörpers (38) angeordnet ist.
23. Spannsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, da# die Spannelemente (40) auf Seiten ihrer Fußabschnitte (41) jeweils mit wenigstens einer den Querschnitt schwächenden Einkerbung (130,132) versehen sind.
Description:
Beschreibung Spannsystem zur lösbaren Verbindunq zweier Teile Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Spann- system zur lösbaren Verbindung zweier Teile, wie es bei- spielsweise für die Kupplung eines Werkstück-oder Werk- zeugträgers, beispielsweise in Form einer Werkzeug-Grund- aufnahme, und einer Handhabungseinrichtung, wie z. B. ei- ner Spindel einer Werkzeugmaschine, oder für Werkzeugsy- stemmodule untereinander Verwendung findet.

Stand der Technik Bei derartigen Spannsystemen kommt es darauf an, die zu verbindenden Teile zuverlässig und fest aneinander zu klammern, wobei über einen Passungsflächeneingriff zwi- schen einem Hohlschaft des einen Teils und einem Aufnah- meabschnitt des anderen Teils eine exakte Lagefixierung der zu verbindenden Teile zueinander sichergestellt wird.

Das Spannen bzw. Aneinanderklammern der beiden zu verbin- denden Teile erfolgt, indem der Hohlschaft beim Anlegen von Spannkörpern einer Spanneinrichtung gegen eine im Hohlschaft ausgebildete hinterschnittene Spannschulter in den Aufnahmeabschnitt gezogen wird. Dabei wird zwischen Planflächen der zu verbindenden Teile eine Anpreßkraft erzeugt, so daß die beiden aneinandergeklammerten Teile durch die feste Verbindung zwischen den Passungsflächen eine exakte axiale wie auch radiale Lagefixierzung erhal- ten.

In jüngerer Zeit hat sich zunehmend das sogenannte Hohlschaft-Spannsystem durchgesetzt, bei dem der Hohl- schaft entweder zylindrisch oder konisch ausgeführt ist.

Im zusammengefügten Zustand der beiden zu verbindenden

Teile können die zur Anklammerung der Teile aneinander dienenden Spannkörper nicht nur dafür sorgen, daß eine ausreichende axiale Anpreßkraft erzeugt wird, sondern auch dafür, daß der Hohlschaft eine gewisse radiale Auf- weitung erfährt, wodurch die Passungsgenauigkeit zwischen Hohlschaft und Aufnahmeabschnitt zusätzlich verbessert wird.

Bei herkömmlichen Spannsystemen nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip stellt die Montage und Demontage der Spanneinrichtung in den dafür vorgesehenen Aufnahme- abschnitt jedoch eine besondere Problematik dar, da das Spannsystem neben einer genauen axialen und radialen La- gefixierung der beiden zu verbindenden Teile auch die Re- aktionskräfte der Spannkraft aufnehmen muß.

Aus der Druckschrift DE-A-4220873 beispielsweise ist ein Spannsystem gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt, das auf dem vorstehend be- schriebenen Prinzip der Anklammerung zweier zu verbinden- der Teile durch eine Spanneinrichtung mit Spannkörpern beruht. Bei diesem Spannsystem wird die vorstehend er- wähnte Problematik einer genauen Lagefixierung der zu verbindenden Teile dadurch gelöst, daß ein von den Spann- körpern bezüglich der Montage entkoppelter Trägerkörper formschlüssig im Aufnahmeabschnitt fixiert wird. Der la- gefixierte Trägerkörper bewirkt eine Abstützung der Spannkörper und nimmt somit indirekt die Reaktionskräfte der Spannkraft auf. Die indirekte Aufnahme der Reakti- onskraft über den Trägerkörper sowie dessen Befestigung und Lagefixierung kann jedoch nur durch zusätzliche Fi- xier-und Befestigungselemente realisiert werden. Darüber hinaus sind im allgemeinen besondere Montagevorrichtungen erforderlich.

Bei einem anderen bekannten Spannsystem, wie es bei- spielsweise in der Druckschrift DE-C2-3807140 beschrieben ist, müssen mehrere lose angeordnete oder zumindest nicht eindeutig fixierte Spannelemente formschlüssig im Aufnah- meabschnitt eingehängt werden. In diesem Fall entfällt zwar ein zusätzlicher Trägerkörper, die direkte Einhän- gung der Spannelemente ist jedoch mit einem erheblichen Montageaufwand verbunden, da die einzeln angeordneten Spannelemente in der Montagestellung nicht eindeutig fi- xiert sind. Demzufolge müssen die Spannelemente bei der Montage/Demontage in eine spezielle Montage- /Demontagestellung gebracht werden. Hierzu sind ebenfalls zusätzliche Bauteile und Montagevorrichtungen notwendig.

Darstellung der Erfindung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Spannsystem für zwei zu verbindende Teile, beispielsweise ein Werkzeugsystemmodul und eine Werkzeugma- schinenspindel, zu schaffen, das einerseits mit einem Mi- nimum an Bauteilen auskommt und andererseits eine einfa- che, zuverlässige und formstabile Kupplung der beiden zu verbindenden Teile ermöglicht, ohne daß zusätzliche Mon- tage-oder Befestigungsvorrichtungen erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Spannsystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sind die Spannkörper als Kopfab- schnitte von länglichen, im wesentlichen parallel zur Längs-bzw. Drehachse des Aufnahmeabschnitts angeordneten Spannelementen ausgeführt. Die Spannelemente sind Be- standteile der Spanneinrichtung. Die Fußabschnitte der Spannelemente sind erfindungsgemäß miteinander verbunden, so daß die Spanneinrichtung im wesentlichen die Form ei- ner V-bzw. V-förmigen Spannzange bzw. Spanngabel hat.

Die Spannelemente können dabei beweglich, form-und kraftschlüssig oder einstückig miteinander verbunden sein. Mittels der Betätigungseinrichtung kann eine gegen- sinnige Bewegung der Spannkörper, d. h. eine Annäherung oder Auseinanderbewegung der Spannkörper, bewirkt werden.

Durch das erfindungsgemäße Spannsystem mit einer derarti- gen vorgegebenen Anordnung der Spannelemente zueinander entfällt somit der bei herkömmlichen Spannsystemen erfor- derliche Trägerkörper für die Spannelemente oder Spann- körper.

Diese Anordnung der Spannelemente erlaubt auch ohne zusätzliche Fixierbauteile sowohl in der Spannstellung wie auch in der Lösestellung des Spannsystems eine ein- deutige axiale wie auch radiale Fixierung der Spannkörper zueinander. Das erfindungsgemäße Spannsystem zeichnet sich daher durch einen einfachen und kompakten Aufbau aus, der auch ohne eine Vielzahl loser Bauteile eine zu- verlässige und formstabile Anklammerung der zu verbinden- den Teile ermöglicht. Zudem schafft die Verbindung der Spannelemente in der vorstehend beschriebenen Weise eine Spanneinrichtung, die sich, da sie keine losen Teile um- faßt, ohne großen mechanischen Aufwand im Aufnahmeab- schnitt fixieren läßt.

Da bei dem erfindungsgemäßen Spannsystem des weiteren ein Minimum an bewegten Teilen vorliegt, entsteht bei de- ren Bewegung nur wenig Reibung. Auf diese Weise wird zwi- schen den beiden zu verbindenden Teilen eine relativ hohe Spannkraft erreicht.

Weitere vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungs- gemäßen Spannsystems sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Spannelemente sind vorzugsweise als die Schenkel einer einstückig ausgebildeten, U-förmigen Spanngabel

ausgeführt. Bei einer derartigen Gestaltung umfaßt die Spanneinrichtung demnach nur noch die Spanngabel und die Betätigungseinrichtung, so daß sich die Zahl der erfor- derlichen Bauteile auf zwei Bauteile reduziert. Die ein- stückige Gestaltung der Spannelemente in Form einer Spanngabel schafft ferner die Möglichkeit, durch Biegeei- genspannungen der Spanngabel die Spannkraft zwischen den beiden zu verbindenden Teilen zu erhöhen. Die Spannkraft wird dabei durch die Federkraft der Spanngabel bei gelö- ster Betätigungseinrichtung erzeugt. Diese Federkraft kann durch eine entsprechende Formgebung im spannungs- freien Zustand eingestellt werden. Die einstückige Aus- führung der Spannelemente in Form einer elastisch ver- formbaren Spanngabel erlaubt zudem eine einfache Montage der Spanneinrichtung in den Aufnahmeabschnitt, da nicht eine Vielzahl von losen Komponenten angeordnet und fi- xiert werden müssen.

Es ist jedoch auch möglich, die Spannelemente der Spanneinrichtung durch ein die Fußabschnitte der Span- nelemente einschließendes Gelenk zu verbinden, dessen Drehachse senkrecht zur Längs-bzw. Drehachse der zu ver- bindenden Teile angeordnet ist. Diese Ausführung schafft im wesentlichen dieselben Vorteile wie die einstückige Ausführung der Spannelemente.

Die Spanneinrichtung des erfindungsgemäßen Spannsy- stems ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen Kopf- und Fußabschnitt mit einem radial nach außen ragenden Halteabschnitt in Form einer Spannschulter versehen und kann mit diesem Halteabschnitt in eine hinterschnittene Ausnehmung des Aufnahmeabschnitts eingehängt werden.

Durch diese technisch einfache Maßnahme kann die Span- neinrichtung synchron mit der Bewegung der Spannkörper bzw. der Schwenkbewegung der Spannelemente in oder außer Eingriff mit der Ausnehmung des Aufnahmeabschnitts ge-

bracht werden, je nachdem ob die Spannkörper in oder au- ßer Eingriff mit der hinterschnittenen Spannschulter des Hohlschafts gebracht werden. Damit läßt sich demnach eine axiale Fixierung der Spanneinrichtung im Auf- nahmeabschnitt ohne zusätzliche Fixierelemente erreichen.

Die Gestaltung der Ausnehmung in Form eines geschlos- senen Ringquerschnitts stellt im besonderen keine Schwä- chung der Einhängeschulter der Ausnehmung des Aufnahmeab- schnitts dar, wie es beispielsweise durch Ausfräsungen bei einer Bajonettverankerung bei herkömmlichen Spannsy- stemen auftreten kann. Im Vergleich zur Fertigung von mehreren Ausnehmungen, die sich nur abschnittsweise in Drehrichtung der Werkzeugaufnahme über die Innenumfangs- wand des Aufnahmeabschnitts erstrecken, erweist sich die Fertigung einer einzigen Ausnehmung in Form eines ge- schlossenen Ringquerschnitts zudem als besonders einfach.

Eine derartige Gestaltung hat sich auch im Hinblick auf die Montage der Spanneinrichtung als vorteilhaft heraus- gestellt, da die Spanneinrichtung in den Aufnahmeab- schnitt eingeführt werden kann, ohne auf deren Drehlage gegenüber dem Aufnahmeabschnitt achten zu müssen.

Um eine möglichst hohe Anpreßkraft zwischen den bei- den zu verbindenden Teilen zu erreichen, hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Spannkörper mit je einer Keilfläche zu versehen, die mit einer Gegenkeilflä- che zusammenwirkt, die an einer hinterschnittenen Spann- schulter des Hohlschafts, die vorzugsweise von einer Aus- nehmung in Form eines geschlossenen Ringquerschnitts ge- bildet ist, vorgesehen ist. Durch diese Gestaltungsweise kann somit eine Art Keilgetriebe geschaffen werden, das sich durch einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad aus- zeichnet.

Gemäß einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Spannsystems ist eine Abdrückvorrichtung vorgesehen, die automatisch beim Lösen des Eingriffs der Spannkörper mit der hinterschnittenen Spannschulter des Hohlschafts axial betätigt oder bewegt wird. Die axiale Betätigung der Ab- drückvorrichtung führt zu einer Trennung der beiden ver- bundenen Teile. In diesem Fall kann die Zwangsbewegung der Spannkörper beim Lösen des Klammereingriffs der Spannkörper mit der hinterschnittenen Spannschulter dazu genutzt werden, eine auf die zu trennenden Komponenten axial wirkende Abdrückkraft zu erzeugen.

Erfindungsgemäß gelingt dies in einfacher Weise durch einen Abdrückkolben als Teil der Abdrückvorrichtung, der in einer zentrischen Ausnehmung des den Hohlschaft tra- genden Teils angeordnet ist und, wenn der Eingriff der Spannkörper mit der hinterschnittenen Spannschulter des Hohlschafts gelöst wird, mit zunehmender Kraft synchron gegen eine Stützfläche des den Hohlschaft tragenden Teils drücken kann. Durch die zentrische Anordnung des Abdrück- kolbens wird somit eine zentrisch wirkende, positive Kraft auf den den Hohlschaft tragenden Teil aufgebracht, was schließlich zur Trennung der beiden verbundenen Teile führt. Wegen der zentrisch wirkenden Kraft auf den den Hohlschaft tragenden Teil können auch u. U. auftretende Verkantungen und Verspannungen der beiden Teile ausge- schlossen werden.

Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, am Abdrückkolben eine Konusfläche vorzusehen, auf die die Spannkörper beim Lösen des Spannsystems auflaufen können.

Mit diesem einfachen"Keilgetriebe"kann eine ausreichend hohe Abdrückkraft zwischen den Teilen erzeugt werden, so daß auch eine durch das Zusammenspannen zweier Teile mit konischen Passungsflächen entstandene feste Verbindung

mit dem Lösen des Eingriffs der Spannkörper mit der hin- terschnittenen Wenn der Abdrückkolben und die Spanneinrichtung in den entsprechenden Ausnehmungen vorzugsweise durch Dich- tringe, die in entsprechenden Ausnehmungen angeordnet sind, abgedichtet aufgenommen sind, läßt sich über die aneinandergeklammerten Teile zudem ein Kühl-und Schmier- mittel beispielsweise einem in dem einen Teil eingespann- ten Schneidwerkzeug zuführen. Die Abdichtung des Abdrück- kolbens und der Spanneinrichtung kann ferner für eine Stabilisierung dieser Komponenten genutzt werden, so daß auch schwingungsbedingte Klappergeräusche vermieden wer- den.

Das erfindungsgemäße Spannsystem ist demzufolge mit einem Kühl-und Schmiermittelzufuhrsystem kombinierbar.

Dieses Kühl-und Schmiermittelzufuhrsystem besteht im be- sonderen aus einem Kanalabschnitt, der in dem den Aufnah- meabschnitt tragenden Teil ausgebildet ist, einem Kanal- abschnitt, der in dem den Hohlschaft tragenden Teil aus- gebildet ist, sowie zumindest einem die Spanneinrichtung überbrückenden und deren Drehlagenfixierung bewirkenden Leitungsabschnitt. Der Leitungsabschnitt des Kühl-und Schmiermittelzufuhrsystems kann dabei eine Drehlagenfi- xierung der Spanneinrichtung im Aufnahmeabschnitt bewir- ken, so daß diesbezüglich keine weiteren konstruktio- nellen Maßnahmen oder sonstige Fixierelemente erforder- lich sind.

Der Leitungsabschnitt ist vorzugsweise als ein zwi- schen den zu verbindenden Teilen angeordnetes Rohr ausge- führt, dessen Hohlschaft-seitiges Ende in einer entspre- chenden Ausnehmung des Abdrückkolbens form-und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise abgedichtet verlötet, aufge- nommen ist, dessen Schaftabschnitt verschiebbar, vorzugs-

weise durch einen Dichtring abgedichtet, durch eine ent- sprechende Ausnehmung im Verbindungsabschnitt der Fuß- abschnitte der Spannelemente geführt ist und dessen Auf- nahmeabschnitt-seitiges Ende mit Passung in einer ent- sprechenden Ausnehmung in dem den Aufnahmeabschnitt tra- genden Teil aufgenommen ist.

Wie vorstehend bereits beschrieben, kann der Lei- tungsabschnitt oder das Rohr zur Drehlagenfixierung der Spanneinrichtung im Aufnahmeabschnitt genutzt werden. Der Leitungsabschnitt oder das Rohr ist dabei in der Weise zwischen den Spannkörpern angeordnet, daß die Spannkörper den Leitungsabschnitt oder das Rohr in der Lösestellung des Spannsystems zwischen sich einklemmen. Dies bewirkt, daß das Kühl-und Schmiermittelzufuhrsystem in der Löse- stellung des Spannsystems im Aufnahmeabschnitt festgehal- ten wird, ohne daß zusätzliche Fixierelemente erfor- derlich sind.

Vorzugsweise sind die zu verbindenden Teile als rota- tionssymmetrische Teile und die Anpreßflächen der zu ver- bindenden Teile als Radialringflächen ausgeführt. Dies trägt entscheidend zu einem einfachen und damit kosten- günstigen Spannsystems bei.

Um eine möglichst innige Verbindung zwischen den bei- den zu verbindenden Teilen zu erhalten und damit die Drehmomentübertragungsverluste möglichst gering zu hal- ten, sind die Passungsflächen zwischen Hohlschaft und Aufnahmeabschnitt vorzugsweise von Konusflächen gebildet.

Der Antrieb der Betätigungseinrichtung erfolgt vor- zugsweise über einen quer zur Längs-bzw. Drehachse der beiden zu verbindenden Teile verlaufenden radialen Durch- bruch, vorzugsweise über eine radiale Bohrung, in den von

außen ein Werkzeug, beispielsweise in Form eines Inbus- Schlüssels.

Weiterhin wird eine Ausführung des Spannsystems be- vorzugt, bei dem die die Spannkörper betätigende Betäti- gungseinrichtung als eine Spannschraube mit einem Kopfab- schnitt und einem Gewindeabschnitt realisiert ist, wobei der Kopfabschnitt in einer entsprechend gestalteten Aus- nehmung des einen Spannkörpers und der Gewindeabschnitt in einer entsprechenden Gewindebohrung des anderen Spann- körpers angeordnet ist.

Als eine vorteilhafte Ausgestaltung der Spannschraube hat sich herausgestellt, wenn der Gewindeabschnitt der Spannschraube einen Linksgewindeabschnitt und einen Rechtsgewindeabschnitt aufweist, von denen einer in der Gewindebohrung des anderen Spannkörpers angeordnet ist, und an der andere in einer als Kopfabschnitt fungierenden Mutter angeordnet ist, die in der entsprechend gestalte- ten Ausnehmung des einen Spannkörpers angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß bedingt durch das Links/Rechtsgewinde der Spannschraube relativ kleine Drehbewegungen erforderlich sind, um einen relativ großen "Hub"der Spannelemente zu bewirken ; des weiteren wird die als Kopfabschnitt fungierende Mutter nur auf Zug be- ansprucht und erfährt damit keinen reibungsbedingten Ver- schleiß.

Neben einer rotationssymmetrischen Gestaltung der beiden zu verbindenden Teile hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, auch die Spanneinrichtung aus einem zy- lindrischen Teil zu fertigen, so daß die Spannelemente und die Spannkörper eine kreisbogenförmige Außenfläche aufweisen und der Fußabschnitt der Spannelemente eine zy- lindrische Außenfläche besitzt.

Im Hinblick auf eine einfache Möglichkeit der Begren- zung des Spannhubs der Spannkörper hat es sich als beson- ders vorteilhaft erwiesen, wenn die Spannelemente im ge- spannten oder zusammengeklammerten Zustand der beiden zu verbindenden Teile an der Innenumfangswand der Ausnehmung des Aufnahmeabschnitts anliegen können. Auf diese Weise kann ein maximal zulässiger Spannhub der Spannelemente und damit der Spannkörper ohne zusätzliche Begrenzungse- lemente oder Anschläge sicher eingehalten werden.

Als eine konstruktiv einfach zu realisierende Maßnah- me zur Verkürzung der axialen Baulänge der Spanneinrich- tung und damit des Spannsystems insgesamt ist es ferner von Vorteil, die Spannelemente auf Seiten ihrer Fußab- schnitte jeweils mit wenigstens einer den Querschnitt schwächenden Einkerbung zu versehen. Dadurch läßt sich die zum Zusammenklemmen der Spannelemente erforderliche Kraft herabsetzen und als positive Folge daraus die er- forderliche"Hebelarmlänge"der Spannelemente erheblich verkurzen.

Weitere vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfin- dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der anhand einer schematischen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung näher erläutert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt-teilweise aufgebrochen-des erfindungsgemäßen Spannsystems gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im anein- andergeklammerten Zustand zweier zu verbindender Teile ; Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt-teilweise aufgebrochen-des erfindungsgemäßen Spannsystems gemäß

dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im anein- andergeklammerten Zustand zweier zu verbindender Teile ; Fig. 3 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Spannsystem in Fig. 1 entlang der Linie"III-III" ; Fig. 4 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Spannsystem in Fig. 2 entlang der Linie"IV-IV" ; Fig. 5 eine schematische Ansicht-teilweise aufge- brochen-einer Spanneinrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems ; Fig. 6 einen Querschnitt durch die Spanneinrichtung entlang der Linie"VI-VI"in Fig. 5 ; Fig. 7 eine schematische Draufsicht der Spanneinrich- tung in Fig. 5 ; Fig. 8 eine schematische Ansicht-teilweise aufge- brochen-einer KSM-Abdrückvorrichtung ; Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Abdrückkolbens bei einer Blickrichtung entsprechend der Pfeile"IX"in Fig. 8.

Fig. 10 einen Querschnitt des Aufnahmeabschnitts der Werkzeugaufnahme gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ; Fig. 11 und Fig. 12 einen Querschnitt durch die Span- neinrichtung entlang der Linie XI-XI im Lösezustand des Spannsystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ; Fig. 13 einen Querschnitt durch die Spanneinrichtung entlang der Linie XIII-XIII im Spannzustand des Spannsy- stems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 14 einen schematischen Axialschnitt-teilweise aufgebrochen-des erfindungsgemäßen Spannsystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel im aneinandergeklammer- ten Zustand der beiden zu verbindenden Teile ; Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt-teilweise aufgebrochen-des erfindungsgemäßen Spannsystems gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im anein- andergeklammerten Zustand zweier zu verbindender Teile ; Fig. 16 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Spannsystem in Fig. 14 entlang der Linie"XV-XV" ; Fig. 17 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Spannsystem in Fig. 16 entlang der Linie"XVII-XVII" ; Fig. 18 eine Seitenansicht-teilweise aufgebrochen- der Spanneinrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ; Fig. 19 eine Draufsicht-teilweise aufgebrochen- der Spanneinrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ; und Fig. 20 eine Vorderansicht der Spanneinrichtung des erfindungsgemäßen Spannsystems gemäß dem dritten Ausfüh- rungsbeispiel.

Wege zur Ausführunq der Erfindung In Fig. 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen 20 ein im folgenden als Werkzeug bezeichnetes Teil, beispielsweise ein Werkzeugsystemmodul in Form einer Werkzeug-Grundauf- nahme, und mit dem Bezugszeichen 22 ein im folgenden als Werkzeugaufnahme bezeichnetes Teil, beispielsweise eine

Spindel einer Werkzeugmaschine, dargestellt. Es sei je- doch bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß das nachfolgend näher zu beschreibende Spannsystem die Schnittstelle zweier zweier zu verbindender Teile be- trifft und daher für alle Anwendungsgebiete in Frage kommt, in denen es darum geht, zwei Teile zentriert und lösbar miteinander zu verbinden.

In Fig. 1 und Fig. 3 sind das Werkzeug 20 und die Werkzeugaufnahme 22 im aneinander geklammerten Zustand oder Spannzustand gezeigt, in dem eine Radialringfläche 24 des Werkzeugs 20 gegen eine Radialringfläche 26 der Werkzeugaufnahme 22 gepreßt ist, während gleichzeitig ein mit 28 bezeichneter Hohlschaft des Werkzeugs 20 zentriert in einer entsprechenden Ausnehmung 30 eines Aufnahmeab- schnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 aufgenommen ist.

Fig. 2 und Fig. 4 zeigen das Werkzeug 20 und die Werkzeugaufnahme 22 im zusammengefügten aber nicht anein- ander geklammerten Zustand. Auch in diesem Zustand ist der Hohlschaft 28 des Werkzeugs 20 bereits in der Ausneh- mung 30 der Werkzeugaufnahme 22 aufgenommen. Jedoch ist zwischen den beiden Radialringflächen 24,26 ein Plan- spalt ausgebildet, da das Werkzeug 20 gegen einen Ab- drückkolben 82 einer später ausführlich zu beschreibenden Abdrückvorrichtung 80 stößt.

In dem in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungsbei- spiel sind die Passungsflächen zwischen dem Hohlschaft 28 und der Ausnehmung 30 von Konusflächen gebildet. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, die Zentrierung des Hohl- schafts 28 in der Ausnehmung 30 über Zylinderflächen vor- zunehmen.

Obwohl im aneinandergeklammerten Zustand des Werk- zeugs 20 und der Werkzeugaufnahme 22 die innige Verbin-

dung zwischen den konischen Passungsflächen bereits eine Verdrehsicherung des Werkzeugs 20 und der Werkzeugaufnah- me 22 bewirkt, kann eine zusätzliche Verdrehsicherung zwischen dem Werkzeug 20 und der Werkzeugaufnahme 22 bei- spielsweise auch durch wenigstens einen Mitnehmerstein realisiert werden, der in eine entsprechende Stirnausneh- mung entweder des Hohlschafts oder des Aufnahmeabschnitts eingreift.

Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Ausführungs- beispiel sind die zu verbindenden Teile 20,22 ebenso wie der Hohlschaft 28 und die in diesen Teilen ausgebildeten Ausnehmungen, beispielsweise die Ausnehmung 30, rotati- onssymmetrisch gestaltet. Es ist jedoch hervorzuheben, daß die Erfindung nicht nur auf eine solche Gestaltung festgelegt ist.

Das erfindungsgemäße Spannsystem muß in der Lage sein, die zu verbindenden Teile 20,22 in vorgegebener radialer wie auch axialer Positionierung fest aneinander zu klammern. Als ein weiteres erfindungswesentliches Merkmal ist neben einer minimalen Anzahl von Bauteilen und einer einfachen Montierbarkeit eine leichte Lösbar- keit der verbundenen Teile unter Verwirklichung kleiner Aushubwege zu beachten. Zu diesem Zweck besitzt das er- findungsgemäße Spannsystem folgenden Aufbau : Der Hohlschaft 28 ist radial innenliegend mit einer hinterschnittenen Spannschulter 34 ausgestattet. Die Spannschulter 34 wird von einer der Werkzeugaufnahme zu- gewandten Keilfläche einer ringförmigen Ausnehmung des Hohlschafts 28 gebildet. Gegen die Spannschulter 34 kön- nen sich beim Betätigen des Spannsystems die Keilflächen 36 zweier Spannkörper 38 legen, um vorzugsweise mit Kraftübersetzung eine feste Anklammerung des Werkzeugs 20 an die Werkzeugaufnahme 22 zu bewirken.

In einer axialen Führungsausnehmung 31 des Aufnahme- abschnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 ist eine Spannein- richtung 39 angeordnet, welche am Grund der Führungsaus- nehmung über einen Dichtring an der Innenumfangswand der Führungsausnehmung 31 anliegt. Wie es insbesondere in Fig. 5 und Fig. 6 zu sehen ist, umfaßt die Spanneinrich- tung 39 eine einstückig ausgebildete, U-förmige Spannga- bel und eine Betätigungseinrichtung in Form einer Spann- schraube 42. Die Spanngabel ist vorzugsweise aus einem zylindrischen Körper gefertigt, wie es aus der Darstel- lung gemäß Fig. 6 noch zu erkennen ist. Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf die Spanngabel. Sie besteht aus zwei im wesentlichen parallel zur Längs-oder Drehachse 43 der Werkzeugaufnahme 22 verlaufenden Spannelementen 40, die von den Schenkeln der U-förmigen Spanngabel gebildet sind. Die Spannelemente 40 haben vorzugsweise eine der Umfangsflache der axialen Führungsausnehmung 31 des Auf- nahmeabschnitts 32 entsprechende kreisbogenförmige Au- ßenfläche. Die Kopfabschnitte der beiden Spannelemente 40 bilden die Spannkörper 38, die mit den Keilflächen 36 versehen sind. Die Spannschraube 42 steht, wie es in Fig.

5 und Fig. 6 zu sehen ist und nachstehend noch ausführli- cher beschrieben wird, kraft-und formschlüssig mit den beiden Spannkörpern 38 in Verbindung. Die Spannelemente 40 sind an ihren Fußabschnitten 41 einstückig, vorzugs- weise in Form eines sogenannten"Materialgelenks", mit- einander verbunden. Gemäß dieser Erfindung wäre es jedoch auch möglich, die Fußabschnitte der Spannelemente 40 als Bestandteile eines die Spannelemente 40 verbindenden Ge- lenks auszuführen.

Zwischen den Spannkörpern 38 und dem Gelenk 41 sind an den Spannelementen 40 Halteabschnitte 44 vorgesehen, mit denen die Spanneinrichtung 39 in einer hinterschnit- tenen Ausnehmung 46 der axialen Führungsausnehmung 31 des

Aufnahmeabschnitts 32 einhängbar und damit in der Werk- zeugaufnahme 22 axial fixierbar ist. Die hinterschnittene Ausnehmung 46 besitzt einen geschlossenen Ringquer- schnitt. Da die Spanngabel, wie vorstehend erwähnt, eine zylindrische Außenkontur besitzt, sind die Halteabschnit- te 44 demnach diametral zueinander an den Spannelementen 40 angeordnet und haben die Form von radial vorstehenden Abstütznasen oder Schulterabschnitten.

Die Spannschraube 42 weist gemäß der Darstellung in Fig. 5 und Fig. 6 einen kugelförmigen Kopfabschnitt 52, einen an den Kopfabschnitt 52 anschließenden Halsab- schnitt 53 mit einem im Vergleich zum Kopfabschnitt klei- neren Durchmesser, einen auf den Halsabschnitt 53 folgen- den Ringabschnitt 54 mit einem im Vergleich zum Halsab- schnitt 53 größeren Durchmesser, einen an den Ringab- schnitt 54 anschließenden Schaftabschnitt 55 mit einem im Vergleich zu einer Gewindebohrung 62 des in Fig. 5 oberen Spannkörpers 38 kleineren Durchmesser sowie einen an den Schaftabschnitt 55 anschließenden Gewindeabschnitt 56, der in der Gewindebohrung 62 des oberen Spannkörpers 38 in Fig. 5 aufgenommen ist. Der Gewindeabschnitt 56 der Spannschraube 42 weist eine gestrichelt angedeutete Aus- nehmung 60, vorzugsweise eine Innen-Sechskantausnehmung, auf.

Der in Fig. 5 untere Spannkörper 38 weist eine der Kontur des kugelförmigen Kopfabschnitts 52 im wesentli- chen entsprechende konkave Ausnehmung 57 auf, die in Richtung zum oberen Spannkörper von einem Bodenabschnitt 58 begrenzt ist, der eine Höhe H (Fig. 6) hat, die in et- wa der axialen Länge des Halsabschnitts 53 entspricht.

Der Bodenabschnitt 58 ist von seiner Stirnseite aus, d. h. von der Fig. 5 linken Seite aus, mit einem Schlitz 59 versehen, der eine Breite B (Fig. 6) hat, die etwas grö- ßer ist als der Durchmesser des Halsabschnitts 53. Die

Spannschaube 42 kann daher mit ihrem Halsabschnitt 53 in den Schlitz 59 eingesetzt werden, wie es beispielsweise in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt ist, wobei der Bodenab- schnitt 58 der Ausnehmung 57 zwischen dem Kopfabschnitt 52 und dem Ringabschitt 54 mit Spiel aufgenommen ist.

Der in Fig. 5 obere Spannkörper 38 weist eine Gewin- debohrung 62 auf, in der der Gewindeabschnitt 56 der Spannschraube 42 aufgenommen ist. Der Gewindeabschnitt 56 steht demnach mit dem Spannkörper 38 in Funktionsein- griff.

Wie es vorstehend bereits erwähnt wurde, steht die Spannschraube 42 mit den beiden Spannkörpern 38 der Span- neinrichtung 39 in Verbindung. Eine Drehbetätigung der Spannschraube 42 bewirkt demzufolge eine Schwenkbewegung der Spannelemente 40 um eine nicht dargestellte, fiktive, senkrecht zur Achse 43 der Werkzeugaufnahme 22 stehende Drehachse. Wie es in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, er- folgt die Drehbetätigung der Spannschraube 42 durch ein im wesentlichen senkrecht zur Längs-bzw. Drehachse 43 der Werkzeugaufnahme 22 radial von außen eingeführtes Werkzeug 63, vorzugsweise in Form eines Inbus-Schlüssels, das durch einen radialen Durchbruch 64 im Auf- nahmeabschnitt 32 der Werkzeugaufnahme 22 einerseits und durch einen radialen Durchbruch 66 im Hohlschaft 28 des Werkzeugs 20 andererseits in die vorstehend beschriebene Ausnehmung 60 der Spannschraube 42 eingeführt wird.

Aus Fig. 1 und Fig. 2 ist des weiteren ersichtlich, daß eine Drehachse 70 der Spannschraube 42 im wesentli- chen mit den Achsen der radialen Durchbrüche 64,66 fluchtet. Die radialen Durchbrüche 64,66 sind vorzugs- weise als Bohrungen ausgeführt.

Eine rechtsdrehende Betätigung der Spannschraube 42 führt zu einer synchronen Auseinanderbewegung der Spann- körper 38 und damit zu einer Klammerung des Werkzeugs 20 an die Werkzeugaufnahme 22. Eine linksdrehende Betätigung der Spannschraube 42 führt zu einer synchronen Annähe- rungsbewegung der Spannkörper 38 und damit zu einem Lösen der Keilflächenverbindung zwischen den Keilflächen 34,36 und damit der Verbindung des Werkzeugs 20 und der Werk- zeugaufnahme 22. Durch das Lösen des Spannsystems, d. h. durch das Zusammenbewegen der beiden Spannkörper 38 in- folge einer linksdrehenden Betätigung der Spannschraube 42, werden in den Spannelementen 40 und im Fuß-bzw. Ver- bindungsabschnitt 41 Biegespannungen erzeugt, die beim Spannen des Spannsystems, d. h. beim Auseinanderbewegen der Spannkörper 38 infolge einer rechtsdrehenden Betäti- gung der Spannschraube 42, natürlich wieder abgebaut wer- den und damit den Hub der Spannkörper 38 radial nach au- ßen sowie die Anklammerung des Werkzeugs 20 an die Werk- zeugaufnahme 22 unterstützen. Die Federkraft der Spannga- bel kann also zu einer Spannkraft zur Aneinanderklam- merung der beiden Teile 20,22 umgewandelt werden. Durch eine entsprechende Formgebung der Spanngabel im span- nungsfreien Zustand ist es daher möglich, die Federkraft der Spanngabel und somit die bei einer linksdrehenden Be- tätigung der Spannschraube 42 erzeugten Biegespannungen zu erhöhen.

Die Darstellung in Fig. 5 läßt erkennen, daß die Spannkörper 38 durch die linksdrehende Betätigung der Spannschraube 42 maximal soweit zusammengeklemmt werden können, bis die beiden Spannkörper 38 an den Ringab- schnitt 54 der Spannschraube 42 anstoßen. Durch eine ent- sprechende Bemessung der axialen Länge des Schaftab- schnitts 55 wird dabei verhindert, daß der Gewindeab- schnitt 56 außer Eingriff mit der Gewindebohrung 62 gera- ten kann. In diesem vollständig zusammengeklemmten Zu-

stand der Spannkörper 38 ist der Eingriff der Keilflächen 36 der Spannschrauben 38 mit der hinterschnittenen Spann- schulter 34 des Hohlschafts 28 aufgehoben, so daß das Werkzeug 20 von der Werkzeugaufnahme entfernt werden kann.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Spannkörper 38 durch die rechtsdrehende Betätigung der Spannschraube 42 nur soweit auseinander bewegt werden können, bis sie an der Innenumfangswand des Aufnahmeab- schnitts 32 der Werkzeugaufnahme anliegen. Auf diese Wei- se wird selbst ohne einen werkzeugbedingten Anschlag zur Begrenzung des Spannhubs der Spannkörper verhindert, daß ein maximal zulässiger Spannhub überschritten wird, bei dem der Gewindeabschnitt 56 der Spannschraube 42 außer Eingriff mit der Gewindebohrung 62 des Spannkörpers 38 gerät. Ein Weiterdrehen der Spannschraube 42 nach Errei- chen des maximal zulässigen Spannhubs der Spannkörper 38 wird somit durch das Anliegen der Spannelemente an der Umfangswand der Ausnehmung im Aufnahmeabschnitt automa- tisch unterbunden.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Spannstellung drücken sich die Spannkörper 38 über die Keilflächen 36 an der Keilfläche der Spannschulter 34 ab, wobei sie sich gegen- seitig an der Spannschraube 42 abstützen.

In der in Fig. 1 gezeigten Spannstellung des erfin- dungsgemäßen Spannsystems bewirkt der Keilflächenkontakt 34,36, daß der Hohlschaft 28 des Werkzeugs 20 tenden- ziell aufgeweitet wird, wodurch der Passungskonktakt zwi- schen dem Hohlschaft 28 und der Ausnehmung 31 noch inni- ger wird. In diesem Spannnungszustand liegt demnach eine reib-und kraftschlüssige Verbindung zwischen den Pas- sungsflächen des Hohlschafts 28 und der Ausnehmung 30 ei- nerseits und zwischen den Keilflächen 34,36 andererseits

vor, wodurch die Spanneinrichtung 39 in ihrer Drehlage bezüglich der Werkzeugaufnahme 22 fixiert wird.

Weitere Bestandteile des erfindungsgemäßen Spann- systems bilden eine Abdrückvorrichtung sowie ein Kühl- und Schmiermittelzufuhrsystem, die in diesem Ausführungs- beispiel als ein Bauteil ausgeführt sind und daher im folgenden als KSM-Abdrückvorrichtung 80 bezeichnet wer- den.

Der Aufbau dieser KSM-Abdrückvorrichtung ist im be- sonderen in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellt. Die KSM- Abdrückvorrichtung 80 besteht im wesentlichen aus einem Abdrückkolben 82 sowie zwei Rohren 84,86. Der Abdrück- kolben 82 ist als ein rotationssymmetrisches Bauteil mit einem zentrisch angeordneten Vorsprung 88 sowie zwei axialen Ausnehmungen, vorzugsweise Bohrungen, 90,92 aus- geführt, wie es aus Fig. 9 ersichtlich ist. Die Rohre 84, 86 sind in den axialen Ausnehmungen 90,92 des den Hohl- schaft tragenden Teils abgedichtet verlötet und erstrek- ken sich im eingebauten Zustand gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 vom Abdrückkolben 82 in die Führungsausnehmung 31 des Aufnahmeabschnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22.

Wie es in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist, ist der Ab- drückkolben 82 mittels eines Dichtrings, der in einer entsprechenden Ringnut am Außenumfang des Abdrückkolbens 82 aufgenommen ist, in einer zentrischen Ausnehmung 94 des Werkzeugs 20 abgedichtet angeordnet. Wie es insbeson- dere aus Fig. 3 und Fig. 4 hervorgeht, ist eine die Mit- telachsen der Rohre 84,86 verbindende und die Längs- bzw. Drehachse 43 beinhaltende Ebene El bezüglich einer die Spannelemente 40 verbindenden und ebenfalls die Längs-bzw. Drehachse 43 beinhaltenden Ebene E2 um 90° verdreht. Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 erstrecken sich die Rohre 84,86 in die Führungsausnehmung 31 des Aufnahmeab-

schnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 über entsprechend an- geordnete axiale Ausnehmungen 94,96 des Fuß-bzw. Ver- bindungsabschnitts 41 der Spanngabel in entsprechend vor- gesehene Ausnehmungen 98,100 der Werkzeugaufnahme 22.

Während die Schaftabschnitte der Rohre 84,86 in den axialen Ausnehmungen 94,96 des Gelenkabschnitts 41 leicht verschiebbar aufgenommen sind, sind sie in den axialen Ausnehmungen 98,100 der Werkzeugaufnahme 22 mit Passung aufgenommen, wobei zur Abdichtung Ausnehmungen 94a, 96a vorgesehen sind, in denen jeweils ein Dichtring aufgenommen ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.

Die axialen Ausnehmungen 94,96 des Werkzeugs sowie die axialen Ausnehmungen 98,100 der Werkzeugaufnahme bilden Kanalabschnitte des Kühl-und Schmiermittelzufuh- rsystems. Die Rohre 84,86 haben einerseits die Funktion von Leitungsabschnitten, die die Kanalabschnitte im Werk- zeug 20 und in der Werkzeugaufnahme 22 verbinden und die Spanneinrichtung 39 überbrücken, und bewirken anderer- seits, da sie in axialen Ausnehmungen des Gelenkab- schnitts 41 der Spanneinrichtung 39 aufgenommen sind, zu- sätzlich zu der durch die Verspannung des Werkzeugs und der Werkzeugaufnahme geschaffenen Drehlagenfixierung eine weitere Drehlagenfixierung der Spanneinrichtung in der Werkzeugaufnahme. Auf diese Weise wird insbesondere in der Lösestellung des Spannsystems ein Verdrehen der Span- neinrichtung in der Werkzeugaufnahme verhindert.

Wie es insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, klemmen die beiden Spannkörper 38 in der Lösestellung des Spann- systems die beiden Rohre 84 und 86 in der Weise ein, daß ein Herausfallen der KSM-Abdrückvorrichtung 80 in der Lö- sestellung des Spannsystems in einfacher Weise un- terbunden wird.

Der Abdrückkolben 82 der KSM-Abdrückvorrichtung 80 weist einen zentrischen Vorsprung 88 mit einer Konusflä- che 102 an der der Werkzeugaufnahme und insbesondere den Spannkörpern 38 zugewandten Seite auf. Beim Lösen des Eingriffs der Keilflächen 36 der Spannkörper 38 mit der an der hinterschnittenen Spannschulter 34 vorgesehenen Keilfläche infolge einer entsprechenden Drehbetätigung der Spannschraube 42 bewegen sich die Spannkröper 38 ra- dial nach innen aufeinander zu. Der Funktionskontakt zwi- schen den Keilflächen 36 und der Spannschulter 34 wird allmählich aufgehoben. Gleichzeitig laufen die Spannkör- per 38 synchron auf die Konusfläche 102 des Ab- drückkolbens 82 auf. Durch ein Weiterdrehen der Spann- schraube 42 wird die von der Spannschraube 42 auf die Spannkörper 38 aufgebrachte, radial wirkende Kraft in ei- ne auf den Abdrückkolben 82 wirkende, axial gerichtete Kraft umgewandelt, wodurch dieser mit zunehmender Kraft gegen eine Stützfläche 104 der zentrischen Ausnehmug 94 des Werkzeugs 22 gedrückt wird, so daß eine zentrisch wirkende, positive Kraft auf das Werkzeug aufgebracht wird. Die Spannkörper 38 werden damit synchron zum Be- standteil eines Keilgetriebes, mit dem der Hohlschaft 28 aus dem Aufnahmeabschnitt 32 herausgedrückt werden kann, wobei sich der Abdrückkolben 82 an der Stützfläche 104 abstützt. Dies führt demnach zu einer automatischen Tren- nung der durch den Eingriff der Keilflächen 36 der Spann- körper 38 mit der hinterschnittenen Spannschulter 34 ge- schaffenen Verbindung zwischen Werkzeug und Werkzeugauf- nahme. Da der Abdrückkolben zentral angeordnet ist, las- sen sich sehr einfach symmetrische Kraftverhältnisse für den Abdrückvorgang realisieren, so daß selbst bei innig- ster Haftung zwischen konisch ausgebildeten Zentrierflä- chen auf der Außenfläche des Hohlschafts einerseits und auf Seiten der Ausnehmung 30 des Aufnahmeabschnitts 32 andererseits eine zuverlässige Trennung der beiden Teile 20,22 bewirkt werden kann.

Im folgenden wird die Montage/Demontage des Werkzeugs an die/von der Werkzeugaufnahme sowie die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Spannsystems näher beschrieben, wo- bei von einem Zustand ausgegangen wird, in dem sämtliche Bauteile, d. h. das Werkzeug, die Werkzeugaufnahme und die Spanneinrichtung, einzeln vorliegen, d. h. auseinan- dergebaut sind.

Die Montage des Werkzeugs an die Werkzeugaufnahme be- ginnt mit dem Zusammenklemmen der Spannkörper 38. Dies erfolgt, indem zunächst ein geeignetes Werkzeugs 63, im erläuterten Ausführungsbeispiel ein Inbus-Schlüssel, in die Ausnehmung 60, im Fall dieses Ausführungsbeispiels in eine Innen-Sechskantausnehmung, der Spannschraube 42 ein- geführt und anschließend linksdrehend betätigt wird. Die Spannschraube muß vorher natürlich, wie es in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt ist, bereits in die entsprechenden Ausneh- mungen 62,57 der Spannkörper 38 eingesetzt werden. Die linksdrehende Betätigung der Spannschraube 42 bewirkt ei- ne Annäherung der beiden Spannkörper 38, bis der in Fig.

5 obere Spannkörper 38 am Ringabschnitt 54 der im unteren Spannkörper 38 festgehaltenen Spannschraube 42 anliegt.

In diesem Zustand lassen sich die Halteabschnitte 44 der Spannelemente 40 in einen Kreis einordnen, der einen Durchmesser hat, der in etwa dem der Ausnehmung 31 des Aufnahmeabschnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 entspricht ; auf jeden Fall dürfen die Halteabschnitte 44 das nachste- hend beschriebene Einsetzen der Spanneinrichtung in die Werkzeugaufnahme 22 nicht behindern. Mit dem Zusam- menklemmen der Spannkörper 38 in der vorstehend beschrie- benen Weise werden in der Spanngabel, d. h. insbesondere in den Spannelementen 40 und im Verbindungsabschnitt 41, Biegespannungen erzeugt, welche bei einer anschließend folgenden rechtsdrehenden Betätigung der Spannschraube wieder abgebaut werden und damit für den Radialhub der

Spannkörper einerseits und die Verspannung des Werkzeugs mit der Werkzeugaufnahme andererseits positiv genutzt werden können.

Selbst im Fall einer Spanneinrichtung, bei der die Spannelemente durch ein Gelenk miteinander verbunden sind, können durch eine entsprechende Gestaltung der das Gelenk bildenden Fußabschnitte Biegesspannungen erzeugt werden.

Da die Spannelemente an ihren Fußabschnitten mitein- ander in Verbindung stehen und somit ohnehin bei einer rechtsdrehenden Betätigung der Spannschraube gegensinnig radial nach außen bewegt werden, ist es jedoch nicht un- bedingt erforderlich, daß der Radialhub der Spannkörper durch Biegespannungen unterstützt wird, die vorher beim Zusammenklemmen der Spannelemente erzeugt wurden. Die Verspannung bzw. Aneinanderklammerung des Werkzeugs an die Werkzeugaufnahme kann selbstverständlich auch nur durch die infolge der Betätigung der Spannschraube 42 ra- dial auf die Spannkörper 38 aufgebrachten Kraft erfolgen.

Im zusammengeklemmten Zustand der Spanngabel kann die Spanneinrichtung 39 in die Führungsausnehmung 31 des Auf- nahmeabschnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 eingeführt werden, wie es aus Fig. 2 und Fig. 4 zu erkennen ist.

Anschließend werden die Spannkörper 38 durch eine rechtsdrehende Betätigung der Spannschraube 42 mittels des über die radialen Durchbrüche 64 und 66 des Werkzeugs 20 und der Werkzeugaufnahme 22 in die Ausnehmung 60 der Spannschraube 42 eingeführten Werkzeugs 63 radial nach außen bewegt, wodurch die beim Zusammenklemmen der Spann- körper 38 erzeugten Biegespannungen abgebaut werden.

Gleichzeitig mit der Auseinanderbewegung der Spannkörper 38 oder der Spannelemente 40 greifen die Halteabschnitte

44 in die Ausnehmung 46 des Aufnahmeabschnitts 32 ein und bewirken damit eine axiale Fixierung der Spanneinrichtung 39 in der Führungsausnehmung 31 des Aufnahmeabschnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22. Dieser Zustand geht aus der Dar- stellung in Fig. 1 und Fig. 3 hervor.

Nun kann die KSM-Abdrückvorrichtung 80 in die Werk- zeugaufnahme 22 eingeführt und bezüglich ihrer Drehlage in der Weise positioniert werden, wie aus der Darstellung in Fig. 1 und Fig. 3 hervorgeht. Nach der richtigen Posi- tionierung der KSM-Abdrückvorrichtung 80, bewirken die Rohre 84,86, die sich durch die axialen Ausnehmungen des Fuß-bzw. Verbindungsabschnitts 41 erstrecken, eine Drehlagenfixierung der Spanneinrichtung 39 in der Füh- rungsausnehmung 31 des Aufnahmeabschnitts 32 der Werk- zeugaufnahme 22.

Anschließend werden die Spannkörper 38 durch eine linksdrehende Betätigung der Spannschraube 42 erneut zu- sammengeklemmt, bis sie an den Rohren 84,86 anliegen, wie es in Fig. 2 und Fig. 4 gezeigt ist. Aus der Darstel- lung in Fig. 4 geht insbesondere hervor, daß der obere Spannkörper 38 bedingt durch das Anliegen an den Rohren 84,86 in diesem Zustand nicht an den Ringabschnitt 54 der Spannschraube 42 anstößt. Dies hat zur Folge, daß die Halteabschnitte 44 nur noch teilweise mit der Ausnehmung 46 der Führungsausnehmung 31 des Aufnahmeabschnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 in Eingriff stehen. Dies reicht aus, um zu verhindern, daß die Spanneinrichtung 39 insbe- sondere in einer vertikalen Stellung der Werkzeugaufnahme 22 aus der Ausnehmung 31 herausfällt. Wie es aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, liegen die an die Spannkörper 38 anschließenden Abschnitte der Spannelemente 40 nicht mehr auf voller Traglänge an der Innenumfangswand der Ausneh- mung 31 an. Dieser Zustand entspricht der Lösestellung

des Spannsystems, in der das Werkzeug 20 gewechselt wer- den kann.

In der Lösestellung des Spannsystems liegen die Spannkörper 38 zudem an der Konusfläche 102 des Abdrück- kolbens 82 der KSM-Abdrückvorrichtung 80 an, wie es in Fig. 2 zu sehen ist.

In der Lösestellung kann das Werkzeug 20 mit seinem Hohlschaft 28 in die entsprechende Ausnehmung 30 im Auf- nahmeabschnitt 32 der Werkzeugaufnahme eingesteckt wer- den, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Werkzeug 20 stößt in der Lösestellung an den Abdrückkolben 82 an, der selbst wiederum an den Spannkörpern 38 anliegt. In der Lösestellung verbleibt zwischen den Radialringflächen 24, 26 des Werkzeugs 20 und der Werkzeugaufnahme 22 bedingt durch ein axiales Vorstehen des Abdrückkolbens 82 aus der Werkzeugaufnahme 22 in der Lösestellung des Spannsystems ein Planspalt im Bereich von 1/10 mm.

Nach dem Einstecken des Werkzeugs 20 in die entspre- chende Ausnehmung 30 der Werkzeugaufnahme 22 wird die Be- tätigungsschraube 42 rechtsdrehend betätigt, was zu einer radialen Auseinanderbewegung der Spannkörper 38 führt.

Mit zunehmender Drehbewegung der Spannschraube 42 kommen die an den Spannkörpern 38 vorgesehenen Keilflächen 36 in Eingriff mit der hinterschnittenen Spannschulter 34 des Hohlschafts 28 einerseits und die Stirnflächen der Spann- körper 38 synchron außer Eingriff mit der Konusfläche 102 des Abdrückkolbens 82. Eine weitere Drehbewegung der Spannschraube 42 führt demzufolge zu einer Klammerung des Werkzeugs 20 an die Werkzeugaufnahme 22, wobei die radial gerichtete Kraft auf die Spannkörper, die infolge der Drehbetätigung der Spannschraube und des Abbaus der beim Zusammenklemmen der Spannkörper 38 hervorgerufenen Biege- spannung auf die Spannkörper 38 aufgebracht wird, über

das Keilgetriebe zwischen den Keilflächen 34,36 in eine axiale, zur Werkzeugaufnahme 22 gerichetete Kraft umge- wandelt wird, die das Werkzeug 20 in die Ausnehmung der Werkzeugaufnahme 22 zieht. Gleichermaßen wird durch das Ziehen des Werkzeugs 20 in die Werkzeugaufnahme 22 der Abdrückkolben 82 in den Aufnahmeabschnitt 32 der Werk- zeugaufnahme 22 gedrückt. Durch die konischen Passungs- flächen am Hohlschaft 28 und in der entsprechenden Aus- nehmung der Werkzeugaufnahme 22, wird eine eine geringfü- gige Aufweitung des Aufnahmeabschnitts 32 bewirkt, wo- durch eine feste Verspannung zwischen Werkzeug 20 und Werkzeugaufnahme 22 entsteht. Gleichzeitig werden die Halteabschnitte 44 mit der entsprechenden Ausnehmung 46 vollständig in Eingriff gebracht, was mit zunehmender Spannkraft in den Bereichen der Spannelemente zwischen den Spannkörpern 38 und den Halteabschnitten zu einer Zugspannung führt. Die Spannstellung des erfindungsgemä- ßen Spannsystems ist in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigt.

Während der Anklammerung des Werkzeugs 20 an die Werkzeugaufnahme 22 drückt das Werkzeug 20, wie vorste- hend erwähnt, die KSM-Abdrückvorrichtung 80 in die Werk- zeugaufnahme 22. Über Kanäle, die in dem den Hohlschaft 28 tragenden Werkzeug 20 und in der Werkzeugaufnahme aus- gebildet sind, sowie über die Rohre 84,86 werden Kühl- und Schmiermittelzufuhrleitungen für die Zuführung von Kühl-und Schmiermittel zum Werkzeug geschaffen.

Der Wechsel des Werkzeugs 20 erfolgt im wesentlichen in der umgekehrten Reihenfolge. Der Ausgangszustand ist dabei die in Fig. 1 gezeigte Spannstellung. Durch eine linksdrehende Drehbetätigung der Spannschraube 42 bewegen sich die Spannkörper 38 aufeinander zu, wobei einerseits der Eingriff der Keilflächen 36 der Spannkörper 38 mit der hinterschnittenen Spannschulter 34 der Ausnehmung 30 des Aufnahmeabschnitts 32 aufgehoben wird und anderer-

seits die Spannkörper 38 auf die Konusfläche 102 des Ab- drückkolbens 82 auflaufen. Durch diese Vorgänge wird die Verspannung zwischen dem Werkzeug 20 und der Werkzeugauf- nahme 22 mit zunehmender Drehbewegung der Spannschraube 42 abgebaut und gleichzeitig das Werkzeug 20 aus der Werkzeugaufnahme 22 gedrückt.

Zum Wechsel des Werkzeugs ist es natürlich nicht er- forderlich, die Spanneinrichtung aus der Werkzeugaufnahme 22 auszubauen ; vielmehr reicht es, das Spannsystem in die in Fig. 2 gezeigte Lösestellung zu bringen.

Bezüglich der zulässigen Spannnungen in den im Kraft- <BR> <BR> <BR> fluß"Spannsystem-Werkzeug-Werkzeugaufnahme"befindlichen Bauteilen ergibt sich der günstige Umstand, daß die kon- struktiv im Querschnitt begrenzten Spannelemente 40 der Spanngabel in der Spannstellung des Spannsystems reinen Zugspannungen unterliegen, während in der Lösestellung des Spannsystems Biegespannungen vorherrschen. Da die Be- lastbarkeit der Spannelemente eine Grenze für die reali- sierbare Spannkraft der Kupplung des Werkzeugs und der Werkzeugaufnahme darstellt, kann bei reiner Zugbelastung ein Höchstmaß an Spannkraft bei vorgegebenem Querschnitt der Spannelemente realisiert werden.

Der notwendige Radialhub der Spannkörper zum Wechseln der Werkzeuge sowie die mechanische Übersetzung der radi- al aufgebrachten Spannschraubenkraft in eine axial wir- kende Spannkraft kann durch die Ausnutzung der elasti- schen Deformation der Spanngabel ohne zusätzliche beweg- liche Verriegelungsteile im Spannsystem bewirkt werden.

Die Reibung im Spannsystem wird dadurch auf ein Minimum herabgesetzt, wodurch sich eine deutliche Erhöhung der Spannkraft gegenüber herkömmlichen Spannsystemen ergibt.

Im Vergleich zu herkömmlichen Spannsystemen besteht das erfindungsgemäße Spannsystem im wesentlichen nur aus drei Bauteilen, nämlich der Spanngabel, der Spannschraube und der KSM-Abdrückvorrichtung. Die Lösestellung des er- findungsgemäßen Spannsystems ist zugleich dessen Montage- stellung. Zusätzliche Bauteile und Montagevorrichtungen sind daher nicht notwendig.

Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Spanngabel zwei Spannelemente mit je einem Spannkör- per auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht nur auf diese Gestaltungsweise beschränkt, sondern kann auch mit mehr als zwei Spannkörpern versehen sein.

Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Spanngabel einstückig ausgeführt. Im Sinne der vor- liegenden Erfindung wäre es jedoch auch vorstellbar, die Spanngabel aus zwei"halbschalenförmigen"Spannelementen aufzubauen, die an ihren Fußabschnitten über ein Gelenk, dessen Drehachse senkrecht zur Längs-bzw. Drehachse des Aufnahmeabschnitts liegt, beweglich miteinander zu ver- binden. Gleichermaßen könnten die Spannelemente über eine entsprechende Gestaltung ihrer Fußabschnitte, die eine form-und/oder kraftschlüssige Verbindung ermöglicht, drehfest miteinander verbunden sein. Beispielsweise könn- ten die Fußabschnitte der Spannelemente als bezüglich der Drehachse des Aufnahmeabschnitts"halbkreisförmige"Ab- schnitte ausgeführt sein, die an der einander zugewandten Fügefläche je eine Keilverzahnung aufweisen, welche eine zuverlässige Aneinanderklammerung der beiden Spannelemen- te erlaubt.

Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12 und Fig. 13 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur in der

axialen Fixierung der Spanneinrichtung 39 im Aufnahmeab- schnitt. Im folgenden werden daher nur die Unterschiede erläutert, die sich gegenüber dem ersten Ausführungsbei- spiel ergeben.

In Fig. 10 ist der Aufnahmeabschnitt 32 der Werkzeug- aufnahme 22 im Längsschnitt dargestellt. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, weist der Aufnahmeabschnitt 32 eine axiale, zentrische Ausnehmung 120 auf, die im wesentlichen aus der Ausnehmung 30 für den Hohlschaft 28, einer Ausnehmung 121 in der Form eines elliptischen Querschnitts sowie der zylindrischen Führungsausnehmung 31 besteht. In der Aus- nehmung 121 von elliptischem Querschnitt ist die Ausneh- mung 46 in der Form eines geschlossenen Ringquerschnitts zum Einhängen der Halteabschnitte 44 der Spannelemente 40 ausgebildet.

Die Ausnehmung 121 in der Form eines elliptischen Querschnitts ist insbesondere in Fig. 11, Fig. 12 und Fig. 13 zu sehen. Fig. 11 und Fig. 12 entsprechen im we- sentlichen einem Querschnitt durch das in Fig. 2 gezeigte erfindungsgemäße Spannsystem im zusammengefügten Zustand, wobei die Spanneinrichtung 39 mit den Spannelementen 40 in verschiedenen Drehlagen gezeigt ist. Fig. 13 ent- spricht einem Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Spannsystem im Spannzustand.

Anhand der Darstellungen in Fig. 11, Fig. 12 und Fig.

13 wird im folgenden der Einbau/Ausbau der Spanneinrich- tung 39 in die/aus der Ausnehmung 120 des Aufnahmeab- schnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 erläutert. Die Monta- ge/Demontage des Werkzeugs an die/von der Werkzeugaufnah- me erfolgt im wesentlichen in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel, so daß auf weitere Erläu- terungen diesbezüglich verzichtet wird.

Der Einbau der Spanneinrichtung 39 beginnt zunächst mit dem Zusammenklemmen der Spanngabel, d. h. der Spann- körper 38 der Spannelemente 40. Dies erfolgt in derselben Art und Weise, wie es im Zusammenhang mit dem ersten Aus- führungsbeispiel erläutert wurde.

Im zusammengeklemmten Zustand der Spanngabel kann die Spanneinrichtung 39 dann axial in die Ausnehmung 120 des Aufnahmeabschnitts 32 der Werkzeugaufnahme 22 eingeführt werden, wobei die Drehlage der Spanneinrichtung während des Einführens in die Ausnehmung 120 bezüglich der Werk- zeugaufnahme 22 in Fig. 11 dargestellt ist. In dieser Drehlage steht die Ebene E1 senkrecht zu einer die Brenn- punkte des elliptischen Querschnitts der Ausnehmung 121 verbindenden und die Längs-bzw. Drehachse 43 be- inhaltenden Ebene EB. Die Spannelemente 40 der Spannein- richtung 39 müssen demnach nur soweit radial zusammenge- klemmt werden, daß die im wesentlichen zylindrische Span- neinrichtung 39 in die elliptische Ausnehmung 121 einge- führt werden kann.

Während im ersten Ausführungsbeispiel die Spannkörper 38 erst durch eine rechtsdrehende Betätigung der Spann- schraube 42 radial nach außen bewegt werden, um die Span- neinrichtung 39 in der Ausnehmung 120 axial fixieren zu können, wird im zweiten Ausführungsbeispiel die Spannein- richtung 39, nachdem sie vollständig in der Ausnehmung 121 eingesetzt ist, d. h. am Grund der Führungsausnehmung 31 anliegt, nur bezüglich der Werkzeugaufnahme 22 um 90° um die Drehachse 43 gedreht, so daB die Ebene E1 und die Ebene EB in einer gemeinsamen Ebene liegen. Dabei ist es gleichgültig in welche Richtung die Spanneinrichtung ge- dreht wird. Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, hat eine der- artige Drehung der Spanneinrichtung zur Folge, daß die Halteabschnitte 44 mit der hinterschnittenen Ausnehmung 46 in Eingriff gebracht werden und damit die Spannein-

richtung 39 im Aufnahmeabschnitt 32 der Werkzeugaufnahme 22 axial fixiert wird.

Nach dem Einsetzen des Werkzeugs in die Werkzeugauf- nahme wird das Spannsystem durch eine rechtsdrehende Be- tätigung der Spannschraube 42 schließlich in den Spannzu- stand gebracht, wie es aus dem Fig. 1 dargestellten er- sten Ausführungsbeispiel bekannt ist.

Der Ausbau der Spanneinrichtung 39 aus der Ausnehmung 121 der Werkzeugaufnahme 22 erfolgt natürlich in umge- kehrter Reihenfolge.

Dieses zweite Ausführungsbeispie] unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel demnach nur in dem Merkma- le der axialen Fixierung der Spanneinrichtung in der Werkzeugaufnahme, was in diesem Fall im wesentlichen in der Art und Weise einer Bajonettverankerung erfolgt.

Die Figuren 14 bis 20 zeigen ein drittes Ausführungs- beispiel des erfindungsgemäßen Spannsystems. Das dritte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannsystems unterscheidet sich vom ersten und zweiten Ausführungsbei- spiel im wesentlichen nur in der Ausgestaltung der Span- nelemente 40 der Spanngabel sowie der Spannschraube 42.

Im folgenden werden daher nur die Unterschiede erläutert, die sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erge- ben.

Die Figuren 14 und 15 zeigen das erfindungsgemäße Spannsystem im Spannzustand. Die Figuren 16 und 17 zeigen das erfindungsgemäße Spannsystem im Lösezustand. In den Figuren 18 bis 20 ist die Spanngabel des erfindungsgemä- Ben Spannsystem in verschiedenen Ansichten dargestellt.

Wie es insbesondere aus den Figuren 18 und 19 er- sichtlich ist, weisen die Spannelemente 40 jeweils auf Seiten ihrer einstückig verbundenen Fußabschnitte 41 zwei, beispielsweise eingefräste, Einkerbungen 130 und 132 normal zur Längs-oder Drehachse 43 der Werkzeugauf- nahme 22 auf. Die Einkerbungen 130 und 132 schwächen den Querschnitt der Spannelemente 40 im Vergleich zu den Querschnitten der Spannelemente 40 im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Im dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spannsystems fungiert insbesondere der Abschnitt 131 im Bereich der Einkerbungen 130 als ein "Materialgelenk", das mit dem Lösen des Spannsystems, d. h. mit dem Zusammenklemmen der beiden Spannelemente 40 bedingt durch eine Drehbetätigung der Spannschraube 42, elastisch verformt wird. Durch diese konstruktiv einfach zu realisierende Maßnahme ist im Vergleich zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, in denen die Spannelemente 40 keine Einkerbungen aufweisen, eine geringere Kraft er- forderlich, um die beiden Spannelemente 40 zusammenzu- klemmen, d. h. um das Spannsystem in die in den Figuren 16 und 17 dargestellte Lösestellung zu bringen. Um im Spann- system gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die zum Zusammenklemmen der Spannelemente 40 erforderli- che Kraft aufbringen zu können, müssen die Spannelemente 40 eine, in Axialrichtung betrachtet, bestimmte "Hebellänge"besitzen. Im dritten Ausführungsbeispiel ist infolge der Schwächung des Querschnitts der Spannelemente 40 durch die Einkerbungen 130 und 132 eine geringere Kraft erforderlich, um die Spannelemente 40 zusammenzu- klemmen, d. h. um das Spannsystem in die in den Figuren 16 und 17 dargestellte Lösestellung zu bringen. Unter der Vorausetzung, daß im Spannsystem gemäß dem ersten, zwei- ten und dritten Ausführungsbeispiel mit einer Drehbetäti- gung der Spannschraube 42 auf die beiden Spannelemente 40 dieselbe Klemmkraft aufgebracht werden kann, erlauben die an den Spannelementen 40 des Spannsystems gemäß dem drit-

ten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Einkerbungen 130, 132 somit eine erhebliche Verkürzung der Spannelemente 40 und damit des Spannsystems insgesamt. Abgesehen von einer dadurch bedingten Material-und Gewichtseinsparung sowie den daraus resultierenden geringeren Herstellkosten be- wirkt diese konstruktiv einfach zu realisierende Maßnahme zudem in einer einfacheren Montage.

In den Einkerbungen 132 sind Stützsegmente 140 ange- ordnet, die in den Figuren 14 und 16 zu sehen sind. Die Stützsegmente 140 haben die Aufgabe, beim Spannen des Spannsystems, d. h. bei einer Auseinanderbewegung der Spannelemente 40, ein"Umknicken"der Spannelemente 40 infolge eines in Bezug auf die Figuren 14 und 16 im Uhr- zeigersinn orientierten Drehmoments zu verhindern. In der in Figur 16 gezeigten Lösestellung des Spannsystems sit- zen diese, vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen Metall hergestellten, Stützsegmente frei beweglich in den Einkerbungen 132. In der in Figur 16 gezeigten Spannstel- lung des Spannsystems sind diese Stützsegmente 140 zwi- schen den die Einkerbungen 132 begrenzenden Flankenflä- chen eingeklemmt und bewirken eine Versteifung der Span- nelemente 40, damit jene nicht um den Innenumfangswandab- schnitt der Führungsausnehmung 31 des Aufnahmeabschnitts 32 zwischen der hinterschnittenen Ausnehmung 46 und der Ausnehmung 30 des Aufnahmeabschnitts 32 als fiktiven Drehpunkt"nach hinten"umknicken können.

Ein weiterer Unterschied des Spannsystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gegenüber dem Spannsystem ge- mäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist in der Ausgestaltung der Spannschraube 42 zu erkennen. Während im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Spann- schraube 42 mit dem Kopfabschnitt 52 und dem Gewindeab- schnitt 56 einstückig realisiert ist, ist die Spann- schraube 42 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zwei-

teilig ausgestaltet. Aus den Figuren 14 bis 17 geht her- vor, daß die Spannschraube 42 einen Gewindeabschnitt 56 mit einem Linksgewindeabschnitt 56b und einem Rechtsge- windeabschnitt 56a aufweist, von denen einer in der Ge- windebohrung 62 des in den Figuren 14 bis 17 oberen Spannkörpers 38 und der andere in einer als Kopfabschnitt 52 fungierenden Mutter angeordnet ist, die in der Ausneh- mung 57 des unteren Spannkörpers 38 angeordnet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß bedingt durch das Links/Rechtsgewinde der Spannschraube 42 relativ kleine Drehbewegungen erforderlich sind, um einen relativ großen "Hub"der Spannkörper 38 zu bewirken ; des weiteren wird die als Kopfabschnitt 52 fungierende Mutter im wesentli- chen nur auf Zug beansprucht, so daß weder die Mutter noch der entsprechende Spannkörper 38 einen starken rei- bungsbedingten Verschleiß erfahren. Weitere Feinheiten dieser Spannschraube 42 gemäß dem dritten Ausführungsbei- spiel ergeben sich aus den Figuren 14 bis 17.

Die Montage/Demontage des Werkzeugs an die/von der Werkzeugaufnahme sowie die Wirkungsweise des Spannsystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erfolgt prinzipiell in derselben Art und Weise wie bei den Spannsystemen ge- mäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, so daß eine nähere Erläuterung an dieser Stelle entfällt.

Die spezifischen Merkmale des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels sind natürlich, sofern dies technisch möglich ist und zweckmäßig erscheint, beliebig miteinander kombinierbar oder untereinander austauschbar.

Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Spannsy- stem zur lösbaren Verbindung zweier vorzugsweise rotati- onssymmetrischer Teile, von denen ein Teil einen vorzugs- weise zylindrischen oder konischen Hohlschaft und das an- dere Teil einen entsprechenden Aufnahmeabschnitt zur pas-

sungsgenauen Aufnahme des Hohlschafts aufweist. Das Spannsystem weist eine konzentrisch im Aufnahmeabschnitt angeordnete Spanneinrichtung auf, die sich im aneinander- gefügten Zustand der beiden Teile in den Hohlschaft des einen Teils erstreckt und zumindest zwei gegensinnig be- wegbare Spannkörper sowie eine die Spannkörper antreiben- de Betätigungseinrichtung aufweist. Die Spannkörper kön- nen in und außer Eingriff mit einer hinterschnittenen Spannschulter des Hohlschafts gebracht werden, wodurch zwischen Planflächen der beiden zu verbindenden Teile ei- ne Anpreßkraft erzeugt wird. Die Spannkörper sind als Kopfabschnitte von im wesentlichen parallel zur Längs- bzw. Drehachse des Aufnahmeabschnitts angeordneten, läng- lichen Spannelementen ausgeführt sind, deren Fußabschnit- te miteinander verbunden sind.