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PATENTANSPRÜCHE
1. Befestigungsvorrichtung von einen zylindrischen Schaft aufweisenden Werkzeugen an einer Werkzeugmaschine, die ein hydraulisches Spannfutter mit einer elastischen, hülsenartigen Aufnahme für den in ihr in einstellbarer Tiefe festzuspannenden Werkzeugschaft enthält, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Aufnahme ein Einsatzstück in in axialer Richtung genau bestimmter Lage vorgesehen ist, das mit dem Werkzeugschaft in formschlüssiger Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (4) an seinem Umfang eine sich in axialer Richtung erstreckende kreissegmentartige Abflachung (5) aufweist und dass der abgeflachten Partie (5) am Schaftumfang als Gegenfläche eine gegenüberliegende abgeflachte Partie (6) gleicher Form und Erstreckung an einem innerhalb der Aufnahme in axialer Richtung gehalterten und mit dem Spannfutter umlaufenden, das Einsatzstück bildenden Mitnehmer zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgeflachte Partie am Umfang des Schaftes einem Zentriwinkel von 45750 entspricht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (7) aus einem Ring besteht, der an seinem Innenumfang die Gegenfläche (6) für die abgeflachte Partie (5) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (4a) zwei symmetrisch einander gegenüberliegende abgeflachte Partien (5a, 5b) besitzt und der Mitnehmer (7a) aus einem Ring besteht, der an seiner Innenfläche zwei Gegenflächen (6a, 6b) für die abgeflachten Partien aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (11) aus einer im Bereich ihrer beiden axialen Enden am Spannfutter (8) gehalterten, sich quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes (10) erstreckenden Passfeder besteht, die an ihrer dem Werkzeugschaft zugewandten Seite die Gegenfläche (14) für die abgeflachte Partie (15) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (34a) zwei symmetrisch einander gegenüberliegende abgeflachte Partien (1 5a, 1 5b) besitzt, denen jeweils ein Mitnehmer zugeordnet ist, der jeweils aus einer im Bereich über beiden axialen Enden am Spannfutter gehaltenen, sich quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes erstreckenden Passfeder besteht, die an ihrer dem Werkzeugschaft zugewandten Seite die Gegenfläche für die abgeflachte Partie aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (11) mit dem Spannfutter z. B. über mindestens einen Zylinderstift (19) drehfest verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (7, 11) an der einen Seite vorzugsweise der Maschinenseite (16, 17), an einer sich radial nach innen erstreckenden Schulter des Spannfutters anliegt, und an der gegenüberliegenden Seite, vorzugsweise der Werkzeugseite, von einer Ringpartie des Spannfutters gehalten ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenwirkenden Partien des Werkzeugschaftes und des Mitnehmers zur Fixierung der axialen Lage des Werkzeugschaftes nach Art eines Bajonettverschlusses ineinandergreifen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die abgeflachte Partie (20) des Werkzeugschaftes (21) im Bereich der dessen freiem Ende abgewandten Seite eine am Umfang über einen Winkel von mindestens 900 entlanglaufende Kerbe (22) aufweist, die etwa im mittleren Bereich der abgeflachten Partie (bei 23) beginnt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe (22) sich unmittelbar an dem Ende der abgeflachten Partie (23) befindet, das dem Werkzeug zugewandt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Regulieren der Eindringtiefe des Werkzeugschaftes in die Aufnahme deren Boden durch den Kopf einer ein- und ausschraubbaren Schraube gebildet wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube als Anschlagschraube ausgebildet ist, die vom freien Ende des Spannfutters her durch dieses hindurch betätigbar ist.
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung von einen zylindrischen Schaft aufweisenden Werkzeugen an einer Werkzeugmaschine, die ein hydraulisches Spannfutter mit einer elastischen, hülsenartigen Aufnahme für den in ihr in einstellbarer Tiefe festzuspannenden Werkzeugschaft enthält. Solche Werkzeuge können z.B. Bohrstangen, Fräser oder dergleichen sein.
Bei bekannten Vorrichtungen vergleichbarer Art, bei denen der Werkzeugschaft mit dem Spannfutter nur durch Kraftschluss verbunden ist, besteht die Gefahr, dass bei zu hoher Belastung oder nicht genügender Spannung eine Verdrehung undloder axiale Verschiebung des Werkzeugs innerhalb seiner Aufnahme am Spannfutter vorkommen kann.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, hier Abhilfe zu schaffen, zu welchem Zweck die Erfindung sich die Aufgabe gestellt hat, eine Befestigungsvorrichtung der hier in Frage stehenden Art zu schaffen, bei der einerseits eine einwandfreie Mitnahme des Werkzeugs unabhängig von der Grösse der Belastung gewährleistet ist und andererseits auch sichergestellt werden kann, dass die axiale Lage des Werkzeugschaftes innerhalb seiner Aufnahme sich nicht ändern kann.
Zu dem oben genannten Zweck ist gemäss der Erfindung die Befestigungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Aufnahme ein Einsatzstück in in axialer Richtung genau bestimmter Lage vorgesehen ist, das mit dem Werkzeugschaft in formschlüssiger Verbindung steht. Hierbei kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Werkzeugschaft an seinem Umfang eine sich in axialer Richtung erstreckende kreissegmentartige Abflachung aufweist und dass der abgeflachten Partie am Schachtumfang als Gegenfläche eine gegenüberliegende abgeflachte Partie gleicher Form und Erstreckung an einem innerhalb der Aufnahme in axialer Richtung gehalterten und mit dem Spannfutter umlaufenden, das Einsatzstück bildenden Mitnehmer zugeordnet ist.
Der Mitnehmer kann hierbei z. B. aus einem Ring bestehen, der an seinem Innenumfang die Gegenfläche für die abgeflachte Partie aufweist, der Mitnehmer kann jedoch z. B.
auch aus einer im Bereich ihrer beiden axialen Enden am Spannfutter gehalterten, sich quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes erstreckenden Passfeder oder aus zwei Passfe dem bei zwei abgeflachten Partien am Werkzeugschaft bestehen, die an ihrer dem Werkzeugschaft zugewandten Seite die Gegenfläche für die abgeflachte Partie aufweist bzw. aufweisen. Wenn zwei abgeflachte Partien am Werkzeugschaft und entsprechende Gegenflächen am Mitnehmer vorgesehen sind, ergibt sich noch der weitere Vorteil, dass das Schaften
de des Werkzeugs keiner Biegebeanspruchung unterworfen ist, da die angreifenden Kräfte sich symmetrisch verteilen.
Eine in der oben beschriebenen Weise ausgebildete Befestigungsvorrichtung zeichnet sich durch eine positive Mitnahme aus, durch den oben beschriebenen Formschluss wird erreicht, dass das Werkzeug sich gegenüber dem Spannfutter nicht verdrehen kann, das Werkzeug nimmt also in Umfangsrichtung immer eine definierte Stellung ein.
Wenn man gemäss weiterer Ausbildung noch vorsieht, dass die zusammenwirkenden Partien des Werkzeugschaftes und des Mitnehmers zur Fixierung der axialen Lage des Werkzeugschaftes nach Art eines Bajonettverschlusses ineinander greifen, wobei z. B. die Anordnung auch so getroffen sein kann, dass die abgeflachte Partie des Werkzeugschaftes im Bereich der dessen freiem Ende abgewandten Seite eine am Umfang über einen Winkel von mindestens 900 entlanglaufende Kerbe aufweist, die etwa im mittleren Bereich der abgeflachten Partie beginnt, dann ist das Werkzeug auch auf Zug belastbar und gegen Zugkräfte gesichert, z. B. beim Rückwärtssenken und Rückwärts-Ausdrehen.
Bei der obigen erfindungsgemäss getroffenen Vorrichtung ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Lage des Werkzeugschaftes auch in axialer Richtung genau definiert ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 zwei Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, wobei je eine Ausführungsform zur Hälfte an jeder Seite der Mittellinie gezeigt ist,
Fig. 2 den Werkzeugschaft der Anordnung auf der linken Seite der Fig. 1 zusammen mit dem diesem zugeordneten Mitnehmer in einer Vorderansicht im Schnitt gemäss der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 2a eine Variante zu der Anordnung nach Fig. 2 in derselben Darstellungsweise,
Fig. 3 die abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung auf der rechten Seite der Fig. 1 wiederum in einer Seitenansicht und teilweise geschnitten gemäss der Linie III-III der Fig. 1 und
Fig. 3a eine Variante zu der Anordnung nach Fig. 3 in derselben Darstellungsweise wie in Fig. 3.
Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung handelt es sich um die Befestigungsvorrichtung von einen im wesentlichen zylindrischen Schaft aufweisenden Werkzeugen, z. B. Bohrstangen, Fräsern od. dgl. an einer Werkzeugmaschine, die ein hydraulisches Spannfutter mit einer elastischen, hülsenartigen Aufnahme für den in ihr in einstellbarer Tiefe festzuspannenden Werkzeugschaft enthält. Bei allen diesen Ausführungsformen ist erfindungsgemäss die Anordnung so getroffen, dass innerhalb der Aufnahme ein Einsatzstück in in axialer Richtung genau bestimmter Lage vorgesehen ist, das mit dem Werkzeugschaft in formschlüssiger Verbindung steht.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 linke Seite ist das hydraulische Spannfutter mit 1 bezeichnet, es enthält eine Aufnahme 2, welche die Gestalt einer elastischen, in radialer Richtung federnden Hülse hat und die den in Fig. 1 nicht weiter dargestellten Werkzeugschaft aufnimmt, der in seiner Aufnahme festgespannt wird, indem in den Ringraum 3 in an sich bekannter Weise hydraulisches Medium eingeführt wird, das einen radial nach innen wirkenden Druck auf die Aufnahme 2 ausübt und hierbei den Werkzeugschaft festspannt. Der Werkzeugschaft wäre, hätte er eine einwandfreie und ausschliesslich zylindrische Gestalt, nur durch Kraftschluss mit dem Spannfutter verbunden, wobei sich dann u. U. die oben erwähnten Nachteile ergeben würden.
Erfindungsgemäss ist zur Vermeidung dieser Nachteile im vorliegenden Fall vorgesehen, dass der Werkzeugschaft, der in Fig. 2 mit 4, in Fig. 2a mit 4a, in Fig. 3 mit 34 und in Fig. 3a mit 34a bezeichnet ist, an seinem Umfang gem. Fig. 1 und 2 eine sich in axialer Richtung erstreckende kreissegmentartige Abflachung 5 aufweist und dass der abgeflachten Partie 5 am Schaftumfang als Gegenfläche eine gegenüberliegende abgeflachte Partie 6 gleicher Form und Erstreckung an einem innerhalb der Aufnahme in axialer Richtung gehalterten und mit dem Spannfutter 1 umlaufenden Mitnehmer 7 zugeordnet ist, der das Einsatzstück bildet und der bei dem in der Zeichnung links dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Ring besteht, der an seinem Innenumfang die Gegenfläche 6 für die abgeflachte Partie 5 aufweist.
Bei der Variante nach Fig. 3 (und rechte Seite von Fig. 1) ist der das Einsatzstück innerhalb des Spannfutters 8 mit seiner Aufnahme für den Schaft bildende Mitnehmer 11 als Passfeder ausgebildet, die im Bereich ihrer beiden axialen Enden, z. B. mit Hilfe von Stiften 12, 13 am Spannfutter gehaltert ist und sich quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes erstreckt und die an ihrer dem Werkzeugschaft zugewandten Seite die Gegenfläche 14 für die abgeflachte Partie 15 des Werkzeugschaftes 34 aufweist.
Bei beiden Ausführungsformen ist zu erkennen, dass der Mitnehmer an der einen Seite und hierbei vorzugsweise an der Maschinenseite, also bei 16 bzw. 17 an einer sich radial nach innen erstreckenden Schulter des Spannfutters anliegt und an der gegenüberliegenden Seite, vorzugsweise an der Werkzeugseite, von einer Ringpartie 18 des Spannfutters gehalten ist. Der Mitnehmer kann mit dem Spannfutter über einen Zylinderstift 19 bzw. 10 drehfest verbunden sein, die Verbindung kann jedoch evtl. auch auf andere Weise erfolgen. Es ist weiterhin zu erkennen, dass die abgeflachte Partie am Umfang des Schaftes einem Zentriwinkel von 45750 entspricht.
Um den Werkzeugschaft mit Hilfe des Mitnehmers in axialer Richtung zu fixieren, ist gemäss weiterer Ausbildung vorgesehen, dass die zusammenwirkenden Partien des Werkzeugschaftes und des Mitnehmers nach Art eines Bajonettverschlusses ineinandergreifen. Wie dies bewerkstelligt wird, ist in Fig. 2 und 3 anhand der Darstellung des Werkzeugschaftes gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die abgeflachte Partie 5 bzw. 15 des Werkzeugschaftes 4 bzw. 34 im Bereich der dessen freiem Ende abgewandten Seite eine am Umfang entlauglaufende Kerbe 20, 21 aufweist, die etwa im mittleren Bereich der abgeflachten Partie bei 22 bzw. 23 beginnt und sich am Umfang entlang über einen Winkel von mindestens 900 erstreckt.
Die Tiefe der Kerbe kann hierbei von ihrem dem mittleren Bereich der abgeflachten Partie entsprechenden Ausgangspunkt an zum entgegengesetzten Ende hin allmählich leicht abnehmen. Die Kerbe 20, 21 befindet sich zweckmässigerweise unmittelbar an dem Ende der abgeflachen Partie, das dem Werkzeug zugewandt ist und hat eine geringe axiale Erstreckung, z. B. von Bruchteilen von Millimetern, die kleiner als die Tiefe der Kerbe ist. Diese Kerbe 20, 21 wirkt hierbei mit der abgeflachten Partie des Werkzeugschaftes zusammen, indem sie gegenüber dieser Partie vom Betrachter der Zeichnung aus gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn leicht verdreht wird, also gemäss Pfeil 24 bzw.
25, so dass die abgeflachte Partie des Werkzeugschaftes und die abgeflachte Partie des Mitnehmers schräg zueinander verlaufen.
Zum Regulieren der Eindringtiefe des Werkzeugschaftes in die Aufnahme wird deren Boden durch den Kopf einer ein- und ausschraubbaren Schraube gebildet, die in Fig. 1 bei 26 dargestellt ist und die als Anschlagschraube ausgebildet ist, die vom freien Ende des Spannfutters her durch dieses hindurch betätigbar ist.
Bei der Variante nach Fig. 2a besitzt der Werkzeugschaft 4a zwei symmetrisch einander gegenüberliegende abgeflachte Partien 5a, Sb, während der Mitnehmer 7a aus einem Ring besteht, der an seiner Innenfläche zwei Gegenflächen 6a, 6b für die abgeflachten Partien aufweist. Bei der Variante nach Fig. 3a besitzt der Werkzeugschaft 34a zwei symmetrisch einander gegenüberliegende abgeflachte Partien 1 usa, 1 Sb, denen jeweils ein Mitnehmer 1 pa, 1 lb zugeordnet ist, der jeweils aus einer im Bereich ihrer beiden axialen Enden am Spannfutter gehalterten, sich quer zur Längsachse des Werkzeugschaftes erstreckenden Passfeder besteht, die an ihrer dem Werkzeugschaft zugewandten Seite die Gegenfläche
14a, 14b für die abgeflachte Partie aufweist.
Hierbei wird erreicht, dass das Schaftende des Werkzeugs keiner Biegung beansprucht wird, da die angreifenden Kräfte sich symmetrisch verteilen. In den beiden Varianten nach Fig. 2a und 3a sind den jeweils beiden abgeflachten Partien am Schaftende jeweils zwei Kerben 40, 41, 42, 43 zugeordnet, die wie mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschrieben ausgebildet sind.