CH656335A5

CH656335A5 - Bohrwerkzeug.

Info

Publication number: CH656335A5
Application number: CH548/82A
Authority: CH
Inventors: Otto Eckle
Original assignee: Komet Stahlhalter Werkzeug
Priority date: 1981-03-06
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1986-06-30
Also published as: FR2501093B1; JPS5851004A; GB2094191B; FR2501093A1; JPS6055241B2; DE8106317U1; SE447352B; IT8219431A0; DE3108439C1; IT1149731B; SE8200525L; HK55190A; GB2094191A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug, mit einem mindestens eine Schneidplatte aufweisenden Kopfteil und einem an der Spindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Werkzeughalter, wobei das Kopfteil an seinem, dem Werkzeughalter zugekehrten hinteren Ende einen zur Bohrwerkzeugachse konzentrischen, zylindrischen Passzapfen, der von einer senkrecht zur Bohrwerkzeugachse verlaufenden Ringfläche umgeben ist, und der Werkzeughalter zur Aufnahme des Passzapfens eine von einer ringförmigen Stirnfläche umgebene Passbohrung, sowie im Bereich der Passbohrung eine radial verschraubbare Halteschraube aufweist, die über einen kegelförmigen Ansatz und eine kegelförmige Vertiefung, deren beide Achsen in Richtung der Bohrwerkzeugachse versetzt zueinander angeordnet sind, auf den Passzapfen einwirkt.

Da einerseits die Werkzeugaufnahmen an den Spindeln von Bohr- und Fräswerken sehr unterschiedlich ausgeführt sind, wobei es neben konischen Werkzeugaufnahmen mit den verschiedensten Konuswinkeln auch Spezialausführun-gen gibt und da andererseits die Bohrwerkzeuge möglichst variabel den verschiedensten Bearbeitungsaufgaben ange-passt werden sollen, ist es üblich, Bohrwerkzeuge nach Art eines Baukastensystems aus zwei oder mehreren Teilen zusammenzusetzen. Es wird dann für bestimmte Bearbeitungsaufgaben jeweils das passende Kopfteil herausgesucht und mit einem zu der jeweiligen Werkzeugaufnahme passenden Werkzeughalter verbunden. Durch Zwischenschaltung verschieden langer oder auch mehrerer Verbindungsstücke kann man verschieden lange Bohrwerkzeuge zusammensetzen.

Bei einem bekannten Bohrwerkzeug der eingangs erwähnten Art weist der Passzapfen in seiner zylindrischen Mantelfläche eine kegelförmige Vertiefung auf. In diese kegelförmige Vertiefung greift ein kegelförmiger Ansatz an der Halteschraube ein. Beim Festziehen der Halteschraube wird durch den axialen Versatz der Achse der kegelförmigen Vertiefung gegenüber der Achse des kegelförmigen Ansatzes erreicht, dass die Ringfläche an die Stirnfläche angepresst wird. Diese Anpressung ist jedoch infolge der einseitigen Anordnung der Halteschraube und des zwischen Passzapfen und Passbohrung unvermeidlichen Spieles ebenfalls einseitig. Da weiterhin die Halteschraube nur von einer Seite auf den Passzapfen einwirkt, wird dieser einseitig an den Wandteil der Passbohrung angedrückt, die der Halteschraube gegenüberliegt. Durch diese einseitige Anpressung fluchtet die Achse des Kopfteiles nicht mehr genau mit der Achse des Werkzeughalters, was zu Bearbeitungsungenauigkeiten führt. Weiterhin ist die kegelförmige Vertiefung im Passzapfen einem sehr hohen Druck ausgesetzt, der unter Umständen zu Abnutzungserscheinungen führen kann. Dieser hohe Druck wird nicht nur durch das Anziehen der Halteschraube verursacht, sondern auch durch das Drehmoment, welches zum Teil von der Halteschraube auf die Vertiefung übertragen werden muss. Es tritt hierbei eine hohe Flächenpressung ein, denn der kegelförmige Ansatz berührt die ebenfalls kegelförmige Vertiefung nur entlang einer Linie oder jedenfalls einer sehr schmalen Fläche. Ausserdem muss die Halteschraube, um die nötige feste Verbindung zwischen Kopfteil und Werkzeughalter herzustellen, verhältnismässig stark angezogen werden, was unter Umständen auch zu einer Beschädigung ihres Gewindes bzw. auch des für die Halteschraube im Werkzeughalter vorgesehenen Muttergewindes führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Verbindung zwischen Kopfteil und Werkzeughalter bzw. auch eventuell dazwischen eingesetzten Zwischenstücken keiner einseitigen Belastung unterworfen ist, eine bessere Anpressung zwischen Ringfläche und Stirnfläche erzielt wird und bei dem stark belastete Verbindungsteile einfach austauschbar sind.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass der Passzapfen im Bereich der Halteschraube eine Querbohrung mit einem darin verschiebbaren Verbindungsbolzen aufweist, der an seinen beiden Enden einen kegelförmigen Ansatz oder eine kegelförmige Vertiefung aufweist, und dass

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koaxial zur Halteschraube diametral gegenüberliegend eine zweite Halteschraube im Werkzeughalter verschraubbar angeordnet ist, wobei sich beide Halteschrauben an gegenüberliegenden Enden des Verbindungsbolzens mit ihren kegelförmigen Vertiefungen oder kegelförmigen Ansätzen abstützen.

Bei dem Werkzeug sind also diametral gegenüberliegend zwei Halteschrauben vorgesehen, die jedoch nicht direkt auf den Passzapfen, sondern einen im Passzapfen verschiebbaren Verbindungsbolzen einwirken. Da beide Halteschrauben über kegelförmige Vertiefungen und kegelförmige Ansätze auf den Verbindungsbolzen einwirken, werden durch beide Halteschrauben an diametral gegenüberliegenden Enden des Verbindungsbolzens Kräfte ausgeübt, deren Kraftkomponenten die Ringfläche an diametral gegenüberliegenden Bereichen an die Stirnfläche andrücken. Es wird hierdurch eine gleichmässigere Anpressung beiden Flächen erzielt. Weiterhin wird beim Anziehen der Halteschrauben auch kein einseitiger Druck auf den Passzapfen ausgeübt, da sich der Verbindungsbolzen in der Querbohrung verschieben kann. Es ist hiermit immer sichergestellt, dass die Achse des Kopftei-les koaxial zur Achse des Werkzeughalters bzw. auch zwischengeschalteter Zwischenstücke verläuft. Ferner wird die Verspannkraft zwischen Ringfläche und Stirnfläche verdoppelt, denn es sind an beiden Enden des Verbindungsbolzens jeweils kegelförmige Ansätze und kegelförmige Vertiefungen im Eingriff. Schliesslich können aber auch alle stark belasteten Verbindungsteile, nämlich die beiden Halteschrauben und der Verbindungsbolzen leicht ausgetauscht werden,

wenn man an diesen Teilen irgendwelche Verschleisserschei-nungen feststellt.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht des Bohrwerkzeuges teilweise im Längsschnitt,

Figur 2 einen Querschnitt nach der Linie II—II der Figur

1.

Figur 3 und 4 teilweise Längsschnitte durch zwei weitere Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Werkzeughalter bezeichnet, der mit seinem Konus 2 in die Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine einsetzbar ist. Der Werkzeughalter 1 kann anstelle des gezeigten Konus auch einen Konus mit einem anderen Konuswinkel, einen zylindrischen Schaft, einen Flansch aufweisen, oder in sonstiger Form der Werkzeugaufnahme an der Spindel der Werkzeugmaschine angepasst sein.

Ferner weist das Bohrwerkzeug ein Kopfteil 3 auf, welches beispielsweise mit zwei diametral gegenüberliegenden Schneidplatten 4 versehen ist. Dieses Kopfteil 3 soll direkt oder unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes 5 mit dem jeweiligen Werkzeughalter 1 verbunden werden, wobei anstelle des gezeigten Kopfteiles auch andere der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe angepasste Kopfteile mit den verschiedensten Werkzeughaltern und Zwischenstücken verbunden werden sollen. Damit das System möglichst variabel ist, sind die nachfolgend beschriebenen Verbindungsteile am Kopfteil 3 und am Werkzeughalter 1 sowie am Zwischenstück 5 jeweils gleichartig ausgebildet. Die nachfolgende Beschreibung bezüglich der Verbindung von Zwischenstück 5 mit Werkzeughalter 1 trifft sinngemäss auch auf die Verbindung zwischen dem Kopfteil 3 und dem vorderen Ende des Zwischenstückes 5 zu.

Das Zwischenstück 5 ist an seinem hinteren, dem Werkzeughalter 1 zugekehrten Ende 5a mit einem zur Bohrwerkzeugachse B konzentrischen, zylindrischen Passzapfen 6 ver656 335

sehen. Dieser Passzapfen 6 ist von einer senkrecht zur Bohrwerkzeugachse B verlaufenden Ringfläche 7 umgeben. Der Werkzeughalter 1 ist mit einer ebenfalls zur Bohrwerkzeugachse B konzentrischen Passbohrung 8 versehen, die zur Aufnahme des Passzapfens 6 dient. Die Passbohrung 8 ist von einer ringförmigen Stirnfläche 9 umgeben.

Der Passzapfen 6 weist eine Querbohrung 10 auf,- in welcher ein Verbindungsbolzen 11 verschiebbar gelagert ist. Dieser Verbindungsbolzen weist an seinen beiden Enden zweckmässig kegelförmige Ansätze 12 auf. Der Werkzeughalter 1 ist mit zwei radial verschraubbaren Halteschrauben 13 versehen, die diametral gegenüberliegend angeordnet und im Bereich der Querbohrung 10 vorgesehen sind. Jede der Halteschrauben 13 weist eine zu dem kegelförmigen Ansatz

12 passende kegelförmige Vertiefung 14 auf.

Die Anordnung der Halteschraube 13 und der Querbohrung 10 ist derart, dass der Abstand A der Achse C der Halteschraube 13 von der Stirnfläche 9 etwas grösser ist als der Abstand a der Achse D der Querbohrung von der Ringfläche 7. Die beiden Achsen C und D sind in der Praxis etwa um 0,3 bis 0,5 mm in Richtung der Bohrwerkzeugachse B zueinander versetzt angeordnet.

Hierdurch wird erreicht, dass die beiden Halteschrauben

13 beim Anziehen jeweils von einer Seite her in Richtung P auf den Verbindungsbolzen 11 einwirken und diesen gemäss Figur 1 nach rechts zu verschieben versuchen. Hierdurch wird die Ringfläche 7 an die Stirnfläche 9 angepresst. Da die Kräfte P auf beide Enden des Verbindungsbolzens 11 einwirken, wird eine gleichmässige, ringförmige Anpressung beider Flächen erreicht. Ausserdem werden die Anpresskräfte verdoppelt, da gleichzeitig zwei kegelförmige Ansätze 12 mit den dazupassenden kegelförmigen Vertiefungen 14 im Eingriff sind. Durch die Verschiebbarkeit des Verbindungsbolzens 11 in der Querbohrung 10 werden einseitig auf den Passzapfen 6 wirkenden Kräfte vermieden.

Es wäre auch denkbar, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, den Verbindungsbolzen 11' an beiden Enden mit kegelförmigen Vertiefungen 14' zu versehen und an den beiden Halteschrauben 13' kegelförmige Ansätze 12' anzubringen, die in die kegelförmigen Vertiefungen 14' des Verbindungsbolzens 1Y eingreifen. Ferner könnte gemäss Fig. 4 der Verbindungsbolzen 11" an einem Ende mit einem kegelförmigen Ansatz 12 versehen sein, welcher in die kegelförmige Vertiefung 14 der einen Halteschraube 13 eingreift. An seinem anderen Ende weist der Verbindungsbolzen 11" eine kegelförmige Vertiefung 14' auf, in die ein kegelförmiger Ansatz 12' der anderen Halteschraube eingreift.

Weiterhin ist es zweckmässig, wenn die Länge L des Verbindungsbolzens etwas kleiner ist als der Durchmesser d des Passzapfens 6. In diesem Fall kann der Verbindungsbolzen 11 beim Auseinanderbauen und beim Zusammenbau immer in der Querbohrung 10 verbleiben.

Damit der Verbindungsbolzen 11 bei auseinandergebauten Teilen nicht aus der Querbohrung 10 heraustritt und verloren geht, weist er in seiner Mantelfläche eine an beiden Enden geschlossene Längsnut 15 auf, in welche eine im Passzapfen 6 eingeschraubte Schraube 16 eingreift. Die Länge der Schraube 16 ist dabei so bemessen, dass sie keinesfalls den Verbindungsbolzen 11 in der Querbohrung 10 festklemmt. Die Länge der Längsnut 15 ist so bemessen, dass der Verbindungsbolzen 11 maximal nur um die Länge eines seiner beiden kegelförmigen Ansätze 12 aus der Querbohrung 10 heraustreten kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass beim Zusammenbau oder beim Auseinandernehmen der Teile des Bohrwerkzeuges der Verbindungsbolzen 11 sich niemals verklemmen kann, sondern durch seine kegelförmigen Ansätze 12 immer in die Querbohrung 10 hineingedrückt wird.

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Bohrwerkzeuge weisen vielfach auch Kühlmittelbohrungen auf, durch welche Kühlmittel vom Werkzeughalter 1 aus den Schneidplatten 4 zugeführt werden kann. Auch beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kopfteil 3, das Zwischenstück 5 und der Werkzeughalter 1 mit derartigen Kühlmittelbohrungen 17 versehen. In diesem Fall ist es zweckmässig, auch den Yerbindungsbolzen 11 mit einer in Richtung der Bohrwerkzeugachse B verlaufenden Kühlmittelbohrung 18 zu versehen, welche in etwa mit der im Passzapfen 6 vorgesehenen Kühlmittelbohrung fluchtet.

In den meisten Fällen ist es auch wichtig, dass das Kopfteil 3 in vorbestimmter Winkelposition zum Werkzeughalter 1 angeordnet ist. Damit diese vorbestimmte Winkelposition immer wieder erreicht wird, ist in der Stirnfläche 9 ein sich parallel zur Bohrwerkzeugachse B erstreckender Indexbolzen 19 angeordnet, der in eine entsprechende Längsbohrung 20 in der Ringfläche des Kopfteiles 3 bzw. auch des Zwischenteiles 5 eingreift. Diese Verbindung kann dabei auch mit einem grösseren Spiel von ca. 0,1 mm erfolgen. Der Indexbolzen 19 kann gegebenenfalls auch einen Teil des Drehmomentes übertragen.

Der Spitzenwinkel a der kegelförmigen Ansätze 12 und der kegelförmigen Vertiefungen 14 beträgt beim gezeigten Ausführungsbeispiel ca. 90°. Wenn man die Anpresskraft von Ringfläche 7 und Stirnfläche 9 noch vergrössern will, so müsste man einen kleineren Spitzenwinkel a wählen.

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1 Blatt Zeichnungen

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656 335 PATENTANSPRÜCHE

1. Bohrwerkzeug, mit einem mindestens eine Schneidplatte aufweisenden Kopfteil und einem an der Spindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Werkzeughalter, wobei das Kopfteil an seinem dem Werkzeughalter zugekehrten hinteren Ende einen zur Bohrwerkzeugachse konzentrischen, zylindrischen Passzapfen, der von einer senkrecht zur Bohrwerkzeugachse verlaufenden Ringfläche umgeben ist, und der Werkzeughalter zur Aufnahme des Passzapfens eine von einer ringförmigen Stirnfläche umgebene Passbohrung, sowie im Bereich der Passbohrung eine radial verschraubbare Halteschraube aufweist, die über einen kegelförmigen Ansatz und eine kegelförmige Vertiefung, deren beide Achsen in Richtung der Bohrwerkzeugachse versetzt zueinander angeordnet sind, auf den Passzapfen einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Passzapfen (6) im Bereich der Halteschraube (13,13') eine Querbohrung (10) mit einem darin verschiebbaren Verbindungsbolzen (11,11', 11") aufweist, der an seinen beiden Enden einen kegelförmigen Ansatz (12) oder eine kegelförmige Vertiefung (14') aufweist, und dass koaxial zur Halteschraube (13,13') diametral gegenüberliegend eine zweite Halteschraube (13,13') im Werkzeughalter (1) verschraubbar angeordnet ist, wobei sich beide Halteschrauben (13,13') an gegenüberliegenden Enden des Verbindungsbolzens (11,11', 11") mit ihren kegelförmigen Vertiefungen (14) oder kegelförmigen Ansätzen (12') abstützen.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des Verbindungsbolzens (11) etwas kleiner ist als der Durchmesser (d) des Passzapfens (6).

3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbolzen (11) in seiner Mantelfläche eine an beiden Enden geschlossene Längsnut (15) aufweist, in welche eine im Passzapfen (6) eingeschraubte Schraube (6) eingreift.

4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbolzen (11) eine in Richtung der Bohrwerkzeugachse (B) verlaufende Kühlmittelbohrung (18) aufweist, welche in etwa mit einer im Passzapfen (6) vorgesehenen Kühlmittelbohrung (17) fluchtet.

5. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stirnfläche (9) des Werkzeughalters (1) ein sich parallel zur Bohrwerkzeugachse (B) erstreckender Indexbolzen (19) vorgesehen ist, der in eine entsprechende Längsbohrung (20) in der Ringfläche (7) des Kopfteiles (3) eingreift.

6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenwinkel (a) der kegelförmigen Ansätze (12) und der kegelförmigen Vertiefungen (14) etwa 90° beträgt.

7. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen Kopfteil (3) und Werkzeughalter (1) einsetzbares Zwischenstück (5) vorgesehen ist, dessen beide Enden mit zu den Verbindungsteilen (6—14) von Kopfteil (3) und Werkzeughalter (1) passenden Verbindungsteilen versehen sind.