DE1004889B - Vorrichtung zum Verriegeln eines Werkzeugkegels in einem Werkzeughalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Werkzeugkegels in einem Werkzeughalter, der in seinem vorderen Ende eine Kegelbohrung· aufweist.

Es ist ein Werkzeugkopf mit einem Drehkörper, z. B. einer Werkzeugspindel, bekannt, der an einem Ende eine offene verjüngte Kegelbohrung hat, in die ein Werkzeug oder ein Werkzeughalter mit einem Kegelschaft einsetzbar ist. Bei diesem Werkzeugkopf sind eine Anzahl gleichmäßig auf dem Umfang im Abstand) voneinander angeordneter Nockenglieder radial gleitbar in dem Drehkörper angeordnet, von denen jedes Glied entweder einwärts zwecks Keilnockenberührung mit einer radial geneigten Keilfläche gebracht werden kann, die durch eine in Umfangsrichtung verlaufende Kerbe gebildet wird, welche in dem schmalen Ende des Schaftes vorgesehen ist, so daß der Schaft axial festgezogen und in der Kegelibohrung verriegelt wird, oder auswärts gedrückt werden kann, um den Schaft freizugeben. Hierbei sind Einrichtungen vorhanden, die gleichzeitig die Nockenglieder entweder einwärts oder auswärts verstellen.

Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt nun darin, daß die bekannte eigenartige Verriegelung eines Werkzeugkonus nunmehr ohne wesentliche bauliche Abänderung bei jedem geeigneten Werkzeugkegel angewendet werden kann.

Hierzu kennzeichnet sich die Erfindung durch einen im Kegelschaft befestigten Einsatz mit einer kegelstumpfförmigen Nockenringfläche, mit der zwei oder mehr Nocken zusammenarbeiten, die in dem Werkzeughalter mittels einer Spannvorrichtung radial verschiebbar sind, um den Kegelschaft axial nach innen zu ziehen und ihn in der Kegelbohrung zu verriegeln.

Dabei hat der Einsatz eine nach außen weisende kegelstumpfförmige Nockenringfläche und; eine damit gleichgerichtete, nach innen weisende kegelstumpfförmige Nockenfläche, die bei jeder Winkelstellung des Schaftes an zwei entsprechend ausgerichteten Ringflächen der Nocken anliegen.

Andere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.

In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes mit einem Kegelschaft und einem Ansatzstück für den Kegelschaft in Verriegelungsstelüuiig dem Werkzeugkopf gegenüber,

Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine schaubildiliche Ansicht des Riegelendes des Kegelschaftes mit dem eingeschraubten Ansatzstück,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Kegelschaftes und des Kegelschaftansatzes.

Vorrichtung zum Verriegeln eines "
Werkzeugkegels in einem Werkzeughalter

Anmelder:

Giddings & Lewis Machine Tool Company, Fond du Lac, Wis. (V. St. A.)

ίο Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 13,
Ainmillerstr. 26, Patentanwälte

Raymond M. Woytych, Fond du Lac, Wis. (V. St. A.),' ist als Erfinder genannt worden

Der in einer beispielsweisen Ausführung dargestellte Werkzeugkopf oder der Sehnellverriegekmgsaufbaiu weist einen zylindrischen Körper 10 auf, der aus einer umlaufenden Werkzeugmaschinenspindel besteht oder einen Teil dieser Spindel bildet oder auf diese Spindel aufgesetzt sein kann.

Bei der dargestellten Ausführung hat die Spindel oder der Körper 10 in seinem Außenende eine koaxiale Kegelbohrung 12 zum Aufnehmen und Einmitten eines komplementär geformten Kegelschaftes 14 eines Werkzeughalters 16 mit dem üblichen geschlitzten Antriebsflansch 18. Der Werkzeughalter 16 kann jede beliebige Ausführung haben, die ein umlaufendes Fräswerkzeug zu. tragen vermag, und wird mit dem zylindrischen Körper 10 des Werkzeugkopfes getrieblieh verbunden, wenn der Kegelschaft 14 in die Kegelbohrung 12 eingesetzt und dicht angezogen oder gesichert ist. Aus Darstellungsgründen ist dir Kegelschaft 14 als aus einem Stück mit einem Werkzeughalter dargestellt, doch kann der Schaft natürlich aus einem Stück mit einem Werkzeug selbst, beispielsweise einem Fräser, einem Bohrer od. dgl. bestehen.

In der Hauptsache bezieht sich die Erfindung auf die leicht zugängliche und schnell betätigbare Verriegelungs vor richtung, die den Kegeisc'haft 14 des Werkzeughalters 16 dicht in die Kegelbohrung 12 hineinzieht sowie den Schaft in dieser Kegelbohrung sicher einklemmt und die die Kegelfläche der Bohrung und den Schaft zwanigläufig voneinander trennen, wenn der Schaft aus dem Werkzeughalter gelöst werden soll. Die Oberfläche der Kegelbohrung 12 und des Kegeilschaftes 14 kann einen beliebigen Kegelwinkel haben, vorzugsweise wird der Winkel jedoch so gewählt, daß er kein selbstsperrender Winkel ist,

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so daß sich die Bauteile selbst voneinander lösen oder mindestens nur einem- ■ leichten Keilschluß unterworfen sind, um auf diese Weise das Herausnehmen oder Lösen des Werkzeughalters 16 zu erleichtern, wenn die Verriegelungsvorrichtung gelöst werden soll. Das Innenende der Kegelbohrung 12 mündet in eine koaxiale zylindrische Bohrung 20 des Werkzeugkopfkörpers 10. Die Verriegelungsvorrichtung besteht aus einem oder mehreren Keilnocken 22, vor-

fiäche an der Rückseite des Kopfes 38 bildet. Die Vorderseite 38 des Kopfes 38 hat eine genaue kegelige konvexe Fläche 52. Die beiden kegeligen Flächen 50 und 52 liegen parallel zueinander in einem Abstand, 5 und jede Fläche erstreckt sich nach hinten und außen mit Bezug auf die Achse des Kegelschaftes und des Ansatzes 32. Die Umfangsfläche 53 des Kopfes 38 ist zylindrisch.

Die Keilnocken 22 beliebiger Zahl sind um die gezugsweise zwei Keilnocken, die in den entgegen- io meinsame Achse des Körpers 10 symmetrisch angegesetzen Enden eines nicht kreisförmigen Schlitzes 24 ordnet, so daß nach Anziehen ein ausgeglichener gelagert und einstellbar sind, der einen rechtwinkligen Axialdruck auf den Schaft zur Einwirkung kommt. Umriß haben kann, den Körper 10 in Richtung des Jeder Keilnocken 22 hat in seiner Innenfläche eine Durchmessers durchsetzt und die Bohrung 20 kreuzt, Keilnut 54. Sind zwei Keilnocken 22 vorhanden, wie so daß der Schlitz zwischen seinen Enden mit dem 15 bei der dargestellten Ausführung, dann liegen sich die Innenende der Kegelbohrung 12 in Verbindung steht. Keilnocken 22 in Richtung des Durchmessers gegen-Die Keilnocken 22 sind in Querrichtung der Dreh- über. Jede Keilnut 54 hat eine bogenförmige zylinachse des Werkzeugkopfes in und außer Verriege- drische Bodenfläche und eine Seitenfläche 58, die lungseingriff mit zusammenarbeitenden Keilflächen komplementär zu der konvexen Kegelfläche 52 des gleichzeitig bewegbar, die an dem Kopfabschnitt 20 Kopfes 38 verläuft und die daher im Umriß konkav eines Einsatzstückes 15 vorhanden sind, dessen Auf- ist. Die andere Seitenfläche 60 der Keilnut 54 verbau und Arbeitsweise nachstehend beschrieben wird. läuft komplementär zu der konkaven Kegelfläche 50 Der Kegelschaft 14 des Werkzeughalters 16 (Fig. 2) und ist daher im Umriß konvex. Die konkaven und weist außer dem Kegelabschnitt einen koaxialen die konvexen Seitenflächen 50, 60 der Keilnut 54 bilzylindrischen Endabschnitt 28 auf, der sich an dem 25 den Nockenflächen, die auf ihrer gesamten Ausdehim Durchmesser kleinen Ende des Schaftes befindet, nung von den konvexen und konkaven vorderen und der sich ferner mit einem kleinen Zwischenraum in hinteren Seitennockenflächen 52 bzw. 50 des Kopfdie Bohrung 20 erstreckt und der außerdem einen abschnittes 38 des Ansatzes 32 während der Verrie-Durchmesser hat, der nicht größer und im wesent- gelung der Entriegelung berührt werden, wie dies liehen gleich dem kleinsten Durchmesser der Kegel- 30 nachstehend beschrieben ist.

fläche des Schaftes ist. Um die Keilnocken 22 gleichzeitig radial nach

Der Kegelschaft 14 hat eine in Längsrichtung innen in Verriegelungseingrift mit dem Kopf 38 des gerichtete Ausbohrung 30, die über einem Teil ihrer Ansatzes 32 oder radial nach außen zum Lösen des Länge Innengewinde trägt und die üblicherweise in Ansatzes zu verstellen, ist eine Einrichtung vorhanjedem gewöhnlichen Kegelschaft vorhanden ist, um 35 den, die im dargestellten Beispiel aus einer Doppeiden Zugbolzen einzuschrauben, mit dem der Kegel- endschraube 62 besteht, deren Schraubengewindeteil schaft an den Werkzeugkopf kör per 10 angelegt wird. 64 und 66 mit entgegengesetzt steigenden Schrauben-Erfindiungsgemäß wird diese übliche Gewindebohrung gewinden, die in den radial liegenden und ausgerich-30 verwendet, den Einsatz 26 des Kegelschaftes 14 teten Gewindebohrungen 68 und 70 der entsprechenaufzunehmen. Dieses Einsatzstück 26 besteht aus 40 den Nockenteile 22 eingeschnitten sind, in Schraubeinem rohrförmigen Teil oder einem Ansatz 32 mit eingriff stehen. Mindestens die eine Bohrung, nämlich einer Längsbohrung 34, die diesen Ansatz 32 völlig die Bohrung 68, durchsetzt völlig ihren Nockenblock, durchsetzt. Der Ansatz 32 hat einen Schaftabschnitt so daß das Außenende des zugehörenden Schrauben-36 und einen verbreiterten Kopfabschnitt 38. Der teils 64 von der Außenseite des Körpers 10 mittels Schaftabschnitt 36 trägt Außengewinde 39 und kann 45 eines Werkzeugs zugänglich ist. Die andere Bohrung auf eine nur begrenzte Tiefe in die Längsbohrung 30 ist an ihrem Außenende vorzugsweise geschlossen. Da eingeschraubt werden. Die Bohrung 34 des Ansatzes eine Regelung der Einstellung für das Schrauben-32 hat Innengewinde 40 zur Aufnahme einer langen ' element 64 nur an einem Ende möglich ist, wird eine Verriegelungsschraube 42, deren Stirnende 44 sich an leichte Richtungsregelung erreicht. Die Schraube 64 die Bodenfläche oder das Innenende der Ausbohrung 50 wird daher immer in der einen Richtung gedreht, um 30 des Kegelschaftes 14 anlegt. Bei der Drehung des die Nockenelementte 22 anzuziehen oder vorzuschie-Ansatzes 32, die von Hand am Kopfabschnitt 38 er- ben, und wird immer in der entgegengesetzten Richfoligt, kann der Ansatz 32 in die Bohrung 30 eingeschraubt und aus der Bohrung 30 herausgeschraitbt
werden, um die Stellung des Kopfes 36 dem Stirn- 55
ende des Kegelschaftes 14 gegenüber zu ändern und
auf diese Weise die wirksame Länge des Ansatzes 32
zu ändern. Nach der gewünschten Einstellung des
Ansatzes 32 wird die Riegelschraube 42 gegen den

Boden der Bohrung festgezogen, indem ein zweck- 60 76 teilweise über die Wand des Schlitzes 24 hinaus dienliches Werkzeug in die öffnung 34 des Ansatzes in Keilnuten 78 komplementärer Form und stehen mit

den äußeren Enden der Nockenteile 22 in Gleiteingriff.

Um den Kegelschaft 14 fest in die Kegelbohrung 12

des Ansatzes 32 zur Anpassung an den Werkzeug- 65 einzusetzen und in der Kegelbohrung zu verriegeln, kopfkörper 10. wird die Schraube 64 in einer solchen Richtung ge-

Der Kopfabschnitt 38 des Ansatzes 32 (Fig. 3) hat dreht, daß die Nockenteile 22 in ihre am weitesten eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 48 in der rück- nach außen gelegenen Stellungen zurückgezogen liegenden Stirnseite, die mit der Bohrung 34 in Ver- werden oder mindestens in Stellungen zurückgezogen bindung steht und eine genaue kegelige konkave Keil- 70 werden, in denen die Vorderflächen 80 der Nocken 22

tung gedreht, um die Nockenteile zu lösen und zurückzuziehen.

Zur Begrenzung der Abwärtsbewegung der Nockenteile 22 sind rechtwinklige Keile 72 mittels Bolzen 74 in am Umfang des Körpers 10 vorgesehenen diametral gegenüberliegenden Vertiefungen 76 befestigt. Diese Keile 72 ragen von den Vertiefungen

32 und in eine im Stirnende der Riegelschraube 42 befindliche Ausnehmung 46 eingeführt wird. Eine besondere Einrichtung erleichtert das genaue Einstellen

die Bewegungsbalin des verbreiterten Kopfes 38 des Ansatzes 32 freigeben. Die Nockenteile 22 sind hierbei so weit zurückgezogen worden, daß das Einschieben des Kopfes 38 in den Schlitz 24 möglich ist. Der Kegelschaft 14 des Werkzeughalters 16 wird dann von Hand in die Kegelbohrung 12 eingesetzt, bis sich die kegelstumpfförmigen Flächen des Kegel schaftes und der Kegelbohrung nahe aneinander befinden und der Kopf 38 des Ansatzes 32 völlig in den Schlitz 24 ragt, so daß die Hinterfläche des Kopfes 38 an der jedem Nocken 22 zugehörenden Begrenzungsfläche 82 anliegt. Die Schraube 64 wird dann in der richtigen Richtung gedreht, um die Nocken gegeneinander nach innen in ihre vorgescho-Ixnie Stellung zu schieben. Hierbei schieben sich die Umfangszonen des Kopfes 38 in die Keilnuten 54 ein. Infolge des Nockeneingrifrs zwischen den konkaven Kegelflächen 58 der Nocken und den konvexen Kegelflächen 52 des Kopfes 38 wird der Kopf 38 nach rechts, gesehen in Fig. 2, gezogen und der Kegelschaft 14 fest an die Wand der Kegelbohrung 12 angelegt, um den Kegelschaft in der eingemitteten Stellung innerhalb der Kegelbohrung zwangläufig und sicher zu verriegeln. Da die Nockenteile 22 und die Rechtsund Linksgewinde tragende Schraube 64 einen schwebend gelagerten Aufbau bilden, wird der Verriegelutigsdruck gleichmäßig angelegt und an dem Kopf 38 ausgeglichen und eine genaue axiale Ausrichtung des Kegelschaftes 14 in dem Werkzeugkörper 10 sichergestellt.

Der senkrechte Abstand zwischen den kegeligen Seitenflächen 58 und 60 der Keilnuten 54 ist etwas größer als der senkrechte Abstand zwischen den Kegelflächen 50 und 52, die die Rückfläche bzw. Vorderfläche des verbreiterten Kopfes 38 des Einsatz-Stückes 32 darstellen, damit ein Zusammenarbeiten zwischen diesen Flächen ohne Störung erfolgen kann.

Soll der Schaft 14 herausgenommen werden, dann wird die Schraube 64 in einer solchen, Richtung gedreht, daß die Nocken 22 in ihre am weitesten nach außen liegenden Stellungen oder mindestens so weit zurückgezogen werden, daß die Vorderflächen 80 in einem Abstand von der zylindrischen Umfangsseite

53 des verbreiterten Kopfes 38 sind. Bei der Anfangsbewegung der Nocken 22 in ihre zurückgezogenen Stellungen werden die Kegelnockenflächen 58 und 52 gelöst und außer Eingriff gebracht, um den Schaft 14 freizugeben. Dann stoßen die Nockenflächen 60 und 50 gegen den Kopf 38, so daß infolgedessen der Kegelschaft 14 nach links, gesehen in Fig. 2, bewegt wird. Hierdurch wird eine Trennung der Kegelflächen des Schaftes und der Kegelbohrung erreicht, und zwar auch dann, wenn sich der Schaft mit der Bohrung in Keilechliuß befindet. Wenn die inneren oder vorderen Flächen der Nocken 22 frei sind oder wenn die Nocken 22 gegen die Anschlagkeile 72 völlig zurückgezogen sind, kann der Schaft 14 leicht aus der Kegelbohrung 12 herausgenommen werden.

Wird der Einsatz 26 zum Anbringen eines normalen Kegelschaftes, beispielsweise des Kegelschaftes 14, am Werkzeugkopf verwendet, dann muß die Lage des verbreiterten Kopfes 38 von Ansatz 32 genau eingestellt werden, so daß der Kopf 38 mit der Keilnut

der Nocken 22 in; der beschriebenen Weise richtig zusammenarbeitet. Zur Erleichterung dieser Anfangseinstellung des verbreiterten Kopfes 38 wird ein Meßwerkzeug 90 (Fig. 4) verwendet, das in der dargestellten Ausführung die Form einer genau bearbeiteten Schiene von rechtwinkligem Querschnitt und länglicher Trapezform hat. Die Schiene 90 hat eine kurze Stirnfläche 92, die sich an die hintere Fläche des Treibflansches 18 anlegt, hat ferner eine lange Seitenfläche 94, die sich über die ganze Seitenfläche des kegelstuimpfförmigen Kegelschaftes 14 erstreckt, hat ferner eine kurze Stirnfläche 96, die sich an die konvexe Kegelfläche 52 des verbreiterten Kopfes 38 anlegt, und hat ferner eine Spielraumnut 98, die den zylindrischen Endabschnitt 28 des Kegelschaftes 14 aufnimmt. Bei der Anfangsstellung des verbreiterten Kopfes 38 des Einsatzstückes 26 wird der Ansatz 32 so weit in die Gewindebohrung 30 eingeschraubt, bis die Flächen 92, 94 und 96 der Meß schiene 90 an den zusammenarbeitenden Flächen des Kegelschaftes und seines Ansatzes 32 anliegen, worauf die Verriegelungsschraube 42 in der beschriebenen Weise festgezogen wird, um den Ansatz 32 in seiner eingestellten Stellung fest zu verriegeln. Diese Einstellung wird für dauernd für den jeweiligen Werkzeugkopf 10 beibehalten. Bei Verwendung des Kegelschaftes bei anderen Werkzeugen ähnlicher Art müssen gegebenenfalls kleinere Einstellungen des Ansatzes 32 ausgeführt werden.

Der Kegelischaft 14 kann in der beschriebenen Weise schnell auf den Werkzeugkopf 10 aufgesetzt und von dem Werkzeugkopf abgenommen werden. Da der verbreiterte Kopf 38 des Ansatzes 32 und die Seiten der Kegelnuten 54 komplementäre und zusammenarbeitende Flächen kegelförmigen Umrisses sind, ist keine genaue radiale Einstellung des Kegelschaftes dem Werkzeugkopf gegenüber erforderlich.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Verriegeln eines Werkzeugkegels in einem Werkzeughalter, der in seinem vorderen. Ende eine Kegelbohrung aufweist, gekennzeichnet durch einen im Kegelschaft (14) befestigbaren Einsatz (26) mit einer kegelstumpfförmigen Nockenringfläche (52), mit der zwei oder mehr Nocken (22) zusammenarbeiten, die in dem Werkzeughalter (10) mittels einer Spannvorrichtung (64) radial verschiebbar sind, um den Kegelschaft (14) axial nach innen zu ziehen und ihn in der Kegelbohrung (12) zu verriegeln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (26) eine nach außen weisende kegelstumpfförmige Nockenringfläche (52) und eine damit gleichgerichtete, nach innen weisende kegelstumpfförmige Nockenringfläche (50) hat, die bei jeder Winkelstellung des Schaftes (14) an zwei entsprechend ausgerichteten Ringflächen (58, 60) der Nocken (22) anliegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Schaft (14) eine Gewindebohrung (30) hat, in die der außengewindetragende Abschnitt (36) des Einsatzes (26) lösbar eingeschraubt ist und in der der Einsatz (26) verstellt werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (26) eine in Längsrichtung verlaufende Gewindebohrung (34) hat, in die eine verstellbare Einstellschraube (42) eingeschraubt ist, die in Sperreinigriff mit dem Boden (44) der Schaftlängsbohrung tritt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 865 561.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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