DE102005043319A1

DE102005043319A1 - Bohrwerkzeughalterung

Info

Publication number: DE102005043319A1
Application number: DE200510043319
Authority: DE
Inventors: Lothar KÜNZEL
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-03-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrwerkzeughalterung (10; 90) zum Halten eines Bohrwerkzeugs (1; 100). Die Bohrwerkzeughalterung (10; 90) weist ein Spannfutter (40) mit einer Vielzahl von in gleichmäßigem Winkelabstand um dessen Längsmittelachse (11) herum angeordneten Spannhebeln (42) auf, die jeweils in einer Längsschnittebene schwenkbeweglich gelagert sind, und eine Antriebseinrichtung (44) zum Antrieb der Spannhebel (42) zur Längsmittelachse (11) hin. Die als eine Spannschraube ausgeführte Antriebseinrichtung wirkt vorzugsweise in der Art eines Keilschubgetriebes mit den Spannhebeln (42) zusammen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrwerkzeughalterung zum Halten von Bohrwerkzeugen, insbesondere Tiefbohrwerkzeugen, vorzugsweise Einlippen-Bohrwerkzeugen im Durchmesserbereich von 4 bis 16 mm, die im Besonderen für den Einbau in eine auf einer Schleifmaschine aufgebaute Schleifvorrichtung ausgelegt ist.
Zum Nachschleifen von Bohrwerkzeugen müssen diese in einer bestimmten relativen Anordnung zur Schleiffläche einer auf einer Schleifmaschine drehend angeordneten Schleifscheibe ausgerichtet werden. Hierzu werden die Bohrwerkzeuge mit Hilfe einer Bohrwerkzeughalterung in eine spezielle Schleifvorrichtung eingebaut, die auf einem Maschinentisch der Schleifmaschine relativ zur Schleifscheibe um verschiedene Achsen verstellbar ist.

Eine derartige Schleifvorrichtung, speziell für Einlippen-Bohrwerkzeugen zum Tieflochbohren, wird beispielsweise von der Fa. botek Präzisionsbohrtechnik in 72585 Riederich unter der Bezeichnung "botek-Schleifvorrichtung ZS" angeboten. Bei der botek-Schleifvorrichtung ZS wird das zu schleifende Bohrwerkzeug in eine Spannhülse eingeführt und über ein Prisma fixiert und gespannt. Die Spannhülse wird über eine Bohrwerkzeughalterung an der Schleifvorrichtung angebracht. Die Bohrwerkzeughalterung nimmt die Spannhülse auf und fixiert diese mit Hilfe einer Gegenspannschraube. Die gewünschten Schleifwinkel sind über die Schleifvorrichtung einzustellen. Die Größe der Spannhülse wird in Abhängigkeit vom Durchmesser des zu schleifenden Bohrwerkzeugs bestimmt. Um einen relativ großen Bohrwerkzeugdurchmesserbereich bearbeiten zu können, muss daher eine Vielzahl verschieden großer Spannhülsen bereitgestellt werden. Zur Abstützung relativ lan ger Bohrwerkzeuge ist außerdem eine an der Bohrwerkzeughalterung anzubringende Abstützstange vorgesehen, die eine verschiebbar angebrachte Spannklemme mit Gegenspannschraube trägt, über die das zu schleifende Bohrwerkzeuge in einem Abstand zur Spannhülse fixiert werden kann.

Weitere Schleifvorrichtungen sind z.B. in der DE 28 33 420 A1 , DE 79 11 285 U1 oder DE 85 21 806 U gezeigt und beschrieben. So sind in der DE 28 33 420 A1 und der DE 79 11 285 U Schleifvorrichtungen offenbart, die eine jeweils als Bohreraufnahme bezeichnete Bohrwerkzeughalterung tragen. Nach der DE 28 33 420 A1 soll die Bohrwerkzeughalterung aus einem Steckprisma zum Aufstecken auf die Schleifvorrichtung bestehen. Zur Aufnahme des Bohrwerkzeugs weist die Bohrwerkzeughalterung eine vordere Konusaufnahme und eine auf einer Führungsschiene verschiebbar angeordnete hintere Konusaufnahme auf. An der hinteren Konusaufnahme ist eine Gegenspannschraube sowie ein Endanschlagblech zur Anlage und Fixierung des Bohrwerkzeugs in eine jeweilige Anschliffstellung vorgesehen. Die Justierung des Bohrwerkzeugs, im Besonderen der Lage dessen Achse, in den beiden Konusaufnahmen erfolgt im Wesentlichen mit Hilfe zweier Anstellschrauben. Als Alternative zu dieser Bohrwerkzeughalterung schlägt die DE 79 11 285 U eine Bohrwerkzeughalterung vor, die zur Bildung zweier Spannbacken längsgeteilt ist. Die beiden Spannbacken geifen kammartig ineinander und besitzen gegengerichtete Konuseinschnitte zur Aufnahme des Bohrwerkzeugs.

Die vorstehend dargestellten Bohrwerkzeughalterungen erfordern insbesondere zum Spannen von Bohrwerkzeugen mit einer relativen großen Länge Geschicklichkeit und Erfahrung hinsichtlich einer bestimmten lagegenauen Fixierung und Justierung. Außerdem ändert sich bei den vorstehend dargestellten Bohrwerkzeughalterungen mit Konus- oder Prismenfixierung die Lage der Längsmittelachse des Bohr werkzeugs in Abhängigkeit von dessen Durchmesser, so dass diese Lageänderung über eine entsprechende Verstellung der die Bohrwerkzeughalterung aufnehmenden Schleifvorrichtung ausgeglichen werden muss.

In der DE 85 21 806 U1 wird eine Schleifvorrichtung für Spiralbohrer vorgeschlagen, bei der das zu schleifende Bohrwerkzeug unter Zwischenschaltung einer Führungshülse in einer als Vorrichtungskörper bezeichneten Bohrwerkzeughalterung gehalten wird. Die in die zylindrische Innenbohrung des Vorrichtungskörpers einschiebbare Führungshülse weist innenseitig einen im Durchmesser auf das jeweils zu schleifende Bohrwerkzeug abgestimmten Morsekegel auf, in den das zu schleifende Bohrwerkzeug eingesetzt und zentrisch gehalten wird. Dank des Morsekegels wird eine automatische Zentrierung des zu schleifenden Bohrwerkzeugs in der Bohrwerkzeughalterung erreicht. Jedoch eignet sich diese Bohrwerkzeughalterung nicht zur Aufnahme von Bohrwerkzeugen mit zylindrischen Schäften, z.B. Einlippenbohrern mit zylindrischen Einspannhülsen. Zum Anderen ist für jedes zu schleifende Bohrwerkzeug ein jeweils angepasster Morsekegel zu verwenden.

Weitere Schleifvorrichtung sind aus der DE 30 35 099 A1 , DD 279 842 A1 , EP 0 350 239 A1 und DE 202 10 135 U1 bekannt.

Ausgehend von Bohrwerkzeughalterungen, wie sie z.B. von der Firma botek Präzisionsbohrtechnik angeboten werden oder aus der DE 28 33 420 A1 und der DE 79 11 285 U1 bekannt sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohrwerkzeughalterung zu schaffen, die zum Einbau in eine manuell zu bedienende Schleifvorrichtung für handelsübliche manuelle Werkzeugschleifmaschinen geeignet ist und für einen relativ großen Durchmesserbereich, insbesondere von 4 bis 16 mm, eine einfache Handhabung und eine zuverlässige zentrische Spannung des zu schleifenden Bohrwerkzeugs, insbesondere eines Einlippen-Tieflochbohrers, gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch eine Bohrwerkzeughalterung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch das Spannfutter mit einer Vielzahl von, vorzugsweise drei, in gleichmäßigem Winkelabstand um die Längsmittelachse herum angeordneten und in einer Längsschnittebene schwenkbeweglich gelagerten Spannhebeln, die von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung angetrieben werden, wird eine in Bezug auf die Längsmittelachse zentrische Spannung einer Vielzahl von Bohrwerkzeugen für einen vorgegebenen Durchmesserbereich, vorzugsweise von 4 bis 16 mm, ermöglicht.

Abgesehen von konstruktiven Fertigungsungenauigkeiten fallen die Längsmittelachse des Spannfutters und die Bohrwerkzeugachse somit stets zusammen. Die erfindungsgemäße Bohrwerkzeughalterung gestattet daher eine in Bezug auf die Längsmittelachse im Wesentlichen zentrische Spannung über den vorgegebenen Durchmesserbereich hinweg. Hierdurch wird eine einfache Handhabung der Bohrwerkzeughalterung und damit auch einer die Bohrwerkzeughalterung aufnehmenden Schleifvorrichtung ermöglicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Um den Spannhebeln seitlichen, d. h. in Richtung der Schwenkachse bzw. in eine Richtung quer zur Längsmittelachse, Halt zu geben und damit eine zuverlässige Führung der Spannhebeln bei einer Verschwenkung in der jeweiligen Längsschnittebene zu erreichen, ist nach dem Anspruch 2 vorgesehen, dass das Spannfutter eine Spannbuchse mit einer der Vielzahl von Spannhebeln entsprechenden Anzahl von axialen Führungsnuten aufweist, in denen jeweils einer der Spannhebel schwenkbeweglich gelagert ist.

Die Kraftübertragung von der Antriebseinrichtung auf die Spannhebel gelingt besonders einfach, wenn die Antriebseinrichtung nach dem Anspruch 3 als eine mit der Spannbuchse koaxial verschraubbare Spannschraube ausgeführt ist, die in der Art eines Keilschubgetriebes mit den Spannhebeln vorzugsweise unmittelbar zusammenwirkt. Die hierfür erforderliche Keilfläche kann grundsätzlich sowohl auf Seiten der Spannschraube wie auch auf Seiten der Spannhebel vorgesehen sein. Vorzugsweise weist jedoch die Spannschraube nach der Ausgestaltung des Anspruchs 4 eine Innenkonusfläche auf, auf der sich das jeweils freie Ende der am anderen Ende schwenkbeweglich gelagerten Spannhebel – in Radialrichtung des Spannfutters betrachtet – außenseitig vorzugsweise punktförmig abstützen. Durch ein Einschrauben der Spannschraube in die Spannbuchse wird erreicht, dass das jeweils freie Ende der Spannhebel radial nach innen gedrückt werden.

Alternativ zu dieser Ausgestaltung, in der die Spannschraube eine Innenkonusfläche aufweist, die – in Radialrichtung des Spannfutters betrachtet – von außen nach innen auf das freie Ende der (am anderen Ende) schwenkbeweglich gelagerten Spannhebel wirkt, könnte die Spannschraube grundsätzlich aber auch so ausgebildet sein, dass sie eine Außenkonusfläche aufweist, die – in Radialrichtung des Spannfutters betrachtet – von innen nach außen auf ein freies Ende der in der Art einer Wippe schwenkbeweglich gelagerten Spannhebel wirkt, und dadurch jeweils das andere freie Ende der Spannhebel radial nach innen gedrückt wird.

In jedem Fall lässt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach dem Prinzip eines Keilschubgetriebes die beim Einschrauben der Spannschraube in die Spannbuchse erzeugte Axialkraft in eine nach innen auf die einzelnen Spannhebel wirkende Radialkraft umwandeln, die eine synchrone Verschwenkung der Spannhebel in eine Richtung hin zur Längsmittelachse der Spannbuchse und damit eine zentrische Klemmung eines in der Spannbuchse aufgenommenen Bohrwerkzeugs ermöglicht. Durch die nach dem Prinzip eines Keilschubgetriebes ermöglichte Kraftübersetzung wird erreicht, dass auch bei einer manuellen Betätigung der Spannschraube, die für diesen Fall vorzugsweise eine Rändelung aufweist, stets der für eine zuverlässige Klemmung des Bohrwerkzeugs erforderliche Kraftschluss erhalten wird. Diese Ausgestaltung trägt somit zu einer konstruktiv einfachen Bauweise des Spannfutters und der Antriebsvorrichtung bei.

Wenn nach dem Anspruch 5 die Spannschraube als eine Hohlschraube mit einer axialen Durchgangsbohrung ausgeführt ist, deren Durchmesser im Wesentlichen größer gleich dem maximalen Durchmesser des vorgegebenen Durchmesserbereichs ist, sind der Länge der zu spannenden Bohrwerkzeuge grundsätzlich keine Grenzen gesetzt. Die Bohrwerkzeuge können sich an dem nicht eingespannten freien Ende, z.B. der Einspannhülse oder dem Schaft, durch die Hohlschraube hindurch erstrecken. Sofern die Spannbuchse eine ausreichend große Länge aufweist, um das einzuspannende Bohrwerkzeug aufnehmen zu können, muss die Spannschraube jedoch keine Hohlschraube sein. Alternativ dazu könnte auch die Spannschraube in der Art eines Sacklochs eine axiale Innenbohrung aufweisen, deren Tiefe so gewählt ist, dass das jeweils einzuspannende Bohrwerkzeug noch in der Bohrwerkzeughalterung in der gewünschten Weise angeordnet werden kann.

Als eine Alternative zur Ausgestaltung der Antriebseinrichtung als eine in die Spannbuchse des Spann futters einschraubbare Spannschraube könnte die Antriebseinrichtung grundsätzlich auch als eine Spannmutter ausgeführt sein, die auf die Spannbuchse aufgeschraubt wird und in der Art eines Keilschubgetriebes mit den Spannhebeln zusammenwirkt. Beispielsweise könnten die Spannhebel im Sinne des Anspruchs 2 jeweils in der Weise in einer – in Radialrichtung der Spannbuchse betrachtet – durchgängigen axialen Führungsnut angeordnet sein, dass die Spannmutter jeweils mit einem in Radialrichtung über den Außenumfang der Spannbuchse hinaus ragenden freien Ende der Spannhebel zusammenwirkt.

Vorzugsweise ist nach dem Anspruch 6 jedem Spannhebel eine in der jeweiligen Führungsaussparung der Spannbuchse angeordnete Rückstellfeder zugeordnet ist, die den jeweiligen Spannhebel mit einer der Antriebskraft der Antriebseinrichtung entgegenwirkenden Rückstellkraft beaufschlägt. Auf diese Weise wird eine einfache Rückstellung der Spannhebel in eine Stellung ohne Kraftschluss mit einem im Spannfutter aufgenommenen Bohrwerkzeug erreicht und infolge der Vorspannung zugleich sichergestellt, dass die Spannhebel insbesondere in einem Zustand, in dem im Spannfutter kein Bohrwerkzeug angeordnet ist und/oder die Antriebseinrichtung nicht auf die Spannhebel einwirkt, nicht unbeabsichtigt und unkontrolliert nach innen und außen schwenken.

Durch eine jeweils flächige oder linienförmige Abstützung (d. h. jeweils eine Abstützung an mehreren Punkten) der Spannhebeln an einem im Spannfutter aufgenommenen Bohrwerkzeug ließe sich allein durch das vorstehend beschriebene Spannfutter eine zuverlässige zentrische Spannung eines Bohrwerkzeugs im Spannfutter der Bohrwerkzeughalterung realisieren. Beispielsweise könnte an den freien Enden der schwenkbeweglich gelagerten Spannhebeln jeweils eine Spannbacke mit einer in Bezug auf die Längs mittelachse axial verlaufenden Nut zur (teilweisen) Aufnahme eines Bohrwerkzeugs in der Art einer Prismenführung angelenkt sein. Bei einer Verschwenkung der Spannhebeln würden sich die an dem jeweils freien Ende der Spannhebel angelenkten Spannbacken dann automatisch nach dem Bohrwerkzeug ausrichten. Da das Bohrwerkzeug durch eine Vielzahl von in gleichmäßigem Winkelabstand um die Längsmittelachse angeordneten Spannhebeln gehalten wird, wäre in diesem Fall eine weitere konstruktive Maßnahme, z.B. ein in einem axialen Abstand vom Spannfutter angeordneter Zentrierkopf als eine zusätzliche Abstützung des im Spannfutter angeordneten Bohrwerkzeugs im Sinne der Ausgestaltung des Anspruch 7 nicht erforderlich.

Die Ausgestaltung nach dem Anspruch 7 trägt jedoch zu einer Vereinfachung der Handhabung des Spannfutters bei und ermöglicht, dass auch Bohrwerkzeuge von relativ großer Länge stabil eingespannt und während eines Schleifvorgangs zuverlässig gehalten werden können. Die Ausgestaltung nach dem Anspruch 7 sieht eine Abstützung des Bohrwerkzeugs in der Bohrwerkzeughalterung an zwei voneinander beabstandeten Stellen vor. Beispielsweise kann das Bohrwerkzeug an seiner Einspannhülse oder seinem Schaft über die Spannhebel im Spannfutter und an seinem Schneidteil in dem mit dem Spannfutter koaxialen Zentrierkopf abgestützt werden. Durch diese Ausgestaltung können somit während eines Schleifvorgangs auf das Bohrwerkzeug einwirkende Kräfte und Momente zuverlässig aufgenommen werden, ohne eine Änderung der Lage des Bohrwerkzeugs herbeizuführen.

Um eine über die volle Umfangslänge eines in der Bohrwerkzeughalterung aufgenommenen Bohrwerkzeugs durchgehende radiale Abstützung zu erhalten, sieht der Anspruch 8 vor, dass der Zentrierkopf eine Zentrierbuchse mit einem dem Außendurchmesser des Bohrwerkzeugs ange passten Innendurchmesser aufweist. Als Zentrierbuchse kann eine herkömmliche Bohrbuchse verwendet werden, wie sie als ein Bearbeitungszubehör zu Einlippen-Tieflochbohrwerkzeugen erhältlich ist. Durch diese Ausgestaltung wird im Vergleich zu den eingangs erläuterten einfachen Prismenbefestigungen eine lagegenauere Abstützung eines Bohrwerkzeugs auf Höhe der Längsmittelachse erreicht, da dank der erfindungsgemäße Ausgestaltung Radialkräfte, die während eines Schleifvorgangs auf das Bohrwerkzeug einwirken, über dessen gesamten Umfang hinweg aufgenommen werden können.

In der bevorzugten Ausgestaltung, die Gegenstand des Anspruch 9 ist, ist das Spannfutter zum Spannen des Schafts des Bohrwerkzeugs und der Zentrierkopf zum Führen des Schneidteils des Bohrwerkzeugs ausgelegt.

Die Ausgestaltung nach dem Anspruch 10 ist insbesondere für Bohrwerkzeuge mit einer relativ großen Länge von Vorteil. Durch eine zwischen das Spannfutter und den Zentrierkopf geschaltete Hohlverlängerung, z.B. ein Verlängerungsrohr, kann der Abstand zwischen dem Zentrierkopf und dem Spannfutter der Länge des jeweils einzuspannenden Bohrwerkzeugs so angepasst werden, dass eine optimale Abstützung an zwei, axial voneinander beabstandeten Stellen erhalten wird. Im Sinne einer einfachen Bauweise ist die Verlängerung nach dem Anspruch 11 beidseitig mit dem Spannfutter bzw. dem Zentrierkopf verschraubt. Im Gegensatz zu einer einfachen Stangenverlängerung, wie sie aus dem eingangs geschilderten Stand der Technik bekannt ist, trägt die Hohlverlängerung zu einer höheren Biegesteifigkeit der aus dem Spannfutter, der Hohlverlängerung und dem Zentrierkopf gebildeten Einheit bei.

Unabhängig ob zwischen das Spannfutter und dem Zentrierkopf eine Hohlverängerung geschaltet ist oder nicht, sind das Spannfutter und der Zentrierkopf im Sinne des Anspruchs 12 vorzugsweise dreh- und axialfest zu einer Einheit miteinander verbunden. Diese Einheit ist einfacher zu handhaben und zu fixieren, als wenn das Spannfutter und der Zentrierkopf voneinander unabhängig in der Bohrwerkzeughalterung anzuordnen wären.

Im Gegensatz zu einer einstückigen Herstellung bietet ein modulartiger Aufbau des Spannfutters, des Zentierkopfs vorzugsweise mit auswechselbarer Zentrierbuchse und ggf. der Hohlverlängerung die Möglichkeit, die einzelnen Modulkomponten an die Länge und den Durchmesser des jeweils zu spannenden Bohrwerkzeugs anzupassen.

Zum Einbau der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung in eine auf einer Schleifmaschine aufgebauten Schleifvorrichtung ist nach dem Anspruch 13 des Weiteren eine das Spannfutter und den Zentrierkopf aufnehmende pinolenartigen Aufnahmehülse vorgesehen, die eine Schnittstelle zwischen dem Spannfutter und der Schleifvorrichtung bildet. Nach dem Anspruch 14 bilden das Spannfutter und der Zentrierkopf eine dreh- und axialfest miteinander verbundene Einheit, die in der Aufnahmehülse zwar drehfest aber axial verschiebbar aufgenommen ist. Diese in Drehrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Spannfutters formschlüssige Anordnung der Einheit aus dem Spannfutter und dem Zentrierkopf wird in einfacher Weise dadurch erhalten, dass der Zentrierkopf über einen radial nach außen ragenden Stift in Schiebeeingriff steht mit einer auf Seiten der Aufnahmehülse vorgesehenen axialen Führungsnut.

Die vorstehend dargestellten Merkmale lassen sich – sofern technisch realisierbar – unabhängig von der vorstehenden Darstellung oder der Darstellung in den Ansprü chen, insbesondere der in den Ansprüchen angegebenen Rückbeziehungen, beliebig miteinander kombinieren.

Außerdem gilt zu beachten, dass die erfindungsgemäße Bohrwerkzeughalterung in einer bevorzugten Anwendung zum Einbau in eine Schleifvorrichtung verwendet wird. Die erfindungsgemäße Bohrwerkzeughalterung und unabhängig davon auch das Spannfutter als solches sind jedoch auch für andere Zwecke geeignet anwendbar. Beispielsweise könnte das Spannfutter als solches oder auch in Verbindung mit dem Zentrierkopf zum Einspannen eines anderen drehenden oder auch stationären geeigneten Werkzeugs als ein Bohrwerkzeug verwendet werden, z.B. zum Spannen eines Fräsers, Drehmeissels, Drehstahls oder Werkstücks. Daher kann für das Spannfutter als solches oder in Verbindung mit einem oder mehreren der weiteren Komponenten der vorstehend dargestellten erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise im Wege einer Teilanmeldung, gesondert um Schutz nachgesucht werden.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Bohrwerkzeughalterung anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen erläutert. In den Figuren zeigt:

1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung;

2 eine Perspektivansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung;

3 einen Längsschnitt entlang einer Längsmittelachse der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung;

4 einen Querschnitt entlang einer Linie IV-IV in 1 der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung;

5 einen Querschnitt entlang einer Linie V-V in 1 der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung;

6 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung;

7 einen Längsschnitt entlang der Längsmittelachse der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung;

8 den in 7 rechten Endabschnitt der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung in größerem Maßstab; und

9 den in 7 linken Endabschnitt der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung in größerem Maßstab.

Anhand der 1 bis 6 wird im Folgenden eine die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung 10 dargestellt. Die Bohrwerkzeughalterung 10 hat die Funktion, ein in den Figuren mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes, nur schematisch dargestelltens Bohrwerkzeug, im Besonderen ein Einlippen-Tiefbohrwerkzeug, zum Zweck des Nachschleifens in einer nicht gezeigten, um mehrere Achsen verstellbare, herkömmlichen Schleifvorrichtung zu halten, die auf einer ebenfalls nicht gezeigten herkömmlichen Schleifmaschine aufgebaut ist. Hierzu ist das Bohrwerkzeug 1 in der Bohrwerkzeughalterung 10 koaxial mit deren Längsmittelachse 11 in der Weise zentrisch gehalten, dass der Schneidteilkopf 4 des Schneid teils 3 des Bohrwerkzeugs 1 aus der Bohrwerkzeughalterung 10 hervorsteht.
Die erfindungsgemäße Bohrwerkzeughalterung 10 ist im Wesentlichen aus einer pinolenartigen Aufnahmehülse 20, einem Spannfutter 40 und einem Zentrierkopf 60 aufgebaut, die entlang der gemeinsamen Längsmittelachse 11 koaxial angeordnet sind, wie es aus 3 ersichtlich ist.
Die Aufnahmehülse 20 ist ein rotationssymmetrischer Körper mit einer in Bezug auf die Längsmittelachse 11 zentrisch angeordneten, abgestuften Bohrung 22. Die Bohrung 22 ist in Richtung der Längsmittelachse 11 durchgängig und über eine Stufe 25 in einen ersten Bohrungsabschnitt 23 und in einen zweiten Bohrungsabschnitt 24 unterteilt. Der erste Bohrungsabschnitt 23 hat einen Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser einer Spannbuchse des Spannfutters 40 bzw. dem Außendurchmesser eines Flanschabschnitts des Zentrierkopfs 60 entspricht. Der zweite Bohrungsabschnitt 24 hat einen im Vergleich zum ersten Bohrungsabschnitt 23 kleineren Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser eines Zentrierabschnitts des Zentrierkopfs 60 entspricht. In dem an die Stufe 25 anschließenden Material der Aufnahmehülse 20 ist eine axiale Führungsnut 26 ausgebildet, die, wie in 3 und 5 gezeigt ist, im Wesentlichen in einer Längsschnittebene der Aufnahmehülse 20 entlang der Längsmittelachse 11 liegt. Die Führungsnut 26 ist in Richtung der Längsmittelachse 11 über den ersten Bohrungsabschnitt 23 und in Radialrichtung über den zweiten Bohrungsabschnitt 24 zugänglich. Die axiale Führungsnut 26 hat die Funktion, einen am Zentrierkopf 60 angebrachten Drehsicherungsstift 70 aufzunehmen, der in 3 und 5 zu sehen ist.
Am Außenumang 28 der Aufnahmehülse 20 sind Ringnuten 28, 29 sowie ein Flansch 30 ausgebildet, über die bzw. den sich die Aufnahmehülse 20 in der vorstehend erwähnten Schleifvorrichtung befestigen lässt.
Das Spannfutter 40 ist im ersten Bohrungsabschnitt 23 der Aufnahmehülse 20 axial verschiebbar aufgenommen. Das Spannfutter 40 weist eine Spannbuchse 41, drei Spannhebel 42, die an der Spannbuchse 41 schwenkbeweglich gelagert sind, drei Rückstellfedern 43, die jeweils einem der Spannhebel 42 zugeordnet sind, sowie eine die Spannhebel 42 antreibende Antriebseinrichtung in Form einer Spannschraube 44 auf, die aus Gründen der Griffigkeit mit einer Außenrändelung versehen ist.
Ebenso wie die Aufnahmehülse 20 weist auch die Spannbuchse 41 eine entlang der Längsmittelachse 11 zentrisch ausgebildete, abgestufte durchgängige Bohrung 45 auf. Die Bohrung 45 ist über eine Stufe 46 in einen ersten Bohrungsabschnitt 47 und in einen zweiten Bohrungsabschnitt 48 unterteilt. Der erste Bohrungsabschnitt 47 hat einen größeren Bohrungsdurchmesser als der zweite Bohrungsabschnitt 48. Der erste Bohrungsabschnitt 47 weist an seinem in 3 linken Endabschnitt ein Innengewinde 49 auf, in den die vorstehend erwähnte Spannschraube 44 eingeschraubt ist, wie es in 3 gezeigt ist. Im zweiten Bohrungsabschnitt 48 sind der Anzahl der Spannhebeln 42 entsprechend drei axiale Führungsnuten 50 ausgebildet, die in gleichmäßigem Winkelabstand, d. h. in einem Abstand von 120°, um die Längsmittelachse 11 herum angeordnet sind und jeweils einen der Spannhebel 42 aufnehmen und in eine Richtung quer zur Längsmittelachse 11 führen. Die axialen Führungsnuten 50 sind in axialer Richtung durchgängig ausgebildet und über den ersten Bohrungsabschnitt 47 axial und über den zweiten Bohrungsabschnitt 48 radial zugänglich.
Die Spannhebel 42 sind jeweils in einer der Führungsnuten 50 in der Weise aufgenommen, dass sie, wie in 3 gezeigt, an ihrem rechten Ende 52 um eine quer zur Längsmittelachse 11 verlaufende Achse 51 schwenkbeweglich gelagert sind. An ihrem in 3 linken, freien Ende 53 ragen die Spannhebel 42 jeweils aus der Führungsnut 50 an einer Position radial innerhalb des Innengewindes 49 in Richtung der in den ersten Bohrungsabschnitt 47 eingeschraubten Spannschraube 44. Die freien Enden 53 der Spannhebel 42 weisen zumindest außenumfangsseitig vorzugsweise jeweils eine gewölbte Oberfläche dergestalt auf, dass sie sich an einer Innenkonusfläche 55 der Spannschraube 44 im Wesentlichen punktförmig abstützen.
Den Spannhebeln 42 ist jeweils eine als Blattfeder ausgestaltete Rückstellfeder 43 zugeordnet, die an ihrem in 3 rechten Ende in geeigneter Weise in der jeweiligen axialen Führungsnut 50 gehalten wird und an ihrem linken Ende auf den jeweiligen Spannhebel 42 eine radial nach außen gerichtete Druckkraft ausübt, die der mittels der Spannschraube 44 erzeugten Antriebskraft entgegengerichtet ist.
Die Spannschraube 44 ist, wie in 3 zu erkennen, als eine Hohlschraube ausgestaltet und weist an ihrem in 3 rechten Endabschnitt die vorgenannte Innenkonusfläche 59 auf, an der sich die Spannhebel 42 abstützen. In dieser Ausgestaltung bildet die Innenkonusfläche 59 der Spannschraube 44 mit der Außenoberfläche der Spannhebel 42 jeweils eine Art Keilschubgetriebe, über das, wenn die Spannschraube 44 in die Spannbuchse 41 eingeschraubt wird, die in Längsmittelachse 11 wirkende axiale Vorschub- oder Antriebskraft der Spannschraube 44 im Wesentlichen gleichmäßig in eine auf die Spannhebel 42 wirkende radiale Antriebskraft umgewandelt wird, durch die die Spannhebel 42 in Richtung zur Längsmittelachse 11 hin geschwenkt werden, um das Bohrwerkzeug 1, konkret dessen Einspannhülse oder Schaft 2, kraftschlüssig zu klemmen.
Zu beachten gilt, dass in 4 zum Zweck der Veranschaulichung die drei Spannhebel 42 jeweils in einer anderen Schwenkposition gezeigt sind. Der in 4 obere Spannhebel 42 ist in seiner Ausgangslage gezeigt, die auch in 3 zu sehen ist, der linke Spannhebel 42 ist in einer radial nach innen verschwenkten Zwischenlage gezeigt, und der rechte Spannhebel 42 ist in seiner Endlage gezeigt, in der er am Bohrwerkzeug 1, genauer gesagt an dessen Einspannhülse oder Schaft 2, kraftschlüssig anliegt.
Der Zentrierkopf 60 ist als ein rotationssymmetrischer, rohr- oder hülsenartiger Körper mit einer in Bezug auf die Längsmittelachse 11 zentrisch angeordneten, mehrfach abgestuften durchgängigen Bohrung 61 ausgestaltet. Die Bohrung 61 ist über eine erste Stufe 62 und eine zweite Stufe 63 in einen ersten Bohrungsabschnitt 64, einen zweiten Bohrungsabschnitt 65 und einen dritten Bohrungsabschnitt 66 unterteilt. Der erste Bohrungsabschnitt 63 hat einen größeren Bohrungsdurchmesser als der zweite Bohrungsabschnitt 65 und der dritte Bohrungsabschnitt 67. Der dritte Bohrungsabschnitt 67 hat einen größeren Durchmesser als der zweite Bohrungsabschnitt 66. Der erste Bohrungsabschnitt 63 ermöglicht eine teilweise Aufnahme des Einspannhülse oder des Schafts 2 des im Spannfutter 40 eingespannten Bohrwerkzeugs 1. Im dritten Bohrungsabschnitt 66 ist eine Bohrbuchse 67 angeordnet und mittels einer radial angeordneten Madenschraube 68 fixiert. Die Bohrbuchse 67 weist einen auf den Außendurchmesser des Schneidteils 3 des Bohrwerkzeugs 1 abgestimmten Innendurchmesser auf, um das Bohrwerkzeug 1 in der Bohrbuchse 67 in Bezug auf die Längsmittelachse 11 zentrisch zu füh ren. Im Bereich der zweiten Durchgangsbohrung 65 weist der Zentrierkopf 60 an geeigneter Stelle eine radiale Durchgangsbohrung 69 auf, die zur Aufnahme des als ein Zylinderstift ausgebildeten Drehsicherungsstifts 70 dient, der in Schiebeeingriff steht mit der in der Aufnahmehülse 20 ausgebildeten Führungsnut 26.
Im Bereich des ersten Bohrungsabschnitts 64 weist der Zentrierkopf 60 einen ringartigen Flansch 71 auf, der von dem in 3 linken Ende des Zentrierkopfs 60 axial zurückgesetzt ist, wodurch ein Vorsprung 72 ausgebildet ist, auf dem die Spannbuchse 41 sitzt. Der Vorsprung 72 hat einen dem Innendurchmesser des zweiten Bohrungsabschnitts 48 der Spannbuchse 41 entsprechenden Außendurchmesser. Durch den in die Spannbuchse 41 eingreifenden Vorsprung 72 des Zentrierkopfs 60 wird sichergestellt, dass der Zentrierkopf 60 und die Spannbuchse 41 stets koaxial ausgerichtet sind. Der Flansch 71 und der Vorsprung 72 sind in der ersten Ausführungsform einstückige Bestandteile des Zentrierkopfs 60. Der Flansch 71 und der Vorsprung 72 können aber auch an einem Adapterstück vorgesehen sein, über das der Zentrierkopf 60 mit der Spannbuchse 41 verschraubt ist. Ein Beispiel für eine Gestaltung, bei der der Zentrierkopf 60 nicht unmittelbar mit der Spannbuchse 41 verbunden ist sondern über ein Adapterstück, wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung anhand der 7 und 9 später gezeigt.
In der in 3 gezeigten axialen Anordnung sind der Zentrierkopf 60 und die Spannbuchse 41 über eine Vielzahl von Schrauben 75 miteinander verschraubt, wodurch eine als solche manuell handhabbare Einheit erhalten wird. Die Schrauben 75, von denen in 3 nur eine gezeigt ist, sind jeweils in Winkelrichtung um die Längsmittelachse 11 zwischen zwei benachbarten Führungsnuten 51 in eine ent sprechende Gewindebohrung auf Seiten der Spannbuchse 41 eingeschraubt.
Die Spannbuchse 41 und der Zentrierkopf 60 sind in der Bohrung 22 der pinolenartigen Aufnahmehülse 20 so aufgenommen, dass ein Laufsitz erhalten wird. Die relevanten Innen- und Außendurchmesser der Aufnahmehülse 20, der Spannbuchse 41 und des Zentrierkopfs 60 sind im Besonderen so gewählt und aufeinander abgestimmt, dass das Spannfutter 40 mit dem Zentrierkopf 60 als eine Einheit ohne ein merkliches Spiel in Radialrichtung von Hand in der Bohrung 22 der Aunahmehülse 20 verschiebbar sind.
Durch den vorstehend erwähnten Drehsicherungsstift 70, der in die Führungsnut 26 auf Seiten der Aufnahmehülse 20 eingreift, wird eine bezüglich der Längsmittelachse 11 drehfeste Aufnahme der Einheit bestehend aus dem Spannfutter 40 und dem Zentrierkopf 60 erhalten.
Zum Nachschleifen des Bohrwerkzeugs 1 wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird in den dritten Bohrungsabschnitt 66 des Zentrierkopfs 60 eine Bohrbuchse 67 mit einem dem Durchmesser des Schneideteils 3 des Bohrwerkzeugs 1 entsprechenden Innendurchmesser eingesetzt und über die Madenschraube 68 fixiert. Dann wird in die bereits zuvor zusammengeschraubte Einheit bestehend aus dem mit der Bohrbuchse 67 bestückten Zentrierkopf 60 und dem Spannfutter 40 das zu schleifende Bohrwerkzeug 2 in 3 von links eingeführt und durch Einschrauben der Spannschraube 44 über die Spannhebel 42 zentrisch gespannt. An dieser Stelle kann ggf. unter Zuhilfenahme einer nicht näher dargestellten Positioniervorrichtung eine Feinjustierung des Bohrwerkzeugs 1 erfolgen, um eine exakte zentrische Lage des Bohrwerkzeugs 1 in der Einheit bestehend aus dem Spannfutter 40 und dem Zentrierkopf 60 zu erhalten. Schließlich wird die mit dem Bohrwerkzeug 2 be stückte Einheit in 3 von links in die Aufnahmehülse 20 eingeführt, die bereits in einer nicht näher dargestellten um 3-Achsen verschwenkbaren Schleifvorrichtung fixiert ist, und in der Weise in Winkelrichtung um die Längsmittelachse 11 ausgerichtet, dass der Drehsicherungsstift 70 in die Führungsnut 26 auf Seiten der Aufnahmehülse 20 gleitet, bis er gegen den Nutboden der Führungsnut 26 stößt. In diesem fertig montierten Zustand, der in den Figuren gezeigt ist, wird die Bohrwerkzeughalterung durch ein Verschwenken der Schleifvorrichtung relativ zu einer nicht gezeigten Schleifmaschinen so ausgerichtet, dass sich die verschiedene Anschliffwinkel realisieren lassen.
6 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bohrwerkzeughalterung. In 6 bis 9 sind zur Kennzeichnung der gegenüber der ersten Ausführungsform unveränderten Merkmale dieselben Bezugszeichen verwendet. Im Folgenden werden daher nur die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform erläutert.
Wie insbesondere aus 8 und 9 ersichtlich wird, ist im Unterschied zur ersten Ausführungsform der Zentrierkopf 60 nicht mehr unmittelbar mit dem Spannfutter 40 verbunden ist. In der zweiten Ausführungsform ist der Zentrierkopf 60 vielmehr über eine als Verlängerungsrohr ausgeführte Hohlverlängerung 110 und ein Adapterstück 112 mit dem Spannfutter 40 verbunden. In der ersten Ausführungsform ist das Adapterstück 112 mit dem Flansch 71 und dem Vorsprung 72 einstückig mit dem Zentrierkopf 60 ausgebildet. Das Adapterstück 112 weist den Flansch 71 und den axialen Vorsprung 72 auf, auf dem die Spannbuchse 41 sitzt. Die Hohlverlängerung 110 ist beidseitig mit dem Zentrierkopf 60 bzw. über das Adapterstück 112 mit dem Spannfutter 40 verschraubt. Spannfutter 40 und Zentrierkopf 60 bilden somit dank der Hohlverlängerung 110 und dem Adapterstück 67 auch in der zweiten Ausführungsform eine einstückig handhabbare Einheit. Durch die Hohlverlängerung 110 wird das Spannfutter in einem axialen Abstand zum Zentrierkopf 60 und der Aufnahmehülse 20 angeordnet. Gleichwohl sind der Zentrierkopf 60 und das Spannfutter 40 durch die rohrartige Hohlverlängerung 110 zu einer steifen Einheit verbunden.
Zu beachten gilt, dass in 8 die Bohrwerkzeughalterung 90 in einer von 3 abweichenden Winkellage um die Längsmittelachse 11 gezeigt ist. Der in 8 gekennzeichnete Drehsicherungsstift 70, der den Zentrierkopf 60 gegen ein Verdrehen in der Aufnahmehülse 20 sichert und die Bohrbuchse 67 aufnimmt, ist daher nicht mehr so deutlich erkennbar.
Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäße Bohrwerkzeughalterung 100 dient zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs 1 mit einer im Vergleich zum Bohrwerkzeug 2 der ersten Ausführungsform größeren Länge. Die Handhabung der Bohrwerkzeughalterung 90 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform 10 nur dadurch, dass vor der Bestückung der Einheit bestehend aus dem Spannfutter 40 und dem Zentrierkopf 60 mit dem Bohrwerkzeug 100 zwischen Zentrierkopf 60 und Spannfutter 40 die Hohlverlängerung 110 geschraubt wird. Die Länge der Hohlverlängerung 110 ist auf das zu spannende Bohrwerkzeug 100 abgestimmt.

Claims

Bohrwerkzeughalterung (10; 90) zum Halten eines Bohrwerkzeugs (1; 100), gekennzeichnet durch: ein Spannfutter (40) mit einer Vielzahl von in gleichmäßigem Winkelabstand um dessen Längsmittelachse (11) herum angeordneten Spannhebeln (42), die jeweils in einer Längsschnittebene schwenkbeweglich gelagert sind, und einer Antriebseinrichtung (44) zum Antrieb der Spannhebel (42) zur Längsmittelachse (11) hin.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (40) eine Spannbuchse (41) mit einer der Vielzahl von Spannhebeln (42) entsprechenden Anzahl von axialen Führungsnuten (50) aufweist, in denen jeweils einer der Spannhebel (42) schwenkbeweglich gelagert ist.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (44) eine mit der Spannbuchse (41) koaxial verschraubbare Spannschraube aufweist, die in der Art eines Keilschubgetriebes mit den Spannhebeln (42) zusammenwirkt.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube eine Innenkonusfläche (55) aufweist, an der sich die Spannhebel (42) punktförmig abstützen.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube als eine Hohlschraube mit einer axialen Durchgangsbohrung ausgeführt ist, deren Durchmesser im Wesentlichen gleich dem oder größer als der maximale Durchmesser des Durchmesserbereichs für die zu haltenden Bohrwerkzeuge (1; 100) ist.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Spannhebel (42) eine in der jeweiligen Führungsaussparung (51) der Spannbuchse (41) angeordnete Rückstellfeder (43) zugeordnet ist, die den jeweiligen Spannhebel (42) mit einer der Antriebskraft der Antriebseinrichtung (44) entgegenwirkenden Kraft beaufschlägt.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen in einem axialen Abstand vom Spannfutter (40) angeordneten Zentrierkopf (60), der ein vom Spannfutter (40) eingespanntes Bohrwerkzeug (1; 100) in Bezug auf die Längsmittelachse (11) zentrisch führt.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkopf (60) eine Zentrierbuchse (67) mit einem dem Außendurchmesser des Bohrwerkzeugs (1; 100) angepassten Innendurchmesser aufweist.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (40) zum Spannen des Schafts (2) des Bohrwerkzeugs (1; 100) und der Zentrierkopf (60) zum Führen des Schneidteils (3) des Bohrwerkzeugs (1; 100) ausgelegt ist.
Bohrwerkzeughalterung (90) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spannfutter (40) und dem Zentrierkopf (60) eine das Bohrwerkzeug (100) aufnehmende Hohlverlängerung (110) auswechselbar angeordnet ist.
Bohrwerkzeughalterung (90) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlverlängerung (110) beidseitig mit dem Spannfutter (40) bzw. dem Zentrierkopf (60) verschraubt ist.
Bohrwerkzeughalterung (90) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (40) und der Zentrierkopf (60) eine dreh- und axialfest verbundene Einheit bilden.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch eine das Spannfutter (40) und den Zentrierkopf (60) aufnehmende pinolenartigen Aufnahmehülse (20), die eine Schnittstelle zwischen dem Spannfutter (40) und dem Zentrierkopf (60) und einer auf einer Schleifmaschine aufgebauten Schleifvorrichtung bildet.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter (40) und der Zentrierkopf (60) eine dreh- und axialfest verbundene Einheit bilden, die in der Aufnahmehülse (20) zwar drehfest aber axial verschiebbar aufgenommen ist.
Bohrwerkzeughalterung (10; 90) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierkopf (60) über einen radial nach außen ragenden Drehsicherungsstift (70) in Schiebeeingriff steht mit einer auf Seiten der Aufnahmehülse (20) vorgesehenen axialen Führungsnut (26).