DE102008041532B3 - Device for releasably, rotationally and fixedly connecting tool head and clamping holder in machine tool, has cylindrical attachment pieces attached at both sides of spherical surface and intervening in recesses of rotatable elements - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum lösbaren, drehfesten Verbinden von zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Elementen.The The invention relates to a device for releasable, non-rotatable connection of two elements rotatable about a common axis.
Bei
einer bekannten Einrichtung dieser Art (
Aus
der
Die
Ferner
ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache, herstellungstechnisch günstige Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen.Of the Invention is based on the object, a structurally simple, production technology favorable To propose device of the type mentioned.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Einrichtung zum lösbaren, drehfesten Verbinden von zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Elementen, die mit achssenkrechten Spannflächen aneinander anliegen und komplementäre, winklig zur Achse verlaufende Schrägflächen aufweisen, welche einen gemeinsamen Hohlraum zur Aufnahme eines Zentriermoduls definieren, wobei eine Spannvorrichtung vorgesehen ist, die die Elemente unter elastischer Deformation des Zentriermoduls in axialer Richtung gegeneinander verspannt, das Zentriermodul ringförmig ausgebildet ist und mindestens eine ballige Fläche zur Anlage an den Schrägflächen der drehbaren Elemente aufweist, und an die ballige Fläche beidseitig zylindrische Ansätze anschließen, die in entsprechende, von den Schrägflächen ausgehende Ausnehmungen der drehbaren Elemente eingreifen.to solution To this end, the invention provides a device for releasable, non-rotatable connection of two rotatable about a common axis Elements that abut each other with achssenkrechte clamping surfaces and complementary, Angled to the axis extending inclined surfaces, which have a define common cavity for receiving a centering module, wherein a tensioning device is provided which the elements under elastic Deformation of the centering in the axial direction against each other clamped, the centering module is annular and at least a spherical surface for contact with the inclined surfaces of the rotatable Has elements, and the spherical surface on both sides cylindrical approaches connect, in the corresponding, emanating from the inclined surfaces recesses engage the rotatable elements.
Kritisch dabei ist die Zentrierung der Schrägflächen und ihre Ausrichtung bezüglich der zugehörigen Spannfläche, was allerdings herstellungstechnisch ohne weiteres beherrschbar ist. Anders als bei der Konusverbindung der bekannten Einrichtung erfolgt die Zentrierung nicht über einen direkten gegenseitigen Eingriff der Schrägflächen, sondern über das zwischen den Schrägflächen eingespannte, elastisch deformierbare Zentriermodul. Die erzielbare Rundlaufgenauigkeit liegt unter 0,003 mm.Critical Here is the centering of the inclined surfaces and their orientation with respect to associated Clamping surface, which, however, is technically easy to manage is. Unlike the cone connection of the known device the centering does not happen over a direct mutual engagement of the inclined surfaces, but on the between clamped the inclined surfaces, elastically deformable centering module. The achievable concentricity is less than 0.003 mm.
Die Erfindung ist universell einsetzbar, wobei allerdings das Hauptanwendungsgebiet die Werkzeugtechnik betrifft. Insbesondere bei der Zerspanung von Aluminiumlegierungen, wie sie bevorzugt im Flugzeugbau eingesetzt werden, muss mit hohen Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet werden, wobei die aus Werkzeugkopf und Halter bestehenden Einheiten relativ lang sein können. So wird beispielsweise mit Fräsern gearbeitet, deren Länge das Zehnfache des Fräserdurchmessers beträgt. Im Hinblick auf die hohen Schnittgeschwindigkeiten arbeitet man mit Hartmetallwerkzeugen, die relativ teuer in der Herstellung sind. Daraus resultiert das Bedürfnis, bei einem Verschleiß des Werkzeugkopfes nur diesen und nicht das gesamte Werkzeug austauschen zu müssen. Es hat sich gezeigt, dass sich Schwingungen aufbauen können, wenn die Zentrierfunktion durch einen direkten gegenseitigen Eingriff von Hartmetall in Hartmetall erfüllt wird, wie es bei der bekannten Einrichtung der Fall ist. Die Schwingungen können ohne weiteres zur Zerstörung des Werkzeugs führen. Diese Gefahr wird bei der erfindungsgemäßen Konstruktion vermieden, da für die Zentrierung das zwischengeschaltete Zentriermodul zuständig ist. Es besteht aus einem Material, das elastisch verformbar ist und dessen Festigkeit ausreicht, die erforderlichen Zentrierkräfte aufzubringen. Zu denken ist hierbei vorzugsweise an Federstahl oder harten, entsprechend elastisch verformbaren Kunststoff.The Invention is universally applicable, although the main field of application the tool technology concerns. Especially in the machining of Aluminum alloys, as preferred used in aircraft you have to work with high cutting speeds, wherein the tool head and holder existing units relative can be long. For example, with milling cutters worked, whose length ten times the cutter diameter is. In view of the high cutting speeds one works with carbide tools that are relatively expensive to manufacture. This results in the need at a wear of the Tool head replace only this and not the entire tool to have to. It has been shown that vibrations can build up when the centering function by a direct mutual intervention of carbide in carbide met becomes, as is the case with the known device. The vibrations can without further to destruction lead the tool. These Danger is avoided in the construction according to the invention, for this the centering is the intermediate centering module responsible. It consists of a material that is elastically deformable and whose strength is sufficient to apply the necessary centering forces. To think here is preferably to spring steel or hard, accordingly elastically deformable plastic.
Die ballige Fläche tritt in Linienberührung mit den Schrägflächen der drehbaren Elemente und sorgt bei ihrer Verspannung für eine äußerst exakte Zentrierung. Mittels der beidseitig zylindrischen Ansätze erfolgt eine Vorzentrierung des Zentriermoduls, was die Montage der Einrichtung erleichtert. Um die Verformbarkeit des Zentriermoduls zu fördern, kann eine umlaufende Nut in die ballige Fläche eingeschnitten sein.The spherical surface comes into line contact with the inclined surfaces of the rotatable elements and ensures their clamping for a very precise Centering. By means of the two-sided cylindrical approaches, a pre-centering of the centering module, which facilitates the installation of the device. In order to promote the deformability of the centering, a circumferential groove may be cut into the spherical surface.
Sofern das ringförmige Zentriermodul über eine einzige ballige Fläche verfügt, liegen die Schrägflächen der beiden drehbaren Elemente im Winkel zueinander. In Weiterbildung der Erfindung besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Schrägflächen der drehbaren Elemente im Wesentlichen parallel zueinander liegen und dass das Zentriermodul zwei entsprechende ballige Flächen aufweist. Das ringförmige Zentriermodul besitzt also einen linsenförmigen, schräg liegenden Querschnitt.Provided the annular Centering module via a only spherical surface features, are the inclined surfaces of the two rotatable elements at an angle to each other. In training However, the invention also has the possibility that the inclined surfaces of the rotatable elements are substantially parallel to each other and that the centering module has two corresponding spherical surfaces. The annular Centering module thus has a lenticular, oblique Cross-section.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, dass die Spanneinrichtung eine mit Rechts- und Linksgewinde versehene Stiftschraube aufweist, die in entsprechende Gewindebohrungen der drehbaren Elemente eingreift. Dabei ist es ganz besonders vorteilhaft, dass die beiden Gewinde den drehbaren Elementen derart zugeordnet sind, dass sich beim Umlaufen der drehbaren Elemente die Spannwirkung der Spanneinrichtung erhöht.One Another advantageous feature is that the clamping device a provided with right and left threaded stud, the engages in corresponding threaded bores of the rotatable elements. It is particularly advantageous that the two threads the rotatable elements are assigned such that when circulating the rotatable elements increases the clamping action of the clamping device.
Die Stiftschraube kann einen Kühlmittelkanal bilden, durch den Kühlmittel zum Werkzeugkopf geführt wird. Eine Führung des Kühlmittels durch die Spannflächen hindurch ist bei der vorliegenden Konstruktion weniger günstig, da die Drehpositionen der Spannflächen relativ zueinander im montierten Zustand nicht exakt genug definiert werden können.The Stud can form a coolant channel, through the coolant led to the tool head becomes. A guide of the coolant through the clamping surfaces through is less favorable in the present construction, since the rotational positions of the clamping surfaces relative to each other in the assembled state not defined exactly enough can be.
Da im vorliegenden Fall die Verspannung durch Relativdrehung der Elemente zueinander erzeugt wird, können letztere mit Schlüsselflächen versehen sein.There in the present case the tension by relative rotation of the elements can be generated to each other the latter provided with key surfaces be.
Vorzugsweise ist Kupferpaste oder dergleichen auf die Gewinde der Stiftschraube und/oder auf die Gewinde der entsprechenden Gewindebohrungen aufgetragen, um ein Lösen der festgezogenen Stiftschraube zu erleichtern.Preferably is copper paste or the like on the threads of the stud and / or applied to the threads of the corresponding threaded holes, for a release to tighten the tightened stud.
Alternativ zur Stiftschraube wird vorgeschlagen, dass die Spanneinrichtung eine Kopfschraube aufweist, die durch eine zentrale Bohrung des einen drehbaren Elements hindurchgeht und in eine entsprechende Gewindebohrung des anderen drehbaren Elements eingreift. Auch hier ist es vorteilhaft, dass die Kopfschraube einen Kühlmittelkanal bildet, obwohl eine Kühlmittelleitung durch die Spannflächen ohne weiteres möglich wäre.alternative to the stud is suggested that the clamping device a head screw passing through a central bore of the a rotatable element passes and in a corresponding Tapped hole of the other rotatable element engages. Here too it is advantageous that the cap screw a coolant channel forms, though a coolant line through the clamping surfaces readily possible would.
Die Spannflächen der drehbaren Elemente können vorteilhafterweise mit komplementären Bohrungen zur Aufnahme von Formschluss erzeugenden Bauteilen versehen sein. Diese nehmen an der Drehmomentübertragung teil, wobei hierin ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal zu sehen ist. Grundsätzlich kann die Drehmomentübertragung über die gegeneinander verspannten Spannflächen erfolgen. Bei den Formschluss erzeugenden Bauteilen handelt es sich vorzugsweise um Stifte. In Nuten eingelegte Keile kommen gleichermaßen in Frage.The clamping surfaces the rotatable elements can advantageously with complementary bores for receiving Be provided by form-fitting generating components. Take this at the torque transmission part, wherein herein an additional Security feature can be seen. Basically, the torque transmission over the made against each other strained clamping surfaces. At the fit generating components are preferably pins. In Grooved wedges are equally suitable.
Die Spannflächen der drehbaren Elemente können aufgerauht sein, um den gegenseitigen Eingriff der Spannflächen zu ver bessern. Zur Erzielung der Aufrauhung sind die Spannflächen vorzugsweise wärmebehandelt.The clamping surfaces the rotatable elements can roughened to the mutual engagement of the clamping surfaces too improve. To achieve the roughening the clamping surfaces are preferably heat treated.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit bei der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments explained in connection with in the accompanying drawings. The Drawing shows in:
Ferner
ist das drehbare Element
Im Übrigen zeigt
Bei
der Ausführungsform
nach den
Ferner
zeigt
Gemäß
Eine
entsprechende Kopfschraube
Als Material für die Zentriermodule kommt Federstahl in Frage oder auch ein Kunststoff, der eine ausreichende Elastizität besitzt und ferner in der Lage ist, die erforderlichen Zentrierkräfte aufzubringen.When Material for the centering modules are spring steel in question or a plastic, the sufficient elasticity has and is also able to apply the necessary centering forces.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung liegen neben exakter und zuverlässiger Funktion in der einfachen Herstellung, Montage und Handhabbarkeit der Einrichtung.The Main advantages of the invention are in addition to accurate and reliable function in the simple manufacture, assembly and handling of the device.
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DE200810041532 DE102008041532B3 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Device for releasably, rotationally and fixedly connecting tool head and clamping holder in machine tool, has cylindrical attachment pieces attached at both sides of spherical surface and intervening in recesses of rotatable elements |
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