DE102010055429A1

DE102010055429A1 - Kupplung für ein rotierendes Schneidwerkzeug mit Schnellwechseleinsatz

Info

Publication number: DE102010055429A1
Application number: DE102010055429A
Authority: DE
Inventors: Vladimir D. Volokh
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-07-07
Also published as: US8668413B2; US20110211921A1; IL203097A

Abstract

Eine Kupplung (14) für eine rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung Schneidvorrichtung (16) mit einem Anker (36), der von einer hinteren Anschlagseite der Schneidvorrichtung vorsteht, die an einen Zentrierabschnitt (32) angrenzt, ermöglicht, schnell und lösbar mit einem Schaft verbunden zu werden, der einen Zentrierabschnitt innerhalb einer inneren Befestigungsbohrung hat, und enthält: einen zylindrischen Abschnitt der an einem hinteren Ende einen koaxialen Außengewindeabschnitt (42) zum Eingriff mit einer Innengewindebohrung des Schafts trägt, und eine Querrille (44), die diametral durch den zylindrischen Abschnitt (40) geformt und zu einer vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnitts hin offen ist, um einen offenen Kanal zu formen, der gegenüberliegende parallele Wände (48) hat, die bemessen sind, um gegenüberliegende parallele flache Flächen (38) eines Ankers (36) aufzunehmen, der an einem hinteren Ende der Schneidvorrichtung (16) befestigt ist. Eine Teilinnenseite einer ersten der Wände und eine winkelmäßig gegenüberliegende Teilinnenseite einer zweiten der Wände sind in Richtung einer unteren Fläche der Rille hinterschnitten, um ein Paar von winkelmäßig versetzten Aussparungen (49) an gegenüberliegenden Enden der Rille zu formen, die in eine Rückhaltefläche des Ankers eingreifen, wenn der Anker in die Rille eingeführt und in eine Verriegelungsrichtung gedreht wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf rotierende Schneidwerkzeuge, genauer auf Verbesserungen an einer Schnellwechselkupplung für rotierende Schneidwerkzeuge mit austauschbarem Einsatz.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Schaftfräser für Maschinen zur spanenden Bearbeitung wurden im Stand der Technik als eine einzige Einheit hergestellt, die einen Spannutenabschnitt und einen zylindrischen oder konischen Schaftabschnitt enthält, der so bemessen ist, dass er auf eine Maschinenspindel passt. Die zunehmende globale Preisbildung moderner Werkzeuglegierungen zusammen mit einer kürzlich entwickelten komplexen Oberflächenbehandlung macht sie aber weniger wirtschaftlich, da das teure Schaftmaterial verschwendet wird. Daher ist es jetzt allgemein üblich, eine aus einer Edellegierung oder Sintermetall bestehende getrennte Schneidvorrichtung (Einsatz) herzustellen, die dann konzentrisch am Ende eines wieder verwendbaren Stahlschafts befestigt wird.
Es ist sehr erstrebenswert, dass die Schneidvorrichtung bei Abnutzung leicht ersetzt werden kann, während der Schaft in der Maschinenspindel gelassen wird, so dass nach dem Austausch der Schneidvorrichtung keine weiteren Anpassungen erforderlich sind. Ein mit solchen präzisen Fräsanwendungen verbundenes Haupterfordernis ist es, dass jede Austausch-Schneidvorrichtung mit wiederholbarer Präzision auf die genaue Spindelachse zentriert und axial korrekt positioniert werden kann.
Derzeit verwenden die meisten auswechselbaren Schneidvorrichtung-Schaft-Kombinationen eine Kupplung mit glattem geradem Gewinde oder mit kegeligem Gewinde, die die Schneidvorrichtung direkt mit dem Schaft verbindet. Diese Werkzeuge erfordern mindestens drei Umdrehungen der Schneidvorrichtung, um die Schneidvorrichtung vollständig vom Schaft zu entfernen. Mit dem Ziel, Arbeits- und Maschinenausfallzeit zu reduzieren, ist es wünschenswert, dass die für den Schneidvorrichtungsaustausch erforderliche Pausenzeit minimal ist.
In der Technik der austauschbaren Schneidwerkzeuge ist es bekannt, die Schneidvorrichtung-Auswechselzeit mit Hilfe einer rotierenden Schnellverschluss-Bajonettkupplung zu reduzieren, indem typischerweise ein hinterer Endabschnitt einer Schneidvorrichtung an einem vorderen Endabschnitt eines Bolzens befestigt wird, wobei der Bolzen und die Schneidvorrichtung zusammen in ein Befestigungsloch eingeführt werden, das eine geeignete Zentrierfläche für die Schneidvorrichtung und ein Innengewinde in einem Schaft aufweist. Dadurch, dass das Außengewinde des Bolzens in das Innengewinde des Befestigungslochs eingreift, wird die Schneidvorrichtung vom Bolzen und durch die rotierende Schnellverschlusskupplung in axialer Richtung des Schafts zur hinteren Endseite gezogen. Die Anordnung wird durch Spannen der Schneidvorrichtung am Ende des Gewindehubs mit einem Spannschlüssel gesichert. Durch Betätigen des Spannschlüssels in Gegenrichtung wird das Gewinde zunächst gelockert, und die rotierende Bajonettkupplung wird gelöst, was einen schnellen Wechsel der Schneidvorrichtung ohne die Notwendigkeit des Lockerns der gesamten Länge des Gewindes ermöglicht.
Die Internationale Klasse B23B 31/113 bezieht sich auf Schnellverschlussvorrichtungen für Schneidwerkzeuge vom Spindeltyp mit Bajonettkupplungen. Ein repräsentativer Stand der Technik ist in den US-Patenten Nr. 2,219,907 2,379,984 4,478,541 4,784,543 7,101,127 und der US-Veröffentlichung Nr. 2006/0127194 offenbart.
Das US-Patent Nr. 7,101,127 beschreibt eine Schneidvorrichtung mit einem hinteren konischen Zentrierabschnitt, der koaxial mit einem zwei- oder dreiarmigen Hakenabschnitt oder Anker gekoppelt ist. Der Anker wird in Drehung durch eine Bajonetteinwirkung innerhalb einer Kupplung in Form einer Muffe gehalten, die einen hinteren Gewindeabschnitt hat, um einen Werkzeugschaft einzuschrauben. Die Muffe, wie sie im Einzelnen in 23A gezeigt ist, hat eine geformte Bohrung, die von einem vorderen Ende der Muffe her zugänglich ist, um das Bajonett aufzunehmen, und ist auf gegenüberliegenden Innenflächen hinterschnitten, um gegenüberliegende Aussparungen zu formen, die einander entsprechende Flächen der Ankerarme zurückhalten, wenn die Schneidvorrichtung eingeführt und gedreht wird. Die Anordnung enthält weiter Anschlageinrichtungen, die die relative Drehung zwischen der Schneidvorrichtung und der Muffe begrenzen, um die korrekte Positionierung der Ankerarme zu gewährleisten. Eine ähnliche Anordnung wird von US 2006/0127194 offenbart, wie in deren 2 und 6 im Einzelnen gezeigt ist.
Die Notwendigkeit, eine solche Hinterschneidung vorzusehen, verkompliziert den Herstellungsprozess der Kupplung, wobei ein solcher Vorgang besonders unbequem ist, wenn die Kupplung um ihren Umfang geschlossen ist, da ein Zugang vom vorderen Ende her begrenzt ist.
Es wäre daher wünschenswert, eine verbesserte Bajonettkupplung für ein rotierendes Schnellverschluss-Schneidwerkzeug zu liefern, bei der die Notwendigkeit des Vorsehens von Hinterschneidungen in der Muffe vermieden wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein anderes Schnellwechselsystem für ein rotierendes Schnellverschluss-Schneidwerkzeug anzugeben, das die obige Anforderung erfüllt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kupplung für eine rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung geliefert, die es einer Schneidvorrichtung mit einem Anker, der von einer hinteren Anschlagseite der Schneidvorrichtung vorsteht, die an einen Zentrierabschnitt angrenzt, ermöglicht, schnell und lösbar mit einem Schaft verbunden zu werden, der einen Zentrierabschnitt innerhalb einer inneren Befestigungsbohrung hat, wobei die Kupplung enthält:
einen zylindrischen Abschnitt, der an einem hinteren Ende einen koaxialen Außengewindeabschnitt zum Eingriff mit einer Innengewindebohrung des Schafts trägt, und
eine Querrille, die diametral durch den zylindrischen Abschnitt geformt und zu einer vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnitts hin offen ist, um einen offenen Kanal zu formen, der gegenüberliegende parallele Wände hat, die bemessen sind, um gegenüberliegende parallele flache Flächen eines Ankers aufzunehmen, der an einem hinteren Ende der Schneidvorrichtung befestigt ist;
wobei eine Teilinnenfläche einer ersten der Wände und eine winkelmäßig gegenüberliegende Teilinnenfläche einer zweiten der Wände in Richtung einer unteren Fläche der Rille hinterschnitten sind, um ein Paar von winkelmäßig versetzten Aussparungen an gegenüberliegenden Enden der Rille zu formen, die in eine Rückhaltefläche des Ankers eingreifen, wenn der Anker in die Rille eingeführt und in einer Verriegelungsrichtung gedreht wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung geliefert, die eine solche Kupplung enthält.
Gemäß einer Ausführungsform enthält der Schaft einer solchen rotierenden Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung:
eine innere Befestigungsbohrung, die an ihrem vorderen Ende angeordnet ist, um eine ringförmige Vorderkante zu formen, die als eine Anschlagseite dient,
einen Zentrierabschnitt, der zu einem Zentrierabschnitt der Schneidvorrichtung komplementär ist, an einem vorderen Ende der Innenbohrung,
einen freien Hohlraum hinter dem Zentrierabschnitt von ausreichender Tiefe, um den zylindrischen Abschnitt der Kupplung aufzunehmen, und
eine Innengewindebohrung hinter dem freien Hohlraum, die für die Aufnahme des Außengewindeabschnitts der Kupplung bemessen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Erfindung zu verstehen und zu sehen, wie sie praktisch durchgeführt werden kann, werden nun Ausführungsformen nur als nicht einschränkend zu verstehende Beispiele unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Schnellwechsel-Schneidwerkzeugs;
2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Schnellwechsel-Schneidwerkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3a, 3b, 3c vergrößerte perspektivische Ansichten des in 2 gezeigten Schnellwechsel-Werkzeugs in verschiedenen Phasen des Zusammenbaus;
4 eine vergrößerte auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Schneidvorrichtung und der Kupplung aus 2;
5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Schnellwechsel-Schneidwerkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des zusammengebauten Schnellwechsel-Schneidwerkzeugs aus 5, wobei der Schaft und die Schneidvorrichtung im Längsschnitt gezeigt sind;
7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Schnellwechsel-Schneidwerkzeugs gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 eine vergrößerte Längsschnittansicht des zusammengebauten Schnellwechsel-Schneidwerkzeugs aus 7, wobei der Schaft und die Zentrierhülse im Längsschnitt gezeigt sind;
9 eine perspektivische Ansicht eines Schnellwechsel-Schneidwerkzeugs gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
10a und 10b vergrößerte perspektivische Ansichten des hinteren Endes der Kupplung der 7 bzw. 9.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen tragen gleiche Bauteile, die in mehr als einer Figur zu sehen sind oder die gleiche Funktion haben, die gleichen Bezugszeichen.
Unter Bezug auf 1 bis 4 ist eine rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung 10 gezeigt, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Die Schneidwerkzeuganordnung 10 hat einen Schaft 12, eine Kupplung 14 und eine Schneidvorrichtung oder Einsatz 16, die alle untereinander kompatibel und einzeln austauschbar sind. Der sichtbare Abschnitt der in 1 zusammengebaut gezeigten Schneidvorrichtung 16 kann, einen aktiven Spannuntenabschnitt 18 aufweisen, der mit einem kurzen zylindrischen Abschnitt 20 gekoppelt ist. Der zylindrische Abschnitt 20 ist vorzugsweise mit mindestens zwei gegenüberliegenden parallelen Abflachungen 22 ausgestattet, damit der Einsatz von einem Spannschlüssel erfasst werden kann. Auch wenn in der Figur die Schneidvorrichtung 16 als ein Schaftfräser gezeigt ist, kann sie selbstverständlich genauso gut ein Stirnfräser, Rundspitze-Fräser, Spaltfräser, Bohrer, Reibahle, oder jede andere austauschbare Spitze zum Fräsen, Bohren, Aufreiben oder andere spanende Bearbeitungsanwendungen sein, die rotierende Schneidwerkzeuge verwenden.
Die Schneidvorrichtung 16 weist weiter eine hintere Anschlagseite 30 (2) auf, von der ein konischer Zentrierabschnitt 32 vorsteht, der einen koaxialen Schaftzapfen 34 und einen Doppelarmanker 36 trägt, der aus einem Stück mit der Schneidvorrichtung 16 besteht. Der Anker 36 hat die Form einer Scheibe, die auf gegenüberliegenden Seiten beschnitten ist, um ein Paar von gekrümmten Rückhaltearmen 37 und parallele Abflachungen 38 zu formen.
Wie in 4 gezeigt, enthält die Kupplung 14 einen zylindrischen Abschnitt 40, der an einem hinteren Ende einen koaxialen Außengewindeabschnitt 42 trägt. Eine Querrille 44 ist diametral durch den zylindrischen Abschnitt 40 hindurch und zu dessen vorderer Endfläche hin offen geformt, um einen offenen Kanal zu bilden, der gegenüberliegende parallele Wände 48 von ausreichender Breite hat, um die parallelen Abflachungen 38 des Ankers 36 aufzunehmen. Eine Teilinnenseite einer Wand und eine winkelmäßig gegenüberliegende Teilinnenseite der anderen Wand sind zur unteren Fläche des Kanals hin hinterschnitten, um ein Paar von um 180° winkelmäßig versetzten gleichen Aussparungen 49 an gegenüberliegenden Enden der Rille zu formen. Die Rille 44 und ihre zugeordneten Aussparungen 49 können einfach durch einen Standard-Fräsvorgang hergestellt werden, der bogenförmige Aussparungen 49 hinterlässt, wie in 4 gezeigt, oder können optional unter Verwendung einer Drahterodiermaschine geformt werden, die flache dreieckige prismenförmige Aussparungen formt (nicht gezeigt). In jedem Fall erfolgt die erforderliche spanende Bearbeitung ausgehend von leicht zugänglichen offenen Umfangs- und Stirnflächen der Kupplung, im Gegensatz zu bekannten Kupplungen der oben beschriebenen Art, bei denen der Zugang für die spanende Bearbeitung der Hinterschneidung auf die vordere geformte Öffnung beschränkt ist.
Der Schaft 12 hat eine innere Befestigungsbohrung 50, die sich am vorderen Ende des Schafts 12 befindet, um eine ringförmige Vorderkante zu bilden, die als Anschlagseite 51 dient (3a). Ein hinteres Ende der Innenbohrung 50 grenzt an ein vorderes Ende eines konischen Zentrierabschnitts 52, der zu dem konischen Zentrierabschnitt 32 der Schneidvorrichtung 16 komplementär ist. Ein hinteres Ende des konischen Zentrierabschnitts 52 grenzt an einen freien Hohlraum 54 von ausreichender Tiefe, um den zylindrischen Abschnitt 40 der Kupplung 14 aufzunehmen, an einem hinteren Ende von dem eine Innengewindebohrung 56 (2) ausgelegt ist, um den Außengewindeabschnitt 42 der Kupplung 14 aufzunehmen. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser des freien Hohlraums 54 des Schafts 12 in enger Toleranz zum Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 40 der Kupplung 14 hergestellt, wodurch die Gefahr beseitigt wird, dass die gegenüberliegenden Wände 48 der Rille durch die Zugkraft während des Betriebs auseinandergespreizt werden.
Unter weiterem Bezug auf die 3a, 3b, 3c wird während des Zusammenbaus die Kupplung 14 anfangs in die Bohrung 50 des Schafts 12 eingeführt und gedreht, damit der Gewindeabschnitt 42 der Kupplung 14 in die Gewindebohrung 56 des Schafts 12 wie in 3a eingreift. Danach wird die Schneidvorrichtung 16 eingeführt, wobei der Anker 36 in die Rille 44 gerichtet ist, wie in 3b gezeigt, und in einer Verriegelungsrichtung gedreht, die typischerweise die Uhrzeigerrichtung ist, wie in der Figur gezeigt, bis er verriegelt ist, wie in 3c gezeigt, wodurch die Rückhaltearme 37 vollständig in die winkelmäßig gegenüberliegenden Aussparungen 49 der Kupplung eingreifen. In dieser Stellung dient eine hintere Fläche der Rückhaltearme 37, d. h. die Fläche, von der aus der Schaftzapfen 34 vorsteht, als Rückhaltefläche, in die eine entsprechende Fläche innerhalb der Aussparungen 49 der Kupplung 14 eingreift. Eine weitere Drehung der Schneidvorrichtung mit einem Spannschlüssel spannt den Gewindeeingriff und verriegelt die Schneidvorrichtung in ihrer Arbeitsstellung, wodurch die hintere Anschlagseite 30 der Schneidvorrichtung 16 an der vordere Anschlagseite 51 des Schafts 12 anliegt. In dieser Stellung trägt der gleichzeitige gegenseitige Eingriff der Anschlagseiten 30, 51, kombiniert mit dem Kontakt zwischen den konischen Zentrierabschnitten 32, 52 der Schneidvorrichtung bzw. des Schafts, zur Steifheit der Verbindung bei und gewährleistet eine wiederholte Genauigkeit einer Austausch-Schneidvorrichtung bezüglich der Konzentrizität und der Längsstellung.
Obwohl die Zentrierabschnitte 32, 52 oben als konisch beschrieben werden, ist es klar, dass auch zylindrische Zentrierabschnitte möglich sind.
Nach dem Drehen der Schneidvorrichtung 16 in die entgegengesetzte Richtung wird das Gewinde leicht gelockert, was das Lösen der Drehverbindung vom Bajonetttyp typischerweise innerhalb einer Vierteldrehung der Schneidvorrichtung 16 erlaubt. Dies ermöglicht ein schnelles Auswechseln der Schneidvorrichtung 16 ohne die Notwendigkeit, die ganze Länge des Gewindes zu lockern. Wie in den 2, 4 gezeigt, sind Abschrägungen 58, 59 entlang der hinteren Kanten der Ankerabflachungen 38 und entlang der vorderen Kanten der Rille 44 vorgesehen, wodurch die Selbstausrichtung einer Austausch-Schneidvorrichtung 16 innerhalb der Rille 44 der Kupplung 14 erleichtert wird.
Bezüglich der 5 und 6 ist eine Schneidvorrichtung 60 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, abgesehen davon, dass anstelle der einstückigen Herstellung des Ankers 36 mit der Schneidvorrichtung 16 dieser für eine lösbare Kupplung damit geeignet ist. Zu diesem Zweck ist die Schneidvorrichtung 60 an ihrem hinteren Ende mit einem Innengewinde 62 zum Einführen eines Außengewindes 66 eines Adapters 64 versehen, der an seinem hinteren Abschnitt mit einem Schaftzapfen 34 und einem Doppelarmanker 36 wie oben unter Bezug auf 4 beschrieben und vorzugsweise aus hochzugfestem Stahl versehen ist. Die Schneidvorrichtung 60 und der Adapter 64 werden gespannt, um eine einzige Einheit zu bilden, die in der gleichen Weise wie die oben beschriebene einstückige Schneidvorrichtung 16 verwendet wird. Die Vorteile der zweiten Ausführungsform umfassen geringere Herstellungskosten der Schneidvorrichtung und eine festere Verbindung mit dem Schaft durch die Verwendung des geeigneteren hochzugfesten Stahls anstelle des Schneidvorrichtungswerkstoffs, der typischerweise zäh und spröde ist. Es ist klar, dass die Positionsgenauigkeit mit Hilfe der hinteren Anschlagseite 30 und des konischen Zentrierabschnitts 32 beibehalten wird, die mit der Schneidvorrichtung 60 anstelle des Adapters 64 verbunden bleiben.
Unter Bezug auf die 7 und 8 ist eine Schneidvorrichtung 70 gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt, die ähnlich der ersten Ausführungsform ist, abgesehen davon, dass der konische Zentrierabschnitt 32 einen kleineren Durchmesser hat als der komplementäre konische Zentrierabschnitt 52 der inneren Befestigungsbohrung 50 des Schafts 12. Eine zusätzliche konische Zentrierhülse 74, vorzugsweise aus einem elastischen oder halbelastischen Werkstoff, füllt den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem konischen Zentrierabschnitt 32 mit geringerem Durchmesser der Schneidvorrichtung 70 und dem konischen Zentrierabschnitt 52 der inneren Befestigungsbohrung 50 des Schafts 12. Die Vorteile der dritten Ausführungsform umfassen sehr viel einfachere Herstellungstoleranzen bei beiden konischen Zentrierabschnitten 32 und 52 der Schneidvorrichtung bzw. des Schafts. Die Endverriegelung der Schneidvorrichtung in Stellung schrumpft die Wanddicke der konischen Zentrierhülse 74 leicht, so dass der Zwischenraum genau mit dem halbelastischen Werkstoff der Zentrierhülse 74 gefüllt wird. Zusätzlich trägt die elastische konische Zentrierhülse 74 zu einer besseren Stoßabsorption der Schneidvorrichtung bei und reduziert die Gefahr eines unerwünschten Lösens der Verbindung während des Betriebs.
Unter Bezug auf die 9 und 10b ist eine alternative Kupplung 80 gezeigt, die ähnlich der Kupplung 14 in 2 ist, abgesehen davon, dass der zylindrische Abschnitt 40 und der koaxiale Außengewindeabschnitt 42 der 2 durch einen einzigen Abschnitt ersetzt sind, der ein Außengewinde 82 über seine ganze Länge mit der Querrille 44 und den Aussparungen 49 darin geformt aufweist. Ein geeigneter Schaft 84 ist mit einem längeren Gewindeabschnitt 86 zum Einführen der gesamten Länge der Kupplung 80 vorgesehen. Die Kupplung 80 und der Schaft 84 gemäß dieser vierten Ausführungsform sind mit jeder der Schneidvorrichtungen oder Kombinationen von Schneidvorrichtungen, Adaptern und Zentrierhülsen kompatibel, die oben unter Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben wurden. Die Gewindekupplung 80 ermöglicht die Herstellung kleiner Schnellwechselwerkzeuge im Durchmesserbereich von weniger als 10 mm. Ein Standard-Gewindestift kann zur Verwendung als Kupplung durch Schneiden der Rille 44 und der Aussparungen 49 auf einer wie oben beschriebenen Drahterodiermaschine verändert werden.
Unter Bezug auf die 10a und 10b können die Kupplungen 14 und 80 gemäß einer beliebigen der beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit hinteren Antriebseinrichtungen versehen sein, wie einem Flachschraubendreherschlitz 90, Philips Kreuzschraubendreherschlitz, Inbus-Innensechskant, ”Torx”-Innenstern oder beliebigen anderen Antriebseinrichtungen. Die hinteren Antriebseinrichtungen können in Fällen erforderlich sein, in denen die Schneidvorrichtung im Betrieb der Maschine übermäßig gespannt wird und die Schneidvorrichtung durch einen zu engen Eingriff des konischen Zentrierabschnitts 32 der Schneidvorrichtung 16 in dem konischen Zentrierabschnitt 52 des Schafts 12 verriegelt ist. In solchen Fällen kann das Werkzeug von der Maschinenspindel abmontiert und auf die hinteren Antriebseinrichtungen der Kupplung durch die Längsbohrung 92 des Schafts zugegriffen werden, wobei die Kupplung dann in der richtigen Richtung gedreht wird, um die Spannung zu lockern und die Schneidvorrichtung zu lösen.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der obigen veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt ist, und dass die vorliegende Erfindung in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden kann, ohne ihren Rahmen oder wesentlichen Merkmale zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend zu verstehen, wobei der Bereich der Erfindung durch die beiliegenden Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung angegeben wird, und alle Veränderungen, die unter die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sind daher von ihnen umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2219907 [0006]
US 2379984 [0006]
US 4478541 [0006]
US 4784543 [0006]
US 7101127 [0006, 0007]
US 2006/0127194 [0006, 0007]

Claims

Kupplung (14) für eine rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung Schneidvorrichtung (16) mit einem Anker (36), der von einer hinteren Anschlagseite (30) der Schneidvorrichtung vorsteht, die an einen Zentrierabschnitt (32) angrenzt, ermöglicht, schnell und lösbar mit einem Schaft (12) verbunden zu werden, der einen Zentrierabschnitt (52) innerhalb einer inneren Befestigungsbohrung (50) hat, wobei die Kupplung enthält: einen zylindrischen Abschnitt der an einem hinteren Ende einen koaxialen Außengewindeabschnitt (42) zum Eingriff mit einer Innengewindebohrung (56) des Schafts trägt, und eine Querrille (44), die diametral durch den zylindrischen Abschnitt (40) geformt und zu einer vorderen Endfläche des zylindrischen Abschnitts hin offen ist, um einen offenen Kanal zu formen, der gegenüberliegende parallele Wände (48) hat, die bemessen sind, um gegenüberliegende parallele flache Flächen (38) eines Ankers (36) aufzunehmen, der an einem hinteren Ende der Schneidvorrichtung (16) befestigt ist; wobei eine Teilinnenseite einer ersten der Wände und eine winkelmäßig gegenüberliegende Teilinnenseite einer zweiten der Wände in Richtung einer unteren Fläche der Rille hinterschnitten sind, um ein Paar von winkelmäßig versetzten Aussparungen (49) an gegenüberliegenden Enden der Rille zu formen, die in eine Rückhaltefläche des Ankers eingreifen, wenn der Anker in die Rille eingeführt und in eine Verriegelungsrichtung gedreht wird.
Kupplung nach Anspruch 1, wobei der Anker die Form einer Scheibe hat, die auf beiden Seiten beschnitten ist, um Arme und parallele Abflachungen zu formen.
Kupplung nach Anspruch 1, wobei Abschrägungen entlang der vorderen Kanten der Rille (44) vorgesehen sind, um die Selbstausrichtung einer Austausch-Schneidvorrichtung innerhalb der Rille zu erleichtern.
Kupplung nach Anspruch 1, wobei der Zentrierabschnitt (32) der Schneidvorrichtung und der Zentrierabschnitt (52) des Schafts eine konische Form haben.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die einen aktiven Spannutenabschnitt aufweist, der mit einem kurzen zylindrischen Abschnitt gekoppelt ist, der mindestens zwei gegenüberliegende parallele Abflachungen hat, um einen Spannschlüssel aufzunehmen.
Kupplung nach Anspruch 1, die von einer Art ist, die aus der Gruppe der Stirnfräser, Rundspitze-Fräser, Spaltfräser, Bohrer, Reibahlen, oder jeder anderen austauschbaren Spitze zum Fräsen Bohren, Aufreiben oder anderen spanenden Bearbeitungsanwendungen ausgewählt wird, die rotierende Schneidwerkzeuge verwenden.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: der zylindrische Abschnitt und der Außengewindeabschnitt den gleichen Durchmesser haben und über ihre ganze Länge mit einem Außengewinde versehen sind, und die Querrille und die Aussparungen in dem Gewindeabschnitt geformt sind.
Kupplung nach Anspruch 7, die aus einem Gewindestift durch Schneiden der Querrille und der Aussparungen auf einer Drahterodiermaschine geformt wird.
Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die mit hinteren Antriebseinrichtungen versehen ist, die durch eine Längsdurchgangsbohrung zugänglich sind, die im Schaft ausgeführt ist.
Kupplung nach Anspruch 9, wobei die Antriebseinrichtung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: Flachschraubendreherschlitz, Philips Kreuzschraubendreherschlitz, Inbus-Innensechskant und ”Torx”-Innenstern.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung, die die Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach Anspruch 10, wobei der Schaft (12) aufweist: eine innere Befestigungsbohrung (50), die sich an seinem vorderen Ende befindet, um eine ringförmige Vorderkante zu formen, die als Anschlagseite (51) dient, einen Zentrierabschnitt der zu einem Zentrierabschnitt (32) der Schneidvorrichtung (16) komplementär ist, an einem vorderen Ende der Innenbohrung, einen freien Hohlraum hinter dem Zentrierabschnitt (52) von ausreichender Tiefe, um den zylindrischen Abschnitt (40) der Kupplung (14) aufzunehmen, und eine Innengewindebohrung (56) hinter dem freien Hohlraum die bemessen ist, um den Außengewindeabschnitt (42) der Kupplung (14) aufzunehmen.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach Anspruch 12, wobei ein Innendurchmesser des freien Hohlraums (54) in enger Toleranz zum Durchmesser des zylindrischen Abschnitts (40) der Kupplung (14) hergestellt wird.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Anker als eine Scheibe hergestellt ist, die auf beiden Seiten beschnitten ist, um ein Paar von gekrümmten Rückhaltearmen und parallele Ankerabflachungen zu formen.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach Anspruch 14, wobei Abschrägungen entlang der hinteren Kanten der Ankerabflachungen (38) und entlang der vorderen Kanten der Rille (44) der Kupplung (14) vorgesehen sind, um die Selbstausrichtung einer Austausch-Schneidvorrichtung innerhalb der Rille zu erleichtern.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Schneidvorrichtung einen aktiven Spannutenabschnitt aufweist, der mit einem kurzen zylindrischen Abschnitt gekoppelt ist.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach Anspruch 15, wobei der zylindrische Abschnitt (20) mit mindestens zwei gegenüberliegenden parallelen Abflachungen (22) versehen ist, um ein Erfassen des Einsatzes durch einen Spannschlüssel zu ermöglichen.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei die Schneidvorrichtung von einer Art ist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: Stirnfräser, Rundspitze-Fräser, Spaltfräser, Bohrer, Reibahle, oder jeder anderen austauschbaren Spitze zum Fräsen, Bohren, Aufreiben oder anderen spanenden Bearbeitungsanwendungen, die rotierende Schneidwerkzeuge verwenden.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei nach dem Zusammenbau des Schneidwerkzeugs durch Einführen der Kupplung in das Befestigungsloch des Schafts, gefolgt vom Einführen des Schneidvorrichtungsankers in die Rille der Kupplung und Drehen in der Verriegelungsrichtung beide, die Anschlagseite und der Zentrierabschnitt der Schneidvorrichtung, gleichzeitig gegen die Anschlagseite und den Zentrierabschnitt des Schafts gespannt werden.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei der Anker an einem Adapter befestigt ist, der ein Außengewinde für den Gewindeeingriff mit einem Innengewinde der Schneidvorrichtung hat.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach Anspruch 20, wobei der Adapter aus hochzugfestem Stahl hergestellt ist.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, wobei der Zentrierabschnitt der Schneidvorrichtung und des Schafts eine konische Form haben.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach Anspruch 22, die weiter eine konische Zentrierhülse aus elastischen Material aufweist, um einen Zwischenraum zu füllen, der zwischen dem konischen Zentrierabschnitt der Schneidvorrichtung und dem konischen Zentrierabschnitt des Schafts geformt ist.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, wobei: der zylindrische Abschnitt und der Außengewindeabschnitt der Kupplung den gleichen Durchmesser haben und über ihre ganze Länge mit einem Außengewinde versehen sind, die Querrille und die Aussparungen im Gewindeabschnitt geformt sind, und der Schaft einen Gewindeabschnitt ausreichender Länge hat, um die ganze Länge der Kupplung aufzunehmen.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach Anspruch 24, wobei die Kupplung aus einem Gewindestift durch Schneiden der Querrille und der Aussparungen auf einer Drahterodiermaschine hergestellt wird.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, wobei die Kupplung mit hinteren Antriebseinrichtungen versehen ist, die durch eine im Schaft hergestellte Längsdurchgangsbohrung zugänglich sind.
Rotierende Schnellwechsel-Schneidwerkzeuganordnurig nach Anspruch 26, wobei die Antriebseinrichtungen ausgewählt werden aus folgender Liste: Flachschraubendreherschlitz, Philips Kreuzschraubendreherschlitz, Inbus-Innensechskant und ”Torx”-Innenstern.