DE102015219926A1

DE102015219926A1 - Device for holding a tool

Info

Publication number: DE102015219926A1
Application number: DE102015219926.6A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Gambach
Original assignee: P-Gutec GmbH
Current assignee: P-Gutec GmbH
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 100 zur Aufnahme eines Gewindeschneidwerkzeugs 200. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 110 mit einer axialen Bohrung 112 zur Aufnahme des Werkzeugs 200 und mit einer radialen Bohrung 114. Eine in der radialen Bohrung eingeschraubte Spannschraube 120 dient zum Einspannen des Werkzeugs in der axialen Bohrung 112. Um die an dem Werkzeug, insbesondere beim Gewindeschneiden auftretenden axialen und/oder radialen Kräfte zu dämpfen, sieht die vorliegende Erfindung vor, dass ein Druckkörperelement 130 vorgesehen ist zum Übertragen einer von der Spannschraube 120 ausgeübten radialen Spannkraft auf das Werkzeug, dass weiterhin mindestens ein Pufferelement 140 vorgesehen ist, welches zwischen der Spannschraube und dem Druckkörperelement angeordnet ist, und dass das Druckkörperelement 130 an seinem der Spannschraube abgewandten Ende einen Querschnitt aufweist zum formschlüssigen Eingreifen in eine komplementäre Aussparung in dem Schaft des Werkzeugs.The invention relates to a device 100 for receiving a thread cutting tool 200. The device 100 comprises a receiving device 110 with an axial bore 112 for receiving the tool 200 and with a radial bore 114. A screwed into the radial bore clamping screw 120 is used for clamping the tool in the axial bore 112. In order to dampen the axial and / or radial forces occurring on the tool, in particular when tapping, the present invention provides that a pressure element 130 is provided for transmitting a force exerted by the clamping screw 120 radial clamping force on the tool, further that at least one buffer element 140 is provided, which is arranged between the clamping screw and the pressure-body element, and that the pressure-body element 130 has a cross-section at its end facing away from the clamping screw for the positive engagement in a complementary recess in the Sc adhesion of the tool.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Werkzeugs, insbesondere eines Gewindeschneidwerkzeugs bei einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Computerized-Numerical-Control CNC-Werkzeugmaschine.The invention relates to a device for receiving a tool, in particular a thread cutting tool in a machine tool, in particular a computerized numerical control CNC machine tool.

Derartige Vorrichtungen sind im Stand der Technik, z. B. aus der deutschen Patentschrift DE 197 25 950 C2 grundsätzlich bekannt. In dieser Patentschrift wird ein Problem beim Gewindeschneiden angesprochen, welches auch der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt: Um insbesondere mit Vollhartmetall-Gewindebohrern eine wirtschaftliche Schnittgeschwindigkeit fahren zu können, ist ein absoluter Synchronlauf von Werkzeugrotation und Werkzeug-Linearvorschub entsprechend der jeweiligen Gewindesteigung erforderlich. In modernen Werkzeugmaschinen wird diese Synchronisation zwischen Rotation und Linearvorschub auf Basis von gemessenen Informationen über die translatorische- und Winkel-Position des Werkzeugs realisiert, die von Positionssensoren jeweils erfasst und an die Maschinensteuerung ausgegeben werden. Aufgrund einer nur begrenzten Auflösung der Positionssensoren ist jedoch der gewünschte Synchronlauf von Rotation und Linearvorschub nicht immer zu gewährleisten. Besonders betroffen davon ist das Grundloch-Gewindebohren, da hier bei erreichter Gewindelänge der Vorschub des eingespannten Werkzeugs gestoppt und anschließend eine Drehrichtungsänderung zum Herausdrehen des Werkzeugs erfolgen muss. Kurz vor Erreichen des Umkehrpunktes geht die Schnittgeschwindigkeit dabei auf 0 m/min zurück, und dies führt zu einer wesentlichen Erhöhung des Schnittmomentes. Erschwerend kommt hinzu, dass der beim Gewindebohren bzw. Gewindeschneiden entstehende Span beim Reversieren abgeschert wird. Insgesamt kommt es an dem Anschnitt- und Umkehrpunkt, also beim Herausdrehen des Werkzeugs zu einer starken Erhöhung der Schneidkantenbelastung bzw. des Schnittmomentes, weil dann sehr hohe Axialkräfte in Zug- oder Druckrichtung auf das Werkzeug, d. h. das Gewindeschneidwerkzeug wirken.Such devices are known in the art, for. B. from the German patent DE 197 25 950 C2 basically known. In this patent, a problem in threading is addressed, which is also the basis of the present invention: To drive especially with solid carbide taps an economical cutting speed, an absolute synchronism of tool rotation and linear tool feed according to the respective thread pitch is required. In modern machine tools, this synchronization between rotation and linear feed is realized on the basis of measured information about the translational and angular position of the tool, which are respectively detected by position sensors and output to the machine control. However, due to the limited resolution of the position sensors, the desired synchronism of rotation and linear feed can not always be ensured. This is particularly affected by the bottom hole tapping, since here stopped at the thread length reached the feed of the clamped tool and then a change of direction must be made to unscrew the tool. Shortly before reaching the turning point, the cutting speed returns to 0 m / min, which leads to a significant increase in the cutting torque. To make matters worse, that the resulting tapping or thread cutting chip is sheared when reversing. Overall, it comes at the gate and reversal point, so when unscrewing the tool to a sharp increase in the cutting edge load or cutting torque, because then very high axial forces in the tensile or compressive direction on the tool, ie the thread cutting tool act.

Die unerwünschten Folgen sind ein im Profil nicht korrekt geschnittenes Gewinde oder der Bruch des Werkzeugs mit all seinen Folgekosten.The undesirable consequences are not correctly cut threads in the profile or the breakage of the tool with all its consequential costs.

Um die genannten Axialkräfte beim Reversieren des Gewindebohrers zu vermeiden oder zumindest stark abzuschwächen, sieht die besagte deutsche Patentschrift DE 197 25 950 C2 vor, dass ein Spannzangenaufnahmeteil in axialer Richtung in Zug- und Druckrichtung ein geringes, vorzugsweise in der Größenordnung der Auflösungsgüte der Impulsgeber, über Elastomer-Verbindungen abgefedertes Spiel aufweist.To avoid said axial forces when reversing the tap or at least greatly mitigate, sees the said German patent DE 197 25 950 C2 that a collet receiving part in the axial direction in the tension and compression direction has a low, preferably on the order of resolution quality of the pulse generator, sprung over elastomeric compounds game.

Neben den besagten axialen Kräften entstehen bei der besagten Drehrichtungsumkehr, also beim Herausdrehen des Gewindeschneidwerkzeugs, auch große Torsionskräfte in dem Gewindeschneidwerkzeug, die es ebenfalls abzuschwächen gilt.In addition to the said axial forces arise in the said direction of rotation reversal, so when unscrewing the threading tool, and large torsional forces in the threading tool, which also applies to weaken.

Zur Kompensation von sowohl auftretenden Axial- wie auch auftretenden Radialkräften bei der Drehrichtungsumkehr des Gewindeschneidwerkzeugs wird von der Firma Gühring KG, Herder Straße 50–54 in 72458 Albstadt, Deutschland unter dem Stichwort „GühroSync” ein Spannfutter speziell für Gewindeschneidwerkzeuge angeboten, welches die beiden genannten Eigenschaften, nämlich Dämpfung von Axial- und Radialkräften, in sich vereinigt.To compensate for both axial and radial forces occurring when reversing the direction of rotation of the thread cutting tool, Gühring KG, Herder Strasse 50-54 in 72458 Albstadt, Germany, offers a chuck especially for thread cutting tools under the keyword "GühroSync" Characteristics, namely damping of axial and radial forces, combined in itself.

Bei allen derzeitig bekannten Spannaufnahmen für Gewindewerkzeuge mit axialem oder radialem Ausgleich erfolgt die Spannung des eigentlichen Werkzeugschaftes in axialer und radialer Richtung kraftschlüssig.In all currently known clamping mounts for threading tools with axial or radial compensation, the voltage of the actual tool shank in the axial and radial direction is non-positively.

Dies bedeutet nachteiligerweise, dass sich die Werkzeuge bei überhöhten Axial- bzw. Radialkräften oder bei nicht ausreichender Spannkraft aus der Aufnahme herausziehen oder hineingedrückt werden können oder sich in der Spannaufnahme radial verdrehen können.This disadvantageously means that the tools can be pulled out of the receptacle in the event of excessive axial or radial forces or if the clamping force is insufficient, or they can rotate radially in the clamping receptacle.

Außerdem ist es unmöglich, einen Werkzeugwechsel durchzuführen und ohne zusätzliche Messmittel die gleiche axiale Position des Werkzeuges in der Aufnahme zu erreichen.In addition, it is impossible to perform a tool change and to achieve without additional measuring means the same axial position of the tool in the receptacle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Vorrichtung zur Aufnahme eines Werkzeugs, insbesondere eines Gewindeschneidwerkzeugs bereitzustellen, welche eine Dämpfung von an dem Werkzeug auftretenden Axial- und/oder Radialkräften ermöglicht, und gleichzeitig ein Herausziehen aus der Aufnahmeeinrichtung oder ein beliebiges Verdrehen des Werkzeugs in der Aufnahmeeinrichtung wirkungsvoll verhindert.The invention has for its object to provide an alternative device for receiving a tool, in particular a thread cutting tool, which allows damping occurring on the tool axial and / or radial forces, while pulling out of the receiving device or any rotation of the tool in the receiving device effectively prevented.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Gegenstand des Anspruchs 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckkörperelement vorgesehen ist zum Übertragen einer von der Spannschraube ausgeübten radialen Spannkraft auf das Werkzeug; dass mindestens ein Pufferelement vorgesehen ist, welches zwischen der Spannschraube und dem Druckkörperelement angeordnet ist, und dass das Druckkörperelement – in einer Schnittebene, welche von der radialen Richtung und der Längsachse der Aufnahmeeinrichtung aufgespannt wird – an seinem der Spannschraube abgewandten Ende einen vorzugsweise trapezförmigen Querschnitt aufweist zum formschlüssigen Eingreifen in eine komplementäre Aussparung in dem Schaft des Werkzeugs.This object is solved by the subject matter of patent claim 1. The subject matter of claim 1 is characterized in that a pressure element is provided for transmitting a force exerted by the clamping screw radial clamping force on the tool; that at least one buffer element is provided, which is arranged between the clamping screw and the pressure element, and that the pressure element - in a sectional plane which is spanned by the radial direction and the longitudinal axis of the receiving device - at its end facing away from the clamping screw has a preferably trapezoidal cross-section for positive engagement in a complementary recess in the shank of the tool.

Die Begriffe „axiale Bohrung” bzw. „axiale Richtung” beziehen sich auf die Längsachse der Aufnahmeeinrichtung bzw. auf die Längsachse des in der Aufnahmeeinrichtung eingespannten Werkzeugs. The terms "axial bore" and "axial direction" refer to the longitudinal axis of the receiving device or to the longitudinal axis of the clamped in the receiving device tool.

Demgegenüber beziehen sich die Begriffe „radiale Bohrung” bzw. „radiale Richtung” stets auf eine Querschnittsbetrachtung der Aufnahmeeinrichtung, geschnitten in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Aufnahmeeinrichtung. In dieser Querschnittsansicht geht die radiale Richtung stets aus von der Längsachse der Aufnahmeeinrichtung.In contrast, the terms "radial bore" and "radial direction" always refer to a cross-sectional view of the receiving device, cut in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the receiving device. In this cross-sectional view, the radial direction always goes out from the longitudinal axis of the receiving device.

Durch das beanspruchte Pufferelement zwischen der Spannschraube und dem Druckkörperelement gelingt zumindest eine geeignete Dämpfung der an dem Werkzeug auftretenden Axial- und/oder Radialkräfte und damit eine Abmilderung der Folgen des nicht realisierten Synchronlaufs zwischen der Rotation und dem Linearvorschub des Werkzeugs. In der Folge ermöglicht dies einem Gewindebohrer als Werkzeug vorteilhafterweise, sich frei in dem Werkstück zu bewegen, ohne dass das Werkzeug gezwungen wird, zwangsweise von der gewünschten Steigung des Gewindes in dem Werkstück abzuweichen. Anders ausgedrückt: Im Prinzip ermöglicht das beanspruchte Pufferelement, dass der Gewindebohrer auch weiterhin in seiner Gewindesteigung bleiben kann; die beanspruchte Maßnahme, nämlich das Vorsehen des Dämpfungselementes an der beanspruchten Stelle ist kostengünstig. Sowohl die Gewindequalität als auch die Werkzeugstandzeit werden erhöht und die Maschinenbelastung wird gesenkt.By the claimed buffer element between the clamping screw and the pressure element body succeeds at least a suitable damping of the axial and / or radial forces occurring on the tool and thus a mitigation of the consequences of unrealized synchronism between the rotation and the linear feed of the tool. As a result, this advantageously allows a tap as a tool to move freely within the workpiece without forcing the tool to forcibly depart from the desired pitch of the thread in the workpiece. In other words, in principle, the claimed buffer element allows the tap to continue to remain in its thread pitch; the claimed measure, namely the provision of the damping element at the claimed location is inexpensive. Both thread quality and tool life are increased and machine load is reduced.

Die beanspruchte Ausgestaltung, wonach das Druckkörperelement – in einer Schnittebene, welche von der radialen Richtung und der Längsachse der Aufnahmeeinrichtung aufgespannt wird – an seinem der Spannschraube abgewandten Ende einen vorzugsweise trapezförmigen Querschnitt aufweist zum formschlüssigen Eingreifen in eine komplementäre Aussparung in dem Schaft des Werkzeugs, bietet den Vorteil, dass das Werkzeug, auch bei erhöhtem Kraftaufwand, nicht vollständig aus der Aufnahmeeinrichtung herausgezogen werden kann. Ein axiales Verschieben oder ein Verdrehen des Werkzeugs in der Aufnahmeeinrichtung ist bei Eingriff des Druckkörperelements in die Aussparung des Werkzeugs nur in einem begrenzten Weg- bzw. Winkelbereich möglich, nämlich nur soweit, wie die Puffereinrichtung dies aufgrund ihrer Elastizität zulässt.The claimed embodiment, according to which the pressure element element - in a cutting plane which is spanned by the radial direction and the longitudinal axis of the receiving device - at its end facing away from the clamping screw has a preferably trapezoidal cross section for positive engagement in a complementary recess in the shank of the tool offers the advantage that the tool, even with increased effort, can not be completely pulled out of the receiving device. An axial displacement or rotation of the tool in the receiving device is possible upon engagement of the pressure element element in the recess of the tool only in a limited path or angle range, namely only as far as the buffer device allows this due to their elasticity.

Der trapezförmige Querschnitt des Druckkörperelementes gewährleistet eine gewisse Selbstzentrierung bzw. Selbstausrichtung des Werkzeugs in Bezug auf das Druckkörperelement, wenn auf das Druckkörperelement eine radiale Spannkraft ausgeübt wird zum Festspannen des Werkzeugs in der axialen Bohrung der Aufnahmeeinrichtung. Außerdem wird durch die trapezförmige Ausbildung des Druckkörperelementes eine gute Kraftübertragung sowohl in axialer wie auch radialer Richtung von dem Werkzeug auf das Druckkörperelement und umgekehrt gewährleistet.The trapezoidal cross section of the pressure element ensures a certain self-centering or self-alignment of the tool with respect to the pressure element, when a radial clamping force is exerted on the pressure element element for clamping the tool in the axial bore of the receiving device. In addition, a good power transmission in both the axial and radial direction of the tool on the pressure element element and vice versa is ensured by the trapezoidal design of the pressure element body.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Innendurchmesser der radialen Bohrung in dem Bereich, wo das Druckkörperelement verschiebbar angeordnet ist, größer als der Außendurchmesser des Druckkörperelementes ausgebildet. Aufgrund dieser Ausgestaltung der Durchmesser genießt das Druckkörperelement, welches mit dem Werkzeug in Eingriff steht, ein axiales Spiel vorbestimmter Größenordnung bei Bewegung des Werkzeugs in axialer Richtung. Dieses Spiel kann ganz oder teilweise durch ein erstes Pufferelement ausgefüllt sein, welches in axialer Richtung zwischen dem Druckkörperelement und der Spannschraube oder zwischen dem Druckkörperelement und der Aufnahmeeinrichtung vorgesehen ist. Durch dieses erste Pufferelement wird eine eventuelle Bewegung des Druckkörperelementes und des damit gekoppelten Werkzeugs in axialer Richtung vorteilhafterweise gedämpft und begrenzt. Bei Vorhandensein einer Aushalsung an dem der Spannschraube zugewandten Ende des Druckkörperelementes kann das erste Pufferelement in axialer Richtung zwischen der Aushalsung und der Spannschraube oder zwischen dem Druckkörperelement und der Aufnahmeeinrichtung angeordnet sein. Vorausgesetzt wird dabei, dass die Aushalsung in eine Aussparung der Spannschraube an deren dem Druckkörperelement zugewandten Ende ausgebildet ist.According to a first embodiment of the invention, the inner diameter of the radial bore in the region where the pressure element is slidably disposed, formed larger than the outer diameter of the pressure element body. Due to this configuration of the diameter, the pressure-body element, which is in engagement with the tool, enjoys an axial play of predetermined magnitude when the tool is moved in the axial direction. This game can be wholly or partially filled by a first buffer element, which is provided in the axial direction between the pressure element and the tensioning bolt or between the pressure element and the receiving device. By means of this first buffer element, any movement of the pressure element element and the tool coupled thereto in the axial direction is advantageously damped and limited. In the presence of a necking on the clamping screw facing the end of the pressure element, the first buffer element can be arranged in the axial direction between the neck and the clamping screw or between the pressure body element and the receiving device. It is assumed that the necking is formed in a recess of the clamping screw at the pressure element facing the end.

Zur Realisierung der erforderlichen Elastizität ist das erste Pufferelement beispielsweise aus einem Elastomer bzw. aus Gummi gefertigt.To realize the required elasticity, the first buffer element is made of an elastomer or of rubber, for example.

Zur Beeinflussung seiner Dämpfungswirkung in axialer Richtung kann das erste Pufferelement an seiner Peripherie Hinterschneidungen aufweisen.To influence its damping effect in the axial direction, the first buffer element may have undercuts on its periphery.

Zusätzlich oder alternativ zu dem ersten Pufferelement kann ein zweites Pufferelement mit Pufferwirkung in radialer Richtung vorgesehen sein. Das zweite Pufferelement ist in radialer Richtung zwischen der Spannschraube und dem Druckkörperelement angeordnet. Es dient vorteilhafterweise zur Dämpfung und Begrenzung der besagten (Ver-)Drehung des Werkzeugs in der Aufnahmeeinrichtung bei der Drehrichtungsumkehr.In addition or as an alternative to the first buffer element, a second buffer element with a buffer effect in the radial direction may be provided. The second buffer element is arranged in the radial direction between the clamping screw and the pressure-body element. It is advantageously used for damping and limiting the said (twist) rotation of the tool in the receiving device in the direction of rotation reversal.

Wenn das Druckkörperelement an seinem der Spannschraube zugewandten Ende eine Aushalsung aufweist, muss das zweite Pufferelement die Aushalsung in radialer Richtung zumindest ein Stück weit übersteigen, um die gewünschte Pufferwirkung in radialer Richtung zu realisieren. Das zweite Pufferelement muss insofern in radialer Richtung zumindest teilweise zwischen der Aushalsung und der Spannschraube angeordnet sein.If the pressure-body element has a necking at its end facing the tensioning screw, the second buffering element must at least partially exceed the necking in the radial direction in order to realize the desired buffering effect in the radial direction. The second Buffer element must be arranged so far in the radial direction at least partially between the neck and the clamping screw.

Das zweite Pufferelement ist beispielsweise in Form eines Federpaketes, vorzugsweise in Form eines Tellerfederpaketes ausgebildet.The second buffer element is designed, for example, in the form of a spring assembly, preferably in the form of a cup spring package.

Die besagte optionale Aussparung der Spannschraube an ihrem der axialen Bohrung der Aufnahmeeinrichtung zugewandten Ende dient zur Aufnahme der mindestens einen Puffereinrichtung sowie gegebenenfalls von Teilen des Druckkörperelementes. Insbesondere die Puffereinrichtung kann sich dann im Belastungsfalle gegebenenfalls an der inneren Wandung der Aussparung in der Spannschraube oder am Boden der Aussparung abstützen.Said optional recess of the clamping screw at its the axial bore of the receiving device facing the end serves to receive the at least one buffer means and optionally of parts of the pressure element body. In particular, the buffer device can then possibly be supported in the load case on the inner wall of the recess in the clamping screw or at the bottom of the recess.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel haben die Spannschraube und das mindestens eine Pufferelement jeweils miteinander fluchtende Bohrungen in radialer Richtung. Außerdem hat das Druckkörperelement an seinem der Spannschraube zugewandten Ende eine Gewindebohrung. Es ist dann eine Verbindungsschraube vorgesehen, welche vorzugsweise mit ihrem Schraubenkopf an einem Anschlag an der Spannschraube abgestützt ist und welche zum Verbinden des mindestens einen Pufferelementes und des Druckkörperelementes mit der Spannschraube durch die fluchtenden Bohrungen hindurchgeführt und derart in die Gewindebohrung des Druckkörperelementes eingeschraubt ist, dass das zweite Pufferelement – sofern vorhanden – in unbelastetem Zustand nicht zusammengedrückt ist. Die Verbindungsschraube gewährleistet insofern vorteilhafterweise, dass das mindestens eine Pufferelement und das Druckkörperelement nicht lose und entkoppelt voneinander in der radialen Bohrung der Aufnahmeeinrichtung angeordnet sind, sondern dass die genannten Elemente mit der Spannschraube zumindest lose verbunden sind. Dass das zweite Pufferelement in unbelastetem Zustand nicht zusammengedrückt ist, ist insofern wichtig, als dass nur dann bei auftretender radialer Belastung der Pufferweg des zweiten Pufferelementes in radialer Richtung zur Dämpfung der Torsion bzw. Verdrehung des Werkzeugs zur Verfügung steht.According to a further embodiment, the clamping screw and the at least one buffer element each have mutually aligned bores in the radial direction. In addition, the pressure element element at its end facing the clamping screw has a threaded bore. It is then provided a connecting screw, which is preferably supported with its screw head against a stop on the clamping screw and which is guided for connecting the at least one buffer element and the pressure element with the clamping screw through the aligned holes and is screwed into the threaded bore of the pressure body element, that the second buffer element - if present - is not compressed in the unloaded state. The connecting screw advantageously ensures that the at least one buffer element and the pressure-body element are not loosely and decoupled from one another in the radial bore of the receiving device, but that said elements are at least loosely connected to the clamping screw. The fact that the second buffer element is not compressed in the unloaded state is important insofar as only in the case of a radial load occurring is the buffer path of the second buffer element in the radial direction for damping the torsion or twisting of the tool available.

Um die eventuell auftretenden axialen Kräfte zumindest ein Stück weit dämpfen zu können, ist es erforderlich, dass der Innendurchmesser der fluchtenden Bohrungen derart größer als der Schaftdurchmesser der Verbindungsschraube ausgebildet ist, dass der Schaft der Verbindungsschraube mit einem vorbestimmten Spiel in axialer Richtung durch die Bohrungen hindurchgeführt ist.In order to be able to attenuate the possibly occurring axial forces at least to a certain extent, it is necessary for the inner diameter of the aligned bores to be larger than the shaft diameter of the connecting screw such that the shaft of the connecting bolt passes through the bores with a predetermined play in the axial direction is.

Die Spannschraube kann an ihrem radial äußeren Ende die besagte weitere Aussparung aufweisen zur Aufnahme der Verbindungsschraube. In der weiteren Aussparung ist vorteilhafterweise ein Anschlag vorgesehen für die Verbindungsschraube. Die weitere Aussparung bietet den Vorteil, dass die Verbindungsschraube nicht über die vorzugsweise rotationsymmetrische Außengeometrie der Aufnahmeeinrichtung überstehen muss. Dadurch werden Unfälle vermieden.The clamping screw may have at its radially outer end said further recess for receiving the connecting screw. In the further recess, a stop is advantageously provided for the connecting screw. The further recess offers the advantage that the connecting screw does not have to survive beyond the preferably rotationally symmetrical outer geometry of the receiving device. This avoids accidents.

Das erste und/oder das zweite Pufferelement sind vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Das erste und zweite Pufferelement können einstückig beispielsweise aus dem besagten Elastomer oder aus Gummi gefertigt sein.The first and / or the second buffer element are preferably annular. The first and second buffer elements may be made in one piece, for example, of said elastomer or of rubber.

Der Beschreibung sind 6 Figuren beigefügt, wobeiThe description is attached to 6 figures, wherein

1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit in der Aufnahmeeinrichtung eingelegtem Werkzeug; 1 a longitudinal section through the device according to the invention with inserted in the receiving device tool;

2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bei Torsion bzw. Verdrehung des Werkzeugs und daraus resultierender radialer Belastung; 2 a cross section through the device according to the invention in torsion or rotation of the tool and resulting radial load;

3 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bei axialer Verschiebung des Werkzeugs und daraus resultierender axialer Belastung des Druckköperelementes; 3 a longitudinal section through the device according to the invention with axial displacement of the tool and the resulting axial load of the Druckköperelementes;

4 eine einstückige Ausbildung des ersten und zweiten Pufferelementes; 4 an integral formation of the first and second buffer element;

5 eine Anordnung von zwei Spannschrauben innerhalb der Aufnahmeeinrichtung, welche beide auf das Werkzeug einwirken; und 5 an arrangement of two clamping screws within the receiving device, both of which act on the tool; and

6 ein Querschnitt durch das ringförmige erste oder einstückige Pufferelement mit Hinterschneidungen an seiner Peripherie zeigt. 6 shows a cross section through the annular first or one-piece buffer element with undercuts on its periphery.

Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbespielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The invention will now be described in detail in the form of exemplary embodiments with reference to said figures. In all figures, the same technical elements are designated by the same reference numerals.

1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 100. Die Vorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 110 mit einer axialen Bohrung 112 und einer radialen Bohrung 114. In die axiale Bohrung 112 ist ein Werkzeug, vorzugsweise ein Gewindeschneidwerkzeug, auch Gewindebohrer genannt, eingeführt. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention 100 , The device comprises a receiving device 110 with an axial bore 112 and a radial bore 114 , Into the axial hole 112 is a tool, preferably a thread cutting tool, also called tap introduced.

Die radiale Bohrung 114 ist in radialer Richtung in einen radial weiter außenliegenden Spannschraubenabschnitt 114-1 und einen weiter innenliegenden Druckkörperabschnitt 114-2 unterteilt. In den Spannschraubenabschnitt 114-1 ist eine Spannschraube 120 eingedreht. Die Spannschraube 120 weist an ihrem der axialen Bohrung 112 zugewandten Ende eine Aussparung 116 auf zur Aufnahme eines Pufferelementes 140. Das Pufferelement 140 kann entweder einstückig ausgebildet sein oder aus einem ersten Pufferelement 142 mit Pufferwirkung in axialer Richtung und einem zweiten Pufferelement 144 mit Pufferwirkung in radialer Richtung bestehen. Zum Dämpfen von axialen Kräften und Bewegungen ist das erste Pufferelement 142 zwischen das Druckkörperelement 130 und die Spannschraube 120 geschaltet. Wenn das Druckkörperelement 130 an seinem der Spannschraube zugewandten Ende eine Aushalsung 132 aufweist, ist das erste Pufferelement vorzugsweise zwischen der Aushalsung und der Spannschraube 120 angeordnet. Das zweite Pufferelement 144, welches vorzugsweise als Tellerfederpaket ausgebildet ist, ist zur Dämpfung von radialen Kräften in radialer Richtung zwischen dem Druckkörperelement 130, insbesondere zwischen deren Aushalsung, und der Spannschraube 120 angeordnet. Das Druckkörperelement 130 sowie das Pufferelement 140 und die Spannschraube 120 stehen vorzugsweise über eine Verbindungsschraube 150 miteinander in Verbindung. Die Verbindungsschraube ist durch eine radiale Bohrung in der Spannschraube 120 und dem Pufferelement 140 bzw. dem ersten und zweiten Pufferelement 142, 144 hindurchgeführt und in einer Gewindebohrung 134 in dem der Spannschraube 120 zugewandten Ende des Druckkörperelementes 130 eingeschraubt. Mit ihrem Schraubenkopf stützt sich die Verbindungsschraube 150 an einem Anschlag innerhalb einer weiteren Aussparung 118 an dem radial äußeren Ende der Spannschraube 120 ab.The radial bore 114 is in the radial direction in a radially outward clamping screw portion 114-1 and a further inner pressure body section 114-2 divided. In the clamping screw section 114-1 is a clamping screw 120 screwed. The clamping screw 120 indicates at its the axial bore 112 facing the end of a recess 116 on for receiving a buffer element 140 , The buffer element 140 may be formed either in one piece or from a first buffer element 142 with buffer effect in the axial direction and a second buffer element 144 exist with buffer effect in the radial direction. For damping axial forces and movements is the first buffer element 142 between the pressure element element 130 and the clamping screw 120 connected. When the pressure body element 130 at its the clamping screw end facing a neck 132 has, the first buffer element is preferably between the neck and the clamping screw 120 arranged. The second buffer element 144 , which is preferably formed as a plate spring package, is for damping radial forces in the radial direction between the pressure element body 130 , in particular between their Aushalsung, and the clamping screw 120 arranged. The pressure element element 130 and the buffer element 140 and the clamping screw 120 are preferably via a connecting screw 150 in contact with each other. The connecting screw is through a radial hole in the clamping screw 120 and the buffer element 140 or the first and second buffer element 142 . 144 passed and in a threaded hole 134 in the clamping screw 120 facing the end of the pressure element 130 screwed. With its screw head, the connecting screw is supported 150 at a stop within a further recess 118 at the radially outer end of the clamping screw 120 from.

Das Druckkörperelement 130 ist an seinem dem Werkzeug 200 zugewandten Ende in seinem Querschnitt vorzugsweise trapezförmig ausgebildet, wie in 1 gezeigt, um formschlüssig in eine komplementäre Aussparung in dem Schaft des Werkszeugs, d. h. vorzugsweise des Gewindebohrers einzugreifen. Die abgeflachten Flächen des Druckkörperelementes 130 und der Aussparung in dem Werkzeug, siehe Bezugszeichen 210 in 2, sind vorzugsweise jeweils als Ebenen ausgebildet. Wenn das Druckkörperelement in die Aussparung eingreift, liegen die ebenen Flächen des Druckkörperelementes und der Aussparung einander parallel gegenüber, außer wenn ein Drehmoment auf das Werkzeug ausgeübt wird, wie in 2 gezeigt.The pressure element element 130 is at his the tool 200 facing in its cross-section preferably trapezoidal, as in 1 shown to positively engage in a complementary recess in the shank of the tool, ie preferably the tap. The flattened surfaces of the pressure element 130 and the recess in the tool, see reference numeral 210 in 2 , are preferably each formed as planes. When the pressure body member engages the recess, the flat surfaces of the pressure body member and the recess face each other in parallel, except when a torque is applied to the tool, as in 2 shown.

Der Innendurchmesser der radialen Bohrung in dem Druckkörperabschnitt 114-2 ist deutlich größer als der Außendurchmesser des Druckkörperelementes 130, welches von der Verbindungsschraube 150 in diesem Druckkörperabschnitt gehalten wird. Der Grund dafür ist ein ausdrücklich gewünschtes Spiel 117 in axialer Richtung A. Auch der Innendurchmesser der miteinander fluchtenden Bohrungen 122 der Spannschraube 120 sowie des Pufferelementes 140 bzw. des ersten und zweiten Pufferelementes 142, 144 ist deutlich größer als der Außendurchmesser des Schaftes der Verbindungsschraube 150. Der Grund dafür ist ebenfalls ein gewünschtes Spiel des Schaftes der Verbindungsschraube in axialer Richtung.The inner diameter of the radial bore in the pressure body section 114-2 is significantly larger than the outer diameter of the pressure element element 130 that of the connecting screw 150 is held in this pressure body section. The reason for this is an expressly desired game 117 in the axial direction A. Also, the inner diameter of the aligned bores 122 the clamping screw 120 and the buffer element 140 or the first and second buffer element 142 . 144 is significantly larger than the outer diameter of the shaft of the connecting screw 150 , The reason for this is also a desired play of the shank of the connecting screw in the axial direction.

2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 in einem ersten Belastungszustand, nämlich bei auftretender radialer Belastung. Wie in 2 angedeutet, kann eine solche radiale Belastung insbesondere auftreten durch eine Torsion bzw. Verdrehung des Schaftes des Werkzeugs 200, wie es bei Gewindebohrern aufgrund einer Drehrichtungsänderung zum Herausdrehen des Werkzeugs beim Gewindebohren typischerweise auftritt. 2 shows the device according to the invention 100 in a first load condition, namely when occurring radial load. As in 2 indicated, such a radial load may occur in particular by a twist or rotation of the shank of the tool 200 as it typically occurs with taps due to a change of direction to unscrew the tool during tapping.

Es ist in 2 zu erkennen, dass sich in diesem Fall eine abgeflachte Fläche 210 des Schaftes, auf welcher im Normalbetrieb die zugehörige planparallele Fläche des trapezförmigen Endes des Druckkörperelementes 130 abgestützt ist, verdreht. Die Verdrehung bewirkt eine Kraft nach radial außen zunächst auf das Druckkörperelement 130. Von dem Druckkörperelement wird diese radiale Kraft auf das zweite Pufferelement 140, 144 übertragen, welches daraufhin komprimiert wird und somit die Torsions- bzw. Drehbewegung dämpft. Eine weitere Folge ist das Abheben des Kopfes der Verbindungsschraube 150 von dem Anschlag 124 in der Spannschraube 120.It is in 2 to recognize that in this case a flattened area 210 the shaft, on which in normal operation, the associated plane-parallel surface of the trapezoidal end of the pressure element body 130 is supported, twisted. The rotation causes a force radially outward initially on the pressure element element 130 , From the pressure body element, this radial force is applied to the second buffer element 140 . 144 transmitted, which is then compressed and thus dampens the torsional or rotational movement. Another consequence is the lifting of the head of the connecting screw 150 from the stop 124 in the clamping screw 120 ,

Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt den in 2 gezeigten radialen Belastungsfall ausdrücklich zu. Die verursachende Torsions- bzw. Drehbewegung wird jedoch durch den Kraftaufwand, der erforderlich ist zur Komprimierung des zweiten Pufferelementes 144, gedämpft.The device according to the invention leaves the in 2 shown radial load case expressly. However, the causing torsional or rotational movement is due to the force required to compress the second buffer element 144 , steamed.

3 zeigt wiederum einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 100, genauer gesagt die Aufnahmeeinrichtung 110, diesmal allerdings in einem anderen Belastungsfall, nämlich einer axialen Belastung in axialer Richtung A, in 3 beispielhaft nach links. Wie einleitend beschrieben, können beim Gewindebohren, insbesondere bei der Drehrichtungsumkehr auch axiale Belastungen auf das Werkzeug 200 wirken. Bei der erfindungsgemäßen Aufnahmeeinrichtung 110 haben diese axialen Kräfte zur Folge, dass das Druckkörperelement 130 im Rahmen des ihm in axialer Richtung A zugestandenen Spiels 117 ausschlägt und in 3 beispielhaft an dem linken Rand der radialen Bohrung 114-2 anschlägt. In der Folge hat diese axiale Verschiebung des Druckkörperelementes eine axiale Komprimierung des ersten Pufferelementes 142 zur Folge. Genauer gesagt wird das axiale Pufferelement 142 auf der einen Seite, in 3 links von der Verbindungsschraube 150 komprimiert, während es gleichzeitig rechts von der Verbindungsschraube 150 entlastet wird. Das zweite Pufferelement, d. h. das Tellerfederpaket bleibt bei der in 3 gezeigten axialen Belastung unbeteiligt bzw. entspannt. Wie in 3 weiterhin zu erkennen ist, kann es aufgrund der axialen Belastung zu einer Verkantung bzw. einer Schrägstellung der Verbindungsschraube 150 in den fluchtenden Bohrungen 122 kommen. Um die besagte Schrägstellung und damit die axiale Verschiebung des Druckkörperelementes 130 überhaupt zu ermöglichen, ist es wichtig, dass nicht nur die radiale Bohrung im Bereich des Druckkörperabschnittes 114-2, sondern auch die fluchtenden Bohrungen 122 in der Spannschraube 120 und dem ersten und zweiten Pufferelement gegenüber dem Schaft der Spannschraube 150 mit ausreichendem Spiel ausgebildet sind, wie in 3 gezeigt. 3 again shows a longitudinal section through the device according to the invention 100 More specifically, the receiving device 110 However, this time in another load case, namely an axial load in the axial direction A, in 3 exemplary to the left. As described in the introduction, during axial tapping, especially when reversing the direction of rotation, axial loads can also be placed on the tool 200 Act. In the recording device according to the invention 110 These axial forces result in the pressure element element 130 in the context of the game conceded to him in the axial direction A. 117 turns out and in 3 by way of example at the left edge of the radial bore 114-2 strikes. As a result, this axial displacement of the pressure element element has an axial compression of the first buffer element 142 result. More specifically, the axial buffer element becomes 142 on the one hand, in 3 to the left of the connecting screw 150 compressed while at the same time to the right of the connecting screw 150 is relieved. The second buffer element, ie the disc spring assembly remains in the in 3 shown axial load uninvited or relaxed. As in 3 can still be seen, it may be due to the axial load to a tilting or an inclination of the connecting screw 150 in the aligned holes 122 come. To the said skew and thus the axial displacement of the pressure element body 130 At all, it is important that not only the radial bore in the area of the pressure body section 114-2 , but also the aligned holes 122 in the clamping screw 120 and the first and second buffer members opposite the shank of the tightening screw 150 are formed with sufficient play, as in 3 shown.

Die beiden genannten Belastungsfälle können auch gleichzeitig auftreten.The two mentioned load cases can also occur simultaneously.

4 zeigt eine einstückige Ausbildung von erstem und zweitem Pufferelement 140, 142, 144. Wenn das einstückige Pufferelement sowohl Kräfte in axialer, wie auch in radialer Richtung aufnehmen soll, ist es erforderlich, dass das Pufferelement in beiden genannten Richtungen zwischen sowohl der Spannschraube 120 wie auch dem Druckkörperelement 130 abgestützt ist. Weil das Pufferelement 140 zwischen der Aushalsung 132 und der inneren Wandung der Aussparung 116 der Spannschraube 120 eingespannt ist und weil gleichzeitig das radiale Spiel 117 zwischen dem Druckkörperelement 130 und der Innenfläche der radialen Bohrung vorgesehen ist, ist das Pufferelement in der Lage, axiale Kräfte aufzunehmen. Weil das Pufferelement 140 darüber hinaus über die Aushalsung 132 hinausragt und erst deutlich oberhalb der Aushalsung den Boden der Aussparung in der Spannschraube 120 kontaktiert, ist das Pufferelement 140 darüber hinaus auch in der Lage, radiale Kräfte aufzunehmen. 4 shows an integral formation of first and second buffer element 140 . 142 . 144 , If the one-piece buffer element is to receive both axial and radial forces, it is necessary for the buffer element to be located in both directions between both the clamping screw 120 as well as the pressure element element 130 is supported. Because the buffer element 140 between the Aushalsung 132 and the inner wall of the recess 116 the clamping screw 120 is clamped and because at the same time the radial play 117 between the pressure element element 130 and the inner surface of the radial bore is provided, the buffer member is able to absorb axial forces. Because the buffer element 140 in addition, about the Aushalsung 132 protrudes and only well above the Aushalsung the bottom of the recess in the clamping screw 120 contacted, is the buffer element 140 In addition, also able to absorb radial forces.

5 zeigt die Anordnung von zwei, um 180° in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Vorrichtungen 100', 100''. Beide Vorrichtungen schützen ein und dasselbe Werkzeug 200. Typischerweise sind nicht nur zwei, sondern drei Vorrichtungen, jeweils um 120° in Umfangrichtung versetzt, innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 110 angeordnet. 5 shows the arrangement of two, by 180 ° circumferentially offset from each other arranged devices 100 ' . 100 '' , Both devices protect one and the same tool 200 , Typically, not only two, but three devices, each offset by 120 ° in the circumferential direction, within the receiving device 110 arranged.

6 zeigt schließlich einen Querschnitt durch das Pufferelement 140, insbesondere das erste Pufferelement 142. Zu Erkennen sind die besagten Hinterschneidungen 143, durch deren geeignete Ausbildung der Dämpfungscharakter des Pufferelementes, insbesondere in axialer Richtung beeinflusst werden kann. In der Mitte ist die fluchtende Bohrung 122 zu erkennen, durch welche die Verbindungsschraube 150 typischerweise geführt ist. 6 finally shows a cross section through the buffer element 140 , in particular the first buffer element 142 , To recognize the said undercuts 143 , by the appropriate design of the damping character of the buffer element, in particular in the axial direction can be influenced. In the middle is the aligned hole 122 to recognize, through which the connecting screw 150 is typically performed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Vorrichtungcontraption
100'100 ': Vorrichtungcontraption
100''100 '': Vorrichtungcontraption
110110: Aufnahmeeinrichtungrecording device
112112: axiale Bohrungaxial bore
114114: radiale Bohrungradial bore
114-1114-1: Spannschraubenabschnitt der radialen BohrungClamping screw portion of the radial bore
114-2114-2: Druckkörperabschnitt der radialen BohrungPressure body section of the radial bore
116116: Aussparungrecess
117117: Spielgame
118118: weitere Aussparungfurther recess
120120: Spannschraubeclamping screw
122122: fluchtende Bohrungenaligned holes
124124: Anschlag an der SpannschraubeStop at the clamping screw
130130: DruckkörperelementPressure body member
132132: Aushalsungnecking
134134: Gewindebohrungthreaded hole
140140: Pufferelementbuffer element
142142: erstes Pufferelementfirst buffer element
143143: Hinterschneidungenundercuts
144144: zweites Pufferelementsecond buffer element
150150: Verbindungsschraubeconnecting screw
200200: WerkzeugTool
210210: abgeflachte Fläche des Schafts als Werkzeugflattened surface of the shaft as a tool
AA: axiale Richtung der Aufnahmeeinrichtungaxial direction of the receiving device
FF: radiale Spannkraftradial clamping force
RR: radiale Richtung der Aufnahmeeinrichtung bezogen auf die axiale Richtung Aradial direction of the receiving device relative to the axial direction A.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19725950 C2 [0002, 0004]

Claims

Contraption ( 100 ) for receiving a tool ( 200 ), in particular a thread cutting tool; comprising: a receiving device ( 110 ) with an axial bore ( 112 ) for receiving the tool ( 200 ) and at least one radial bore ( 114 ); a screw in the radial bore screwed ( 120 ) for clamping the tool ( 200 ) in the axial bore ( 112 ) of the recording device ( 110 ); characterized in that a pressure element element ( 130 ) is provided for transmitting one of the clamping screw ( 120 ) applied radial clamping force (F) on the tool ( 200 ); that at least one buffer element ( 140 ) is provided, which between the clamping screw ( 120 ) and the pressure element element ( 130 ) is arranged; and that the pressure element element ( 130 ) - in a sectional plane, which of the radial direction (R) and the longitudinal axis (A) of the receiving device ( 110 ) is clamped - at its the clamping screw ( 120 ) facing away from a preferably trapezoidal cross section for positive engagement in a complementary recess in the shank of the tool ( 200 ).

Contraption ( 100 ) according to claim 1, characterized in that the radial bore ( 114 ) in a radially outer clamping screw portion ( 114-1 ) and a radially inner pressure body section ( 114-2 ) is divided; and that the inner diameter of the radial bore ( 114 ) in the pressure body section ( 114-2 ), in which the pressure-body element ( 130 ) is arranged displaceable, larger than the outer diameter of the pressure-body element is formed; and that a first buffer element ( 142 ) with buffer action in the axial direction (A) between the pressure element element ( 130 ) and the clamping screw ( 120 ) or between the pressure element element and the receiving device ( 110 ) is provided.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the pressure-body element ( 130 ) at its the clamping screw end facing a necking ( 132 ) having; and that the first buffer element ( 142 ) in the axial direction (A) between the necking ( 132 ) and the clamping screw ( 120 ) or between the pressure element element ( 130 ) and the receiving device ( 110 ) is arranged.

Contraption ( 100 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the first buffer element ( 142 ) is formed of an elastomer or of rubber.

Contraption ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first buffer element ( 142 ) on its periphery undercuts ( 143 ) having.

Contraption ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized by a second buffer element ( 144 ) with a buffer action in the radial direction (R), which in the radial direction between the clamping screw ( 120 ) and the pressure element element ( 130 ) is arranged.

Contraption ( 100 ) according to claim 6, characterized in that the pressure-body element ( 130 ) at its the clamping screw ( 130 ) facing end a necking ( 132 ) having; and that the second buffer element in the radial direction (R) between the necking ( 132 ) and the clamping screw ( 120 ) is arranged.

Contraption ( 100 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the second buffer element ( 144 ) in the form of a spring assembly, preferably a disc spring package, is formed.

Contraption ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping screw ( 120 ) at its axial bore (A) of the receiving device ( 110 ) facing end a recess ( 116 ) for receiving the at least one buffer device ( 140 ) and optionally of parts of the pressure element element ( 130 ), for example the Aushalsung ( 132 ).

Contraption ( 100 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping screw ( 120 ) and the at least one buffer element ( 140 ) each aligned holes ( 122 ) in the radial direction (R); that the pressure element element ( 130 ) at its the clamping screw ( 120 ) facing end a threaded hole ( 134 ) having; and that a connecting screw ( 150 ) is provided, which preferably with its screw head against a stop ( 124 ) on the clamping screw ( 120 ) is supported, and which for connecting the at least one buffer element ( 140 ) and the pressure element element ( 130 ) with the clamping screw ( 120 ) passed through the aligned holes and into the threaded hole ( 134 ) of the pressure element element ( 130 ) is screwed in that the second buffer element ( 144 ) - if present - is not compressed in the unloaded state.

Contraption ( 100 ) according to claim 10, characterized in that the inner diameter of the aligned holes ( 122 ) greater than the shaft diameter of the connecting screw ( 150 ) is formed, that the shaft of the connecting screw with a predetermined game ( 117 ) is guided in the axial direction (A) through the holes.

Contraption ( 100 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the clamping screw ( 120 ) at its radially outer end a further recess ( 118 ) has for receiving the connecting screw, with the stop ( 124 ) for the connecting screw.

Contraption ( 100 ) according to any one of claims 5-12, characterized in that the first and / or the second buffer element ( 142 . 144 ) is annular.

Contraption ( 100 ) according to any one of claims 5-13, characterized in that the first and the second buffer element ( 142 . 144 ) are integrally formed, for example, of an elastomer or rubber.