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Die Erfindung betrifft ein Futter für Werkzeugschäfte, z. B. Bohrerschäfte,
bestehend aus einem zylindrischen Körper mit einem axialen, konisch auslaufenden
Sackloch zur Aufnahme -des Bohrerschaftes, aus einem axialen Schaft zur Verbindung
mit der Bohrmaschine und einer in dem zylindrischen Körper exzentrisch und achsparallel
drehbar gelagerten, das Sackloch schneidenden Kammerwalze zur Aufnahme verschiedener
Bohrer.
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Bei einer bekannten Ausführung dieser Art hat die Kammerwalze e_ ine
Vielzahl von kreisförmig um ihren Mittelpunkt :ängeördnete axiale Bohrungen verschiedener
Durchmesser, wobei die Kreislinie, in welcher die Mittelpunkte dieser Bohrungen
liegen, durch die Mittelachse des Hauptkörpers geht. In der Achsenlinie des Hauptkörpers
und im Grunde der exzentrischen Ausdrehung befindet sich eine zweite zylindrische
Ausdrehung zur Aufnahme eines an der Vorderseite schwach konischen Hohlkörpers,
in dessen Hohlraum eine Schraubenfeder liegt, welche diesen Hohlkörper mit seiner
konischen Vorderfläche gegen die Kammerwalze drückt. Durch eine Stellschraube kann
die Kammerwalze in der gewünschten Stellung festgehalten werden. Der Zweck des Hohlkörpers
ist, die Einstellung der Kammerwalze für einen bestimmten Bohrerdurchmesser zu erleichtern
und durch das Gefühl kenntlich zu machen, wann eines der Löcher in der Walze genau
in der Achse des Hauptkörpers liegt.
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Bei dieser bekannten Ausführung können nur so viele Bohrer eingespannt
werden, als die Kammerwalze Bohrungen - aufweist. Soll in einem Futter eine große
Zahl von Bohrern eingespannt werden können, dann erhalten die Kammerwalzen und damit
die gesamte Vorrichtung einen relativ großen Durchmesser, insbesondere dann, wenn
Bohrer mit großem Durchmesser Aufnahme finden sollen.
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Ein anderes bekanntes Futter besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen
Körper, in. dem querverschieblich und längsfest ein Aufnahmeteil für einen Bohrerschaft
angeordnet ist. Dieses Aufnahmeteil hat eine V-förmige Nut zum Einlegen des Bohrerschaftes,
wobei gegenüber der offenen Seite der Nut eine Feststellschraube:zum Festklemmen
des.Bohrerschaftes _angeordnet ist. In dem zylindrischen - Körper ist eine eine
Zentxierbohrung vorgesehen, die nach der Aufnahme des Bohrers im verschiebbaren
Teil und nach dem Festklemmen die Verschiebung des Bohrers quer zur Achse verhindert.
Bei diesem bekannten Futter ist die Zahl der verwendbaren Bohrer unterschiedlichen
Durchmessers verhältnismäßig beschränkt. Auch wird die. Querverschiebung des Aufnahmeteils
nur durch den Eingriff des Endes des Bohrerschaftes l: das konische Zentrierloch
bewerkstelligt. Für hochwertige Bohrvorgänge ist eine derartige Verbindung ungeeignet,
weil beim Bohren Schwingungen auftreten, die die Verschiebung: des Bohrers quer
zu seiner Achse bewirken und durch den ungenügenden Eingriff des Endes des Bohrerschaftes
in das Sackloch nicht verhindert werden.
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Bei einem ähnlichen bekannten Futter findet ebenfalls eine V-förmige
Nut Verwendung, in welcher der Bohrerschaft mit Hilfe eines Klemmstückes und einer
Klemmschraube festgelegt wird. Diese Teile sind mit Hilfe eines Flansches und zweier
Schraubenbolzen auf einer senkrecht zur Bohrerachse liegenden Platte verschiebbar
angeordnet. Die Zentrierung muß hierbei mit einer besonderen Vorrichtung oder nach
dem Gefühl vorgenommen werden, was einen erheblichen Nachteil bedeutet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Futter für Werkzeugschäfte
zu schaffen, das die erwähnten Nachteile der bekannten Futter vermeidet und darüber
hinaus die Möglichkeit bietet, eine sehr große Zahl von Bohrern mit Bohrerschäften
unterschiedlichen Durchmessers einspannen, genau zentrieren und in der zentrierten
Stellung zuverlässig fixieren zu können.
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Die Lösung der Aufgabe geht von dem Prinzip des ersterwähnten bekannten
Futters aus und besteht darin, daß der zylindrische Körper aus zwei mit Stirnflächen
zusammenstoßenden, gegeneinander verschiebbaren und in der jeweiligen Lage feststellbaren
Teilen besteht, von denen der eine die konische Ver= jüngung des Sacklochs enthält
sowie den Schaft zur Verbindung mit der Bohrmaschine trägt, deren anderer das Sackloch
sowie die Kammerwalze einschließt, daß die Kammerwalze an ihrem Umfang eine Vielzahl
von Längsnuten zunehmender Größe aufweist und der letzterwähnte zylindrische Teil
Mittel zum Festklemmen des in das Sackloch und eine der Nuten der Kammerwalze eingeführten
und mit seinem inneren Ende in die konische Verjüngung eingreifenden Bohrerschaftes
in dieser Nut aufweist.
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Vorzugsweise ist der die Kammerwalze enthaltende zylindrische Teil
an dem anderen Teil durch eine - exzentrische Schraube verdrehbar gehaltert.
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Die beiden Teile sind durch eine exzentrische Kopfschraube verbunden,
welche den einen zylindrischen Teil in einem Langschlitz durchgreift und in den
anderen zylindrischen Teil eingeschraubt ist und deren Kopf sich beim Festziehen
an einer Schulter des Langschlitzes abstützt.
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Die Nuten der Kammerwalze sind vorzugsweise im Querschnitt V-förmig
und weisen zunehmende Tiefe und Winkel auf.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g.1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Futter
in Seitenansicht, teilweise geschnitten, F i g. 2 den Grundriß zu F i g. 1, F i
g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 1, F i g. 4 die Teile des Futters
in auseinandergebautem Zustand, teilweise geschnitten, F i g. 5 einen teilweisen
Längsschnitt des zusammengebauten Futters.
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Aus den F i g. 1 und 5 ergibt sich, daß der Körper des Futters aus
zwei zylindrischen Teilen 10 und 12 besteht, die durch einen zylindrischen Stift
14 derart lose miteinander verbunden sind, daß eine Seitenbewegung der Teile. zueinander
erfolgen kann. Der Schaft 16 des zylindrischen Stiftes 14 ist in einer Bohrung im
Teil 10 mittels Preßsitz angeordnet. Die Bohrung verläuft parallel zur Achse
des Futters und ist neben ihr angeordnet. Der Stift 14 erstreckt sich durch eine
korrespondierende Bohrung im Teil 12 hindurch und bildet einen Schwenkzapfen, um
welchen der Teil 12 gedreht werden kann. Der Zapfen weist einen Kopf 18 auf,
der in eine entsprechende Bohrung im Teil 12 eingepaßt ist. Er hat die Aufgabe,
die Teile 10 und 12 gegen Längsverschiebung zu sichern.
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Die Seitenbewegung der Teile 10 und 12 gegeneinander
ist
durch eine Schraube 20 begrenzt, die in einer mit einem Gewinde versehenen Bohrung
22 im Teil 10 angeordnet ist, den Teil 12 ebenfalls durchsetzt und im Teil 12 zu
einer länglichen Bohrung 24 erweitert ist, welche den Kopf 26 der Schraube 20 aufnimmt,
so daß der Teil 12 um den Stift 14 eine begrenzte Schwenkbewegung ausführen kann,
deren Bereich durch die Bemessung der Bohrung 24 bestimmt ist. Die Bewegung der
Teile gegeneinander kann durch das Festziehen der Schraube 20 verhindert werden.
Dabei wird deren Kopf 26 gegen die Schulter 28 in der Bohrung 24 gepreßt.
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Im Teil 10 ist, ausgehend von der mit dem Teil 12 in Berührung stehenden
Stirnfläche 32, eine Sacklochbohrung 30 angeordnet, die achsparallel zum Futter
verläuft. In sie ist ein Stopfen 34 eingepreßt, der eine konische Vertiefung 36
aufweist. Da die zentrischen Laufeigenschaften des Futters von der präzisen Anordnung
dieser Vertiefung abhängen, ist es außerordentlich wichtig, daß die Bohrung 30 sowohl
als auch der Stopfen 34 mit höchstmöglicher Genauigkeit ausgebildet und angeordnet
sind.
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Der Teil 12 weist eine Axialbohrung 38 auf sowie eine exzentrische
Bohrung 4'0, die in den Umfang der Bohrung 38 einschneidet. In der exzentrischen
Bohrung 40 ist eine drehbare Kammerwalze 42 angeordnet, an deren Umfang mehrere
V-förmige Längsnuten 44 verschiedener Größe angeordnet sind. Die Nuten sind so angeordnet,
daß in einer bestimmten Umfangsrichtung Nuten mit zunehmender Größe aufeinander
folgen. Die Kammerwalze ist gegen Längsverschiebung in der Bohrung 40 durch einen
Ring 46 gesichert, der in eine Ringnut 48 der Kammerwalze und die andererseits an
der Wandung der Bohrung 40 eingreift.
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Diametral gegenüber der Bohrung 40 ist eine querverlaufende Gewindebohrung
50 angeordnet, in welche eine Schraube 52 eingreift, die ein abgeflachtes Ende 54
aufweist.
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Der Teil 10 ist mit einem Schaft 56 versehen, mit dessen Hilfe er
in eine Bohrmaschine od. dgl. eingespannt werden kann.
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Vor dem Einspannen eines Werkzeuges wird die Schraube 20 gelockert,
so daß die Teile 10 und 12 seitlich gegeneinander bewegt werden können. Dabei ist
die Schraube 52, wenn erforderlich, aus der Bohrung 38 zurückgezogen. Nun wird die
Kammerwalze 42 gedreht, bis eine Nut 44, die dem Durchmesser des einzuspannenden
Bohrers entspricht, im Bereich der Bohrung 38 sich befindet. Jede Nut ist für die
Aufnahme von mehreren Bohrern verschiedener Durchmesser ausgebildet, wobei sich
die Durchmessergrößen beiderseits einer Normgröße bewegen. Die Nut für die Normgröße
ist so bemessen, daß die Bohrerachse genau mit der Achse des Teils 10 des Körpers
fluchtet, wenn der Bohrerschaft mit der Nut im Eingriff steht.
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Dann wird ein Bohrer 58 (vgl. F i g. 5) in die Bohrung 38 eingesetzt
und fest in die Vertiefung 36 eingepreßt, damit seine axiale Anordnung gewährleistet
ist. Dann wird die Schraube 52 angezogen, bis sie gegen den Bohrerschaft anliegt,
wie sich aus F i g. 5 ergibt. Dadurch wird der Bohrer im Futter festgelegt.
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Wenn der Bohrer der Normgröße des entsprechenden Nutenbereiches entspricht,
sind die beiden Teile 10 und 12 axial fluchtend angeordnet, wenn das Bohrerende
durch die konische Vertiefung 36 zentriert ist. Weicht dagegen der Durchmesser des
Bohrerschaftes von der Normgröße ab, so ist es zum Festklemmen des Bohrers erforderlich,
den Teil 12 um den Stift 14 außer Flucht mit dem Teil 10 zu schwenken, da ja das
Schaftende durch die konische Vertiefung 36 in Axialrichtung fixiert ist und die
Nutenwandungen bestimmen, daß der Schaft achsparallel zum Teil 10 verläuft.
Dabei ist das Ausmaß der Achsabweichung abhängig von der Abweichung des Bohrers
von der Normgröße.
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Damit ist klargestellt, warum jede Nut für einen Bereich von Bohrerschaftdurchmessern
bestimmt ist. Das Ausmaß der Schwenkbewegung des Teils 12 ist durch das Spiel bestimmt,
welches zwischen der Schraube 20 und der Bohrung 24 vorhanden ist. Daher muß auch
eine Nut mit einer Tiefe ausgewählt werden, die gewährleistet, daß der Bohrerschaft
mit den Nutenwandungen in Berührung kommt, so daß er achsparallel zur Kammerwalze
verläuft, wenn der Schaft festgeklemmt ist. Die Erfüllung dieser Bedingung ist nur
dann möglich, wenn die Größe der Achsabweichung, die durch das Festklemmen der Schraube
52 auf den Teil 12 ausgeübt wird, innerhalb des durch die Schraube 20 gegebenen
Bereiches liegt.
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Das Einspannen eines Bohrerschaftes mit einem Durchmesser, der vom
Normdurchmesser abweicht, ist in F i g. 5 dargestellt, wobei die Achsabweichung,
um ein klareres Bild zu vermitteln, vergrößert dargestellt ist. Aus der Zeichnung
ergibt sich, daß das Bohrerende durch die konische Vertiefung 36 zentriert ist und
daß der Bohrer durch die Wandung der Nut 44 achsparallel zum Teil 12 gehalten ist.
Damit erstreckt sich der Bohrer aber auch achsparallel zum Teil 10 und zum Schaft
56, so daß er mit dem Teil 10 einwandfrei umläuft.
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Es ist allerdings zu beachten, daß die Achsabweichung der Teile
10 und 12 eine dynamische Unwucht des Futters bewirkt. Dadurch würde der
Gebrauch des Futters beim Bohren mit hohen Drehzahlen ausgeschlossen sein, wenn
nicht ausschließlich Bohrer verwendet werden, deren Durchmesser der Normgröße der
Nuten entspricht, die ja ohne Achsabweichung eingespannt werden können. Die Achsabweichung
ist jedoch so gering, daß sie sich beim Bohren mit geringen Geschwindigkeiten, beispielsweise
also bei Handbohrern, nicht nachteilig bemerkbar macht.
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Damit das Futter dynamisch ausgewuchtet ist, wenn die Teile 10 und
12 miteinander fluchten, wird es mit Löchern versehen, um an diesen Stellen das
Gewicht zu vermindern.
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Die Anzahl von Bohrern verschiedener Größen, welche im Futter aufgenommen
werden können, ist durch die Anzahl der Nuten 44 in der Kammerwalze 42 bestimmt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind 6 Nuten angeordnet, es können aber
auch 8 sein. Für andere Durchmesserbereiche kann die Kammerwalze 42 mit anderen
ausgetauscht werden, die mit Nuten versehen sind, welche die Aufnahme von Bohrern
mit dem entsprechenden Durchmesserbereich ermöglichen. Es ist daher mit einem einzigen
Aufspannkörper und verschiedenen Kammerwalzen möglich, Bohrer einzuspannen, deren
Durchmesserbereich bis zum Durchmesser der Bohrung 38 ansteigt.
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Zuletzt wird die Schraube 20 angezogen, um die Teile 10 und
12 gegen Verschieben zu sichern.