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Werkzeughalter. Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeughalter für
metallbearbeitende Werkzeuge, z..B. spanabhebende Werkzeuge od.dgl., und insbesondere
auf eine Verriegelungs-und Halteeinrichtung für einen einstellbaren ein Werkzeug
tragenden Körper.
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Gemäß der Erfindung hat der Werkze'ughalter einen einstellbaren,
, ein Werkzeug tragenden Körper, der von dem Werkzeughalter getragen wird»*
und der durch einen seine Lage bestimmenden Teil gehalten wird, der auf den Werkzeugtragkörper
geschraubt ist, wobei der die Lage bestimmende Teil mit einer Fläche des Halters
in Eingriff steht; der Werkzeughalter ist mit einer Schulter versehen, die sich
In einer Richtung entgegen der der Fläche erstreckt, und mit der Schulter tritt
ein Gewindeverriegelungsteilin Eingriff, der mit dem Werkzeugtragkörper in Gewindeeingriff
steht, um den die Lage bestimmenden Teil gegen diese Fläche -zu ziehen, und der
mit Gewinde versehene Verriegelungsteil
ist mit einem ersten Zahnrad
versehen, das um eine Achse drehbar ist, die mit derjenigen der Gewindegänge des
Verriegelungsteiles übereinstimmt, ferner sind in dem Werkzeughalter Mittel zum
Tragen eines zweiten Zahnrades vorgesehen, welches mit dem ersten Zahnrad kämmt.
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Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen au# der nachfolgenden
Beschreibung hervor, in welcher Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
erläutert werden.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt, teilweise in Ansicht, eines Werkzeughalteraufbaus
und eines Verriegelungssteckschlüssels, welche die Grundsätze der Erfindung wiedergibt.
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Fig. 2 ist eine Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten
Aufbaus nach Linie 2-2 der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines
Bohrkopfes, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung wiedergibt.
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Fig. 4 ist eine Schnittansicht des in Fig. 3 dargestellten
Aufbaus nach Linie 4-4 der Fig. 3.# Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Aufbaus
ähnlich dem in Fig. 4 dargestellten, sie gibt eine weitere AusfWirungsform der Erfindung
wieder. In den Zeichnungen gibt Fig. 1 einen Werkzeughalter lo wieder, der
einen konischen Schaftteil 12 aufweist, der in die (nicht dargestellte) Antriebsspindel
einer Werkzeugmaschine
hineinpassen kann, um sich um seine Längsachse
zu drehen. Der Schaftteil 12 hat eine nach hinten offene Gewindebohrung 14 zur Aufnahme
einer (nicht dargestellten) Verriegelungssehraube, die dazu dient, den Werkzeughalter
in der Spindel zu verriegeln. Es ist ersichtlich, daß verschiedenste Ausführungen
von Konen und Schaftausbildungen bei dem üblichen Gebrauch für Werkzeughalter, Bohrstangen,
Werkzeugadapter usw. möglich sind, und daß die besondere Formgebung des Schaftes,
durch den der Teil in der Maschinenspindel gehalten wird, im Rahmen der Erfindung
in weiten Grenzen verändert werden kann.
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Der Werkzeughalter lo enthält einen Kopf 16, der außen eine
zylindrische Formgebung hat und der mit einer axialen Längsbohrung 18 versehen
ist, die sich nach hinten in den Schaftteil 12 erstreckt und die an ihrem vorderen
Ende eine vergrößerte Gegenbohrung.2o aufweist. Die Gegenbohrung 2o hat an ihrem
vorderen Ende eine konische oder abgesehrägte Lagerfläche 22. Der Werkzeughalter
lo dient dazu, einen einstellbaren Werkzeugtragkörper 24 abzustützen und zu tragen,
der einen vergrößerten Gewindeteil 26, einen Schaftteil 28
mit etwas
verkleinertem Durchmesser und einen im Durchmesser beträchtlich verkleinerten, mit
Gewinde versehenen hinteren,Endteil 3o hat. Der Schaftteil 28 ist weich,
jedoch mit Gleitsitz innerhalb der Bohrung 18 des Werkzeughalters lo verschiebbar,
während das vordere Ende des Werkzeugtragkörpers 24 nach vorn aus dem Werkzeughalter
lo vorsteht. Ein
Trag- oder AbstUtzteil in der Form eines mit Skala
versehenen Stellteiles oder eines Bundes 32 ist auf den mit Gewinde versehenen
Körper 24 aufgesehraubt, und das gleiche gilt für eine Verriegelungsmutter 34, wobei
zwischen ihnen. eine wellenförmige oder federnde Scheibe 36 zwischengelegt
ist. Der Stellteil 32 hat eine konische Lagerfläche 38, die sich gegen
die Lagerfläche 22 des Werkzeughalters lo passend aufsetzt, um den Werkzeugtragkörper
24 In einer gewünschten axialen Stellung fest und starr anzuordnen. Die wellenförmige
Scheibe 36 wird bei Einstellung des Stellteiles 32 zusammengedrückt,
um eine begrenzte Einstellung des Werkzeugtragkörpers 24 zu gestatten, ohne daß
die Mutter 34 neu eingestellt wird, wobei sie gleichzeitig dazu dient, eine unbeabsichtigte
oder zufällige Drehbewegung des Stellteiles 32 auf dem Werkzeugtragkörper
24 zwischen dem-. jenigen Zeitpunkt, in welchem er eingestellt ist und dem Zeitpunkt,
an welchem er in seiner Lage verriegelt wird, zu verhindern. In dem Schaftteil
28 des Werkzeugtragkörpers 24 ist eine Nut 48 ausgebildet, in welcher ein
Keil 42 mit Preßsitz oder sonstwie befestigt ist, so daß er in eine Keilnut
50 verschlebbar hineinpaßt, die sich in Längsrichtung längs der Wandung der
Bohrung 18 erstreckt. Der Keil 42 verhindert dadurch eine Drehbewegung des
Werkzeugtragkörpers 24 relativ zu dem Werkzeughalter lo, so daß, wenn der Stellteil
32 gedreht wird, der Werkzeugtragkörper 24 auf seiner Längsachse eingestellt
wird.
Wie aus Fig. l ersichtlich ist, erstreckt sich die
Bohrung 18 den Werkzeughalters.lo'bie hinter den Schaftteil 28 des
Verkzeugtragkörpers 24 und hat einen etwas abgestuften Durchmesser. Bin Teil dieser'Bohrung
ist bei 52 zwecks Gewindeeingriff mit einem mit Außengewinde versehenen und
allgemein scheibenförmigen Widerlagerteil 54 mit Gewinde versehen, der eine mittlere
Öffnung 56 aufweist, durch die.der mit Gewinde versehene Endteil 3o frei
hindurchgeht. Ein Teil der Bohrung 18 hinter dem Gewindeteil 52 wird
durch eine zylindrische Wand 58 bestimmt, die an ihrem hinteren Ende in,einer
Ringschulter 6o endigt.',In dieszylindrische Wandung 58 ist eine Mutter
62 satt passend, jedoch drehbar eingepaßt, die'auf den Endteil 3o aufgeschraubt
ist. Die Bohrung 18 hat einen hintersten Teil 64, welche einen hinteren Teil
der Mutter 62 aufnimmt.,an welchem ein Kegelrad 66 ausgebildet ist.
Der Widerlagerteil 54 schafft eine Lagerfläche 68, welche an einer Seite
mit der Mutter 62 In Eingriff tritt, während die Schulter 6o die.' Mutter
62 auf ihrer Hinterseite hält.
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Der Verkzeughalterschaft 12 ist mit einer Querbohrung 70 versehen..
welche sich in senkrechter Richtung zur Dreh achse des Werkzeuges erstreckt und
hat an ihrem unteren Ende eine kleine Leitbohrung 72. Die Bohrung 70.ist
so angeordnet, daß das Kegelrad 66 in sie hinein vorsteht, zum Zwecke des
Eingriffs mit den Kegelradzähnen 74 eines Handsteckschlüssels 76, der eine
Leitverlängerung 78 aufweist,
die in die Leitbohrung
72 einpassen kann. Daher kann durch Drehen des Steckschlüssels
76 von Hand.. wenn er In die Bohrung 70 eingeführt ist, die Mutter
62 gedreht worden. Die Richtung der Gewindegänge der Mutter 62 und
des Endteiles 3o des Werkzeugtragkörpern 24 ist derart, daß die Mutter
62 gegen die Lagerfläche 68 den Widerlagerteiles 54 gezogen wird.
Der Widerlagerteil 54, der durch eine Stellechraube 8o fest an Ort und Stelle
gehalten wird$ begrenzt daher die axiale Bewegung der Mutter 62 und ergibt,
daß der Werkzeugtragkörper 24 nach hinten gezogen wird, um die konische Fläche
38 des Stellteiles 32 fest und vollständig gegen die konische Lagerfläche
22 des Werkzeughalters lo zu drücken. Daher kann durch Handhaben des Steckschlüssels
76 der Werkzeugtragkörper 24 in seiner Lage dadurch verriegelt werden, daß
die Mutter 62 gegen den Widerlagerteil 54 einwärts gezogen wird, oder die
Mutter 62 kann gelöst werden, um eine Drehbewegung des Stellteiles
32 zwecks Einstellung der Lage des Werkzeugtragkörpers 24 zu gestatten.
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Die Ausführung und Ausbildung des das Werkzeug verriegelnden und haltenden
Aufbaus gemäß vorstehender Besehreibung ist derart, daß die Teile maschinell bequem
bearbeitet werden können, eine Tatsache, die sich in erheblichem Ausmaß auf den
sukzessiv verkleinernden Durchmesser der verschiedenen Teile der Bohrung
18 ergibt. Zusätzlich können die Teile bequem zusammengebaut werden, indem
zunächst die Mutter 62 in den zylindrischen Wandungstell 58 eingeführt
wird
und dann der Widerlagerteil 54 an seine Stellung geschraubt und in seiner Lage durch
die Stellschraube 8o verrie gelt wird. Der Werkzeugtragkörper 24 kann dann in den
Verkzeughalter lo eingeführt und gedreht werden, um den Endteil 3o In die Mutter
62 hineinzusehrauben, und daher kann der gesamte Werkzeugtragkörper 24 aus
dem Werkzeughalter zwecks Anschärfens oder zwecks Auswechselns der von ihm getragenen
Werkzeuge oder zum Voreinstellen der Stellage des mit Skalen versehenen Stellteiles
32 bequem herausgenommen werden. Wie dargestellt, ist der Werkzeugtragkörper
24 so wiedergegeben, daß er eine längliche Buchse 82 hat, die den Schaft
eines Sefineidwerkzeuges, einer Bohrstange oder eines anderen spanabhebenden Werkzeuges
aufnehmen kann. Es ist ersichtlich, daß das spanabhebende oder Schneidelement oder
die Elemente des Werkzeuges unmittelbar an dem Werkzeugtragkörper 24 angeordnet
werden können, oder der vordere Teil des Werkzeugtragkörpers 24 kann verschiedene
Ausführungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung annehmen.
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In Fig. 3 Ist eine weitere Ausführungeform der Erfindung wiedergegeben,
in welcher der Verkzeughalter in der Form eineä Bohrkopfes 84 dargestellt ist, der
einen Werkzeugtragkörper in der Form einer Schneidpatrone 86 trägt und abstUtzt,
die eine Spitze aus Wolframkarbid oder einem and eren metallbearbeitenden Material
hat. Die Patrone 86
ist, wie bei go In Fig. 4 angedeutet ist, mit Außengewinde
versehen,
um mit einem mit Ihnengewinde versehenen und eine Skala aufweisenden Stellteil 92
in Eingriff zu treten. Der Bohrkopf 84 ist mit einer Bohrung 96 versehen,
die die Patrone 86 für eine begrenzte Längsverschiebungsbewegung in axialer
Richtung aufnehmen kann. Ein Paar gegenüberliegender Keilnuten 98 ist in
der Bohrung 96 ausgebildet, um einen Keil 94 aufzunehmen, der an dem Hinterende
der Patrone 86 ausgebildet ist, um ihre Drehbewegung zu verhindern. Daher
wird bei Drehen der mit Skala versehenen Scheibe 92 die Patrone 86 längs
der Achse ihrer Ge-_ windegänge vor oder zurück bewegt. Der Stellteil 92 hat eine
konische Lagerfläche loo, die sich passend gegen einen konischen Sitz lo2 setzt,
der konzentrisch zur Bohrung 96
an ihrem vorderen Ende angeordnet ist, um
die Patrone 86
fest und genau abzustützen.
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Eine Gewindebohrung lo4 ist an dem Körper der Patrone 86 vorgesehen,
die sich von seinem hinteren Ende erstreckt, um eine Verriegelungssehraube lo6 aufzunehmen,
die einen Kopf lo8 hat. Der Kopf lo8 legt sich gegen eine Drucklagerschulter llo,
die an dem Hinterende der Bohrung 96 ausgebildet ist, zu dem Zweck, die konische
Lagerfläche loo der Scheibe des Stellteiles 92 nach innen gegen den konischen Lagersitz
lo2 des Kopfes 84 zu ziehen. Gleichachsig zu der Bohrung 96 erstreckt sich
von ihr nach hinten eine Bohrung 112 mit etwas größerem Durchmesser, die zur Hinterfläche
114 des Bohrkopfes 84 offen ist. Durch dieses Mittel kann die
Verriegelungesehraube
lo6 in ihre Stellung in die Einrichtung eingesetzt werden. Jedoch kann der Bohrkopf
84 so ausgebildet sein$ daß seine Hinterfläche 114 (Fig. 3) durch die Maschinenspindel
oder einen anderen Bauteil vollständig bedeckt ist, durch den der Bohrkopf angetrieben
wird. Daher ist nach dem anfänglichen Einsetzen der Verriegelungsschraube lo6 ihr
Kopf in axialer Richtung von hinten nicht mehr zugänglich, und daher kann ein Steckschlüssel
od.dgl. nicht unmittelbar in den Kopf der Schraube lo6 eingeführt werden, um sie
zu drehen. Jedoch ist eine Vorrichtung zum Drehen der Schraube lo6 durch einen Steckschlüssel
116 vorgesehen, der aus einer Richtung senkrecht zur Achse der Schraube lo6
eingeführt wird. Zu diesem Zweck ist ein Kegelrad 118 an dem Kopf lo8 der
Schraube lo6 ausgebildet, das mit einem entsprechenden Kegelrad 12o In Eingriff
treten kann, das an dem Ende eines außen zylindrischen Antriebsteiles 122 ausgebildetist,
der eine Buchse 124 von nicht-zylindrischem Querschnitt hat. Der Antriebsteil 122
ist satt passend, jedoch drehbar innerhalb einer Bohrung 126 angeordnet,
deren Achse senkrecht zur Achse der Bohrung 96 steht und wird in seiner Lage
in ihr vermittels einer mit Außengewinde versehenen Verriegelungsbuchse
128 gehalten, die 'in den mit Gewinde versehenen oberen Teil 13ö der
Bohrung 126
eingesehraubt ist. Die Verriegelungsbuchne 128 kann mit
einem Stopfen 132 aus einem Polyamid versehen sein, um sie in ihrer Lage
gegen.zufälliges Lösen zu verriegeln. Der
Steckschlüssel
116 hat einen Schaft 134 mit einem Querschnitt entsprechend dem Querschnitt
der Buchse 124, so daß der Steckschlüssel 116 bei Einführen gedreht werden
kann, um eine Drehbewegung der Schraube lo6 durch die Kegelräder 12o und
118 zu bewirken. Durch dieses Mittel kann der Werkzeugtragkörper oder die
Werkzeugpatrone 86 zum Einstellen durch Drehen des Stellteiles 92 entweder
gelöst oder in seiner Lage verriegelt werden.
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In Fig. 5 ist ein weiterer Bohrkopf dargestellt, der eine Blindbohrung
138 hat, die von der Hinterseite selbst vor dem Anordnen des Bohrkopfes in
seiner Lage an der Werkzeugmaschine, durch die er angetrieben wird, vollständig
unzugänglich ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird ein zusätzlicher
Gehäuseteil 14o benutzt, der in der Bohrung 1,38 vermittels Kopfschrauben 142 befestigt
werden kann. Der Gehäuseteil 14o hat eine Bohrung 144, in welcher das Hinterende
eines Werkzeugtragkörpers oder einer Schneidpatrone 146 satt passend verschiebbar
ist. Der Werkzeugtragkörper 146 ist mit Außengewinde zur Aufnahme einer innen mit
Gewinde versehenen und eine Skala aufweisenden Scheibe 148 versehen, die eine konische
Lagerfläche 15o hat, welche sich gegen einen konischen Lagersitz 152 setzt,
der an dem Gehäuse 14o konzentrisch rings um die Bohrung 144 und an seinem vorderen
Ende ausgebildet ist. Ein Hinterteil 154 des Werkzeugtragkörpers 146 ist mit Keilelementen
versehen, die innerhalb Keilnuten 156 verschiebbar sind, welche in der Bohrung
144
ausgebildet sind, um eine Drehbewegung des Körpers 146 zu verhindern. Daher bewirkt
ein Drehen der Scheibe 148 eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Werkzeugtragkörpers
146 längs seiner Achse, um die Lage der Spitze 158 des Körpers 146 relativ
zu dem Sitz 152 einzustellen. Der Mechanismus zum Verriegeln der Scheibe
148 in ihrer Lage gegen den Sitz 152 enthält eine Verriegelungssehraube 16o,
die in das Hinterende des Werkzeugtragkörpers 146 eingesehraubt ist und die einen
Kopf 162 hat, der sich gegen eine Druckschulter 164 legt, die an der Hinterseite
des Gehäuseteiles 14o ausgebildet ist. An dem Kopf 162 der Verriegelungsschraube
ist ein Kegelrad 166 ausgebildet, das mit einem Antriebskegelrad
168 in Eingriff steht. Das Kegelrad 168 ist auf einer Welle
172 gelagert, die in einem Block 17o drehbar gelagert Ist, der auf das Hinterende
des Gehäuses 14o bei 174 aufgesehraubt ist. Auf diese Weise können der Block
170 und das Gehäuse 14o als einheitlicher Bauteil in die Bohrung
138 eingeführt werden. Der Werkzeugtragkörper 146 kann innerhalb des Gehäuses
14o durch Lösen der Verriegelungsschraube 16o zufolge Drehens des Antriebskegelrades
168 gelöst werden. Das Kegelrad 168 hat eine Buchne 176, die
zu einer länglichen Bohrung oder einem Durchgang 178 in Ausrichtung angeordnet
ist, der in dem Bohrkopf 136 ausgebildet ist und sich senkrecht zur Achse
der Schraube 16o erstreckt. Daher kann ein Steckschlüssel, z.B. der bei
116 in Fig. 4 dargestellte Steckschlüssel,
durch den Durchgang
178 und in die Buchse 176
eingeführt werden, um eine Drehbewegung der
Verriegelungs-, schraube 16o vorzunehmen. Um den Eintritt von Staub oder anderen
Verschmutzungen in den Durchgang 178 zu verhindern, kann sein oberes Ende,
wie bei 18o angedeutet, zur Aufnahme eines Verschlußstopfens od.dgl. (nicht dargestellt)
mit Gewinde versehen sein.
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Wie aus dem Studium der vorgenannten Bauteile ersichtlich ist, schafft
die Erfindung eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Werkzeugtragkörpers in seiner
Lage bei jeder beliebigen eingestellten Lage der mit Skala vbrsehenen Stellscheibe
und ermöglicht dennoch ein Lösen der Verriegelungssehraube, um ein Drehen der Stellscheibe
und daher eine Wiedereinstellung der Lage des Werkzeugtragkörpers innerhalb des
umgebenden Aufbaus zu ermöglichen. Weiterhin kann der Werkzeugtragkörper aus dem
Werkzeughalter zum schnellen Auswechseln oder Wiederanschärfen von Werkzeugen herausgenommen
werden. Es ist weiterhin ersichtlich, daß die Einrichtung der Erfindung von außerordentlich
präziser und dennoch widerstandsfähiger Ausführung ist und zur Benutzung bei außerordentlich
genau arbeitenden Anwendungen geeignet ist. Der verwendete Ausdruck "Werkzeugtragkörper"
soll nicht nur eine Schneidwerkzeugpatrone umfassen, die tatsächlich die Schneidspitze
oder den in Fig. 1 dargestellten Werkzeugtragkörper trägt, sondern soll auch
jede weitere-beliebige Stange oder jeden beliebigen Tragteil umfassen,
der
ein Schneidwerkzeug oder ein spanabhebendes Werkzeug unmittelbar oder mittelbar
trägt und welches von einem umgebenden Werkzeughalter oder einem anderen Tragaufbau
abgestützt ist. Der verwendete Ausdruck Nerkzeughaltern soll jeden Tragaufbau zum
Tragen oder Abstützen eines Werkzeugtragkörpers umfassen und ist nicht auf Bohrköpfe
oder hier dargestellte Werkzeughalter beschränkt. Aus der vorstehenden Beschreibung
sind die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zur Verwirklichung der beabsichtigten
Zwecke erkennbar, es ist jedoch ersichtlich, daß die Erfindung Veränderungen unterworfen
werden kann, ohne dadurch aus dem Rahmen der Erfindung herauszukommen.