DE1627011B2 - Halter für axial einstellbare Werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Halter für axial einstellbare Werkzeuge mit einem Gewindeschaft, der von einem an einem Träger befestigten ringförmigen Einsatzstück mittels einer Keilnutverzahnung drehfest aufgenommen ist, wobei das Einsatzstück eine konische Ringfläche aufweist, in die ein, mit dem Gewindeschaft an dessen dem Werkzeug zugewandten Endabschnitt verschraubter Einteilring mit einer konischen Anschlagfläche anlegbar und durch ein am Gewindeschaft angreifendes, an der Baugruppe Träger-Einsatzstück sich abstützendes Verriegelungsglied festspannbar ist.

Bei einem solchen bekannten Halter (FR-PS 96 199) ist das Verrriegelungsglied eine Feststellschraube, deren Gewindezapfen in eine entsprechende Gewindebohrung in dem von dem Werkzeug abgewandten Ende des Gewindeschaftes eingreift. Da der Gewindeschaft in eine Sackbohrung eingebracht ist und damit der Kopf der Feststellschraube nicht frei zugänglich ist, ist der Kopf der Feststellschraube als Kegelrad ausgebildet, das mit einem von außen betätigbaren Kegelrad kämmt, welches in einem in der Nähe des Bodens der Sackbohrung angeordneten Lage gelagert ist. Das ringförmige Einsatzstück, an dem sich die Feststellschraube mit ihrem Kopf abstützt, ist erforderlich, damit das Betätigungskegelrad und das zugehörige Lager in die Sackbohrung eingebracht werden können. Die an dem nicht das Werkzeug tragenden Ende des Gewindeschaftes ausgebildeten und in Nuten im Einsatzstück eingreifenden Keile sollen eine Drehung des Gewindeschaftes bezüglich des Einsatzstückes und damit bezüglich des Trägers verhindern, wenn der Einstellring auf dem Gewindeschaft verdreht wird oder wenn die Feststellschraube angezogen wird. Die in die Nuten des Einsatzstückes eingreifenden Keile unterliegen während der Benutzung des Werkzeugs nicht dem vollen Arbeitsdrehmoment und können daher entsprechend schwach ausgelegt werden. Der Einstellbereich ist durch die relativ kurze Eingriffslänge zwischen dem Gewindebolzen der Feststellschraube und dem Innengewinde des Gewindeschafts bestimmt. Hierbei muß berücksichtigt werden, daß zum Aufbau einer ausreichenden Spannkraft noch eine hinreichende Eingriffslänge der beiden Gewinde eingehalten werden muß.

Weiterhin ist ein Halter für axial einstellbare Werkzeuge bekannt (US-PS 31 98 079), bei dem kein ringförmiges Einsatzstück vorgesehen ist, sondern direkt am Träger eine konische Ringfläche ausgebildet ist, an die ein Keilring mit einer konischen Anschlagfläche anlegbar ist. Die Beaufschlagung des Keilrings erfolgt durch einen mit dem Gewindeschaft an dessen dem Werkzeug zugewandten Endabschnitt verschraubten Einstellring. Zur Drehmomentübertragung sind an dem vom Werkzeug abgekehrten Ende des Gewindeschafts Keile angebracht, die in axial verlaufende Nuten des Trägers eingreifen. Zur Halterung des Gewindeschafts im Träger ist ferner am hinteren Schaftende ein geteilter zweiter Keilring vorgesehen, der gegen eine weitere konische Ringfläche des Trägers festziehbar ist. Auch hier greift der Gewindeschaft in eine Sackbohrung des Trägers ein, so daß der Einstellbereich relativ klein ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Halter für axial einstellbare Werkzeuge mit einem Gewindeschaft der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Gewindeschaft schnell und leicht in einem großen Einstellbereich ist, wobei die Keilnutverzahnung möglichst billig herstellbar sein soll.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mehrere Keile einstückig mit dem ringförmigen Einsatzstück ausgebildet und die Nuten für den Eingriff dieser Keile am Gewindeschaft vorgesehen sind und der Gewindeschaft mit seinem freien Ende über den Träger herausragt und das Verriegelungsglied eine auf das gleiche Gewinde des Gewindeschafts wie der Einteilring aufgeschraubte Mutter ist.

Da der Gewindeschaft mit seinem freien Ende über den Träger hinausragt und das Verriegelungsglied als von außen aufgeschraubte Mutter ausgebildet ist, wird ein Einstellbereich erzielt, der im wesentlichen durch die Länge des aus dem Träger herausragenden Abschnitts des Gewindeschafts bestimmt ist. Je größer die axiale Länge des Gewindeschafts im Vergleich zu Erstreckung des Trägers in Achsrichtung des Gewindeschafts ist, desto größer wird der Einstellbereich für den Gewindeschaft. Da die Keile einstückig mit dem ringförmigen Einsatzstück ausgebildet sind, erfolgt die drehfeste Abstützung des Gewindeschafts nahe dem Werkzeug, so daß einer unerwünschten Torsion des Gewindeschafts entgegengewirkt wird. Bei den bekannten Haltern für axial einstellbare Werkzeuge mit einem Gewindeschaft erfolgt die drehfeste Abstützung gerade an dem vom Werkzeug abgewandten Ende des Gewindeschafts.

Da die Keile einstückig mit dem ringförmigen Einsatzstück ausgebildet sind und die Nuten für den Ein-

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griff dieser Keile am Gewindeschaft vorgesehen sind, ist die Keilnutverzahnung sehr billig herstellbar, da die Nuten auf einfache Weise in die Oberfläche des Gewindeschafts einschneidbar sind. Der mit den Axialnuten versehene Gewindeschaft weist stets noch eine hinreichende mechanische Festigkeit auf, da abweichend gegenüber der FR-PS 12 96 199 in seinem Inneren keine Gewindebohrung ausgebildet ist. Vielmehr ist das Verriegelungsglied als eine auf das gleiche Gewinde des Gewindeschafts wie der Einstellring aufgeschraubte Mutter ausgebildet, die sich direkt am Träger abstützt.

Vorzugsweise ist zwischen der nicht von der Keilnutverzahnung eingenommenen Innenfläche des ringförmigen Einsatzstücks und der gegenüberstehenden Oberfläche des Gewindeschafts ein ringartiger Spalt ausgebildet, dessen Wichtigkeit bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels deutlich wird.

Weiter ist es zweckmäßig, wenn das Gewinde des Gewindeschafts abgeflachte Gewindezahnspitzen aufweist, die auf einer kreiszylindrischen Fläche liegen und eng an der Innenfläche derjenigen Bohrung im Träger oder Einsatzstück anliegen, die den Gewindeschaft aufnimmt. Mit dieser Ausführungsform wird eine besonders große Lagerfläche zwischen Gewindeschaft und dem ihn aufnehmenden Bauteil ausgebildet.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Halter bietet auch den Vorteil, daß er in verschiedenartigste Träger eingebaut werden kann, da diese nur für die Aufnahme des Einsatzstückes und die Befestigungsmittel zur Befestigung desselben ausgelegt sein müssen.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sollen nun an Hand der Zeichnungen genauer beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform des Halters für Schnittwerkzeuge,

F i g. 2 und 3 Schnitte des in F i g. 1 gezeigten Halters längs der Linien 2-2 bzw. 3-3,

Fig.4 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 5 einen Schnitt des in F i g. 4 gezeigten Halters längs der Linie 5-5 und

F i g. 6 eine vergrößerte Teildarstellung des durch den Kreis in F i g. 1 eingeschlossenen Teils des erfindungsgemäßen Halters.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3 ist der Halter in einem Träger 6 eingebaut. Der Träger 6 kann eine Revolverkopftrommel, ein schaltbarer Mehrfach-Werkzeughalter, ein Tragblock, ein Zwischenstück, eine Bohrstange oder ein anderes Bauteil sein, das stationär an einer Werkzeugmaschine gehaltert oder an der Antriebsspindel der Werkzeugmaschine befestigt sein kann. Der Träger 6 ist mit einer von der Stirnfläche 10 ausgehenden Bohrung 8 und mit einer Ansenkung 12 versehen, die von der gegenüberliegenden, parallel zur Stirnfläche 10 verlaufenden Stirnfläche 14 ausgeht. Eine ringförmige Schulter 16, die quer zur Achse der Bohrung 8 verläuft, bildet den Boden der Ansenkung 12.

In der Ansenkung 12 ist ein ringförmiges Einsatzstück 18 eingebracht, das mit einer radial verlaufenden Endfläche 20 versehen ist, die satt auf der Schulter 16 der Ansenkung 12 aufsitzt. Das Einsatzstück 18 hat eine zylinderförmige Außenfläche 22, die eng sitzend an den Durchmesser der Ansenkung angepaßt ist, und eine Innenbohrung 24, die einen etwas größeren Durchmesser aufweist als die Bohrung 8. Das Einsatzstück 18 wird in der Ansenkung durch mehrere Befestigungsschrauben 26, beispielsweise Kopfschrauben gehalten, deren Köpfe in der Nähe der Stirnfläche 10 liegen und die sich durch Bohrungen 28 in dem Träger 6 erstrecken. Ein Fixierstift 30 ist in eine in dem Träger 6 vorgesehene Bohrung eingepreßt und greift in einen Radialschlitz 32 ein, der in der Bodenfläche des Einsatzstücks 18 ausgebildet ist. Beim Einbau des Einsatzstücks 18 in die Ansenkung 12 muß der Schlitz 32 auf den Fixierstift 30 ausgerichtet werden. Dies stellt eine korrekte Winkelausrichtung des Einsatzstückes 18 in der Ansenkung sicher. Der Fixierstift 30 unterstützt außerdem die Übertragung von Drehmomentkräften zwischen dem Träger 6 und dem Einsatzstück 18.

Das Einsatzstück 18 weist eine konische Ringfläche 34 auf, die am vorderen Ende des Einsatzstücks 18 ausgebildet ist und einen größeren Durchmesser als die Innenbohrung 24 besitzt. Das Einsatzstück 18 ist weiterhin mit mehreren radial nach innen in die Innenbohrung 24 vorstehenden Keilen 36 versehen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeipsiel sind drei Keile 36 vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang der Innenbohrung 24 verteilt sind. Die Innenbohrung 24 ist mit Nuten 38 versehen, die auf jeder Seite jedes Keils 36 ausgebildet sind. Die Innenbohrung 24 ist infolgedessen von einer unterbrochenen zylinderförmigen Fläche begrenzt, die von den Nuten 38 und den Keilen 36 durchsetzt ist (F i g. 3).

Ein Gewindeschaft 40 ist engsitzend in die Bohrung 8 des Trägers 6 eingeführt und erstreckt sich sowohl durch Träger 6 als auch durch die Innenbohrung 24 des Einsatzstücks 18. Der Gewindeschaft 40 ist mit einem Außengewinde 42 mit kreiszylinderförmig abgeflachten Gewindezahnspitzen 44 versehen (F i g. 6). Die Gewindezahnspitzen 44 (die im Querschnitt des Gewindes flach erscheinen) liegen auf einem Zylinder, der eng sitzend an die Bohrung 8 angepaßt ist, damit der Gewindeschaft 40 in dem Träger 6 gehalten werden kann. Der Gewindeschaft 40 weist mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial verlaufende Keilnuten 46 auf, die in seinen Außenumfang eingeschnitten sind. Die Keilnuten 46 verlaufen im wesentlichen über den gesamten Gewindeabschnitt des Gewindeschafts 40 und insbesondere über den Abschnitt des Gewindeschafts 40, der in dem Einsatzstück 18 liegt. Die Keilnuten 46 nehmen die auf dem Einsatzstück 18 ausgebildeten Kei-Je 36 engsitzend auf und wirken mit diesen zusammen. Die Seitenflächen der Keilnuten 46 erfassen die Seitenflächen der Keile 36, während zwischen der verbleibenden Wandfläche der Innenbohrung 24 und den Gewindezahnspitzen 44 des Gewindes 42 ein ringförmiger Spalt besteht (F i g. 3). Die Keilnuten 46 sind natürlich in gleicher Anzahl vorhanden und ebenso gleichförmig über den Umfang des Schaftes 40 verteilt wie die Keile 36 auf der Innenbohrung 24.

Vor dem Einsatzstück 18 ist ein mit Gewinde versehener Einstellring 48 auf den Gewindeschaft 40 aufgeschraubt und mit einer konischen Anschlagfläche 50 versehen, die satt an der konischen Ringfläche 34 des Einsatzstückes 18 anliegt. In dem Einstellring 48 sind mehrere Bohrungen 52 zur Aufnahme eines Spannschlüssels od. dgl. ausgebildet. Eine Einstellschraube 54 ist in den Einstellring 48 eingeschraubt, bei deren Anziehen der in der F i g. 1 und 2 gezeigte Abschnitt .56 des geschlitzten Einstellringes 48 abgebogen und damit der Einstellring 48 in der gewünschten Lage auf dem Gewindeschaft 40 festgelegt wird. Der Einstellring 48 hält das vordere Ende des Gewindeschafts 40 koaxial zur Bohrung 8 und wird durch das Einsatzstück 18 in

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genau konzentrischer Lage zur Bohrung 8 gehalten. Durch Drehung des Einstellrings 48 kann die Lage des Gewindeschafts 40 längs seiner Längsachse eingestellt werden, da die Keile 36 ein Verdrehen des Gewindeschafts 40 zusammen mit dem Einstellring 48 verhindem. Der Gewindeschaft ist daher gegenüber dem Einsatzstück 18 axial verstellbar, jedoch kraftschlüssig gegen eine Drehung gegenüber dem Einsatzstück 18 gesichert.

Ein Verriegelungsglied in Form einer Mutter 58 ist auf das rückwärtige Ende des Gewindeschafts 40 aufgeschraubt und stützt sich an der Stirnfläche 10 des Trägers 6 ab, um den Einstellring 48 gegen das Einsatzstück 18 zu ziehen und ihn in der gewählten Einstellung festzuspannen. Die Mutter 58 weist Bohrungen 60 zur Aufnahme eines Spannschlüssels od. dgl. auf, durch den die Mutter 58 angezogen oder gelöst werden kann.

Das vordere Ende des Gewindeschafts 40 ist bei 62 abgebrochen dargestellt. Dieses vordere Ende 62 kann jede beliebige Ausbildung haben und ein irgend gewünschtes Schneidwerkzeug, beispielsweise ein Ausdreh-Schneidwerkzeug, tragen, das quer zur Längsachse des Schafts 40 einstellbar ist.

Die Ausbildung der Ringfläche 34 und der Keile 36 auf dem gleichen Bauteil gestattet eine mit großer Genauigkeit herstellbare, gegenseitige Konzentrizität dieser Abschnitte des Einsatzstücks 18. Dies bürgt mit Hilfe des gleichzeitigen Zusammenwirkens der Keile 36 mit den Keilnuten 46 und der Ringfläche 34 mit der Anschlagfläche 50 für eine genaue und sichere Halterung des Gewindeschafts 40 in dem Einsatzstück 18 und dem Träger 6. Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausbildung einer Vielzahl von Keilen unbedingt die genaue Einhaltung der Konzentrizität zwischen den Keilen 36 und der konischen Ringfläche 34 erforderlich macht. Diese Ausbildung gewährleistet jedoch eine extrem hohe Starrheit und Belastbarkeit, die es dem Halter ermöglicht, äußerst hohe Drücke und Drehmomente aufzunehmen und gleichzeitig Werkstücke unter Einhaltung äußerst genauer Toleranzen zu bearbeiten.

Bei der zweiten Ausführungsform nach F i g. 4 ist ein Träger 64 mit einer durchgehenden Bohrung 66 versehen, die zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen 68 und 70 des Trägers 64 verläuft. Ein Einsatzstück 72 erstreckt sich vollständig durch die Bohrung 66 und weist einen Ringflansch 74 auf, der an der Stirnfläche 70 anliegt und durch den Kopfschrauben 76 in den Träger 64 eingeschraubt sind. Das Einsatzstück 72 hat eine Bohrung 78, in die der Gewindeschaft 40 eng sitzend eingepaßt ist. Vor der Bohrung 78 in dem Einsatzstück 72 liegt eine Bohrung 80 größeren Durchmessers, die das Gewinde des Gewindeschafts 40 mit Abstand umgibt. Das Einsatzstück 72 ist mit mehreren, im Winkel versetzten Keilen 82 versehen, die radial in die Bohrung 80 vorstehen und in die Keilnuten 46 des Gewindeschafts 40 eingreifen. Betont sei, daß die Keile 82 vor der Bohröffnung 78 liegen. Vor und in radialer Richtung außerhalb der Keile 82 ist eine konische Ringfläche 84 auf dem Ensatzstück 72 ausgebildet. Die Ringfläche 84 wirkt mit dem Einstellring 48 zusammen. Der hauptsächliche Unterschied der Ausführungsform nach F i g. 4 gegenüber der nach F i g. 1 besteht darin, daß das Einsatzstück 72 auch die zylinderförmige öffnung aufweist, die den Gewindeschaft 40 aufnimmt. Infolgedessen muß der Träger 64 nur gering bearbeitet werden, und falls der Träger 64 aus Gußeisen oder einem anderen weichen Material besteht, kann ein aus Stahl oder ähnlich hartem Material hergestelltes Einsatzstück 72 in die Bohrung 66 eingesetzt werden. Sämtliche kritischen Bearbeitungsbelastungen können dann auf das Einsatzstück 72 übertragen werden. Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 hält das Verriegelungsglied in Form der Mutter 58 über den Gewindeschaft 40 den Einstellring 48 in Eingriff mit der Ringfläche 84 des Einsatzstückes 72, wobei sie sich auf dem vom Einstellring abgewandjen Ende des Einsatzstückes 72 abstützt.

Zu den vorteilhaften Merkmalen beider Ausführungsformen gehört es, daß die Innenfläche des Einsatzstückes und die daran vorgesehenen Keile mit Hilfe eines Räumwerkzeugs ausgebildet werden können, das bei minimalen Bearbeitungskosten für eine hohe Genauigkeit sorgt. Das Räumwerkzeug kann gegenüber dem Werkzeug, das zur Herstellung der Ringfläche 34 bzw. 84 verwendet wird, exakt eingestellt werden, um auf diese Weise die gewünschte Konzentrizität zu erzielen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

16 27 Oil Patentansprüche:

1. Halter für axial einstellbare Werkzeuge mit einem Gewindeschaft, der von einem an einem Träger befestigten ringförmigen Einsatzstück mittels einer Keilnutverzahnung drehfest aufgenommen ist, wobei das Einsatzstück eine konische Ringfläche aufweist, an die ein, mit dem Gewindeschaft an dessen dem Werkzeug zugewandten Endabschnitt verschraubter Einteilring mit einer konischen Anschlagfläche anlegbar und durch ein am Gewindeschaft angreifendes, an der Baugruppe Träger-Einsatzstück sich abstützendes Verriegelungsglied festspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Keile (36; 82) einstückig mit dem ringförmigen Einsatzstück (18; 72) ausgebildet und die Nuten (46) für den Eingriff dieser Keile am Gewindeschaft (40) vorgesehen sind und der Gewindeschaft (40) mit seinem freien Ende über den Träger (6; 64) herausragt und das Verriegelungsglied eine auf das gleiche Gewinde (42) des Gewindeschafts (40) wie der Einstellring (48) aufgeschraubte Mutter (58) ist.

2. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der nicht von der Keilnutenverzahnung (36) eingenommenen Innenfläche des ringförmigen Einsatzstückes (18) und der gegenüberstehenden Oberfläche des Gewindeschafts (40) ein ringartiger Spalt ausgebildet ist.

3. Halter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (42) des Gewindeschafts (40) abgeflachte Gewindezahnspitzen (44) aufweist, die auf einer kreiszylindrischen Fläche liegen und eng an der Innenfläche derjenigen Bohrung (8; 78) im Träger (6) oder Einsatzstück (72) anliegen, die den Gewindeschaft aufnimmt.