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Die Erfindung betrifft einen Werkzeugeinsatz, insbesondere für Bohrstange,
bestehend aus einem in eine Ausnehmung der Bohrstange einsetzbaren Gehäuse mit einem
darin in einer Längsbohrung- verr schiebbar gelagerten Bohrstahlträger, an dessen
vorderem Ende der Bohrstahl und an dessen hinterem Ende ein Gewindezapfen vorgesehen
sind, einer mit diesem zusammenwirkenden, im hinteren Teil der Längsbohrung unverschiebbar
gelagerten Einstellmutter und einer Klemmeinrichtung zwischen Gehäuse und Bohrstahlträger.
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Bei einem derartigen bekannten Bohrstangeneinsatz (deutsche Patentschrift
1021681) weist die Mutter eine Ringnut auf, in die mindestens ein in das Gehäuse
eingesetzter Stift tangential eingreift. Die Mutter steht unter der Wirkung einer
sie in axialer Richtung entgegengesetzt zur Vorschubrichtung des Bohrstahles belastenden
Feder. Auf diese Weise soll das unvermeidliche axiale Spiel der Mutterlagerung unwirksam
gemacht werden. Das Gewindespiel zwischen Mutter und Gewindezapfen soll dadurch
behoben werden, daß die miteinander in Eingriff befindlichen Gewindelängen von Spindel
und Mutter ständig mindestens doppelt so groß sind wie der Gewindedurchmesser. Nachdem
der Bohrstahlträger mit dem daran befindlichen Bohrstahl auf den gewünschten Durchmesser
mittels der Einstellmutter eingestellt wurde, wird der Bohrstahlträger durch eine
im Gehäuse vorgesehene auf den Schaft des Bohrstahlträgers wirkende Klemmschraube
festgeklemmt. Auf Grund dieser Konstruktion kann eine Verstellung des Bohrstahlträgers
nur bei gelöster Klemmschraube vorgenommen werden. Das Lösen und Anziehen der Klemmschraube
erfordert nicht nur zusätzliche, zeitraubende Arbeitsgänge, sondern es hat auch
den weiteren Nachteil, daß beim Anziehen der Klemmschraube sich der Bohrstahlträger
in Achsrichtung wieder verstellen kann. Dies kann weder durch die oben beschriebene
Feder noch durch besonders große Eingriffslängen der Gewinde von Mutter und Gewindezapfen
verhindert werden. Damit nämlich die Klemmschraube den- Schaft des. Bohr-. stahlträgers
beim Festziehen nicht verletzt und damit ferner möglichst große Flächen zwischen
Klemmschraube und Schaft in Berührung stehen, ist das auf den Schaft einwirkende
Ende der Klemmschraube eben ausgebildet. Kommt jedoch eine rotierende ebene Fläche
mit einer ebenfalls ebenen Fläche in Berührung, so entstehen bei auch nur geringfügig
ungleichmäßiger Anlage beider Flächen Verschiebekräfte. Diese wirken sich in Verschieberichtung
des Bohrstahlträgers aus, wobei nicht vorausbestimmt werden kann, ob die Verschiebekraft
in Vorschubrichtung des Bohrstahlträgers oder entgegengesetzt wirken soll. Dies
bleibt dem Zufall überlassen und kann sich auch während der Benutzung des Bohrstangeneinsatzes
ändern. Übt jedoch die Klemmschraube eine in Vorschubrichtung des Bohrstahlträgers
gerichtete Kraft auf diesen aus, so wird der Bohrstahl entgegen der Kraft der Druckfeder
um das Spiel der Mutterlagerung und das Gewindespiel nach vorne verschoben, und
die vorher getroffene Einstellung ist damit ungewollt verändert worden. Wirken während
der Bearbeitung auf den ungewollt verstellten Bohrstahl stärkere Kräfte ein, so
kann sich der Bohrstahlträger in umgekehrter Richtung axial verschieben, bis das
Spiel der Mutterlagerung bzw. das Gewindespiel in umgekehrter Richtung ausgeglichen
ist. Hierdurch tritt bei der Bearbeitung eine weitere Ungenauigkeit auf. Im übrigen
ist die einseitige Klemmung mittels einer Klemmschraube höchst mangelhaft, da hierdurch
der Bohrstählträger nur in einer Ebene geklemmt wird. In der Ebene senkrecht hierzu
kann er sich jedoch um das Spiel seiner Führung verschieben. Hierdurch können Schwingungen
auftreten, die zu einem raschen Verschleiß des Bohrstahles und zu einer geringen
Oberflächengüte des zu bearbeitenden Werkstückes führen. Weiterhin kann durch häufiges
Anziehen und Lösen der Klemmschraube der Schaft des Bohrstahlträgers so deformiert
werden, daß der Bohrstahlträger sich nur noch schwer oder überhaupt nicht mehr in
der Längsbohrung verschieben läßt.
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Es ist ferner auch ein Bohrstahleinsatz bekannt (deutsche Patentschrift
1079 422), bei dem der Bohrstahlträger an seinem Schaft in einer zylindrischen an
ihrem vorderen Ende einen Konus aufweisenden Spannzangenhülse unverdrehbar geführt
ist. Bei diesem Bohrstangeneinsatz stützt sich ein am hinteren Ende des Bohrstahlträgers
vorgesehener Zapfen an einer Einstellmutter ab und wird durch eine Druckfeder ständig
in Kontakt mit der Einstellmutter gehalten. Da jedoch die Feder nur in einer Richtung,
nämlich entgegengesetzt der Vorschubrichtung, wirken kann, ist es zwar möglich,
den Bohrstahl bei angezogener Spannzange in Vorschubrichtung zu verschieben, jedoch
ist eine Rückwärtsbewegung des Bohrstahles bei angezogener Spannzange nicht möglich,
da die Kraft der Feder für die Überwindung der durch die Spannzange hervorgerufenen
Klemmkraft nicht ausreicht. Der Einbau einer stärkeren Feder wäre jedoch nicht möglich,
weil diese stärkere Feder einerseits räumlich nicht unterzubringen wäre, und andererseits
der Vorwärtsverschiebung des Rohrstahlträgers eine zu starke Kraft entgegensetzen
würde. Zum Vorwärtsverschieben des BohrstahWägers müßte nämlich nicht nur die Klemmkraft
der Spannzange- überwunden werben, sondern zusätzlich' auch noch die Kraft der Feder,
die größer sein müßte als die Klemmkraft der Spannzange. Da diese Lösung ausscheidet,
muß bei der Einstellung des Bohrstahlträgers, zumindest dann, wenn eine Rückwärtsbewegung
des Bohrstahlträgers erforderlich ist, die Spannzange gelöst werden, was einen zusätzlichen
Arbeitsaufwand erfordert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohrstangeneinsatz
der eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, bei dem die Einstellung des Bohrstahlträgers
in geklemmtem Zustand in beiden Richtungen möglich ist, und bei dem ferner der Bohrstahlträger
sicher und schwingungsfrei in dem Gehäuse gehalten wird.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß a) die Mutter einen
Bund aufweist, der sich nach hinten an einer Schulter der Längsbohrung über ein
erstes Axiallager abstützt, b) der Bohrstahlträger an seinem Schaft in an sich bekannter
Weise in einer zylindrischen, an ihrem vorderen Ende einen Konus aufweisenden Spannzangenhülse
unverdrehbar geführt ist, c) die Spannzangenhülse ihrerseits gegen Verdrehung gesichert
in der Längsbohrung verschiebbar angeordnet ist, d) am vorderen Ende der Längsbohrung
ein Gewindering eingeschraubt ist, der mit seinem
Innenkonus mit
dem Konus der Spannzange zusammenwirkt, und e) zwischen dem hinteren Ende der Spannzangenhülse
und dem Bund der Mutter ein zweites Axiallager vorgesehen ist, an dem sich die Spannzangenhülse
unter Wirkung der durch den Gewindering hervorgerufenen Axialkraft abstützt.
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Bei diesem neuen Bohrstangeneinsatz kanri bei angezogenem Gewindering
der Bohrstahlträger sowohl vor- als auch zurückverstellt werden. Hierdurch kann
eine Einstellung wesentlich schneller und präziser vorgenommen werden, denn nach
erfolgter Einstellung wird diese nicht mehr durch das Anziehen irgendwelcher Klemmeinrichtungen
verändert. Weiterhin sind sämtliche Teile des Bohrstangeneinsatzes spielfrei ineinandergeführt.
Das Axialspiel wird durch die Axiaikraft des Gewinderinges und die verschiebbare
Spannzangenhülse völlig ausgeschaltet. Hierbei kann dank der Axiallager der Gewindering
verhältnismäßig fest artgezogen werden, wobei trotzdem noch die Einstellmutter unter
geringer Kraft verstellt werden kann. Außerdem wird das Radialspiel durch die Spannzange
selbst ausgeglichen, die den Schaft des Bohrstähltr'ägers -allseitig gleichmäßig
umfaBt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Es zeigt F i g.
1 einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen Bohrstangeneinsatz etwa in eineinhalbfacher
Größe, F i g. 2 einen Querschnitt durch eine Bohrstange mit dem darin befindlichen
Bohrstangeneinsatz.
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In der Zeichnung ist mit 31 ein in eine Ausnehmung
32 der Bohrstange 33 einsetzbares Gehäuse bezeichnet. Dieses Gehäuse
kann zylindrischen oder auch rechteckigen Querschnitt aufweisen, je nachdem, ob
die Bohrstange 33 eine Ausnehmung mit rundem oder rechteckigem Querschnitt
besitzt. Durch eine Klemmschraube 34, die auf eine Anfiachung 35
des
Gehäuses wirkt, wird der Bohrstangeneinsatz gegen axiale Verschiebung festgehalten
und gegen Verdrehung gesichert.
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Das Gehäuse 31 weist eine Längsbohrung 36 auf. In dieser
Längsbohrung ist eine Spannzangenhülse 37 axial verschiebbar, jedoch gegen
Verdrehung gesichert angeordnet. Die Sicherung gegen Verdrehung erfolgt durch die
Schraube 38, welche in eine Längsnut 39 der Spannzangenhülse 37 eingreift.
Die Spannzangenhülse selbst weist an ihrem vorderen Ende einen Konus 40 auf
und ist im vorderen Bereich, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, mit mehreren
Längsschlitzen versehen, damit sie radial verformt werden kann. Mit dem Konus
40 wirkt der Innenkonus 41 des in das vordere Ende der Längsbohrung
eingeschraubten Gewinderinges 42 zusammen. Zur Betätigung des Gewinderinges
weist dieser zwei Aussparungen 43 auf. Innerhalb der Spannzangenhülse ist
der Bohrstahlträger 44 angeordnet, der an seinem vorderen Ende den Bohrstahl
45 trägt. Dieser Bohrstahl kann beispielsweise eine auswechselbare Schneidplatte
sein. Am hinteren Ende des Bohrstahlträgers ist ein Gewindezapfen 46 vorgesehen.
Mit diesem Gewindezapfen 46 arbeitet die Einstellmutter 47 zusammen,
die einen Bund 48 aufweist. Über ein Axialkugellager 49 und einen
Lagerring 50
stützt sich die Mutter nach hinten an einer Schulter 51 der Längsbohrung
36 ab. Zwischen dem hinteren Ende der Spannzangenhülse 47 und dem Bund 48
ist ein weiteres Axialkugellager 52 vorgesehen, wobei auch hier wieder ein
Lagerring 53 zwischengeschaltet ist.
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Die Einstellmutter 47 weist einen nach hinten verlängerten
Schaft 47 a auf, der mit einem Innensechskant 54 zum Einsetzen eines
entsprechenden Schlüssels versehen ist. Auf den Schaft 47 a ist die Teilungshülse
55 aufgesetzt, die an ihrem Umfang eine Skala 58 trägt, die tritt dem Nullstrich
59 am 'ehäüse 31
zusammenarbeitet. Hierdurch ist es möglich, die Verstellung
des Bohrstahlträgers genau -abzulesen.
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Der Bohrstahlträger selbst ist in den Spännzangenhülse 37 verschiebbar,
jedoch gegen Verdrehung gesichert geführt.
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Zu diesem Zweck weist die Späünzängenhülse innen zwei oder auch mehrere
Längsnuten 5'ii auf, in welche Stifte 5'f eingreifen, die in dein Schaft
44 a des Bohrstahlträgers eingelassen sind.
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Vorzugsweise sind die Lagerringe 30 und 53 so ausgebildet, daß@sie
die Kugeln 49 und 91 vön außen umfassen. Durch Federringe 60 sind
die Lagerringe an der Mutter 47 gegen axiale Verschiebung gesichert, so daß
bei einem Ausbau oder $inbau der Teile die Kugeln 49 und 32 nicht
herausfallen können.
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Die Wirkungsweise Ist folgende: Nach dem Zusammenbau des Bohrstangeneinsatzes
wird der Gewindering 42 so weit angezogen, daß sämtliches Spiel in Achsrichtung
und in der Radialrichtung ausgeschaltet ist. In Radialrichtung legt sich durch Zusammenwirkung
des Innenkonus 41 des Gewinderinges 42 und des Konus 40 der
Spannhülse letzterer an den Schaft 44 a des Bohrstahlträgers an. Somit ist
das Radialspiel ausgeschaltet. Gleichzeitig übt der Gewindering 42 jedoch
auf die Spannzangenhülse 37 auch eine Axialkraft aus. Da die Spannzangenhülse in
Achsrichtung verschiebbar ist, wird auch sämtliches Axialspiel zwischen den Lagern
49
und 52 sowie dem Bund 48 der Einstellmutter 47 und
der Schulter 51 ausgeschaltet. Die Mutter ist damit spielfrei in Achsrichtung
gehalten. Trotzdem auch hier eine gewisse Vorspannung vorhanden ist, läßt sich die
Mutter zu Einstellzwecken verhältnismäßig leicht drehen. Setzt man in den Innensechskant
54
einen entsprechenden Schlüssel ein, so kann man durch Drehung der Mutter
den Bohrstahlträger 44
sowohl vor- als auch zurückbewegen. Es ist selbstverständlich,
daß man hierbei zwecks Ausschaltung etwaigen noch in den Gewinden zwischen der Mutter
47 und dem Gewindezapfen 46 vorhandenen Spiels die Einstellung jeweils
so vornimmt, daß der Bohrstahlträger jeweils in der gleichen Richtung verschoben
wird.
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Die Erfindung soll nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt sein. Beispielsweise wäre es auch denkbar, daß an Stelle eines Wälzlagers
bei kleineren Ausführungen die Axiallager als Gleitlager ausgebildet sind. Der Bohrstahlträger
könnte beispielsweise an Stelle eines runden Querschnittes auch einen viereckigen
oder mehreckigen haben, wobei dann die Spannzangenhülse an ihrer Innenseite entsprechend
ausgebildet sein müßte. Weiterhin wäre es auch möglich, die »Einstellmutter« nicht
mit einem Innengewinde, sondern mit einem Gewindezapfen zu versehen, der in ein
entsprechendes Innengewinde eines Bohrstahlträgers eingreifen würde. Das Gehäuse
braucht
ferner nicht durchgehend einen gleichbleibenden Querschnitt aufzuweisen, sondern
es könnte sich auch mit einem Bund an einer entsprechenden Schulter in der Ausnehmung
der Bohrstange abstützen.