DE1752741B2 - Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung an Werkzeughaltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist bekannt durch die schweizerische Patenschrift 2 56 607. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden die Sperrelemente der Überlastungskupplung mittels zylindrischer Schraubenfedern, die in Gleithülsen geführt sind, an das Antriebsteil gepreßt, wobei noch zwischen den Sperrelementen und den Federn mit Zapfen versehene Gleitstücke angeordnet sind. Daher bedarf es zu einem einwandfreien Funktionieren der Vorrichtung einer sehr genauen Herstellung aller dieser einzelnen Teile und einer genauen Bearbeitung an den Führungen derselben, was relativ schwierig und aufwendig ist. Außerdem führen Ermüdungserscheinungen der Federn im Laufe der Zeit zu einer Veränderung der Charakteristik der Kupplung. Schließlich hat diese Vorrichtung nur einen relativ geringen Anwendungsbereich.

Aufgabe der Erfindung ist es von daher, eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, bei der ein einwandfreies Funktionieren immer gewährleistet ist, und ein großer Anwendungsbereich gegeben ist. wobei noch ein relativ einfacher Aufbau der Kupplung gegeben sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung Von Druckflüssigkeit in Verbindung mit kompressiven Druckmitteln, wofür im allgemeinen Luft dient, ist es auf einfache Weise möglich, mittels des Einstellringes über die Druckkolben die Einstellung des Grenzdrehmomentes vorzunehmen, was noch durch ein Manometer kontrolliert werden kann.

Es ist zwar eine Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung an einem Werkzeugfutter mittels Überlastungskupplung bekannt bei der für letztere hydraulisches Druckmittel verwendet wird. Die eigentlichen Kupplungselemente sind dabei aber topfförmige Hülsen aus Leder, die über ihren Umfang allein durch Reibungskräfte tangential das Druckmoment zum An- und Abtriebsteil übertragen. Deswegen eignet sich diese Vorrichtung nicht sehr gut für die Zwecke einer genauen Drehmomentbegrenzung, weil die Reibungsverhältnisse sich durch zwischen die Reibungsflächen gelangendes Druckmittel stark ändern können. Auch ist eine einfache Einstellmöglichkeit mittels zusammenwirkender Einstellringe und Druckkolben nicht gegeben.

Aus der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt und nachfolgend erläutert wird, ergeben sich im Zusammenhang mit den Unteransprüchen der weiteren Ausbildung der Erfindung dienende Merkmale. Es zeigt

Fig. I und 2, 3 und 4, 5 und 6 jeweils Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Form von im Spannfutter von Werkzeugmaschinen zu befestigende Werkzeughalter jeweils im Längs- und Querschnitt.

Bei der Kupplung nach Fig. 1 und 2 weist ein Futterkörper 1 auf seiner Antriebsseite einen Konus 2 für die Antriebsmaschine auf. Druckeinstellkolben 3, die in nchsparallelen Bohrungen 4 des Futterkörpers 1 geführt werden, erzeugen durch Verstellung eines mit einem Gewinde versehenen Einstellringes 5 einen hydraulischen Druck in einem zylindrischen Druckraum 6. Mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte achsparallele Bohrungen zur Aufnahme von Druckkolben 8 sind kartenförmig ausgebildet und rasten in gegengleich geformte Schüsseln 9 an der Stirnfläche des zur Werkzeugaufnahme dienenden Abtriebsteils 10 ein. Auf einer am Futterkörper 1 befestigten Gewindebuchse 11 stützt sich über Kugeln 13 das Abtriebsteil 10 mit einer Schulter 12 ab. Mit 14 ist eine mit einem Gewindestopfen verschlossene Öleinfüilöffnung bezeichnet.

Die Kupplung nach Fig. 3 und 4 entspricht in den Positionen 2 bis 6 und 11 bis 14 der vorher beschriebenen Anordnung ( Fig. 1 und 2). Die für die

Drehmomentübertragung vorgesehenen Kupplungselemente sind jedoch anders ausgebildet. Ein einzelner in einer zentralen Bohrung 16 gleitender Druckkolben 15 wird durch den im Druckraum 6 aufgebauten Druck an die Stirnfläche des Abtriebsteils 10' gepreßt, wobei das Abtriebsteil 10' klauenförmige Vorspringe 23 und der Druckkolben 15 entsprechend geformte Vertiefungen aufweis: und die Mitnahme des Abtriebsteils 10' über die Seitenflächen 24 der Vorsprünge 23 erfolgt.

Das freie Ende des Druckkolbens 15 ragt mi· einem zylindrischen Ansatz 19 in eine Bohrung 18 des Futterkörpers Γ hinein. Über Paßfedern 17, die in Keilnuten des zylindrischen Ansatzes 19 eingepaßt sind, erfolgt die Drehmomentübertragung vom Futterkörper Γ. Längsnuten in der Bohrung 18 erlauben eine axiale Verschiebung des Druckkolbens.

In den Fig. 5 und 6 ist schließlich eine radiale hydraulische Kupplung dargestellt, in der die Positionen 2 bis 6, 11 und 14 denen der oben beschriebenen Anordnungen entsprechen. Bei dieser Kupplung werden nun zwei einander diametral gegenüberliegende Druckkolben 20 in einer radialen Querbohrung 21 des Futterkörpers 1" geführt, die über Querbohrungen 22 mit dem Druckraum 6 in Verbindung steht. Das Abtriebsieii 10" ist an diesem Ende mit einem an den Ecken abgerundeten Sechskant versehen, an dessen Flächen 25 die Druckkolben 20 zur Auflage kommen und so die Mitnahme des Abtriebsteüs 10" bewirken.

Die Wirkungsweise der verschiedenen Ausführungen ist einander ähnlich. Mit Hilfe des mit einem Feingewinde versehenen Einstellringes 5 wird über die Kolben 3 im Druckraurn. 6 ein genau dosierbarer Druck erzeugt, der die Druckkoiben 8,15 oder 20 beaufschlagt. Infolgedessen kommt eine kraftschlüssige Verbindung von Druckkolben und Abtriebsteil 10 zustande, die bei Überschreitung einer festgelegten Drehmomentgrenze durch Zurückweichen der Druckkolben aufgehoben wird. Damit dies möglich wird, muß im Druckraum 6 ein Luftpolster vorhanden sein, d. h. der Druckraum 6 darf nicht vollständig mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt sein.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist anwendbar bei Werkzeugmaschinen, insbesondere auch für Gewindeschneidapparate, als Überlastungskupplung sowie auch für Drehmomentschlüssel.

Zur genaueren Kontrolle und Einstellung des Grenzdrehmomentes, das in erster Linie von dem aufgebrachten Druck im Druckraum 6 abhängt, kann ein Manometer am Druckraum 6 angeschlossen sein.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß kaum Verschleiß an den Kupplungselementen auftritt. Darüber hinaus ist ein großer Anwendungsbereich dieser Sicherheitseinrichtung gegeben. Entsprechend bemessene Kupplungen nach der Erfindung können beispielsweise in Gewindeschneidapparaten im Bereich von M6 bis M30 verwendet werden. Das Gewinde kann zudem in einem Durchgang fertig geschnitten werden. Für kleinere Gewindeschneidapparate empfiehlt sich die Anordnung nach F i g. 3 und 4.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Drehmomentbeg^renzung an Werkzeughaltern und dergleichen mit einem drehangetriebenen Futterkörper und einem mit diesem kuppeibaren, einen Werkzeugeinsatz aufnehmenden Abtriebsteil, dessen Mitnahme durch von elastischem Druck beaufschlagte Sperrelemente einer Überlastungskupplung erfolgt, deren Drehmoment durch einen am Futterkörper axial verstellbaren Einstellring einstellbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß im Futterkörper (1; Γ; 1") mindestens ein vom Einstellung (5) betätigbarer und einem zur gleichzeitigen Aufnahme von flüssigem und gasförmigen Druckmittel dienenden Druckraum

(6) zugeordneter Druckeinstellkolben (3) sowie mindestens ein vom Druckraum (6) beaufschlagter, in 'angentialer Richtung bezogen auf die Drehrichtung des Futterkörpers (1; Γ; 1") in diesem unverschiebfich geführter Druckkolben (8; S5; 20) vorgesehen ist. durch welchen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Abtriebsieil (iö; 10': 10") und Futterkörper(l, Γ; l")an zusammenwirkenden, sich gegengleich entsprechenden Flächen (9; 24; 25) von Druckkolben (8; 15; 20) und Abtriebaeil (10, 10', 10") erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Druckkolben (8) in gleichmäßig über den Umfang verteilten achsparallelen Bohrungen (7) des Futterkörpers (1) vorgesehen sind, deren dem Abtriebsteil (10) zugewandte Stirnflächen kalottenförmig ausgebildet sind und in entsprechend ausgebildete Vertiefungen (9) an der Stirnseite des Abtriebsteils (10) eingreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer zentralen achsparallelen Bohrung (16) geführter Druckkolben (15) vorgesehen ist, dessen Stirnfläche Vertiefungen aufweist, in die entsprechend ausgebildete Vorsprünge (23) an der zugeordneten Stirnfläche des Abtricbsteils (10') klauenförmig eingreifen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß Paßfedern (17) vorgesehen sind, die in Keilnuten eines zylindrischen Ansatzes (19) des Druckkolbens (15) und in Längsnutendes Futtcrkörpers(l') eingepaßt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in einer radialen Querbohrung (21) des Futterkörpers (1") diametral gegcnüberliegende Druckkolben (20) vorgesehen sind, die mit ihren radial innenliegenden Endflächen die Mitnahme des Abtriebsteils (10") über die Flächen eines als an den Ecken abgerundeter Sechskant ausgebildeten Teils des Abtriebsteils (10") bewirkt.