DE1801802A1

DE1801802A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE1801802A1
Application number: DE19681801802
Authority: DE
Inventors: Hans Wiederkehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-10-18
Filing date: 1968-10-08
Publication date: 1969-06-19
Also published as: DE1801802B2; DE1801802C3; SE396565B; CH474308A; US3567235A; AT281542B; FR1586042A

Description

BE 11 904

H. Wiederkehr, Zürich

Werkte ugh al ter

Die Erfindung betrifft einen Werkseughalter für rotierende Werk&euga, dessen Brebaobse parallel zur Drebaobse des Werksseitiges Tereobiebbar 1st und der aus einem treibenden Teil, einem getriebenen Teil und einer Kupplungsscheibe beetobt, wobei diese.drei Seile durch Kugeln gekuppelt sind.

Zur fertigstellung vorgegoesener oder vorgebohrter Löober wird gewöhnlich naobeinandor Bit Senker und Reibahlen gear* """ beltet. Das aebmallge Weehseln der Werkzeuge ist lssmr seit· raubend und ernttdend für den lrbelter, besonders „wen* es »let

tO9e2S/O200 * ' ..

um grosse Bobrungen und groase Stückzahlen handelt. Dabei muss das Werkstück entweder genauestena ausgerichtet werden oder man mues ständig die Werkzeuge wechseln. Aus diesem Grunde aind Werkzeugträger entwickelt worden, mit denen die geschilderten Nachteile teilweise behoben werden können· Biese Werkzeughalter weisen Gummi-»Kardan- oder Federgelenke zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil auf, wobei das Werkzeug im getriebenen !Peil gelagert ist und zu«» aaminen mit dem getriebenen Teil radiale Verschiebungen gegenüber dem treibenden Teil in einem gewissen Hasse ausführen kann·

Se sind weiter Werkzeughalter bekannt geworden, bei denen die Kupplung zwischen treibendem und getriebenen Teil nach den Prinzip der umlaufenden Kreueeohlolfe vorgenommen wird. Das Zwischenstück ist gegenüber den beiden anderen Teilen nur dann in Ruhe, wenn diese fluchten. Da jedoch die Werk«» seughalter gerade für nichtfluohtende Achsen verwendet wer« fc den, das Zwischenstück also dem treibenden und dem getriebe·» non Teil gegenüber Bewegungen ausführt, werden zwischen den einzelnen Teilen Kugeln angeordnet, so dass zwischen den— ς Teilen einer solchen Kupplung eine Wälzbewegung vorliegt. Trotzdem die Verwendung von Kugeln den Versohleise reibender Teile vermindern, weisen sie verschiedene Nachteile auf. Zur Erzeugung genauer, toleranzhaltiger Bohrungen ist es eine Voraussetzung, dass bei Verschiebungen des getriebenen Teiles gegenüber dem treibenden Teil eines Pendelhalters die Parallelität der beiden Achsen gewährleistet 1st. Gerade wenn

909825/0286

Kugeln als KupplungBglieder verwendet werden, tritt leicht Spiel auf oder eine Nachgiebigkeit in der Führung, wodurch die Parallelität der Achsen des treibenden und des getriebenen Teiles nicht mehr gewährleistet ist. TFm die Parallelführung zu verbessern, verwendet man unterschiedliche Kugeln für die Uebertragung des Drehmomentes und der Axialkraft· Solche Kupplungen sind jedoch aufwendig und sind trotzdem nicht in der Lage, die Parallelität des treibenden und des getriebenen Teiles einwandfrei zu gewährleisten. ' g

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkzeughalter zu schaffen, bei dem die erwähnten Nachteile nicht auftreten und der sich dadurch kennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe und der getriebene Teil in einem Gebaute gelagert sind, das mit dem treibenden Teil verbunden und durch einen auf dem treibenden Teil aufgeschraubten, eine axiale Vorspannung auf das Gehäuse ausübenden Gegenring geslohert ist und dass die radiale Verschiebung des getriebenen Teile· gegenüber dem treibenden Teil durch Anschlagmittel begrenzbar ist. ' .

Die Erfindung 1st in der Zeichnung beispielsweise, dargestellt. Bb zeigtt

Fig. 1 eine erste Ausführung des Werkzeughalter·, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zwtit· Aueführung d§· Werkzeughalters, 109825/0266

Fig. 5 eine dritte Aueführung des Werkzeughalters als Gewindββohneldkopf,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Figur 3 und

Fig. 5 eine vierte AusfUhrungeform dee Werkzeughalters ale Räumwerkzeug.

■k In Figur 1 let nit 1 der treibende Teil des Werkzeughalters bezeichnet. Dieser besteht aus einem Kupplungsorgan 2 und dem Kopf 3. Mit dem Kupplungsorgan 2, z.B. einem Morsekegel oder einem Zyllndersohaft, wird der treibende Teil 1 mit einer Spindel einer Werkzeugmaschine in Verbindung gebraoht. Im Kopf 5 befindet eich ein Sohlitz 4_f der mit einer drehbaren Abdtokhülse 5, in der ebenfalls ein ähnlioher, nicht dargestellter Sohlitz, Torbanden ist, abgedeckt oder freigegeben wird·

P In den i» Kopf 3 befindlichen Hohlraum ragt der getriebene Teil 6. Dieser stützt sich mit seinem Bund 7 auf einen* mit Kugeln θ versehenen Wälzlagerring 9 ab. Die Kugeln 8 ihrerseits stutzen sich auf den Bund 10 des Gehäuses 11 ab. Der getriebene (Cell 6 ist als Werkzeugträger ausgebildet und kann sowohl konische wie auoh zylindrische Stücke mit oder ohne- Spannzange aufnehmen. Sin Stütznoolen 12 verhindert das Drehen eines Werkzeuges mit Morsekonus. Am unteren Ende des Werkzeugträgers oder des getriebenen Teiles 6 ist tin Abdeokring 13 angeordnet, der das Bindringen von Staub in den

•0982Β/02Θ6

Innenraum dee Gehäuses 11 verhindert. Abdeokring 13 wie

auoh Abdeckhülse 5 sind durch Sprengringe 14 bzw. 15 in ihrer lage gehalten.

Zwischen dem treibenden Teil 1 und dem getriebenen Teil 6 ist im Innern des Gehäuses 11 das Kupplungestück 16 angeordnet. Dieses stellt eine ringförmige Scheibe dar undwist beidseitig Halbrundnuten 17 auf, die in einem Winkel von zueinander angeordnet sind. In Pig. 1 sind sie jedooh aus

Gründen der besseren Uebersloht parallel gezeichnet. Beispielsweise werden drei solcher Halbrundnuten eingearbeitet, in denen beispielsweise je zwei Kugeln 18 untergebracht sind, ■o dass die Taumelscheibe 16 beidseitig von je sechs Kugeln geführt wird, die in eine* Kugelkäfig 19 liegen. Eine entsprechende Anzahl Halbrundnuten 1st auoh auf der Stirnseite dee Kopfes 3 und im Bund 7 dee getriebenen Teiles 6 eingearbeitet.

Sau Gehäuse 11 1st mittels einer Gewindeverbindung 20 |

drehbar und axial verstellbar am Kopf 3 des treibenden Teiles befestigt. An den etimaeitigen Rand des Gehäuse β 11 legt sioh die Gegenmutter 21 an. Arn Bund 10 des Gehäuses

11 ist ferner ein Begrenzungering 22 drehbar und axial ver- schiebbar mittels einer Gewindeversohraubung 23 befestigt. In seiner Innenbohrung weist der Begrenzungsring 22 einen kleinen Konus 24 auf, der gegenüber einem auf den getriebenen Teil 6 durch einen kleinen Spalt getrennten ähnlichen Konus liegt. Durob Verdrehen des Begrencungsrlngss 22 verändert sieh

809.825/0286

— feerwähnte Spalt, der ein Mass für die freie Beweglichkeit des getriebenen Teiles 6 darstellt. Mit Hilfe dieser Begrenzungemutter 22 kann die Beweglichkeit des getriebenen Teiles 6 den praktischen Verhältnissen angepasst werden. Die jeweilige Lage des Begrenzungsringes 22 wird durch eine Peder 25 fixiert.

An der Innenwand des Gehäuses 11 ist eine Zentrierfeder 26 angebracht. Sie hat ebenfalle die Aufgabe, die freie Beweg-

• -

llchkeit dee getriebenen Teiles 6 zu begrenzen und dazu noob in der Ruhelage zu zentrieren. Ee 1st klar, dass der Werkzeughalter genäse Pig. 1 auch nur mit einem der beiden Begrtnzungsiilttel 22 b«w. 26 ausgerüstet sein kann.

In Fig. 2 let eine weitere Ausführung des Werkzeughalters dargestellt. Hit 31 ist der treibende, mit 32 der getriebene und mit 33 die Taumelscheibe bezeichnet. Die drei genannten Teile weisen in analoger Weise wie in 71g· 1 Halbrundnuten auf, in denen in Kugelkäflgtn 34 geführte Kugeln 35 angeordnet sind.

Die drei genannten Teile werden duroh das Gehäuse 36 zussmmen·*» gehalten, auf dessen Bund 37 sioh der getriebene Teil 32 über einen Kugelkäfig 38 mit Kugeln 39 abstützt. Das Gehäuse 36 let auf dem treibenden Teil 31 aufgeschraubt und durch eine Gegen» mutter 40 in seiner Lage gesichert. Im Gegensatz zu Pig. I weist hier die Gegenmutter 40 Aussengewlnde auf und wird auf das Gehäuse 36 aufgeβobraubt, wobei es sioh gegen den treibenden

809825/0286

Teil 51 abstützt.

Im Innern des Gehäuses 56 ist ein Zentrierstüok 41 mit Hilfe einer Scbraube 42 befestigt und in einer Vertiefung 45 sen-, trlert. In der Nut 44 let ein nichtmetallischer O-Bing 45 eingelegt, der die Zentrierung und Begrenzung der Bewegllohkeit des getriebenen Teiles 52 in gleiober Weise übernimmt, wie die Zentrierfeder 26 in Fig. 1.

Am getriebenen Teil 52 ist mit Hilfe von Sohrauben 46 eine Kupplungsplatte 47 befestigt, wolohθ beispielsweise einen | Passungesitz 48 aufweist, an dem das Werkzeug mit Hilfe der Gewindebobrungen 49 zentriert und versobraubt werden kann.

Der Werkzeughalter funktioniert wie folgt: Liegt die Aohse d·· treibenden Teiles nicht genau über der zu bearbeitendem Bohrung, so suoht sich das la getriebenen Teil befindliche Werkzeug seine richtige lage, ohne dass ein Klemmen oder Reiben eintreten würde. Sie Achsen des treibenden und getriebenen Teiles sind parallel, was durch die besondere Anordnung der Kugeln und durch das Vorspannen des Gehäuses erreicht wird.

Duroh die In Flg. 1 gezeigte Anordnung der Kugeln wird sowohl das Drehmoment wie auch die Axialkraft Ton denselben Kugeln übernommen. Das Stützlager39 1st nur dann Tön Bedeutung, wenn in beiden Richtungen Axialkräfte auftreten, was jedoch nur selten der Fall. ist. Man kann deshalb auoh zur Vereinfachung dqs Werkzeughalters gemäss der Erfindung diese Stützlager39 weglassen, so dass der Bund 57 des getriebene» Teiles direkt auf dem Rand 50 des Gehäuses 51 liegt.

§09825/0286

Damit die swlsohen den treibenden und getriebenen Teil liegenden Kugeln in einwandfreier Weise die Parallelführung eowle die Uebertragung der Kräfte und Drehmomente übernehmen können, muss das Gehäuse feinfühlig eingestellt und hierauf ■o gesichert werden können, dass daduroh keine Veränderung der Einstellung erfolgt«

In dem Werkseughalter gemäss Fig. 2 ist ebenfalle die fein-

-■-··■ ..« fühlige Bineteilung des Gehäuses und damit eine einwandfreie Parallelität des treibenden und dea getriebenen Teiles gewährleistet.

Die Blnetellbarkelt des Versohiebungswegee des getriebenen Seiles ist wie die einwandfreie Parallelität eine Voraus* setsung, ohne dl· siob der Werkzeughalter im praktischen Betrieb nloht bewähren kann. Dabei kann sowohl eine Zentrierung

41-·.· I ·.

wie auch eine Begreniung der Beweglichkeit von Vorteil sein. In anderen Anwenduagefällen genügt es» lediglloh den In flg. dargestellten Begrensungsrlng 22 su verwenden, während in weiteren Anwendungsfällen eine Zentrierung allein von Interesse ist.

Die Verwendung von je seohs Kugeln zwischen treibendem Seil, Taumelscheibe und getriebenem Teil ergibt eine besonders günstige Anordnung bezüglioh der angreifenden Kräfte und Drehmomente.sowie auch in Bezug auf die Belastung der Taumel*

eohelb*.

109825/0286

- 9 τ

In Pig. 5 bis 5 sind swtl and·re Einaatzaögliobktittn dtt Werk··ugbalttrt dargestellt. Biest unterscheiden sioh gegen-Uber den Ausführung·fornen naob fig. 1 und 2 dadurota, da·· in getriebenen fell ein weiterer, das Werkseug aufnehmender und gegenüber dt« getriebenen !Teil eine Selatirbewegung au·· führender Werkzeugträger gelagert 1st.

Xn Fig. 3 und 4 let eine ßewindeeohneidkopf dargestellt,

dessen treibender Seil alt 50, dessen Kupplungsscheibe alt 5*, j

dessen getriebener fell mit 52 und dessen Gehäuse alt 53~*beeelohnet 1st, das Mittel· eines Sicherungsringes 54 in axialer

Richtung Torgespanet ist, wobei «wieoben den ftiltn 50 und 53

einerseits und 55 und 94 andererseits tint Terbindung eitteIs ein·· Oevlrntes rortanden let» 2MLt lupplung dtr Teile 50, 51 und 52 wir« alttels swtier legelgruppen 55, 56, ron denen J· eis· Kugel dargeetellt 1st, rorgenoeaien.

Xa getriebenen teil 52 ist tin ferlretüoktrager 57 axial beweglloh geführt. Ir wtltt la unteren fell tin· Spanmsange 58 * auf, dl· das fertseug aufniaat and dl· alt einer Spaniaiuttwr 59 geepannt wird. Xa oberen feil des Werkzeugträger· 1st eine Feder 60 angeordnet, dl« eioh auf dea getriebenen S«ll 52 aa-8tutet und den Werks·ugtrager 57 Mittel· ein·· Spannring·· Sl anhebt. Dtr Werkseugtrager 57 weist lwei axiale Bohrungen 62 auf, in denen ein abgefederter Stift 63 angeordnet let, θ·* durch eine alt eine« Spannring 64 gehalten· ßobeib· «a Btra«··· treten gebindert wird. Xn dtr geeeiohneten Lag· ragt 4a« τ·γ-dtkmt· B&d· #·« Stift·· 63 in dl· Bohrung 66 1» JNt** d·» 9··

•09825/0286

triebenen Teiles 52, an den slob von unten die Sohelbe 65 mit dem Werkzeugträger 57 durch die Kraft der Feder 60 anlegt.

Im Werkzeugträger 57 1st welter ein gefederter Mitnehmer 67 angeordnet, der In eine axiale Hut 68 eingreift. In der gezeichneten Lage dreht der Werkzeughalter in Pfeilriohtung 69 _f und der Mitnehmer 67 nimmt den Werkzeugträger 57 mit. Dreht der Halter in Oegendrebriobtung, so würde der Mitnehmer den Werkzeugträger nicht mitnehmen, es sei denn, die Bolzen 6*3 ~ übernehmen, wit dargestellt, die Mitnahme, eo-lange al® in die Bobrungen 66 ragen.

Solange der Gewindebohrer in das Werkstück eindringt, sankt eiob auoh die Antriebespindel mit dem Werkzeugbalter. Das Bindringen des Gewindebohrers in das Wtrkstüok wird durob einen an der Maschine angeordneten Anschlag begrenzt. Ist dieser erreicht, senken sieb die Tulle 50, 51 und 52'dee Werkzeughalters niobt sehr welter, drehen aber den Werkzeugträger 57 noch so lange weiter, bis die Bolzen 63 niobt niete la Eingriff In den Bobrungen 66 -Hind. Ba auob der Mltattateg¹ in der Gegendrebrlcbtung von Drebriobtung 69 freiläuft, sielst ~ der Werkzeugträger 57 still, wenn dtv Eingriff der BAstη 63. in die Bobrungen 66 aufhört. Zu» Zurücklaufen des Gewinde» sebneidkopfes wird die Drebriohtung in Pfeilriobtmag 69 jft« woohselt« Jetzt kuppelt der Mitnehmer 67 den -Werks® ugtrlger alt den getriebenen !Cell 52, bis der Oewixidtboiirer dmt f»rkstüok verlässt. Dann sorgt die feder 60 dafür, iasi d«r

§09825/0286

zeugträger 57 mit den Bolzen 63 mit dem getriebenen Teil 52 in Eingriff gelangt.

In Pig, 5 ist die Anwendung des Werkzeughalters als Räumwerkzeug dargestellt. Der treibende Teil, das Kupplungsstück 7I₁ der getriebene Teil 73, das Gehäuse 74 und die Spannmutter sind in ihrem Zusammenwirken gleich wie in den vorhergehend beetihriebenen Ausführungen. Einsig die Lagerung des Werkzeugträgers ist unterschiedlich, indem letzterermittele zweier Radiallager 77, 78 und einem Axiallager 79 im getriebenen Teil 73 gelagert ist· Wie in den anderen Ausführungen 1st das Gehäuse 74 durch einen Ring 80 abgedeckt, der gleichzeitig auch als Begrenzung der radialen Versohltbung des Werkzeughalter· dienen kann.

Der Werkzeughalter gemäss Flg. 5 funktioniert wie folgtt

Das Räumwerkzeug 81 ist in geeigneter Weise Im Werkzeugträger 76 gelagert und weist im Querschnitt einen Mehrkant auf mit gleichviel Kanten wie das Mehrkantloch, das geräumt werden soll. Der Werkzeughalter wird beispielsweise im Reitstock einer Drehbank eingesetzt und gegen das, beispielsweise im Drehbankfutter eingespannte und rotierende Werkstück, gedrückt, nachdem an der Stelle der zu räumenden Mehrkantbohrung eine zylindrische Bohrung vorgebohrt wurde, die etwas kleiner 1st als der im Mehrkant eingeschriebene Kreis, Das Werkzeug rotier? hierbei mit dem Werkstück,und diese gemeinsame Bewegung erlaubt das Räumen der Bohrung mit verhältnismäßig geringem

009825/0280

Kraftaufwand. Der Werkzeughalter eignet eich dank βeiner spielfreien und exakten Parallelführung auch für eine solche Operation sehr gut.

•09825/0281

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeughalter für rotierende Werkzeuge, dessen Drehachse parallel zur Drehachse des Werkzeuges verschoben 1st, bestehend aus einem treibenden Teil, einem getriebenen Teil und einer Kupplungsscheibe, wobei diese drei g Teile duroh Kugeln gekuppelt eind, daduroh gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe und tier getriebene Teil In einem Gehäuse gelagert sind, das mit dem treibenden Teil fest Ttrbunden und duroh einen auf dem treibenden Teil aufgeschraubten, eine axiale Vorspannung auf das Gehäuse ausübenden Gegenring gesiohert ist, und dass die radiale Verschiebung des getriebenen Teiles gegenüber den treibenden Teil duroh Anschlagmittel begrenzbar ist.

2. Werkzeughalter naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, ' t dass die Begrenzung der Anschlagmittel einstellbar 1st.

3. Werkzeughalter naoh Anspruch 1 und 2, daduroh gekennzeichnet, dass ein im Gehäuse eingeschraubter Ring angeordnet ist, der duroh Verändern seiner axialen Lage Im Gehäuse gegenüber dem getriebenen Teil den Aussohlag des getriebenen Teiles verändert·

4. Werkzeughalter naoh Anspruoh 1, gekennzeichnet duroh tin· an der GehäuseInnenwand gelagerte Hingfeder, die den Ha-

109825/0286

dialaueeohlag dee getriebenen feiles begrenzt und den getriebenen Teil zentriert»

5. Werkzeughalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dar oh einen nichtmetallischen O-Ring, der den Radi alaue a oblag dee getriebenen lellee begrenzt und den getriebenen Teil zentriert.

6. Werkzeughalter naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch

einen auf den getriebenen Tall lösbar befestigten Abdeokring, der den dem grössten Ausaohlag entsprechenden Spalt Ewiechen Gehäuse und getriebenen Teil abdeokt.

7. Werkzeughalter naob einen der vorangehenden AnsprUohe 1-6, daduroh gekennzeichnet, daee eich der Werkzeughalter la getriebenen Teil bis in den treibenden Teil erstreckt·

8. Werkseughalter naoh eines der vorangehenden Ansprüche 1-7» gekennzeichnet durch eine am treibenden Teil angeordnete drehbare AbdeokhUlse zur Freigab· und zum Tersohliessen eines Bedienungssoblitses zur Ausstossung des Werkzeuges«

9. Werkzeughalter naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daee in de« getriebenen Teil ein das Werkzeug aufnehmender

und gegenüber dem getriebenen Teil eine Relativbewegung ausführender Werkzeugträger gelagert ist·

909825/0280 V^

10. Werkzeughalter nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daea der Werkzeugträger mittels Axial- und Radiallagerungen im getriebenen Teil drehbar gelagert ist.

11. Werkzeughalter nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger im getriebenen Teil axial beweglioh geführt iet.

12. Werkzeughalter nach Anepruoh 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger mit dem getriebenen Teil duroh einen in einer Drehrichtung kuppelnden und in der anderen Drehriohtung freilaufenden Mitnehmer in Wirkungeverbindung steht.

13. Werkzeughalter nach Anspruch 11 oder 12, daduroh gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger eine axial im getriebenen Teil eingreifende Bolzennltnahme aufweist.

14. Werkzeughalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger unter der Wirkung einer Feder steht, die diesen an einen axialen Anschlag am getriebenen Teil anhebt.

15. Verwendung des Werkzeughalters naoh Anepruoh 9 zum Bäumen τοη Mehrkantbohrungen.

809825/0286
27.9.1968
MT/ae

Leerseite