DE19511260A1 - Werkzeugmaschinensystem - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeugmaschinensystem, insbesondere auf einen Mechanismus zum sicheren Festklemmen ei­ nes Schneidwerkzeughalters in einer Schneidmaschine.

Das US-Patent 5 193 954, erteilt für Carl Hunt am 16.03.1993, zeigt ein Werkzeugmaschinensystem, welches eine Klemmvorrich­ tung aufweist, die im Kopf der Schneidmaschine befestigt ist. Der Maschinenkopf kann rotierend oder nicht rotierend sein.

Die Klemmvorrichtung hat einen Sockel, der dafür vorgesehen ist, darin einen Schneidwerkzeughalter aufzunehmen, wodurch ei­ nige verschiedene Schneidwerkzeuge auswählbar in dem Schneidma­ schinenkopf montiert werden können.

Der Schneidwerkzeughalter umfaßt einen rohrförmigen Abschnitt, der eine kegelstumpfförmige äußere Oberfläche aufweist, die an­ gepaßt ist, um gegen eine konische Sockeloberfläche anzuliegen. Die innere Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes bildet eine ringförmige Lippe, die in Eingriff bringbar ist mit individuel­ len Keilsicherungselementen, die radial nach außen bewegbar sind, um axiale Schließkräfte auf den rohrförmigen Abschnitt des Schneidwerkzeughalters auszuüben. Eine axial bewegbare Zugstange ist vorgesehen, um die Keilsicherungselemente in oder außer Eingriff mit der ringförmigen Lippe des Werkzeughalters zu bringen.

Der Werkzeughalter hat eine Keilsicherungspassung im kegel­ stumpfförmigen Sockel der Klemmvorrichtung, wodurch der Werk­ zeughalter eine sichere nicht schlackernde Sicherung in der Klemmvorrichtung hat. Jedoch, ist es ebenso notwendig eine Kupplungseinrichtung zwischen der Klemmvorrichtung und dem Werkzeughalter vorzusehen, um Schlupf in Umfangsrichtung zwi­ schen dem Werkzeughalter und der Klemmvorrichtung zu vermeiden. Bei dem Werkzeugmaschinensystem, welches im US-Patent 5 193 954 gezeigt ist, weist die Kupplungseinrichtung ein ringförmiges gezahntes Bauteil auf, welches auf eine innere Endoberfläche der Klemmvorrichtung aufgebolzt ist. Der rohrförmige Abschnitt des Werkzeughalters hat mehrere Nuten in seiner Endoberfläche, die auf die Zähne des ringförmigen gezahnten Bauteiles passen, um eine schlupffreie Antriebsverbindung zwischen der Klemmein­ heit und dem Werkzeughalter zu bilden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeugmaschi­ nensystem des in den US-Patent 5 193 954 gezeigten Types, bei dem eine verbesserte kostengeringe Kupplungseinrichtung zwi­ schen der Klemmeinrichtung und dem Werkzeughalter vorgesehen ist.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung, weist die Klemmeinheit ein ringförmiges Führungsbauteil auf, welches ra­ diale Führungsschlitze für die individuellen Keilsicherungsele­ mente und eine Muffe aufweist, die eine Schiebepassung auf dem ringförmigen Führungsbauteil hat. Die Muffe hat einen einzigen axialen Federschlitz, welcher dazu dient eine Antriebsfeder zu befestigen.

Der Werkzeughalter umfaßt einen rohrförmigen Abschnitt, der ei­ ne axiale Nut an seiner Endoberfläche aufweist, die angepaßt ist, um auf der Antriebsfeder in der Klemmeinheit zu passen. Die Antriebsfeder bildet eine relativ kostenniedrige Kupplung zum Verhindern von Schlupf in Umfangsrichtung zwischen der Klemmeinheit und dem Werkzeughalter.

Das grundsätzliche Ziel der Erfindung ist es, ein Werkzeugma­ schinensystem zur Verfügung zu stellen, welches eine relativ kostengeringe Antriebsverbindung zwischen einer Klemmeinheit und einem zugehörigen Schneidwerkzeughalter aufweist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch ein Werkzeugmaschinen­ system gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1.

Die Zeichnung zeigt stückweise einen Kopf 12 einer konventio­ nellen Schneidmaschine. Der Kopf kann ein angetriebener Rotationskopf oder ein nicht rotierender Kopf sein, abhängig von der Struktur der Maschine und der Art der zu bearbeitenden Arbeit. Der Kopf 12 hat eine zylindrische Bohrung 14, die ange­ paßt ist, um darin eine Klemmeinrichtung 16 für einen Schneid­ werkzeughalter 17 aufzunehmen. Der Schneideinsatz (oder Werk­ zeug) ist durch Bezugszeichen 19 gekennzeichnet.

Verschiedene Typen von Schneidwerkzeugen können in der Maschine aufgenommen werden, z. B. ein Bohrer, ein Gewindeschneider, eine Reibahle, ein Schaftfräser, oder ein Drehwerkzeug. Der Werk­ zeughalter 17 ist abnehmbar durch die Klemmeinrichtung 16 ge­ griffen oder geklemmt, wodurch ein gegebener Werkzeughalter durch einen anderen Werkzeughalter ersetzt werden kann, der ein anderes Schneidwerkzeug oder ein neuerlich geschliffenes Schneidwerkzeug trägt. Die Schneidmaschine kann eine nummerisch gesteuerte Werkzeugwechselvorrichtung aufweisen, zum Überführen des Werkzeughalters 17 zwischen einer Lagerstellung (inaktiv) in einem Lagermechanismus in eine Betriebsstellung, in welcher er in die Klemmeinheit 16 eingesetzt ist.

Die Klemmeinheit 16 umfaßt ein ringförmiges Führungsbauteil 21, welches eine externe zylindrische Seitenoberfläche 22 und eine zentrale Längsachse 23 aufweist. Nahe seinem vorderen (linken) Ende, weist das ringförmige Führungsbauteil 21 sechs radial an­ geordnete Führungsschlitze 24 auf. Ein Keilsicherungselement 25 ist gleitend in jedem Führungsschlitz angebracht.

Die Klemmeinheit 16 umfaßt darüberhinaus eine Muffe 27, die ei­ ne Preßschiebepassung auf dem ringförmigen Führungsbauteil 21 aufweist. Das Führungsbauteil hat eine ringförmige Ausnehmung in seiner Seitenoberfläche 22, welche eine Einsteckoberfläche 29 bildet. Die Muffe 27 ist auf die Einsteckoberfläche 29 auf­ gepreßt, so daß die externe Oberfläche 31 der Muffe eine axiale Fortsetzung der Oberfläche 22 ist. Führungsbauteil 21 und Muffe 27 sind fest miteinander verbunden durch ihre Preßpassungsver­ bindung. Ein Gewindestift 37 ist durch die Muffe in die Ein­ steckoberfläche 29 als zusätzliche Verbindungseinrichtung ver­ längert. Ein radialer Befestigungsflansch 39 erstreckt sich von der Muffe 27 zum abnehmbaren Befestigen der Klemmeinheit auf dem Schneidmaschinenkopf; eine Anzahl von Bolzen 40 befestigt den Befestigungsflansch am Maschinenkopf 12.

Ein einziger axialer Federschlitz 41 ist im rechten Ende der Muffe 27 vorgesehen, um eine flachseitige Antriebsfeder 43 an­ zubringen. Die Antriebsfeder hat eine äußere Kante 44, welche mit der externen Oberfläche der Muffe 27 fluchtet und eine in­ nere Kante 45, welche am Führungsbauteil 21 anliegt.

Die Muffe 27 hat eine interne kegelstumpfförmige Sockeloberflä­ che 33, die dafür vorgesehen ist, mit einer kegelstumpfförmigen Oberfläche 35 des Werkzeughalters 17 zusammenzupassen. Die Nei­ gungswinkel der beiden kegelstumpfförmigen Oberflächen 33 und 35 sind die gleichen, so daß diese Oberflächen sich entlang ih­ rer gesamten Länge des Oberflächeneingriffes in Kontakt befin­ den, wenn der Werkzeughalter in die Klemmeinheit eingesetzt wird.

Der Werkzeughalter 17 ist innen ausgenommen, so daß der Halter einen rohrförmigen Abschnitt aufweist, der in die Klemmeinheit einsetzbar ist. Eine einzige axiale Nut 47 ist im rohrförmigen Abschnitt des Werkzeughalters vorgesehen, um auf die Antriebs­ feder 43 zu passen, wodurch eine Antriebsverbindung zwischen der Klemmeinheit 16 und dem Werkzeughalter 17 hergestellt wird.

Die innere Oberfläche des rohrförmigen Abschnittes des Werk­ zeughalters bildet eine ringförmige Lippe, die eine konische Oberfläche 49 hat, die mit den Keilsicherungselementen 25 in Eingriff bringbar ist, wodurch der Werkzeughalter fest verkeilt mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche 33 auf der Muffe 27 ist.

Die Keilsicherungselemente 25 werden nach außen in Eingriff mit der Lippenoberfläche 49 durch eine Zugstange 51 und einen dreh­ baren Betätiger 53 gebracht. Die Zugstange, Betätiger und Keil­ sicherungselement können so konstruiert sein, wie es in dem zu­ vor genannten US-Patent 5 193 954 gezeigt ist. Drehende Bewe­ gung des Betätigers in eine Richtung bewegt die Zugstange 51 nach rechts, so daß die flachen Nockenoberflächen 55 auf der Zugstange die Keilsicherungselemente 25 in Führungsschlitzen 24 nach außen bewegt, wobei der rohrförmige Abschnitt des Werk­ zeughalters 17 fest gegen die konische Oberfläche 33 der Klemmeinheit verkeilt wird. Umgekehrte drehende Bewegung des Betätigers 53 bewegt Zugstange 51 nach links, so daß es dem Werkzeughalter ermöglicht wird, von der Klemmeinheit nicht mehr geklemmt zu werden. Die Keilsicherungselemente können mit einer nachgiebigen Umkehreinrichtung versehen sein, wie es in Fig. 4 des US-Patentes 5 193 954 gezeigt ist.

Das hier gezeigte Werkzeugmaschinensystem ist im wesentlichen gleich dem System, welches in den US-Patent 5 193 954 gezeigt ist. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer einzigen Antriebsfeder 43, die im Federschlitz 41 der Muffe 27 angeordnet ist, um eine Antriebsverbindung zwischen der Klemmeinheit und dem Werkzeughalter 17 zu bilden. Antriebs­ feder 43 bildet eine Verbesserung der Herstellungskosten gegen­ über dem ringförmigen mehrfach verzahnten Antriebsbauteil, wel­ ches in dem System gezeigt ist, wie es in dem US-Patent 5 193 954 gezeigt ist.

Die Zeichnungen zeigen eine spezielle Ausführungsform der Er­ findung. Jedoch, ist es offensichtlich, daß die Erfindung auch anders ausgeführt werden kann.

Claims (5)

1. Werkzeugmaschinensystem mit einer ringförmigen Klemmeinheit, die eine Achse aufweist; einem Schneidwerkzeughalter, der in die Klemmeinheit einsetzbar ist; und einer Zugstange, die auf der Achse beweglich ist, zum Betreiben der Klemmeinheit; wobei die Klemmeinheit ein ringförmiges Führungsbauteil aufweist, welches eine Vielzahl von Führungsschlitzen aufweist, die radial von der Klemmeinheitachse abstehen, individuelle Keilsi­ cherungselemente, die gleitend in den Führungsschlitzen aufge­ nommen sind, und einer Muffe, die eine Schiebepassung auf dem ringförmigen Führungsbauteil aufweist; wobei die Passung eine innere kegelstumpfförmige Sockeloberfläche und einen einzelnen axialen Federschlitz aufweist, der von der Sockeloberfläche be­ abstandet ist; eine flache Antriebsfeder, die in dem Feder­ schlitz angeordnet ist, welche Feder eine innere Kante auf­ weist, die gegen das ringförmige Führungsbauteil anliegt, um eine radiale Eindringbewegung der Feder zu begrenzen; wobei der Werkzeughalter einen ringförmigen Abschnitt aufweist, der eine äußere kegelstumpfförmige Oberfläche aufweist, die angepaßt ist, um mit der kegelstumpfförmigen Sockeloberfläche zusammen­ zupassen; und mit einer inneren ringförmigen Lippenoberfläche, die angepaßt ist, um mit den Keilsicherungselementen zusammen­ zupassen; wobei der rohrförmige Abschnitt eine axiale Nut auf­ weist, die angepaßt ist, um auf die flache Feder zu passen, wenn der Werkzeughalter in das Klemmelement eingesetzt wird, wodurch der Werkzeughalter eine vorherbestimmte Einstellpositi­ on in Umfangsrichtung aufweist; wobei die Zugstange Nockenober­ flächen aufweist, die mit den Keilsicherungselementen in Ein­ griff bringbar sind, um die Elemente in die ringförmige Lip­ penoberfläche hineinzubewegen.

2. Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 1, bei dem das ring­ förmige Führungsbauteil eine externe Seitenoberfläche aufweist und eine ringförmige Ausnehmung in der externen Seitenoberflä­ che eine ringförmige Einsteckoberfläche bildet; wobei die Muffe eine Schiebepassung auf der Einsteckoberfläche hat; die Muffe eine externe Seitenoberfläche hat, die eine axiale Verlängerung der externen Seitenoberfläche auf dem ringförmigen Führungsbau­ teil ist.

3. Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 2 mit zusätzlich einem Gewindestift durch die Muffe in die Einsteckoberfläche auf dem ringförmigen Führungsbauteil.

4. Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 2, bei dem die flache Feder eine äußere Kante aufweist, die eine ringförmige Verlän­ gerung der externen Seitenoberfläche des ringförmigen Führungs­ bauteiles bildet.

5. Werkzeugmaschinensystem nach Anspruch 1, zusätzlich mit ei­ nem Befestigungsflansch, welcher sich von der Muffe radial nach außen erstreckt.