DE19618278B4

DE19618278B4 - Adapter zur Längeneinstellung eines Schaftwerkzeugs in einem Spannfutter mit Hohlschaftkegel

Info

Publication number: DE19618278B4
Application number: DE1996118278
Authority: DE
Inventors: Joachim Müller; Thomas Retzbach
Original assignee: Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Current assignee: Fritz Schunk GmbH and Co KG Fabrik fuer Spann und Greifwerkzeuge
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: DE19618278A1

Abstract

Adapter zur Längeneinstellung eines Schaftwerkzeugs in einem Spannfutter mit Hohlschaftkegel, bestehend aus
– einem zylindrischen Gehäuse (20) mit einem Schaft (21, 22) zum Einspannen in ein Einstellgerät,
– einem von radial außen manuell betätigbaren Spannmechanismus (37, 41, 42) zum Fixieren des Spannfutters im Gehäuse und
– einem im Gehäuse (24) angeordneten Einstellmechanismus zum axialen Verstellen des Werkzeugschaftes (3) im Spannfutter, der eine Profilstange (50) mit einem Anschlagglied (51) sowie von radial außen betätigbare Stellglieder (30) zum Betätigen dieses Anschlaggliedes über die Profilstange aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Spannmechanismus eine Schiebebuchse (37) zum radialen Spreizen von im Gehäuse (24) endseitig schwenkbar gelagerten Klemmklauen (6) und zum axialen Verschieben dieser Schiebebuchse (37) einen von radial außen betätigbaren Schneckentrieb (41, 42) aufweist, dessen Schneckenrad (41) im Gehäuse (24) axial unverschiebbar gelagert ist, und
– der Einstellmechanismus eine Rändelscheibe (30) zum Verdrehen der Profilstange (50) und eine...

Description

Die Erfindung betrifft einen Adapter zur Längeneinstellung eines Schaftwerkzeugs in einem Spannfutter mit Hohlschaftkegel der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
In neuerer Zeit haben Werkzeugaufnahmen mit Hohlschaftkegeln (HSK) eine zunehmende Verbreitung gefunden, weil die genormten Hohlschaftkegel aufgrund ihrer großflächigen Anlage am Innenkonus der Werkzeugaufnahmen höchste Anforderungen an die Rundlaufgenauigkeit auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen erfüllen. Voraussetzung hierfür ist jedoch neben der hochgenauen Bearbeitung der Flächenpaarung ein ausreichend kräftiger Einzug des Hohlschaftkegels in den Innenkonus der Werkzeugaufnahme, um eine großflächige Anlage des Kegelmantels am Innenkonus zu erzielen. Der axiale Einzug des Hohlschaftkegels erfolgt regelmäßig durch Spannklauen, die in der Werkzeugaufnahme radial beweglich angeordnet sind und an ihrem Ende rampenförmige Schrägflächen aufweisen, welche mit entsprechend ausgebildeten Konusflächen im Inneren des Hohlschaftkegels zusammenwirken. Zum Betätigen bzw. Aufspreizen der Spannklauen sind in der Werkzeugaufnahme keilförmige Stellglieder angeordnet, die hydraulisch oder auch mechanisch axial verschoben werden und über ihre Keilflächen eine radiale Spreizbewegung der Spannklauen herbeiführen.
Bei anderen Systemen mit manueller Betätigung des Einzugmechanismus werden die Spannklauen von einem Gewindestift auseinandergedrückt, der in einer Querbohrung im Hohlschaftkegel angeordnet ist. Um diesen Gewindestift mittels eines Drehwerkzeuges verstellen zu können, muss in der Werkzeugaufname eine entsprechende Querbohrung vorhanden sein und der Hohlschaftkegel muss in der Werkzeug aufnahme so positioniert werden, dass beide Querbohrungen miteinander fluchten und erst damit das Einführen eines entsprechenden Werkzeugs zulassen. Eine Reihe von Werkzeugaufnahmen enthält jedoch keine derartigen Querbohrungen, sodass eine solche manuelle Betätigung des Einzugmechanismus nicht möglich ist.
Die automatischen Einzugsmechanismen sind technisch besonders aufwendig und haben einen erheblichen Platzbedarf. Die manuell betätigten Einzugsmechanismen sind hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf spezielle Ausführungen beschränkt und kollidieren mit einem im Kegelinneren vorgesehenen Kühlmittelrohr.
Aus der DE 40 28 775 C1 ist eine Spannvorrichtung zum Einspannen eines Spanwerkzeugs in eine Werkzeugaufnahme bekannt, bei welcher durch eine Axialverschiebung einer inneren Schiebebuchse mehrere Spreizklauen gleichzeitig nach radial auswärts bewegt werden, die dadurch über Schrägflächenpaarungen ein Einziehen des Hohlschaftkegels bewirken. Zum Initiieren der Axialbewegung der Schiebebuchse dient ein Schneckentrieb, dessen von radial außen manuell mittels eines Einsteckwerkzeugs verdrehbare Schnecke mit einer Außenverzahnung einer Spannmutter in Eingriff steht. Neben dieser Spannmutter ist noch ein gesonderter Spannring vorhanden, der über eine Schrägfläche ein Auflager für die rückwärtigen Enden der Spannklauen bildet.
Ferner ist in der DE 42 04 644 C2 eine Vorrichtung zum Einstellen eines Werkzeuganschlags in einer Werkzeugspindel eines Mehrspindel-Bohrkopfes beschrieben, bei welcher ein axial verschiebbarer Schaft als Stellmittel in eine kombinierte Stell- und Messeinrichtung aufgenommen und integriert ist. Die Stell- und Messeinrichtung weist ein Längenmessgerät auf, mit dem in der Gebrauchslage am Werkzeuganschlag auftretende Verstellungen längs der Werkzeugspindel erfasst werden können. Zum Verstellen des schaftförmigen Stellmittels ist an dessen einem Ende eine Rändelscheibe vorgesehen, die von außen manuell verdreht werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Adapter zur Längeneinstellung von Schaftwerkzeugen zu schaffen, der bei geringen radialen Abmessungen die Betätigung des Einzugs- und Spannmechanismus in jeder beliebigen Drehstellung ermöglicht und der eine einfache und hochgenaue manuelle Einstellung der Werkzeuglänge erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem Adapter gemäß der Erfindung wird einerseits der Spannmechanismus für die Fixierung des Werkzeugschaftes in dem Spannfutter sowie daneben auch der Einstellmechanismus zur Längenverstellung des Werkzeugschaftes jeweils von radial außen betätigt, und zwar einmal durch Verdrehen des Schneckentriebs und zum anderen durch Verdrehen der Rändelscheibe. Beide Operationen können vom Werkstattpersonal auf einfache Weise vorgenommen werden, da die jeweiligen Stellorgane von radial außen zugänglich sind.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Adapters ist das Schneckenrad als Mutter ausgebildet, deren Innengewinde mit einem am Endteil der gegen Verdrehung gesicherten Schiebebuchse vorgesehenen Außengewinde kämmt. Hierdurch wird bei geringen radialen Abmessungen eine wirksame und genaue Verstellung der Schiebebuchse gewährleistet, wobei die hohe Übersetzung des Schneckentriebs hohe Einzugskräfte erzeugt und eine genaue großflächige Anlage der Flächenpaarung des HSK an der Innenkonusfläche der Werkzeugaufnahme gewährleistet.
Zweckmäßig weist die in einer abgesetzten Querbohrung in der Werkzeugaufnahme gelagerte Schnecke in ihrem Lagerzapfen eine profilierte Endöffnung zum Einführen eines Verdrehwerkzeugs auf.
Zur effektiven Übertragung der Spannkräfte von der Schiebebuchse auf die Spannklauen weist die Schiebebuchse einen sich radial erweiternden konischen Abschnitt auf, der mit inneren Keilflächen der Spannklauen zusammenwirkt, sodass die Spannkräfte über diese Einzugsschrägen auf die Kegelflächen und die Planfläche des Kegelbundes übertragen und der HSK unter Aufweitung seines Durchmessers kraftschlüssig in der Werkzeugaufnahme gehalten wird.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäß ausgebildeten Adapters zeichnet sich noch dadurch aus, dass das Stellglied als koaxial im Gehäuse gelagerte Rändelscheibe ausgebildet ist, die eine innerhalb der drehfesten Schiebebuchse angeordnete Hülse zur Halterung des als Profilstange ausgebildeten Steckeinsatzes aufweist.
Zur einfachen Betätigung der axial neben dem Spannmechanismus im Gehäuse angeordneten Rändelscheibe sind in dem zylindrischen Gehäuse seitliche Ausschnitte ausgebildet, die ein Erfassen der Rändelscheibe ermöglichen.
Im Folgenden wird ein im Axialschnitt dargestelltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Adapters anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.
Der dargestellte Adapter weist ein mehrteiliges zylindrisches Gehäuse 20 auf, dessen linker Endteil 21 mit einem Spannkegel 22 und einer zentralen Blindausnehmung 23 versehen ist. Der mittlere Gehäuseteil 24 weist zwei sektorförmige Ausschnitte 25, 26 sowie einen zentralen Axialansatz 27 auf, der in der Blindausnehmung 23 des linken Endteils 21 über einen Wälzlagersatz 28 drehbar gelagert und mittels eines zen tralen Spannbolzens 29 festgelegt ist. Im mittleren Gehäuseteil 24 ist eine Rändelscheibe 30 verdrehbar gelagert, die mit ihrem Außenumfang in die sektorförmigen Gehäuseausschnitte 25 und 26 hineinragt und dadurch von Hand verdreht werden kann. An der Rändelscheibe 30 ist eine relativ dünnwandige koaxiale Hülse 31 befestigt, z. B. angeformt, in welcher eine Schraubenfeder 32 zwischen einer Anschlagschraube 34 in der Rändelscheibe 30 und einer axial verschiebbaren Einsatzbuchse 35 eingespannt ist. Die Hülse 31 begrenzt durch einen endseitigen Abschnitt die axiale Verschiebebewegung der Einsatzbuchse 35 und hat eine Endöffnung, deren Querschnitt dem Querschnitt einer Profilstange 50 angepasst ist. Ferner wird die Hülse 31 von dem schmaleren Abschnitt 36 einer axial verschiebbaren und gegen Verdrehung gesicherten Schiebebuchse 37 umgeben, die in ihrem mittleren Teil einen äußeren Ringbund 38 aufweist und über einen konischen Abschnitt 39 in einen rechten Endabschnitt 40 mit vergrößertem Durchmesser und verdickter Wandung übergeht. Der linke schmalere Abschnitt 36 steht über ein Außengewinde mit dem Innengewinde eines hohlzylindrischen Schneckenrads 41 in Eingriff, das mit den Gängen einer Schnecke 42 kämmt und durch diese verdreht wird. Die Schnecke 42 ist im rechten Gehäuseteil 43 quer zur Längsachse 44 drehbar gelagert und weist eine Längsbohrung 45 auf, deren – nicht dargestellter – Endteil einen Mehrkant-Querschnitt hat. Im Gehäuseteil 43 erstreckt sich eine – nicht dargestellte – Querbohrung in Verlängerung der Längsbohrung 45, die das Einführen eines Mehrkant-Werkzeuges in den Mehrkant-Endteil der Längsbohrung 45 ermöglicht.
Der rechte Gehäuseteil 43 bildet eine Werkzeugaufnahme und weist eine konische Ausnehmung 46 auf, in die der Hohlschaftkegel 15 eines üblichen Werkzeughalters 2 von drei winkelversetzt in der Werkzeugaufnahme 43 angeordneten Spannklauen 6 eingezogen wird.
In einer Zentralbohrung 47 mit Innengewinde des Werkzeughalters 2 ist axial angrenzend an die Stirnfläche des Werkzeugschafts 3 eine Hohlschraube 48 mit Außengewinde drehbar gelagert, die endseitig einen Bund 51 hat und deren Innenöffnung einen Mehrkant-Querschnitt zur drehfesten Aufnahme eines entsprechend profilierten Endteils 49 eines als Profilstange 50 ausgebildeten Steckeinsatzes aufweist. Das linke Ende der Profilstange 50 sitzt drehfest in der Einsatzbuchse 35, die sich an der Schraubendruckfeder 32 abstützt. Die Gehäuseteile 24 und 43 des Adapters sind durch geeignete Befestigungselemente, z. B. Senkschrauben, fest miteinander verbunden.
Der beschriebene Adapter 20 zur Längeneinstellung eines Werkzeugs 3 funktioniert wie folgt.
Der Adapter 20 wird in herkömmlicher Weise mittels des Spannkegels 22 in ein Voreinstellgerät eingespannt, das die verschiedenen Instrumente zur Werkzeugvermessung enthält. Der Werkzeughalter 2 wird mittels seines Hohlschaftkegels 15 in der konischen Ausnehmung 46 des Gehäuseteils 43 eingespannt, sodass eine durchgehende Anlage der beiden Konusflächen zustandekommt. Zu diesem Zweck wird ein Sechskant-Steckschlüssel in die – nicht dargestellte – Querbohrung im Gehäuseteil 43 und in die Längsbohrung 45 der Schnecke 42 eingeführt und verdreht. Die Drehbewegung der Schnecke 45 wird mit entsprechender Untersetzung in eine Verdrehung des koaxial zur Längsachse 44 auf dem Gewindeabschnitt 36 der Schiebebuchse 37 gelagerten Schneckenrads 41 umgesetzt, wodurch die gegen Verdrehung gesicherte Schiebebuchse 37 über den Gewindeeingriff axial in die dargestellte Position gezogen wird. Der konische Buchsenabschnitt 39 drückt dabei die Spannklauen 6 nach radial außen, sodass ihre äußeren Keilflächen 17 mit den inneren Schrägflächen des Hohlschaftkegels 15 in Druckanlage gebracht werden. Damit ist der Hohlschaftkegel 15 des Werkzeughalters 2 kraftschlüssig und fest in dem eine Werkzeugaufnahme bildenden Gehäuseteil 43 des Adapters 20 eingespannt.
Zur Längeneinstellung des Werkzeugs 3, dessen Klemmung im Werkzeugträger zuvor gelöst worden ist, wird die von außen leicht zugängliche Rändelschraube 30 manuell verdreht, was eine gleiche Drehbewegung der in der Hülse 31 drehfest und axial verschiebbar gelagerten Sechskant-Profilstange 50 und der mit dem verbreiterten Stangenende 49 drehfest gekuppelten Hohlschraube 48 zur Folge hat. Die Hohlschraube 48 wird dabei über den Gewindeeingriff in der Zentralbohrung 47 axial verstellt und schiebt über ihren Bund 51 den Werkzeugschaft 3 in die gewünschte Axialposition.
Der vorstehend beschriebene Spannvorgang und auch die Längeneinstellung lassen sich schnell und einfach vornehmen, was die Rüstzeiten erheblich verkürzt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann bei dem dargestellten Adapter statt der Rändelschraube 30 auch ein anderes Stellglied, z. B. ein weiterer Schneckentrieb, zum Verdrehen der Profilstange 50 vorgesehen sein.

Claims

Adapter zur Längeneinstellung eines Schaftwerkzeugs in einem Spannfutter mit Hohlschaftkegel, bestehend aus – einem zylindrischen Gehäuse (20) mit einem Schaft (21, 22) zum Einspannen in ein Einstellgerät, – einem von radial außen manuell betätigbaren Spannmechanismus (37, 41, 42) zum Fixieren des Spannfutters im Gehäuse und – einem im Gehäuse (24) angeordneten Einstellmechanismus zum axialen Verstellen des Werkzeugschaftes (3) im Spannfutter, der eine Profilstange (50) mit einem Anschlagglied (51) sowie von radial außen betätigbare Stellglieder (30) zum Betätigen dieses Anschlaggliedes über die Profilstange aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Spannmechanismus eine Schiebebuchse (37) zum radialen Spreizen von im Gehäuse (24) endseitig schwenkbar gelagerten Klemmklauen (6) und zum axialen Verschieben dieser Schiebebuchse (37) einen von radial außen betätigbaren Schneckentrieb (41, 42) aufweist, dessen Schneckenrad (41) im Gehäuse (24) axial unverschiebbar gelagert ist, und – der Einstellmechanismus eine Rändelscheibe (30) zum Verdrehen der Profilstange (50) und eine mit der Profilstange (50) drehfest gekuppelte Hohlschraube (48) als Stellglied aufweist, deren Längsverstellung die Lage des Werkzeugschaftes im Spannfutter (2) bestimmt.
Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (41) des Schneckentriebes (41, 42) über eine Verzahnung mit der Schiebebuchse (37) in Eingriff steht und die zugehörige quer im Gehäuse (24) gelagerte Schnecke (42) mittels eines Werkzeuges von außen verdrehbar ist.
Adapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (41) des Schneckentriebs (41, 42) als Mutter ausgebildet ist, deren Innengewinde mit einem am Endteil der Schiebebuchse (37) versehenen Außengewinde kämmt.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebebuchse (37) einen erweiterten äußeren Buchsenteil (40) und in ihrem Mittelteil einen äußeren Ringbund (38) und einen sich radial erweiternden konischen Abschnitt (39) aufweist, der mit inneren Keilflächen der Spannklauen (6) unmittelbar zusammenwirkt.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im mehrteiligen Gehäuse (20) gelagerte Rändelscheibe (30) eine in der drehfesten Schiebebuchse (37) angeordnete Hülse (31) aufweist, in welche die Profilstange (50) gegen Verdrehung gesichert und längsverschiebbar eingreift.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckentrieb (41, 42) des Spannmechanismus axial neben der Rändelscheibe (30) im Gehäuse (20) angeordnet ist.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (20) seitliche Ausschnitte (25, 26) zur Handbetätigung der Rändelscheibe (30) ausgebildet sind.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der mit der Rändelscheibe (30) einstückig ausgebildeten Hülse (31) eine Einsatzbuchse (35) mit einer profilierten Aufnahmeöffnung für die drehfeste Halterung der Profilstange (50) gegen die Kraft einer Schraubenfeder (32) abgestützt ist.
Adapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (21, 22) zum Einspannen in das Einstellgerät drehbar im angrenzenden Gehäuseteil (24) gelagert ist.