DE19618581A1 - Werkzeugständer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugständer, insbesondere einen Bohr- und/oder Fräsständer kleiner oder mittlerer Größe.

Ein solcher Werkzeugständer umfaßt normalerweise einen Arbeitstisch, auf dem das zu bearbeitende Werkstück festgespannt werden kann, eine dazu senkrechte Säule und einen Ausleger, der an der Säule höhenverstellbar geführt ist. Der Ausleger kann hierbei entweder direkt als Werkzeugmaschine ausgeführt sein oder zur Aufnahme einer austauschbaren Werkzeugmaschine vorgesehen sein.

Ein hinlänglich bekanntes Problem beim Arbeiten mit solchen Werkzeugständern ist die Tatsache, daß beim Wechseln des Werkzeuges, z. B. eines Bohrers oder eines Fräskopfes, dieses häufig schon mit seinem unteren Ende nach unten an den Arbeitstisch oder an das eingespannte Werkstück anstößt, während sein oberes Ende noch in dem Spannfutter der Werkzeugmaschine steckt.

Eine Möglichkeit das Werkzeug auszutauschen besteht dann darin, den Ausleger aus seiner Position nach oben zu verschieben um das Werkzeug zu entnehmen und durch ein anderes auszutauschen. Danach ist jedoch ein neuerliches Ausrich­ ten des Auslegers in seine ursprüngliche Arbeitsposition notwendig. Dies ist häufig ein sehr zeitaufwendiges Unterfangen, vor allem wenn die Präzision der ausgeführten Arbeit von der exakten Stellung des Auslegers abhängt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Werkzeugständer vorzu­ schlagen, der das Auswechseln der Werkzeuge wesentlich vereinfacht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Werkzeugständer, insbesondere einen Bohr- und/oder Fräsständer, mit einem Arbeitstisch, einer zum Arbeitstisch senkrechten Säule, und einem Ausleger der vertikal verschieb­ bar und drehbar an der Säule geführt ist, der gekennzeichnet ist durch einen Ring der vertikal verschiebbar an der Säule geführt ist, eine Klemmvorrichtung zum höhenverstellbaren Befestigen des Rings an der Säule, ein Auflager am Ring für den Ausleger, erste Einrastmittel am Ring, und zweite Einrastmittel am Ausleger, wobei die ersten und zweiten Einrastmittel derart zusammenarbeiten, daß sie in eingerastetem Zustand den am Auflager des Rings aufliegenden Ausleger gegen vertikales Verschieben und horizontales Drehen bezüglich des Rings blockieren.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Werkzeugständers wird das Auswechseln des Werkzeuges wesentlich erleichtert. Zum Auswechseln wird der auf dem Ring gelagerte Ausleger nach dem Entriegeln der Einrastmittel einfach seitlich weggeschwenkt. Der dadurch unter der Arbeitsspindel gewonnene Freiraum verhindert, daß das Werkzeug nach unten an den Arbeitstisch oder das Werkstück anstößt und ermöglicht somit, daß das Werkzeug leicht entnommen und durch ein anderes ausgetauscht werden kann. Der Ausleger behält bei diesem Vorgang seine eingestellte Arbeitshöhe bei und diese muß folglich nach dem Auswechseln des Werkzeugs nicht wieder mühsam eingestellt werden.

Weiterhin muß der Ausleger trotz des sehr einfachen Verriegelungssystems beim Herumschwenken nicht mit einer Hand gehalten werden, so daß beide Hände zum Werkzeugwechseln frei sind. Nach dem Auswechseln des Werkzeugs wird der Ausleger wieder in seine ursprüngliche Position gebracht und dort durch die Einrastvorrichtung verriegelt. So kann der Ausleger immer wieder reproduzierbar in die exakt gleiche Position geschwenkt werden.

Auch das Verstellen der Arbeitshöhe des Auslegers geht ohne Probleme vonstat­ ten. Es genügt, die Klemmvorrichtung zum Befestigen des Ringes zu lösen. Der Ausleger kann dann mitsamt dem Ring in der Höhe verschoben werden und in seiner neuen Position durch neuerliches Betätigen der Klemmvorrichtung zu arretierten.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemä­ ßen Ausführungsvariante anhand der beiliegenden Figuren hervor. Es handelt sich bei der dargestellten Ausführungsvariante um einen Werkzeugständer mittlerer Größe, bei dem der Ausleger als Bohrmaschine ausgebildet ist. Diese Einheit wird allgemein als Tischbohrmaschine bezeichnet.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Auslegers und der Säule eines solchen Werkzeugständers;

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf den Ausleger des Werkzeugständers nach Fig. 1, teilweise geschnitten entlang der Ebene A;

Fig. 3 eine Ansicht von vorne auf den Ausleger des Werkzeugständers nach Fig. 1, teilweise geschnitten entlang der Ebene B;

Fig. 4: eine Detailansicht entlang der Blickrichtung X.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugständers mit einem Ausleger 2 dargestellt. Die gezeigte Ausführung ist als Tischbohrmaschine ausgelegt, das heißt, daß der Ausleger 2 als Bohreinheit ausgebildet ist. Gezeigt ist in Fig. 1 der obere Teil des Werkzeugständers mit dem Ausleger 2 und einer Säule 4. Ein Arbeitstisch 6, an den die Säule 4 rechtwinklig angebracht ist hier nur angedeutet, da er für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung ist.

In der vorliegenden Ausführung des Werkzeugständers ist der Ausleger 2 also als Bohrmaschine ausgebildet. Man erkennt angedeutet ein Spannfutter 8, das an einer Bohrspindel 10 angebracht ist, eine Vorrichtung 12 zum Absenken der Bohrspindel 10 und einen Hebel 14 zum Einstellen der Drehgeschwindigkeit der Bohrspindel 10.

In dem hinteren Bereich ist der Ausleger 2 mit einem Führungskanal 16 für die Säule 4 versehen. Mit diesem Führungskanal 16 ist der Ausleger 2 über die Säule 4 geschoben, so daß dieser vertikal verschiebbar und drehbar an der Säule 4 geführt ist. Fig. 1 ist in dem hinteren Bereich geschnitten, so daß man den Führungskanal 16 und eine Vorrichtung zum Fixieren des Auslegers 2 an der Säule 4 erkennt. Diese Vorrichtung zum Fixieren besteht im wesentlichen aus einem Ring 18, der an der Säule 4 verschiebbar geführt ist und der in einer beliebigen vertikalen Position an der Säule 4 fixiert werden kann. Bei dem Ring 18 kann es sich zum Beispiel um einen Spaltring handeln, dessen Innendurchmesser mittels einer Klemmschraube 20 verkleinert werden kann und der sich dadurch fest um die Säule 4 legt. Der Ring 18 ist in einer Kammer 22 in dem Ausleger 2 angeordnet, die quer zum Führungskanal 16 angeordnet ist. Die Anordnung ist dabei derart gewählt, daß die Achse des Ringes 18 mit der Achse des Führungs­ kanals 16 übereinstimmt. Der Ring 18 ist in der Kammer 22 drehbar gelagert und bildet an seiner oberen Fläche ein Auflager 24 aus, auf dem sich der Ausleger 2 abstützen kann. Die obere Begrenzungsfläche der Kammer 22 bildet dabei ein Gegenauflager 25 für das Auflager 24 aus, so daß sich der Ausleger 2 mit dieser Begrenzungsfläche auf dem Ring 18 abstützt. Dadurch ist die Position des Auslegers 2 relativ zu der Säule 4 fixiert, ohne daß seine Drehbarkeit eingeschränkt ist. Um eine Drehung zu erleichtern, können die Oberflächen von Auflager 24 und/oder Gegenauflager 25 dabei mit einem reibungsreduzierenden Material versehen sein.

Die axiale Ausdehnung der Kammer 22 ist so gewählt, daß der Ring 18 in der Kammer 22 ein wesentliches axiales Spiel aufweist. Dies ermöglicht es, unterhalb des Ringes 18 um die Säule 4 Federmittel 26 anzubringen, welche auf den Ring 18 eine Federkraft in Richtung auf das Gegenlager 25 ausüben. Diese Federmittel 26 können zum Beispiel Tellerfedern, Wendelfedern oder Spiralfedern umfassen. Auf diese Art werden das Auflager 24 und das Gegenauflager 25 beim Verschie­ ben des Auslegers 2 relativ zu der Säule 4 miteinander in Kontakt gehalten. Dies ermöglicht ein genaues Einstellen der Arbeitshöhe des Auslegers 2, da zwischen dem Auflager 24 und dem Gegenauflager 25 kein axiales Spiel auftritt. Der Ausleger 2 steht somit nach dem Festklemmen des Ringes 18 automatisch in seiner endgültigen Arbeitshöhe relativ zu dem Arbeitstisch 6.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht von oben auf den Ausleger 2 des Werkzeugständers nach Fig. 1, teilweise geschnitten entlang der Ebene A. Man erkennt eine Einrast­ vorrichtung, die dazu dient, den Ausleger gegen vertikales Verschieben und horizontales Verdrehen bezüglich des Ringes 18 zu blockieren. Diese Einrastvor­ richtung umfaßt eine radiale Bohrung 28 in dem Ring 18 und einen in diese Bohrung 28 einrastbaren Verriegelungsbolzen 30, der an dem Ausleger 2 ange­ bracht ist. Die Bohrung 28 ist dabei im äußeren Bereich bevorzugt konisch aufgeweitet und die Spitze 32 des Verriegelungsbolzen 30 ist dementsprechend als Konus ausgeführt. Dies garantiert eine exakte Zentrierung des Verriegelungs­ bolzens 30 in der Bohrung 28 und sorgt somit für eine spielfreie und reproduzier­ bare Ausrichtung des Auslegers. Zum Lösen der Einrastvorrichtung beim seitli­ chen Wegschwenken des Auslegers, kann der Verriegelungsbolzen 30 durch einen Hebelmechanismus 34 betätigbar sein.

Dieser Hebelmechanismus 34, gut erkennbar in Fig. 3 und Fig. 4, besteht aus einer Wippe 36, die verkippbar mittels einer Achse 38 an dem Ausleger befestigt ist und die an einem Ende mit länglichen Aussparungen 40 versehen ist. In diese Aussparungen 40 greifen die beiden Enden eines Querbolzens 42 ein, der durch den Verriegelungsbolzen 30 verläuft. Durch Betätigung der Wippe in Richtung des Pfeiles 44 gegen die Federkraft einer betätigungsseitig angebrachten Feder 46 wird der Verriegelungsbolzen 30 radial aus der Bohrung 28 herausgezogen, der Ausleger 2 wird freigegeben und kann seitlich weggeschwenkt werden. Um den Ausleger 2 in einer weggeschwenkten Position, z. B. um 90° aus der Arbeitsaus­ richtung verdreht, zu verriegeln kann eine weitere Bohrung 28′ als Einrastbohrung in dem Ring 18 ausgeführt sein.

Damit die durch die Einrastvorrichtung bezüglich des Ringes 18 festgelegten Ausrichtungen des Auslegers 2 auch bezüglich des Arbeitstisches 6 festgelegt sind, ist in einer alternativen Ausführung der Ring 18 mit der oder den darin ausgeführten Bohrungen 28 gegen Verdrehen bezüglich der Säule 4 gesichert. Dies kann zum Beispiel durch eine in die Säule 4 ausgeführte, axiale Nut 48 und einen an dem Ring 18 angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung 50, z. B. eine Feder, erreicht werden, wobei der Vorsprung 50 in der axialen Nut 48 geführt wird.

Aufgrund der beim Bohren mit dem Bohrer auf das zu bearbeitende Werkstück ausgeübten Kraft kommt es zu einer Reaktionskraft, die von dem Arbeitstisch 6 nach oben zeigt und die auf den Ausleger 2 ein Drehmoment ausübt. Dieses Drehmoment kann bewirken daß die Säule 4 in dem Führungskanal 16 des Auslegers 2 verkantet, so daß die Bohrung nicht mehr senkrecht erfolgt. Um dies zu verhindern ist in dem Ausleger in axialem Abstand zu dem Ring 18 eine zusätzliche Klemmvorrichtung angeordnet. Diese Klemmvorrichtung ist in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Sie besteht vorteilhaft aus einem Klemmschuh 52, der radial zum Führungskanal 16 des Auslegers 2 verschiebbar ist, axial jedoch eine feste Position bezüglich des Auslegers 2 einnimmt, und einem auf einer Drehach­ se 54 angeordneten Exzenter 56 zum Betätigen des Klemmschuhs 52. Durch Drehen der Achse 54 und dem daran angebrachten Exzenter 56 wird der Klemm­ schuh 52 kraftschlüssig gegen die Säule 4 gepreßt, wodurch der Ausleger 2 an dieser verriegelt wird. Durch die doppelte Fixierung des Auslegers 2 an zwei axial auseinanderliegenden Punkten ist dieser nun gegen Verkanten gesichert.

Soll ein Werkzeug gewechselt werden, wird zunächst die Klemmvorrichtung 52, 54, 56 gelöst. Dann wird über den Hebelmechanismus 34 die Einrastvorrichtung 28, 30 entriegelt. Der Ausleger 2 läßt sich jetzt seitlich wegschwenken, wobei die Oberflächen von Auflager 24 und Gegenauflager 25 aneinander vorbeigleiten. Der Ring 18 bleibt hierbei in seiner Position an der Säule 4 festgeklemmt. Ist in dem Ring 18 eine zweite Einrastbohrung 28′ ausgeführt, so kann der Ausleger 2 nach dem Wegschwenken in seiner seitlichen Ausrichtung arretiert werden, indem der Verriegelungsbolzen 30 in diese zweite Einrastbohrung eingerastet. Es ist hier­ durch gewährleistet, daß der Ausleger nicht selbständig aus dieser seitlichen Position herausschwenken kann.

Das Werkzeug, hier der Bohrer, kann nun nach unten aus dem Spannfutter 8 herausgenommen und ausgewechselt werden, ohne daß es nach unten an dem Arbeitstisch 6 oder dem daran befestigten Werkstück anstößt. Nach dem Aus­ wechseln des Werkzeuges wird die Einrastvorrichtung 28′, 30 wiederum über den Hebelmechanismus 34 entriegelt, der Ausleger 2 wird in seine ursprüngliche Ausrichtung zurückgeschwenkt, und der Verriegelungsbolzen 30 der Einrastvor­ richtung rastet in die Einrastbohrung 28 ein. Anschließend wird die Klemmvorrich­ tung 52, 54, 56 mittels eines Betätigungshebels 58 (Fig. 2 und Fig. 3) betätigt um den Ausleger 2 verkippungsfrei an der Säule 4 zu arretieren.

Zum Verstellen der Arbeitshöhe des Auslegers 2 wird zunächst der Spaltring 18 über die Klemmschraube 20 zum Beispiel mittels eines an der Schraube befestig­ ten Betätigungshebels gelöst. Danach wird die Klemmvorrichtung 52, 54, 56 des Auslegers 2 gelöst. Der Ausleger 2 ist nun mitsamt des Rings 18 entlang der Säule 4 verschiebbar und kann in die gewünschte Position gebracht werden.

Bleibt die Einrastvorrichtung 28, 30 eingerastet, so ist der Ausleger 2 aufgrund der Führungsmittel 48, 50 immer noch gegen Verdrehung bezüglich des Arbeitsti­ sches 6 gesichert. Befindet sich der Ausleger in der gewünschten Arbeitshöhe, so wird die Klemmvorrichtung 52, 54, 56 betätigt und somit der Ausleger 2 an der Säule 2 fixiert. Wird ein seitliches Wegschwenken des Auslegers 2 unter Beibehal­ tung dieser Arbeitshöhe gewünscht, wird anschließend die Klemmschraube 20 festgezogen.

Claims (9)

1. Werkzeugständer, insbesondere ein Bohr- und/oder Fräsständer, umfassend einen Arbeitstisch (6), eine zum Arbeitstisch (6) senkrechte Säule (4), einen Ausleger (2), der vertikal verschiebbar und drehbar an der Säule (4) geführt ist, gekennzeichnet durch einen Ring (18), der vertikal verschiebbar an der Säule (4) geführt ist,
eine Klemmvorrichtung (20) zum höhenverstellbaren Befestigen des Rings (18) an der Säule (4),
ein Auflager (24) am Ring (18) für den Ausleger (2),
erste Einrastmittel (28) am Ring (18),
zweite Einrastmittel (30, 32) am Ausleger (2), wobei die ersten und zweiten Einrastmittel derart zusammenarbeiten, daß sie in eingerastetem Zustand den am Auflager (24) des Rings (18) aufliegenden Ausleger (2) gegen vertikales Verschieben und horizontales Drehen bezüglich des Rings (18) blockieren.

2. Werkzeugständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) drehbar in einer Kammer (22) des Auslegers (2) gelagert ist, wobei die obere Begrenzungsfläche der Kammer (22) als Gegenauflager (25) für das Auflager (24) am Ring (18) ausgebildet ist.

3. Werkzeugständer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) in der Kammer (22) ein wesentliches axiales Spiel aufweist, wobei Fe­ dermittel (26) derart zum Ring (18) angeordnet sind, daß sie auf den Ring (18) eine Federkraft in Richtung des Gegenauflagers (25) in der Kammer (22) aus­ üben.

4. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ring (18) als Spaltring mit Klemmschraube (20) ausgebildet ist.

5. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die ersten Einrastmittel am Ring (18) mindestens ein konisches Ein­ rastloch (28) aufweisen, und die zweiten Einrastmittel am Ausleger (2) einen Konus (32) aufweisen der in das mindestens eine konische Einrastloch (28) einrastbar ist.

6. Werkzeugständer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (32) über einen federbelasteten Hebelmechanismus (34) zum Ein- und Aus­ rasten betätigbar ist.

7. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Führungsmittel, die den Ring (18) gegen Verdrehung bezüglich der Säule (4) sichern.

8. Werkzeugständer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rungsmittel eine in die Säule (4) ausgeführte, axiale Nut (48) und einen an dem Ring (18) angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden, axialen Vorsprung (50) umfassen, wobei der Vorsprung (50) in die axiale Nut (48) hineinragt und in dieser geführt wird.

9. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine im Ausleger (2) angeordnete Klemmvorrichtung (52, 54, 56) zum kraft­ schlüssigen Festlegen des Auslegers (2) an der Säule (4).