DE2019185C3 - Werkzeughalter mit regelbarer Werkzeugeinstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit regelbarer Werkzeugeinstellung, bestehend aus zwei, elastisch miteinander verbundenen, im Winkel zueinander verstellbaren Teilstücken, von denen das das Werkzeug aufnehmende Teilstück durch einen von einem Steuerstößel beaufschlagbaren, an Auflagern der beiden Teilstücke abgestützten Untersetzungshebel auslenkbar ist.

Ein derartiger Werkzeughalter ist aus der US-PS 05 028 bekannt. Der dort beschriebene und dargestellte Werkzeughalter, insbesondere für Bohrwerkzeuge, soll beim Zurückgeher, des Werkzeuges nach Beendigung eines Bearbeitungsvorganges die Werkzeugspitze von der fein bearbeiteten Werkstückoberfläche abheben, um deren Beschädigung durch Kratzer oder Schrammen zu vermeiden. Dazu wird das. das Werkzeug aufnehmende Teilstück am Ende dis Vorwärtsganges um einige Tausendstel in radialer Richtung ausgelenkt, so daß die Werkzeugspitz« die fertig bearbeitete Oberfläche nicht mehr berührt.

Die US-PS 30 07 356 betrifft eine einstellbare Bohrstange, bei der die Schnittiefe des am Werkzeughalter angebrachten Werkzeuges ohne Unterbrechung des Arbeitsvorganges eingestellt werden kann. Das Werkzeug ist hier allerdings nicht mit der gleichen Feinfühligkeit zustellbar, wie es bei der Abhebebewegung beim Werkzeug der eingangs beschriebenen Anordnung der Fall ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter mit regelbarer Werkzeugeinstellung zu schaffen, der bei der Bearbeitung von ίο Werkstücken auf automatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen, die Abnutzung des Werkzeuges ausgleicht und ruckartige Zustellbewegungen, den sogenannten »Stick-Slip«-Effekt. vermeidet.

Diese Aufgabe ist bei einem Werkzeughalter mit regelbarer Werkzeugeinsieilung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Untersetzungshebei an der Stelle der Auflager zwei entgegengesetzt zueinander gerichtete, sich teilweise überdeckende Sacklöcher aufweist, die Auflugefinger aufnehmen, zwischen denen ein Plättchen aus elastischem Kunststoff angeordnet ist. mit dem die Auflagefinger auf dem Grunde der Sacklöcher aufliegen.

Zweckmäßigerweise stützt sich mindestens einer der Auflagefinger mittels einer Abstützkugcl auf dem einen Werkzeughalter-Teilstück ab.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Untersetzungshebel mit einem anderen Untersetzungshebel zusammenarbeitet, der zwischen den beidei· Werkzeughalter-Teilstücken gelenkig gelagen ist und auf den der Steuerstößel einwirkt, daß der andere Untersetzungshebel auf einem Lagerzapfen quer zu einer zum Steuerstol3cl parallelen Stange gelenkig gelagert und zwischen den beiden Werkzeughalter-Teilstücken so angeordnet ist, daß auf dem einen Ende der Stange, in dem einen Werkzeughalter-Teilstück ein Ring aus ela tischem Kunststoff festgelegt und auf dem anderen Ende der Stange unter Zwischenschaltung einer das Zusammenpressen des Ringes bewirkenden Tellerfeder in dem anderen Werkzeughalter-Teilstück gelagert ist, um die Wärmedehnung des Plättchens durch die des Ringes auszugleichen.

Durch diese Mittel und Maßnahmen wird bei der Korrektur des Werkzeugverschleißes an automatisch arbeitenden Werkzeugmaschinen durch Ausschaltung des Stick-Slip-Effektes in vorteilhafter Weise eine große Bearbeitungsgenauigkeit erzielt. Dadurch kann die Automatisierung der Bearbeitung voll ausgenutzt werden. Obgleich der erfindungsgemäße Werkzeughalter eine große Steifigkeit aufweist, reagiert er auf den Impuls für eine Verlagerung des Werkzeuges sehr feinfühlig und führt auch bei starker Beanspruchung mikrometrische Verlagerungen treu und genau aus.

In der nachfolgenden Beschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Schnitt durch einen Werkzeughalter mit einem Untersetzungshebel;

Fig. 2 die Seitenansicht des Unierset/ungshebels nach Fig. 1;

F i g. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Werkzeughalters mit zwei Untersetzungshebeln;

F i g. 4 einen Axialschnitt durch die bish erige Ausführungsform des Werkzeughalters;
Fig. 5 einen Vertikalschnitt nach Linie 11-11 in Fig. 4.

Der in Fig. 4 dargestellte Werkzeughalter weist einen in seiner Gesamtheit mit I bezeichneten Werkzeughal'erblock auf, der aus zwei Teilstücken la.

\b besteht, die miteinander durch ein Scharnier Ic verbunden sind. Dieses Scharnier wird dadurch erhalten, daß auf dem eine zylindrische Form aufweisenden Block zwei auf seiner Achse senkrecht stehende Schlitze 2 und 3 angebracht werden, die in zwei benachbarten Bohrlöchern 4 und 5 enden, die senkrecht zu einem Halbmesser des Zylinders verlaufen und zwischen denen das eine elastische Verbindung darstellende Scharnier 1<-verblieben ist. Der Block ist außerdem bei \d ausgespart, und in dieser Ausnehmung ist der I ntersetungshebel 6 für die Steuerung der Spreizung der Teilstücke la. Ibuntergebracht. Der Unierseizungshebel 6 arbeitet mit einem Steuerstößel 7 zusammen, der das Teils'.ück la in axialer Richtung durchsetzt. Im übrigen liegt der Untersetzungshebcl 6 zwischen zwei Auflagern, die hier aus zwei Schneiden 8 und 9 bestehen, die auf den Teilstücken la und 16 gegenüberstehend und von der Achse des Steuerstößels 7 in annähernd gleich großen Abständen angeordnet sind. Die Teilstucke Ij und Ib werden durch nicht gezeichnete, auf der Höhenlage der genannten Auflager, hier der Schneiden 8 und 9 angeordnete Federn in ständiger Berührung mit dem Untersetzungshebel 6 gehalten. Eines der Teilstükke des Blockes, hier das Teilstück la, ist an einem nicht gezeichneten Tragstück befestigt, das andere Teilstück Ib des Blockes trägt das Werkzeug O, das hier an einer axialen Verlängerung Ic dieses Teilstückes befestigt ist. Das genannte Tragstück des Werkzeughalters besieht vorzugsweise aus einer in der Rotationsachse gelegenen Werkzeugspindel. In dieser Rotationsachse liegt auch der Steuerstößel 7.

Aus dem Vorhergesagten ergibt sich, daß es die Anordnung des Untersetzungshebcls 6 ermöglicht, in der Höhenlage der Schneide 8 zwischen dem Teilstuck \a und dem T»ilstück Ib eine Entfernungsänderung /u bewirken, die merklich kleiner ist. als die Verschiebung des Steuerstößels 7 und zwar im Verhältnis der Differenz der Abstände der Schneiden 8 und ? von der Achse des Steuerstößels 7 zum Abstand der Schneide 9 von dieser Achse. Dies ermöglicht, auch bei einem Werkzeughalter großer Steifigkeit und starker Beanspruchung, die mikrometrisehcn Verlagerungen des Teilstückes \b des Werkzeughalters und damit des Werkzeuges O um den Mittelpunkt des Scharniers Ic durch die vie' größeren Amplituden des Steucrstößels zwar /u steuern, jedoch nicht den Stick-Slip-Effekt auszuschalten.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine besondere Anordnung des Untersetzungshebels, mit der im Vergleich /um vorhergehenden Fall in vorteilhafter Weise die Treue so und Genauigkeit der erhaltenen Verlagerungen noch verbessert werden und der Stick-Slip-Effekt vermieden wird.

Auch bei dieser Anordnung befindet sich /wischen den voneinander entfernbaren Teilstücken 11a. lib des s«, Blockes des Werkzeughalters ein unter dem Einfluß eines Steuerstößels 7 stehender Uniersetzungshebel 16. In der Höhe seiner in dem Block vorgesehenen Auflager ist der Unterset/ungshebel 16 bis 111 die Mitte seiner Dicke von /wei gegeneinander verschobenen, aber auf einer Teilfläche zusammenfallenden Löchern 12 und t \ durchbohrt. In jedes dieser Löcher ragt ein mit dem Teilstück Ua kraftschlüssig verbundener Auflagelinger 18 b/w. ein an dem Teilstück Wh anliegender, gegenüber dem Teilstück lla versetzter Auflagefinger <>< 19. Zwischen den beiden Auflagefingern 18, 19 liegt ein verhältnismäßig dünnes Plättchen 14 aus einem ■>i:ioiM-hen Kunststoff und /war vorzugsweise so. daß die Ebene des Piattchens in der dargestellten Ruhelage des Untersetzungshebels 16 durch den Berührungspunkt des Untersetzungshebels 16 mil dem Steuerstößel 7 hindurchgeht und daß das Planchen 14 normalerweise zwischen den Auflagefingem 18, 19 und dem Untersetzungshebel 16 eingeschlossen ist. Die Auflagefinger 18. 19 liegen mit ihrem inneren Ende am Grunde der Sacklocher 12, 13 an und sie haben einen nach außen abnehmenden, hier kegelstumpfförmigen Querschnitt, damit der Untersetzungshebcl 16 seine Schweikbewegungen ausführen kann.

Diese Ausführungsform hat den Voneil, daß jegliches Gleiten des Hebels an den Auflagern vermieden wird. Dadurch wird die Steuerung ohne jede Anlaufträgheit durch Reibung von Fläche an Flache (»Stick-Slip«), treu und genau. Bei bester Ausführung, wenn die Ebene des Plättchens so liegt, wie dies oben angegeben, befinden sich die die Unterseizun;.: der Bewegung bestimmenden drei Punkte des Untcrset/ungshcbels 16 an den Stellen A. rJund C.d. h. sie liegen ziemlich genau in der gleichen Ebene. Außerdem sind die Sacklöcher 12. Ii für die Auflagefinger 18 und 19 nahe beieinander angeordnet, um mit einem einzigen Hebel eine weseiu liehe Unterset 'ung /u erzielen.

In F i g. i ist eine Ausführungsform des Werkzeughai ters mit /wei Unletsei/ungshebeln dargestellt.

Diese Ausführungsform enthält wiederum /wei gegeneinander bewegliche Teilstückc 21a und 21b des Werkzeughalters, /wischen denen ein I Interset/ungshebel 26 angeordnet ist. der nut Auflagefingern 28 und 29 zusammenarbeitet, /wischen denen ein Plättchen 24 aus elastischem Kunststolf liegi. Der Auflagefinger 28 ist mittels eirer Schraube 30 an dem Werkzeughalter 1 eil slück 21a befestigt und der Auflagefinger 29 stut/t sich mittels einer Abstüt/kugel 31 an einem an dem Werk/eughaller TeiKtück 21b befestigten Anschlagstück 32 ab. Die Abstüt/kugel 31 wird in konischen Ausnehmungen eier Teile 29 und 32 gehalten.

Der Untersetzungshebel 26 unterliegt an seinem, den vorgenannten Auflagestellen abgewandten Ende der Einwirkung eines anderen Untersetzungshebels 16. dessen eines, gegabeltes Ende auf einem Lagerzapfen 17 schwenkbar gelagert ist. der von einer Stange 38 getragen wird, die an den Werkzeughalter-Teilstücken 21a. 21b an einer von den vorgenannten Auflagesiellen abgewandten Stelle befestigt ist. Der Steuerstößel 7 greift an dem anderen Ende des /.weitgenannten Üntersei/ungshebels 36 an. der mit einem /wischen seinen beiden Enden gelegenen Fingern 39 am unte.-en Ende des erstgenannten Untersetzungshebels 26 anliegt. Die Untersetzung der Verlagerung durch die Spreizung des Werkzeughalters ist somit eine Funktion erstens der durch den zweitgenannten I !nterseiziingshcbcl 36 verursachten Untersetzung, die gleich dem Verhältnis /wischen Abstand von Lagerzapfen 37 und Finger 39 sowie dem Abstand /wischen Lagerzapfen 37 und dem Steuerstößel 7 ist, sowie auch -.on dem erstgenannten Uniersetzungshebel 26 hervorgerufenen bereits im Falle der F i g. 1 und 2 definierten Übersetzungsverhältnisse.

I'm in der Höhenlage des Werkzeuges einen Ausgleich der Veränderungen der Lage des Werkzeug h.ilterblockes herbeizuführen, ist das eine linde der Stange 38 fest mn dem Werk/eughalter■ Teilstück 21a verbunden und bildet durch die Zwischenlage eines aus einem elastischen Material bestehenden Ringes 40 eine Anlage fur die auseinandergehende Bewegung Das andere Ende der Stange 38 ist gleitbar in dem

Werkzeughalter-! cilstück 2\b gelagert und wird durch eine leder festgehalten, die durch den Ring 40 unter Druck gesetzt und die hier durch die Tellerfeder 41 gebildet ist. die bei der Montage der Stange durch eine Schrauben mutter zusammengepreßt wird.

Die durch die Wärnieausdehnung des Kunststuff· plättchens 24 verursachten liingslaufenden Verlagerungen des Auflagcfingers 29 werden durch die Warmeausdehnung des Kunststoffringes 40 ausgeglichen, dessen Zunahme an Dicke den Lagerzapfen 37 nach rechts

verschiebt, so dall die Lage des Auflagelingers 29 unverändert bleibt Ils ist noch darauf hinzuweisen, daß der King 40 in die Masse des Werkzeughalters eingesetzt ist. damit er den Tcmperaluränderungen des gesamten metallischen Werkzeughalters folgt. Damit sich der King nicht elastisch verformen kann, ist er dicht in seinem Unlerbringungsriium zwischen dem Werkzeughalter-! eilsüick 2\u und einer Scheibe 42 eingeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Werkzeughalter mit regelbarer Werkzeugeinstellung, bestehend aus zwei, elastisch miteinander verbundenen, im Winkel zueinander verstellbaren Teilstücken, von denen das das Werkzeug aufnehmende Teälstück durch einen von einem Steuerstößel beaufschlagbaren, an Auflagern der beiden Teilstücke abgestützten Untersetzungshebel auslenkbar ist, dadurch gekennzeichnet., daß der Untersetzungshebel (16; 26) an der Stelle der Auflager zwei entgegengesetzt zueinander gerichtete, sich teilweise überdeckende Sacklöcher (12, 13) aufweist, die Auflagefinger (18, 19; 28, 29) aufnehmen, zwischen denen ein Plättchen (14; 24) aus elastischem Kunststoff angeordnet isi. mit derm die Auflagefinger (18, 19; 28, 29) auf dem Grunde der Sacklöcher (12,13) aufliegen.
2. 2. Werkzeughalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer (29) der Auflagefinger sich mittels einer Abstützkugel (31) auf dem einen Werkzeughalter-Teilstück [2Xb) abstützt.
3. 3. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Untersetzungshebel (26) mit einem anderen Untersetzungshebel (36) zusammenarbeitet, der zwischen den beiden Werkzeughalter-Teilslücken (21a, 216) gelenkig gelagert ist und auf den der Steuerstößel (7) einwirkt, daß der andere Untersetzungshebel (36) auf einem Lagerzapfen (37) quer zu einer zum Steuerstößel (7) parallelen Stange (38) gelenkig gelagert und zwischen den beiden Werkzeughalter-Teilstücken (21a, 21 b) so angeordnet ist. daß auf dem einen Ende der Stange (38), in dem einen Werkzeughaiter-Teilstück (21a) ein Ring (40) aus elastischem Kunststoff festgelegt und auf dem anderen Ende der Stange (38) unter Zwischenschaltung einer das Zusammenpressen des Ringes (40) bewirkenden Tellerfeder (41) in dem anderen Werkzeughalter-Teilstück gelagert ist, um die Wärmedehnung des Plättchens (24) durch die des Ringes (40) auszugleichen.