DE202012100353U1 - Tool holder for mounting a chisel tool - Google Patents
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Abstract
Werkzeughalterung zur Montage eines Meißelwerkzeugs (10) in einer Werkzeugaufnahme (15) einer Maschine, wobei die Werkzeugaufnahme (15) eine zylindrische Ausnehmung (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Meißelwerkzeug (10) einen in die Ausnehmung (14) einsetzbaren Werkzeugschaft (13) aufweist, der mit mindestens einem Klemmkörper (24) über schräge oder konische Kontaktflächen (16, 17) zusammenwirkt, wobei der Werkzeugschaft (13) relativ zum Klemmkörper (24) axial verstellbar und hierdurch in der Ausnehmung (14) radial verspannbar ist.Tool holder for mounting a chisel tool (10) in a tool holder (15) of a machine, wherein the tool holder (15) has a cylindrical recess (14), characterized in that the chisel tool (10) has a tool shank (14) which can be inserted into the recess (14). 13), which cooperates with at least one clamping body (24) via oblique or conical contact surfaces (16, 17), wherein the tool shank (13) relative to the clamping body (24) axially adjustable and thereby in the recess (14) is radially clamped.
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeughalterung zur Montage eines Meißelwerkzeugs, insbesondere eines Rundschaftmeißels, in einer Werkzeugaufnahme einer Maschine, wobei die Werkzeugaufnahme eine zylindrische Ausnehmung aufweist. The invention relates to a tool holder for mounting a chisel tool, in particular a round shank chisel, in a tool holder of a machine, wherein the tool holder has a cylindrical recess.
An zahlreichen Maschinen, beispielsweise an Straßenfräsmaschinen, mit deren Hilfe der Fahrbahnbelag abgefräst werden kann, an Teilschnittmaschinen im Bergbau oder dgl., kommen Rundschaftmeißel mit Hartmetallspitzen zum Bearbeiten von Hartgestein zum Einsatz. Solche Rundschaftmeißel weisen einen zylindrischen Rundschaft auf, mit dem sie in eine zylindrische Ausnehmung der Werkzeugaufnahme einfassen, damit sie sich während des Fräsvorgangs in der zugehörigen Werkzeugaufnahme, auch "Box" genannt, drehen können. Durch die Rotation der Rundschaftmeißel wird ein Nachschärfen der Meißelspitzen an der Bearbeitungsstelle erreicht. Häufig sind bei solchen Maschinen, insbesondere bei Straßenfräsen, aber auch bei anderen Maschinen zum Bearbeiten, insbesondere Fräsen, von Hartgestein, die Werkzeugaufnahmen nur von der Außen-Seite zugänglich, also der Seite, an der die Meißelköpfe aus den Werkzeugaufnahmen herausragen. Bei solchen Maschinen ist also die Montage bzw. Demontage der Rundschaftmeißel ausschließlich von einer Seite möglich. Es gibt aber auch Maschinen, bei denen ein Zugang zu den Werkzeugen von deren Innen-Seite, also dem freien (inneren) Ende des Werkzeugschafts gegeben ist. On numerous machines, for example on road milling machines, with the aid of which the road surface can be milled off, on roadheaders in mining or the like., Round shank bits with carbide tips for processing hard rock are used. Such round shank chisels have a cylindrical round shank with which they enclose in a cylindrical recess of the tool holder so that they can rotate during the milling process in the associated tool holder, also called "box". The rotation of the round shank chisels a resharpening of the chisel tips is achieved at the processing site. Often, in such machines, especially in road milling machines, but also in other machines for machining, in particular milling, of hard rock, the tool holders accessible only from the outer side, ie the side on which the bit heads protrude from the tool holders. In such machines so the assembly or disassembly of the round shank chisel is only possible from one side. But there are also machines in which access to the tools from their inner side, so given the free (inner) end of the tool shank.
Neben Straßenfräsmaschinen und Fräsen von Hartgestein gibt es noch eine Vielzahl von anderen Maschinen zum Bohren oder sonstigem Bearbeiten von Hartgestein, bei denen ein Werkzeug in einer Werkzeugaufnahme fixiert werden muss. Auch im Tunnelbau bzw. Tunnelvortrieb kommen derartige Werkzeugaufnahmen zum Einsatz. In addition to road milling machines and milling of hard rock, there are a variety of other machines for drilling or otherwise processing hard rock, in which a tool must be fixed in a tool holder. Also in tunneling or tunneling such tool holders are used.
Eine neuere Art von Meißeln zur Bearbeitung von Hartgestein bilden Meißel mit einer Werkzeugspitze aus polykristallinen Diamant (PKD). Bei derartigen PKD-Meißeln (manchmal auch PCD-Meißel) ist eine Rotation in der Werkzeugaufnahme zum Nachschleifen der Meißelspitzen im Gegensatz zu herkömmlichen Meißeln unerwünscht. Herkömmliche Boxen/Werkzeugaufnahmen sind daher zur Aufnahme von PKD-Meißeln nicht ohne weiteres geeignet. Ein großes, insbesondere wirtschaftliches Problem ist, dass zahlreiche Maschinen nur mit herkömmlichen Boxen ausgestattet sind, und dass ein Austausch der herkömmlichen Werkzeugaufnahmen durch modifizierte Aufnahmen, die zur drehfesten Aufnahme von PKD-Meißeln geeignet sind, mit unverhältnismäßig hohen Kosten verbunden wäre. A newer type of chisel for hard stone machining are chisels with a polycrystalline diamond (PCD) tool tip. In such PCD chisels (sometimes also PCD chisels), rotation in the tool holder is undesirable for regrinding the chisel tips, unlike conventional chisels. Conventional boxes / tool holders are therefore not readily suitable for receiving PCD chisels. A major, especially economic problem is that many machines are equipped only with conventional boxes, and that a replacement of the conventional tool holders by modified recordings that are suitable for non-rotatable mounting of PCD chisels, would be associated with disproportionately high costs.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Werkzeughalterung bereitzustellen, mit der ein Meißelwerkzeug, insbesondere ein PKD-Meißel, in einer herkömmlichen Werkzeugaufnahme mit zylindrischer Ausnehmung drehfest fixierbar ist. The object of the invention is therefore to provide a tool holder with which a chisel tool, in particular a PCD chisel, is rotatably fixable in a conventional tool holder with a cylindrical recess.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, dass das Meißelwerkzeug einen in die Ausnehmung einsetzbaren Werkzeugschaft aufweist, der mit einem Klemmkörper über schräge oder konische Kontaktflächen zusammenwirkt, wobei der Werkzeugschaft relativ zum Klemmkörper axial verstellbar und hierdurch in der Ausnehmung radial verspannbar ist. This object is achieved with the invention in that the bit tool has an insertable into the recess tool shank, which cooperates with a clamping body via oblique or conical contact surfaces, wherein the tool shank is axially adjustable relative to the clamping body and thereby radially clamped in the recess.
Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt es, ein Meißelwerkzeug in einer zylindrischen Ausnehmung drehfest zu arretieren, indem sein Werkzeugschaft mithilfe des mit diesem über die konischen oder schräge Kontaktflächen zusammenwirkenden Klemmkörpers gegen die Wandung der Ausnehmung verklemmt wird. Die bei herkömmlichen Werkzeugen übliche, meist sogar erwünschte Drehung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme wird hierdurch wirksam unterbunden. The solution according to the invention makes it possible to lock a chisel tool in a cylindrical recess in a rotationally fixed manner by clamping its tool shank against the wall of the recess by means of the clamping body cooperating therewith via the conical or oblique contact surfaces. The conventional tools, usually even desirable rotation of the tool in the tool holder is thereby effectively prevented.
Damit der Klemmkörper relativ zum Werkzeugschaft beweglich ist, ist vorzugsweise eine zwischen dem Werkzeugschaft und dem Klemmkörper wirksame, die beiden Bauteile in Axialrichtung gegeneinander bewegende Spannvorrichtung vorgesehen, die in einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen von einer zwischen dem Meißelwerkzeug oder dessen Werkzeugschaft und dem Klemmkörper wirksamen Spannverschraubung gebildet wird. Eine andere, sehr vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Spannvorrichtung im Wesentlichen von einer zwischen dem Werkzeugschaft und dem Klemmkörper wirksamen Spannfeder gebildet wird. Während bei der Version mit einer Spannfeder ein praktisch automatisches Festsetzen des Werkzeugschafts in der Ausnehmung bei der Montage des Meißelwerkzeugs erreicht wird, kann man mithilfe einer Spannverschraubung durch entsprechend große Anzugsmomente besonders hohe Klemmkräfte bei der Werkzeugmontage erreichen. So that the clamping body is movable relative to the tool shank, an effective between the tool shank and the clamping body, the two components in the axial direction against each other moving clamping device is provided, which in a first preferred embodiment of the invention substantially of a between the chisel tool or the tool shank and the clamping body effective Spannverschraubung is formed. Another, very advantageous embodiment provides that the clamping device is essentially formed by an effective between the tool shank and the clamping body tension spring. While in the version with a tension spring, a virtually automatic setting of the tool shank in the recess during assembly of the chisel tool is achieved by means of a clamping screw by correspondingly large torques particularly high clamping forces in the tool assembly can be achieved.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Spannvorrichtung mittels eines Betätigungswerkzeuges betätigbar, insbesondere spann- und/oder entspannbar, wobei das Betätigungswerkzeug an einem vorderen Ende des Werkzeugschafts oder des Meißelwerkzeugs im Bereich von dessen Meißelkopf oder an einem rückwärtigen, freien Ende des Werkzeugschafts ansetzbar ist. Wenn das Betätigungswerkzeug am vorderen Ende des Meißelschafts, beispielsweise unmittelbar unterhalb des Meißelkopfes ansetzbar ist, lässt sich das Meißelwerkzeug sowohl in solchen Werkzeugaufnahmen montieren, die rückseitig offen sind, als auch in Boxen, die rückseitig geschlossen sind, bei denen also die Ausnehmung zur Aufnahme des Werkzeugschafts aus einem Sackloch besteht. Wenn das Betätigungswerkzeug am rückwärtigen, freien Ende des Werkzeugschafts angesetzt werden muss, kann ein entsprechender Meißel nur bei solchen Maschinen zum Einsatz kommen, bei denen Zugang zu den Meißelwerkzeugen auch an deren rückwärtigen Ende besteht, an dem die Werkzeugaufnahmen innen offen sind. In an advantageous embodiment of the invention, the clamping device is actuated by means of an actuating tool, in particular clamping and / or relaxable, wherein the actuating tool is attachable to a front end of the tool shank or of the chisel tool in the region of the chisel head or at a rear, free end of the tool shank. If the operating tool at the front end of the drill collar, for example, immediately below the chisel head is attachable, the chisel tool can be mounted both in such tool holders, which are open on the back, as well as in Boxes that are closed on the back, so where the recess for receiving the tool shaft consists of a blind hole. If the operating tool at the rear, free end of the tool shank must be recognized, a corresponding chisel can only be used in such machines in which access to the chisel tools also at the rear end, where the tool holders are inside open.
Der Werkzeugschaft weist vorzugsweise einen sich wenigstens über einen Teil seiner Länge erstreckenden Spannabschnitt aufweist, an dem mindestens eine erste, schräge oder konische Kontaktfläche ausgebildet ist, während der Klemmkörper mit einer oder mehreren, in ihrer Neigung/Konizität an die erste(n) Kontaktfläche(n) angepasste(n) zweiten Kontaktfläche(n) versehen ist. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, dass der Spannabschnitt als Spannkonus mit einer konisch zulaufenden, äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist und der Klemmkörper mehrere über seinen Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnete, von einem gemeinsamen, umlaufenden Halteflansch sich axial erstreckende Klemmkeilelemente aufweist, deren Keilneigung an die Konizität des Spannkonus angepasst ist. Dabei ist es möglich, dass sich der Spannkonus bzw. die Kontaktfläche in einer Richtung ausgehend von dem vorderen Ende des Werkzeugschafts in der Nähe des Meißelkopfs hin zum rückwärtigen freien Ende des Werkzeugschafts verjüngt. Genauso gut kann es aber auch sein, dass sich der äußere Spannkonus bzw. die Kontaktfläche in einer Richtung ausgehend vom rückwärtigen freien Ende des Werkzeugschafts hin zu dessen vorderen Ende nahe des Meißelkopfs verjüngt. The tool shank preferably has a clamping section extending over at least part of its length, on which at least one first, oblique or conical contact surface is formed, while the clamping body has one or more, in its inclination / conicity, on the first contact surface (FIG. n) adapted (s) second contact surface (s) is provided. The arrangement can be made such that the clamping portion is formed as a clamping cone with a tapered outer peripheral surface and the clamping body has a plurality of preferably uniformly distributed over its circumference, from a common, circumferential retaining flange axially extending clamping wedge elements whose wedge inclination to the Conicity of the clamping cone is adjusted. It is possible that the clamping cone or the contact surface tapers in a direction starting from the front end of the tool shaft in the vicinity of the chisel head towards the rear free end of the tool shank. But it may just as well be that the outer clamping cone or the contact surface tapers in a direction starting from the rear free end of the tool shaft to its front end near the bit head.
Insbesondere für ein sehr einfaches Lösen des Meißelwerkzeugs mittels eines am freien, rückwärtigen Ende des Werkzeugschafts ansetzbaren Betätigungswerkzeugs hat sich eine Ausgestaltung als vorteilhaft erwiesen, bei der der Klemmkörper eine vorzugsweise an dem Halteflansch angeordnete Widerlagerplatte aufweist und bei der zwischen der Widerlagerplatte und dem Werkzeugschaft ein unter Verspannung stehendes oder setzbares Druckelement angeordnet ist. Bei diesem Druckelement handelt es sich vorzugsweise um eine Druckfeder, vorzugweise eine Schraubendruckfeder. Es ist aber auch möglich, zum Druckaufbau zwischen der Widerlagerplatte des Klemmkörpers und dem Werkzeugschaft einen (kleinen) Zylinder, insbesondere eine Hydraulikzylinder vorzusehen, der über eine von außen zugängliche Hydraulikleitung und ein darin angeordnetes entsperrbares Ventil mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt und durch Sperrung des Ventils verriegelt wird. In particular, for a very simple release of the chisel tool by means of an attachable at the free, rear end of the tool shaft actuating tool, a configuration has proven advantageous in which the clamping body has a preferably arranged on the retaining flange abutment plate and at the between the abutment plate and the tool shank under Bracing or settable pressure element is arranged. This pressure element is preferably a compression spring, preferably a helical compression spring. But it is also possible to provide a pressure (pressure) between the abutment plate of the clamping body and the tool shank a (small) cylinder, in particular a hydraulic cylinder which is pressurized via an externally accessible hydraulic line and a valve disposed therein with hydraulic fluid and is locked by blocking the valve ,
Vorteilhaft bei einer solchen Lösung, insbesondere einer Lösung mit einer (mechanischen) Druckfeder ist es, wenn der Werkzeugschaft an seinem rückwärtigen freien Ende mit einer Ausnehmung versehen ist, in der wenigstens ein Teil des Druckelements aufnehmbar ist. Ein ungewolltes Abknicken der Feder wird dann auch bei großer Federvorspannung vermieden. In ähnlicher Weise von Vorteil ist es, wenn die Widerlagerplatte mit einer Zentrierung für das Druckelement versehen ist. An advantage of such a solution, in particular a solution with a (mechanical) compression spring, it is when the tool shank is provided at its rear free end with a recess in which at least a portion of the pressure element is receivable. An unwanted kinking of the spring is then avoided even with large spring preload. Similarly, it is advantageous if the abutment plate is provided with a centering for the pressure element.
In einer zur Ausgestaltung mit einem Spannkonus alternativen Ausführungsform kann der Spannabschnitt mehrere, über den Umfang verteilt angeordnete, zumindest im Wesentlichen in Axialrichtung des Werkzeugschafts in diesem ausgebildete Führungsnuten aufweisen, deren Nutgrund schräge Kontaktflächen für in Anzahl, Lage und Ausrichtung an die Führungsnuten angepasste Klemmkeilelemente des Klemmkörpers bilden. Diese Reduzierung des Klemmkonus auf mehrere (vorzugsweise vier oder sechs) in Umfangsrichtung beabstandete Führungsnuten hat den besonderen Vorteil, dass die in diese einfassenden Klemmkeilelemente eine seitliche Abstützung erhalten und sich somit auch bei Aufbringen einer sehr hohen, radial nach außen wirkenden Klemmkraft nicht verbiegen können. In an embodiment alternative to the embodiment with a clamping cone, the clamping section may have a plurality of circumferentially distributed, at least substantially in the axial direction of the tool shaft formed in this guide grooves, the groove base oblique contact surfaces for in number, location and orientation of the guide grooves adapted clamping wedge elements of Form clamp body. This reduction of the clamping cone to a plurality of (preferably four or six) spaced circumferentially guide grooves has the particular advantage that the clamping wedge elements in this receive lateral support and thus can not bend even when applying a very high, radially outwardly acting clamping force.
Alternativ ist es auch möglich, dass der Spannabschnitt eine am Umfang des Werkzeugschafts angeordnete, sich zumindest im Wesentlichen in Axialrichtung des Werkzeugschafts erstreckende Führungsnut aufweist, deren Nutgrund eine schräge Kontaktfläche für einen an die Führungsnut angepassten, den Klemmkörper bildenden Passkeil bildet. Da für diese Ausführungsform lediglich eine Führungsnut im Werkzeugschaft herzustellen ist, sind die Herstellungskosten im Vergleich zu dem vorerwähnten Vielnutprofil reduziert. Alternatively, it is also possible for the clamping section to have a guide groove which is arranged on the circumference of the tool shank and extends at least substantially in the axial direction of the tool shank, the groove base of which forms an oblique contact surface for a fitting wedge adapted to the guide groove and forming the clamping body. Since only one guide groove in the tool shank is to be produced for this embodiment, the manufacturing costs are reduced in comparison to the aforementioned multi-slot profile.
Zur Ausbildung der Spannverschraubung können der Werkzeugschaft an seinem rückwärtigen freien Ende mit einem ersten Gewindeteil und der Klemmkörper mit einem zweiten Gewindeteil versehen sein, das mit dem ersten Gewindeteil verschraubbar ist. Dabei weist vorzugsweise das erste Gewindeteil ein Außengewinde und das zweite Gewindeteil ein Innengewinde auf. Zur Montage oder Demontage des Meißelwerkzeugs bei einer derartigen Ausgestaltung ist es zweckmäßig mittels eines im Bereich des Meißelkopfes vorzugsweise am Übergang zum Meißelschaft ansetzbaren Betätigungswerkzeugs in der Ausnehmung relativ zum Klemmkörper drehbar und hierdurch mit diesem verschraubbar. To form the Spannverschraubung the tool shank can be provided at its rear free end with a first threaded portion and the clamping body with a second threaded portion which is screwed to the first threaded portion. In this case, preferably the first threaded part has an external thread and the second threaded part has an internal thread. For assembly or disassembly of the chisel tool in such a configuration, it is useful by means of an attachable in the region of the chisel head preferably at the transition to the chisel shaft actuating tool in the recess rotatable relative to the clamping body and thereby screwed with this.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erlaubt in besonders vorteilhafter Weise, den Meißelkopf mit Schneidelementen aus PKD (Polykristallinem Diamant) oder PKB (Polykristallinem Bornitrid) zu versehen, also hochfesten Schneidwerkstoffen, bei deren Einsatz ein Drehen des Meißelwerkzeugs in der Werkzeugaufnahme der Maschine gemeinhin nicht erwünscht ist. The embodiment of the invention allows in a particularly advantageous manner, the bit head with cutting elements of PCD (polycrystalline diamond) or PKB (polycrystalline boron nitride) to provided, so high-strength cutting materials, in the use of a turning of the bit tool in the tool holder of the machine is generally not desirable.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, worin bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert und dargestellt sind. Es zeigt: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the drawings, wherein preferred embodiments of the invention are explained and illustrated by way of examples. It shows:
In den Zeichnungen ist mit
Um eine drehfeste Montage des Meißelwerkzeugs in der zylindrischen Ausnehmung
Bei der in den
Auch im unmontierten Zustand des Meißelwerkzeuges ist die zwischen der Widerlagerplatte
Um das Meißelwerkzeug wieder zu demontieren, wird es von hinten, also in der Zeichnung von unten aus der zylindrischen Ausnehmung
Eine Variante der in den
Bei den in den
Um das Meißelwerkzeug im in die Werkzeugaufnahme eingesteckten Zustand von der meißelkopfseitigen Außenseite befestigen zu können, ist am Anschlagbund
Die in
Auch bei den in den
Bei der in
Bei der in
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