DE2043855C3 - Werkzeugaufnahme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugaufnahme zur Befestigung eines mit einem Befestigungsschaft oder -zapfen versehenen Werkzeuges oder Werkzeugteiles am Stößel oder an der Spindel einer Werkzeugmaschine die aus einem quer zur Längsachse der Arbeitsspindel od. dgl. verlaufenden, seitlich randoffenen, sich bis zum unteren Spindelende erstreckenden Schlitz besteht, in der der Befestigungsschaft oder -zapfen zwischen den Schlitzgrund und die gegen diesen weisende Fläche eines in den Schlitz eingreifenden Verschlußstücks festklemmbar ist.

Eine Werkzeugaufnahme dieser Art ist bekannt. Sie dient in Verbindung mit einer Nähmaschine zum Festhalten der Nadel. Eine oder ggf. auch zwei Nadeln werden mit Hilfe eines in der Art eines Prismas oder Doppelprismas ausgebildeten Verschlußstücks an den Grund der aus mehreren Teilen bestehenden Werkzeugaufnahme gepreßt. Zu diesem Zweck ist in einen lösbar befestigten Ring der Werkzeugaufnahme eine Rändelschraube eingedreht, deren nach innen überstehendes z.apfenförmiges Ende in eine sich quer zur Stößellängsachse erstreckende Bohrung des Verschlußstücks eingreift. Zum Wechseln der Nadel wird diese Rändelschraube beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn gedreht Dadurch wird die radiale Pressung des Verschlußstücks aufgehoben. Nunmehr kann die Nadel in axialer Richtung des Stößels nach unten aus der Werkzeugaufnahme herausgezogen werden. Die neue Nadel wird von unten her in Längsrichtung des Stößels eingeschoben und durch eine Rechtsdrehung der Rändelschraube mit Hilfe des Verschlußstücks klemmend in der Werkzeugaufnahme festgehalten.

Das Einsetzen und Herausnehmen des Werkzeugs in die, praktisch nur nach unten offene Werkzeugaul'nahme, ist wegen der schlechten Zugänglichkeit und vielfach auch unzulänglichen Beobachtungsmöglichkeit sehr unpraktisch. Es kommt noch hinzu, daß das automatische Einsetzen eines Werkzeugs von unten nach oben in Längsrichtung des Stößels, insbesondere bei einem zweiteiligen Werkzeug oder, wenn sich unterhalb des Stößels bzw. einteiligen Werkzeugs ein Arbeitstisch befindet, einen komplizierten Wechselmechanismus erfordert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugaufnahme der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die den Werkzeugwechsel, insbesondere aber den automatischen Werkzeugwechsel, erleichtert und vereinfacht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Werkzeugaufnahme der im Oberbegriff des Anspruchs 1 erläuterten Gattung vorgeschlagen, die erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs ausgebildet ist. In der Wechselstellung des Schiebers ist diese Werkzeugaufp.ahme auch von der Seite her zugänglich und sie ermöglicht daher das Herausnehmen des Werkzeugs quer zur Längsachse des Stößels bzw. der Spindel sowie das Einführen in Gegenrichtung. Das bedeutet, daß man bei einem automatischen Werkzeugwechsel lediglich noch eine Zuführbewegung hat im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik, wo zum Werkzeugwechsel zwei zueinander senkrecht gerichtete Bewegungen erforderlich sind, und zwar zunächst eine horizontale Vorschubbewegung bis zur Mündung der Werkzeugaufnahme, und anschließend eine üblicherweise senkrecht nach oben gerichtete Einschiebebewegung zum Einführen des Werkzeugschafts in die Aufnahmebohrung. Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß man hinsichtlich der Gesamtlänge des Werkzeugs weit weniger Beschränkungen unterworfen ist, als dies bei den bekannten Werkzeug-

aufnahmen der Fall ist, bei denen das Werkzeug nach unten herausgezogen werden muß. Um nämlich im letzteren Falle das Herausziehen des Werkzeugs aus der Werkzeugaufnahme möglich zu machen, darf die Länge des Werkzeugs nicht größer sein als der Abstnnd der Mündung der Werkzeugaufnahme von einem Arbeitstisch od. JgI. Nunmehr ist es aber möglich, längere Werkzeuge ein- und auszuwechseln. Der automatische Werkzeugwechsel läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme nicht nur vereinfachen, sondern auch beschleunigen. Außerdem kann er mit wesentlich einfacheren und preiswerteren Mitteln durchgeführt werden. Mit einem Dreifachschalter od. dgl. wird das Werkzeug bei einem sich in vertikaler Richtung erstreckenden Stößel in horizontaler Richtung ι s zugestellt, bis es am Schlitzgrund angelangt ist. Anschließend wird das Verschlußstück in Längsrichtung der Arbeitsspindel zugestellt und damit ist der Schaft des Werkzeugs eingeriegelt. Die ggf. verwendete Werkzeug-Wechselvorrichtung muß jeweils zum geeigneten Zeitpunkt zugestellt bzw. zurückgezogen werden.

Form und Größe des Werkzeugschafts, der Werkzeugaufnahme und des Verschlußstücks müssen so aufeinander abgestimmt sein, daß das Werkzeug in der Arbeitslage des Verschlußstücks einen einwandfreien Halt hat und während des Arbeitsvorgangs keine Relativbewegungen zur Werkzeugaufnahme durchführen kann. Einen besonders guten Halt des Werkzeugs erreicht man dadurch, daß die Schlitzbreite der Werkzeugaufnahme der Dicke des Befestigungsschaftes oder -zapfens des Werkzeugs entspricht. Der Befestigungsschaft des Werkzeugs wird dabei durch radiale Pressung festgehalten.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Werkzeugaufnahme für einen eine Ringnut aufweisenden Werkzeugbefestigungsschaft ist am Schlitzgrund, in einer zur Schaftachse senkrechten Ebene, eine bogen-, maximal halbkreisförmige, einen dem Nutquerschnitt entsprechenden Querschnitt aufweisende, mit der Ringnut in Eingriff bringbare Halteleiste angeordnet. Den gleichen Zweck wie diese Halteleiste erfüllen selbstverständlich auch mehrere in entsprechender Weise angeordnete Zapfen. Diese formschlüssige Befestigungsvorrichtung hält das Werkzeug in Längsrichtung des Stößels od. dgl. fest und verhindert dadurch ein unerwünschtes Herausziehen.

Der Durchmesser des Schiebers ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung größer als die Breite des Werkzeugaufnahmeschlitzes und außerdem ist letzterer unter Bildung je einer an den beiden gegenüberliegenden Schlitzwandungen angeordneten Führungsnut für den Schieber ortlich verbreitert. Aufgrund der selbstverständlich vorhandenen guten Passung kann der Schieber nur noch in seiner Längsrichtung bewegt werden, während seitliches Spiel nur in dem für eine gute Längsverschiebbarkeit notwendigen Maße vorhanden ist. Natürlich setzt sich die Führungsnut über den Schlitz hinaus in Richtung des inneren Stößel- oder Spindelendes fort, damit der Schieber zum Werkzeugwechsel in diese Richtung fio zurückgezogen werden kann. Die beiden Führungsnutcn können dort zur Bildung einer dem Schaft- bzw. Werkzeugquerschnitt angepaßten Bohrung zusammengefaßt sein. Aus diesem Grunde weisen der Schieber vorzugsweise einen kreisrunden und seine beiden (^ Führungsnuten einen kreisabschnittförmigen Querschnitt auf.

Das in Richtung des freien Werkzeugaufnahmeendes weisende Ende des Schiebers ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung schräg, insbesondere unter spitzem Winkel, zur Werkzeuglängsachse geteilt, und zudem sind beide Teile innerhalb eines vorgegebenen Bereichs in Längsrichtung der Teilungsebene längs verschiebbar miteinander verbunden. Eine gegenseitige Längsverschiebung entlang der Teilungsebene bewirkt gewissermaßen eine radiale Spreizung und damit eine mit zunehmender Verschiebung verstärkte radiale Anpressung des Werkzeugschaftes gegen das innere Schlitzende. Selbstverständlich erhöht sich der Bedienungskomfort, wenn diese gegenseitige Verschiebung der beiden Teile des unteren Schieberendes automatisch über die Längsbewegung des Schiebers erzeugt werden kann. Für diesen Zweck ist in weiterer Ausbildung der Erfindung zur Begrenzung der Ausfahrbewegung des am Schieberende verschiebbar gelagerten Teilstückes wenigstens ein in eine Längsnut des Teilstückes eingreifender oder ein mit dem nach außen weisenden Schieberende zusammenwirkender Anschlag an der Werkzeugaufnahme angeordnet. Sobald bei der Ausfahrbewegung des Schiebers das an dessen freiem Ende schräg verschiebbar gelagerte Teilstück auf diesen Anschlag oder das in Ausfahrrichtung vordere Nutende trifft, kann es an der weiteren Ausfahrbewegung des Schiebers nicht mehr teilnehmen. Bei der Weiterbewegung des Schiebers findet nun eine Relativbewegung der beiden Schrägflächen statt, welche eine zwangsweise gegen den Werkzeugschaft gerichtete Einwärtsbewegung des Teilstückes zur Folge hat. Um ein gleichmäßiges Anpressen an den Schaft zu gewährleisten, ist dieses Teilstück entsprechend dem Schaftquerschnitt ausgeformt. Außerdem müssen Nutbreite und Schaftdicke so aufeinander abgestimmt sein, daß die Querbewegung im notwendigen Umfang erfolgen kann.

Das Schieberteilstück ist in vorteilhafter Weise mit dem Schieberende mittels einer Schwalbenschwanzführung verbunden.

Eine weitere Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber an seinem inneren Ende als Kolben ausgebildet und hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 teilweise geschnitten das untere Ende der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme bei zurückgezogenem Schieber,

F i g. 2 eine entsprechende Darstellung bei ausgefahrenem Schieber,

F i g. 3 eine analoge Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.4 bis 6 Schnitte gemäß den Linien IV-IV der F i g. 1, V-V der F i g. 2 und VI-VI der F i g. 3.

Am unteren Ende 1 eines Stößels 2 einer nicht dargestellten Stanz- oder Nibbelmaschine ist ein Schlitz 3 eingearbeitet, in welchen ein Werkzeug 4 mit einem Befestigungsschaft 5 in Richtung des Pfeils 6 eingeschoben werden kann. Der Schlitzgrund 7 ist der Querschnittsform des Schaftes 5 genau angepaßt. Der Schlitz 3 bildet mit dem in Richtung des Doppelpfeils 8 auf und ab bewegbaren Schieber 9 die eigentliche Werkzeugaufnahme.

Der Schütz 3 ist, wie insbesondere die F i g. 4 bis 6 zeigen, randoffen und außerdem erstreckt er sich bis zum unteren Ende 1 des Stößels 2. Er besitzt eine im wesentlichen gleichbleibende, allenfalls nach außen geringfügig zunehmende, etwa dem Durchmesser 11 des Werkzeugschaftes 5 entsprechende Breite 10. An zwei

einander gegenüberliegenden Stellen ist, wie insbesondere die Fig.4 deutlich zeigt, der Schlitz etwas verbreitert, wobei die im Querschnitt kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 12 und 13 Führungsnuten für den Schieber 9 bilden.

Der Schaft 5 besitzt an seinem inneren Ende eine im Radialschnitt dreieckförmige Ringnut 14, in welche eine halbkreisförmige, im Querschnitt dreieckförmige Halteleiste 15 eingreift. Sie verhindert ein Herausziehen des Werkzeugs in Pfeilrichtung 16. ι ο

Der Schieber 9 besitzt einen kreisrunden Querschnitt. Er ist in einer Bohrung 17 des Stößels 2 längsverschiebbar gelagert. Diese Bohrung stellt gewissermaßen eine Verlängerung der beiden Ausnehmungen 12,13 dar. An seinem unteren Ende ist er mit einer Auskehlung 18 versehen, welche dem Querschnitt des Werkzeugschaftes 5 genau angepaßt ist (F i g. 5). In der in F i g. 1 gezeigten, zurückgezogenen Stellung des Schiebers 9 ist der Schlitz 3 völlig frei, so daß das Werkzeug 4 ohne weiteres eingesetzt bzw. herausgenommen werden kann. In seiner unteren Endstellung, die in F i g. 2 nahezu erreicht ist, ist das Schlitzende 19 durch das ausgeformte Ende 20 des Schiebers 9 verschlossen, so daß weder ein Werkzeug eingesetzt noch ein eingesetztes entfernt werden kann. Der Schaft des eingesetzten Werkzeugs wird von dem Schlitzgund 7 sowie der Ausnehmung 18 des Schiebers 9 nahezu vollständig umfaßt, so daß eine Querbewegung nicht möglich ist. Eine Längsbewegung wird durch die Ringnut 14 und die Halteleiste 15 unmöglich gemacht. 3"

Bei der in den Fig.3 und 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist das untere Schieberende 21 zweiteilig ausgeführt, wobei die Teilungsebene 22 geneigt zur Längsachse des Stößels 2 bzw. des Werkzeugs 4 verläuft. Zur Erzielung einer einwandfreien Längsführung ist eine Schwalbenschwanzverbindung 23 vorgesehen. In den Stößel 2 sind zwei einander gegenüberliegende, in den Schlitz 3 mündende Langlöcher 24 und 25 eingearbeitet. In jedes greift ein Anschlagstift 26 bzw. 27 ein. Letztere sind an dem verschiebbaren Teilstück 28 des unteren Stößelendes 21 befestigt. Bei der Abwärtsbewegung des Schiebers 9 treffen die Anschlagstifte 26 und 27 auf die unteren Enden 29 der Langlöcher 24 und 25 auf. Damit ist ihre Abwärtsbewegung zu Ende. Der Schieber 9 kann sich jedoch aufgrund der Schwalbenschwanzverbindung bzw. verschiebbaren Lagerung des Teilstückes 28 noch weiter in Richtung des Pfeiles 30 bewegen. Da diese Bewegung jedoch unter einem Winkel zur Ebene 25 verläuft, wird das Teilstück 28 zwangläufig in radialer Richtung nach innen, d. h. in Pfeilrichtung 31 verschoben. Seine Auskehlung 32 drückt sich dabei immer fester gegen den Schaft 5 des Werkzeugs, wodurch dieser festgespannt wird. Diese Einrichtung arbeitet demnach völlig automatisch. Wird der Schieber 9 entgegen der Richtung des Pfeils 30 angehoben, d. h. zurückgezogen, so verringert sich die radiale Pressung in Richtung des Pfeils 31 und außerdem nimmt der Schieber 9 bei weitergehender Aufwärtsbewegung das Teilstück 28 mittels einer geeigneten Einrichtung mit nach oben.

Die erfindungsgemäße und vorstehend beschriebene Werkzeugaufnahme ist, wie gesagt, insbesondere für einen automatischen Werkzeugwechsel geeignet. Das untere Ende der Werkzeugaufnahme weist von der Arbeits- oder beispielsweise Matrizenebene einen Abstand auf, der völlig unabhängig von der Länge de; Befestigungszapfens ist. Zur hydraulischen oder pneu matischen Steuerung der Schieberbewegung kann da: obere, nicht gezeigte Schieberende, als Kolben ausgebil det oder mit einem solchen verbunden werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Werkzeugaufnahme zur Befestigung eines mit einem Befestigungsschaft oder -zapfen versehenen s Werkzeuges oder Werkzeugteiles am Stößel oder an der Spindel einer Werkzeugmaschine, die aus einem quer zur Längsachse der Arbeitsspindel od. dgl. verlaufenden, seitlich randoffenen, sich bis zum unteren Spindelende erstreckenden Schlitz κ. besteht, in der der Befestigungsschaft oder -zapfen zwischen den Schlitzgrund und die gegen diesen weisende Fläche eines in den Schlitz eingreifenden Verschlußstücks festklemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (9) als in ι s Längsrichtung des Stößels bzw. der Spindel (2) beweglicher Schieber ausgebildet ist und die Schlitzbreite der Dicke (11) des Befestigungsschaftes (5) oder -Zapfens entspricht.

2. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 für einen, 21-, eine Ringnut aufweisenden Werkzeugbefestigungsschaft, dadurch gekennzeichnet, daß am Schlitzgrund, in einer zur Schaftachse senkrechten Ebene, eine bogen-, maximal halbkreisförmige, einen dem Nutquerschnitt entsprechenden Querschnitt aufwei- 2^ sende, mit der Ringnut (14) in Eingriff bringbare Halteleiste (15) angeordnet ist.

3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Schiebers (9) größer ist als die Breite (10) des Werkzeugaufnahmeschlitzes (5) und letzterer unter Bildung je einer, an den beiden gegenüberliegenden Schlitzwandungen angeordneten Führungsnut (12 bzw. 15) für den Schieber örtlich verbreitert ist.

4. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (9) einen kreisrunden und seine beiden Führungsnuten (12, 13) einen kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweisen.

5. Werkzeugaufnahme nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung (30) des freien Werkzeugaufnahmeendes weisende Ende (21) des Schiebers (9), insbesondere unter spitzem Winkel, schräg zur Werkzeuglängsachse geteilt und beide Teile innerhalb eines vorgegebenen Bereichs in Richtung der Teilebene (22) längsverschiebbar miteinander verbunden sind.

6. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Ausfahirbewegung (30) des am Schieber (9) verschiebbar gelagerten Teilstücks (28) wenigstens ein in eine Längsnut des Teilstückes eingreifender oder mit dessen nach außen weisendem Ende zusammenwirkender Anschlagstift an der Werkzeugaufnahme bzw. am Stößel (2) angeordnet ist.

7. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberteilstück (28) mit dem Schieberende (21) mittels einer Schwalbenschwanzführung (23) verbunden ist.

8. Werkzeugaufnahme nach einem oder mehreren do der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (S) an seinem inneren Ende als Kolben ausgebildet oder mit einem solchen verbunden und hydraulisch oder pneumatisch betätigbar ist.