DE2151301A1

DE2151301A1 - Werkzeughalter aus Hartstahl

Info

Publication number: DE2151301A1
Application number: DE19712151301
Authority: DE
Inventors: Smith Theodore Marion
Original assignee: SMITH THEODORE MARION
Current assignee: SMITH THEODORE MARION
Priority date: 1970-10-12
Filing date: 1971-10-11
Publication date: 1972-04-13
Also published as: US3697186A; CA922094A

Description

OPL. ING. WALTER MEISSNER DfPL. ING. HERBERT TISCHER DIPL. INQ. PETER E. MEISSNER monchcn DH»L- INQ. H.-JOACHIM PRESTlNQ

11. 0ΙΤ.19Π

1 BERLIN 83 (GRUNEWALD*. Ott HERBERT8TRAS8E 9S

Docket 1288-G.

THEODCRCM. SMITH,Detroit,Michigan,USA

Werkzeughalter aus Hartstahl

Die Erfindung betrifft einen ausgleichenden Hartatahlwerkzeughalter für Bohrer, Gewindeschneider, Reibahlen, Lochachneider, Senker, Fräser usw. mit einem Spannfutter und einem sich drehenden, Iäng3geführten Schaft, ferner einem Antrieb und einer Längsführung zwischen Schaft und Spannfutter mit dazwischenliegender Jeder, die normalerweise Druckbewegungen zueinander ausgesetzt sind und senkrecht diese Teile zueinander nach außen vorspannen, die eine nachgiebige Haiteeinrichtung am Schaft und einen Socken am Spannfutter enthält, um einen Widerstand gegen relative Bewegung von Schaft und Spannfutter euoinander Λ und somit einen hohen ,Infangeaxialdruck des W«erkseuge zu» Werkstück zu erhalten, wodurch bei einem sehr hohen Widerstand zwischen Werkzeug und Werkstück die Halteoinriohtung überwunden wird, damit eine solche relative Längs·» bewegung zueinander eine Beschädigung des Werkzeuge, de» Werkzeughalter» und der Antriebswelle oder des Werkstück» verhindert.

Bisher waren bei der Verwendung von Werkzeughaiterm für Bohrer, Grewindeschneider, Reibahlen, Loohachueider, Senke? u« Fräser, besonder» für Gewindeschneider bestimmt, aber nicht darauf beschränkt, während ea bei Ausgleiohawerkeeughaltern

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BAD ORIGINAL

τοπ Vorteil war, daß durch senkrechte La ngabewegung der Werkzeughalterteile zueinander während des Betriebes der Maschine oft erwünscht ist, daS ein hoher Anfang s axial·· druck vom Werkzeug auf das Werkstück besteht, der nur ausgeübt werden kann, wenn Mittel vorgesehen werden, die einer relativen Druckbewegung von Schaft- und Spannfutter zueinander bei Beginn des Betriebes der Maschine widerstehen.

Man hat sich verschiedentlich bemüht, dieses Ergebnis zu errreichen, aber es gab keins geignete einfache und nicht teuere Einrichtung, die das gewünschte Ergebnis lieferte, nämlich, ein mindestens anfängliches Halten zwischen den Teilen des Werkzeughalters, das einer solchen relativen Längsbewegung widersteht ausgenommen, wenn ein besonders hoher Widerstand auftritt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Ausgleichswerkzaughalter, der einen senkrecht relativ bewegbaren Schaft und ein Spannfutter mit einer !feuereinrichtung enthält, die einer Relativbewegung der Teile aueinender elastisch widersteht und die Teile einander nach auöen vorspannt, eine verbesserte nachgiebige Haltesinrichtung anzugeben, die sich «wischen den entsprechenden feilen befindet, durch die am Anfang eines Hotationsantriebea und bei einer Längsführung des Schafts and dem Angreifen des Werkzeugs an das Werketück dieae nachgiebige Halteeinrichtung eine relative La ngebewegung dieser Teile verhindert und so einen honen Anfangeaiiallruck des Werkzeugs auf daa Werkstück bewirkt» und wobei unter normalen Verhältnissen dieser hohe Axial-» druck gehalten wird, außer und bis ein sehr hoher Widerstand zwischen Werkzeug und Werketück auftritt. In einem solchen fall federt die nachgiebige Haiteeinrichtung ia

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solcher Weise, daß diese relative Längabewegang der Teil· möglich wird und weder eine Beschädigung des Werkzeuge, des Y/eri:zeughaiters oder Werkstücke, noch der Antriebsachse eintreten kann.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Zurückstellen des Werkzeugs nach einem hohen JLafangsaxialcruck und nach Freigabe des Werkstücks durch das Werkzeug anzugeben*

Die elastischο Haltevorrichtung nach der Erfindung enthält as Schaft einen radial einstellbaren Sprengring, dar noraa- ■ lcr^eise von diesen radial nach außen verläuft und zum i!r— greifen eines Teils dee Putters dient, um einer solchen relativen Längsbewegung normalerweise zu widerstehen, wobei das Futter einen Nocken enthalt, der bei besonders hohem relativen Axialdrücken den Sprengring radial nach innen in eine entsprechende, im Schaft vorgesehene Hingnut vorspannt und sojr-.it eine relative Druckbewegung von Schaft und Werkzeughalter zueinander zuläßt.

Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnung beschrieben. In dieser ist»

Figur 1 ein teilweise ausgebrochen dargestellter Längsschnitt dee Kartstahlwerkneughalters nach der Erfindung in der Normalstellung von Werkzeug und Werkstück) wobei die Werkaeughalterteile gegen Druckbewagangen eueinander gehalten werden)

JPigur 2 eine ähnliche Darstellung, jedoch bei falschem Arbeiten und wobei die Halt«einrichtung überwunden wird und sich eine relativ· Längsbewegung zwischen den WerkzeughÄltertellen ergibt.

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Die Erfindung ist auf das dargestellte Auaführungabeiepiel nicht "beschränkt, vielmehr sind andere Ausführungen mSglioii, die ebenfalls unter den Erfindungegedanken fallen.

lter Harts-iahlhalter nach den Figuren 1 und 2 enthält einen länglichen Schaft 13 mit einer Längsbohrung 15 an einem Bade und einer Welle 17 am anderen Ende. Die Welle enthält «ine entsprechende konische Spitze 19» die» gegen den Spindelkopf 21 hineinragt und dort mit einem entsprechenden Sperrkeil 23 befestigt ist.

Der Sohaft enthä It mindestens 3 in .gleichen Winkeln versetzt angeordnete Kugelnuten 25 und hinter dieeen und an der Außenseite des Schafts 13 befindet sich eine ringförmige Nut 29. In die Nut 29 paßt ein biegsamer und (ternder Sprengring 31» der teilweise in diese hineinragt, von dem aber ein wesentlicher Teil radial n»eh außen herausragt, wie aus Pigur 1 zu erkennen ist.

Der H3.rtataiilhalter enthält einen länglichen Jhztterkörper 33 mit einer Längebohrung 35 und an einem seiner ρ Enden «ine Aussparung 37? die normalerweise den Sprengring am Schaft luifnimmt und Jim einschließt.

Bei normalem Zusammenbau der Teil« ragt der Schaft in das loch 35 dee Putterkörpers 33 hinein, eodaß aioh der Sprengring 31 normalerweise mit der Beiträgen Kookenfläch· 39 la Singriff befindet, die am inneren 2nd« der Aua«ptiru&£ 37 gebildet ist und nach innen und naoh vorn abgeschrägt ist, wie figur 1 zeigt.

Sine entsprechende Reihe quer verlaufender Kugel»cnlit*· 41 geht radial durch die fand des TutterkÖrpera hind*Wik osi dien« sur Aufnahm· einer Kugel, beispielsweise der Ausgleichskugcl 27* Am Yutterkörper 33 befindet sich der

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zylindrische Kugelkäfig 4-3» der dort durch die beiden mit Abstand angeordneten Sprengringe 45 gehalten wird. Die»· Hinge ruhen in sntsprachendeη Auöenringnuten am futterkörper und dienen zuai Halten des Kugalkafigs in dieser Lag·, wenn die Halt«kugeln 27 entsprechend den Figuren 1 und 2 eingesetzt sind.

Bei dieser Konstruktion dient der umlaufende Antrieb des Spindelkopfes 21, der, wie durch den Pfeil in Figur.1 angezeigt ist, auf άόη Schaft übertragen wird, zur Drehbewegung des Putterkörpers 33 und die Nuten 25 und Schlitze 41 «owie die Kugeln 27 dienen in üblicher Weiae zum Ausgleichen der relativen Bewegungen zwischen dem Schaft und dem Futterkörper·

Das vordere Ende des Putterko'rpers 35 enthält an seiner Bohrung das Gewindeteil 47» in aas der Schaft 4-9 des Schnell— futtars 51 hineinragt, das das Werkzeug Ί3 trägt, das wiederum ein Gewindeschneider, ein Bohrer, eine Reibahle, ein Senker, ein Fräser usw. sein kann*

Das Werkstück D ist gebrochen dargestellt und enthält ein vorgebohrtes loch, in das ein Werkzeug T, z.B. ein Gewindeschneider hineingeht, obwohl dies nicht hierauf beschränkt ist.

Figur 1 zeigt eine normale Anordnung der Teile und dort befindet sich, wie in. einzelnen noch erläutert werden wird, ein hoher Anfangaaxialdruck des Werkszeugs T auf dae Werk*· β tuck B zum Boren odar (Je winde a ohne id en oder für einen »ad««· Vorgang.

Sin Teil einea üblichen Futters ist die Ausgleiohstriebf-•tiftanordnung 53, die in der Bohrung 35 <iee Futterkärpere befestigt ist und boi 55 eine Zentrier- und Halteeohraube enthält.

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Zwischen dem Sohaft und dem axial zu den Bohrungen zentrier·» ten Futterkörper befindet sich eine Jedereinrichtung, die normalerweise Schaft und Tutterkörper gegeneinander nach außen drückt und so der relativen Längsbewegung der beiden Teile zueinander entgegenwirkt, wobei die Pedereinrichtung von üblicher Bauart ist. Bei dem bevorzugten Aueführungebeiepit befinden sich die 3 länglichen und konzentrisch angeordneten Schraubenfedern 57, 59 und 61 zwischen dem Schaft und dem !»tierkörper, wie ligur 1 zeigt.

Sie innere Sohraubendruckfeder 57 greift an den Kopf der Zentrierachraube 55 an, während die Mittelfeder 59 «ur Schraube zentriert ist und die AuSenfeder 61 am Ende la 3?utterkb"rper gegen einen Ausgleichatriebsift 53 anliegt·

Als Teil eines üblichen Futtera liegt eine Schleppe 53» die in die Ausgleichstriebstiftanordnung hineinragt, elastisch an der dazwischen befindlichen Ausgleichszentrierfeder 67 an, die in üblicher Weise wirkt and an der sieh ebenfalls ein einstellbarer Schleppausgleichring 69 befindet»

Bei einem üblichen Ausglelchswerkzeughalter verläuft bei dessen Betätigung, bei der der Schaft motorbetrisben ist und in längerichtung nach innen eurn Werkstück 3 geführt wird, der axial befestigte Futterkörper in ähnlicher Weise naefe vorn, bis das Werkzeug T das Werkstück B ergreift. Zu diesem Zeitpunkt kann sich dort eine begrenzte Auelösedruekbewegung des Schaftes 13 und des Futterkörpers 33 zueinander gegen die Wirkung der Schraubeniedern 57, 59 und 61 ergeben.

Diea ist wegen der beschriebenen Kugel- und Jahlitzanordnung in Bezug auf die Kugeln 27 und die entsprechenden Hüten und Schlitze 42 möglich·

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Bei β leer üblichen Konstruktion lot einlratier ender Antrieb gegen &*n *utterkb\rper 33 gerichtet und gleichseitig dieat dar Werkzeughalter zur relativen Längsbewegung Ton Schaft und Futterkörper und drückt diese gegen die ledern 57» 59 und 61. Der Werkzeughalter nach der Erfindung enthält einen HartstahlmechanisjEua einer elastischen Halteeinriohtung, die eich smißohen dem Schaft und dem Putterkörper befindet, um eine Weitere Läagsdruckbewegung der beiden Teile «!einander 2u verhindern» Dies würde einen axialen Auslöedruok ergeben, der la ngs des Werkzeuge« T am Werkstück B wirkt, und andererseits nicht erfolgen könnte, wenn Schaft und 9ttt* terkörper sich zueinander in Längsrichtung bewegen könnten, sobald das Werkzeug das Werkstück ergriffen hat, was ein Oharakterietikum der meisten Ausgleichgwerkzeughalter iet·

Bei der Anordnung nach der Erfindung ruht der Sprengring 31 zum Teil in der Schafteingnut 39 und befindet sich in einer solchen Lage, in der die relative Druckbewegung von Schaft und Tutt^rkörper 33 zueinander normalerweise gesperrt ist· Der Sprengring, der sic'b am Schaft befindet und mit der radialen Schaftmit 29 ausgerichtet 1st, greift, wie Figur 1 zeigt, die naoh innen und nach vorn abgeschrägte lockenflache 39 asi inneren Snde dee Ausschnitts 37 des Tutterkörpere 33 haltend an jiiid wirktso den relativen Bewegungen von Schaft und Futterkcrper zueinander bei Beginn der Werkzeugarbeit oder dee Gewindeschneidens entgegen.

Es besteht am Putterkörper 33 und am Werkzeug f ein in Längsrichtung wirkender Druck, der einen größeren 8tartdruck de« Werkzeugs auslöst, beispielsweise gegen das Werkstück B. Dieser Druck kann bei normalem Betrieb andauern bis su der Zeit, zu dier die entsprechenden Teile, nämlich der Schaft 13 und der futterkörper 33 gegen die Druckbewegung söeinander infolge de· Sperrens dea Sprengringee 31 elastisch gehalten «erden·

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Bin Widerstand der Bewegung der beiden Teile gegeneinander erfolgt ferner durch die drei Druckfedern 57j 59 und 61, die eich zwischen ihnen befinden·

ils Sicherheitsfaktor und zum Bilden eines Teils des Hartetahlhalters nach der Erfindung wird, wenn am Werkstück B ein besondere hoher Wideratand gegenüber dem Arbeiten des Werkzeuges auftritt, der bei Fehlen eines Werkzeuge! entstehen könnte, für den einen oder den anderen ?aktcr*dieser größere Widerstand gegen das Wirken das Werkzeugs einen größeren Axialdruck am Futterkörper ergeben, der über die Hockenfläche 39 auf den Sprengring.31 übertragen wird·

Dies bewirkt eine radial nach innen gerichtete Einstellung de« Sprengringes innerhalb der axialen Schaftinnennut 29, waa eine relative längsdruokbewegung von Schaft und JPutterkc'rper aneinander in eine Stellung nach Figur 2 ermöglicht.

Diea bedeutet, daß mit einem besonders iiohem Widerstand gegen das Arbeiten des Werkzeuges oder G-ewindeschneidere, das, bezw. der dann dort eine relative Längsbewegung der beiden Teile zuläßt, eine Beschädigung des Werkzeughalter·, des Werkstücke oder dee Antriebswellenkopfes durch die Anordnung nach der Erfindung vermieden wir. Der hohe Ausläse— längsdruck, der oft zum Starten des Arbeitens dee Werkzeuges notwendig ist, kann durch Verwenden des Nockens und der Sprengringanordnung 39 bzw. 31 gehalten werden, was normalerweise die relativen Druckausgleichsbewegungen von Schaft und Jutterkörper zueinander aufrecht erhält· Bei sehr hohem Widerstand gegen das Arbeiten des Werkzeugs kann die Ausgleichfunkt ion noch dazu dienen, diese Teile zu schützen, da der Hocken 39 arbeitet, wenn der Sprengring 31 rad!el nach lauen im der JTut 39 so rom Hocken »rf&Bt wird, daJ eime »ele,-•fcive Auiglelchebewegung der Werkieughe.1 tsrteile sulÄßt.

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figur 2 stigt die Halterteile, die zueinander in einer Situation bewegt werden, in der auenahmeweise dem hohen Enddruck durch das Werkzeug T entgegengewirkt wird. Ist im Betrieb der einmal zurückgezogene Halter vom Werkzeug außer Eingriff gebracht, so dienes die Feiern 57, 59 und 61 zum Zurückstellen der Werkseughalterteil· in die Stellung nach figur 1 und zum weiteren Arbeiten bzw. sub weiteren Gewindeschneiden oder für ähnliche Funktionen·

4 Patentanaprüche

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Claims

Λ t. Q KT. 197t

Patenta^pjrüohe

(i.yAugleichshartstahlwerkzeughalter für Gewinde sehne i« der, Bohrer, Reibahlen, Lochwerkzeug«, Senker und Fräser Bit einem länglichen Spannfutter und einer Werkzeugbefestigung, die an ein Werkzeug angreifen, mit einem länglichen Schaft mit einer Bohrimg an einem Ende und einer Welle am anderen Ende zum Verbinden einea Rotationsantriebes und einer Längsführung, mit einer Halterung für den Schaft in der Bohrung des Futtere zu deasen Antrieb und zur Längeschiebung zu ihm am Werkzeug bei sehr hohem Widerstand durch das Werkstück, wenn kein Werkzeug vorhanden, dieses gebrochen oder ungeeignet ist, mit mehreren parallelen Längsschlitzen, die durch das Futter mit seinen Bohrungen verbunden sind, mit entsprechenden Parallelnuten im Innern des Schafte, mit einer Kugel zwischen jedem Schlitz und der Nut und mit einer Druckfeder in den Bohrungen dea Schafts und des Putters, die nachgiebig einer relativen Längsbewegung von Schaft und Futter zueinander widersteht ™ und normalerweise Schaft und Futter gegeneinander nach außen vorspannt, gekennzeichnet durch eine nachgiebige Haiteeinrichtung am Schaft (13) zum Angreifen andas Futter (33) und zum Verhindern einer Relativbewegung dieser Teile zueinander, wodurch Bei Beginn des Rotations&ntrlebee und der Längsführung des Futters und bei Angreifen dea Werkzeuge (T) an das Werkstück (E) die nachgiebige Haiteein— richtung Futter und Schaft gegen relative Längadruokbewegung hält, um einen hohen Anfangsdruck des Werkzeugs (T) auf das Werkstück zu bewirken, so daß bei aufeinanderfolgenden Bewegungen von Schaft und Futter diesen Bewegungen Widerstand geleistet wird und bei sehr hohem Widerstand durh das Werkzeug die Halteeinrichtung durch das Futter

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radial von eineca Nocken (39) betätigt wird und eine Längsbewegung von Futter und Schaft zueinander bewirkt.
2.) Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Federeinrichtung längliche konzentrisch angeordnete Schraubenfedern (57, 59, 61) enthält.
3.) Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadaroh gekennzeichnet daß die Pedereinricirtung diel längliche, konzentrisch axt- |

geordnete Schraubenfedern (37» 59» 61) enthält.
4·.) Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außen am Schaft (13) eine Ringnut (29) vorgesehen ist, dai die nachgiebige Halleinrichtung einen lose in der Nut liegenden and radial nach außen verlaufenden Sprengring (31) enthält und ein Ringnocken (39), der sich im Innern dee Putters befindet, am Sprengring (31) anliegt und am äußeren axialen Werkzeug (S) und Werkstück (B) den Ring in die Schaftnut (29) drückt.
5.) Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ä net, daß da3 Futter (33) an einem Ende einen Einschnitt (43) besitzt, der normalerweise den Sprengring (31),aufnimmt und ihn einschließt.

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