DE2322027A1

DE2322027A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE2322027A1
Application number: DE2322027A
Authority: DE
Inventors: Roland George Koch
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Stanwich Industries Inc Greenwich Conn Us
Priority date: 1972-05-02
Filing date: 1973-05-02
Publication date: 1973-11-15
Also published as: FR2183067A2; US3829109A; DE2322027B2; DE2322027C3; JPS4941977A; FR2183067B2; AU5498473A; GB1405691A

Description

PATEKTAJiWAIiT 8C00 FIÜ Ji CIIE Si 90

»IPt.-ISTG. W. GRAF ATJERFEtDSTKASS

BESCHREIBUNG zu der Patentanmeldung .

Houdaille Industries, Ine,

One M & T Plaza
Buffalo, New York 14203

betreffend

Werkzeughalter
Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 21 34 7Ö0.4)

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Werkzeughalters nach Patent .... (Patentanmeldung P 21 34 760.4, mein Zeichen A - 273) bzw. eine Weiterbildung des Werkzeughalters nach dem Zusatzpatent .... (Patentanmeldung P 22 4l βθ8.6, mein Zeichen A -293).

Das Hauptpatent (Patentanmeldung P 21 34 760„4) betrifft einen Werkzeughalter, bei dem automatisch eine Verriegelung eines Werkzeuges oder eines Werkzeugadapters unmittelbar beim Einsetzen gewährleistet ist. Dieser an einer Werkzeugmaschinenspindel anbringbare hohle Werkzeughalter nach dem Hauptpatent besitzt einen auf sein unteres Ende aufgeschraubten Verriegelungsring, eine zwischen Halter und Verriegelungsring wirkende Feder, einen den Verriegelungsring in der gelösten Stellung haltenden bewegbaren Sperrstift sowie einen quer zu diesem angeordneten und durch ein eingesetztes Werkzeug betätigbaren Freigabestift, wie dies an sich aus der US-PS 3 512 793 bekannt ist. Nach dem Hauptpatent soll· zur Verbesserung eines solchen bekannten Werkzeughalters der Freigabestift am Sperrstift befestigt sein und einer dieser Stifte

309846/0498

soll derart am Halter axial verschiebbar geführt sein, daß der Sperrstift parallel zur Drehachse des Verriegelungsringes .bewegbar ist. Nach dem Zusatzpatent (Patentanmeldung P 22 kl 6o8) soll in Weiterbildung dieses Vorschlags nach dem Hauptpatent der Freigabestift unmittelbar am Halter axial verschiebbar geführt sein und der an ihm befestigte Sperrstift soll in einen axial offenen Radialschlitz des Verriegelungsringes eingreifen, so daß beim Einsetzen eines Werkzeugs dieser Sperrstift aus diesem radialen Schlitz herausbewegt und damit der Verriegelungsring freigegeben wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkzeughalter nach dem Hauptpatent bzw. diesem Zusatzpatent so weiterzubilden und zu verbessern, daß er einfacher und billiger hergestellt und zusammengebaut werden kann und trotzdem seine Betriebssicherheit und seine Funktionsfähigkeit verbessert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Werkzeughalter nach den Ansprüchen.

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter besitzt einen wesentlich einfacheren Aufbau des Sperrmechanismus für den Verriegelungsring und kann deshalb wesentlich einfacher und billiger hergestellt und zusammengebaut werden. Darüber hinaus besitzt ein erfindungsgemäßer Werkzeughalter einen wesentlich einfacheren Aufbau für die Nut zur Aufnahme der Verriegelungsfeder. Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeughalter kann diese Nut sehr einfach ausgearbeitet werden und es ist kein teurer und umständlicher Herstellungsprozeß nötig. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Doppelfederanordnung innerhalb dieser Nut wird vor allem auch die Reaktionszeit beim Verriegeln wesentlich verkürzt, d.h.' der Verriegelungsring wird wesentlich schneller in seine Verriegelungsstellung gedreht. Diese Anordnung besitzt ferner den Vorteil, daß die Toleranzen der einzelnen zusammenwirkenden Teile nicht so eng eingehalten werden müssen wie bei bekannten Anordnungen dieser Art. Auch hierdurch wird

30 9 8 46/049

eine wesentliche Verbilligung und Vereinfachung der Herstellung erreicht. Gleichzeitig wird es bei dem erfindungsgemäßen Werkzeughalter möglich, auf einfache Weise Anschläge für den Verriegelungsring auszubilden, wodurch der Sperrmechanismus vor einer Beschädigung geschützt wird. Durch diese Anschläge ist es auch möglich, die Verriegelungsfeder mit einer geeigneten Vorspannung zu versehen und eine übermäßige Verdrehung der Verriegelungsfeder zu verhindern. Eine solche übermäßige' Verdrehung würde das Einsetzen eines Werkzeugs ermöglichen, wenn der Verriegelungsring über die Verriegelungsstellung hinaus bewegt würde, ohne daß ein Werkzeug eingesetzt ist. Der erfindungsgemäße Werkzeughalter ermöglicht außerdem die Verwendung einer durch Ausnehmungen gebildeten Angriffseinrichtung für einen Drehmomentschlüssel am Umfang des Verriegelungsrings, durch welche der Betrieb eines solchen Werkzeughalters wesentlich sicherer wird, da keine vorstehenden Teile nötig sind.

309846/0499

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters .

Pig. 2 zeigt einen Querschnitt längs der Linie IJOII nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Ansicht des Werkzeughalters von unten.

Fig. 4 zeigt ein Werkzeug bzw. einen Werkzeugadapter zunr Einsetzen in einen Werkzeughalter nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Werkzeughalter umfaßt ein hohles Halteteil 11 mit einer konischen Bohrung und einem äußeren zylindrischen Bohrungsabschnitt IJ, in welchem Schlitze 14 und 15 ausgebildet sind. Das Ende dieses Halteteils 11 ist mit einem Außengewinde 16 versehen. Nahe diesem Gewinde 16 ist in das Halteteil 11 ein radial nach außen abstehender Anschlag 17 eingeschraubt.

Auf dem Halteteil 11 ist ein Verriegelungsring 19 aufgeschraubt und es sind übliche Maßnahmen zum drehfesten Einsetzen eines Werkzeugs 18 (Fig. 4) in diesen Werkzeughalter vorgesehen. Das Werkzeug l8 umfaßt zu diesem Zweck einen konischen Einsatzabschnitt 20, einen anschließenden zylindrischen Abschnitt 21 sowie zwei abstehende Vorsprünge 22. Der konische Einsatz 20 wird von der konischen Bohrung 12 aufgenommen, der zylindrische Abschnitt 21 von dem zylindrischen Bohrungsabschnitt 13 und die Vorsprünge 22 von den Schlitzen 14 und 15· Der Verrlegelungsring 19* der über ein dem Gewinde 16 entsprechendes Gewinde auf dem Halteteil 11 aufgeschraubt ist, besitzt einen Flansch 23, dessen

309846/G499

obere Fläche 24 mit der Unterseite der Vorsprünge 22 zusammenwirkt. Die Vorsprünge können vom Flansch 23 über zwei abgeschrägte Schlitze 25 aufgenommen werden. Wenn die Schlitze 25 mit den Schlitzen 14 und 15 fluchten, kann das Werkzeug eingesetzt oder herausgenommen werden. Diese fluchtende Stellung wird nachfolgend als Verriegelungsstellung des Verriegelungsrings 19 bezeichnet, entspricht dabei also der Stellung, in welcher ein Werkzeug 18 nicht verriegelt ist und die durch einen Sperrmechanismus beibehalten wird., der nachfolgend näher beschrieben wird. Die Freigabestellung des Verriegelungsrings 19 ist demnach diejenige Stellung, in welcher das Werkzeug 18 in dem Werkzeughalter 10 fest verriegelt ist. Der Verriegelungsring 19 besitzt einen axial offenen Schlitz 26 sowie eine Nut 27. Die Teile, welche diese Nut bilden, sind sämtlich zusammen mit dem Verriegelungsring 19 beim Verschrauben desselben längs des Gewindes 16 bewegbar. Die Nut 27 ist so ausgebildet, daß zu ihrer Herstellung keine Hohlbohrvorgänge nötig sind. Zu diesem Zweck ist der Verriegelungsring 19 mit einer Nut bzw. einem Ausschnitt 28 versehen, der radial nach außen und axial nach oben offen ist. Dieser Ausschnitt 28 der Nut 27 bildet also zwei Seitenflächen von einer nahezu geschlossenen Nut, welche die Drehachse umgibt. Die anderen Seitenwände der nahezu geschlossenen Nut 27 werden durch eine ringförmige Abdeckung 29 gebildet, die einen L-förmigen radialen Querschnitt besitzt und die teleskopartig auf den Ring 19 aufgesetzt ist. Am Verriegelungsring 19 sind ferner vier axial länglich ausgebildete Drehschlüssel-Ausnehmungen JO vorgesehen, von denen jede die Form eines sogenannten Woodruff-Keils oder einer Scheibenfeder besitzt. Dies ist besonders vorteilhaft, da hierbei keine Vorsprünge über den Verriegelungsring 19 hinausragen und hierdurch jegliche Gefahren ausgeschaltet werden.

Durch die Ausbildung des Ausschnittes 28 am Verriegelungsring 19 wird ein Umfangsflansch 31 gebildet, der nach Fig.

309846/0499

in einem Winkelbereich 32 von etwas mehr als 120 ° weggenommen ist und durch den damit zwei Anschläge 33 und 3^- gebildet werden, die im gegenseitigen Winkelabstand voneinander liegen. Der Anschlag 17 ragt horizontal zwischen diese Anschläge 33 und 34 und durch das Zusammenwirken zwischen dem Anschlag 35 und dem Anschlagstift 17 wird das Lösen bzw. Abschrauben des Verriegelungsrings 19 begrenzt und es wird gleichzeitig auch genau die Stellung bestimmt, in welcher nach Fig. 1 und der obigen Beschreibung die Schlitze miteinander fluchten. Das Zusammenwirken zwischen dem Anschlag 3^ und dem Anschlagstift 17 begrenzt das Pestschrauben des Verriegelungsrings 19· Wenn ein Werkzeug l8 in die Bohrung 12 eingesetzt ist, begrenzt an sich das Werkzeug selbst die Einschraubstellung des Verriegelungsrings 19* wenn jedoch kein Werkzeug eingesetzt ist und das Zusammenwirken der Anschläge J>K und 17 nicht vorhanden wäre, könnte der Verriegelungsring 19 aus der dargestellten Stellung über l80 ° hinaus in die festgezogene Stellung gedreht werden, um dann eine Ausrichtunng der Schlitze herbeizuführen, was jedoch falsch wäre.

In der Nut 27 ist eine Verriegelungsfeder 35 eingesetzt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht diese Verriegelungsfeder 35 aus zwei gleichartigen Schrauben-Druckfedern 36, die parallel zueinander in der Nut 27 eingelegt sind. Das eine Ende der Federn J>6 stützt sich an einem Stift 37 ab, der am Verriegelungsring 19 befestigt ist, während am anderen Ende der beiden Federn jeweils ein Führungszapfen 38 aufgenommen wird, der an einem gegen die eine Seite des Anschlags anliegenden Block 39 befestigt ist. Diese Anordnung der Verriegelungsfedern ist sehr vorteilhaft. Um die nötige Federkraft zu erzeugen, wurden bisher zwei konzentrisch ineinander liegende Federn vorgesehen, die notwendigerweise unterschiedliche Federeigenschaften besaßen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Federn bestand in ihrer unterschiedlichen Anzahl von Federwindungen. Bei einer solchen Anordnung

309846/0499

rieben sich die Schraubenwindungen der einen Feder an den Sehraubenwindungen der anderen Feder und diese bekannte Anordnung besaß deshalb auch eine sehr geringe Reaktionszeit. Bei der Anordnung nach der Erfindung wird diese Ansprechzeit auf ein Minimum reduziert und es werden auch die Herstellungskosten stark herabgesetzt, da nur jeweils eine Art von Federn verwendet wird und auf Lager gehalten werden muß. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist auch eine größere Verdrehung des Verriegelungsringes möglich, bevor die Feder ihre zusammengedrückte Endstellung erreicht und damit kann auch der Winkelabstand zwischen den Anschlägen 33 und 34 um 30 ° vergrößert werden. Auf diese Weise ist auch eine geringere Toleranz zwischen den einzelnen "Teilen einzuhalten, beispielsweise bezüglich der Dicke der Vorsprünge 22 des Werkzeugs l8.

Der Sperrmechanismus, durch welchen der Verriegelungsring in seiner Verriegelungsstellung (Werkzeugfreigabestellung) gehalten wird, umfaßt einen Freigabestift 40, der unmittelbar gleitend im Halteteil 11 eingestzt ist und der längs seiner Längserstreckung parallel zur Drehachse des Werkzeughalters verschiebbar ist. Durch' eine unmittelbar· zwischen dem Halteteil 11 und diesem Freigabestift 40 wirkende Feder 4l wird dieser Freigabestift unmittelbar nach unten in Richtung des Werkzeuges vorgespannt und dieser Freigabestift ragt deshalb normalerweise über das Ende des Halteteils 11 hinaus in den Schlitz 14 bzw. hat die Tendenz hierzu. Wenn einer der Vorsprünge 22 des Werkzeugs l8 am unteren Ende dieses Freigabestiftes 40 angreift, wird dieser durch das Werkzeug l8 entgegen der Kraft der Feder 4l in die zurückgezogene Stellung bewegt. An diesem Freigabestift 40 ist ein Sperrstift 42 befestigt. Die beiden Stifte 40 und 4l sind senkrecht und quer zueinander ausgerichtet. Der Sperr- ' stift 42 wird durch den Freigabestift 40 bewegt und zwar in

309846/0499

einer Richtung, die senkrecht zur Längserstreckung dieses Sperrstiftes 42 und parallel zur Drehachse verläuft. Wenn das Werkzeug 18 abgenommen wird, drückt die Feder 4l über den Freigabestift 40 den Sperrstift 42 in den Schlitz 26 des Flansches 31 des Verriegelungsrings 19· Durch einen Schlitz 43 in der Wand des Halteteils 11 wird eine solche vertikale Bewegung des Sperrstiftes 42 ermöglich^. Dieser Schlitz 43 ist vertikal ausgerichtet.

In Betrieb wird beim Einsetzen eines Werkzeuges nach Fig. in den Werkzeughalter nach Fig. 1 durch einen der Vorsprünge 22 der Freigabestift 40 nach oben geschoben und hierdurch wird gleichzeitig auch der Sperrstift 42 angehoben, bis er die vertikale Kante des Schlitzes 26 freigibt, so daß die Verriegelungsfeder 35 den Verriegelungsring 19 verdrehen kann und so das Werkzeug fest im Werkzeughalter verklemmt. Wenn der Verriegelungsring 19 in bezug auf das Halteteil verdreht wird, wird diese Verdrehung so lange fortgesetzt, bis die Schlitze 25 mit den Vorsprüngen 22 fluchten, so daß das Werkzeug 18 freigegeben wird und nach unten herausfallen kann. Immer wenn die Schlitze 14 und 15 derart mit den Schlitzen 25 fluchten, ist auch der Schlitz 26 mit dem Sperrstift 42 fluchtend, so daß dieser in diesen Schlitz nach unten abfallen kann. Wenn der Verriegelungsring 19 sehr schnell in diese Ausrichtstellung.verdreht wird, wird der Sperrstift 42 vor einer Zerstörung dadurch bewahrt, daß gleichzeitig auch der Anschlag 33 mit dem Anschlag 17 zusammenwirkt. Wenn der Freigabestift 40 durch irgendein anderes Teil betätigt wird, wird über die Anschläge 34 und 17 verhindert, daß der Verriegelungsring 19 mehr als die Hälfte einer vollen Umdrehung verdreht wird. Durch diese Anschläge wird auch die Vorspannung der Verriegelungsfeder 35 aufrechterhalten.

- Patentansprüche

46/0499

Claims

PATENTASWAtT 8000 }

»IPt.-ING. W. GBAF AUERFEMiSTRASS* »*

TELEFON 4448 88

Patentansprüche

Werkzeughalter nach Anspruch 1 der Patentanmeldung P 21 34 760.4, dadurch gekennzeichnet, daß der Freigabestift (40) unter Pedervorspannung steht und unmittelbar am Halter (11) in Längsrichtung axial verschiebbar geführt ist und normalerweise von diesem Halter (11) in einen Abschnitt (13) der Werkzeug-Aufnahmebohrung vorspringt, wobei der Sperrstift (42) durch einen Schlitz (43) in dem Halter (11) nach außen ragt und in Richtung senkrecht zu seiner Längserstreckung in einen axial offenen Schlitz (26) des Verriegelungsrings (19) bewegbar ist.
2. Werkzeughalter nach Anspruch 1 der Patentanmeldung P 21 34 760.4 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Verriegelungsring (19) ein Satz von radial nach außen offenen, axial länglichen Ausnehmungen (30) vorgesehen ist, wobei Jede Ausnehmung die Form einer Woodruff-Keilnut zur Aufnahme eines Drehmomentschlüssels besitzt.
3· Werkzeughalter nach Anspruch 1 der Patentanmeldung P 21 34 760.4 oder einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegeiungsfeder (35) in einer die Drehachse umgebenden Nut (27) angeordnet ist, die durch eine zusammen mit dem Verriegelungsring (19) verdrehbare-Abdeckung (29) gebildet ist.

309846/CU99
4.' Werkzeughalter nach Anspruch 3, dadurch- gekennze ichnet, daß die Nut (27) durch eine radial nach außen und axial nach oben offene Ausnehmung (28) am Verriegelungsring (19) und eine ringförmige Abdeckung (29) von L-förmigem Querschnitt gebildet ist, welch letztere teleskopartig auf den Verriegelungsring (19) aufgesetzt ist und die Nut (27) im wesentlichen abschließt. .
5. Werkzeughalter nach Anspruch 1 der Patentanmeldung

P 21 34 760Λ oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsfeder (35) aus zwei gleichen parallel zueinander angeordneten Federn (36) besteht.
6. Werkzeughalter nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn Schraubenfedern (36) sind, deren Enden auf Stiften (38) eines Blocks (39) aufgesetzt sind, der an dem Halter (11) sich abstützt.
7. Werkzeughalter nach Anspruch 1 der Patentanmeldung

P 21 y\ 760.4 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (11) einen Anschlag (17) und der Verriegelungsring zwei im Winkelabstand voneinander angeordnete, damit zusammenwirkende Anschläge (33* 34) aufweist.
8. Werkzeughalter nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß einer der Anschläge (33) des Verriegelungsrings (19) an dem Anschlag (17) des Halters (11) zur Anlage kommt, wenn der Verriegelungsring (19) seine Freistellung einnimmt.

30 98 46/0 499
9· Werkzeughalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der andere der Anschläge (3²O eine Vorspannung auf die Verriegelungsfeder (35) aufbringt.
10. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Anschläge (3²O so ausgebildet ist, daß er die Drehbewegung des Verriegelungsringes (19) bei fehlendem Werkzeug (l8) begrenzt.
11. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (17) radial zur Drehachse vom Halter (11) absteht und entgegengesetzte Seiten dieses Anschlags (17) mit den Anschlägen (33* 3²O des Verriegelungsrings (19) zusammenwirken und hierdurch die Winkelbewegung des Verriegelungsrings (19) in beiden Drehrichtungen begrenzt wird.
12. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsring (19) einen zylindrischen Flansch (31) mit einer die Anschläge (33* 3¹O bildenden Ausnehmung (32) aufweist.

30 98Λ6/0Λ99

L e e r s e i t e