DE2322027C3 - In eine Arbeitsspindel einsetzbares Werkzeugfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein in eine Arbeitsspindel einsetzbares Werkzeugfutter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solches Werkzeugfutter ist aus dem Hauptpatent 2! 34 706 bekannt. Der Sperrstift ist hierbei neben einer der Ausnehmungen zur Aufnahme der Mitnehmerleisten angeordnet, und zwar ist er parallel .'ur Drehachse des Verriegelungsringes axial verschiebbar im Futterkörper gelagert. Der quer zum Sperrstift an diesem befestigte Freigabestift ist bei diesem bekannten Werkzeugfutter horizontal angeordnet und greift in die neben dem Sperrstift vorgesehene Ausnehmung zur Aufnahme der Mitnehmerleiste ein. In der dem Futterkörper zugewandten Stirnseite des Verriegelungsringes ist eine Vertiefung ausgebildet, in welche der axial verschiebbare Sperrstift durch seine Vorspannfeder in der Lösestellung des Verriegelungsringes so eingreift. Wird bei derart in Lösestellung gehaltenem Verriegelungsring ein Werkzeugeinsatz in die konische Bohrung eingeführt, so wird über eine der Mitnehmerleisten des Werkzeugeinsatzes auch der quer in die zugehörige Ausnehmung hineinragende Freigabestift angehoben und so schließlich auch der Sperrstift aus der zugehörigen Vertiefung des Verriegelungsringes heraus bewegt, so daß der Verriegelungsring schließlich in seine Verriegelungsstellüng gedreht werden kann.

Die Herstellung und der Zusammenbau dieses bekannten Sperrstift-Freigabestift-Mechanismus nach dem Hauptpatent sind relativ aufwendig. Auch die Übertragung der Freigabebewegung vom horizontalen Freigabestift auf den axial verschiebbaren Sperrstift kann zu Störungen beispielsweise durch Verklemmen führen.

Gemäß einem älteren Vorschlag nach Zusatzpatent 22 41 608 ist bei einem Werkzeugfutter, bei welchem die Mitnehmerleisten radial nach innen stehend am Verriegelungsring ausgebildet sind und die zugehörigen Aussparungen am Werkzeugeinsatz, auch vorgesehen, den Freigabestift im Futterkörper axial verschiebbar zu führen und den radial von ihm nach außen abstehenden Sperrstift in der Lösestellung des Verriegelungsringes in einen axial offenen Radialschlitz dieses Verriegelungsringes eingreifen zu lassen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeugfutter nach dem Hauptpatent so weiterzubilden und zu verbessern, daß es bei erhöhter Betriebssicherheit und Funktionsfähigkeit einfacher ausgebildet ist, billiger hergestellt und auch leichter zusammengebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Werkzeugfutter laut Oberbegriff des Patentanspruchs durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst.

Durch die erfindungsgemäße axiale Führung des Freigabestiftes im Futterkörper und die vertikale Anordnung des Verriegelungsringes, der mit einem axial offenen Radialschlitz des Verriegelungsringes zusammenwirkt, ist eine sehr robuste Konstruktion möglich, die Herstellung und auch der Zusammenbau wird außerdem sehr vereinfacht. Die verschiebbare Anordnung des Freigabestiftes in Richtung der Einsetzbewegung des Werkzeugeinsatzes gewährleistet eine schnelle und sichere Freigabe, auch der Freigabezeitpunkt kann durch das Zusammenwirken des Sperrstiftes mit den genau bestimmbaren Rändern des axial offenen Radialschlitzes des Verriegelungsringes wesentlich genauer festgelegt werden. Schließlich ist auch unmittelbar von außen für den Benutzer jederzeit erkennbar, ob der Sperrmechanismus richtig arbeitet.

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

Fig. 1 den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Werkzeugfutters;

Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie II-II nach Fig.l;

F i g. 3 die Ansicht des Werkzeugfutters von unten;
F i g. 4 zeigt ein Werkzeug bzw. einen Werkzeughalter zum Einsetzen in ein Werkzeugfutter nach Fig.l-

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Werkzeugfutter 10 umfaßt einen Futterkörper 11 mit einer konischen Bohrung 12 und einem äußeren zylindrischen Bohrungsabschnitt 13, in welchem radial sich erstrekkende Ausnehmungen 14 und 15 ausgebildet sind. Das Ende dieses Futterkörpers 11 ist mit einem Außengewinde 16 versehen. Nahe diesem Gewinde 16 ist in den Futterkörper 11 ein radial nach außen abstehender Anschlagstift 17 eingeschraubt.

Auf dem Futterkörper 11 ist ein Verriegelungsring 19 aufgeschraubt und es sind übliche Maßnehmen zum drehfesten Einsetzen eines Werkzeugs bzw. Werkzeughalters 18 (F i g. 4) in diesen vorgesehen. Der Werkzeughalter 18 umfaßt zu diesem Zweck einen konischen Einsatzabschnitt 20, einen anschließenden zylindrischen Abschnitt 21 sowie zwei abstehende Mitnehmerleisten 22. Der konische Einsatz 20 wird von der konischen Bohrung 12 aufgenommen, der zylindrische Abschnitt 21 von dem zylindrischen Bohrungsabschnitt 13 und die Mitnehmerleisten 22 von den Ausnehmungen 14 und 15. Der Verriegelungsring 19, der über ein dem Gewinde 16 entsprechendes Gewinde auf dem Futterkörper 11 aufgeschraubt ist, weist einen Flansch 23 auf, dessen obere Fläche 24 mit der Unterseite der Mitnehmerlei-

sten 22 zusammenwirkt, die vom Flansch 23 über zwei abgeschrägte Schlitze 25 aufgenommen werden. Wenn die Schlitze 25 mit den Ausnehmungen 14 und 15 fluchten, kann der Werkzeughalter eingesetzt oder herausgenommen werden. Diese fluchtende Stellung ■wird nachfolgend als Verriegelungsstellung des Verriegelungsrings 19 bezeichnet, entspricht dabei also der Stellung, in welcher der Werkzeughalter 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 der Werkzeughalter 18 im Werkzeugfutter 10 fest verriegelt ist. Der Verriegelungsring 19 weist einen axial offenen radialen Schlitz 26 sowie eine Ringnut 27 auf. Die Teile, welche diese Nut 27 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 ke^:ne 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 30 vorgesehen, von denen jede die Form einer Scheibenfeder aufweist. 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 F i g. 2 in einem Winkelbereich 32 von etwas mehr als 120° weggenommen ist, wodurch zwei Anschläge 33 und 34 gebildet werden, die im gegenseitigen Winkelabstand voneinander liegen. Der Anschlagstift 17 ragt horizontal zwischen diese Anschläge 33 und 34 und durch das Zusammenwirken zwischen dem Anschlag 33 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 Ausnehmungen miteinander fluchten. Das Zusammenwirken zwischen dem Anschlag 34 und dem Anschlagstift 17 begrenzt das Festschrauben des Verriegelungsrings 19. Wenn ein Werkzeughalter 18 in die Bohrung 12 eingesetzt ist, beg^renzt an sich der Werkzeughalter selbst die Einschraubstellung des Verriegelungsrings 19.

In der Ringnut 27 ist eine Verriegelungsfeder 35 eingesetzt. Beim Ausfuhrungsbeispiel besteht diese Verriegelungsfeder 35 aus zwei gleichartigen Schrauben-Druckfedern 36, die parallel zueinander in der Nut 27 eingelegt sind. Das eine Ende der Federn 36 stützt sich an einem Stift 37 ab, der am Verriegelungsring 19 befestigt ist, während am .indfren Ende der beiden Federn jeweils ein Führungszapfen 38 aufgenommen wird, der an einem gegen die eine Seite des Anschlagstiftes 17 anliegenden Block 39 befestigt ist. Diese Anordnung der Verriegelungsfedern ist sehr vorteilhaft gegenüber einer Ausführung mit zwei konzentrisch ineinander liegenden Federn, die notwendigerweise unterschiedliche Federeigenschaften besitzen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Federn besteht dann in ihrer unterschiedlichen Anzahl von Federwindungen, die sich aneinander reiben, was zu einer langen Reaktionszeit führt. Bei der parallelen Anordnung der Federn 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 diese Anordnung ist auch eine größere Verdrehung des Verriegeiungsringes möglich, bevor die Feder ihre zusammengedrückte Endsteliung erreicht, womit auch der Winkelabstand zwischen den Anschlägen 33 und 34 um 30° vergrößert werden kann. Auf diese Weise ist auch eine geringere Toleranz zwischen den einzelnen Teilen einzuhalten, beispielsweise bezüglich der Dicke der Mitnehmerleisten 22 des Werkzeughalters 18.

Der Sperrmechanismus, durch welchen der Verriegelungsring 19 in seiner Verriegelungsstellung (Werkzeugfreigabestellung) gehalten wird, umfaßt einen Freigabestift 40, der unmittelbar gleitend im Futterkörper 11 eingesetzt ist und der längs seiner Längserstreckung parallel zur Drehachse des Werkzeughalters verschiebbar ist. Durch eine unmittelbar zwischen dem Futterkör per 11 und diesem Freigabestift 40 wirkende Feder 41 wird dieser Freigabestift unmittelbar nach unten in Richtung des Werkzeughalters vorgespannt und dieser Freigabestift ragt deshalb normalerweise über das Ende des Futterkörpers 11 hinaus in die Ausnehmung 14. Wenn eine der Mitnehmerleisten 22 des Werkzeughalters 18 am unteren Ende dieses Freigabestiftes 40 angreift, wird dieser durch den Werkzeughalter 18 entgegen der Kraft der Feder 41 in die zurückgezogene Stellung bewegt. An diesem Freigabestift 40 ist ein Sperrstift 42 befestigt. Die beiden Stifte 40 und 42 sind senkrecht und quer zueinander ausgerichtet. Der Sperrstift 42 wird durch den Freigabestift 40 bewegt und zwar in einer Richtung, die senkrecht zur Längserstrekkung dieses Sperrstiftes 42 und parallel zur Drehachse verläuft. Wenn der Werkzeughalter 18 abgenommen wird, drückt die Feder 41 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 Futterkörpers 11 wird eine solche vertikale Bewegung des Sperrstiftes 42 ermöglicht. Dieser Schlitz 43 ist vertikal ausgerichtet.

In Betrieb wird beim Einsetzen eines Werkzeughalters nach Fig.4 in das Werkzeugfutter nach Fig. 1 durch eine der Mitnehmerleisten 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 den Werkzeughalter fest im Werkzeugfutter verklemmt. Wenn der Verriegelungsring 19 in bezug auf den Futterkörper 11 verdreht wird, wird diese Verdrehung so lange fortgesetzt, bis die Schlitze 25 mit den Mitnehmerleisten 22 fluchten, so daß der Werkzeughalter 18 freigegeben wird und nach unten herausgenommen werden kann. Immer wenn die Ausnehmungen 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 26 nach unten abfüllen kann. Wenn der Verriegelungsring 19 sehr schnell in diese Ausrichtstellung verdreht wird, wird der ßperrstift 42 vor einer Zerstörung dadurch bewahrt, daß gleichzeitig auch der Anschlag 33 mit dem Anschlagstift 17 zusammenwirkt. Wenn der Freigabestift 40 durch

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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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   In eine Arbeitsspindel einsetzbares Werkzeugfutter mit einer konischen Bohrung zur Aufnahme eines über radiale Mitnehmerleisten mit diesem zusammenwirkenden Werkzeugeinsatzes, der durch einen entsprechend geformten, am Futterkörper aufschraubbaren, in Lösestellung durch einen federbeaufschlagten Sperrstift gehaltenen Verriegelungsring in die Bohrung einsetzbar und durch den von einer Verdrehfeder beaufschlagten, die Mitnehmerleisten übergreifenden Verriegelungsring festspannbar ist, wobei der Sperrstift durch einen in den den Werkzeugeinsatz aufnehmenden Raum des Futterkörpers hineinragenden und durch diesen beim axialen Einsetzen betätigbaren Freigabestift auslösbar ist, der Sperrstift parallel zur Drehachse des Verriegelungsringes bewegbar angeordnet ist, der Freigabestift quer zum Sperrstift an diesem befestigt ist und der Verriegelungsring und der Futterkörper den Mitnehmerleisten entsprechende Ausnehmungen aufweisen, nach Patent 21 34 760, dadurch gekennzeichnet, daß der Freigabestift (40) im Futterkörper (11) axial verschiebbar geführt ist, in eine der Ausnehmungen (2. B. 14) für die Mitnehmerleisten (22) hineinragt und der radial nach außen abstehende Sperrstift (42) in der Lösestellung des Verriegeltingsringes (19) in einen axial offenen Radialschlitz (26) des Verriegelungsringes (19) eingreift.