DE2332019C3 - Schaltbarer Mehrfachwerkzeughalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schaltbaren Mehrfachwerkzeughalter mit einem Tragkörper, auf dem ein schwenkbarer Werkzeughalterteil mittels einer zentralen Formbohrung drehbar und feststellbar aufgesetzt ist, mit einer die Drehung bremsenden Reibungseinrichtung sowie mit einem federbelasteten Feststellelement, das durch Bewegung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Werkzeughalters eine diesen feststellende Position einnimmt, in der es mit einer Fläche zur Anlage an eine Ausnehmung des Tragkörpers und mit einer anderen Fläche zur Anlage an eine Ausnehmung des Werkzeughalterteils kommt.

Ein Mehrfachwerkzeughalter dieser Art ist aus der französischen Patentschrift 10 85 374 bekannt.

Bei diesem Mehrfachwerkzeughalter ist das Feststell·, element eine Sperrklinke, die durch eine Blattfeder in der Einraststellung gehalten wird. Diese Sperrklinke verhindert zwar zuverlässig eine Drehung des schwenkbaren Werkzeughalterteils gegenüber dem Tragkörper in der einen Drehrichtung; einer Drehung im entgegengesetzten Sinne wird jedoch praktisch kein Widerstand entgegengesetzt und es kann zu einem entsprechenden Spiel kommen. Der hauptsächlich hiermit verbundene Nachteil ist die Gefahr des Auftretens von totem Gang,

von Vibrationen, Rattern im Betrieb n, dgl.

Als weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion ist anzusehen, daß die Sperrklinke und die diese beaufschlagende Feder von spezieller Form sein müssen und deshalb Sonderanfertigungen voraussetzen. Dadurch erhöht sich der Herstellungsaufwand, Weiterhin kann es zu einem schnellen Verschleiß kommen, da die Sperrklinke immer nur mit ihrem vorderen Rand zum Tragen kommt

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidurg der erwähnten Nachteile einen schaltbaren Mehrfachwerkzeughalter zu schaffen, bei dem die eingestellte Drehposition genau und zuverlässig spielfrei fixiert ist, und bei dem der Betrieb keinen wesentlichen Verschleiß verursacht

Ausgehend von der eingangs genannten Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Feststellelement als Rotationskörper ausgebildet ist, der unter der Beaufschlagung durch eine Druckfeder aus der Ausnehmung des einen Teils (Tragkörper oder Werkzeughalterteil) bis zur Anlage in der Ausnehmung des anderen Teils auf einer Bewegungsbahn gedruckt wird, die längs einer Sehne des Querschnitts des Tragkörpers verläuft

Bei einer solchen Ausbildung verhindert das Rotationskörper-Feststellelement die Drehung des Werkzeughalterteils in einem Drehsinn durch Formschluß, wie dies auch bei der bekannten Ausbildung der Fall ist. Aber auch einer Drehung im anderen Sinne steht die Kraftwirkung der Feder entgegen. Durch diese Feder sind Tragkörper und Werkzeughalterteil relativ zueinander so beaufschlagt daß sie spielfrei genau die Arbeitsstellung einnehmen und in der anderen Richtung der Formschluß weiterer Drehung entgegensteht

Es kann zweckmäßig sein, wenn der die Druckfeder sowie das Feststellelement während der Drehung in seiner Ausnehmung aufnehmende Teil der Tragkörper ist; es kann aber gegebenenfalls ebenso zweckmäßig sein, wenn der die Druckfeder sowie das Feststellelement während der Drehung in seiner Ausnehmung aufnehmende Teil der Werkzeughalterieil ist

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung hat das Feststellelement die Form einer zylindrischen Rolle, wobei deren Achse vorteilhafterweise parallel zur Drehachse des Mehrfachwerkzeughalter verläuft.

Die erfindungsgemäße Ausbildung eines schaltbaren Mehrfachwerkzeughalters eignet sich besonders zur Verwendung in Dreh- und Revolverdrehmaschinen zum Einspannen mehrerer Werkzeuge, die nacheinander ein Werkstück, z. B. eine Stufenwelle, bearbeiten.

Dadurch, daß das Feststellelement die Form einer zylindrischen Rolle hat, liegt von vornherein eine Linienberührung zwischen ihm und sowohl dem Werkzeughalterteil als auch dem Tragkörper vor. Nach einiger Zeit des Betriebs, in dem es zur Einarbeitung der miteinander zusammenwirkenden Teile kommt, entsteht aus der Linienberührung eine Flächenberührung, die die Zuverlässigkeit der Lagefixierung erhöht und den Verschleiß verringert.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. I den Schnitt längs der Halterschwenkachse durch einen erfindungsgemäßen schaltbaren Mehrfachwerkzeughalter,

F i g. 2 den Schnitt nach der Linie H-Il der F i g. 1,

F i g. 3 den Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 1 bei einer ersten Ausführungsform der Feststellvorrichtung,

Fig,4 den gleichen Schnitt bei einer anderen Ausführungsform der Feststellvorrichtung,

F i g. 5 den Schnitt nach der Linie V-V der F i g, 3,

Der schaltbare Mehrfachwerkzeughalter weist einen Tragkörper 1 auf, der starr am Support 2 einer Werkzeugmaschine befestigt ist. Der Tragkörper 1 besteht aus einem Kegel 3, dessen größere Grundfläche in einen Flansch 4 mit Gewindebohrungen für Schrauben 5 zu seiner Befestigung am Support 2 übergeht, von dem seinerseits ein zylindrischer Zapfen 6 aufragt, welcher von einer Bohrung des Supports 2 aufgenommen ist

Der Tragkörper 1 hat einen Schaft 7, welcher koaxial mit dem Kegel 3 von dessen kleinerer Grundfläche aufragt, der einen Werkzeughalterteil 8 aufnimmt. Dieser hat im Querschnitt die Form eines Vielecks, längs dessen Seitenflächen Nuten 9 vorgesehen sind, in die Schneidwerkzeuge 10 eingesetzt sind, die mit Hilfe von Schrauber; 11 befestigt werden.

Koaxial mit dem Kegel 3 ist im Werkzeughalterteil 8 eine kegelige Bohrung ausgeführt, deren Ausbildung genau der des Tragkörpers 1 entspricht und deren Bearbeitungsgüte das Schwenken des Werkzecghalterteils 8 in bezug auf den Tragkörper 1 ermöglicht An der (in der Zeichnung) unteren Fläche des Werkzeughalterteils 8 ist eine stufenförmige Ausdrehung ausgeführt, welche einen Vorsprung am Support 2 und den Flansch 4 des Tragkörpers 1 umfaßt, um zu verhindern, daß Kühlflüssigkeit und kleine Späne zwischen die Berührungsflächen von Tragkörper 1 und Werkzeughalterteil 8 gelangen.

Der schaltbare Mehrfachwerkzeughalter hat ein parallel zur Schwenkachse des Werkzeughalterteils 8 liegendes Feststellelement 12 in Form einer zylindrischen Rolle, um den Halterteil 8 auf dem Tragkörper 1 genau in einer bestimmten Drehstellung zu arretieren.

Bei der Ausbildung gemäß F i g. 3 ist zur Aufnahme des Feststellelements 12 während der Drehung des Halterteils 8 im Tragkörper 1 eine Ausnehmung 13 vorgesehen, weiche durch zwei zueinander rechtwinklig verlaufende Flächen A und B begrenzt ist, wobei das Feststellendem 12 mit der einen Fläche A in dauernder Berührung steht.

In der anderen Fläche Bist eine Bohrung angeordnet, in der ein auf das Feststellelement 12 drückender Stößel 14 sitzt, der durch eine Druckfeder 15 beaufschlagt ist.

Um den Halterteil 8 auf dem Tragkörper in den verschiedenen Bearbeitungsgestellungen zu arretieren, sind im Werkzeughalterteil 8 eine entsprechende Anzahl von Ausnehmungen 16 zum Eingriff des Feststellelements 12 ausgeführt.

Auf den Schaft 7 des Tragkörpers 1 ist eine Nabe 17 (Fig. I) aufgesetzt, in der sich eine zylindrische Axialbohrung mit Gewinde befindet, mittels dessen die Nabe auf den ebenfalls mit Gewinde versehenen Schaft 7 aufgeschraubt ist. Die Nabe 17 dient zum Befestigen des Halterteils 8 auf dem Tragkörper 1.

Mit dem Hälterteil 8 ist zur Sicherstellung eines konstanten Drehmoments bei seiner Schwenkung ein Mitnehmerwerk in Form von Reibungskupplungshälften 18 verbunden, welche in der Nabe 17 angeordnet sind. Um die Kupplungshälften 18 Unterbringen Zu können, ist in der Nabe 17 eine ringförmige Ausnehmung 19 vorgesehen. Jede der Kupplungshälften 18 ist ein Halbring aus einem Werkstoff mit hohem Reibungskoeffizienten. Die ßearbeitungsgüte der zylindrischen Seitenfläche jedes Halbrings soll ein sattes Anliegen der Innenfläche der Nabe 17 51 währleisten.

Die Halbringe sind so in die ringförmig« Ausnehmung 19 der Nabe 17 eingesetzt, daß zwischen ihnen ein diametral verlaufender Spalt verbleibt. Am den einander zugewandten Flächen der Kupplungshlllften 18 sind koaxiale Sackbohrungen vorgesehen, eieren Achsen senkrecht zum erwähnten diametralen Spult stehen und in die jeweils eine Druckfeder 20 eingelegt ist, welche die Kupplungshälften 18 auseinander und an die Innenfläche der Nabe 17 pressen.

In jeder der Kupplungshälften 18 ist eine Durchgangsbohrung 21 vorgesehen, deren Aclhsen in einer Ebene liegen, welche durch die Achse des Kegels 3 des Tragkörpers 1 geht und parallel zu den Saickbohrungen mit den Federn 20 verläuft. Durch die Bohrungen 21 sind mit einem gewissen Spiel Bolzen 22 geführt, deren Enden in im Körper des Halterteils 8 vorgesehenen Bohrungen eingepreßt sind. Die Bolzen 2!2 dienen zum Übertragen des Drehmoments von der Nabe 17 über die Kupplungshälften 18 auf den Halterteil 8.

Die Nabe 17 ist mittels eines Handgriffs 23, dessen Ende in der Nabe 17 mit Hilfe eines Stifts 24 befestigt ist, schwenkbar.

Zwischen der Stirnfläche der Nabe 17 und der Stirnfläche des Halterteils 8 ist ein Drucklager 25 angeordnet, welches die Reibung zwischen diesen beim Schwenken der Nabe verringert. Zwischen dem Drucklager 25 und der Stirnfläche der Nabe 17 ist ein Zwischenring 26 angeordnet, dessen Höh«: in Abhängigkeit von der Lage gewählt wird, weiche der Handgriff 23 nach dem Befestigen des Halterteils 8 mit dem Werkzeug 10 in der vorgegebenen SteHuirig einnehmen soll.

Der Durchmesser der Kupplungshälften 18 und die Steifheit der Federn 20 werden in Abhängigkeit von der Größe der Drehmomentes, welches durch den Handgriff 23 auf den Halterteil 8 übertragen werden muß, gewählt Der Spitzenwinkel des Kegels 3 wird ebenfalls in Abhängigkeit von der Größe des Drehmoments und aufgrund der Bedingung gewählt, daß der Halterteil 8 sich bei seiner Schwenkung nicht auf dem Kegel 3 festklemmt Bei der vorliegenden Konstruktion beträgt dieser Winkel 40°.

Bei der in F i g. 4 gezeigten zweiten Auslluhrungsform des erfindungsgemäßen schaltbaren Mehrfachwerkzeughalters ist die Ausnehmung 13 zur Aufnahme des Feststellelementes 12 während der Schwenkung im Halterteil 8 angeordnet. Diese Ausnehmung ist durch die Fläche A und die krummlinige Fläche C begrenzt. In der Fläche C ist eine Bohrung vorgeseheni, deren Achse parallel zur Ebene A ist. In diese Bohrung ist eine Feder 15 mit Stößel 14 eingesetzt. Die Feder 15 liegt an einem Stopfen 27 an, mit dar die Bohrung verschlossen ist Die Ausnehmungen zum arretierenden Eingreifen des als zylindrische Rolle ausgebildeten Feststellelements 12 in jeder der vorgegebenen Stellungen des Halterteils 8 sind in der Oberfläche des Kegels 3 in einer Ebene vorgesehen, die senkrecht zur Achse des Tragkörpers 1 steht

Bei beiden Ausführungsformen der !Konstruktion besteht das Fesls'ellement 12 aus einer zylindrischen Rolle, deren Achse parallel zur Schwenkachse des Mehrfaehwerkzeughalters liegt. Die Fläche A der Ausnehmung 13 und die Fläche der Ausnehmung 16, zwischen denen sich das Feststellelement 12 während der Arretierung des Halterteils 8 befindet,, sind parallel zueinander angeordnet.

Die Funktion des beschriebenen schallbaren Mehrfachwerkzeughalters ist wie folgt:

In der Ausgangsstellung vor Beginn der Werkstückbearbeitung preßt die Nabe 17 über den Zwischenring 26 und das Drucklager 25 den Halterteil 8 an den Kegel 3 des Tragkörpers 1 an. Auf diese Weise ist der Halterteil S am Tragkörper I befestigt. Hierbei liegt das Feststellelement 12 spielfrei zwischen der Fläche A der Ausnehmung 13 und der Fläche der Ausnehmung 16. Der Halterteil 8 befindet sich in einer der Bearbeitungsstellungen, welche von dem gerade verwendeten Werkzeug 10 abhängt.

Um den Halterteil 8 in die folgende Bearbeitungsstel lung /u bringen, wird die Nabe 17 mit Hilfe des I landgriffs 23 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Hierbei gibt die Nabe 17. welche sich längs dem Ciewinde des Schaftes 7 des Tragkörpers t hebt, den Halterteil 8 frei. Da die Kupplungshälften 18 dauernd durch die federn 20 an die Oberfläche der ringförmigen Ausnehmung 19 der Nabe 17 angepreßt werden, nimmt dip N;ihp hei ihrer 'A'pitprpn Srhupnlciinp flip Κιιηη-

lungshälften 18 und somit die im Halterteil 8 eingepreßten Bol.'en 22 mit. Auf diese Weise wird der Halterteil 8 in bezug auf den Tragkörper I geschwenkt.

Bei der Schwenkung des Halterieils S wandert die an der Arretierung zuletzt beteiligte Ausnehmung 16 weiter und das Feststellelement 12 tritt in die Ausnehmung 13 ein. wobei sie über den Stößel 14 die Keder 15 zusammendrückt. Die Nabe 17 wird so lange geschwenkt, bis das Feststellelement 12 unter der Einwirkung des durch die Feder 15 angedrückten Stößels 14 in die folgende Ausnehmung 16 einrastet, welche der nächsten Stellung des Halterteils 8 bzw. dem nächsten in Bearbeitungsstellung zu bringenden Werkzeug 10 entspricht.

Hiernach wird die Nabe 17 mit Hilfe des Handgriffs 23 im Uhrzeigersinn geschwenkt, um den Halterteil 8 ir dieser Stellung auf dem Tragkörper 1 festzulegen.

In der Regel entstehen infolge der unbestimmten Stellung des Feststellelements 12 bei Beendigung des Schwenken* des Halterteils 8 entgegen dem Uhrzeigersinn zwischen der Fläche A der Ausnehmung 13. dem Feststellelement 12 und der Oberfläche der Ausnehmung 16 Spalte. Diese werden beim Schwenken der Nabe 17 im Uhrzeigersinn mit Hilfe des Handgriffs 23 beseitigt. Die Drehbewegung der Nabe 17 wird über die ι Kupplungshälften 18 und Bolzen 22 auf den Halterteil 8, bis zu dem Augenblick übertragen, in dem das Feststellelement 12 zwischen der Fläche A der Ausnehmung 13 und der Fläche der Ausnehmung 16 festgeklemmt wird. Auf diese Weise nimmt der im Halterteil 8 eine genau fixierte Stellung ein.

Beim weiteren Schwenken der Nabe 17 verhindern die starr am Halterteil 8 befestigten Bolzen 22 eine Drehung der Kupplungshälften 18, und die Oberfläche der ringförmigen Ausnehmung 19 in der Nabe gleitet längs der Seitenfläche der Kupplungshälften 18, was zur Folge hat. daß beim Schwenken der Nabe 17 ein konstantes Drehmoment erzeugt wird, daß eine konstante Andrückkraft des Feststellelements 12 an die Ohrrflarhpn Her Ausnehmungen 13 und 16 sowie .. folglich eine konstante Verformung derselben sicherstellt. Dies ist eine unbedingte Voraussetzung für die stabile Lage des Halterteils 8 mit dem Werkzeug 10 in den vorgegebenen Stellungen.

Die Nabe 17 preßt, während sie sich längs dem Gewinde des Schaftes 7 des Tragkörpers 1 herabschiebt, über den Zwischenring 26 und das Drucklager 25 den Halter 8 an die Oberfläche des Kegels 3 des Tragkörper 1 an.

Der Halterteil 8 kann nicht nur in eine der vorgegebenen Stellungen, sondern auch in eine beliebige Zwischenstellung gebrach' werden, wenn die Lage des Werkzeugs 10 in bezug auf das Werkzeug geändert werden muß, um Arbeitsgänge auszuführen, die keine genaue Einstellung des Werkzeuges 10 : erfordern. Solche Arbeitsgänge sind beispielsweise das Abfasen und Entgraten.

Hierbei liegt das Feststeüelement 12 in der Ausnehmung 13 und steht nicht mit der Fläche einer der Ausnehmungen 16 in Berührung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunaen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltbarer Mehrfachwerkzeughalter mit einem Tragkörper, auf dem ein schwenkbarer Werkzeughalterteil mittels einer zentralen Formbohrung drehbar und feststellbar aufgesetzt ist, mit einer die Drehung bremsenden Reibungseinrichtung sowie mit einem federbelasteten Feststellelement, das durch Bewegung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Werkzeughalters eine diesen feststellende Position einnimmt, in der es mit einer Fläche zur Anlage an eine Ausnehmung des Tragkörpers und mit einer anderen Fläche zur Anlage an eine Ausnehmung des Werkzeughalterteils kommt, g e -kennzeichnet durch einen Rotationskörper als Feststellelement (12), der unter der Beaufschlagung durch eine Druckfeder (15) aus der Ausnehmung (13) des einen Teils (Tragkörper 1 oder Werkzeughalterteil 8) bis zur Anlage in der Ausnehmung (16) des anderen Teils (8 oder 1) auf einer Bewegungsbahn gedrückt wird, die längs einer Sehne des Querschnitts des Tragkörpers verläuft

2. Schaltbarer Mehrfachwerkzeughalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das die Druckfeder (15) sowie das Feststellelement (12) während der Drehung in seiner Ausnehmung (13) aufnehmende Teil der Tragkörper (1) ist

3. Schaltbarer Mehrfachwerkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das die Druckfeder (15) sowie das Feststellelement (12) während der Drehung in seiner Ausnehmung (13) aufnehmende Teil der Werkzeughalterteil (8) ist.

4. Schaltbarer Mehrfachweii.zeughalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellelement (12) die Form ei/ sr zylindrischen Rolle hat

5. Schaltbarer Mehrfachwerkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Feststellelements (12) parallel zur Drehachse des Mehrfachwerkzeughalters verläuft.