DE2409143A1

DE2409143A1 - Feststelleinrichtung

Info

Publication number: DE2409143A1
Application number: DE2409143A
Authority: DE
Inventors: Milton L Benjamin
Original assignee: Erickson Tool Co
Current assignee: Erickson Tool Co
Priority date: 1973-11-02
Filing date: 1974-02-26
Publication date: 1975-05-07
Also published as: GB1398376A; DE2409143C2; US3877832A; CA992361A; JPS5074872A

Description

G 49 192 -su

Firma Erickson Tool Company, 3435o Solon Road, Solon, Ohio 44139 (USA)

Feststelleinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Feststelleinrichtung für einstellbare Bohrstangeneinsätze und ähnliches.

In bekannter Weise werden Feststellschrauben zum Halten von Kragen oder Ringen, Scheiben oder Rollen, Zahnrädern und ähnlichem auf Wellen gegenüber Drehkräften angewendet, wobei die Drehhaltekraft im Fall von becherförmigen, flachen und ovalen bzw. abgerundeten Feststellschrauben weitgehend direkt proportional zum Sitz- bzw. Lagerungsmoment ist. Im Fall von kegeligen oder konischen Feststellschrauben und von Druckschrauben mit am Ende angedrehtem Druckzapfen werden diese gewöhnlich in Öffnungen des Schafts zentriert, um eine vergrößerte Drehhaltekraft zu entwikkeln, die sich aufgrund der Scherbeanspruchung über dem Konusoder Anschlagpunkt ergibt. Bei Verwendung einer Feststellschraube in Verbindung mit einem Keil bzw. einer Feder ist der Schraubendurchmesser im allgemeinen gleich der Breite des Keils, wobei die

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Feststellschraube in dieser Kombination die Teile in Axialrichtung festlegt und wobei die Drehbelastung der Teile von dem Keil aufgenommen wird. Es ist ferner bekannt, zwei oder mehr Feststellschrauben zu verwenden, die zur Erzielung einer vergrößerten Drehhaltekraft gegen eine Welle bzw. einen Schaft stoßen, wobei die Feststellschrauben radial in axialer Ausrichtung mit gegenseitigem Abstand oder in Umfangsrichtung unter einem Winkelabstand angeordnet sind.

Abgesehen von der obigen bekannten Verwendung von Feststellschrauben für eine axiale Verbindung von Teilen mit einer Keil- bzw. Federverbindung ist es aus den nachfolgenden US-Patenten ferner bekannt, ein Schneidwerkzeugglied axial verschiebbar mittels Keilführung in einer Bohrung einer Bohrstange bzw. -spindel oder eines ähnlichen Werkzeugstützgliedes anzuordnen und mittels eines drehbaren, axial festgelegten Anzeige- bzw. Skalengliedes einzustellen, das in Schraubeingriff mit einem Einsteckteil bzw. -schaft des Werkzeuggliedes steht: 2.33O.692; 2.537.517; 3.178.969 3.198.O79; 3.313.187; 3.347.115; 3.349.648; 3.434.376. Aus Gründen einer wirtschaftlichen Herstellung und zur Erzielung einer Austauschbarkeit eines Werkzeugs gegenüber einem anderen weist der Werkzeugkeil bzw. die Werkzeugfeder hinsichtlich ihrer Breite eine Toleranz in einer Keil- bzw. Federnut eines Werkzeugstützgliedes auf, weshalb nach Einstellung des Werkzeugs durch Drehen des Einstell-Skalengliedes das Werkzeug beim Ausüben bzw. Aufbringen größerer Schneidbelastungen schlagen oder geringen Drehbewegungen ausgesetzt sein kann, was durch die erwähnte Toleranz ermöglicht wird und zu Störungen oder Ungenauigkeiten in der Bohröffnung des Werkstücks führen kann.

Bei den genannten US-Patenten legt sich das Skalenglied gegen das Werkzeugstützglied, und zwar entweder durch Federkraft oder durch die Wirkung einer Feststellschraubeneinrichtung, die das Werkzeugglied und daher das Skalenglied in reibungsSchlussigen Sitzeingriff mit dem Werkzeugstützglied zieht. Im letztgenannten Fall erfordert eine genaue Einstellung des Werkzeuges eine wiederholte Manipulation der Feststellschraubeneinrichtung und des Skalengliedes. - 3 -

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Feststelleinrichtung zu schaffen, mittels derer eine einwandfreie und wirkungsvolle sowie exakte Festlegung erfolgen kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient eine Feststelleinrichtung der genannten Art, die gekennzeichnet ist durch eine Bohrung der Bohrstange mit zumindest einer in Längsrichtung angeordneten Keiloder Federnut, durch ein Schneid- oder Stichelglied mit einem äusseren Teil sowie darauf angeordneten Schneidkanten und einem inneren Teil mit axialem Gleitsitz in der Bohrung sowie mit einem Keil bzw. einer Feder, der bzw. die zur Verhinderung einer Drehung des Schneid- oder Stichelgliedes in der Keil- oder Federnut angeordnet ist, ferner durch ein ringartiges Einstell-Skalenglied, das in Schraubeingriff mit dem Schneid- oder Stichelglied steht und mit der Bohrstange um die Achse der Bohrung drehbar, jedoch axial unverschiebbar, verbunden ist, wodurch eine Drehung des Skalengliedes eine axiale Einstellverschiebung des Schneid- oder Stichelgliedes begründet, und schließlich durch eine gegen das Schneidoder Stichelglied stoßende Feststellschraubeneinrichtung in der Bohrstange, um auf das Schneid- oder Stichelglied eine Drehmomentenkraft auszuüben und eine Seite des Keils oder der Feder mit der angrenzenden Seite der Keil- oder Federnut in Reibungseingriff zu bringen.

Im Unterschied zu bekannten Maßnahmen bei der Anwendung von Feststellschrauben zur Drehverhinderung eines schaftartigen Gliedes, wobei die Feststellschraube längs einer durch die Achse des Schafts verlaufenden Linie oder auf einen Keil eines Schafts zur axialen Festlegung desselben gegenüber dem damit verbundenen Glied wirkt, ist die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung für einstellbare Bohrstangeneinsätze und ähnliches sehr einfach. Sie ermöglicht eine höchst wirkungsvolle Festlegung des radial einstellbaren Schneidgliedes in einer genauen Einstellposition. Dabei erfolgt ein Zusammenwirken mit einem axial über eine Keilführung verschiebbaren Glied, um auf dieses eine Drehmomentkraft aus zuüben, welche eine Seite des Keils fest gegen eine angrenzende

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Seite der Keilnut drückt. Unabhängig von einer Breitentoleranz zwischen dem Keil und der Keilnut bzw. der Feder und der Federnut wird daher das Glied gegenüber einer Drehbewegung festgelegt.

Ferner vermag die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung das Einstell-Skalenglied in seiner Sitzposition zu halten, bei der es gegen einen Sitz der Bohrstange bzw. -spindel gedrückt wird. Ferner übt die erfindungsgemäße Feststelleinrichtung zusätzlich zur blockierenden Drehmomentenkraft auf das Schneidglied in wirkungsvoller Weise eine Axialkraft aus, um das Einstell-Skalenglied fest gegen den Bohrstangensitz zu ziehen und dadurch einen zusätzlichen Widerstand gegenüber einem Drehen des Skalengliedes zu erzielen, wenn nicht die Feststelleinrichtung von einem Blockiereingriff mit dem Schneidglied gelöst wird. Dadurch wird eine Präzisionseinstellung des Schneidelementes auch während der Benutzung der Bohrstangen-Einsatz-Anordnung aufrechterhalten.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - eine Ansicht einer Bohrstange bzw. -spindel mit einer erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung in Verbindung mit einem einstellbaren Einsatz der Bohrstange,

Figur 2 - einen vergrößerten Teilquerschnitt in einer durch die Achse einer Bohrung der Bohrstange verlaufenden Ebene, wobei ein Schneid- bzw. Stichelelement längs der Bohrung axial einstellbar ist,

Figur 3 - einen weiter vergrößerten Querschnitt längs der Linie 3-3 aus Figur 2,

Figur 4 - einen Querschnitt ähnlich Figur 3, wobei jedoch die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei einem Schneid- bzw. Stichelelement mit einem einzigen Keil angewendet sind, der in einer einzigen Keilnut der Bohrung der Bohrstange angeordnet ist, und

Figur 5 - einen Querschnitt ähnlich wie in Figur 4 zur Darstellung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

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Gemäß Figuren 1 und 2 weist eine Bohrstange 1 an einem Ende einen Bohr- bzw. Einsteckschaft 2 und am anderen Endteil 3 eine dadurch geführte Bohrung 4 auf, die in bezug auf die Längsachse der Bohrstange 1 unter einem Winkel angeordnet ist. Eine Versenkbohrung an einem Ende der Bohrung 4 nimmt ein Ringglied 6 einer Bohrstangen-Einsatzanordnung 7 auf, das in der Bohrstange 1 durch eine Klemmschraube 8 lösbar gehalten wird. Die Einsatzanordnung 7 ist vorzugsweise von dem Typ entsprechend dem US-Patent 3.434.376, wonach ein einstellbares Anzeige- bzw. Skalenglied 9 in Schraubeingriff mit dem Schneid- oder Stichelglied Io steht. Das einstellbare Anzeigeglied 9 wird federnd gegen den konischen Sitz 11 des Ringgliedes 6 gedrückt, und zwar mittels einer Belleville-Feder bzw. Tellerfeder, die gemäß dem genannten US-Patent das Spiel zwischen den Gewindegängen des Anzeigegliedes 9 und des Schneid- oder Stichelgliedes Io aufnehmen bzw. aufheben kann, und zwar durch Anordnung von Schlitzen 14 im Zwischenteil des Anzeige- oder Skalengliedes 9.

Ein radial innen liegender Schaftteil 15 des Stichelgliedes Io ist unter engem Gleitsitz in der Bohrung 4 verschiebbar und weist Keile 16 auf, die von den Endbereichen eines im Schaftteil 15 angeordneten Querstiftes 17 gebildet werden und in Keilnuten 18 der Bohrung 4 verschiebbar sind, um eine Drehung des Stichelgliedes zu verhindern, wenn das einstellbare Skalenglied 9 zur radialen Verschiebung des Stichelgliedes Io nach außen oder innen gedreht wird. Das Stichelglied Io weist Schneidkanten 19 auf, die ein Teil des Stichelgliedes Io selbst sein können, die ferner einen auf das Stichel- bzw. Schneidglied Io aufgelöteten Einsatz darstellen können oder die einen austauschbaren Wegwerfeinsatz aus Wolframkarbid bzw. Widiametall oder ähnlichem bilden, der in bekannter Weise mit dem Schneidglied Io verklemmt ist (beispielsweise gemäß US-Patent 3.697.187).

Statt daß die Keile 16 die Endteile eines Querstiftes 17 gemäß Darstellung bilden, können sie auch in Form eines herkömmlichen Vierkantkeils oder eines Scheibenkeils in einem entsprechenden Keilsitz des Schneidgliedes Io ausgebildet sein. Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungen möglich. - 6 -

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Das Schaft- oder Einsteckteil 15 des Schneidgliedes Io weist, wie bereits erwähnt wurde, einen festen Gleitsitz in der Bohrstangenbohrung 4 auf, und derartige Durchmesser können zur Erzielung eines solchen Gleitsitzes gut in engen Toleranzen gehalten werden, und zwar unter Beibehaltung einer Austauschbarkeit der Einsatzanordnungen 7 öder Schneid- bzw. Stichelglieder Io in unterschiedlichen Bohrstangenbohrungen. Jedoch werden Keilnuten in Bohrungen allgemein durch Aufreiben bzw. durch Ziehen gebildet, wobei zur Vermeidung des Einhaltens extrem enger Toleranzen in bezug auf die Breiten und Positionen des Keils und der Keilnut die Toleranz etwa o,o5 mm (o,oo2'') oder mehr betragen kann. Daher kann das Schneid- oder Stichelglied Io bei Verwendung einer herkömmlichen Feststelleinrichtung Erschütterungen aufweisen oder schlagen, wenn starke Schneidleistungen aufgebracht werden.

Um das Schneidglied Io in seiner eingestellten Position sicher zu arretieren, stößt eine Feststellschraube 2o in der Bohrstange 1 gemäß Figur 3 gegen eine geneigte Abflachung 21 des Schneidgliedes Io, und zwar an einem Punkt 23, der exzentrisch zur Achse des Schneidgliedes liegt. Hierdurch wird auf das Schneidglied Io ein Drehmoment F · D zum Drehen des Schneidgliedes in der Bohrung 4 ausgeübt, um einen festen Eingriff einer Seite zumindest eines Keils 16 mit der angrenzenden Seite der zugeordneten Keilnut 18 zu erzielen. Beim Einstellen des Schneidgliedes Io ist es bevorzugt, daß die Feststellschraube 2o etwas, jedoch ausreichend weit gelöst wird, um eine Drehung des Anzeige- oder Skalengliedes 9 bei Aufrechterhaltung des Keil-Keilnut-Eingriffs zu ermöglichen Wenn die Feststellschraube 2o im Uhrzeigersinn gemäß Figuren 1 und 3 angezogen wird, übt sie am Punkt 23 auf das Schneidglied Io eine Axialkraft aus, und das Skalenglied 9 neigt dazu, fester gegen den Sitz 11 gezogen zu werden. Auf diese Weise wird nicht nur das Schneidelement Io sicher arretiert, sondern es erfolgt auch eine Feststellung des Einstell-Skalengliedes 9 in Eingriff mit dem Sitz 11.

Figur 4 stellt einen Querschnitt ähnlich demjenigen aus Figur 3 dar, wobei jedoch eine Feststellschraube 2o' in Verbindung mit

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einem Schneid- oder Stichelglied Io' und einer Bohrstange bzw. -spindel I¹ dargestellt ist und wobei nur ein einziger Keil 16' und eine einzige Keilnut 18" vorhanden sind. Die Feststellschraube 2ο¹ und die geneigte Abflachung 21' können irgendwo am Umfang der Bohrung 4¹ angeordnet sein, wobei in jedem Fall ein Drehmoment F¹ · D¹ zur Erzielung eines festen Sitzes zwischen einer Seite des Keils 16' und der angrenzenden Seite der Keilnut 18" ausgeübt wird.

Gemäß Figur 5 ist eine Befestigungsschraube 2ο¹' exzentrisch zur Achse einer Bohrung 4¹' angeordnet und stößt gegen eine Seite einer in Axialrichtung länglichen Aussparung 24 eines Schneidgliedes lo", um auf das letztere ein Drehmoment F¹¹ -D¹¹ zur Erzielung eines festen Sitzes eines Keils 16" an einer angrenzenden Seite einer Keilnut 18"' auszuüben. In diesem Fall fällt der Punkt 23"' mit der Achse der Feststellschraube 2o" zusammen, wobei jedoch die Seite 25 der Aussparung 24 auch in bezug bzw. in Verbindung mit einer am Ende flachen Feststellschraube 2o oder 2o' gemäß Figuren 1 bis 4 geneigt sein kann, um den Drehmomentenarm D¹' zu vergrößern und um einen Axialzug auf das Schneidglied Io'' und das Anzeige- bzw. Skalenglied 9¹¹ zu erzielen.

- Patentansprüche -

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Claims

P atentansprüche

Feststelleinrichtung für einstellbare Bohrstangeneinsätze und ähnliches, gekennzeichnet durch eine Bohrung (4, 4¹, 4¹¹) der Bohrstange (1, I¹, I¹¹) mit zumindest einer in Längsrichtung angeordneten Keil- oder Federnut (18, 18", 18¹'), durch ein Schneid- oder Stichelglied (lo, lo¹, lo¹¹) mit einem äußeren Teil sowie darauf angeordneten Schneidkanten (19) und einem inneren Teil (15, 15', 15'') mit axialem Gleitsitz in der Bohrung sowie mit einem Keil bzw. einer Feder (16, 16', 16¹¹) , der bzw. die zur Verhinderung einer Drehung des Schneid- oder Stichelgliedes in der Keil- oder Federnut angeordnet ist, ferner durch ein ringartiges Einstell-Skalenglied (9), das in Schraubeingriff mit dem Schneid- oder Stichelglied steht und mit der Bohrstange (1) um die Achse der Bohrung drehbar, jedoch axial unverschiebbar, verbunden ist, wodurch eine Drehung· des Skalengliedes eine axiale Einstellverschiebung des Schneidoder Stichelgliedes begründet, und schließlich durch eine gegen das Schneid- oder Stichelglied stoßende Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2ο·, 2ο¹¹) in der Bohrstange, um auf das Schneid- oder Stichelglied eine Drehmomentenkraft auszuüben und eine Seite des Keils oder der Feder mit der angrenzenden Seite der Keil- oder Federnut in Reibungseingriff zu bringen.
2. Feststelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2o', 2o") einwärts von dem Skalenglied (9) und exzentrisch zur Achse der Bohrung (4, 4', 4") sowie zum Schneidglied (lo, lo¹ , lo¹¹) gegen dessen Seite stößt.
3. Feststelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2ο¹, 2ο¹¹) ferner eine axial einwärts gerichtete Kraft auf das Schneidglied (lo, lo¹, lo¹¹) ausübt, die über den Schraubeingriff mit dem Skalenglied (9) das letztere reibschlüssig an der Bohrstange (1, I¹, I¹¹) festlegt.

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4. Feststelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einwärts vom Skalenglied (9) gelegene Schneidglied (lo, lo¹, lo¹¹) einen Oberflächenteil (21, 21*, 25) aufweist, der in Eingriff mit der Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2ο¹ 2ο¹¹) steht, und zwar exzentrisch von der Achse des Schneidgliedes und der Bohrung (4, 4¹, 4¹¹).
5. Feststelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2o') radial in Eingriff mit der Seite des Schneidgliedes (lo, lo¹) an einem Punkt (23, 23') verschiebbar ist, der einen Umfangsabstand von dem Keil (16, 16") bzw. der Feder aufweist, wobei das Schneidglied eine sich in Längsrichtung erstreckende Abflachung (21, 21') aufweist, die in Eingriff mit einem Teil des radial inneren Endes der Feststellschraubeneinrichtung steht, wobei dieses Teil einen Radialabstand von der Achse der Feststellschraubeneinrichtung aufweist.
6. Feststelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehung der Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2o") zur Begründung einer Reibblockierung des Keils (16, 16') mit der Keilnut (1.8, 18') ferner zu einem axialen Ziehen des Schneidgliedes (lo, lo¹) nach innen führt, wodurch über den Schraubeingriff mit dem Skalenglied (9.) ein Reibungseingriff des letzteren mit der Bohrstange (1, 1') begründet wird, um das Skalenglied ferner gegen Drehung zu sichern.
7. Feststelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für eine Werkzeuganordnung, wie eine Bohrstange, mit einem in einer Bohrung der Bohrstange über eine Keilführung axial verschiebbaren Schneidglied, wobei die axiale Einstellung des Schneidgliedes durch Drehung eines axial festgelegten Einstell-Skalengliedes erzielt wird, das in Schraubeingriff mit dem Schneidglied steht, gekennzeichnet durch eine Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2ο¹, 2ο¹¹) in der Bohrstange (1, I¹, I¹¹) zur Ausübung einer Drehmomentenbelastung auf das Schneidglied (lo, lo^f, lo¹¹)» um eine Seite eines Keils

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(16, 16', 16*'-) des Schneidgliedes in Eingriff mit einer längsgerichteten Keilnut (18, 18', 18") der Bohrung (4, 4·, 4¹¹) zu bringen.
8. Feststelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellschraubeneinrichtung (2o, 2ο¹) ferner das Schneidglied (lo, lo¹) axial verschieben kann, um das Skalenglied (9.) in einen Reibschlußsitz mit der Bohrstange (1, I¹) zu bringen und dessen Drehung bei ungelöster Feststellschraubeneinrichtung zu verhindern, um das Skalenglied für eine Drehung freizugeben und um den Reibeingriff des Keils mit der Keilnut für eine nachfolgende Axialverstellung des Schneidgliedes aufgrund einer Drehung des Skalengliedes aufzuheben.

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