DE2415464B2 - Einsitziger werkzeughalter fuer auswechselbare, parallel zur spindelachse einfuehrbare werkzeugeinsaetze - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einsitzigen Werkzeughalter für auswechselbare, parallel zur Spindelachse einführbare Werkzeugeinsätze, mit einem Halterkörper mit die Werkzeugeinsätze an Stützflächen einklemmenden Festklemmeinrichtungen.

Eis ist ein Halter bekannt, bei dem das Festklemmen der Werkzeugeinsätze nach den drei Koordinatenachsen gleichzeitig mit einer Festklemmbewegung bewerkstelligt wird. Bei diesem werden die Werkzeugeinsätze mittels Hirth-Verzahnungen fixiert und festgeklemmt.

Diese Konstruktion ist teuer und erfordert eine hohe Präzision bei der Fertigung sowohl des Halters als auch der Werkzeugeinsätze.

Es ist ferner ein Werkzeughalter bekannt, bei dem die Werkzeugeinsätze nach den drei Koordinatenachsen aufeinanderfolgend festgeklemmt werden. Anfangs werden sie mittels eines Exzenters in zwei Koordinatenachsen nach einem Prisma und einer Fläche fixiert und festgeklemmt. Danach wird der Werkzeugeinsatz durch eine Schraubenmutter an der Basis des Halters eingeklemmt. Ein Nachteil dieses Halters besieht darin, daß die Werkzeugeinsatzzufuhr in den Halter längs einer senkrecht zur Spindelachse verlaufenden Achse ausgeführt wird. Hierbei muß zum Werkzeugcinsatzwechsel der Werkzeughalter aus der Arbeitszonc der Maschine entfernt werden.

Es sind Halter bekannt, bei denen die Werkzeugeinsätze mittels zweier Prismen nur durch zwei Koordinatenachsen festgeklemmt werden. In Richtung der dritten Koordinatenachse werden die Werkzeugeinsätze während eines Wechsels nur von einer äußeren Einrichtun; festgehalten. Bei dieser Konstruktion entsteht dl· Gefahr einer Verstellung des Werkzeugeinsatze gegenüber dem Halter, die durch die im Arbeitsprozel entstehenden Schwingungen verursacht wird. Darübe hinaus erfordern solche Konstruktionen eine hohl Präzision bei der Fertigung sowohl des Halters als aud der Werkzeugeinsätze.

Es sind auch Stahl-Haltereinrichtungen an Drehbän ίο ken bekannt, (CH-PS 2 55 493) mit von Hand erfolgen der Festklemmung des Werkzeugeinsatzes mit Klemmplatten, wobei das Festklemmen der Werkzeugeinsätze nur in zwei Koordinatenachsen durchführbar ist, wobei der Halter in der dritten Koordinatenachse lediglich an einem Anschlag anliegt.

Eine derartige Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß das Festklemmen der Werkzeugeinsätze von Hand erfolgt und nur in zwei Koordinatenachsen durchführbar ist, wobei sich auch die Gefahr einer willkürlichen Verstellung des Werkzeugeinsatzes gegenüber dem Halterkörper infolge der während der Arbeit auftretenden Schwingungen ergibt.

Es ist auch ein Halter für Werkzeugejnsätze bekannt (US-PS 2.3 23 010), bei dem das Festklemmen ebenfalls

lediglich in zwei Koordinatenachsen erfolgt, wobei die Werkzeugeinsätze in parallel zur Spindelachse verlaufender Richtung eingeführt werden.

Auch bei diesem bekannten Werkzeughalter ergibt sich der Nachteil, daß das Festklemmen der Werkzeugeinsätze von Hand erfolgt und nur in zwei Koordinatenachsen durchführbar ist und auch hier eine Gefahr einer willkürlichen Verstellung der Werkzeugeinsätze gegenüber dem Halterkörper durch während der Arbeit entstehende Schwingungen vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile bekannter Werkzeughalter zu vermeiden und einen einsitzigen Werkzeughalter für auswechselbare, parallel zur Spindelachse zuführbare Werkzeugeinsätze zu schaffen, bei dem das Festklenimen der Werkzeugeinsätze in drei Koordinatenachsen verwirklichbar ist, wobei die Gefahr einer Verstellung der Werkzeugeinsätze durch die während des Arbeitsprozesses auftretenden Schwingungen vermieden wird. Die Aufgabe wird gelöst durch zwei, die Werkzeugeinsätze in einem einzigen Arbeitsgang in drei Koordinatenrichtungen festklemmende Festklemmeinrichtung, deren erste Festklemmeinrichtung aus einer Exzenterwelle mit einer das Ende eines Stiftes aufnehmenden Ringnut und aus einem Zahnrad besteht, das mit einer Zahnstange mit zwei verzahnten, unter einem rechten Winkel zueinander liegenden Seiten kämmt, die als Kolben in einen hydraulischen Zylinder eingesetzt ist, und deren zweite aus einer Klemmpratze mit einer sich selbst anpassenden Schraubenmutter besteht, die durch eine Lasche fixiert und auf eine Welle mit einem Zahnrad geschraubt ist, das mit einer Zahnstange kämmt, die unbeweglich mit dem Kolben eines hydraulischen Zylinders verbunden ist, wobei die beiden Ftstklemmeinrichtungen mittels der Zahnstange, die mit einem auf der Welle frei angebrachten Stufenzahnrad kämmt, und mittels eines unbeweglich an der Welle befestigten Stiftes verbunden sind.

Es ist vorteilhaft, wenn auf der Klemmpratze kontaktlose Induktionsumformer angeordnet sind.

⁶S Es ist günstig, wenn am Vorderteil des Halters eine Flachdüse und an der anderen Seite ein Gestell mit Düsen befestigt ist.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen einsitzigen

Werkzeughalters bestehen darin, daß bei diesem das Festklemmen aufeinanderfolgend nach den drei Koordinatenachsen erfolgt, wobei die Festklemmkraft auch nach dem Wechsel des Werkzeugeinsatzes aufrechterhalten bleibt. Dadurch wird eine sehr genaue Positionseinstellung erreicht, da die Festklemmvorgänge nicht nur zeitlich, sondern auch hinsichtlich der Kraft abgestuft sind. Es wird auch die Gefahr einer Verstellung des Werkzeugeinsatzes gegenüber dem Halterkörper vermieden, die durch die im Arbeitsprozeß entstehenden Schwingungen verursacht wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Werkzeugeinsätze parallel zur Spindelachse zugeführt werden, nämlich bei Zuleitung zum und bei Ableitung vom Werkstück. Darüber hinaus kann die Codenummer des Werkzeugeinsatzes nach seinem Festklemmen kontrolliert werden. Dadurch wird sowohl die Richtigkeit der Werkzeugeinsatzwahl als auch das richtige Festklemmen des Werkzeugeinsatzes im Halter kontrol/iert. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß der Halter eine Einrichtung zum Beblasen und Säubern des Werkzeuges und der Stützflächen der Werkzeugeinsätze während des Wechsels enthält.

Es ist auch vorteilhaft, daß der erfindungsgemäße Halter automatisch wirkend ist. Auch ist es vorteilhaft. daß dadurch, daß das Festklemmen der Werkzeugeinsatze in drei Koordinatenachsen mittels einer Exzenterwelle und einer sich selbst anpassenden Schraubenmutter durchgeführt wird, ein präzises Fixieren und Festklemmen der Werkzeugeinsätze ohne zusätzlich festlegende Bewegung des Supportes auch bei der Bearbeitung von öffnungen durchführbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt des Halters in freigestellter Lage des Werkzjugeinsatzes,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt des Halters in festgeklemmter Lage des Werkzeugeinsatzes und

F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie B-B der F i g. 3.

Der einsitzige Werkzeughalter für auswechselbare parallel zur Spindelachse einführbare Werkzeugeinsätze besteht aus einem Halterkörper 13, in dem eine Welle 2 mit einem Zahnrad 1 gelagert ist, das über eine Zahnstange 15 mit einem hydraulischen Zylinder 14 verbunden ist. Auf der Welle 2 ist ein Stufenzahnrad 10 frei angebracht, das einen unbeweglich an der Welle 2 befestigten Stift 11 berührt. Dieser dient zur Begrenzung der Drehbewegung des Stufenzahnrades 10 gegenüber der Welle 2. Im Halterkörper 13 befindet sich ein hydraulischer Zylinder 18, in dem eine wie ein Kolben bewegliche Zahnstange 12 mit zwei verzahnten, unter einem rechten Winkel liegenden Seiten angeordnet ist. Die eine verzahnte Seite der Zahnstange 12 kämmt mit dem Stufenzahnrad 10, die andere mit einem Zahnrad einer Exzenterwelle 17. Im hinteren Teil der Exzenterwelle 17 befindet sich eine Ringnut 19, in die das Ende eines Stiftes 20 hineinragt. Über dem Halterkörper 13 befindet sich eine Klemmpratze 6, in der eine sich selbst anpassende Schraubenmutter 9 liegt, deren Verdrehung mittels einer Lasche 8 beschränkt ist. Im Vorderteil der Klemmpratze 6 sind kontaktlose Induktionsumformer 5 angeordnet, mittels deren die Codenummer des Werkzeugeinsatzes 3 nach dem Festklemmen im Halter kontrolliert wird. Jeder Werkzeugeinsatz weist Stifte 4 zum Codieren der

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen Werkzeugeinsatznummer auf. Ein Keil 7 des Werkzeugeinsatzes dient zum anfänglichen Festhalten desselben mittels der am Halterkörper 13 befestigten Exzenterwelle 17. Am Vorderteil des Halters ist eine Flachdüse 16 zum Wegblasen des Staubes und der Späne von den Werkzeugoberflächen während des Wechsels angeordnet. An der anderen Halterseite befindet sich ein Gestell 21 mit Düsen, in welche Preßluit und Kühlflüssigkeit zum Säubern der Stützflächen der Werkzeugeinsätze während des Wechsels eingeleitet werden. Der Werkzeugeinsatz 3 wird in den entsprechenden Haltersitz eingebracht, der von den Stützflächen des Halterkörpers 13 und der Stützfläche der Klemmpratze 6 gebildet ist, bis der Keil 7 die entsprechende Stufe des Halterkörpers 13 berührt hat. Dabei ist die Klemmpratze 6 mittels (in der Zeichnung nicht dargestellter) Federn um 0,5 mm angehoben.

Der Werkzeugeinsatz 3 wird auf folgende Weise festgeklemmt: Die Zylinder 18 und 14 werden gleichzeitig mit Drucköl beaufschlagt (Fig. 1 und F i g. 2). Am Ausgang des Zylinders 14 ist eine Drossel (in der Zeichnung nicht gezeigt) befestigt, so daß sich die durch den Kolben des Zylinders 14 angetriebene Zahnstange 15 langsamer als die Zahnstange 12 bewegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Zahnstange 12 wird durch die Drehgeschwindigkeit der Welle 2 mittels des Stiftes 11 im mit der Zahnstange 12 kämmenden Stufenzahnrad 10 begrenzt. Die Bewegung der Zahnstange 12 wird gleichzeitig auf das Stufenzahnrad 10, das frei auf der Welle 2 angebracht ist, und auf das Zahnrad der Exzenterwelle 17 übertragen. Wird die Exzenterwelle 17 mit der Ringnut 19 und dem Ende des Stiftes 20 in Drehung versetzt, so ragt derselbe anfangs zum Werkzeugeinsatz 3 hervor und drückt bei seiner weiteren Drehbewegung den Keil 7 an die entsprechende Stufe des Halterkörpers 13 an. In derselben Zeit bewegt sich die Zahnstange 15 weiter, wobei die Welle 2 durch das Zahnrad 1 gedreht wird. Die Welle 2 schraubt sich in die sich selbst anpassende Schraubenmutter 9 ein. welche die Klemmpratze 6 hinunterdrückt und dadurch den Werkzeugeinsatz nach den anderen zwei Koordinatenachsen festklemmt. Auf diese Art wird der Werkzeugeinsatz 3 zeitlich synchronisiert nach den drei Koordinatenachsen festgeklemmt, wobei der Werkzeugeinsatz 3 durch die Exzenterwelle 17 zunächst nach der Längskoordinatenachse festgehalten und dann durch die Klemmpratze 6 nach den anderen zwei Koordinatenachsen festgeklemmt wird.

Beim Lösen des Werkzeugeinsatzes 3 wird nur der Zylinder 14 mit Drucköl beaufschlagt (Fig. 3 und 4). Dabei wird die Welle 2 in entgegengesetzter Richtung in Drehung versetzt. Sie löst die sich selbst anpassende Schraubenmutter 9 und die Klemmpratze 6, die mittels der Federn angehoben wird und den Werkzeugeinsatz 3 löst. Bei der weiteren Drehung der Welle 2 berührt der Stift 11 die Stufe des Stufenzahnrades 10 und versetzt es in Drehung, wobei die mit ihm verbundene Zahnstange

12 in ihre Anfangsstellung gebracht wird und diese die Exzenterwelle 17 in der entgegengesetzten Richtung in D, L-hung versetzt. Die Exzenterwelle 17 löst den Keil 7 und kehrt in den entsprechenden Sitz des Halterkörpers

13 zurück. Dadurch wird der Werkzeugeinsatz 3 zeitlich synchronisiert freigesetzt. Er wird danach durch einen anderen Werkzeugeinsatz ersetzt.

Der erfindungsgemäße einsitzige Werkzeughalter für auswechselbare Werkzeugeinsätze kann in Drehmaschinen mit Zifferprogrammsteuerung und Werkzeugmagazin verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einsitziger Werkzeughalter für auswechselbare, parallel zur Spindelachse einführbare Werkzeugeinsätze, mit einem Halterkörper mit die Werkzeugeinsätze an Stützflächen einklemmenden Festklemmeinrichtungen gekennzeichnet durch zwei, die Werkzeugeinsätze in einem einzigen Arbeitsgang in drei Koordinatenrichtungen festklemmende Festklemmeinrichtungen, deren erste Festklemmeinrichtung aus einer Exzenterwelle (17) mit einer das Ende eines Stiftes (20) aufnehmenden Ringnut (19) und aus einem Zahnrad besteht, das mit einer Zahnstange (12) mit zwei verrannten, unter einem rechten Winkel zueinander liegenden Seiten kämmt, die als Kolben in einen hydraulischen Zylinder (18) eingesetzt ist, und deren zweite aus einer Klemmpratze (6) mit einer sich selbst anpassenden Schraubenmutter (9) besteht, die durch eine Lasche (8) fixiert und auf eine Welle (2) mit einem Zahnrad (1) geschraubt ist, das mit einer Zahnstange (15) kämmt, die unbeweglich mit dem Kolben eines hydraulischen Zylinders (14) verbunden ist, wobei die beiden Festklemmeinrichtungen mittels der Zahnstange (12), die mit einem auf der Welle (2) frei angebrachten Stufenzahnrad (10) kämmt, und mittels eines unbeweglich an der Welle (2) befestigten Stiftes (11) verbunden sind.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Klemmpratze (6) kontaktlose Induktionsumformer (15) angeordnet sind.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Vorderteil des Halterseine Flachdiise(16)und an der anderen Seite ein Gestell (21) mit Düsen befestigt sind.