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Einsparnicrwichtung für Werkzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einspannvorrichtung für mit einem Schaft versehene Werkzeuge, wobei der Werkzeugschaft
in einem Halter gehalten ist und an seinem aus dem Halter frei herausragenden Ende
das Werkzeug trägt, insbesondere Drehstähle an Drehmaschinen.
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Es ist Aufgabe der Vorliegenden Erfindung, an der Einspannvorrichtung
noch Mittel in der Weise vorzusehen, daß eine Feineinstellung des Werkzeuges gegenüber
dem Werkstück, wie sie nach Beginn der Bearbeitung und nach Abnutzung des Werkzeuges
erforderlich ist, ohne Zuhilfenahme eines besonderen Meßgerätes in besonders einfacher
und rascher Weise möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Werkzeugschaft an mindestens zwei Widerlagern des Halters aufliegt, und
daß den Widerlagern gegenüber im Halter mindestens ein Feinstellelement angeordnet
ist, mittels welchem der Werkzeugschaft zwischen den Widerlagern elastisch durchbiegbar
und das Werkzeug am Ende des Schaftes gegenüber dem Werkstück einstellbar ist. Die
auf diese Weise erreichte Einstell bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück hat
den weiteren Vorteil, daß sie in jeder Richtung spielfrei ausführbar ist, weil hier
infolge elastisder Federung des Werkzeugschaftes ein Umlcehrspiel nicht vorhanden
ist.
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Man kann hierbei das Feinstellelement gemäß weiteren Merkmalen der
Erfindung entweder als eine Spannschraube oder als einen Spannexzenter ausführen,
wobei in jedem Falle eine Handbetätigung der Feineinstelleinrichtung möglich ist.
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Bei der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist dem Feinstellelernent
eine Anzeige-vorrichtllng zugeordnet, welche das Maß der Werkzeugschaft-Durchbiegung
und der Feineinstellung anzeigt. Dabei ist es von besonderem Vorteil, die Anzeigevorrichtung
als eine am Feinstellelement einstellbar befestigte und am Umfang die Skala tragende
Skalenscheibe
auszuführen, die mit einem ortsfesten Index am Halter zusammenspielt. Der Bedienende
kann somit die Einstelloperationen mit der erforderlichen Genauigkeit und in einer
sehr übersichtlichen Weise ausführen.
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Zwecks Ausführung von Arbeiten an verschieden langen Werkstücken
muß die Einspannvorrichtung derart beschaffen sein, daß das frei herausragende und
das Werkzeug tragende Ende des Schaftes verschiedene Längen aufweist. Um bei derartigen
Einspannvorrichtungen mit einer einzigen Anzeigevorrichtung auch für verschiedene
Bearbeitungslängen auskommen zu können, sind nach einem anderen Merkmal der Erfindung
am Umfang der Skalenscheibe mehrere Anzeigenskalen vorgesehen, wobei jedem Längen-Bereich
des frei herausragenden Werkzeugschaftes eine eigene Skala zugeordnet ist. Der Bedienende
hat vor Beginn der Arbeit nur die dem jeweiligen Betriebsfall angepaßte Anzeigeskala
in Relativstellung gegenüber dem Index zu bringen.
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In der nachstehenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 bis 3 die Vorrichtungen in drei verschiedenen Ansichten
Fig. 4 bis 6 eine andere Bauart der Vorrichtung in ähnlichen Ansichten.
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In Fig. 1-3 ist ein Werkzeughalter 10 dargestellt, wie er bei Drehautomaten
oder Revolverdrehmaschinen in bekannter Weise verwendet wird. Mit seinem zylindrischen
Teil 10a wird er in der Maschine eingespannt und weist eine zentrale Öffnung 10b
in Vierkantform auf, die zur Aufnahme des eigentlichen Werkzeuges dient. Im Darstellungsfalle
wird ein Drehstahl 12 verwendet, dessen vierkantiger Schaft 12a aus vergütetem und
somit elastisch durchbiegbarem Material in die Öffnung 10b eingeführt und dort festgespannt
wird.
Die Schneide 12s ist an dem aus dem Halter 10 herausragenden Ende des Drehstahls
12 angebracht. Es kann hierbei ein fest eingesetztes, z.B. eingelötetes Hartmetall-Plättchen
mit einziger Schneide oder eine umsetzbare Wendeplatte ebenfalls aus Hartmetall
mit mehreren, nacheinander zur Bearbeitung verwendbaren Schneiden vorgesehen sein.
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Der Werkzeugschaft 12a liegt innerhalb der Öffnung 10b auf zwei einstellbaren
Schrauben 14 als Widerlagern auf, wobei an der gegenüberliegenden Seite im Halter
10 eine Spannschraube 16 angeordnet ist, die annähernd gleichen Achsabstand zu beiden
Schrauben 14 aufweist und auf den Werkzeugschaft 12a drückt. Eine als Schraubenmutter
ausgeführte Skalenscheibe 18 ist an dem aus dem Halter 10 herausragenden Teil der
Spannschraube 16 angebracht und wird hier mittels einer Kontermutter 20 in Stellung
gehalten. Im Kopf 16a der Spannschraube 16 ist ein Innensechskant vorgesehen, in
welchem ein Sechskantschlüssel zum Betätigen der Spannschraube 16 einführbar ist.
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Am Umfang der Skalenscheibe 18 sind darstellungsgemäß vier verschiedene
Skalen 18a, 18b, 18c, 18d angebracht, in deren Mitte jeweils ein längerer Strich
als Nullmarke dient.
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Jede Skala ist einem bestimmten Bereich zugeordnet, der durch die
freistehende Länge "X" des Werkzeuges aus dem Halter 10 gegeben ist. Im vorliegenden
Falle sind die Bereiche von 50, 75, 100 und 125 mm berücksichtigt.
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Falls zusammen mit einem einzigen Halter 10 auch Werkzeuge 12 mit
verschiedenen Schaft-Dicken verwendet werden sollen, dann ist für jedes Werkzeug
von bestimmter Schaftdicke eine eigene Skalenscheibe mit entsprechend geteilten
Einzel-Skalen vorzusehen und fallweise zur Anwendung zu bringen.
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Der Werkzeugschaft 12a wird im Halter 10 noch mit Hilfe von zwei
Schrauben 22 seitlich gesichert, die ihn gegen eine Auflagefläche 10c des Halters
10 halten.
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Wenn beispielsweise in einem Werkstück 24 ein Loch 24a auf ein genaues
Bohrmaß feingedreht werden soll, dann wird mit der beschriebenen Einspannvorrichtung
in nachstehender Weise gearbeitet: Dem gegebenen Schaft-Maß vom Werkzeug 12 wird
eine entsprechende Skalenscheibe 18 ausgewählt und an der Spannschraube 16 angebracht.
Dann wird das Werkzeug 12 derart im Halter 10 eingesetzt, daß sein freistehender
Bereich "X" der auszuführenden Arbeit entspricht und z.B. 50 mm beträgt. Nachdem
dann alle zum Festhalten des Werkzeuges 12 dienenden Schrauben festgezogen sind,
wird mit dem eingesetzten und durch die Spannschraube 16 leicht vorgespannten Drehstahl
12 die erste Bohrung 24a im Werkstück 24 fertiggedreht und ihr Fertigmaß beispielsweise
mittels einer Lehre ermittelt.
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Wenn nach der Überprüfung der Erst-Bohrung festgestellt wird, daß
keine Abweichung gegenüber dem Nennmaß der Bohrung vorliegt, dann wird die Skalenscheibe
18 an der Spannschraube 16 derart gestellt, daß ihre Skala 18a (für den Bereich
X=50 mm) gegenüber einer Indexmarke 26 am Halter 10 zu liegen kommt. Da im angenommenen
Falle keine Naßabweichung festgestellt wurde, wird der Mittelstrich der Skala 18a
genau auf die Indexmarke 26 eingestellt, wie Fig. 1 zeigt.
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Bei dieser Einstellung können erfahrungsgemäß etwa fünf weitere Bohrungen
mit gleichem Werkzeug und gleicher Einstellung bearbeitet werden. Sobald diese Serie
fertiggestellt ist, dann hat die Abnutzung der Werkzeugschneide 12s bereits ein
derartiges Maß erreicht, daß ihre Nachstellung zum Werkstück erforderlich ist, um
bei weiteren Dreharbeiten die vorgesulti-lebene Toleranzgrenze für das Nennmaß nicht
zu überschreiten.
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Der Bedienende wird zu diesem Zweck mittels des Sechskantschlüssels
die Spannschraube 16 im Uhrzeigersinne um einen Teilstrich der hierbei mitgedrehten
Skala 18a nachstellen. ~~
Die Spannschraube 16 drückt hierbei gegen
den Schaft 12a des Werkzeuges 12, der dadurch zwischen den beiden Schrauben 14 eine
weitere Durchbiegung erfährt, sodaß die Werkzeugschneide 12s um das erforderliche
Maß zum Werkstück 24 zugestellt wird. Durch diese Zustellung wird derjenige Betrag
egalisiert, um den die Schneide 12s während der vorangegangenen Arbeitsgänge abgenutzt
wurde. Es können nun bei der neuen Einstellung wieder etwa fünf Bohrungen 24a in
Werkstücken 24 bearbeitet werden.
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Die Teilung der Skalen 18a ... 18d ist derart gewählt, daß beim Drehen
der Spannschraube 16 mit Skalenscheibe 18 um einen Teilstrich eine Zustellung der
Werkzeugschneide 12s um z.B. 1/100 mm im Durchmesser erfolgt. Der Bedienende kann
somit bei Beginn der Arbeit und bei UberprüSung des Maßes der Erst-Bohrung leicht
entscheiden, um wieviel Teilstriche nach der einen oder anderen Richtung die Skalenscheibe
18 mit Skala 18a gegenüber dem Index 26 als Ausgangsbasis zu stellen ist, falls
nicht Null-Abweichung gegenüber dem Nennmaß festgestellt wurde, wie vorstehend unterstellt
ist.
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Es ist leicht einzusehen, daß über die elastische Durchbiegung des
Werkzeugschaftes 12a die Abnutzungen seiner Schneide 12s in sehr einfacher Weise
ausgeglichen werden können, weil mit dieser Durchbiegung und auch der elastischen
Zurückfederung des Werkzeugschaftes sowohl eine Zustellung als auch eine Rückstellung
der Schneide 12s gegenüber dem Werkstück 24 in spielfreier Weise und in vorbestimmbarer
Größe erreichbar ist. Man kann auf diese Weise die zur Bearbeitung einer bestimmten
Stückzahl von Werkstücken erforderlichen Arbeitszeiten wesentlich verkürzen. Darüberhinaus
wir die Benutzungsdauer eines Werkzeuges bei einer Einspannung erheblich verlängert,
weil praktisch Xlemmhalter mit Hartmetallwendeplatten verwendet werden können, wodurch
mit der
beschriebenen Einspann- und Nachstellvorrichtung auch die
Wirtschaftlichkeit der Bearbeitung gesteigert wird.
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Die Fig. 4-6 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, die
sich besonders für-Werkzeuge mit zylindrischem Schaft eignet. Diese Bauart unterscheidet
sich gegenüber der erstbeschriebenen Ausführung dadurch, daß hier als Feinstellelement
zum elastischen Durchbiegen des Werkzeugschaftes ein Spannexzenter verwendet wird.
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Im Halter 40 ist eine Öffnung 40a vorgesehen, in welcher an beiden
Seiten eine innen ballig gestaltete Büchse 42 als Widerlager eingesetzt ist. In
ein Durchgangsloch 42a jeder Büchse 42 greift ein Zapfen 43a am Ende einer im Halter
40 sitzenden Schraube 43 ein. Durch Andrücken der Zapfen 43a gegen den im Innern-der
Büchsen angeordneten zylindrischen Werkzeugschaft MSa wird derselbe im Halter 40
eingespannt.
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In einer zur Öffnung 40a senkrecht stehenden Querbohrung 40b des
Halters 40 ist ein zylindrisches Spannglied 46 gelagert, das an seinem aus dem Halter
40 herausragenden Ende einen Gewindezapfen 46a zum Anbringen der Skalenscheibe 48
und der Kontermutter 50 besitzt Außerdem ist in einer zentralen Gewindebohrung 46b
des Spanngliedes 46 eine Kopfschraube 52 eingesetzt und mit dem Spannglied 46 mittels
eines Kupplungsstiftes 54 verbunden, der hierbei die Teile 46 und 52 durchquert.
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Eine Fixierschraube 56 im Halter 40 greift mit ihrem Zapfen 56a in
eine Umfangsrille 46r des Spanngliedes 46 ein und sichert dasselbe in seiner Axiallage
innerhalb des Halters 40.
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Außerdem kann der Zapfen 56a mit den in die Rille 46r hineinragenden
Enden des Stiftes 54 zusammenarbeiten und dadurch die Drehbereiche des Spanngliedes
46 auf ein gewünschtes Maß begrenzen.
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Das- Spannglied 46 ist in dem oberhalb des Werkzeuges 44 liegenden
Bereich als ein kreisförmig verjünte- Exzenter 46e ausgebildet, der auf einem bestimmten
Umfangsbereich des zylindrischen Werkzeugschaftes 44a aufliegt. Wenn nun das Spannglied
46 gedreht wird, was mittels eines im Kopf 52a
der Schraube 52 vorgesehenen
Innensechskantes und eines hier einsetzbaren Sechskantschlüssels erfolgen kann,
dann wird der Exzenter 46e gegen den Werkzeugschaft 44a drücken und denselben zwischen
den Widerlagern 42 elastisch durchbiegen. Dadurch wird wiederum eine Zustellung
der Werkzeugschneide 44s gegenüber dem Werkstück erreicht. Das Maß dieser Zustellung
ist anhand einer der ausgewählten Skalen 48a, 48b, 48c an der mit dem Exzenter 46e
auf Drehbewegung mitgenommenen Skalenscheibe 48 gegenüber dem Index 58 ablesbar
und bestimmbar.
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Im übrigen ist die Bedienung und Arbeitsweise dieser Ausführungsform
die gleiche wie bei der erstbeschriebenen Bauart, sodaß sie hier nicht mehr im einzelnen
erläutert werden soll.
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Es sei abschließend erwähnt, daß der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nicht allein auf die beschriebenen Bauarten beschränkt ist. Man könnte
vielmehr diese Vorrichtung auch bei der Bearbeitung von Außenzylindern oder bei
anderen Werkzeugen mit einem elastisch durchbiegbaren Schaft, beispielsweise an
Schleifdornen anwenden.