DE2607143C3 - Spanneinrichtung für die Schneideinsätze eines Messerkopfes oder eines ähnlichen Werkzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spnneinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher gekennzeichneten Art.

Bei der Spanneinrichtung der eingangs genannten Art, (DE-AS 18 03 817) ist der Spannbolzen ein Gewindebolzen. Um den Spannbolzen in die Spannstellung zu überführen, muß er mit Hilfe eines Schlüssels um in der Regel mehr als eine Umdrehung angezogen werden. Hierzu ist bei in einer Werkzeugmaschine genspanntem Werkzeug wegen der engen Raumverhältnisse ein mehrfaches Umsetzen des Schlüssels erforderlich. Der damit verbundene Zeitaufwand erweist sich bei einem Messerkopf als besonders nachteilig, weil er eine Vielzahl von Schneidkörpern aufweist, zu deren Befestigung eine entsprechende Vielzahl derartiger Gewindebolzen anzuziehen ist.

Es ist weiter bekannt, zur Verringerung des Zeitaufwandes zur Spannung von Schneideinsätzen an Messerköpfen federbelastete Spannbolzen zu verwenden (DE-OS 22 58 457). Die Spannfeder ist eine Schraubenfeder, die den Spannbolzen umgibt. Bei der bekannten Schnellspanneinnchtung sind die einzelnen Schneideinsätze jeweils in am Messerkopfumfang angeordneten Keilnuten eingesetzt. Die Keilform der Keilnuten ist so gewählt, daß deren Flanken einen spitzen, sich in Richtung auf die Messerkopfdrehachse schließenden Winkel miteinander bilden. Der Schneideinsatz wird so in die Keilnut eingelegt, daß er an einer der Nutflanken anliegt. Die Spanneinrichtung besteht aus einem am Ende des Spannbolzens angeordneten Spannkeil, der unter dem Einfluß der unter Expansionsdruck stehenden Feder in Richtung zur Messerkopfdrehachse gezogen wird. Hierbei beaufschlagt der Spannkeil mit seiner einen Keilfläche den Schneideinsatz in einem von der Schneidkante abgewandten Bereich. Mit der anderen Keiliiäche stützt sich der Spannkeil an der anderen Seitenflanke der Keilnut ab.

Diese Keilspannung hat den Nachteil, daß der Spannkeil am Halter eine zusätzliche Stützfläche benötigt, die zur Vermeidung des Auftretens von

ίο Kippkräften im wesentlichen im Überdeckungsbereich des Schneidkörpers angeordnet sein muß und daher zu einer Beeinträchtigung des Spanraumvolumens führt Außerdem muß das Spannmittel zum Spannen des Spannelements auf Zug und zum Lösen auf Druck beansprucht werden. Wird — wie dies bei derartigen Werkzeuge zweckmäßig ist — eine Schnellspannung durch Federspannung gewählt so erweist sich dieses Spannprinzip als nachteilig. Zum Lösen des Spannelements mittels eines Hebels und damit zur Erzeugung eines Entlastungsdruckes auf das Spannmittel ist es notwendig, zur Festlegung des Hebels am Werkzeughalter Hinterschneidungen vorzusehen.

Der beim Gegenstand von DE-AS 18 03 817 zur Spannung des Schneideinsatzes erforderliche Gewindebolzen läßt sich gegen einen nach Art von DE-OS 22 58 457 ausgebildeten, federbelasteten Spannbolzen zunächst deshalb nicht austauschen, weil der Gewindebolzen einen Druck ausüben muß, während der federbelastete Spannbolzen auf Zug beansprucht ist.

JO Selbst bei Umwandlung der Zugfeder in eine Druckfeder wäre der federbelastete Spannbolzen jedoch nicht in der Lage, den für eine sichere Spannung des Schneideinsatzes erforderlichen Spanndruck aufzubringen und im Betrieb aufrechtzuerhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art als federbelastete Schnellspannung auszubilden. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst Um trotz der Begrenzung der durch Federdruck erzeugbaren Spannkräfte eine sichere Schneideinsatzspannung zu gewährleisten, wird der von der Feder ursächlich ausgeübte Spanndruck auf Grund der Winkel- und Hebelverhältnisse zwischen Spannbolzen und Spannkörper auf engstem Raum wesentlich vergrößert.

Dls Merkmal des Patentanspruches 4 macht es möglich, die Vorteile der mit Spannbolzendruck arbeitenden Schnellspannung für ein problemloses Lösen der Spannung ohne Anformung von Hinterschneidungen am Werkzeughalter zu nutzen.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig.l einen lotrecht zur Drehachse verlaufenden Schnitt durch einen Messerkopf im Bereich eines Messerkopfzahnes,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie H-Il in Fig.l,
F i g. 3 eine Darstellung analog F i g. 1 einer modifizierten Ausführungsform,

Fig.4 einen Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig.l

Der Halter 1 ist ein Messerkopf, welcher um eine lotrecht zur Zeichnungsebenc (Fig.l) verlaufende Achse drehend antreibbar ist. Am Umfang des Halters 1 ist ein Schneidkörper 2 innerhalb einer Halterausnehmung befestigt. Die Halterausnehmung weist mindestens Anlageflächen 3, 4 für den Schneidkörper 2 auf.

Die Schneidkörperschneide ist mit 5 bezeichnet Mit 6 ist ein Werkstück angedeutet Die Vorschubrichtung des Halters 1 im Betrieb ist durch den Pfeil 7 gekennzeichnet Der Raum 8 stellt den dem Schneidkörper 2 zugewandten Teil des Spannraumes des Messerkopfes dar.

Der Schneidkörper 2 ist innerhalb einer Ausnehmung am Halter 1 durch ein insgesamt mit 9 bezeichnetes Spannelement gespannt Das Spannelement 9 ist ein im Halter 1 um eine lotrecht zu der in der Zeichnungsebene (F i g. 1 und 3) liegenden Spannrichtung (Pfeil 10) verlaufende Achse 11 rotatorisch gelagerter, durch ein Spannmittel tangential zur Drehachse beaufschlagbarer Spannkörper 12 mit einem radial in Richtung auf den Schneidkörper 2 vorstehenden Spannfinger 13. Zur Ermöglichung der Drehlagerung des Spannkörpers 12 um die Achse 11 ist der Spannkörper 12 in ein pfannenartiges Lager innerhalb des Halters 1 eingebettet. Um einen möglichst großvolumigen Spannraum 8 zu gewährleisten, ist der Spannkörper 12 im wesentlichen in Richtung 14 auf die Messerkopfdrehachse hinter der Ausnehmung zur Aufnahme des Schneidkörpers 2 angeordnet.

Das Spannmittel ist ein in Axialrichtung verschiebbarer Spannbolzen 24 (F i g. 3,4) bzw. (F i g. 1,2).

Der Spannbolzen 24 (F i g. 3 und 4) beaufschlagt in einem spitzen Winkel 25 von vorzugsweise weniger als 30° eine exzentrisch zur Spannkörperdrehachse 11 stehende Druckfläche 26 am Spannkörper 27. Die Druckfläche 26 ist konvex gewölbt ausgebildet und Teil einer sich tulpenartig nach außen vergrößernden Öffnung im Spannkörper 27. An das Vorderende des Spannbolzens 24 ist eine zu dessen Längsachse 18 spitzwinklig stehende, zur gewölbten Druckfläche 26 am Spannkörper 27 im wesentlichen tangential ausgerichtete Kontaktfläche 28 angeformt, deren Winkelstellung zur Längsachse 18 durch den spitzen Winkel 25 markiert ist. Der Sparinbolzen 24 ist in an sich bekannter Weise durch eine Druckfeder 29 beaufschlagt. Die Druckfeder 29 legt sich mit ihrem vorderen Ende 30 an -to die Ringschulter einer die Kontaktfläche 28 tragenden und dementsprechend mit einem keil- oder kegelförmigen Auslauf versehenen Verdickiing 31 an. Mit ihrem rückwärtigen Ende 32 stützt sich die Druckfeder 29 an dem Bund eines die Durchgangsbohrung 33 durch den Halter 1 verschließenden Schraubverschlusses 34 ab, welcher das rückwärtige Ende des Spannbolzens 24 mit Gleitsitz umgibt. Die Druckfeder 29 preßt den Spannbolzen 24 in Richtung ihrer Längsachse 18 auf den Spannkörper 27. Dabei erzeugt die Druckfeder 29 eine so in Richtung der Längsachse 18 verlaufende Spannkomponente 35. Die Spannkomponente 35 bewirkt eine lotrecht zur Tangente an die Druckfläche 26 gerichtete Druckkomponente 36, deren Größe ein Mehrfaches der Größe der Spannkomponente 35 ist. Die DruckKomponente 36 erzeugt ein in Pfeilrichtung 10 entgegen dem Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment am Spannkörper 27. Dieses wird durch den Spannfinger 13 auf den Schneidkörper 2 übertragen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 ist der Spannbolzen 37 in seinem rückwärtigen Bereich ähnlich dem Spannbolzen 24 (Fig.3) ausgebildet Nur in der Ausbildung seines vorderen, verdickten Endes 38 weicht er vor. dem Spannbolzen 24 ab. Das verdickte Ende 38 des Spannbolzens 37 weist eine sich V- oder trichterförmig nach außen erweiternde Ausnehmung 39 auf, an deren einer Seitenfläche der Spannkörper 40 mit dem kugelartig verdickten Ende 41 eines hebelartigen Auslegers 42 anliegt Die anliegende Seitenfläche 43 der Ausnehmung 39 steht in einem spitzen Winkel 44 von vorzugsweise weniger als 30° zur Längsachse 45 des Spannbolzens 37. In dieser Winkelstellung entspricht die Seitenfläche 43 der geneigten Kontaktfläche 28 am Vorderende des Spannbolzens 24. Auch hier erzeugt die Druckfeder 29 eine Spannkomponente 35 in Richtung der Längsachse 45 des Spannbolzens 37. Diese Spannbkomponente wird durch die Seitenfläche 43 der Ausnehmung 39 in eine um ein Mehrfaches größere Druckkomponente 36 umgesetzt, die zusammen mit dem hebelartigen Ausleger 42 ein in Pfeilrichtung 10 entgegen dem Uhrzeigersinn weisendes Drehmoment auf den Spannkörper 40 ausübt und diesen mit dem Spannfinger 13 gegen die Spannfläche des Schneidkörpers 2 preßt

Der Spamkörper 27 (Fig. 3 und 4) weist in Längsrichtung seiner Drehachse 11 die Umrißform eines Zylinders gegenbenenfalls mit tonnenartig konvex gewölbter Zylinderoberfläche auf. Die Aufnahmepfanne am Halter 1 für den Spannkörper 27 muß nicht eine Form aufweisen, die ein Negativ zu der Umrißform des Spannkörpers 27 darstellt. Es muß nur gewährleistet sein, daß der Spannkörper 27 eine Drehbewegung in Pfeilrichtung 10 vollziehen kann. Wenn die Aufnahmepfanne für den Spannkörper 27 kein genaues Negativ der Umrißform des Spannkörpers 27 darstellt, kann der Spannkörper 27 bei der selbsttätig an etwaige Abmessungsungenauigkeiten anpassen.

Der Spannkörper 40 (F i g. 1 und 2) weist die Querschnittsform einer Kugel auf. Auch hier muß für die Lagerung der Kugel 40 nicht exakt ein Kugelbett am Halter 1 vorgesehen sein. Es ist genauso gut möglicht, eine andere Umrißform für die Lagerung des kugelförmigen Spannkörpers 40 vorzusehen, nur wenn die Schwenkbeweglichkeit gewährleistet bleibt.

Rückseitig weist der Spannbolzen (Fig.3 und 4) ein verdicktes Ende 46 auf. Dieses verdickte Ende 46 kann durch eine Mutter gebildet sein. Das verdickte Ende 46 steht mit Abstand 47 aus dem rückseitigen Ende der Durchgangsbohrung 33 im Halter 1 hinaus. Durch den Abstand 47 zwischen dem verdickten Ende 46 und der rückseitigen Stirnfläche 48 am Halter 1 besteht die Möglichkeit des Eingriffes eines geknickten Hebels 49 zum Zurückziehen des Spannbolzens 24 unter gleichzeitiger Kompression der Druckfeder 29 und damit zum Lösen des Spannkörpers 27.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Spanneinrichtung für die Schneideinsätze eines Messerkopfes oder eines ähnlichen Werkzeuges mit je einem auf die Schneideinsätze einwirkenden Spannkörper, der um eine lotrecht zur Spannrichtung verlaufende Drehachse rotatorisch gelagert und im Bereich einer im wesentlichen in radialer Richtung zur Drehachse verlaufenden Druckfläche von einem Spannbolzen beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (24, 37) in an sich bekannter Weise druckfederbcaufschlagt ist, daß die Spannbolzenlängsachse (43) in einem spitzen Winkel (25, 44) von vorzugsweise weniger als 30° zu der von ihm beaufschlagten Druckfläche (26) steht und daß an das Vorderende des Spannbolzens eine zur Spannbolzenlängsachse (45) spitzwinklig stehende, zur Druckfläche (26) am Spannkörper (27, 40) im wesentlichen parallele Kontaktfläche (28,43) angeformt ist

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche (26) konvex gewölbt ausgebildet ist.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche am Spannkörper (40) Teil eines hebelartigen Auslegers (42) ist.

4. Spanneinrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbolzen (24, 37) rückseitig ein verdicktes Ende (46) aufweist, mit welchem er mit Abstand (47) aus dem rückseitigen Ende seiner Durchgangsbohrung (33) im Halter (1) hinaussteht.