DE2650269C3 - Spannvorrichtung für einen Werkzeughalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Werkzeughalter mit einem einen Aufnahmekonus aufweisenden Werkzeugträger, der am Halter mittels eines quer im Halter gelagerten Exzenterbolzens über ein axial einstellbares, am Exzenterbolzen abgestütztes Verbindungsstück verspannbar ist.

Bei einer bekannter gattungsgemäßen Spannvorrichtung (DE-GM 17 69 277) ist der Werkzeugträger außen konisch und auf seiner in eine konisch« Bohrung des Werkzeughalters einführbaren Stirnseite mit einer Gewindebohrung versehen, die auf das mit Außengewinde versehene Verbindungsstück geschraubt wird, das in der konischen Bohrung des Werkzeughalters auf dem Exzenterbolzen gelagert ist. Ein unter Federvorspannung in einer Axialbohrung des Verbindungsstücks gelagerter Sicherungsstift greift in eine Umfangsnut des Exzenterbolzens. Bei dieser Spannvorrichtung besteht die Gefähr, daß sich der Werkzeugträger an dem ein Bohrwerkzeug befestigt wird, aufgrund des beim Bohren auftretenden Drehmoments noch Weiter auf das Verbindungsstück schraubt Und so fest in der kegeligen Bohrung des Werkzeughalters verklemmt, daß er sich nur mit sehr hohem Kraftaufwand oder überhaupt nicht mehr lösen läßt. Wenn die Möglichkeit einer Verspan-

nung mittels des Exzenterbolzens gewährleistet werden soll, ist beim Aufschrauben des Werkzeughalters auf dem Verbindungsstück sorgfältig darauf zu achten, daß ein Spiel zwischen den konischen Flächen verbleibt Dies erschwert die Handhabung. Sodann sind mehrere Umdrehungen des Werkzeugträgers erforderlich, um ihn zu wechseln. Auch dies erschwert die Handhabung der Spannvorrichtung. Bei einem Bruch der <suf den Sicherungsstift wirkenden Feder muß das gesamte Verbindungsstück ausgewechselt werden, weil der Sicherungsstift in der Axialbohrung des Verbindungsstücks verstemmt ist

Gemäß weiterem Stund der Technik ist auch eine Spannvorrichtung zum Festspannen eines einen konisehen Schaft aufweisenden Werkzeugträgers in einem Werkzeughalter mit konischem Aufnehmer bekannt (DE-OS 19 48 452), bei der der konische Schaft des Werkzeugträgers durch eine Zugvorrichtung in den Aufnehmer gezogen wird. Die Zugvorrichtung weist eine Zughülse mit einer inneren Mitnehmer-Ringnut und einem Außengewinde auf. Die Mitnehmer-Ringnut übergreift einen Spannkopf, der am inneren Ende des konischen Schaftes ausgebildet ist Auf das Außengewinde der Zughülse ist ein Kegelzahnkranz geschraubt, der mit einem Kegelrad zusammenwirkt. Der Kegelradschaft ist im Werkzeughalter gelagert und kann mit Hilfe eines Mehrkants gedreht werden. Der Kegelzahnkranz kann mit Hilfe eines Kugellagers auf einem axialfesten Laufring ablaufen und ist in seiner Axialbewegung durch einen Führungszapfen einer Führungsschraube begrenzt. Um die Lage des Werkzeugträgers in Umfangsrichtung zu fixieren, ist am Werkzeughalter ein Mitnehmer angebracht, der in eine Ausnehmung des Werkzeugträgers eingreift. Diese Spannvorrichtung ist äußerst aufwendig, aber dennoch nicht leicht und schnell zu bedienen. Um Spannkopf und Zughülse miteinander in Eingriff zu bringen, muß die Zughülse zunächst um 90° geschwenkt werden, was bereits eine halbe Drehung des Kegelrades erfordert, und erst dann kann durch eine weitere Drehung des Kegelrades der Spannvorgang eingeleitet werden. Dabei ist jedoch nicht sichergestellt, daß sich die Zughülse nicht zunächst mit dem Kegelzahnkranz mitdreht, ohne sieb axial zu verschieben. Ferner ist beim Spannen die Drehnchtung des Kegelrades zu beachten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß sie einfacher im Aufbau und in der Handhabung ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verbindungsstück eine in Axialrichtung offene Ausnehmung mit wenigstens einer Hinterschneidung und der Werkzeugträger einen kiaxalen, in die Ausnehmung einführbaren, mit wenigstens einem sich radial erstreckenden Vorsprung versehenen Fortsatz aufweist, und daß das Verbindungsstück am Exzenterbolzen über eine das Verbindungsstück durchsetzende, in eine exzentrische Umfangsnut des Exzenterbolzens eingreifende Stellschraube abgestützt ist.

Bei dieser Ausbildung der Spannvorrichtung braucht für einen Wechsel des Werkzeugträgers lediglich der Exzenterboizen geringfügig verdreht zu Werden, ohne daß die Gefahr eines Verklemmens besteht. Die Stellschraube ermöglicht eine Feineinstellung der mittels des Exzertterbölzehs ausgeübten Spannkraft und bewirkt gleichzeitig eine Äxialsicherung des Exzenter^ Bolzens. Die Einstellung der Stellschraube wird durch das Betriebsdrehmoment des Werkzeugs nicht beein*

flußt.

Vorzugsweise bildet die Ausnehmung einen radial durchgehenden Schlitz. Dieser läßt sich leicht herstellen und begrenzt gleichzeitig den Drehwinkel des Werkzeugträgers in beiden Rich'ungen relativ zum Verbindungsstück.

Das Verbindungsstück kann zur Durchführung des ExzenterboIzPDS ein in Axialrichtung des Werkzeughalters sich erstreckendes Langloch aufweisen und es kann eine das Verbindungsstück und den Werkzeughalter auseinanderdrückende Feder vorgesehen sein. Das Langloch ermöglicht eine Axialverschiebung des Verbindungsstücks beim Verdrehen des Exzenterbolzens, um Werkzeugträger und Werkzeughalter zu verspannen. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß auch die Stellschraube ständig unter Federvorspannung steht, auch dann, wenn der Werkzeugträger entfernt ist, so daß sich die Stellschraube nicht ohne weiteres unbeabsichtigt verstellen kann. Wenn die Stellschraube versteüt werden soll, bietet das Langloch hinreichend 2" Spiel, um das Verbindungsstück gegen die Kraft der Feder relativ zum Exzenterbolzen axial zu verschieben, so daß Stellschraube und Umfangsnut des Exzenterbolzens außer Eingriff kommen und der Exzenterbolzen aus dem Halter herausgedrückt werden kann. Das Verbindungsstück läßt sich dann leicht aus dem Halter herausnehmen, um die Stellschraube einzustellen. Ebenso einfach ist umgekehrt der Einbau des Verbindungsstücks und des Exzenterbolzens.

Jede Hinterschneidung kann ferner durch eine radial so nach innen ragende Nase und jeder Vorsprung durch eine keilförmige Schulter gebildet sein. Diese Art der Hinierschneidung läßt sich verhältnismäßig leicht herstellen und stellt dennoch verhältnismäßig große, miteinander in Eingriff kommende Widerlagerflächen zwischen den Nasen und den Schultern bei kleinem Relativdrehwinkel von Werkzeughalter und Werkzeugträger sicher.

Weiter k^-nn dafür gesorgt sein, daß der Fortsatz und die Ausnehmung je eine etwa achsparallele Anlageflä- ■»< > ehe und je eine in Umfangsrichtung dazu versetzte, schräg zur Drehachse geneigte Anlagefläche aufweisen Diese Flächen gewährleisten, daß Werkzeugträger und Werkzeughalter nur in einer vorbestimmten relativen Drehwinkf.Hage miteinander in Eingriff gebracht « werden können, um eine Wiederholgenauigkeit bei Aus- und Einbau des Werkzeugträgers trotz einer gegebenenfalls aufgrund von Herstellungstoleranzen vorhandenen RotationsunsymiTiftrie sicherzustellen.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im M folgenden -».nhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In dieser ist

Fig. I eine Teilschnittansicht des Werkzeughalters mit eingesetzten Teilen,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines im Werkzeughalter einsetzbaren Verbindungsstücks,

F i g. 3 eine Draufsicht des Verbindungsstücks,

F i g. 4 eine Teilschnittansicht des im Werkzeughalter einspannbaren Werkzeugträgers,

Fig,5 die Schnittansicht A-A in vergrößertem Maßstabund

F i g* 6 eine Seitenansicht des Werkzeugträgers.

Nach Fig. 1 weist der Werkzeughalter 1 eine zu seiner Drehachse 7 koaxiale Sackbohrung 3 und eine durch die Sackbohrung 3 und den Werkzeughalter 1 durchgehende Quörbohniig 4 auf. In der Querbohrung 4 ist ein Exzenterbolzen 5 drehbar gelagert, der in jedem Ende eine Innensechskant-Ausnehmung 6 zur Aufnahme eines Außensechskant-Spannschlüssels aufweist und in der Mitte mit einer exzentrisch zur Exzenterbolzen-Drehachse liegenden, den Exzenter bildenden Umfangsnut? versehen ist

In die Sackbohrung 3 ist ein Verbindungsstück 8 (vgl. auch die F i g. 2 und 3) eingesetzt, das ein Joch 9 und einen Jochfortsatz 10 aufweist Der Jochfortsatz 10 hat ein quer durchgehendes, ebenfalls vom Exzenterbolzen 5 durchsetztes Langloch 11, das sich in Axialrichtung erstreckt, und eine axiale Ausnehmung 12 (Fig.2) in Form eines radial durchgehenden Schlitzes, so daß ein Steg 13 zwischen dem Langloch 11 und der Ausnehmung 12 verbleibt. Die Ausnehmung 12 weist durch radial nach innen vorstehende Nasen 14 und 15 gebildete Hinterschneidungen auf. Eine an der Nase 14 ausgebildete Fläche 16 verläuft schräg, und zwar im Winkel von etwa 45°, und eine an der Innenseite der Nase 15 ausgebildete Fläche 17 etwa parallel zur Drehachse 2. Eine Stellschraube 1? lit Innensechskant durchsetzt eine koaxiale Gewindcbwirmg des Jochs 9 und greift mit einem gewindefreien Verlängerungszapfen 19 in die Umfangsnut 7 ein, um das Verbindungsstück 8 unter der Kraft einer Druckfeder 20, die unter Vorspannung zwischen dem Joch 9 und dem Boden der Sackbohrung 3 eingesetzt ist, am Exzenterbolzen 5 abzustützen. Die Stellschraube 18 ist mittels eines Stiftes 21 aus Kunststoff, z. B. Nylon, zusätzlich gegen Drehung gesichert. Außerdem weist die Sackbohrung 3 einen Innenkonus 22 auf.

Der Werkzeughalter 1 dient zur Aufnahme eines Werkzeugträgers 31 nach Fig.4 bis 6. Der Werkzeugträger 31 ist als Grundkörper zur Aufnahme verschiedener Schneidwerkzeuge oder eines Schiebers, an dem verschiedene Schneidwerkzeuge befestigt sein können, ausgebildet. Das Schneidwerkzeug oder der Schieber mit dem Schneidwerkzeug wird zwischen den Schenkeln 32, 33 eines Klemmschlitzes 34 .nitteli einer Klemmschraube eingespannt, die in eine Bohrung 35 einschraubbar ist. Der Werkzeugträger 31 hat ferner eir jn axialen Fortsatz 36 mit zwei sich diametral gegenüberliegenden, keilförmigen Vorsprüngen 37 und 38 am Ende. Die Dicke d ist nur geringfügig kleiner als die durch den Abstand der Nasen 14 und 15 gegebene Öffnungsweite des Schlitzes 12 im Verbindungsstück 8. Ferner ist der Fortsatz 36 außen mit einem Aufnahmekonus 39 entsprechend dem Innenkonus 22 des Werkzeughalters 1, mit einer entsprechend der Fläche 16 des Verbindungsstücks 8 (Fig. 2 und 3) schrägen Fläche 40 und mit einer entsprechend der Fläche 17 des Verbindungsstücks 8 etwa achsparallelen Fläche 41 versehen. Die Flächen 16.17,40,41 sind eben.

Um den Werkzeugträger 31 in dem Werkzeughalter 1 einzuspannen, werden diese etwa in die Drehwinkellage nach den F i g. 1 und 6 gebracht, wobei eine Markierung 42 am Werkzeugträger 31 (Fig. 6) und eine entsprechende, in der Zeichnung nicht sichtbare Markierung am Werkzeughalter 1 . ''feinander ausgerichtet sind, und dann wird der We. kztupträger 31 mit dem Fortsatz 36 voran axial ^:n die Sackbohrung 3 des Werkzeughalters 1 soweit eingeführt, bis sich die keilförmigen Vorsprünge 37 und 38 in der Ausnehmung 12 jenseits der Nasen 14 Und 15 befinden. Nach einer Drehung des Werkzeugträgers 31 um den Keilwinkel e von etwa 8° entgegen der Betriebsdrehrichtung Jes Werkzeughalters greifen die Vorsprünge 37 und 38 in die durch die Nasen 14 und 15 gebildete Hinterschneidungen, d. h. hinter die Nasen 14 Uild 15, wobei die Flächen 16 und 40 einerseits und die Flächen 17 und 41 andererseits eine etwa parallele l.acrp

einnehmen. Aufgrund der gegenseitigen Anpassung der Abmessungen und Lage dieser Flächen kann der Werkzeugträger 31 nur in einer vorbestimmten Drehwinkellage relativ zum Werkzeughalter 1 in diesen eingesetzt werden, um eine Wiederholgenauigkeit bei Aus- und Einbau des Werkzeugträgers trotz gegebenenfalls vorhandener Rotationsasymmetrie aufgrund von Hefstellüngstölefanzen sicherzustellen. Beim Einsetzen des Werkzeugträgers 31 kann das Verbindungsstück 8 in Abhängigkeit von der Einstellung der Stellschraube 18 geringfügig gegen die Kraft· der Feder 20 nachgeben und weiter nach innen verschoben werden. Durch Verdrehen des Exzenterbolzens 5 legt sich der Boden der exzentrischen Urrifangsnut 7 fest am Verlängerungszapfen 19 der Stellschraube 18 an, so daß das Verbindungsstück 8 noch weiter nach innen gegen die Feder 20 gedruckt wird und sich die Schulterfläche 43 des Werkzeugträgers 31 und die Stirnfläche 44 des Werkzeughalters 1 sowie die Konusse 22, 39 fest aneinanderlegen. Die Toleranzen der Konusse 22, 39 sind vorzugsweise so gewählt, daß sich beim Verspannen zunächst die Flächen 43 und 44 und erst dann die Flächen der Innen- und Außenkonusse 22, 39 fest aneinanderlegen. Auf diese Weise wird ein Verklemmen der Konusflächen vermieden und dennoch eine genaue Zentrierung erreicht. Dies trägt zur leichteren Lösbarket des Werkzeugträgers beim Ausspannen bei. Die Schlitzform der Ausnehmung 12 und die Anlage der Vorsprünge 37, 38 an den Innenseiten des Schlitzes 12 entgegen der Drehrichtung des Halters 1 stellen sicher, daß sich der durch die Vorsprünge 37,38 und die Nasen 14, 15 gebildete Bajonettverschluß während des Betriebs nicht lösen kann. Aber auch dann, wenn der Werkzeugträger 31 mit einem Drehmoment in der Betriebsdrehrichtung des Werkzeughalters 1 belastet wird, ist der Reibschluß zwischen den verhältnismäßig großen Flächen von Innen- und Außenkonus 22 bzw. 39 hinreichend groß, um ein Lösen zu verhindern. Dies wird noch zusätzlich durch die Reibungskräfte zwischen den Nasen 14, 15 und den Vorsprüngen 37, 38 Verhindert.

Um einen Werkzeugwechsel vorzunehmen, ohne den Werkzeughalter aus dem Einspanrifutter der Werkzeugmaschine entfernen zu müssen, brauchen daher nur wenige Handgriffe durchgeführt zu werden, Nach Zurückdrehen des Exzenterbolzens 5 mittels Sechskanl-Stiftschtüssel und nachfolgender Zurückdrehung des Werkzeugträgers 31 um den Winkel e kann der Werkzeugträger 31 mit dem Werkzeug aus dem Werkzeughalter 1 einfach herausgezogen werden. Dann wird ein während des Betriebs der Werkzeugmaschine bereits mit einem Werkzeug bestückter zweiter Werkzeugträger, der zumindest hinsichtlich seines Fortsatzes ebenso ausgebildet ist wie der Werkzeugträger 31, auf umgekehrte Weise wieder im Werkzeughalter 1 eingespannt. Hierbei kann ein Nachjustieren der Stellschraube 18 entfallen, da etwaige Toleranzunterschiede zwischen den Werkzeugträgern durch den Exzenterbolzen 5 ausgeglichen werden. Dies gilt sogar für eine geringfügige unbeabsichtigte Verstellung der Stellschraube 18 nach mehrmaligem Werkzeugwechsel. Eine unbeabsichtigte Verstellung der Stellschraube 18 wird jedoch weitgehend durch die Vorspannung der Feder 20 und den elastischen Sicherungsstift 21 verhindert.

Der Rin- und Ausbau des Verbindungsstücks 8 ist

ebenfalls denkbar einfach. Das Verbindungsstück 8 braucht für den Ausbau, z. B. um die Stellschraube 18 einzustellen, lediglich gegen die Kraft der Druckfeder 20 sowie nach innen gedrückt zu werden, bis der Verlängerungsbolzen 19 und die Umfangsnut 7 außer Eingriff sind, was aufgrund des Langlochs 11 möglich ist, und dann wird der Exzenterbolzen 5 aus der Querbohrung 4 herausgedrückt. Der Einbau erfolgt in umgekehrter Weise ebenso einfach.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Spannvorrichtung für einen Werkzeughalter mit einem einen Aufnahmekonus aufweisenden Werkzeugträger, der am Halter mittels eines quer im Halter gelagerten Exzenterbolzens über ein axial einstellbares, am Exzenterbolzen abgestütztes Verbindungsstück verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (8) eine in Axialrichtung offene Ausnehmung (12) mit wenigstens einer Hinterschneidung (14; 15) und der Werkzeugträger (31) einen koaxialen, in die Ausnehmung (12) einführbaren, mit wenigstens einem sich radial erstreckenden Vorsprung (37; 38) versehenen Fortsatz (36) aufweist, und daß das Verbindungsstück (8) am Exzenterbolzen (5) über eine das Verbindungsstück (8) durchsetzende, in eine exzentrische Umfangsnut (7) des Exzenterbolzens (5) eingreifende Stellschraube (18) abgestützt ist

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12) einen radial durchgehenden Schlitz bildet.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (8) zur Durchführung des Exzenterbolzens (5) ein in Axialrichtung des Werkzeughalters (1) sich erstrekkendes Langloch (11) aufweist, und daß eine das Verbindungsstück (8) und den Werkzeughalter (1) auseinanderdrückende Feder (20) vorgesehen ist.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hinterschneidung durch eine radial nach innen ragende Nase (14; 15) und jed^r Vorsprung durch eine keilförmige Schulter (37; 38) gebiet ist.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (36) und die Ausnehmung (12) je eine etwa achsparallele Anlagefläche (17; 41) und je eine in Umfangsrichtung dazu versetzte, schräg zur Drehachse (2) geneigte Anlagefläche (16; 40) aufweisen.