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Werkzeughalter
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Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter oder ein Werkzeug mit
einem konischen Schaft zum Einfüh@en und Befestigen in einer genormten konischen
Bohrung einer Spindel einer Werkzeugmaschine, mit einer zentralen, von der dem Werkzeug
abgewandten Seite ausgehenden Bohrung, in der ein in seinen Abmessungen genormter
Gesindeabschnitt eingearbeitet ist, der zum Eindrehen einer Anzugstange oder eines
Kopfbo. ens dient, an dem ein Ansugelement der Maschine angreift.
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Derartige Werkzeughalter sind bekannt. Sie dienen zur Aufnahme von
Fräsern der unterschiedlichsten Ausführungsart und werden an der Maschinenspindel
durch ein Anzugelement in die konische Bohrung gezogen und verspannt, das entweder
als Gewindestange ausgebildet und in den genormten Gewindeabschnitt eingedreht wird
oder das als Anzug-Spannelement ausgebildet ist, das am Kopf eines Kopfbolzens angreift,
der seinerseits in den genormten Gewindeabschnitt eingeschraubt ist. Es ist zwar
die konische Bohrung in der Spindel genormt, doch verwenden die verschiedenen Werkzeugmaschinenhersteller
unterschiedliche Spannvorrichtungen0 Durch Auswechseln des Kopfbolzens kann jeweils
eine Anpassung an das an der Werkzeugmaschine vorhandene Spannelement vorge nommen
werden. Die Kopfbolzen sind mit Außenringnuten versehen und in den genormten Gewindeabschnitt
M 24 x 2 eingeschraubt.
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Es sind auch schon Werkzeughalter vorgeschlagen worden (P 27 01 33702),
die mit einer durchgehenden zentralen Bohrung versehen sind, in der zusätzlich noch
ein weiterer Gewindeabschnitt zum Einsetzen eines konterbaren Gewindestiftes zur
Axialeinstellung des Werkzeuges vorgesehen war. Bei diesen Sonderwerkzeughaltern
war der konische Schaft verkürzt und in den in diese Stirnseite mündenden Bereich
der Bohrung ein hülsenförmiger Adapter eingeschraubt, der mit einer Innenringnut
versehen ist zur Spannung mittels eines Spanngliedes mit radial nach außen bewegbaren
Vorsprüngen. Der Einsatz von nicht genormten Werkzeughaltern ist im allgemeinen
auf spezielle
Anwendungsfälle beschränkt, weil die mit der Normung
erzielten Vorteile verloren gehen. Andererseits ist die bei diesen Werkzeughaltern
vorgesehene Spannung über eine Innenringnut in einer für den Benutzer im Betrieb
sehr vorteilhaften Speise zu verwirklichen.
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Der Adapter war dabei erforderlich, um den räumlichen Gegebenheiten
und Bedingungen Rechnung zu tragen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Werkzeughalter zu
schaffen, der einerseits der Norm entspricht und der dennoch andererseits die vorteilhafte
Innenspannung ermöglicht. Dabei soll dieser Werkzeughalter wahlweise auch durch
Einsatz der bekannten Kopfbolzen mit Außenspannung verwendbar sein.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem
der Norm entsprechenden Werkzeughalter der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß
zusätzlich zu dem genormten Gewindeabschnitt, axial gegenüber diesem versetzt, eine
Innenringnut eingearbeitet ist zur Aufnahme eines in gespanntem Zustand radial nach
außen gedrückten Spanngliedes.
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Eg hat sich nämlich in der Zwischenzeit herausgestellt, daß es möglich
ist, das Spannglied in seinen Abmessungen so auszulegen, daß es mit einer Innenringnut
zusammenwirken kann, die ihrerseits in ihren Abmessungen an die zentrale Bohrung
bzw. den genormten Gewindeabschnitt des Werkzeughalters angepaßt ist. Von Vorteil
ist bei einem derartigen Werkzeughalter, daß er, ohne jede Änderung
mit
einer Innenspannung eingesetzt werden kann, und daß er andererseits, nach dem üblichen
Einsetzen eines bekannten Kopfbolzens mit Außenspannung betrieben werden kann, Dadurch
läßt sich ein derartiger Werkzeughalter völlig universell einsetzen, so daß der
Benutzer völlig frei in der Verwendung dieses Werkzeughalters ist und denselben
Werkzeughalter in Maschinen verschiedener Hersteller einspannen kann. Dies bietet
Vorteile hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit als auch hinsichtlich des Betriebsablaufes,
Die Innenringnut kann vor oder nach dem Gewindeabschnitt vorgesehen sein. Bei bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung ist die Innenringnut auf der dem Werkzeug abgewandten
Seite des genormten Gewindeabschnittes eingearbeitet. Dies hat den Vorteil, daß
das Spannglied keinen großen Verfahrweg innerhalb des Werkzeughalters durchlaufen
muB. Außerdem ist die Gefahr von Beschädigungen des genormten Gewindeabschnittes
durch das Hindurchführen des Spanngliedes ausgeschaltet. Dabei ist in weiterer Ausgestaltung
bevorzugt die Innenringnut in geringem axialen Abstand von dem maschinenseitigen
Ende des konischen Schaftes angeordnet, an dessen Stirnseite vorzugsweise ein Codierring
befestigt ist. Der Codierring dient beim automatischen Werkzeugwechsel zur Identifizierung
des jeweiligen Werkzeuges das in einem an oder neben der Maschine angeordneten Werkzeugspeicher
bereitgestellt ist.
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Weitere Linzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit den Ansprüchen, Ss zeigen in vereinfachter Darstellung unter
Weglassung für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlicher Teile: Fig. 1
einen Längs schnitt durch eine #Jerkzeugmaschinenspindel mit darin eingespanntem,
teils in Ansicht dargestelltem Werkzeughalter, Fig. 2 einen anderen Werkzeughalter
in einer im übrigen Fig, 1 entsprechenden Darstellung und Fig. 3 einen weiteren
Werkzeughalter, ebenfalls in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung.
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In einer Spindel 1 einer im übrigen nicht näher dargestellten Fräsmaschine
ist eine konzentrische, von einer Stirnseite ausgehende Konusbohrung 2 eingearbeitet,
die in eine Zylinderbohrung 3 übergeht, die ihrerseits wieder in eine einen geringeren
Durchmesser aufweisende Längsbohrung 4 übergeht, An der Werkzeugmaschine ist an
dem anderen, nicht dargestellten Endbereich der Spindel 1 eine Spannvorrichtung
untergebracht, die ein Zugglied 5 in Gestalt einer längsgeschlitzten Hülse umfaßt,
innerhalb der ein Spannstab 6 längsverschiebbar ist. Im Bereich der Zylinderbohrung
3 verjüngt sich das Zugglied 5 zum
Ende hin, wobei anschließend
an diese Durchmesserverminderung radial nach außen vorstehende Vorsprünge 7 anschließen,
die Spannklauen bilden. Die Vorsprünge 7 sind durch den Spannstab 6 radial verstellbar,
da sich eine Innenbohrung 8, deren Durchmesser wesentlich größer ist als der Durchmesser
des Spannstabes 6, im Bereich der Vorsprünge 7 auf einen etwa dem Spannstabdurchmesser
entsprechenden Durchmesser verringert. Wird der Spannstab 6 gegenüber dem Zugglied
5 zurückgezogen, also von dem Werkzeughalter entfernt, können die Vorsprünge 7 radial
nach innen federnd zurückbewegt werden. Es sind also sowohl der Spannstab 6 als
auch das Zugglied 5 relativ zueinander als auch relativ zur Spindel 5 axial verschiebbar.
Die Spannvorrichtung und das Zugglied mit dem Spannstab sind aus der DT-OS 25 45
713 bekannt.
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Ein Werkzeughalter 9 mit einer nicht näher dargestellten Werkzeugaufnahme
10 ist mit einem konischen Schaft 11 versehen, in den eine zentrale Sackbohrung
12 eingearbeitet ist, die an der der Werkzeugaufnahme 10 gegenüberliegenden Stirnseite
mündet. In diese Sackbohrung 12 ist ein Normgewindeabschnitt 13 eingearbeitet, der
zum Einschrauben eines nicht dargestellten Kopfbolzens dient, wenn an Stelle der
dargestellten Innenspannvorrichtung eine Außenspannvorrichtung verwendet werden
soll. In geringem Abstand von dem der Werkzeugaufnahme 10 zugewandten Ende des Normgewindeabschnitts
13 ist eine Innenringnut 14 eingearbeitet, in die in der dargestellten Spannlage
die als Spannklauen dienenden Vorsprünge 7 durch den Spannstab 6 eingedrückt sind.
Der Normgewindeabschnitt 13 geht
zur Mündung der Sackbohrung 12
hin in eine Erweiterung bohrung 15 mit Einlauf über. An die der Vierkzeugaufnahme
abgewandte Stirnseite des erkzeughalters 9 ist ein Codierring 16 angebracht, der
durch radiale Querstifte 17 befestigt ist und der als Codiermarken in seine Stirnseite
axial eingesetzte Codierstifte 18 trägt.
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Zum Wechsel eines Werkzeuges wird zunächst der Spannatab 6 zurückgezogen
woraufhin bei der anschließenden Bewegung des Zuggliedes 5 in Richtung von dem Werkzeughalter
9 hinweg die Vorsprünge 7 durch entsprechende schräge Flanken der Innenringnut 14
radial nach innen geschwenkt werden, bis sie freikommen und der \werkzeughalter
9 aus der Spindel 1 entnommen werden kann, Es wird nun das Werkzeug ausgewechselt
und anschließend das neue Werkzeug eingeführt, worauf zunächst das Zugglied 5 in
Richtung auf den Werkzeughalter vorbewegt wird, bis sich die Vorsprünge 7 im Bereich
der Innenringnut 14 befinden, worauf zum Verriegeln der Spannstab 6 in die dargestellte
Lage vorgeschoben wird. Anschließend wird das Zugglied 5 unter Spannung gesetzt,
wodurch der Werkzeughalter 9 in der Spindel 1 festgezogen wird.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform weist der Werkzeughalter
keinen zylindrischen, in die Zylinderbohrung 3 ragenden Abschnitt auf und es erstreckt
sich lediglich der Codierring 16 in die Zylinderbohrung der Spindel 1. Auch ist
die Innenringnut 14 an der der Werkzeugaufnahme 10 abgewandten Seite des Normgewindeabschnittes
13 eingearbeitet. Darüber hinaus schließt an die
Bohrung 12 eine
Gewindebohrung 19 mit kleinerem Durchmesser an, in die ein Gewindestift 20 eingedreht
und durch eine Kontermutter 21 axial fixiert ist. Der Gewindestift 19 dient zur
Axialeinstellung des nicht dargestellten Werkzeuges relativ zum Werkzeughalter 9.
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Von Vorteil ist bei dieser Ausführungsform, daß jegliche Gefahr der
Beschädigung des Normgewindeabschnittes 13 durch die als Spannklauen dienenden Vorsprünge
7 ausgeschlossen ist und daß der Einfahrweg des Werkzeughalters in bezug auf das
Zugglied 5 und den Spannstab 6 wesentlich verkürzt ist, Außerdem können das Zugglied
5 und der Spannstab 6 entsprechend kürzer ausgebildet sein.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, bei der der Einfachheit
halber das Zugglied 5 und der Spannstab 6 weggelassen wurden, sind der Normgewindeabschnitt
13 und die Innenringnut 14 noch etwas weiter von der Werkzeugaufnahme 10 entfernt
und in einen zylindrischen Abschnitt des Schaftes 11 verlegt, der, ähnlich wie bei
Fig. 1, an den konischen Abschnitt anschließt. Dadurch ist eine weitere Verkürzung
von Zugglied und Spannstab möglich.
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Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. Insbesondere können einzelne der Erfindungsmerkmale für sich oder
zu mehreren kombiniert Anwendung finden.