DE2831660A1

DE2831660A1 - Kombinationswerkzeug

Info

Publication number: DE2831660A1
Application number: DE19782831660
Authority: DE
Inventors: Boerje Gyllhamn
Original assignee: Granlund & Co H AB
Current assignee: Granlund & Co H AB
Priority date: 1977-09-16
Filing date: 1978-07-19
Publication date: 1979-03-22
Also published as: FR2403162A1; IT7827767A0; SE7710383L; CH631102A5; IT1100109B; GB2004478A; GB2004478B; FR2403162B1

Description

AB H Granlund & Co., Kungsgatan 90, 631 05 ESKILSTUNA, Schweden

Kombinationswerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Kombinationswerkzeug zum lösbaren Befestigen an einer drehbaren Spindel einer Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken aus Metall.

In der Maschinenindustrie ist ein laufender Trend zu höheren Kosten festzustellen, μηα zwar sowohl zu direkten als auch indirekten Kosten. Die angewachsenen Stundenkosten je Maschine lassen eine möglichst volle Ausnutzung der Maschinenkapazität wünschenswert erscheinen. Die gestiegenen

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BOEHMERT & BOEHMERT 2831680

indirekten Kosten führen zu dem Bestreben, die Einrichtungskosten etc. zu reduzieren. Es ist daher notwendig, die Kapazität einer Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Metall besser auszunutzen.

Ein beachtlicher Nachteil bei der Verwendung konventioneller Werkzeughalter besteht darin, daß die Bedienungsperson für jeden Arbeitsgang der Maschine schwere Gewichte anheben muß, um die Werkzeuge zu wechseln. Dieses vermindert das Arbeitsergebnis der Bedienungsperson, da es aus Erfahrung bekannt ist, daß der Wirkungsgrad einer Bedienungsperson mit wachsenden anzuhebenden Gewichten sowohl des Werkstückes als auch des Werkzeuges abnimmt.

Ein anderes Problem bei der Verwendung konventioneller Werkzeughalter besteht darin, daß in einigen Fällen im Halter und im Werkzeug Vibrationen auftreten können, die zu einer Instabilität führen, welche außerdem auf das Werkstück übertragen werden, wobei eine derartige Vibration durch unbefriedigende Zentrierung der Masse hervorgerufen wird.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Basis für eine bessere Ausnutzung der Kapazität einer Werkzeugmaschine für die spanbearbeitenden Metallbehandlung und ermöglicht eine beachtliche Reduzierung der von der Bedienungsperson beim Umgang mit den Werkzeugen anzuhebenden Gewichte. Außerdem reduziert sie die Möglichkeit des Auftretens von Vibrationen, die zu einer Instabilität des Werkzeuges führen können.

Dieses wird erfindungsgemäß durch ein Kombinationswerkzeug erreicht, welches gekennzeichnet ist durch einen länglichen (Haupt-)Werkzeughalter, der eine Ausnehmung besitzt, welche sich in Axialrichtung durch den gesamten Halter erstreckt; und durch einen auswechselbaren Adapter, mit dem ein Maschinenwerkzeug zu halten ist, und der lösbar am (Haupt-)Werkzeughalter zu befestigen ist.

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Der längliche Werkzeughalter kann konisch oder zylindrisch

ausgestaltet sein und kann darüber hinaus auch eine andere Form besitzen, wenn dieses erwünscht ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind alle Adapter, wenn dieses nur möglich ist, mit einer sich axial erstreckenden Ausnehmung versehen. Der Ausdruck "axial" soll in diesem Zusammenhang so verstanden werden, daß hiermit die gleiche Richtung gemeint ist, wie die Rotationsachse des Haupt-Werkzeughalters und des Adapters.

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben, deren Merkmale sowohl einzeln als auch in Kombination von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können.

Zum besseren Verständnis wird die vorliegende Erfindung nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Haupt-Werkzeughalter des Kombinationswerkzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 den Haupt-Werkzeughalter gemäß Fig. 1 von

seinem Befestigungsende für den Adapter her gesehen;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Adapter des erfindungsgemäßen Kombinationswerkzeuges, der eine Befestigung für beispielsweise einen Stirnfräser darstellt;

Fig. 4 einen Endansicht des Adapters gemäß Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen anderen Adapter des erfindungsgemaßen Kombinationswerkzeuges in der Art eines Aufnahmedorns;

Fig. 6 eine Endansicht des Adapters gemäß Fig. 5; und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines erf indungsgemaßen

Kombinationswerkzeuges mit einem Haupt-Werkzeughalter und einer Anzahl austauschbarer Aäapter mit Ihren Maschinenwerkzeugen.

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Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Kombinationswerkzeug mit einem Haupt-Werkzeughalter 1, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine konische Form aufweist. Der Haupt-Werkzeughalter 1 kann vorzugsweise aus einem einsatzgehärteten Chrom-Nlckel-Stahl bestehen. Der Haupt-Werkzeughalter 1 ist so ausgestaltet, daß er mit seinem kleineren bzw. engeren Enge lösbar an der drehbaren Antriebswelle bzw. Spindel einer Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung insbesondere von Metallwerkstücken zu befestigen ist, wobei diese Maschine Kupplungsnasen aufweist, die mit zwei diametral einander gegenüberliegenden Ausnehmungen 2 in Eingriff zu bringen sind, welche in einem Umfangsflansch 3 vorgesehen sind, der am Befestigungsende 19, an dem Werkzeuge zu befestigen sind, ausgebildet sind. Der ümfangsflansch 3 oder der ihm benachbarte, weiter innenliegende Teil des Haupt-Werkzeughalters 1 ist mit sechs Gewindebohrungen 4 für ein Masehinenwerkzeug versehen, welches über einen Adapter an den Haupt-Werkzeughalter 1 anzuschrauben ist. Erfindungsgemäß ist der Haupt-Werkzeughalter 1 mit einer Ausnehmung 5, und zwar einem in seinem inneren vorhandenen Höhlraum, versehen, welche sein Gewicht beachtlich reduziert, und welche sich in der dargestellten Weise axial durch den Haupt-Werkzeughalter 1 hindurcherstreckt. Die Ausnehmung 5 ist so groß wie möglich ausgeführt, ohne die Festigkeit des Haupt-Werkzeughalters 1 in unzulässiger Weise herabzusetzen. Eine Ausnehmung 5 von bis zu 60 % des Volumens des Haupt-Werkzeughalters 1 hat sich als zweckmäßig herausgestellt, ohne die Festigkeit des Haupt-Werkzeughalters 1 in unzulässiger Weise zu verschlechtern. Die Ausnehmung 5 kann mit anderen Worten so groß sein, daß der Haupt-Werkzeughalter 1 eine Wandstärke von ca. 5 bis 10 mm, vorzugsweise von etwa 6 mm, besitzt.

Außer dem oben beschriebenen Haupt-Werkzeughalter 1 weist das

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Kombinationswerkzeug einen auswechselbaren Adapter 6 auf, d.h. also eine Verbindungsvorrichtung, deren Ausgestaltung von der Art der auszuführenden spanabhebenden Teilbearbeitung abhängt, die bei einem Werkstück ausgeführt werden soll.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Adapter 6 in Form einer Befestigung 7, mittels welcher ein Endabschnitt eines Schneidwerkzeuges o.dgl. zu halten ist. Die Befestigung 7 für ein derartiges Schneidwerkzeug o.dgl. besitzt einen ümfangsflansch 8 mit vier Durchgangsbohrungen 9 für geeignete Schrauben, mittels derer die Schneidwerkzeug-Befestigung 7 am Befestigungsende 19 des Haupt-Werkzeughalters 1 zu befestigen ist. Die Schneidwerkzeug-Befestigung 7 weist außerdem einen Kragen 10 auf, dessen Außendurchmesser so groß ist, daß er mit geringem Spiel in eine Befestigungsöffnung 17 der Ausnehmung 5 des Haupt-Werkzeughalters 1 paßt, und der demgemäß während der Befestigung als Zentrierung dient. Erfindungsgemäß ist die Schneidwerkzeug-Befestigung 7 außerdem mit einer sich axial erstreckenden Ausnehmung 11 versehen, welche ebenfalls so groß wie möglich ausgeführt ist, ohne die erforderliche Festigkeit der Schneidwerkzeug-Befestigung 7 in unzulässiger Weise herabzusetzen. Das andere Ende der Schneidwerkzeug-Befestigung 7 ist mit einer Gewindebohrung 12 versehen, um einen Gewindeabschnitt, des betreffenden Endes des gewünschten Schneidwerkzeuges befestigen zu können.

Die Fig. 5 und 6 zeigen einen anderen Adapter 6 in Form eines Aufnahmedorns 13 zum Halten eines geeigneten Schneidwerkzeuges. Ebenso wie bei der weiter oben beschriebenen Schneidwerkzeug-Befestigung 7 besitzt der Aufnahmedorn 13 einen Ümfangsflansch 14 mit Durchgangsbohrungen 15 zur Aufnahme geeigneter Schrauben, um den Aufnahmedorn 13 an den Haupt-Werkzeughalter 1 anschrauben zu können, sowie außerdem einen Kragen 16, der in die Befestigungs-

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Öffnung 17 des Haupt-Werkzeughalters 1 mit geringem Spiel paßt und demgemäß als Zentrierung dient. Der Aufnahmedorn 13 ist ebenfalls mit einer gewichtsvermindernden Ausnehmung · 18 versehen, wie dieses gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Das andere Ende des Aufnahmedorns 13 ist mit einer Bohrung zum Aufnehmen und Befestigen eines Kopfes versehen, der das eigentliche Werkzeug, d.h. also das Bohroder Fräswerkzeug, trägt.

Der Haupt-Werkzeughalter 1 kann mit einer Anzahl unterschiedlicher Adapter kombiniert werden, die auf diese Weise je nach Bedarf auf einfache Art auswechselbar sind. Das erfindungsgemäße Werkzeug kann mit anderen Worten als ein Werkzeugsystem angesehen werden, in dem der Haupt-Werkzeughalter 1 und die auswechselbaren Adapter die Hauptkomponenten darstellen.

Fig. 7 zeigt ein solches erfindungsgemäßes Werkzeugsystem mit einem Haupt-Werkzeughalter 1 und unterschiedlichen Typen von Adaptern für unterschiedliche Arten spanabhebender Metallbearbeitung mittels geeigneter Maschinen. Allen Adaptern gemeinsam ist, daß sie mit einem rückseitigen Umfangsflansch (wie die Flansche 8 bzw. 14 in den Fig. 3 bis 6) mit Bohrungen versehen sind, mittels derer die durch Schraubung an dem Haupt-Werkzeughalter 1 zu befestigen sind, und daß sie einen kragenförmigen Ansatz aufweisen (wie die Kragen 10 bzw. 16 in den Fig. 3 bis 6), mit dem sie bezüglich des Haupt-Werkzeughalters 1 zu zentrieren sind, und weiterhin, daß an ihrem Gewicht beachtlich reduzierende Ausnehmungen (wie die Ausnehmungen 11 bzw. 18 in den Fig. 3 und 5) an den Enden der Adapter vorgesehen sind, um eine Verbindung mit dem Haupt-Werkzeughalter 1 zu bewirken. Die dargestellten Adapter sind: A - eine Befestigung für ein Spannfutter des Kelch-Lofäb Typs; B - eine Befestigung für ein Spannfutter des Perman Typs; C - ein Halter für einen Bohrer; D - ein Halter für einen

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Zapfen-Bohrer; E - eine Befestigung für ein Bohrfutter; F - eine Befestigung für einstellbare Schneidwerkzeuge; G - eine Befestigung für Morse-Konusse; H - ein Aufnahmedorn (gemäß den Fig. 5 und 6); und I - eine Befestigung für ein Stirnseitenschneidwerkzeug (gemäß den Fig. 3 und 4).

Wenn es möglich ist, sollten gewichtsreduzierende Ausnehmungen außerdem in den benutzten Maschinenwerkzeugen sowie den . Teilen zwischen dem Adapter und dem Maschinenwerkzeug selbst vorgesehen werden. Die mit F bezeichnete Befestigung für einstellbare Schneidwerkzeuge sowie die mit E bezeichnete Befestigung für Morse-Konusse bzw. Morsekegel besitzen jeweils weiter oben als Kragen bezeichnete Abschnitte, die langer ausgebildet sind als die entsprechenden Abschnitte der anderen Adapter. Dieses ergibt sich aufgrund des speziellen Types der hierbei benutzten Maschinenwerkzeuge. Trotzdem ist das System für einen einzigen Haupt-Werkzeughalter vollständig und gleichmäßig aufgrund der beachtlichen Ausnehmung in dem Haupt-Werkzeughalter, die es ermöglicht, daß diese als Kragen bezeichneten Abschnitte länger ausgeführt werden, und die es darüber hinaus ermöglicht, daß sie darin aufgenommen werden, so daß eine entsprechende Verlängerung des Adapters, Maschinenwerkzeuges und Halters nicht nötig ist. Es ist demgemäß ein Satz von Adaptern für den Haupt-Werkzeughalter 1 entwickelt worden, der ein niedriges Totgewicht besitzt, um eine Reihe von Maschinenarbeiten wie Bohren, Reiben, Räumen, Abfasen, Plandrehen, Planfräsen, Schlichten, Senken, .Hinterdrehen, Stirnfräsen, Präzisionsbohren, Schlitzfräsen etc. durchführen zu können.

Wie weiter oben bereits erwähnt ist, bietet das erfindungsgemäße Kombinationswerkzeug die Möglichkeit einer besseren Ausnutzung der Kapazität einer Maschine. Außerdem gibt das wesentlich reduzierte Gewicht, welches durch das erfindungsgemäße Aushöhlen

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des Kombinationswerkzeuges verglichen mit einem konventionellen Werkzeughalter erzielt wird, eine höhere Arbeitsgenauigkext, da die Belastung des freien Endabschnittes der Antriebsspindel der Arbeitsmaschine abnimmt, was zu einem verminderten Auftreten von Vibrationen und zu einer erhöhten Stabilität führt. Die Bedienungsperson, welche die Werkzeuge für jeden Arbeitsgang der Maschine auszuwechseln hat, braucht aufgrund des gewichtsreduzierten bzw. ausgehöhlten Kombinationswerkzeuges kein unnötiges Gewicht anzuheben, was die Arbeitsweise beschleunigt, wie weiter oben schon dargelegt ist. Ein weiterer wichtiger Vorteil, der mit der vorliegenden Erfindung erreicht wird, besteht darin, daß Kühlmittel und Schmiermittel direkt durch die Arbeitsspindel und weiterhin durch die Ausnehmungen des Haupt-Werkzeughalters sowie des Adapters direkt an die Schneidstelle gebracht werden kann. Dieses macht externe Einrichtungen zum Besprühen mit Kühlmittel und/oder Schmierstoff, wie sie bisher gebräuchlich sind, überflüssig und bewirkt eine effizientere Kühlung und Schmierung an der Schneidstelle, als dieses bisher möglich gewesen ist.

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Claims

19. Juli 1978 G 886 ANSPRÜCHE

1.1 Kombinationswerkzeug zum lösbaren Befestigen an einer drehbaren Spindel einer Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken aus Metall, gekennzeichnet durch einen länglichen (HaUPt-)Werkzeughalter (1), der eine Ausnehmung (5) besitzt, welche sich in Axialrichtung durch den gesamten Halter erstreckt; und durch einen auswechselbaren Adapter (6), mit dem ein Maschinenwerkzeug zu halten ist, und der lösbar am (Haupt-)Werkzeughalter (1.) zu befestigen ist.

2. Kombinationswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (6) ebenfalls mit einer axial verlaufenden Ausnehmung (11; 18) versehen ist.

3. Kombinationswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (6) aus einer Gruppe von Adaptern ausgewählt ist, die aus Befestigungsmitteln für Spann- bzw. Zangenspannfutter (A, B), Spiralbohrerhalter (C), Zapfenbohrer (D) für Bohrfutter (B) für einstellbare Schneidwerkzeuge (F), für Morsekegel (G) Aufnahme- bzw. Leppdorne (13, H) sowie für Stirnfräser (7, I) besteht.

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ORlGiMAL INSPECTED

BOSHMERT & BOEHMERT 9831660

4. Kombinationswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Adapter (6) einen sich in Axialrichtung erstreckenden, kragenförmigen Ansatz (10; 16) besitzen, der von einem rückwärtigen Flansch (8; 14) begrenzt ist, wobei der kragenförmige Ansatz (10; 16) von der Ausnehmung

(5) des (Haupt-)Werkzeughalters (1) an dessen Befestigungsende (19) aufzunehmen ist, wobei der Flansch (8; 14) mit einer Anzahl von Bohrungen (9; 15) für Schrauben versehen ist, um den Adapter (6) mittels Schrauben an das Befestigungsende (19) des (Haupt-)Werkzeughalters

(1) in entsprechende Bohrungen (4) schrauben zu können.

5. Kombinationswerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kombinationswerkzeug ein vollständiges Werkzeugsystem bildet, welches einen länglichen Haupt-Werkzeughalter

(1) sowie eine Anzahl austauschbarer Adapter (6) mit zugehörigen Maschinenwerkzeugen aufweist, wobei der Haupt-Werkzeughalter (1) ebenso wie der Adapter (6) möglichst eine Ausnehmung (5 und 11 bzw. 18) aufweist, welche sich in axialer Richtung durch den gesamten Halter (1) und den Adapter (6) erstreckt; daß die Ausnehmung (5) des Haupt-Werkzeughalters (1) bis zu etwa 60 % des Gesamtvolumens des Haupt-Werkzeughalters (1) ausmacht; daß der Haupt-Werkzeughalter (1) demgemäß eine Wandstärke von etwa bis 10 mm aufweist, daß der Adapter (6) aus <einer Gruppe von Adaptern ausgewählt ist, die Befestigungsmittel für Spann- bzw. Zangenspannfutter (A, B), Bohrfutter (C), Zapfenbohrer bzw. Zapfenbohrerhalter (D), Bohrfutter (E), einstellbare Schneidwerkzeuge (F), Morsekegel (G), Dorne in der Art von Leppdornen o.dgl. (13, H) sowie für Stirnseiten-Schneidwerke züge (7, I) aufweisen; und daß alle Adapter (6)

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BOSHMSRT & BOEHMEKT 28^1660

einen kragenförmigen Ansatz (10, 16) aufweisen, der sich in axialer Richtung erstreckt und durch einen rückwärtigen Flansch (8; 14) begrenzt ist, wobei der kragenförmige Ansatz (1.0; 16) so ausgebildet ist, daß er von der Ausnehmung (5) des Haupt-Werkzeughalters (1) am Befestigungsende (19) des Hauptwerkzeughalters (1) aufzunehmen ist, und wobei der Flansch (8; 14) mit einer Anzahl von Bohrungen (9; 15) für Schrauben versehen ist, um den Adapter (6) an das Befestigungsende (19) des Haupt-Werkzeughalters in entsprechende Bohrungen (4) schrauben zu können.

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