DE2848227B1 - Einspannschaft fuer ein Bohrwerkzeug o.dgl. - Google Patents

Description

• Die zu einer Dreipunktabstützung vorgesehene ebene Abflachung läßt sich in einfacher Weise herstellen. Der erfindungsgemäße Einspannschaft ist deshalb billiger in der Herstellung. Außerdem ist bei einer erhöhten Beanspruchung, wie sie beispielsweise bei einem Schneidenbruch auftreten kann. mit einer Beschädigung des Schaftes oder der Bohrung des Halters nicht zu rechnen. In einem solchen Fall werden nämlich die dann auftretenden Kräfte von etwa 2/3 der Schaftoberfläche auf die Bohrung des Halters übertragen. Dank der großen Berührungsflächen kann es nicht zu einer Beschädigung dieser zusammenwirkenden Teile kommen. Durch eine relativ einfache und die Herstellungskosten des Schaftes nur unwesentlich verteuernde Maßnahme, nämlich die Anbringung der Abflachung, wird eine stabile und exakte Verbindung zwischen dem Schaft des Bohrwerkzeuges und seinem Halter erreicht. Die beiden, an dem Übergang der Abflachung zu der Mantelfläche des Schaftes liegenden Verschneidungslinien bilden Stützkanten, die sich je auf ihrer ganzen Länge in der zylindrischen Aufnahmebohrung abstützen. Sie bilden zusammen mit der Druckschraube die Dreipunktabstützung, so daß der Schaft in jeder Richtung fixiert ist. Die mit Abstand voneinander verlaufenden Stützkanten legen sich unter Wirkung der Druckschraube auf ihrer ganzen Länge an die Innenwandung der zylindrischen Aufnahmebohrung des Halters an, wodurch die Bohrerachse so ausgerichtet wird, daß sie genau parallel zur Achse des Halters verläuft.
• Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspannschaftes besteht darin, daß sich die Abflachung über einen Zentriwinkel von etwa 600 erstreckt. Damit die Abflachung volle Wirksamkeit entfaltet, muß nämlich die Abflachung in Querrichtung des Schaftes eine gewissen Breite haben, damit die Stützkanten auch einen entsprechenden Abstand voneinander besitzen. Die beste Dreipunktabstützung würde dann erreicht werden, wenn sich die Abflachung über einen Zentriwinkel von 1200 erstrecken würde. Je größer jedoch der Zentriwinkel ist, desto stärker machen sich Durchmesserunterschiede des Schaftes und der Bohrung durch eine Parallelverlagerung der Bohrachse und der Halterachse bemerkbar. Aus diesem Grund muß hier ein Kompromiß gefunden werden und es hat sich herausgestellt, daß es vorteilhafter ist, wenn sich die Abflachung über den erwähnten Zentriwinkel von 600 erstreckt.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Schaft an seiner der ebenen Abflachung gegenüberliegenden Seite mindestens eine an sich bekannte (US-PS 3557419) ebene Druckfläche aufweist, die als Anlage für die im Halter angeordnete Druckschraube dient. Dies hat den Vorteil, daß der Schaft nur in etwa in einer bestimmten Drehstellung in den Halter eingesetzt werden muß, so daß die Abflachung in etwa der Druckschraube gegenüberliegt.
• Eine genaue Justierung erfolgt selbsttätig beim Anziehen, wobei sich die ebene Druckfläche so einstellt, daß sie in etwa senkrecht zur Achse der Druckschraube verläuft. Da die ebene Druckfläche genau gegenüberliegend von der Abflachung angeordnet ist, wird somit auch die Abflachung gegenüber der Druckschraube so justiert, daß die beiden Stützkanten in etwa gleichen Abstand zu der durch die Druckschraubenachse hindurchgehenden Ebene haben und damit eine optimale »Dreipunktabstützung« erzielt wird. Außerdem dienen die Druckflächen und die Druckschraube, wie bisher, zur Übertragung des Drehmomentes.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in folgendem näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bohrwerkzeuges mit zugehörigem Halter teilweise geschnitten, Fig. 2 einen Querschnitt durch beide Teile nach der Linie Il-II der Fig. 1.
• In der Zeichnung ist mit 1 ein Bohrwerkzeug bezeichnet, welches an seinem vorderen Ende zwei auswechselbare Wendeschneidplatten 2 trägt. Dieses Bohrwerkzeug 1 weist in der Nähe seines hinteren Endes einen Bund 3 und einen daran anschließenden zylindrischen Schaft 4 auf. Der zylindrische Schaft 4 ist zweckmäßig mit einer zum freien hinteren Ende 4a des Schaftes hin schräg nach außen ansteigenden ebenen Druckfläche 5 versehen, wobei die Neigung dieser Druckfläche 5 gegenüber der Schaftachse A beispielsweise 20 beträgt. Mit diesem zylindrischen Schaft 4 ist das Werkzeug 1 in die zylindrische Bohrung 6 eines Halters 7 angeordnet, der außen einen Morsekegel 8 aufweist Anstelle eines Morsekegels könnte der Schaft auch einen ISO-Kegel besitzen, zylindrisch ausgeführt sein oder einen Befestigungsflansch besitzen. Mit dem Morsekegel bzw. den oben beschriebenen anderen Ausgestaltungen wird der Halter 7 in die Aufnahme einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine eingesetzt.
• Der Halter 7 weist ferner eine Druckschraube 9 auf, deren Achse gegenüber einer normalen, unter dem gleichen Winkel von 20 geneigt ist, wie die Druckfläche 5 gegenüber der Achse A.
• Wie man aus F i g. 2 entnehmen kann, besitzt der zylindrische Schaft 4 einen Durchmesser d, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser D der Bohrung 6.
• Lediglich zur Verdeutlichung ist dieser Durchmesserunterschied in der Zeichnung sehr groß angegeben, während er in Wirklichkeit nur wenige 100stel Millimeter beträgt.
• Der zylindrische Schaft 4 weist an seiner der Druckfläche 5 gegenüberliegenden Seite eine Abflachung 10 auf, die sich parallel zur Schaftachse A vom Bund 3 bis zum freien Schaftende 4a hin erstreckt. Die Verschneidung dieser Abflachung 10 mit der Mantelfläche 4b des Schaftes 4 bildet zwei im Abstand a voneinander angeordnete, gerade, achsparallele Stützkanten lOa und lob. Mit diesen beiden Stützkanten 10a und 10b stützt sich der Schaft an der Innenwand der Bohrung 6 unter Wirkung der Druckschraube 9 ab.
• Hierdurch werden stabile Verhältnisse geschaffen. Wie man aus F i g. 2 erkennen kann, ruft die Druckkraft Pder Druckschraube 9 an der Berührungsstelle der beiden Stützkanten 10a und lOb mit der Wand der Bohrung 6 Normalkräfte hervor, die radial zum Schaft 4 gerichtet sind. Diese Normalkräfte N haben in der Ebene der Abflachung 10 verlaufende, entgegengesetzt gerichtete Querkomponenten Q. Solange beide Komponenten Q nicht gleich groß sind, besteht kein Gleichgewicht.
• Unter Wirkung der Kraft P wird sich also der Schaft 4 stets so ausrichten, daß beide Querkomponenten Q gleich groß sind, und was erst dann erreicht ist, wenn die Stützkanten 10a und 10b auf ihrer ganzen Länge an der Innenwand der Bohrung 6 anliegen. Ist dies der Fall, so ist die Achse A des Schaftes 4 und damit auch des Bohrwerkzeuges 1 zu der Achse des Halters 7 parallel, denn die Stützkanten 10a und lOb verlaufen parallel zu der Schaftachse A und beide Stützkanten können nur dann die Innenwand der Bohrung 6 auf ganzer Länge berühren, wenn sie ebenfalls an zwei achsparallelen Berührungslinien an der Innenwand anliegen. Die Verwendung der Abflachung 10 hat jedoch weiterhin den Vorteil, daß auch das seitlich also quer zur Druckrichtung der Druckschraube 9 bestehende Spiel unwirksam gemacht wird. Irgendwelche auf das Bohrwerkzeug 1 und den Schaft 4 wirkende Querkräfte werden nämlich über die Anlagestellen der Stützkanten lOa und 10b auf die Innenwandung der Bohrung 6 übertragen. Rattern und Schwingungen des Bohrwerkzeuges, soweit sie auf derartiges Spiel zurückzuführen waren, werden dadurch vermieden.
• Damit die Abflachung 10 volle Wirksamkeit entfaltet, muß die Abflachung in Querrichtung des Schaftes eine gewisse Breite haben, damit die Stützkanten lOa und 10b auch einen entsprechenden Abstand a voneinander besitzen. Die beste Dreipunktabstützung würde dann erreicht werden, wenn sich die Abflachung 10 über einen Zentriwinkel m von 120 erstrecken würde. Je größer jedoch der Zentriwinkel ist, desto stärker machen sich die Durchmesserunterschiede des Schaftes und der Bohrung durch eine Parallelverlagerung der Bohrerachse und der Halterachse bemerkbar. Aus diesem Grund muß hier ein Kompromiß gefunden werden und es hat sich herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, wenn sich die Abflachung 10 über einen Zentriwinkel a von etwa 600 erstreckt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Einspannschaft für ein Bohrwerkzeug oder dgl.

   zur Aufnahme in der zylindrischen Bohrung eines in eine Werkzeugmaschine einzusetzenden Halters, wobei der Schaft über seine gesamte Länge zwei im Abstand voneinander parallel verlaufende Stützkanten aufweist, die durch mindestens eine den Stützkanten gegenüberliegend angeordnete Druckschraube mit der zylindrischen Bohrung des Halters in Anlage gehalten sind, dadurch gekeanz e i c h n e t, daß die Stützkanten (lOa, lOb) durch eine Verschneidung der Mantelfläche (4b) des Schaftes (4) mit einer parallel zu dessen Achse (A) verlaufenden ebenen Abflachung (10) gebildet sind.
2. 2. Einspannschaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abflachung (10) über einen Zentriwinkel (d)von etwa 600 erstreckt.
3. 3. Einspannschaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft an seiner der ebenen Abflachung (10) gegenüberliegenden Seite mindestens eine an sich bekannte ebene Druckfläche (5) aufweist, die als Anlage für die im Halter (7) angeordnete Druckschraube (9) dient.

   Die Erfindung betrifft einen Einspannschaft für ein Bohrwerkzeug oder dgl. zur Aufnahme in der zylindrischen Bohrung eines in einer Werkzeugmaschine einzusetzenden Halters, wobei der Schaft über seine gesamte Länge zwei in Abstand voneinander parallel verlaufende Stützkanten aufweist, die durch mindestens eine den Stützkanten gegenüberliegend angeordnete Druckschraube mit der zylindrischen Bohrung des Halters in Anlage gehalten sind.

   Bei einem bekannten Einspannschaft dieser Art (DE-AS 11 36 186) sind die parallel von einander verlaufenden Stützkanten, die Begrenzungskanten von in Umfangsrichtung des Schaftes schmalen Stützflächen, die sich in Längsrichtung des Schaftes erstrecken und über den Schaftumfang vorstehen. Diese Stützflächen sind Teile eines Kreiszylinders, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der zylindrischen Bohrung des Halters und schwierig herzustellen. Damit nämlich die vorstehenden Stützflächen am Schaft stehen bleiben, muß das Material des Schaftes an der übrigen Mantelfläche abgetragen werden, was nur durch Fräsen oder Schleifen möglich ist. Außerdem ergibt sich beim Betrieb infolge der verhältnismäßig schmalen Stützflächen eine hohe Flächenpressung. Bei einem Schneidenbruch des Werkzeuges, wie er jederzeit vorkommen kann, treten plötzlich sehr großc Kräfte auf, die dann von den Stützflächen auf den Halter übertragen werden müssen. Die verhältnismäßig schmalen Stützflächen können hierbei infolge hoher Flächenpressung die Bohrung des Halters beschädigen. Sinn und Zweck der über den Schaftumfang vorstehenden schmalen Stützflächen ist es, den Schaft ohne Spiel in der Aufnahmebohrung zu zentrieren. Dies wird bei dem bekannten Einspannschaft durch eine Dreipunktlagerung erzielt, wobei die beiden Stützflächen zwei Lagerpunkte bilden und die gegenüber liegende Druckschraube den dritten Lagerpunkt. Es muß also beim Einsetzen des Einspannschaftes in den Halter beachtet werden, daß der Einspannschaft in einer bestimmten Drehstellung in den Halter eingesetzt wird, was bei dem bekannten Einspannschaft durch eine im Schaft vorgesehene Längsnut und einen in diese eingreifenden, im Halter befestigten Stift erreicht wird.

   Es ist ferner ein Einspannschaft bekannt (US-PS 35 57419), der mindestens eine ebene Druckfläche aufweist, die zum freien Ende des Schaftes hin schräg nach außen ansteigt. Diese Druckfläche dient als Anlage für eine im Halter angeordnete Druckschraube, durch welche der Schaft an die gegenüberliegende Wandung der zylindrischen Bohrung des Halters angedrückt wird Dieser bekannte Einspannschaft hat jedoch den Nachteil, daß die Verbindung mit dem Halter nicht ganz einwandfrei ist. Damit nämlich der Schaft in die zylindrische Bohrung des Halters gesteckt werden kann, muß der Durchmesser des Schaftes etwas kleiner sein als der Durchmesser der Bohrung. Auch wenn der Durchmesserunterschied nur wenige 100stel Millimeter beträgt, ist es möglich, daß die Bohrerachse nicht genau mit der Halterachse fluchtet, sondern geringfügig schief steht. Diese Abweichung bleibt auch dann erhalten, wenn die Druckschraube auf die Druckfläche des Schaftes gepreßt wird. Der im Durchmesser etwas kleinere Schaft berührt nämlich die Aufnahmebohrung an einer Stelle, die in etwa der Druckschraube diametral gegenüberliegt, nur an einer Linie, wodurch keine achsparallele Zentrierung des Bohrers erreicht wird.

   Ferner wird in einer Richtung, die quer zur Druckrichtung der Druckschraube liegt, der Schaft gegenüber dem Halter überhaupt nicht fixiert. Durch das zwischen Schaft und Bohrung vorhandene Spiel kann es, wie die Praxis gezeigt hat, zu einem Flattern oder zu Schwingungen des Bohrwerkzeuges kommen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einspannschaft für ein Bohrwerkzeug oder dgl. der eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, welcher einfacher in der Herstellung ist und bei dem sich außerdem im Betrieb keine hohen Flächenpressungen ergeben.

   Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Stützkanten durch eine Verschneidung der Mantelfläche des Schaftes mit einer parallel zu dessen Achse verlaufenden ebenen Abflachung gebildet sind.