DE3314126A1 - Werkzeughalter mit verstelleinrichtung - Google Patents

Werkzeughalter mit verstelleinrichtung

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Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, mit einem Grundkörper, einem am Grundkörper angebrachten Werkzeug und einer Verstelleinrichtung zum Verstellen einer Werkzeugschneide des Werkzeuges bezüglich einer am Grundkörper vorgesehenen Bezugsfläche.
Werkzeughalter dieser Art werden beispielsweise in Bohrstangen für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen eingesetzt, bei denen die Abweichung der Werkzeugschneide von einer Sollstellung induktiv gemessen und mittels der Verstelleinrichtung selbsttätig ausgeglichen wird (vgl. DE-PS 29 22 155). Hierbei ist wichtig, daß die Verstelleinrichtung kontinuierlich und mit hoher Präzision arbeitet. So soll eine Verstellung im Bereich weniger μ möglich sein.
Es sind bereits Verstelleinrichtungen für Werkzeughalter bekannt, die diese Forderungen erfüllen. Allerdings muß dies durch einen entsprechenden konstruktiven Aufwand (mit einer vergleichsweise großen Anzahl von Einzelteilen) erkauft werden. Dies verteuert nicht nur die Herstellung, sondern macht den Werkzeughalter auch stör- und erschütterungsanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter der eingangs angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß bei möglichst einfachem konstruktivem Aufbau und dadurch bedingter hoher Funktionssicherheit der Verstelleinrichtung eine möglichst präzise Verstellung der Werkzeugschneide ermöglicht wird.
-2 b
Diese Aufgabe wird bei einem Werkzeughalter mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verstelleinrichtung einen durch einen Schlitz im Material des Grundkörpers gebildeten ersten Hebelabschnitt aufweist, dessen freies Ende durch ein im Grundkörper abgestütztes Stellglied auslenkbar ist und dessen anderes Ende mit einem einen zweiten Hebelabschnitt bildenden Bereich des Grundkörpers so verbunden ist, daß bei einer Auslenkung des ersten Hebelabschnittes der zweite Hebelabschnitt in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt wird und hierbei die Werkzeugschneide verstellt.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeughalter wird die Verstelleinrichtung gewissermaßen aus dem Material des Grundkörpers selbst gebildet. Es -sind daher - abgesehen von dem Stellglied - keine zusätzlichen Bauteile erforderlich. Der erfindungsgemäß ausgebildete Werkzeughalter zeichnet sich daher durch große konstruktive Einfachheit aus. Die Folge sind eine geringe Erschütterungsanfälligkeit, eine hohe Funktionssicherheit sowie eine große Lebensdauer. Dennoch arbeitet die Verstelleinrichtung mit äußerster Präzision, und es sind Verstellbewegungen im Bereich weniger μ möglich.
Es versteht sich, daß das Stellglied nicht nur maschinell, sondern auch manuell verstellt werden kann. Ferner ist der Werkzeughalter nicht nur auf die Verwendung bei Bohrstangen beschränkt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine Seitenansicht eines Werkzeughalters für
eine Bohrstange ;
Figur 2 eine Draufsicht auf den Werkzeughalter nach Figur 1;
Figur 3 eine Stirnansicht des Werkzeughalters nach Figur 1.
Der in der Zeichnung dargestellte Werkzeughalter wird als auswechselbare Patrone in eine Bohrstange (nicht gezeigt) eingesetzt. Zu diesem Zweck ist der ungefähr quaderförmig ausgebildete Grundkörper 2 des Werkzeughalters mit einer schräg verlaufenden Bohrung 4 (vgl. Figur 2) versehen, die zur Befestigung des Grundkörpers 2 an der Bohrstange dient.
An dem von der Bohrstange abgewandten Ende des Grundkörpers 2 ist ein Schneideinsatz in Form einer Wendeschneidplatte' 6 mittels einer Spannschraube 8 festgespannt. Die Wendeschneidplatte 6 ist mit einer aktiven Werkzeugschneide 10 versehen, die im Betrieb eine Sollstellung bezüglich einer am Grundkörper 2 vorgesehenen Bezugsfläche 12 einnehmen soll. Die Abweichung der Sollstellung der Werkzeugschneide 10 von der Bezugsfläche 12 wird - z.B. induktiv - gemessen und dann mit Hilfe einer - im folgenden zu beschreibenden Verstellvorrichtung 14 selbsttätig ausgeglichen.
Die Verstellvorrichtung 14 weist einen im Material des Grundkörpers 2 gebildeten, ungefähr U-förmigen Schlitz 16 auf, der sich über die gesamte Breite des Grundkörpers 2 erstreckt (vgl. Figur 3). Der Schlitz 16 besitzt einen ungefähr horizontal verlaufenden, mittig angeordneten ersten Schenkel 18 und einen etwas schräg dazu verlaufenden , unterhalb des ersten Schenkels 18 angeordneten zweiten Schenkel 20, die durch einen gekrümmten Abschnitt mit-
einander verbunden sind. Der erste Schenkel 18 des Schlitzes 16 erstreckt sich bis zur Stirnseite des Grundkörpers 2, während der zweite Schenkel 20 mit Abstand zur Außenseite des Grundkörpers 2 im Material des Grundkörpers endet. Hierdurch wird zwischen den beiden Schenkeln 18,20 des Schlitzes 16 im Material des Grundkörpers 2 ein erster Hebelabschnitt 22 gebildet, der an seinem einen Ende in einen zweiten Hebelabschnitt 26 übergeht. Der Bereich des Grundkörpers 2 zwischen dem (in Figur 1) linksseitigen Ende des zweiten Schenkels 20 und der Außenseite des Grundkörpers 2 bildet eine Art Gelenk 24, um das die beiden Hebelabschnitte 22 und 26 kippen können.
Im Bereich des zweiten Hebelabschnittes 26 befindet sich im ersten Schenkel 18 des Schlitzes 16 ein Abstandskörper in Form eines Stiftes 30,der waagerecht und senkrecht zum Schenkel 18 verläuft und den zweiten Hebelabschnitt 26 mit dem oberhalb des Schenkels 28 befindlichen Bereich des Grundkörpers 2 verbindet.
20
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das in der Außenseite mündende Ende des Schenkels 18 des Schlitzes 16 durch einen Kunststoff 32, z.B. Silastene abgedichtet. Das entsprechende Ende des zweiten Schenkels 20 des Schlitzes 16 mündet aus Festigkeitsgründen in einem kreisförmigen Loch 34.
Der Schlitz 16 kann beispielsweise durch Funkenerosion hergestellt werden.
Am freien Ende des ersten Hebelabschnittes 22 greift ein Stellglied in Form einer Stellschraube 36 an, die oberhalb des Schlitzes 16 in das Material des Grundkörpers 2 eingeschraubt ist und auf dem horizontalen Schenkel 18 des Schlitzes 16 senkrecht steht. Zur Kraftübertragung zwischen der Stellschraube 36 und dem Hebelabschnitt 22 ist
in das vordere Ende der Stellschraube 36 eine Kugel 38 eingesetzt.
Die Funktionsweise des beschriebenen Werkzeughalters ist wie folgt. Im Betrieb wird die Abweichung der Sollstellung der Werkzeugschneide 10 von der Bezugsfläche 12 durch eine induktive Meßeinrichtung (nicht gezeigt) ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung wird die Stellschraube 36/verstellt. Bei einer Bewegung der Stellschraube 36 nach unten (in Figur 1) wird der Hebelabschnitt 22 nach unten ausgelenkt.
Die Folge ist eine entsprechende Auslenkbewegung des zweiten Hebelabschnittes 26 in entgegengesetzter Richtung, d.h. nach oben (in Figur 1). Diese Auslenkbewegung wird über den Stift 30 auf den die Wendeschneidplatte 6 tragenden Bereich des Grundkörpers 2 und damit auf die Werkzeugschneide 10 übertragen.
Die Länge des ersten Hebelabschnittes 22 wird zweckmäßigerweise ungefähr 4 bis 5 mal groß gewählt wie die Länge des zweiten Hebelabschnittes 26. Hierdurch läßt sich eine äußerst präzise, praktisch kontinuierliche Verstellung der Werkzeugschneide 10 herbeiführen. Verstellbewegungen im Bereich weniger μ sind ohne weiteres möglich.
Die Auslenkbewegung der Hebelabschnitte wird in einfacher Weise dadurch begrenzt, daß sich der erste Hebelabschnitt 22 bei seiner Abwärtsbewegung (in Figur 1) an die gegenüberliegende Wand des Schenkels 20 des Schlitzes 16 anlegt. Wie ohne weiteres ersichtlich, erfolgt die Rückstellbewegung unter Ausnutzung der Elastizität des Materials des Grundkörpers 2 in einfacher Weise dadurch, daß die Stellschraube 36 (in Figur 1) nach oben verstellt wird.
Bei einer abgewandelten (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung verläuft der erste Schenkel 18 des Schlitzes 16 nicht bis zur Außenseite des Grundkörpers 2; vielmehr endet er mit Abstand zur Außenseite, so daß das äußere Ende des Schenkels 18 des Schlitzes 16 durch Material des Grundkörpers 2 verschlossen ist. In diesem Fall sind kein Abstandskörper 3 0 und auch keine gesonderte Abdichtung des Schlitzes erforderlich. Die Kraftübertragung zwischen dem zweiten Hebelabschnitt 26 und dem die Wendeschneidplatte 6 tragenden Teil des Grundkörpers 2 erfolgt dann über das Material des Grundkörpers selbst.
AO
— Leerseite -

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    f 1. Werkzeughalter für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, mit einem Grundkörper, einem am Grundkörper angebrachten Werkzeug und einer Verstelleinrichtung zum Verstellen einer Werkzeugschneide des Werkzeuges bezüglich einer am Grundkörper vorgesehenen Bezugsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (12) einen durch einen Schlitz (16) im Material des Grundkörpers (2) gebildeten ersten Hebelabschnitt (22) aufweist, dessen freies Ende durch ein im Grundkörper abgestütztes Stellglied (36) auslenkbar ist und dessen anderes Ende mit einem einen zweiten Hebelabschnitt (26) bildenden Bereich des Grundkörpers
    (2) so verbunden ist, daß bei einer Auslenkung des ersten Hebelabschnittes (22) der zweite Hebelabschnitt (26) in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt wird und hierbei die Werkzeugschneide (10) verstellt.
  2. 2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ersten Hebelabschnittes (22) ungefähr 4 bis 5 malSOfroß wie die Länge des zweiten Hebelabschnitts (26) ist.
  3. 3. werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (16) ungefähr U-förmig ausgebildet ist.
  4. 4. Werkzeughalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schenkel (18) des Schlitzes (16) sich bis zur Außenseite des Grundkörpers (2) erstreckt und der zweite Schenkel (20) mit Abstand zur Außenseite im Material des Grundkörpers (2) endet, um ein Gelenk
    (24) zwischen den Hebelabschnitten (22,26) zu bilden. 35
  5. 5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (18) des Schlitzes (16) ungefähr parallel zur Drehachse des Werkzeughalters und der zweite Schenkel (16) etwas schräg dazu verläuft, und daß das Stellglied (36) auf dem ersten Schenkel (18) senkrecht steht.
  6. 6. Werkzeughalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des in der Außenseite mündenden Endes des ersten Schenkels (18) im Schlitz (16) ein Abstandskörper (30) angeordnet ist, der bei einer Auslenkung des ersten Hebelabschnitts (22) die entgegengerichtete Bewegung des zweiten Hebelabschnittes (26) auf den die Werkzeugschneide (8) tragenden Bereich des Grundkörpers (2) überträgt.
  7. 7. Werkzeughalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandskörper als Stift (30) ausgebildet ist.
  8. 8. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Außenseite des Grundkörpers (2) mündende Ende des ersten Schenkels (18) des Schlitzes (16) abgedichtet ist.
  9. 9. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (20) des
    Schlitzes (16) in einem kreisförmigen Loch (34) endet.
  10. 10. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als Stellschraube (36) ausgebildet ist.
  11. 11. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (36) über
    eine Kugel (38) am ersten Hebelabschnitt (22) angreift.
  12. 12. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugschneide (10) an einer am Grundkörper (2) festgespannten Wendeschneidplatte (6) vorgesehen ist.
  13. 13. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als an einer Bohrstange auswechselbar anbringbare Patrone ausgebildet ist.
  14. 14. Werkzeughalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Schenkel des ü-förmigen Schlitzes mit Abstand zur Außenseite im Material des Grundkörpers enden.
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