DE3326665C2 - Teilbares Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung - Google Patents
Teilbares Werkzeug für die spanabhebende BearbeitungInfo
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- DE3326665C2 DE3326665C2 DE19833326665 DE3326665A DE3326665C2 DE 3326665 C2 DE3326665 C2 DE 3326665C2 DE 19833326665 DE19833326665 DE 19833326665 DE 3326665 A DE3326665 A DE 3326665A DE 3326665 C2 DE3326665 C2 DE 3326665C2
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool
- B23B29/046—Tool holders for a single cutting tool with an intermediary toolholder
Description
Die Erfindung geht von einem teilbaren Werkzeug nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 aus.
Bei Werkzeugmaschinen für die spanabhebende Bearbeitung von
Werkstücken, bei denen die Werkzeuge
in der Regel mit Hartmetallschneiden
oder keramischen Schneiden bestückt sind, gibt es Bestre
bungen, die Werkzeuge derart teilbar auszuführen, daß sie an
einer bestimmten Trennstelle in einen die Schneide tragenden
Werkzeugkopf und in einen der Befestigung des Werkzeugs an
der Werkzeugmaschine dienenden Werkzeughalter getrennt
werden können und daß diese beiden Werkzeugteile mit einer
Kupplungsvorrichtung miteinander verbunden werden können.
Dadurch können die hochbeanspruchten Schneiden leichter und
schneller gegen neue Schneiden ausgewechselt werden oder
auch bei Bedarf leichter und schneller die Schneidenform
gewechselt werden, als das bei kompakten Werkzeugen möglich
ist. Bei diesen teilbaren Werkzeugen weist die Kupplungsvor
richtung aufeinander abgestimmte Führungs- und Anlageflächen
teils am Werkzeugkopf und teils am Werkzeughalter auf. Dazu
gehört außerdem eine Spannvorrichtung, die eine relativ zum
Werkzeughalter verschiebbare Zugstange aufweist, die mit
einem Kraftantrieb verbunden ist und die mit dem Werkzeug
kopf gekoppelt werden kann, um diesen gegen den Werkzeug
halter zu spannen.
Bei einer bekannt gewordenen Ausführungsform eines teilbaren
Werkzeuges (DE 32 43 948 A1, interner Stand der Technik)
werden an der Trennstelle die
Führungs- und Anlageflächen durch eine Plan-Kerbverzahnung
(Hirth-Verzahnung) gebildet. Die Spannvorrichtung weist
einen mit dem Werkzeugkopf verbundenen Spannbolzen mit
kegelstumpfförmigen Kupplungsflächen auf. Im Inneren des
Werkzeughalters ist eine Spannzange vorhanden, deren
einzelne Spannbacken auf der Innenseite mit kegelstumpf-
förmigen Gegenflächen zu den Kupplungsflächen des Spannbol
zens versehen sind. Auf der Außenseite werden die Spann
backen durch eine treppenartige Aufeinanderfolge von zylin
drischen und kegelstumpfförmigen Führungsflächen zunächst
entlang der Kegelmantellinie auf einer schrägen Bewegungs
bahn und dann entlang der zylindrischen Mantellinien auf
einer axialen Bewegungsbahn geführt. Infolge der treppen
artigen Anordnung der verschiedenen Führungsflächen, welche einen
relativ hohen Herstellungs- und Montageaufwand erfordern, erhält
die Spannzange verhältnismäßig große radiale Abmessungen.
Hinzu kommt der erforderlich Bewegungsraum für die axiale
und zugleich radiale Öffnungs- und Schließbewegung der
Spannbacken, die bei einem Wechsel des Werkzeugkopfes in
radialer Richtung vollständig außer Eingriff mit dem Spann
bolzen gebracht werden müssen. Das ergibt entweder ent
sprechend große Außenabmessungen des gesamten Werkzeuges
oder aber, bei vorgegebenen Außenabmessungen, eine ent
sprechende Beschränkung der radialen Abmessungen der übrigen
Teile mit entsprechenden Einbußen des Kraftübertragungs
vermögens, der Steifigkeit und dergleichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein teilbares
Werkzeug zu schaffen, bei dem die Teile der Spannvorrichtung
bei hoher Kraftübertragung und sicherem Halt nur einen
verhältnismäßig geringen Raumbedarf, insbesondere in
radialer Richtung, haben, und die einfach herzustellen und
zu montieren sind und das Kuppeln erleichtern.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit den im
Anspruch 1 oder im Anspruch 3 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die äußere
Führungsfläche der Spannzange und die zugehörige innere
Führungsfläche am Werkzeughalter eine Kreiszylinderfläche
ist und daher die Bewegungsbahn der Spannbacken beim Spannen
und Lösen nur eine axiale Komponente, nicht aber mehr eine
radiale Komponente hat. Die Spannzange ist als rohrförmiger
Körper ausgebildet, der weder eine stetige noch eine
gestufte Erweiterung nach außen aufweist. Außerdem benötigen
die Spannzangen keine sehr große Wanddicke, weil die von den
Kupplungsflächen an ihrer Innenseite ausgehenden Spannkräfte
auf denkbar kürzestem Wege unmittelbar auf den Werkzeug
halter übertragen werden. Beim Spannen und Lösen führt die
Spannzange bei der Ausführungsform nach Anspruch 1 in der
Hauptsache eine Drehbewegung mit mehreren Umdrehungen und
nur eine sehr kurze zusätzliche axiale Spannbewegung aus.
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 3 führt die
Spannzange ebenfalls eine Drehbewegung aus, die jedoch auf
einen verhältnismäßig kleinen Drehwinkelbereich von
höchstens 60° beschränkt ist, zu der daneben noch eine kurze
Axialbewegung hinzukommt. Das gleiche gilt bei einer Ausgestaltung
nach Anspruch 2. Aus diesem Grunde benötigt die
Spannzange auch in axialer Richtung nur einen sehr geringen
Bewegungsraum. Alle diese Maßnahmen zusammen ergeben eine
sehr kompakte Spannvorrichtung mit einfach gestalteten
Teilen. Diese lassen sich sowohl verhältnismäßig einfach und
billig wie auch mit hoher Genauigkeit herstellen, so daß bei
denkbar kleinen Abmessungen eine sehr hohe Spanngenauigkeit
bei verhältnismäßig hohen Spannkräften erreicht wird. Durch
die einfachen geometrischen Formen lassen die Teile sich leicht
montieren. Beim Kuppeln müssen nicht axiale und radiale Bewe
gungen der Teile aufeinander abgestimmt ablaufen.
Durch eine Ausgestaltung der gemäß Anspruch 3 ausgebildeten
Spannzange nach Anspruch 4 werden die Spannkräfte der
Spannvorrichtung auf mehrere Kupplungsflächen verteilt. Das
ermöglicht eine Verringerung der Belastung der einzelnen
Kupplungsflächenpaare und/oder eine Verkleinerung der
radialen Abmessungen der Kupplungsflächen.
Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6 wird
zwischen der Spannzange und dem Spannbolzen eine hohe Kraft
übersetzung von der axialen Zugkraft in die radiale Ein
spannkraft erreicht, die dem Spannbolzen und damit dem
ganzen Werkzeugkopf einen sicheren Halt und der Kupplungs
vorrichtung eine sehr große Steifigkeit verschafft.
Bei einer Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird das Einkuppeln
der Spannflächen erleichtert. Mit einer Weiterbildung nach
Anspruch 8 und/oder 9 lassen sich die Teile dazu verhältnis
mäßig einfach und billig herstellen.
Mit einer Ausgestaltung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11
werden verhältnismäßig einfache und robuste Drehvorrich
tungen geschaffen, mit denen das Einkuppeln und Auskuppeln,
verhältnismäßig einfach und leicht vonstatten geht, wobei
durch eine Weiterbildung nach Anspruch 12 die Herstellung
und Montage vereinfacht wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Seiten
ansicht bzw. einen Längsschnitt der Teile eines
ersten Ausführungsbeispieles des Werkzeuges;
Fig. 2 einen Querschnitt des Werkzeuges nach Fig. 1;
Fig. 3 und 4 je einen Querschnitt einer abgewandelten Ausfüh
rungsform des Werkzeuges in zwei verschiedenen
Betriebsstellungen;
Fig. 5 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt aus dem
Längsschnitt nach Fig. 1, zum Teil mit Abwand
lungen;
Fig. 6 eine ausschnittweise dargestellte Abwicklung des
Ausschnittes nach Fig. 5;
Fig. 7 eine Stirnansicht eines Teils des Werkzeuges nach
Fig. 5;
Fig. 8 eine teilweise geschnitten dargestellte Seitenan
sicht eines weiteren Ausführungsbeispieles des
Werkzeuges;
Fig. 9 eine schematische Stirnansicht einiger Teile des
Werkzeuges nach Fig. 8.
Das aus Fig. 1 ersichtliche Werkzeug 120 wird als Drehmeißel
oder als Bohrmeißel eingesetzt. Es weist als Hauptbauteile
einen Werkzeughalter 121 und einen Werkzeugkopf 122 auf. Der
Werkzeughalter 121 dient der Befestigung des Werkzeuges 120
an einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine. Die von der
Art und vom Aufbau der Werkzeugmaschine abhängigen Gestal
tungsmerkmale des Werkzeughalters und der Verbindungs
elemente sind ebenfalls nicht dargestellt. Der Werkzeug
kopf 122 trägt den Schneidenkörper, der als aufgelötete
Hartmetallschneide ausgebildet und dargestellt ist.
Das Werkzeug 120 ist teilbar. Der Werkzeughalter 121 und der
Werkzeugkopf 122 können an einer Trennstelle voneinander
getrennt werden. In dem aus Fig. 1 ersichtlichen Betriebs
zustand sind die beiden Werkzeugteile mittels einer Kupp
lungsvorrichtung miteinander verbunden. Sie weist aufein
ander abgestimmte Führungs- und Anlageflächen auf, die teils
am Werkzeughalter 121 und teils am Werkzeugkopf 122 mittig
zu einer gemeinsamen Achse 28 angeordnet sind. Ein Teil der
Führungs- und Anlageflächen beider Teile ist als Kegelstumpf
mantelfläche ausgebildet. Ein anderer Teil wird durch
eine kreiszylindrische Kerbverzahnung beider Teile gebildet.
Die Kupplungsvorrichtung zwischen dem Werkzeughalter 121 und
dem Werkzeugkopf 122 weist als weitere Baugruppe eine Spann
vorrichtung 123 auf.
Die Spannvorrichtung 123 weist einen Spannbolzen 124 und
eine Spannzange 125 auf. Der Spannbolzen 124 ist in der
beschriebenen Weise mit dem Werkzeugkopf 122 verbunden. Für
die Kupplung mit der Spannzange 125 weist der Spann
bolzen 124 ein zylindrisches Bolzengewinde 126 auf
(Fig. 5). Die dem Werkzeugkopf 122 zugekehrte Gewindeflanke
bildet die Kupplungsfläche 127 des Spannbolzens 124. Sie hat
gegenüber der gemeinsamen Achse 128 einen Neigungswinkel,
der zwischen 22,5° und 45°, bevorzugt bei mindestens
annähernd 30°, liegt. Mit mindestens annähernd 30° ist zum Ausdruck
gebracht, daß sowohl genau 30° als auch annähernd 30° eingeschlossen
sind. Die andere Gewindeflanke hat einen
größeren Neigungswinkel, beispielsweise von annähernd 3°,
wie er bei Sägezahngewinden üblich ist. Die Kupplungs
fläche 129 an der Spannzange 125 wird durch die vom Werk
zeugkopf 122 abgekehrte Flanke eines zylindrischen Mutter
gewindes 130 gebildet, das auf das Bolzengewinde 126 des
Spannbolzens 124 abgestimmt ist.
Die äußere Führungsfläche 131 der Spannzange 125 ist eine
glatte Kreiszylinderfläche. Dementsprechend ist auch die
innere Führungsfläche 132 am Werkzeughalter 122 eine glatte
Kreiszylinderfläche.
Die Spannzange 125 ist mit einer Drehvorrichtung gekoppelt,
die ihre Drehbewegung beispielsweise mittels der Zug
stange 133 und deren Zugkopf 134 auf die Spannzange 125
überträgt. Zu diesem Zweck sind am Zugkopf 134 Mitnehmer
stifte 135 angeordnet, die in die Schlitze 136 zwischen je
zwei einander benachbarten Spannbacken 137 der Spann
zange 125 eingreifen.
Aus Fig. 3 und Fig. 4 ist ein gegenüber dem Werkzeug 120 zum
Teil abgewandeltes Werkzeug 220 ersichtlich. Dessen Bezugs
zeichen sind gegenüber denjenigen des Werkzeuges 120 um 100
erhöht. Dadurch wird auf die Erläuterungen der Einzelteile
des Werkzeuges 120 Bezug genommen und umgekehrt. Insbe
sondere kann dadurch Fig. 1 als Längsschnitt auch des Werk
zeuges 220 betrachtet werden.
Am Spannbolzen 224 sind Längsnuten 241 vorhanden, die
parallel zur gemeinsamen Achse 228 ausgerichtet sind. Sie
erstrecken sich vom freien Ende des Spannbolzens 224 in
Richtung auf den Werkzeugkopf 222 hin bis über den letzten
Gewindegang des Bolzengewindes 226 hinaus. Der Nutgrund 242
dieser Längsnuten 241 hat von der gemeinsamen Achse 228
eine radialen Abstand, der kleiner als der halbe Kerndurch
messer des Bolzengewindes 226 ist. Die Längsnuten 241 sind
am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet. Ihre Umfangser
streckung ist zumindest annähernd gleich der Gesamtumfangs
länge geteilt durch die doppelte Anzahl der Längsnuten.
An der Innenseite der Spannzange 225 sind ebenfalls Längs
nuten 243 vorhanden. Diese sind ebenfalls parallel zur
gemeinsamen Achse 128 ausgerichtet. Sie erstrecken sich vom
freien Ende der Spannzange 225 vom Werkzeugkopf 222 weg bis
über den letzten Gewindegang des Bolzengewindes 226 am
Spannbolzen 224 hinaus. Ihr Nutgrund 244 hat einen radialen
Abstand von der gemeinsamen Achse 228, der größer als der
Außenhalbmesser des Bolzengewindes 226 am Spannbolzen 224
ist. Sie sind in der gleichen Weise gleichmäßig am Umfang
verteilt wie die Längsnuten 242 am Spannbolzen 224. Ihre
Umfangserstreckung ist etwas größer als die Umfangser
streckung der zwischen den Längsnuten 241 am Spannbolzen 224
stehengebliebenen Umfangsabschnitte 245 des Bolzen
gewindes 226 mit den Kupplungsflächen 227. Im Hinblick
darauf, daß die Umfangsabschnitte 245 des Bolzengewindes 226
von einem kleineren Halbmesser ausgehen als die entsprechen
den Umfangsabschnitte 246 des Muttergewindes 230, ist es von
Vorteil, wenn die Längsnuten 241 am Spannbolzen 224 schmäler
ausgeführt werden als die Längsnuten 243 an der Spann
zange 225. Dadurch wird die mechanische Belastbarkeit der
Umfangsabschnitte 245 am Spannbolzen 224 und der Umfangsab
schnitte 246 an der Spannzange 225 etwa gleich groß.
An der Spannzange 225 liegen die Trennschlitze 236 im
gleichen Umfangsbereich wie ihre Längsnuten 243, und zwar
vorzugsweise in deren Mitte. Die als Federelement 247 für
die Spannbacken 237 in den Schlitzen 236 angeordnet gummi
elastische Masse sollte nicht nach innen in die Längs
nuten 243 überstehen.
Um das Einscheren der Gewindegänge der Umfangsabschnitte 245
am Spannbolzen 226 in die Gewindeganglücken der Umfangs
abschnitte 246 des Muttergewindes 230 zu erleichtern, kann
eine aus Fig. 5 bis Fig. 7 ersichtliche Leitvorrichtung 250
eingesetzt werden.
Sie weist eine Feder 252 auf (Fig. 1), die zwischen der vom
Werkzeugkopf 222 abgekehrte Stirnseite 252 der Spann
zange 225 und einer ihr axial gegenüberstehenden Stirn
wand 253 des Werkzeughalters 221 angeordnet ist. Die
Feder 251 ist vorzugsweise als Tellerfedersatz ausgebildet,
dessen Tellerfedern auf der Zugstange 233 geführt werden.
Die Leitvorrichtung 250 weist außerdem in der axialen
Fluchtlinie jeder Längsnut 243 der Spannzange 225 je einen
Anschlag 254 auf (Fig. 5). Dieser ist in der Bewegungsbahn
des mit den Kupplungsflächen 227 versehen Teils des Spann
bolzens 224 in axialer Richtung an derjenigen Stelle ange
ordnet, an der die nichttragende Gewindeflanke 255 des
Bolzengewindes 226 gerade an dem Anschlag 254 anliegt, wenn
die Umfangsabschnitte 245 der Gewindegänge am Spann
bolzen 225 in Umfangsrichtung gerade mit den Lücken der
Umfangsabschnitte 246 des Muttergewindes 230 fluchten.
Dadurch fluchten auch die Kupplungsflächen 227 am Spann
bolzen 225 und die Kupplungsflächen 229 an der Spann
zange 225 miteinander. Durch eine Drehung der Spannzange 225
werden ihre Kupplungsflächen 229 und die Kupplungs
flächen 227 am Spannbolzen 225 miteinander zur Deckung
gebracht und damit in axialer Richtung eingekuppelt.
Jeder der Anschläge 254 wird durch einen Gewindestift 256
gebildet, der in eine Gewindebohrung einer Anschlag
scheibe 257 eingeschraubt ist. Die Anschlagscheibe 257 hat
eine Außenabmessung, die kleiner als der doppelte Innenhalb
messer des Muttergewindes 230 ist. Sie hat eine der Anzahl
der Längsnuten 243 an der Spannzange 225 entsprechende
Anzahl radialer Vorsprünge 258, an denen sich je eine der
Gewindebohrungen für einen der Gewindestifte 256 befindet.
Die Vorsprünge 258 haben eine radiale Erstreckung, die
geringfügig größer als der Halbmesser der Innenfläche 259
ist, die an das Muttergewinde 230 anschließt. In unmittel
barer Nachbarschaft des innengelegenen Endes des Mutter
gewindes 230 sind im Bereich der Schlitze 236 je eine
Ausnehmung 260 vorhanden. Die axialen und tangentialen
Abmessungen der Ausnehmungen 260 und der Vorsprünge 258 sind
so aufeinander abgestimmt, daß die Vorsprünge 258 in die
Ausnehmungen 260 hineinpassen und sich an deren Wandung in
axialer Richtung anlegen können. Die radiale Überdeckung der
Vorsprünge 258 und der Ausnehmungen 260 wird höchstens so
groß gewählt, wie die Spannbacken 237 aufgrund der Elasti
zität der zwischen ihnen befindlichen gummielastischen Masse
das Auseinanderspreizen der Spannbacken 237 zuläßt. Falls
das im Einzelfalle nicht ausreicht, können an der Anschlag
scheibe 257 anstelle der einstückig mit ihr ausgebildeten
Vorsprünge 258 auch selbsthaltende Stifte wie Spannstifte
oder Kerbstifte oder auch Gewindestifte in entsprechende
radiale Bohrungen der Anschlagscheibe eingesetzt werden. Mit
diesen ist dann ein größerer radialer Überdeckungsgrad
möglich.
Die Leitvorrichtung 250 wirkt mit der Spannvorrichtung 223
in der Weise zusammen, daß nach dem Auftreffen der vorder
sten Gewindeflanke 255 oder der ihr einwärts benachbarten
Stirnfläche des Spannbolzens 224 die Spannzange 225 entgegen
der Kraft der Feder 255 etwas zurückgeschoben wird. Dabei
bleiben ihre Kupplungsflächen 229 ständig in der tangen
tialen Fluchtlinie der Kupplungsflächen 227 des Spann
bolzens 224. Nach dem Einkuppeln der Kupplungsflächen 227
und 229 wird die Spannzange 225 zusammen mit dem Spann
bolzen 224 von der Zugstange 233 vollends in die Spann
stellung gezogen. Dabei gibt die verhältnismäßig schwache
Feder 252 ausreichend weit nach.
Eine weitere Abwandlung stellt das Werkzeug 320 dar
(Fig. 8), bei dem die Bezugszeichen der Einzelteile
gegenüber denjenigen des Werkzeuges 120 um 200 erhöht sind,
womit auf die Erläuterung dieser Einzelteile und ihre
Darstellung in Fig. 1 Bezug genommen wird.
Die Abwandlung besteht darin, daß bei der Spannvor
richtung 323 mit den Längsnuten 342 und 343 - bei sonst
weitgehender Übereinstimmung der übrigen Merkmale - die
Kupplungsflächen 327 am Spannbolzen 324 und die Kupplungs
flächen 329 an der Spannzange 325 als Kegelstumpfflächen
ausgebildet sind, die das gleiche Längsschnittprofil
(Fig. 5) wie die Umfangsabschnitte 245 und 246 mit dem
Bolzengewinde 226 bzw. mit dem Muttergewinde 230 haben. Die
dort gemachten Ausführungen gelten hier entsprechend. Auch
bei der Spannvorrichtung 323 kann die Leitvorrichtung 250,
als Leiteinrichtung 350, vorteilhaft eingesetzt werden.
Aus Fig. 8 und 9 sind zwei unterschiedliche Drehvorrich
tungen für das Verdrehen der Spannzange ersichtlich.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 weist die Drehvor
richtung 365 ein Zahnrad 366 auf, das einfach auf der Zug
stange 367 der betreffenden Spannvorrichtung drehbar
gelagert ist. Des Zahnrad 366 ist mit der Spannzange 368
mittels mehrerer Kupplungsstifte 369 in tangentialer
Richtung gekuppelt, die am Zahnrad 366 in axial ausge
richteten zylindrischen Durchgangslöchern sitzen und sich in
axialer Richtung bis in die Schlitze zwischen zwei Spann
backen der Spannzange 368 hineinerstrecken. Parallel zu
einer Tangentialebene der Verzahnung des Zahnrades 366 ist
eine Zahnstange 371 am Werkzeughalter 372 längsverschiebbar
geführt. Die Zahnstange 371 ist innerhalb oder außerhalb des
Werkzeughalters 372 mit einem linearen Verstellantrieb 373
gekoppelt, der beispielsweise als pneumatischer oder hydrau
lischer Kolbenantrieb ausgebildet ist. Statt dessen kommt
aber auch ein Gewindespindelantrieb mit einem Drehmotor in
Betracht.
Wenn die Zahnstange 371 in ihrer Ruhestellung außerhalb der
Verzahnung des Zahnrades 366 steht, kann das Zahnrad 366 und
die mit ihm drehfest verbundenen Teile entweder frei gedreht
werden oder mittels einer anderen Drehvorrichtung in eine
bestimmte Drehstellung gebracht werden. Nach dem Betätigen
des Verstellantriebes 373 bewegt sich die Zahnstange 371 um
eine bestimmte Wegstrecke, wobei sie in die Verzahnung des
Zahnrades 366 eingreift und dieses um einen entsprechenden
Drehwinkel verdreht. Wenn die Zahnstange 371 hingegen so
ausgeführt und angeordnet ist, daß sie ständig mit dem Zahn
rad 366 kämmt, dann kann dieses nicht mehr frei gedreht
werden und vermag nur noch die von der Zahnstange 371 ausge
lösten Drehbewegungen auszuführen.
Aus Fig. 9 ist noch eine andere Drehvorrichtung 375
ersichtlich. Diese weist ein Zahnrad 376 auf, das ständig
mit dem Zahnrad 366 kämmt, welches mit der zugehörigen
Spannzange 368 drehfest gekoppelt ist. Das Zahnrad 376 ist
über eine Welle 377 mit einem nicht dargestellten Drehan
trieb verbunden, bei dessen Betätigung über das Zahnrad 376
und das Zahnrad 366 die Spannzange entweder um einen
bestimmten Drehwinkel oder auch um mehrere Umdrehungen
gedreht werden kann, wie das bei einer Spannvorrichtung
erforderlich ist, bei der der Spannbolzen und die Spannzange
mittels eines Gewindes miteinander gekuppelt werden.
Claims (12)
1. Teilbares Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung mit
den Merkmalen:
- - es ist ein Werkzeughalter (121) für die Befestigung an einer Werkzeugmaschine vorhanden,
- - es ist ein Werkzeugkopf (122) mit der Werkzeugschneide vorhanden,
- - der Werkzeughalter (121) und der Werkzeugkopf (122)
sind an einer Trennstelle voneinander trennbar und
mittels einer Kupplungsvorrichtung miteinander ver
bindbar,
- - die aufeinander abgestimmte Führungs- und Anlage flächen aufweist, die teils am Werkzeughalter (121) und teils am Werkzeugkopf (122) mittig zu einer gemeinsamen Achse (128) angeordnet sind, und
- - die eine Spannvorrichtung (123) aufweist, die mittig zur gemeinsamen Achse (128) angeordnet ist,
- - die Spannvorrichtung (123) weist einen Spann
bolzen (124) auf,
- - der mit dem Werkzeugkopf (122) verbunden ist und
- - der mit wenigstens einer Kupplungsfläche (127) versehen ist, deren flächennormale eine radial auswärtsgerichtete Komponente und eine axial zum Werkzeugkopf (122) hin ausgerichtete Komponente hat,
- - die Spannvorrichtung (123) weist eine Spannzange (125)
auf,
- - die im Werkzeughalter (121) angeordnet ist und
- - die durch mehrere Längsschlitze (136) in voneinander getrennte Spannbacken (137) unterteilt ist, die mittels Halteelemente, Führungselemente und/oder Federelemente (147) zusammengehalten werden,
- - die Spannzange (125) ist auf ihrer Innenseite mit
wenigstens einer Kupplungsfläche (129) versehen,
- - die hinsichtlich ihrer Ausbildung und Anordnung auf die Kupplungsfläche (127) am Spannbolzen (124) abge stimmt ist,
- - die Spannzange (125) ist auf ihrer Außenseite mit einer Führungsfläche (131) versehen,
- - am Werkzeughalter (121) ist eine auf die Führungs fläche (131) der Spannzange (125) abgestimmte Führungsfläche (132) vorhanden,
- - die Spannzange (125) weist an ihrem vom Werkzeug kopf (122) abgekehrten Ende in ihrem Inneren eine dem Werkzeugkopf (122) zugekehrte ebene kreisringförmige Anlagefläche auf, deren flächennormale parallel zur gemeinsamen Achse (128) ausgerichtet ist,
- - die Spannvorrichtung (123) weist eine mit einem Kraft
antrieb verbindbare oder verbundene Zugstange (133)
auf,
- - die mittig zur gemeinsamen Achse (128) angeordnet ist und sich bis in den Innenraum der Spann zange (125) hineinerstreckt,
- - die an ihrem in den Innenraum der Spannzange (125) hineinragenden Ende mit einem Zugkopf (134) versehen ist, der eine auf die axiale Anlagefläche an der Spannzange (125) abgestimmte axiale Anlagefläche aufweist,
- gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - die Kupplungsfläche (127) am Spannbolzen (124) wird durch die dem Werkzeugkopf (122) zugekehrte Flanke eines zylindrischen Bolzengewindes (126) gebildet, das eine bestimmte Gewindesteigung hat und dessen tragende Flanke einen bestimmten Neigungswinkel gegen über der gemeinsamen Achse (128) hat,
- - die Kupplungsfläche (129) an der Spannzange (125) wird durch die vom Werkzeugkopf (122) abgekehrte Flanke eines zylindrischen Muttergewindes (130) gebildet, das auf das Bolzengewinde (126) des Spannbolzens (124) abgestimmt ist,
- - die äußere Führungsfläche (131) der Spannzange (125) ist - bezogen auf die gemeinsame Achse (128) - eine Kreiszylinderfläche,
- - die Spannzange (125) ist mit einer Drehvorrichtung gekoppelt oder koppelbar.
2. Werkzeug nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - am Spannbolzen (224) sind Längsnuten (242) vorhanden,
- - die parallel zur gemeinsamen Achse ausgerichtet sind,
- - die vom freien Ende des Spannbolzens (224) ausgehen und sich in Richtung auf den Werkzeugkopf (222) hin bis mindestens zum letzten Gewindegang hin oder darüber hinaus erstrecken,
- - deren Nutgrund (242) einen radialen Abstand von der gemeinsamen Achse (228) hat, der höchstens gleich oder kleiner als der halbe Kerndurchmesser des Bolzengewindes (226) ist,
- - die am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und
- - die eine Umfangserstreckung haben, die zumindest annähernd gleich der durch die doppelte Anzahl der Längsnuten (241) geteilte Gesamtumfangslänge oder geringfügig kleiner ist,
- - an der Innenseite der Spannzange (225) sind Längs
nuten (243) vorhanden,
- - die parallel zur gemeinsamen Achse (228) ausge richtet sind,
- - die von dem dem Werkzeugkopf (222) zugekehrten freien Ende der Spannzange (225) ausgehen und sich in Richtung auf die stirnseitige Anlagefläche für den Zugkopf (234) hin bis mindestens zu dem in der Spannstellung am weitesten in die Spannzange (225) eingedrungenen Gewindegang des Spannbolzens (224) hin oder darüber hinaus erstrecken,
- - deren Nutgrund (244) in der Spannstellung einen radialen Abstand von der gemeinsamen Achse (228) hat, der mindestens gleich oder größer als der Außenhalbmesser des Bolzengewindes (226) am Spannbolzen (224) ist,
- - die am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und
- - die eine Umfangserstreckung haben, die mindestens gleich oder größer als die Umfangserstreckung der zwischen den Längsnuten (241) am Spannbolzen (224) stehen gebliebenen Kupplungsflächen (229) ist.
3. Werkzeug nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - am Spannbolzen (324) ist die Kupplungsfläche (327) als Kegelstumpffläche ausgebildet,
- - am Spannbolzen (324) sind Längsnuten (341) vorhanden,
- - die parallel zur gemeinsamen Achse (328) ausge richtet sind,
- - die vom freien Ende des Spannbolzens (324) ausgehen und sich in Richtung auf den Werkzeugkopf (322) hin bis mindestens zur Kupplungsfläche (327) hin oder darüber hinaus erstrecken,
- - deren Nutgrund (342) einen radialen Abstand von der gemeinsamen Achse (328) hat, der höchstens gleich oder kleiner als der kleine Halbmesser der Kupp lungsfläche (327) am Spannbolzen (324) ist,
- - die am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und
- - die eine Umfangserstreckung haben, die zumindest annähernd gleich dem durch die doppelte Anzahl der Längsnuten (341) geteilten Gesamtumfang des Spannbolzens (324) oder geringfügig kleiner ist,
- - an der Spannzange (325) ist die Kupplungsfläche (329) - bezogen auf die gemeinsame Achse (328) - als Kegelstumpffläche ausgebildet,
- - diese Kupplungsfläche (329) hat einen Innenhalbmesser und einen Außenhalbmesser, die geringfügig größer als die entsprechenden Maße der Kupplungsfläche (327) am Spannbolzen (324) sind,
- - an der Innenseite der Spannzange (325) sind Längs
nuten (343) vorhanden,
- - die parallel zur gemeinsamen Achse (328) ausge richtet sind,
- - die von dem dem Werkzeugkopf (322) zugekehrten freien Ende der Spannzange (325) ausgehen und sich in der vom Werkzeugkopf (322) abgekehrten Richtung bis mindestens zu der in der Spannstellung in die Spannzange (325) eingedrungene Kupplungs fläche (327) des Spannbolzens (324) hin oder darüber hinaus erstrecken,
- - deren Nutgrund (344) in der Spannstellung einen radialen Abstand von der gemeinsamen Achse (328) hat, der mindestens gleich oder größer als der Außenhalbmesser der Kupplungsfläche (327) am Spann bolzen (324) ist,
- - die am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und
- - die eine Umfangserstreckung haben, die mindestens gleich oder größer als die Umfangserstreckung der zwischen den Längsnuten (341) am Spannbolzen (324) stehen gebliebenen Kupplungsflächen (345) ist,
- - die äußere Führungsfläche (331) der Spannzange (325) ist - bezogen auf die gemeinsame Achse (328) - eine Kreiszylinderfläche,
- - die Spannzange (325) ist mit einer Drehvorrichtung gekoppelt oder koppelbar.
4. Werkzeug nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - am Spannbolzen (324) sind zwei oder mehr Kupplungs
flächen (327) vorhanden,
- - die untereinander den gleichen Innendurchmesser und den gleichen Außendurchmesser haben,
- - die untereinander den gleichen axialen Abstand haben,
- - deren in der gleichen Längsschnittebene gelegenen Flächennormalen untereinander parallel ausgerichtet sind und
- - an deren kleinerem Durchmesser je eine Übergangsfläche (355) anschließt, die sich bis zum Außen durchmesser der benachbarten Kupplungsfläche (327) hin erstreckt,
- - an der Innenseite der Spannzange (325) sind zwei oder
mehr Kupplungsflächen (329) vorhanden,
- - die untereinander den gleichen Innenhalbmesser und den gleichen Außenhalbmesser haben und
- - die untereinander den gleichen axialen Abstand haben, den die Kupplungsflächen (327) am Spann bolzen (324) untereinander haben,
5. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - das Bolzengewinde (126; 226) ist nach Art eines Säge
zahngewindes ausgebildet,
- - bei dem die tragende Flanke (127; 227) gegenüber der gemeinsamen Achse (128; 228) einen Neigungswinkel hat, der zwischen 22,5° und 45°, bevorzugt bei 30°, liegt und
- - bei dem die nichttragende Flanke mit der gemeinsamen Achse (128; 228) einen Winkel von zumindest annähernd 90° einschließt.
6. Werkzeug nach Anspruch 3 oder 4,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - die Kupplungsflächen (327) haben ein Längsschnitt
profil nach Art eines Sägezahngewindes,
- - bei dem die tragende Flanke (327) gegenüber der gemeinsamen Achse (328) einen Neigungswinkel hat, der zwischen 22,5° und 45°, bevorzugt bei 30°, liegt und
- - bei dem die nichttragende Flanke mit der gemeinsamen Achse (328) einen Winkel von zumindest annähernd 90° einschließt.
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - an der vom Werkzeugkopf (222) abgekehrten
Seite der Spannzange (225) ist eine Feder (251)
angeordnet,
- - die sich in der vom Werkzeugkopf (222) abgekehrten Richtung an einem Teil (252) des Werkzeug halters (221) abstützt und
- - die so ausgelegt ist, daß sie in der Spannstellung der Spannzange (225) auf diese eine Kraft in Richtung auf den Werkzeugkopf (222) hin ausübt,
- - an der Innenseite der Spannzange (225) ist in
mindestens einer, bevorzugt in jeder, ihrer Längs
nuten (243) oder in deren axialer Fluchtlinie ein
Anschlag (254) vorhanden,
- - der in der Bewegungsbahn des mit den Kupplungs flächen (227) versehenen Teils des Spann bolzens (225) in axialer Richtung an derjenigen Stelle angeordnet ist, an der die an die vorderste Kupplungsfläche (227) des Spannbolzens (225) anschließende stirnseitige Übergangsfläche (255) gerade an dem Anschlag (254) anliegt, wenn die Kupplungsflächen (227) des Spannbolzens (225) und die Kupplungsflächen (229) der Spannzange (225) in Umfangsrichtung zumindest annähernd miteinander fluchten.
8. Werkzeug nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - die Feder (251) wird durch einen Satz Tellerfedern gebildet, die vorzugsweise auf der Zugstange (233) geführt sind,
9. Werkzeug nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - der Anschlag (254) wird durch eine Anschlag scheibe (257) oder ein Anschlagkreuz gebildet, an der bzw. dem axial ausgerichtete Vorsprünge angeordnet sind, die bevorzugt als Gewindestifte (256) ausge bildet sind.
10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - die Drehvorrichtung (365) weist ein Zahnrad (366)
auf,
- - das vorzugsweise auf der Zugstange (367) gelagert ist, und
- - das mit der Spannzange (368) in tangentialer Richtung gekoppelt ist,
- - die Drehvorrichtung (375) weist ein zweites Zahn
rad (376) auf,
- - das mit dem ersten Zahnrad (366) kämmt und
- - das mit einem Drehantrieb (277) gekoppelt ist.
11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
- - die Drehvorrichtung (365) weist ein Zahnrad (366)
auf,
- - das vorzugsweise auf der Zugstange (367) gelagert ist und
- - das mit der Spannzange (368) in tangentialer Richtung, gekoppelt ist,
- - die Drehvorrichtung weist eine Zahnstange (371) auf,
- - die die gemeinsame Achse kreuzt,
- - die mit dem Zahnrad (366) kämmt und
- - die mit einem linearen Kraftantrieb (373) gekoppelt ist.
12. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11,
gekennzeichnet durch das Merkmal:
- - das Zahnrad (366) ist mit der Spannzange (368) mittels eines oder mehrerer axial ausgerichteter Stifte (369) gekoppelt, die in Ausnehmungen und/oder in die Schlitze der Spannzange (368) eingreifen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833326665 DE3326665C2 (de) | 1983-07-23 | 1983-07-23 | Teilbares Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung |
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DE19833326665 DE3326665C2 (de) | 1983-07-23 | 1983-07-23 | Teilbares Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung |
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DE19833326665 Expired - Fee Related DE3326665C2 (de) | 1983-07-23 | 1983-07-23 | Teilbares Werkzeug für die spanabhebende Bearbeitung |
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DE3228521C2 (de) * | 1982-07-30 | 1986-11-20 | Günther Hertel | Werkzeug-Wechselhalter |
DE3243948A1 (de) * | 1982-11-27 | 1984-07-05 | Gerhard 7142 Marbach Rall | Teilbares werkzeug fuer die spanabhebende bearbeitung |
-
1983
- 1983-07-23 DE DE19833326665 patent/DE3326665C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE3326665A1 (de) | 1985-04-18 |
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