DE3419301A1

DE3419301A1 - Vorrichtung zum verbinden eines werkzeugteils mit einem anschlussschaft

Info

Publication number: DE3419301A1
Application number: DE19843419301
Authority: DE
Inventors: Heinz Wallisellen Kaiser; Dieter Rümlang Pape; Hans Oberhasli Woerz
Original assignee: Heinz Kaiser AG
Current assignee: Heinz Kaiser AG
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1985-09-05
Also published as: GB2156248A; JPS60180740A; FR2560095A1; DE3419301C2; IN160461B; GB8503201D0; CH662763A5; US4575292A; GB2156248B; DE8415796U1; CA1242341A; JPH0657362B2; FR2560095B1

Description

Vorrichtung zum Verbinden eines Werkzeugteils mit einem Anschlussschaft

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die schweizerische Patentschrift Nr. 537 770 bekannt geworden. Mit dieser Vorrichtung können Ausdrehköpfe mit hoher Wechselgenauigkeit und grosser Steifigkeit mit Zwischenstücken oder Schäften verbunden werden. Sehr hohe Drehmomente, wie sie bei Verwendung besonders leistungsfähiger Maschinen entstehen, und für Fräs-, Bohr- und Senkwerkzeuge notwendig sind, können mit dieser Vorrichtung jedoch nicht übertragen werden. Die Uebertragung höherer Drehmomente kann in naheliegender Weise durch eine Verdoppelung von Querbohrung und Anzugsschraube sichergestellt werden. Dies hat jedoch neben der umständlicheren

Handhabung auch den weiteren Nachteil, dass Wechsel- oder Repetitionsfehler auftreten, so dass eine genaue Positionierung des Werkzeuges nicht gewährleistet ist. Die Verwendung von Mitnehmernocken, wie dies bereits vorgeschlagen wurde, bedingt eine sehr hohe Fabrikationsgenauigkeit und erschwert die Reinigung des Werkzeuges, da schwer zugängliche Stellen vorhanden sind. Auch Schraub-Steckverbindungen können nicht befriedigen, da diese nur rechtsdrehend und schwierig zu demontieren sind und überdies eine unbestimmte Schneidenlage ergeben. Die Verwendung einer axialen Spannschraube hat die Nachteile, dass die innere Zufuhr von Kühlmittel nur bedingt möglich und zudem eine solche Vorrichtung kompliziert zu handhaben ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Uebertragung hoher Drehmomente ermöglicht, die genannten Nachteile jedoch vermeidet.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt insbesondere den Vorteil, dass der Mitnehmerbolzen bei Verwendung des Werkzeuges jeweils selbsttätig zentriert wird und damit die Uebertragungskräfte gleichmässig auf die beiden Enden des Mitnehmerbolzens verteilt werden. Die Elastizität des Mitnehmerbolzens und im speziellen die konstruktive Ausführung der für die Drehmomentübertragung wichtigen Anlageflächen wirken schwingungs· dämpfend. ^Die Verschmutzung ist gering,

da die erfindungsgemässe Vorrichtung aussen im wesentlichen abgeschlossen ist. Eine hohe Fertigungsgenauigkeit bei der Herstellung ist nicht erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines in einen Anschlussschaft eingesetzten Ausdrehkopfes,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3a, 3b einen Schnitt entlang der Linie II-II in

Fig. 1 und eine Teilansicht von Fig. 1, wobei der Ausdrehkopf nicht belastet ist,

Fig. 4a, 4b Darstellungen entsprechend den Fig. 3a und 3b, unmittelbar nach einer Belastung des Ausdrehkopfes,

Fig. 5a, 5b Darstellungen entsprechend den Fig. 3a und 3b, bei belastetem Ausdrehkopf,

Fig. 6a, 6b Teilansichten eines Mitnehmerbolzens nach einer ersten Variante,

Fig. 7a, 7b Teilansichten eines Mitnehmerbolzens nach einer zweiten Variante,

Fig. 8a, 8b Teilansichten eines Mitnehmerbolzens nach einer dritten Variante, und

Fig. 9, 10 Querschnitte durch einen Befestigungszapfen im Bereich eines Mitnehmerbolzens.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen mit einem Schneidstahl 32 versehenen Ausdrehkopf 2 mit einem zylindrischen Befestigungszapfen 5, der in eine entsprechende Bohrung 3 eines Anschlussschaftes 1 eingreift. Der Anschlussschaft 1 ist über einen Befestigungskonus 11 in ein Spannfutter einer Werkzeugmaschine einspannbar. Im Befestigungszapfen 5 ist eine konische Bohrung 7 vorgesehen, in welche eine Anzugsschraube 8 mit einer konischen Andrehung 9 derart eingreift, dass beim Anziehen der Anzugsschraube 8 infolge Keilwirkung die Schulter 6 des Ausdrehkopfes 2 gegen die entsprechende Stirnfläche 4 des Anschlussschaftes 1 gezogen wird.

Der Befestigungszapfen 5 weist eine zylindrische Querbohrung 25 auf, die etwa rechtwinklig zur konischen Bohrung 7 verläuft und in welcher ein Mitnehmerbolzen 12 längsverschieblich gelagert ist. Die beiden Enden 30 des Mitnehmerbolzens 12 ragen in sich radial nach aussen verjüngende Ausnehmungen 26 und 2 7 des Anschlussschaftes 1 hinein. Die Ausnehmungen 26 und 2 7 sind im Querschnitt beispielsweise trapez- oder halbkreisförmig. Die Enden 30 des Mitnehmerbolzens 12 liegen mit wenig Spiel in den Ausnehmungen 26 und 27. Die Enden 30 sind keil- oder kegelförmig ausgebildet oder abgerundet.

Im folgenden wird anhand der Figuren 3a bis 5b die Wirkungsweise der Vorrichtung näher erläutert. Nach dem Zusammensetzen der beiden Werkzeugteile 1 und 2 drückt die Anzugsschraube 8, wie in Fig. 3b dargestellt, im Scheitelpunkt der Querbohrung 14 in axialer Richtung auf den Befestigungszapfen 5. Durch die Schnittkraft wird der Ausdrehkopf 2 relativ zum Anschlussschaft 1 um einen kleinen Winkel &> (Fig. 4a) gedreht, bis der Mitnehmerbolzen 12 an dem einen Ende in einer Ausnehmung 27 bzw. 26 ansteht. Die Angriffsstelle der Anzugsschraube 8 wird unter gleichzeitiger Erhöhung des Anpressdruckes quer zur Längsachse des Werkzeuges verschoben. Bei einer Erhöhung des Drehmomentes wird der Mitnehmerbolzen 12 durch die Keilwirkung der Kegelfläche 18 bzw. 17 in seiner Längs-

achse verschoben, bis beide Enden 30 in den Ausnehmungen 26 und 27 am Anschlussschaft 1 anliegen. Bei dieser selbsttätigenden Zentrierung des Mitnehmerbolzens 2 erreicht die Verdrehung der beiden Werkzeugteile 1 und 2 den maximalen Winkel (3, bei welchem eine weitere Verdrehung und damit eine eventuelle Ueberdrehung der Verbindung verhindert wird. Da der Mitnehmerbolzen 12 im belasteten Zustand zentriert ist, sind die üebertragungskräfte stets gleichmässig auf beide Enden verteilt. Das Spiel des Mitnehmerbolzens 12 in den Ausnehmungen 26 und 27 ist in den Fig. 3a bis 5b zur Verdeutlichung der Wirkungsweise vergrössert dargestellt.

In den Fig. 6a bis 8b sind drei mögliche Varianten des Mitnehmerbolzens dargestellt. In den Fig. 6a und 6b ist ein Mitnehmerbolzen 20 mit keilförmig ausgebildeten Enden 30 dargestellt, welcher mit Flächen 22 an entsprechend geneigte Flächen 15 der Ausnehmungen 26 bzw. 27 anlegbar ist. Die Fig. 7a und 7b zeigen einen Mitnehmerbolzen 12 mit kegelförmig angedrehten Enden, die in streifen- oder linsenförmigen Bereichen 23 an die Flächen 15 der Ausnehmungen 26 bzw. 27 anlegbar sind. Die Enden 30 können jedoch auch gemäss den Fig. 8a und 8b abgerundet oder kalottenförmig sein, so dass diese mit einer punkt- oder kreisförmigen Fläche 24 an den An Schluss se ha ft 1

anlegbar sind. Die Ausnehmungen 26 und 2 7 können neben dem hier dargestellten trapezförmigen Querschnitt auch einen halbkreis- oder bogenförmigen Querschnitt aufweisen.

Damit das Zusammenfügen der Werkzeugteile 1 und 2 durch einen seitlich herausragenden Mitnehmerbolzen nicht behindert wird und der Mitnehmerbolzen bei getrennten Werkzeugteilen nicht herausfallen kann, kann dieser gemäss den Fig. 9 bzw. 10 ausgebildet sein. Der Mitnehmerbolzen 31 gemäss Fig. 9 ist hanteiförmig ausgebildet und wird durch einen in den Zapfen 5 eingesetzten Stift 33 in der Längsverschiebung begrenzt. Der Mitnehmerbolzen 32 gemäss Fig. 10 wird mittig von einem Sprengring 34 umfasst, der den Verschiebungsweg des Bolzens 32 in Längsrichtung begrenzt. Der Verschiebungsweg kann so gewählt werden, dass der Mitnehmerbolzen 12 jeweils einseitig in den Befestigungszapfen 5 versenkt werden kann, so dass eine problemlose Reinigung der Verbindungspartien möglich ist.

Das Zusammensetzen der beiden Werkzeugteile 1 und 2 ist sehr einfach, da lediglich der Zapfen 5 mit dem Mitnehmerbolzen 12 bzw. 20 oder 21 in die Bohrung 3 eingesetzt und die Anzugsschraube 8 angezogen werden muss. Die Werkzeugteile 1

und 2 können nach dem Lösen der Anzugsschraube 8 ohne zu klemmen getrennt werden. Es lassen sich auch Werkzeugkombinationen aus mehreren Werkzeugteilen zusammensetzen, damit dient die Erfindung als Grundlage für ein universelles Werkzeugsystem nach dem Baukastenprinzip.

Claims

PATENTANWÄLTE ' ;: . . {":':'.[' . ,.": . WENZEL & KALKOFF . r : : : :..:"" POSTFACH 2448 3A1Q301 D 5810 WITTCNARUHR ^ I 3 O U I - 1 - 23. Februar 1984 MG/gw Heinz Kaiser AG. CH - 8153 Rümlang Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verbinden von Werkzeugteilen

eines Werkzeugsystems, beispielsweise eines Ausdrehkopfes, Schneidenhalters, Werkzeughalters, Fräserhalters oder Spannzeugen mit einem Anschlussschaft (1), wobei der Werkzeugteil (2) einen zylindrischen Befestigungszapfen (5) aufweist, der in eine Bohrung (3) des Anschlussschaftes (1) hineinragt, und der Befestigungszapfen (5) eine konische Querbohrung (7) besitzt, in welche eine Anzugsschraube (8) derart eingreift, dass der Werkzeugteil (2) durch Keilwirkung gegen den Anschlussschaft (1) gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Befestigungszapfen (5) eine etwa rechtwinklig zur konischen Querbohrung (7) verlaufende zylindrische Querbohrung (25) mit einem längsverschieblich darin gelagerten Mitnehmerbolzen (12; 20, 21) vorgesehen ist, und dass die Enden (30) des Mitnehmerbolzens (12; 20, 21) in sich radial nach aussen verjüngende Ausnehmungen (26, 27) des Anschlussschaftes (1) hineinragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (30) des Mitnehmerbolzens (20) keilförmig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (30) des Mitnehmerbolzens (12) kegelförmig ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (30) des Mitnehmerbolzens (21) abgerundet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (26, 27) im Querschnitt trapezförmig sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (26, 27) im Querschnitt halbkreisförmig sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein hantelförmig ausgebildeter Mitnehmerbolzen (31) vorgesehen ist, und dass ein in den Befestigungszapfen (5) eingesetzter Stift (33) ein seitliches Verschieben des Mitnehmerbolzens (31) begrenzt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mitnehmerbolzen (32) mit einem mittig aufgesetzten Sprengring (34) vorgesehen ist, derart, dass letzterer ein seitliches Verschieben des Mitnehmerbolzens (32) begrenzt.