DE3443610A1

DE3443610A1 - Werkzeughaltervorrichtung

Info

Publication number: DE3443610A1
Application number: DE19843443610
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Higashiosaka Osaka Kamanaka; Haruaki Kubo
Original assignee: Daishowa Seiki Co Ltd
Current assignee: Daishowa Seiki Co Ltd
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1985-06-20
Also published as: FR2556254A1; DE3443610C2; JPS6225322Y2; GB8428716D0; US4598617A; GB2151164A; JPS6097242U; GB2151164B; FR2556254B1

Description

HOFFMANNVElfLE & PARTNER ' '

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE 34 43610

PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝβ. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-INQ. W. LEHN DIPL.-ΙΝβ. K. FÜCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. SDRO DIPU-ΙΝβ. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

-y-

41 140 Gh/ms

DAISHOWA SEIKI CO., LTD. Higashiosaka-shi, Osaka-fü / Japan

Werkzeughaltervorrichtung

Die Erfindung betrifft allgemein Werzeughaltervorrichtungen für das Abstützen eines Bearbeitungswerkzeuges, beispielsweise einer Reibahle bzw. eines Bohrlochausräumers, eines Beitels oder eines Schneid- oder Präswerkzeuges, und .insbesondere betrifft die Erfindung, eine Werkzeughaltervorrichtung derjenigen Art, bei welcher ein Kreis zum Zuführen von Schneidflüssigkeit vorhanden ist, um eine Schneidflüssigkeit durch die Haltervorrich-. tung. hindurch auf ein zu bearbeitendes Werkstück fließen zu lassen.

Gegenwärtig sind zahlreiche Werkzeugmaschinen im Handel verfügbar, die einen Kreis zum Zuführen von Schneidflüssigkeit aufweisen. Beim Gebrauch wird das Werkzeug an einer besonderen Maschine angebracht, beispielsweise an — einer Drehbank, und der Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis wird mit einer äußeren Schneidflüssigkeitsquelle in Verbindung gebracht. Der Bearbeitungsvorgang schreitet fort, während die Schneidflüssigkeit auf das bearbeitete Werkstück gebracht wird. Der Zweck der Verwendung von Schneidflüssigkeit ändert sich in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Schneidflüssigkeit, und in den meisten Fällen wird eine ölartige Schneidflüssigkeit in großem Ausmaß verwendet für den Zweck, das Werkzeug und das in Bearbeitung befindliche Werkstück gleichzeitig zu .schmieren und zu kühlen. Im Hinblick hierauf wird ein Werkzeug, welches, einen Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis aufweist, allge-

!ABELLASTRASSE 4 · D-8OOO MÜNCHEN 81 '· TELEFON COSSJ 911O87

mein als vorteilhaft und zweckmäßig angesehen, weil das Werkzeug bequem geschmiert und gekühlt werden kann durch die Schneidflüssigkeit, die durch den Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeug' hindurch zugeführt wird, wodurch nicht nur das Werkstück weich oder sanft bearbeitet . werden kann, sondern auch die Lebensdauer des Werkzeuges verlängert werden kann. · .

Da diese Art von Werkzeug, wenn es. benutzt wird, an einem Werkzeughalter angebracht ist, der an einer Drehspindel. ■einer Werkzeugmaschine für Drehung mit dieser abnehmbar oder dauerhaft befestigt ist, muß der Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeug mit einem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeughalter in Verbindung gebracht werden, um die Schneidflüssigkeit von der genannten äußeren Quelle über den Werkzeughalter zu dem Schneidwerkzeug zu liefern. Bisher werden zwei Arbeitsweisen angewendet für die Zufuhr der Schneidflüssigkeit von ihrer äußeren Quelle zu dem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeughalter. Eine dieser Arbeitsweisen besteht darin/ die Schneidflüssigkeit zu dem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeughalter über einen Flüssigkeitsdurchgang zuzuführen, der in einem stationären Tragteil, welcher den """""Werkzeughalter drehbar abstützt, gebildet ist, und zwar mittels eines Ringdurchganges, der an der Grenzfläche zwischem dem drehbaren Werkzeughalter und dem stationären oder ortsfesten Tragteil gebildet ist. Die andere Arbeitsweise besteht darin, die Schneidflüssigkeit dem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeughalter direkt zuzuführen über einen Schneidflüssigkeit-Zufuhrdurchgang, der in der Spindel gebildet ist. _..

Jedoch hängt bei jeder dieser beiden bekannten Arbeitsweisen ·zum Zuführen von Schneidflüssigkeit der Druck, unter welchem die Schneidflüssigkeit von der äußeren Quelle in

Richtung gegen den Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeug fließt, von dem Abgabedruck der Pumpe ab, die einen Teil der äußeren Quelle der Schneidflüssigkeit bildet/ und wird ausschließlich von diesem abgeleitet. Demgemäß besteht für den Fall, daß ein Druckverlust während der Zufuhr der Schneidflüssigkeit von der Pumpe in Richtung gegen den Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeug auftritt, das Bestreben, daß entweder Schneidflüssigkeit in unzureichender Menge auf das in Bearbeitung befind- liehe Werkstück abgegeben wird, oder daß die Abgabe von Schneidflüssigkeit unterbrochen wird. Daher ist es' bei den beiden oben beschriebenen bekannten Arbeitsweisen, um stabilisierte Zufuhr der Schneidflüssigkeit unter konstantem Druck durch den gesamten Fließkreis von der Schneidflüssigkeitsquelle zu dem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeug zu gewährleisten, erforderlich,, daß die äußere Flüssigkeitsquelle eine relativ teure und massige·oder große Pumpe verwendet, die in der Lage ist, einen relativ hohen Abgabedruck zu liefern, und durch die Verwendung einer solchen Pumpe ergibt sich eine Anfälligkeit für ein Auslecken von Schneidflüssigkeit während ihrer Zufuhr von der Pumpe-in Richtung zu dem Werkzeug, und weiterhin ergibt sich auch ein Problem, welches mit der Wirtschaftlichkeit der maschinellen Bearbeitung in Beziehung steht.

Insbesondere,wirkt bei derjenigen Arbeitsweise, bei welcher die Schneidflüssigkeit dem Werkzeughalter über den Flüssigkeitsdurchgang zugeführt oder geliefert wird, der in dem stationären Tragteil gebildet ist, und zwar mit-0 tels des Ringdurchganges, der an der Grenzfläche zwischen dem drehbaren Werkzeughalter und dem stationären Tragteil gebildet ist, eine Zentrifugalkraft auf die Schneidflüssigkeit, die in einer Richtung entsprechend der Drehrichtung des Werkzeughalters fließt, und zwar in einer 5 Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Fließens der

Schneidflüssigkeit. Daher besteht bei dieser bekannten Arbeitsweise ein zusätzlicher Nachteil darin, daß der Druck der Schneidflüssigkeit, die auf das Werkstück abgegeben wird, beträchtlich verringert ist. ■ . .

In Übereinstimmung mit vorstehenden Ausführungen wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick darauf entwickelt, die oben genannten Nachteile der bekannten Vorrichtungen im wesentlichen zu beseitigen. Ein wesentlicher· Zweck der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Werkzeughaitervorrichtung zu schaffen mit einem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis, wobei die Ausführung wirksam ist, zu gewährleisten, daß Schneidflüssigkeit mit konstantem Druck auf das in' Bearbeitung befindliche Werkstück gebracht wird.

Um den genannten Zweck zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung eine Werkzeughaltervorrichtung mit einem Werkzeughalter, der mit einer Spindel einer Maschine' für Drehung mit dieser verbunden werden kann, mit einem stationären Tragteil zum drehbaren Abstützen des Werkzeughalters, wobei dieser Tragteil mit einem ortsfesten Teil der Maschine verbunden werden kann, und mit einem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis, der in dem Werkzeughalter für das Zuführen oder. Liefern von Schneidflüssigkeit von deren äußerer Quelle in Richtung gegen einen Flüssigkeitsabgabedurchgang gebildet ist, der seinerseits in einem von dem Werkzeughalter abnehmbar getragenen Werkzeug-gebildet ist. Eine solche Vorrichtung ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine Verdrängungspumpe nach Art einer Flügelpumpe, die einen von einem Teil des Werkzeughalters gebildeten Rotor und ein Pumpengehäuse aufweist, das von einem Teil des ortsfesten Tragteiles gebildet ist. Die Flügel-Verdrängungspumpe kann betätigt werden, um die Schneidflüssigkeit kraftvoll zu pumpen, die von deren äußerer Quelle zu dem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis zugeführt ist, und zwar in Richtung ge~

Ι gen den Flüssigkeitsabgabedurchgang in dem Werkzeug.

Bei einer Ausführung gemäß der Erfindung kann selbst dann, wenn der· Druck der Schneidflüssigkeit, die von ihrer äußeren Quelle zu dem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis in dem Werkzeughalter geliefert wird, nicht ausreichend ist, um die Schneidflüssigkeit in Richtung gegen den Schneidflüssigkeit-Abgabedurchgang in dem an dem Werkzeughalter befestigten Werkzeug und dann zu dem in Bearbeitung befindliehen Werkstück durch den Schneidflüssigkeit-Abgabedurchgang fließen zu lassen, die Schneidflüssigkeit, die auf diese Weise zugeführt wird, automatisch unter Druck gehalten werden' durch die Flügel-Verdrängungspumpe, die in den . Werkzeughalter eingebaut ist, so daß die Druckverringerung ausgeglichen werden kann. Daher kann die Schneidflüssigkeit fehlerfrei unter einem vorbestimmten Druck in den Schneidflüssigkeit-Abgabedurchgang in dem Werkzeug und dann auf das in Bearbeitung befindliche Werkstück gebracht werden.

Weiterhin sind, da der Pumpenrotor und das Pumpengehäuse gleichzeitig durch die betreffenden Teile des Werkzeughalters und des stationären Tragteiles oder Supports darge-""" ste'llt sind, - weder ein besonderer Antrieb für die Flügel-Verdrängungspumpe, noch eine besondere Steuervorrichtung erforderlich, die in der'Lage ist, das Anlaufen und Anhalten der'Flügel-Verdrängungspumpe zu steuern, und die Flügel -Verdrängungspumpe kann mit beträchtlich verringerten· Kosten und mit einer minimierten Anzahl von Bauteilen hergestellt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

_ Q —

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht.einer .Werkzeughaltervorrichturig gemäß der Erfindung. .

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Werkzeughaltervorfichtung gemäß Fig. 1, wobei ein Teil weggeschnitten ist, und wobei die Werkzeughaltervorrichtung dargestellt ist, . . wie sie mit einer Drehspindel einer Maschine verbunden ist. .

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht nach Linie III-III.der Fig, 1. · ' .

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht nach Linie.IV-IV der Fig'. I . · ·

Es ist zu bemerken, daß in den verschiedenen Figuren der Zeichnung gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein allgemein länglicher Werkzeughalter kreisförmigen Querschnitts bezeichnet, bei welchem ein Ende zu einem sich nach außen verjüngenden Schaft 3 gebildet ist, während das gegenüberliegende Ende zu "einer Fassung 4 gebildet ist zur Aufnahme eines nicht dargestellten Werkzeuges einer Art, bei der in dem Werkzeug ein Schneidflüssigkeit-Abgabedurchgang gebildet ist. Der Werkzeughalter 1 weist weiterhin einen Eingriffsring 2 auf, der an einem im wesentlichen mittleren Teil des Werkzeughalters 1 starr angebracht oder auf andere Weise mit diesem 0 einheitlich gebildet ist. Der Ring 2 wird für Eingriff mit einem nicht dargestellten Handhabungsarm verwendet, wenn ein Werkzeug zusammen mit dem zugeordneten Werkzeughalter 1. ausgetauscht, werden soll.

Mit dem Bezugszeichen 5 ist ein allgemein ringförmiger stationärer Tragteil bezeichnet, der an einem Abschnitt des

Werkzeughalters 1 zwischen dem Eingriffring 2 und der Fassung 4 mittels zweier im Abstand voneinander befindlicher Lager 6 drehbar angebracht ist. Dieser stationäre Tragteil 5 ist, wenn die Werkzeughaltervorrichtung in Benutzung ist, mit einem nicht drehbaren Teil der Maschine in einer Art und Weise gekoppelt, wie es später erläutert wird, um es zu ermöglichen, den Werkzeughalter 1 mit dem mit einer ■Maschinenspindel 28 (Fig. 2) gekoppelten Schaft 3 in einer Richtung zusammen mit der Maschinenspindel 28 relativ zu dem stationären Tragteil 5 anzutreiben. Für diesen Zweck weist .der stationäre Tragteil 5 einen mit ihm einheitlich gebildeten seitlichen Vorsprung auf, in welchem eine zylindrische Kammer 5a gebildet ist. Die zylindrische Kammer 5a hat eine Längsachse, die sich parallel zur Längsachse des Werkzeughalters 1 erstreckt, und sie nimmt eine Arbeitsmittel-Kupplungseinrichtung 7 einer Ausführung auf,' die nachstehend beschrieben wird. Es ist zu bemerken, daß die Arbeitsmittel-Kupplungseinrichtung 7 gleichzeitig als ein Mittel wirkt, um zu verhindern, daß der stationäre Tragteil 5 zusammen mit dem Werkzeughalter 1 gedreht wird.

Wie am besten· in den Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt die Arbeitsmittel-Kupplungseinrichtung 7 eine äußere Hülse,

"""'die'"in der zylindrischen Kammer 5a axial verschiebbar aufgenommen ist, und eine innere Hülse 9, die mittels Gewinde in der äußeren Hülse 8 angeordnet ist für axiale Verschiebebewegung relativ zu der äußeren Hülse 8. Eine Druckfeder 14 ist zwischen einem Federsitzteil 13, der an der äußeren Hülse 8 befestigt ist, und dem Boden der zylindrisehen Kammer 5a angeordnet, um die äußere Hülse'8 zu drükken,, wobei das gemäß Fig. 2 linke Ende der äußeren Hülse 8 als Folge der Federkraft außerhalb der zylindrischen Kammer 5a angeordnet ist. Außer wenn die Werkzeughaltervorrichtung sich in Benutzung befindet, wobei dann der Schaft 3 antriebsmäßig mit der Maschinenspindel 28 gemäß Fig. 2 gekoppelt ist, ist der stationäre Tragteil 5 in seiner

Stellung an dem Werkzeughalter 1 gesichert und er dreht sich nicht relativ zu dem Werkzeughalter 1, Für diesen ■ Zweck erstreckt sich eine Positionierplatte 10, die an der inneren Hülse 9 angebracht und in ihrer Stellung zwisehen dem linken Ende der äußeren Hülse 8 und einer Sicherungsmutter 11 sichergehalten ist, die außen· auf die innere Hülse 8 geschraubt ist, um die Positionierplatte 10 dazwischen einzuklemmen, radial auswärts von der inneren Hülse 9 und endigt in einer Rastnut 15> die in dem Werkzeughalter 1 gebildet ist. Es ist zu bemerken, daß die Positionierplatte 10 dann außer Eingriff, mit der Rastnut 15 gelangt, um es dem Werkzeughalter zu ermöglichen, relativ zu dem stationären Tragteil 5 gedreht zu werden, wenn der Werkzeughalter 1 so'angebracht .ist, daß der Schaft

15· 3 mit der Maschinenspindel 28 antriebsmäßig, gekoppelt ist, und wenn die äußere Hülse 8 axial nach innen verschoben ist gegen die Kraft der Druckfeder 14 zusammen mit der inneren Hülse 9 in einer Art und Weise, wie es nachstehend erläutert wird.

Das gemäß Fig. 2 linke Ende der inneren Hülse 9, welches außerhalb der äußeren Hülse 8 angeordnet ist, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist radial nach innen _._.verengt, um eine Arbeitsmitteleinlaßöffnung 7a zu schaffen, die gewöhnlich durch ein Rückschlagventil 12 geschlossen ist. Das Rückschlagventil 12 weist eine Kugel 12b auf, deren Durchmesser geringfügig kleiner als der . Innendurchmesser, der inneren Hülse 9, jedoch größer als der Durchmesser der Einlaßöffnung 7a ist, und weiterhin weist das Ventil· 12 eine Druckfeder 12a.auf, die in der inneren Hülse 9 aufgenommen ist und die Kugel 12b gemäß den Fig. 1 und 2 nach links drückt, um auf diese Weise die Einlaßöffnung 7a zu schließen. Die Einlaßöffnung 7a, die gewöhnlich durch das Rückschlagventil 12 in der zuvor beschriebenen Weise geschlossen ist, kann über das hohle Innere 24 der

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inneren Hülse 9 mit der zylindrischen Kammer 5a in Verbindung gebracht werden, die ihrerseits mit einem radialen Durchgang 21 in Verbindung gebracht wird, der in dem stationären Tragteil 5 gebildet ist, und zwar über wenigstens ein Verbindungsloch 25, welches in der Wand der äußeren Hülse 8 derart gebildet ist, daß es sich vollständig durch die Dicke der Wand der äußeren Hülse .8 erstreckt.

Die innere ümfangsflache 16b des stationären Tragteiles (Fig 3)., die mit der äußeren Ümfangsf lache des Werkzeughalters 1 in Gleitberührung steht und diese umgibt, ist mit einer ersten Ringnut 16 und einer zweiten Ringnut 17' gebildet, die in'axialer Richtung des Werkzeugshalters in einem Abstand voneinander liegen und über einen axia- · len Durchgang 23 (Fig. 3 und 4) miteinander in Verbindung stehen, der in dem stationären Tragteil 5 derart gebildet ist, daß er sich in einer Richtung parallel zur Längsachse des Werkzeughalters 1 erstreckt. Wie am besten in Fig. 3 dargestellt,· hat die erste Ringnut 16 eine Tiefe, die sich über die Umfangslänge der Nut 16 von einem minimalen Wert zu einem maximalen Wert und dann von dem maximalen Wert zu einem minimalen Wert ändert, wobei der Boden 16a die Gestalt eines Kreises hat, der mit Bezug ""■' zur" Längsachse des Werkzeughalters 1 exzentrisch liegt.

In Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen A der Bereich der ersten Ringnut 16 bezeichnet, in welchem die Tiefe einen minimalen Wert hat und der Boden 16a der Nut 16 allgemein mit der inneren Ümfangsflache 16b des stationären Tragteiles 5 fluchtet, während mit dem Bezugszeichen B der Bereich der ersten Ringnut 16 bezeichnet ist, in welchem die Tiefe einen maximalen Wert hat, wobei der Bereich B maximaler Tiefe in Umfangsrichtung dem Bereich A minimaler Tiefe gegenüberliegt. Andererseits hat, wie am besten auf Fig. 4 ersichtlich ist, die zweite Ringnut 17 eine Tiefe, die über ihren gesamten Umfang gleich ist,

und ihr Boden hat die Gestalt eines Kreises,.der zur Längsachse des Werkzeughalters konzentrisch liegt.

Es ist zu bemerken, daß die erste Ringnut 16 einen ersten ringförmigen Fluiddurchgang oder Arbeitsmitteldurchgang bestimmt im Zusammenarbeiten mit der Umfangsflache desjenigen Teiles des Werkzeughalters 1, der mit ihr ausgerichtet ist, wohingegen die zweite Ringnut 17'einen zweiten ringförmigen Fluiddurchgang bildet im Zusammenarbeiten mitder Umfangsflache des mit ihr ausgerichteten Teiles des Werkzeughalters T. ' "·.·.-

Wie am besten in den Fig. 1 und 3 dargestellt, weist der Werkzeughalter 1 eine radiale Bohrung 18' "auf, die in ihm derart gebildet ist, daß sie sich vollständig durch den Durchmesser des Werkzeughalters 1 erstreckt, wobei ihre ' gegenüberliegenden öffnungen mit der ersten Ringnut 16 ausgerichtet sind. Zwei allgemein stabartige Flügelteile 19 sind in der radialen Bohrung 18 im Werkzeughalter 1 aufgenommen für Gleitbewegung in Richtung.ihrer Achse, und sie sind gewöhnlich durch eine Druckfeder 20, die in der radialen Bohrung 18 aufgenommen und zwischen den Flügelteilen 19 angeordnet ist, derart vorgespannt, daß sie mit Bezug auf den Werkzeughalter T in eine Richtung radial nach außen voneinander weggedrückt werden. Mit dieser Anordnung der Flügelteile 19 in der radialen Bohrung 18 stehen die Außenenden der Flügelteile 19,· die von der Druckfeder 20 entfernt liegen, in Gleiteingriff mit der ersten Ringnut 16, so daß während der Drehung des Werkzeughalters 1 relativ zu dem stationären Tragteil 5 die Flügelteile die die erste Ringnut 16 bildende Wand überstreichen, wäh-■ rend sie den ersten ringförmigen Fluiddurchgang, der durch die erste Ringnut 16 und durch die äußere Umfangsflache des betreffenden Teiles des Werkzeughalters 1 gebildet ist, in zwei in ümfangsrichtung im Abstand voneinander befindliche Abschnitte oder Abteile unterteilen.

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Eines der gegenüberliegenden offenen Enden des der ersten Ringnut 16 benachbarten axialen Durchganges 23, d. h. des ersten ringförmigen Fluiddurchganges/ befindet sich in Verbindung mit der ersten Ringnut 16 an einer Stelle nahe dem Bereich A minimaler Tiefe und auf der Hinterseite mit Bezug auf die Drehrichtung des Werkzeughalters, wie sie durch den Pfeil in Fig. 3 angegeben ist, relativ zu dem stationären Tragteil 5, wobei das andere der offenen Enden des axialen Durchganges 23 mit der zweiten Ringnut 17 in Verbindung steht, d.h. mit dem zweiten ringförmigen Fluiddurchgang, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Andererseits hat der radiale Durchgang 21, der in. dem stationären Tragteil 5 gebildet ist und sich in Verbindung mit. der zylindrischen Kammer 5a befindet, wie es oben beschrieben ist, ein offenes Ende 22, welches mit der ersten Ringnut 16 in Verbindung steht und welches nahe dem Bereich A minimaler Tiefe der Ringnut 16 und auf der Vorderseite mit Bezug auf die Drehrichtung des Werkzeughalters 1 angeordnet ist, d. h. auf einer Seite des Bereiches A minimaler Tiefe, die der Seite gegenüberliegt, an welcher sich das offene Ende des axialen Durchganges 23 befindet.

Es ist somit bequem ersichtlich, daß der innere Hohlraum -—24 der inneren Hülse 9 in der Fluid-Kupplungseinrichtung 7 in einer Fluidverbindung mit dem ersten ringförmigen Fluiddurchgang steht, und zwar über das Verbindungsloch 25 in der.äußeren Hülse 8 und dann über den radialen Durchgang 21 . ■ ·.

Wie aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, weist der Werkzeughalter 1 auch einen radialen Fluiddurchgang 26 auf, der sich vollständig durch den Durchmesser des Werkzeughalters 1 erstreckt und dessen gegenüberliegende Öffnungen oder . Enden mit der zweiten Ringnut 17 ausgerichtet sind. Ferner weist der Werkzeughalter 1 einen mit seiner Längsachse aus-

gerichteten axialen Fluiddurchgang 27 auf, dessen.eines Ende mit dem radialen Fluiddurchgang 26 in Verbindung steht, und dessen anderes Ende sich in die Fassung 4 des Werkzeughalters 1 öffnet. Es ist zu bemerken, daß das genannte andere Ende des axialen Fluiddurchganges 27, welches sich in die Fassung 4 öffnet, in Fluidverbindung mit dem Fluidabgabedurchgang steht., der in dem nichtdargestellten Werkzeug gebildet ist, wenn.das.letztere mit der Fassung 4 antriebsmäßig verbunden ist-, so daß die Schneidflüssigkeit, die dem Abgabedurchgang -in einer später zu erläuternden Weise zugeführt wird, durch die Abgabeöffnung des Werkzeuges hindurch auf das sich in Bearbeitung befindende Werkstück abgegeben werden kann.

Während die Werkzeughaltervorrichtung gemäß der Erfindung so ausgeführt ist, wie es vorstehend beschrieben ist, kann sie doch in der Praxis in einer Art und Weise benutzt werden ähnlich wie irgendeine übliche Werkzeughaltervorrichtung. Dies wird nachstehend erläutert.

Der die Fassung 4 aufweisende Werkzeughalter 1, mit welchem irgendein bekanntes Werkzeug, welches einen Fluidabgabedurchgang aufweist, in- irgendeiner bekannten Weise — ant-riebsmäßig verbunden ist, ist an der Maschine angebracht, wobei der Schaft 3 in die Maschinenspindel 28 eingesetzt ist, und zwar mit der Hilfe irgendeiner bekannten HandhabungseinriGhturig. Die hier angesprochene Handhabungseinrichtung kann beispielsweise ein Industrieroboter "sein mit einem Manipulatorarm, der betätigbar ist, um den Werkzeughalter 1 von der Maschine abzunehmen oder an der Maschine anzuordnen.

Zum Zeitpunkt des Anbringens des Werkzeughalters 1 an der Maschine wird nicht nur der Schaft 3 in die Maschinenspindel 28 eingesetzt, sondern die Fluid-Kupplungseinrichtung

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muß in Fluidverbindung mit einem Schneidflüssigkeit-Zufuhrdurchgang 32 gebracht werden, der in einem Kupplungsverbindungsstück -31 gebildet ist, welches an einem ortsfesten Teil 29 der Maschine mittels eines oder mehrerer Bolzen 30 starr befestigt ist. Für diesen Zweck ist das von dem ortsfesten Te'il 29 der Maschine entfernt liegende freie Ende des Kupplungsverbindungsstückes 31 mit einer .Verbindungsfassung 31a in Ausrichtung· mit dem Zufuhrdurchgang 32 gebildet und sie kann das Außenende der inneren Hülse 9 aufnehmen, an welchem die Einlaßöffnung 7a gebil-. det ist. Es ist zu bemerken, daß das der Verbindungsfassung 31a gegenüberliegende Ende des Zufuhrdurchgangs 32 in Fluidverbindung mit einer Quelle von Schneidflüssigkeit gebracht werden kann, die auf das sich in Bearbeitung befindliche nicht-dargestellte Werkstück gebracht werden soll. Es ist somit bequem ersichtlich, daß der das Werk- · zeug tragende Werkzeughalter 1 mit der Maschinenspindel antriebsmäßig verbunden ist, wobei das Außenende der inneren Hülse 9 mit der Verbindungsfassung 31a ausgerichtet und in dieser aufgenommen ist, um einen Flüssigkeitskreislauf zwischen dem Zufuhrdurchgang 32 und dem hohlen Innenraum 24 der inneren Hülse 9 zu vervollständigen.'

—Werni das Außenende der inneren Hülse 9 in der Verbindungsfassung 31a in dem Kupplungsverbindungstück 31 aufgenommen ist, werden die innere und die äußere Hülse 9 und 8 gegen die Kraft der Feder 14 axial nach innen und in die zylindrische Kammer 5a zurückgezogen, und diese Bewegung ist begleitet durch eine Verschiebung der Positionierplatte 10 in eine Richtung gemäß den Fig. 1 und 2 nach rechts. Als Ergebnis gelangt das freie Ende der Positionierplatte 10 außer Eingriff mit der Rastnut 15, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, so daß, wenn die Maschinenspindel 28 in bekannter Weise in einer Richtung angetrieben wird, der 5 Werkzeughalter 1 zusammen mit der Maschinenspindel 28 rela-

tiv zu dem stationären Tragteil 5 gedreht werden kann. Es ist festzustellen, daß das Außereingrifftreten des freien Endes der Positionierplatte 10 mit der Rastnut 15 in dem stationären Tragteil 5 gleichzeitig oder im wesentlichen gleichzeitig mit dem vollständigen Anbringen des- Werkzeughalters 1 an der Maschinenspindel· 28 stattfindet.'

Die Stellung der inneren Hülse 9 relativ ζμ der äußeren Hülse 8 kann- eingestellt werden dadurch, daß eine der Hülsen 8 und 9 relativ zu der anderen Hülse 9 bzw. 8 in irgendeiner Richtung.μΐη die Längsachse gedreht wird. Daher kann die Stellung, die von dem Außenende der.inneren Hülse 9 eingenommen wird,, wenn das freie Ende der Positionierplatte 10 sich im Eingriff in der Rastnut.15 befindet, eingestellt werden, um Längenunterschiede des Kupplungsverbindungsstückes 31 auszugleichen, die bei verschiedenen Arten von Bearbeitungsmaschinen angetroffen werden können.

Nach dem vollständigen Anbringen des Werkzeughalters 1 mit dem Werkzeug an der Maschinenspindel 28 wird die letzte re in bekannter Weise in einer Richtung angetrieben, und gleichzeitig wird Schneidflüssigkeit von der äußeren Quel-Ie .unter vorbestimmtem Druck in den Zufuhrdurchgang 32 geliefert, wobei festzustellen ist, daß, wenn die Maschinenspindel 28 angetrieben wird und solange sie angetrieben wird, wobei durch den Antrieb Drehung des.Werkzeughalters 1 und des von ihm getragenen Werkzeuges hervorgeru-. fen wird, der beabsichtigte Bearbeitungsvorgana an dem 0 nicht-dargestellten Werkstück/ welches von dem Reitstock getragen ist, mittels des Werkzeuges ausgeführt werden kann.

Wenn die Schneidflüssigkeit unter dem vorbestimmten Druck in den Zufuhrdurchgang 32 geliefert wird, überwindet der

Druck der Schneidflüssigkeit in dem Durchgang 32 die Vorspannkraft der Feder 12a, so daß die Kugel 12b gegen die Kraft der Feder 12a verschoben und die Einlaßöffnung 7a geöffnet wird, so daß Schneidflüssigkeit von dem Durchgang 32 in den hohlen Innenraum 24 der inneren Hülse 9 und dann durch das Verbindungsloch 25 in der äußeren Hülse 8 hindurch in den radialen Durchgang 21 fließt. Die in den radialen Durchgang 21 eintretende Schneidflüssigkeit fließt dann in den ersten ringförmigen Durchgang,, der durch die erste Ringnut 16 und die äußere Umfangsflache des Werkzeughalters 1 gebildet ist.

Die Schneidflüssigkeit in dem ersten Ringdurchgang wird zwangsläufig in den axialen Durchgang 23 und dann in den zweiten ringförmigen Durchgang gepumpt, der durch die zweite Ringnut 17 und die äußere Umfangsflache des Werkzeughalters 1 gebildet ist, und zwar in einer Weise, wie es nachstehend in besonderer Verbindung mit Fig. 3 erläutert wird..

·

Wie in Fig. 3 dargestellt, ergibt sich während 'der fortgesetzten Drehung des Werkzeughalters 1 in der durch den Pfeil dargestellten Richtung relativ zu dem stationären Tragteil 5 ein abwechselndes Zurückziehen und Vorragen der Außenenden der Flügelteile 19, die sich in Gleitberührung mit dem Bodne 16a der ersten Ringnut 16 bewegen. Demgemäß läuft Schneidflüssigkeit, die durch das offene Ende 22 des radialen Durchganges 21 in den ersten ringförmigen Durchgang eintritt, rund um den Werkzeughalter 1 in einer Rich-0 tung um, die mit der Drehrichtung des Werkzeughalters 1 übereinstimmt, bevor sie in den axialen Durchgang 23 eintritt. Zu diesem Zeitpunkt, wenn jeder der Flügelteile 19 nach Bewegung durch den Bereich A minimaler Tiefe sich an dem offenen Ende 22 des radialen Durchganges 21 vorbeibewegt, vergrößert sich das Volumen desjenigen Teiles des ersten ringförmigen Durchganges, der sich in Verbindung

mit dem radialen Durchgang 23 befindet und mit Bezug auf die Drehrichtung des Werkzeughalters 1 auf der Hinterseitedes Flügelteiles 19 liegt, wobei eine Saugkraft auf das offene Ende 22 des radialen Durchganges 21 wirkt, um in dem radialen Durchgang 21 befindliche Schneidflüssigkeit in diesen Teil des ersten ringförmigen Durchganges zu ziehen. Wenn einer der Flügelteile T9 sich an dem Bereich B maximaler Tiefe vorbeibewegt hat und sich während der. fortgesetzten Drehung des Werkzeughalters 1 relativ zu. dem stationären Tragteil 5 dem.Bereich A minimaler Tiefe nähert, verkleinert sich das Volumen desjenigen •Teiles des ersten ringförmigen Durchganges', der mit Bezug auf die Drehrichtung des Werkzeughalters 1 auf der Vorderseite des genannten Flügelteiles 19 liegt, so daß die darin befindliche Schneidflüssigkeit, komprimiert wird, was es ermöglicht, daß die Schneidflüssigkeit kraftvoll in den axialen Durchgang 23 abgegeben, wird.

Auf diese Weise stellt der Mechanismus zum Pumpen der Schneidflüssigkeit von dem offenen Ende 22 zu dem.axia^ len Durchgang 23 durch den ersten ringförmigen Durchgang hindurch, der durch die erste Ringnut 16 und die äußere Umfangsflache des.Werkzeughalters 1 gebildet ist, eine Flügel-Verdrängungspumpe dar, und demgemäß kann die auf diese Weise zurückgeführte Schneidflüssigkeit kraftvoll iii den zweiten ringförmigen Durchgang gepumpt werden, der durch die zweite Ringnut 17 und die äußere Umfangsflache des Werkzeughalters 1 gebildet ist, und zwar durch den axialen Durchgang 23 hindurch, nachdem.ihr Druck erhöht worden ist.

Die auf'diese Weise über den axialen Durchgang 23 in den zweiten ringförmigen Durchgang geführte Schneidflüssigkeit fließt dann durch den radialen Durchgang 26 in dem Werkzeughalter 1 in den axialen Durchgang 27, der ebenfalls

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im Werkzeughalter 1 gebildet ist. Danach fließt die Schneidflüssigkeit in den. Abgabedurchgang in dem Werkzeug, wenn dieses mit der Fassung. 8 verbunden ist. Daher wird die in den Durchgang des Werkzeuges eintretende Schneidflüs- · sigkeit darauffolgend von diesem Durchgang auf das Werkstück oder auf die Werkstücke abgegeben, die mittels des Werkzeuges bearbeitet werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung vollständig erläutert worden ist, ist festzustellen, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können. Beispielsweise ist festzustellen, daß, obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform ein Abschnitt des stationären Tragteiles 5, die erste Ringnut 16, die von dem'Werkzeughalter 1 arbeitsmäßig getragenen Flügelteile 9, die· Druckfeder 20, das offene Ende 22 des radialen Durchganges 21 und der axiale Durchgang 23 so dargestellt und beschrieben sind, daß sie die Flügel-Verdrängungspumpe, bilden, wobei der genannte Abschnitt des stationären Tragteiles 5 und der genannte Teil des Werkzeughalters 1 als das Pumpengehäuse bzw. als Pumpenrotor dienen, soll die Ausführung der Pumpe nicht auf diese besonderen Einzelheiten beschränkt sein. Beispielsweise kann, obwohl die erste Ringnut 16 derart beschrieben und dargestellt ist, daß ihr Boden 16a die Gestalt eines zur Längsachse des Werkzeug-, halters 1 exzentrischen Kreises hat, der Boden T6a der Ringnut 16 irgendeine andere Gestalt als die Gestalt eines exzentrischen Kreises haben. Außerdem kann, obwohl die 0 dargestellte und beschriebene Flügel-Verdrängungspumpe eine sogenannte nicht-ausbalancierte Gestaltung hat, bei welcher lediglich eine Einlaßöffnung, d. h. das offene Ende 22, und nur eine Abgabeöffnung, d. h. das zum axialen Durchgang 23 führende offene Ende, vorgesehen sind, 5 die Pumpe von einer sogenannten ausbalancierten Gestaltung

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sein, bei welcher zwei Einlaßöffnungen und zwei Abgabeöffnungen verwendet werden. ·

Weiterhin können das Ausmaß der Änderung der Querschnittsfläche des ersten ringförmigen Durchganges in Umfangsrichtung des Werkzeughalters 1, die Gestalt jedes der Flügelteile 19, die Anzahl der verwendeten Flügelteile 19 und die Art und Weise, in welcher die Flügelteile 19 abgestützt sind, in zweckentsprechender Weise ausgewählt werden in Übereinstimmung mit dem Nenndruck der Schneidflüs- ■ sigkeit, die von der Flügel-Verdrängungspumpe abgegeben werden soll. Weiterhin kann der zweite ringförmige Durchgang, obwohl er als die zweite Ringnut 17 beschrieben und dargestellt ist, die in der inneren ümfangsflä-che des stationären Tragteiles 5 und an der äußeren Ümfangsflache des Werkzeughalters 1 gebildet ist, durch eine Ringnut dargestellt sein, die in der äußeren Ümfangsflache des Werkzeughalters 1 und an der inneren Ümfangsflache des stationären Tragteiles 5 gebildet ist. In anderen Worten ausgedrückt, kann die zweite Ringnut 17 in der äußeren ümfangsflache des Werkzeughalters 1 gebildet sein.

Weiterhin ist festzustellen, daß die Werkzeughaltervorrich-—-tung gemäß den Fig. 1 bis 4 von einer Art ist> die geeignet ist zur Verwendung bei numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschinen, die arbeitsmäßig mit einem Manipulator gekoppelt sind für den Austausch von Werkzeugen. Es ist jedoch bequem ersichtlich, daß eine Werkzeughaltervorrichtung gemäß der Erfindung in gleicher Weise bei irgendeiner.

Art von Bearbeitungsmaschine verwendet werden kann, beispielsweise auch bei einer Maschine, bei welcher der Austausch des Werkzeughalters Handarbeit erfordert.

Weiterhin kann die Werkzeughaltervorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung nach Ausführung einer geringen Modi-

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fikation in einer Maschine verwendet werden, bei welcher der Durchgang für die Zufuhr von Schneidflüssigkeit zum Werkzeug durch die Werkzeughaltervorrichtung hindurch in der Maschinenspindel gebildet ist.

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER O / / Q β ι η

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE O H H O D IU

PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝβ. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-lNe. W. LEHN

. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPU-INa. K. GDR3 DlPU-INa. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

. 41 140 Gh/ms

DAISHOWA SEIKI CO. , LTD. Higashiosaka-shi, Osaka-fu / Japan.

Werkzeughaltervorrichtung

Patentansprüche

1 . Werkzeughaltervor richtung -, mit einem Werkzeughalter (1), der mit einer Spindel (28) einer Maschine für Drehung mit dieser verbunden werden kann, mit einem an einem ortsfesten Teil der Maschine befestigbaren stationären Tragteil (5) zum drehbaren Abstützen des Werkzeughalters, und mit einem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis (16, 17), der in dem Werkzeughalter für Zufuhr einer Schneidflüssigkeit von einer äußeren Quelle in Richtung zu einem Abgabedurchgang in einem Werkzeug ge-

10— -bildet ist, welches mit dem Werkzeughalter austauschbar verbunden und von diesem getragen ist, dadurch g e kenn ζ eichn et, daß in dem Schneidflüssigkeit-Zufuhrkreis eine Pumpeneinrichtung vorgesehen ist/· die bei Drehung des Werkzeughalters (1) relativ zu dem stationären Tragteil (5) eine Pumpwirkung auf die von der äußeren Quelle zugeführte und in.den Durchgang des Werkzeuges abzugebende Schneidflüssigkeit ausübt..
2. Werkzeughaltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung eine Flügel-Verdrängungspumpe aufweist mit einem Rotor, der von einem Teil des Werkzeughalters (1) gebildet ist,

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und mit einem Pumpengehäuse, welches von einem Abschnitt des stationären Tragteiles (5) gebildet ist.
3. Werkzeughaltervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur Bildung der"Pumpeneinrichtung .der stationäre Tragteil (5) in seiner inneren Umfangsflache eine Ringnut (16). aufweist/ deren. Boden als Nockenfläche dient und die einen ringförmigen Schneidflüssigkeit-Durchgang bildet im Zusammenarbeiten mit der äußeren Umfangsflache des Werkzeughalters (1), der durch die Ringnut (16) gebildete ringförmige Schneidflüssigkeit-Durchgang eine Querschnittsfläche hat, die sich in Umfangsrichtung des Werkzeughalters ändert, der ringförmige Schneid- · flüssigkeit-Durchgang eine Einlaßöffnung (22) und eine Auslaßöffnung (23) aufweist, deren jede auf. einer Seite eines Bereiches (A) des ringförmigen Schneidflüssigkeit-Durchganges gebildet ist, in welchem die Querschnittsflache ein Minimum hat, und daß der Werkzeug-0 halter (1) eine Mehrzahl von Flügelteilen (19) aufweist, die mit der Ringnut (16) in Gleiteingriff stehen. . ■ · .
4. Werkzeughaltervorrichtung nach Anspruch 3,' dadurch

gekennzeichnet, daß die Veränderung der Größe der Querschnittsfläche des ringförmigen Schneidflüssigkeit-Durchganges dadurch erhalten ist, daß die Ringnut (16) in der inneren Umfangsflache des statio- · nären Tragteiles (5) kreisförmig und exzentrisch zur Längsachse des Werkzeughalters (1) gebildet ist.
5. Werkzeughaltervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Flügelteile (19) in einer radialen Bohrung (18) des Werkzeughalters (I) gleitbar angeordnet sind.
6.· Werkzeughaltervorrichtung nach Anspruch 5', gekennzeichnet durch eine Druckfeder (20), welche die in der radialen Bohrung (18) des Werkzeughalters (1) angeordneten Flügelteile (19) radial nach

außen vorspannt. " ·