DE3448009A1

DE3448009A1 - Werkstueck- und werkzeughalteranordnung fuer die spanabhebende bearbeitung

Info

Publication number: DE3448009A1
Application number: DE19843448009
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Gildemeister Devlieg System Werkzeuge GmbH
Current assignee: Gildemeister Devlieg System Werkzeuge GmbH
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE3448009C2

Description

Werkstück- und Werkzeughalteranordnung für die spanabhebende Bearbeitung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkstück- und Werkzeughalteranordnung für die spanabhebende Bearbeitung gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartig ausgestaltete Werkstück- und Werkzeughalteranordnung ermöglicht dank ihrer speziellen Profilierung der Anlageflächen von Grundhalter und Wechselhalter die übertragung aus unterschiedlichen Zerspanungsvorgängen resultierenden unterschiedlichen Belastungskraft, und zwar sowohl statischen wie dynamischen Belastungskräften in gleichmäßig hohem Maße für die unterschiedlichen Belastungsfälle mit einer durch die gegebene Selbstzentrierung hohen Wechselgenauigkeit.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Spannmechanismus für eine Werkstück- und Werkzeughalteranordnung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der auch seinerseits bei einfachem konstruktiven Aufbau und einfacher Handhabung eine zuverlässige Aufnahme der verschiedensten Belastungskräfte und eine hohe Flexibilität bezüglich des Einsatzbereiches gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1. über den Zuganker mit den die Profile der Anlageflächen ineinander ziehenden schrägen Spannflächen und der Einwirkung der Spannmittel im Grundhalter auf eben diese schrägen

Gildemeister-DeVlieg ^ Δ Λ Ρ Π Π 9

Spannflachen lassen sich in Verbindung mit der speziellen Profilierung der Anlageflächen, von diesen ausgehend auch Über den Spannmechanismus hohe dynamische und statische Kräfte, und zwar sowohl Druckkräfte, wie auch Biegekräfte und Torsionskrafte und auch umlaufende Biegekräfte einwandfrei aufnehmen.

Dabei ist aufgrund seines grundsätzlichen konstruktiven Aufbaus • dieser Spannmechanismus sowohl für einen automatischen Wechsel wie auch füreinen manuellen Wechsel gut geeignet. Aufgrund seiner grundsätzlichen konstruktiven Ausgestaltung ist auch bei entsprechender Ausgestaltung der Profilierung der Anlageflächen ohne weiteres das Einwechseln sowohl stationärer wie auch rotierender Wechsel haiter durchführbar.

Im Hinblick auf die Selbstzentrierung der entsprechenden Profilierung der Anlageflächen von Grundhalter und Wechselhalter genügt beim automatischen Wechsel nur eine recht grobe Vorhaltegenauigkeit, so daß die zusammenwirkenden Teile des Spannmechanismus mit relativ weiten Toleranzen versehen sein können, so daß der Spannmechanismus dank seines einfachen konstruktiven Aufbaus im übrigen insgesamt sehr kostengünstig herzustellen ist.

Ausführungsbeispiele derartiger Werkstück- und Werkzeughaiter-■ anordnungen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen
Figur 1 eine Werkzeughalteranordnung gemäß der Erfindung im Teillängsschnitt mit Darstellung eines Spannmechanismus für den automatischen Wechsel, bei Offenstellung des

Spannmechanismus,
Figur 2 die Anordnung nach Figur 1 bei getätigter Verspannung von

Wechsel halter und Grundhalter,

Figur 3 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Schnitt III-III der Figur 2,

GiId(MMPisLor-DoVl io<j

Figur 4 einen Teillängsschnitt durch eine Halteranordnung mit einem Spannmechanismus für die manuelle Verspannung von Wechselhalter und Grundhalter, mit Darstellung der Spannlage,

Figur 5 einen Querschnitt gemäß Schnitt V-V durch die Anordnung nach Figur 4,

Figur 6 eine vereinfachte Draufsicht auf die Anlagefläche des Grundhalters der Anordnung nach Figur 1.

Wie in den Figuren 1 und 6 illustriert, sind bei der dargestellten Werkzeughalteranordnung der Grundhalter 1 und der Wechse.lhalter an ihren Anlageflächen 3 bzw. 4 mit Profilen 5 versehen, die um einen unprofilierten Mittelbereich herum an jeweils vier winkelig zueinander liegenden Seiten, auf einander gegenüberliegenden Seiten parallel zueinander, angeordnet sind. Die beispielsweise im Querschnitt prismatischen Profile 5 sind jeweils so herausgearbeitet, daß sie bei Verspannung der Anlageflächen 3 und 4 miteinander gegenseitig an ihren Flanken 6 tragen. Diese Art der Profilierung der Anlageflächen 3 und 4 wirkt beim Verspannen selbstzentrierend und kann in der Spannlage hohe Druck-, Biege- und Torsionskräfte, auch umlaufende Bi.egekräfte, übertragen. Damit auch der zugehörige Spannmechanismus dieses ermöglicht, ist nach dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1, 2 und 3 ein speziell auf den automatischen Wechsel ausgelegter Spannmechanismus vorgesehen, der einen an dem Wechsel halter 2 in dessen unprofilierten Zentrum,

im Winkel von 90° über dessen Anlagefläche 4 mit den Profilen 5 vorstehend, einen Zuganker 9 aufweist, der zwei einander gegenüberliegende Seitenausnehmungen 10 hat, an die sich zum freien Ende hin eine vorzugsweise unter 45° schräg liegende Spannfläche 11 an dor Rückseite eines Kopfes 12 anschließt.

In dem Grundhalter 1 ist, ebenfalls zentrisch im unprofilierten Mittenbereich seiner Anlagefläche 3, eine Aufnahmebohrung 13 vorgesehen, die gegenüber dem Zuganker 9 ein relativ großes Spiel hat.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Aufnahmebohrung 13 von dem freien Innenraum eines Spannrohres 14 gebildet, das seinerseits in einer Bohrung 15 des Grundhalters 1 angeordnet ist und mit dem Zuganker 9 des Wechselhalters 2 eine gemeinsame Spannachse bildet. In dem Spannrohr 14 sind im vorderen Kopfbereich, benachbart der Anlagefläche 3, mehrere, beispielsweise zwei einander gegenüberliegende Ausnehmungen 16 eingebracht, die als "Spannschlitze" bezeichnet werden können. Ferner sind in der zylindrischen Bohrung 15 des Grundhalters 1 in entsprechendem Bereich mehrere, vorzugsweise ebenfalls zwei, unter einem Winkel zur Spannachse liegende, einander gegenüberliegend angeordnete taschenförmige Ausnehmungen 17 eingebracht, die als "Spanntaschen" bezeichnet werden können. Die Spannschlitze 16 im Spannrohr 14 und die Spanntaschen 17 im Grundhalter 1 sind so ausgebildet, daß sie zylindrische Spannrollen 18 aufnehmen können. Die Spannrollen 18 können durch zylindrische Bohrungen 19, die über dem Ende der betroffenen Spanntasche im Grundhalter 1 liegen, und durch Gewindestifte 20 wieder verschlossen werden können, in die Spanntaschen und Spannschlitze eingebracht werden.

-Γ

Bei einer translatorischen Bewegung des Spannrohres 14 bewegen sich din Spannrollen 1Π in don Spann Uschon 17 je nach Rowogungsrichtung zum Zentrum des Spannrohres 14 und damit zur Spannachse hin, oder vom Zentrum des Spannrohres 14 und damit von der Spannachse fort.

Bei diesem Ausführungsbeispiel geschieht das Spannen.und Entspannen bei einem Wechselvorgang wie folgt: Zum Spannen wird der Wechselhalter 2 mit dem Zuganker 9 in die Aufnahmebohrung 13 des in vorderer Lage befindlichen Spannrohres des Grundhalters eingeführt, bis die Anlageflächen 3, 4 annähernd oder weitgehend zur Anlage kommen. Durch Ziehen des Spannrohres im Grundhalter 1 in Spannrichtung werden die Spannrollen 18 zum Zentrum des Spannrohres 14 hin bewegt und es kommt zwischen den Spannrollen 18, den Spanntaschen 17, den Spannschlitzen 16 des Spannrohres 14 und den Spannflächen 11 des Zugankers 9 zu jeweils drei linienförmigen Berührungszonen, die eine für alle auftretenden Belastungsfälle hoch belastbare, formschlüssige Verbindung der Teile des Spannmechanismus bewirken. Die exakte Zentrierung und Positionierung von Wechselhalter 2 und Grundhalter 1 zueinander geschieht dabei während des Spannens durch die selbstzentrierende Wirkung der Profile 5 der Anlageflächen 3 und 4.

Das Entspannen geschieht durch Verschieben des Spannrohres 14 im Grundhalter 1 entgegen der Spannrichtung. Dabei werden die Spannrollen 18 nach außen vom Zentrum des Spannrohres 14 fortbewegt, wodurch sich wieder ein freier Durchgang für den Zuganker 9 des Wechselhalters 2 ergibt. Der Wechselhalter 2 kann vom Grundhalter problemlos abgenommen werden. Die Schub- und Zugbewegung des Spannrohres 14 im Grundhalter 1 kann dabei problemlos automatisch gesteuert werden.

Gildeiiioister-DeVliog 3448009

.3.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und 5 ist eine llaltornnordnung gp7oigt, doron Spnnninochnnismus auf das Wochsein von Hand ausgelegt ist. An dem Wechselhalter 2 ist, zentrisch und über die Profile 5 seiner Anlagefläche 4 vorstehend, wiederum der Zuganker 9 befestigt. In dem Grundhalter 1 befindet sich wiederum die mit relativ großem Spiel zum Zuganker 9 versehene Aufnahmebohrung 13, die sich bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar im Material des Grundhalters 1 befindet. Von der Seite her sind mehrere, beispielsweise zwei einander gegenüberliegende Gewindestifte 23 durch entsprechende Gewindebohrungen 24 im Grundhalter bis in die Aufnahmebohrung 13 einschraubbar. Die Gewindestifte 23 haben an ihren vorderen Enden in Referenz zu den Spannflächen 11 des Zugankers 9 liegende Schrägflächen 25, so daß durch entsprechendes Einschrauben der Gewindestifte 23 bzw. deren Ausschrauben das Lösen und Spannen erfolgen kann. Um ein Abdrängen der Spannachse des Zugankers 9 aus der Spannachse des Grundhalters 1 zu vermeiden, ist zweckmäßig der Kopf 12 des Zugankers 9 zumindest abschnittweise zylindrisch ausgebildet und im hinteren Teil der Aufnahmebohrung 13 ist eine damit zusammenwirkende Passung 26 eingearbeitet.

Um ein unbeabsichtigtes, um 180° zur Schneidlage versetztes Verspannen von Wechselhalter und Grundhalter zu vermeiden, ist auf dem Zuganker 9 des Wechselhalters 2 (Figuren 1 und 4) ein Sperrstift 27 vorgesehen, während in dem Grundhalter 1 eine entsprechende, den Sperrstift aufnehmende Nut 28 vorgesehen ist, so daß in Art einer Codierung nur eine eindeutig vorbestimmte Spannlage vorgegeben ist. Bei einem bewußten Versetzen des Sperrstiftes 27 auf dem Zuganker 9 um 180° wäre dieser auch.entsprechend verdreht in Überkopflage mit dem Grundhalter 1 verspannbar.

Die grundsätzliche Ausgestaltung eines derartigen Spannmechanismus, in Verbindung mit der Ausgestaltung der AnIageflachen 3, 4 des Wechselhalters und des Grundhalters mit den entsprechenden Profilen ermöglicht ferner das Einwechseln sowohl stationärer sowie auch rotierender Wechselhalter. Gestaltet man beispielsweise den Grundhalter zweiteilig mit einem ortsfest gehaltenen Mantel- oder HIiIlteil, kann man über den Spannmechanismus einen entsprechenden Wechselhalter auch mit dem ortsfest gehaltenen Hüllteil verspannen, so daß dann trotz an sich drehbarem inneren Grundhalterteil der Wechselhalter stationär steht.

Abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können die Wechselhalter auch Zwei- oder Mehrzuganker haben. In dem Grundhalter sind dann Aufnahmebohrungen in entsprechender Anzahl vorgesehen.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist von einem Werkzeughalter ausgegangen worden. Es versteht sich, daß der Halter in seiner Gesamtheit auch als Werkstückhalter ausgebildet sein kann, er also zur Aufnahme und Festsetzung von Werkstücken ausgebildet sein kann.

- Leerseite -

Copy

Claims

Patentansprüche

1. Werkstück- und Werkzeughalteranordnung für die spanabhebende Bearbeitung, bestehend aus einem Grundhalter und einem Wechselhalter, die jeweils Anlageflächen haben, die kreuzweise zueinander liegende, flankentragende Profile aufweisen, die um einen unprofilierten Mittel bereich herum an vier jeweils winkelig zueinander liegenden Seiten, auf einander gegenüberliegenden Seiten parallel zueinander, angeordnet sind, wobei der Grundhalter und der Wechselhalter mittels eines zugeordneten Spannmechanismus formschlüssig miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Wechselhalter (2) über seine Anlagefläche (4) vorspringend mindestens ein Zuganker (9) mit einer im Sinne der Ineinanderziehung der Profile (5) der Anlageflächen (3, 4) orientierten, schrägen Spannfläche (11) vorgesehen ist und in dem Grundhalter (1) an seinem dem Wechsel halter zugewandten Ende mindestens eine gegenüber dem Zuganker (9) Spiel aufweisende Bohrung (13) für dessen Aufnahme vorgesehen ist und in die Aufnahmebohrung (13) eingreifende, auf die Spannfläche (11) wirkende Spannmitte (18, 23) in dem Grundhalter (1) angeordnet sind.

3U8009

Gi Idcnioi sLcr-DcVl iog

2. Werkstück- und Werkzeughalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (9) und seine Aufnahmebohrung (13) jeweils zentrisch zu den Profilen (5) der Anlageflächen (3, 4) angeordnet sind.

3. Werkstück- und Werkzeughalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (13) für den Zuganker (9) von dem Innenraum eines verschieblich in dem Grundhalter (1) geführten Spannrohres (14) gebildet ist,in dem mindestens zwei einander gegenüberliegende Spannschlitze

(16) vorgesehen sind, während in dem angrenzenden Wandungsbereich der Aufnahmebohrung des Grundhalters (1) Spanntaschen

(17) eingearbeitet sind, wobei die Spannschlitze (16) und die Spanntaschen (17) zur Aufnahme zylindrischer Spannrollen (18) ausgebildet sind.

4. Werkstück- und Werkzeughalteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über den Enden der Spanntaschen (17) im Grundhalter (1) durch Gewindestifte (20) verschließbare, zylindrische Bohrungen (19) vorgesehen sind, durch die die zylindrischen Spannrollen (18) in die Spanntaschen (17) und die Spannschlitze (16) einbringbar sind.

5. Werkstück- und Werkzeughalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Aufnahmebohrung (13) des Grundhalters (1) von der Seite her durch Gewindebohrungen (24) hindurch mindestens zwei einander gegenüber liegende Gewinde-Stifte (23) einschraubbar sind, die an ihren Einschraubenden mit den Spannflächen (11) des Zugankers (9) des Wechselhalters (2) zusammenwirkende Spannflächen (25) aufweisen.

- 3 - ■'-Gi1demeister-DeVlieg

6. Werkstück- und Werkzeughaiteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Kopf (12) des Zugankers (9) des Wechselhalters (2) ein zylindrischer Abschnitt vorgesehen ist und in der Aufnahmebohrung (13) des Grundhalters (1), in Einsteckrichtung hinter den Gewindestiften (23) liegend, eine Passung (26) für den zylindrischen Abschnitt des Kopfes (12) des Zugankers (9) gebildet ist.

7. Werkstück- und Werkzeughalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zuganker (9) des Wechselhalters (2) ein Sperrstift (27) befestigt ist, für den im Grundhalter (1) eine ihn aufnehmende Nut (28) vorgesehen ist.

Copy '