DE3504047C2

DE3504047C2 -

Info

Publication number: DE3504047C2
Application number: DE19853504047
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. Lechler; Detlef 1000 Berlin De Klockow
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1985-02-04
Publication date: 1988-02-18
Also published as: DE3504047A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Futter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-AS 22 02 104 ist ein Futter mit einem Kopfteil und einem Halsteil bekannt, die sich über drei Schrägflächenpaare gegeneinander abstützen. Beim Überschreiten eines vorgeschrie benen Grenzwertes des vom Halsteil auf den Kopfteil übertrage nen Drehmomentes entfernt sich der Halsteil gegen die Wirkung einer Feder in Axialrichtung vom Kopfteil, um schließlich eine Rastposition einzunehmen, in der der Kontakt zwischen den Schrägflächen aufgehoben und die Drehmomentübertragung zwischen Halsteil und Kopfteil unterbrochen ist. Der Kopfteil kann also stehenbleiben, während der Halsteil weiter rotiert. Das bekannte Futter, das nach Art einer Sicherheitskupplung ausge bildet ist, vermag deshalb nicht voll zu befriedigen, weil es lediglich einen Schaltpunkt hat, der einem bestimmten vorge gebenen Grenzdrehmoment entspricht und der zudem von umweltbe dingten Veränderungen und Verschleißeinflüsen abhängig ist. Differenzierte Signale, welche beispielsweise Schlüsse auf das Verschleißverhalten des Werkzeuges oder Schmiermitteleinflüsse gestatten, lassen sich mit dem bekannten Futter nicht erzeugen. Auch bereitet eine Anpassung des Schaltpunktes an Werkzeuge unterschiedlicher Abmessungen Schwierigkeiten. Zumindest ist sie unbequem, da sie die Veränderung der Vorspannung der Feder voraussetzt, gegen die der Halsteil verschoben wird.

Ein mit einer auf überhöhte Drehmomente ansprechenden Überlast kupplung versehenes Futter ist auch aus der DE-AS 21 57 984 be kannt. Bei diesem Futter läßt sich das Grenzdrehmoment, bei dem die Kupplung anspricht, mit Hilfe eines Elektromagneten mit ver änderbarem Magnetfluß leichter varrieren als im zuerst genannten Fall. Dem Verschleiß eines Werkzeuges proportionale Signale vermag auch dieses Futter indes nicht zu liefern.

Zur Messung von verschleißabhängigen Kräften in Werkzeugmaschi nen ist aus der Zeitschrift Werkstatt und Betrieb, 114 (1981) 8, S. 523-525, die Verwendung von Kraftmeßlagern bekannt, die von Wälzlagern gebildet werden, deren Außenringe mit den Meßstrei fen präpariert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Futter der in Be tracht gezogenen Art zu schaffen, das ein dem vom Halsteil auf den Kopfteil übertragenen Drehmoment proportionales Meßsignal liefert und somit alle Möglichkeiten der Signalverarbeitung und Prozeßsteuerung bietet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Futter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Futter bietet den Vorteil, daß es eine einwandfreie Überwachung des Verschleißverhaltens insbesondere von Gewindebohrern gestattet. Es eignet sich in hohem Maße für den Einsatz in automatisierten Fertigungssystemen. Der von den auftretenden Drehmomenten abhängige Abschaltzeitpunkt kann durch geeignete Schaltungen selbstlagernd bestimmt werden. Werkzeug verschleiß und Werkzeugbruch lassen sich klar voneinander unter scheiden. Die Abnahme der Signale bereitet infolge der Verwen dung einer ruhenden Dehnungsmeßhülse keine Schwierigkeiten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten besonders vorteilhaften Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt die schematisierte Darstellung eines mit einem Gewindebohrer ausgestatteten Futters;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 die Abwicklung der zwischen dem Halsteil und dem Kopfteil des Futters gemäß Fig. 1 und 2 angeordneten Wälzkörperführungsbahn.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 der Halsteil und der Kopfteil eines mit einem Werkzeughalter 3 zur Aufnahme eines Gewindebohrers 4 bestückten Futters bezeichnet. Der Kopfteil 2 stützt sich mit tels eines Bundes 5 über ein Wälzlager 6 gegen ein von einem nach innen gerichteten Flansch einer Dehnungsmeßhülse 7 ge bildetes Widerlager 8 ab, während zur Abstützung des Halsteiles 1 in der Dehnungsmeßhülse 7 ein Widerlager 9 dient, das von einem in die Dehnungsmeßhülse 7 eingeschraubten Druckring gebildet wird, gegen den sich über ein Wälzlager 10 ein Bund 11 des Halsteiles 1 abstützt. Die Dehnungmeßhülse 7 ist an ihrer Außenseite mit Dehnungsmeßstreifen 12 versehen, die einer Längenänderung der Dehnungsmeßhülse 7 proportionale Signale liefern. Zum Schutz der Dehnungsmeßstreifen 12 und der mit ihnen verbundenen Leitungen 13 dient ein durch eine Schweißnaht 14 mit der Dehnungmeßhülse 7 verbundener Schutz mantel 15, an den sich ein Schutzrohr 16 anschließt.

In eine Bohrung 17 des Halsteiles 1 ragt ein Zapfen 18 des Kopfteiles 2. Die einander zugewandten, die Bohrung 17 bzw. den Zapfen 18 umschließenden Stirnflächen 19 und 20 des Hals teiles 1 und des Kopfteiles 2 sind mit wellenförmigen Füh rungsbahnen 21 und 22 für als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 23 versehen. Aufgrund der Schrägfläche 24 bis 31 bildenden Führungsbahnabschnitte löst eine vom zwischen dem Halsteil 1 und dem Kopfteil 2 übertragenen Drehmoment abhängige relative Drehbewegung zwischen dem Halsteil 1 und dem Kopfteil 2 eine Axialbewegung zwischen den beiden Teilen 1 und 2 aus, die zu einer meßbaren Dehnung der Dehnungmeßhülse 7 führt. Die auftretenden Axialverschiebungen zwischen Halsteil 1 und Kopfteil 2 sind zwar sehr gering, sie lassen sich aber gleich wohl mit Hilfe der Dehnungsmeßstreifen 12 gut erfassen. Auf grund der wellenförmigen Ausbildung der Führungsbahnen 21 und 22 können die auftretenden Drehmomente unabhängig von der Drehrichtung ermittelt werden. Die Schräge der Führungsbahn abschnitte wird den jeweiligen Anwendungsfällen entsprechend festgelegt. Statt eines Gewindebohrers 4 könnte in den Werk zeughalter 3 beispielsweise ein Schraubendreher eingesetzt werden.

Claims

1. Futter, insbesondere für Gewindeschneidwerkzeuge, mit einem zur Aufnahme eines Werkzeuges oder Werkstückes dienenden Kopfteil und einem zum Verbinden des Futters mit einer Werk zeugmaschine dienenden Halsteil, bei dem sich der Kopfteil und der Halsteil in Axialrichtung über mindestens ein Schräg flächenpaar gegeneinander abstützen, das im Falle einer vom jeweils übertragenen Drehmoment ausgelösten Drehung des Kopf teiles gegenüber dem Halsteil diesen in Axialrichtung vom Kopfteil zu entfernen sucht, dadurch gekennzeich net, daß zwischen den Schrägflächen (24-31) des Schrägflächen paares Wälzkörper (23) angeordnet sind, daß die Drehbewegung zwischen dem Kopfteil (2) und dem Halsteil (1) begrenzt ist und daß der Kopfteil (2) und der Halsteil (1) frei drehbar in einer mit elektronischen Gebern ausgestatteten Dehnungsmeßhülse (7) gelagert sind, die mit der Axialverschiebung zwischen dem Kopfteil (2) und dem Halsteil (1) entgegenwirkenden Widerlagern (8, 9) versehen ist.

2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Widerlager (8, 9) von einem nach innen ge richteten Flansch der Dehnungsmeßhülse (7) und einem in diese einschraubbaren Druckring gebildet werden.

3. Futter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen den Widerlagern (8, 9) und dem Halsteil (1) bzw. dem Kopfteil (2) Wälzlager (6, 10) angeordnet sind.

4. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kopfteil (2) einen Zapfen (18) aufweist, der in einer Bohrung (17) des Halsteiles (1) geführt ist.

5. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dehnungsmeßhülse (7) zwischen den Widerlagern (8, 9) mit Dehnungsmeßstreifen (12) versehen ist.

6. Futter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Dehnungsmeßhülse (7) mit einem die Dehnungs meßstreifen (12) abdeckenden Schutzmantel (15) versehen ist.

7. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kopfteil (2) und der Hals teil (1) sich über einen Wälzkörperring mit einer wellen förmigen Führungsbahn (21, 22) gegeneinander abstützen.