DE3633560A1 - Feineinstellbares werkzeug, insbesondere bohrstangeneinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein feineinstellbares Werkzeug, insbesondere einen Bohrstangeneinsatz, mit einem Gehäuse, mit einem in einer Längsbohrung desselben verschiebbaren zylindrischen Schaft, der an seinem äußeren Ende eine aus­ wechselbare Schneidplatte trägt und an seinem hohl ausge­ bildeten inneren Ende ein Muttergewinde aufweist, und mit einem mittels zweier axialverspannter Kugellager spielfrei im Gehäuse drehbar gelagerten Einstellelement, welches mit einem Außengewinde in das Muttergewinde eingreift, wobei das Einstellelement einen Bund aufweist, mit dem es unter Zwischenschaltung des einen Kugellagers an einem im Be­ reich des einen Endes der Längsbohrung vorgesehenen, im Durchmesser gegenüber der Längsbohrung verkleinerten Ring­ absatz abgestützt ist, und wobei eine gegenüber dem Bund axial verspannbare Lagerscheibe vorgesehen ist, welche an dem anderen Kugellager anliegt.

Bei einem derartigen bekannten feineinstellbaren Werkzeug (DE-PS 29 31 302) umgibt die Lagerscheibe den Bund des Einstellelementes. Die Lagerscheibe weist in ihrem Umfangs­ bereich mehrere Bohrungen auf, in welche axial gerichtete Schrauben eingreifen, die in axiale Gewindebohrungen des Gehäuses eingeschraubt sind. Durch diese Schrauben wird die Lagerscheibe unter Zwischenschaltung eines Kugellagers an den Bund und letzterer unter Zwischenschaltung eines weiteren Kugellagers an den Ringabsatz des Gehäuses ange­ drückt, so daß hiermit die gewünschte axiale Verspannung der Kugellager erreicht wird. Durch die außerhalb des Ge­ häuses angeordnete Lagerscheibe wird die axiale Länge des bekannten Werkzeuges vergrößert. Außerdem weist das bekannte Werkzeug auch verhältnismäßig große Bauabmessungen in radialer Richtung auf. Diese Bauabmessungen in radialer Richtung sind dadurch bedingt, daß die Vorspannschrauben für die Lagerscheibe außerhalb des Umfanges des Bundes an diesem vorbeigeführt sind. Aus diesem Grund ist man auch bemüht, den Bund im Durchmesser möglichst klein zu halten, was jedoch den Nachteil hat, daß hierunter die Einstell­ genauigkeit leidet. Die Mantelfläche des Bundes trägt nämlich eine Skaleneinteilung, die durch eine seitliche Aussparung der Lagerscheibe sichtbar sein soll. Da jedoch der Bund in der Lagerscheibe versenkt angeordnet ist, ist diese Skaleneinteilung nur schlecht erkennbar.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein fein­ einstellbares Werkzeug, insbesondere einen Bohrstangenein­ satz, der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches so­ wohl in radialer als auch in axialer Richtung kleine Bau­ abmessungen und trotzdem hohe Einstellgenauigkeit aufweist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die beiden Kugellager zu beiden Seiten des Ringabsatzes ange­ ordnet sind und sich an entgegengesetzt gerichteten Schul­ tern desselben abstützen, daß die Lagerscheibe in der Längsbohrung an der dem Ringabsatz abgewandten Seite des inneren Kugellagers angeordnet ist und eine Bohrung auf­ weist, durch welche sich das innere Ende des Einstellele­ mentes hindurcherstreckt, daß auf dem inneren Ende eine hierzu konzentrische Gewindehülse drehfest angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende an der dem inneren Kugellager ab­ gewandten Seite der Lagerscheibe anliegt und in das Mutter­ gewinde eingreift und daß in das innere Ende des Einstell­ elementes eine Vorspannschraube eingeschraubt ist, die auf das andere Ende der Gewindehülse einwirkt.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine äußerst platzsparende Bauart. Sämtliche zum Verspannen der Kugellager erforder­ lichen Elemente sind nämlich innerhalb des hohl ausgebil­ deten Schaftes angeordnet. Hierdurch kann auch der Schaft einen optimal großen Durchmesser aufweisen, wodurch sich eine große Steifigkeit und damit auch eine hohe Arbeits­ genauigkeit des Werkzeuges ergibt. Weiterhin ist der Bund des Einstellelementes völlig freiliegend, so daß eine an dem Bund angeordnete Skaleneinteilung gut ablesbar ist. Hierdurch wird die Einstellgenauigkeit erhöht.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Ringabsatz einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist, wobei die beiden Schultern in ent­ gegengesetzten Richtungen schräg zur Achse der Längsbohrung geneigt sind und die einzigen Begrenzungsflächen des Ring­ absatzes bilden.

Bei dieser Ausgestaltung nimmt der Ringabsatz praktisch keinen zusätzlichen Raum in axialer Richtung ein, wodurch die Baulänge des Werkzeuges in axialer Richtung noch mehr verkürzt werden kann. Außerdem hat ein derartiger Ring­ absatz mit dreieckförmigem Querschnitt eine zentrierende Wirkung, so daß das Einstellelement nicht nur in axialer Richtung, sondern auch in radialer Richtung spielfrei gelagert ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt des feineingestellbaren Werkzeuges am Beispiel eines Bohrstangeneinsatzes nach der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung II der Fig. 1, teil­ weise geschnitten,

Fig. 3 eine Stirnansicht in Richtung III der Fig. 2,

Fig. 4 eine Stirnansicht in Richtung IV der Fig. 2.

Damit Einzelheiten des neuen Bohrstangeneinsatzes besser erkennbar sind, ist dieser in den Zeichnungen in etwa 10facher Vergrößerung dargestellt. In Wirklichkeit hat also das Gehäuse 1 des Bohrstangeneinsatzes nur einen Durch­ messer von 14 mm und die Bohrstange 2 in deren Querbohrung 3 das Gehäuse 1 eingesetzt ist, einen Durchmesser von 20 mm. Gegebenenfalls könnte die Bohrstange 2 selbst das Gehäuse bilden.

Das Gehäuse 1 weist eine Längsbohrung 4 auf. In dieser Längsbohrung 4 ist ein zylindrischer Schaft 5 axial ver­ schiebbar gelagert. Dieser Schaft 5 weist an seinem äußeren Ende eine Ausnehmung 6 auf, in welcher ein Schneidplatten­ träger 7 angeordnet und mittels der Klemmschraube 8 ge­ halten ist. Der Schneidplattenträger 7 trägt eine aus­ wechselbare Schneidplatte 9. Das innere Ende des Schaftes 5 ist hohl ausgebildet und mit einem Muttergewinde 10 ver­ sehen.

An dem dem Schneidplattenträger 7 abgewandten Ende des Gehäuses 1 ist ein Einstellelement 11 spielfrei drehbar gelagert. Dieses Einstellelement 11 weist einen Bund 12 auf und erstreckt sich mit seinem inneren Ende 14 durch eine Bohrung 15 der in der Längsbohrung 4 angeordneten Lagerscheibe 13. Im Bereich des einen Endes der Längs­ bohrung 4 ist ein Ringabsatz 16 vorgesehen, der vorzugs­ weise einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist. Zwei Schultern 16 a, 16 b, die in entgegengesetzten Richtungen schräg zur Achse A der Längsbohrung 4 geneigt sind, bilden die einzigen Begrenzungsflächen des Ringabsatzes 16. Jede der beiden Schultern 16 a, 16 b ist vorzugsweise unter einem Winkel α von 45° gegenüber der Achse A der Längsbohrung 4 geneigt. An jeder Seite des Ringabsatzes 16 ist eine aus mehreren Kugeln bestehendes Kugellager 17 bzw. 18 ange­ ordnet, wobei sich die beiden Kugellager 17 bzw. 18 an den entgegengesetzt gerichteten Schultern 16 a bzw. 16 b ab­ stützen.

Das innere Ende 14 des Einstellelementes 11 ist von einer Gewindehülse 19 konzentrisch umgeben. Diese Gewindehülse 19 soll drehfest mit dem inneren Ende 14 verbunden sein. Zu diesem Zweck ist zweckmäßig ein Mitnahmestift 20 vor­ gesehen, der in einer Querbohrung 21 des inneren Endes 14 angeordnet ist und mit seinen beiden Enden über den Umfang des inneren Endes 14 vorsteht. Die beiden Enden des Mit­ nahmestiftes 20 greifen z. T. in eine diametral verlaufende, am einen Ende der Gewindehülse 14 vorgesehene Nut 22 und teils auch in Aussparungen 15 a der Lagerscheibe 13 ein. Die Gewindehülse 19 weist ferner ein Außengewinde 23 auf, welches in das Muttergewinde 10 eingreift. Die Gewindehülse 19 stützt sich mit ihrem einen Ende 19 a an der Lagerscheibe 13 ab. Ferner ist eine zentrale Vorspannschraube 24 vor­ gesehen, die in ein Innengewinde 25 des inneren Endes 14 eingeschraubt ist und sich mit ihrem Kopf am anderen Ende 19 b der Gewindehülse 19 abstützt. Beim Anziehen der Vor­ spannschraube 14 wird die Gewindehülse 19 fest an die Lagerscheibe 13 angepreßt, wodurch die Kugellager 17, 18 verspannt werden und eine in radialer und axialer Richtung spielfreie Lagerung des Einstellelementes erreicht wird.

Weiterhin kann die Gewindehülse 19 einen radial verlaufenden Schlitz 26 aufweisen, der sich jedoch nicht über den ganzen Umfang der Gewindehülse 19 erstreckt. Durch den radialen Schlitz 19 wird das Außengewinde 23 der Gewindehülse 19 praktisch in zwei Abschnitte geteilt. Diese beiden Ab­ schnitte werden beim Anziehen der Vorspannschraube 24 unter Verengung des Schlitzes 26 etwas aufeinander zubewegt. Hierdurch wird erreicht, daß beim Einschrauben der Gewinde­ hülse 19 in das Muttergewinde 10 des Schaftes 5 das Ge­ windespiel verringert bzw. ganz aufgehoben und hierdurch die Einstellgenauigkeit noch weiter verbessert wird.

Zweckmäßig ist das Gehäuse 1 zylindrisch ausgebildet, wobei die Achse A der Längsbohrung 4 exzentrisch zur Achse A 1 des Gehäuses angeordnet ist. Durch diese exzentrische Anord­ nung wird einerseits erreicht, daß der Abstand a zwischen der Achse A und der Stirnfläche 2 a der Bohrstange 2 mög­ lichst klein wird und andererseits wird durch die exzen­ trische Anordnung auch Platz für die Anordnung eines Nonius N im breiteren Bereich der Stirnfläche 1 a des Ge­ häuses 1. Dieser Nonius wirkt mit einer an der kegelstumpf­ förmigen Mantelfläche 12 a des Bundes 12 angeordneten Skalen­ einteilung S zusammen.

Um eine gute Abstützung des Schneidplattenträgers 7 und eine Verdrehsicherung des Schaftes 5 zu erreichen, ist an dem Gehäuse 1 ein Vorsprung 1 b vorgesehen, an welchem sich der Schneidplattenträger 7 mit seiner der Schneid­ platte 9 abgewandten Unterseite 7 a abstützt.

Um eine möglichst kleine axiale Baulänge zu erreichen, ist der Ringabsatz 16 von der hinteren Stirnfläche 1 a des Ge­ häuses 1 in einem Abstand a 1 angeordnet, der etwa dem Durch­ messer d der Kugeln des äußeren Kugellagers 17 entspricht.

Mittels einer Klemmschraube 27, die in einem Gewinde 28 der Bohrstange 2 verschraubbar ist, kann der Schaft 5 in der Längsbohrung 4 festgeklemmt werden. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 1 ein Bohrung 29 auf, durch die das innere Ende 27 a der Klemmschraube 27 in das Gehäuse 1 hineinragt und auf den Schaft 5 drückt. Gegebenenfalls könnte bei größeren Bohrstangeneinsätzen die Klemmschraube 27 auch in einem Gewinde des Gehäuses 1 verschraubbar sein, wobei dann noch eine oder mehrere zusätzliche Klemmschrau­ ben in der Bohrstange verschraubbar sind, mit denen das Gehäuse gegenüber der Bohrstange festgelegt wird.

Claims (11)

1. Feineinstellbares Werkzeug, insbesondere Bohrstangen­ einsatz, mit einem Gehäuse, mit einem in einer Längs­ bohrung desselben verschiebbaren zylindrischen Schaft, der an seinem äußeren Ende eine auswechselbare Schneid­ platte trägt und an seinem hohl ausgebildeten inneren Ende ein Muttergewinde aufweist, und mit einem mittels zweier axialverspannter Kugellager spielfrei im Ge­ häuse drehbar gelagerten Einstellelement, welches mit einem Außengewinde in das Muttergewinde eingreift, wobei das Einstellelement einen Bund aufweist, mit dem es unter Zwischenschaltung des einen Kugellagers an einem im Bereich des einen Endes der Längsbohrung vor­ gesehenen, im Durchmesser gegenüber der Längsbohrung verkleinerten Ringabsatz des Gehäuses abgestützt ist und wobei eine gegenüber dem Bund axial verspannbare Lagerscheibe vorgesehen ist, welche an dem anderen Kugellager anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kugellager (17, 18) zu beiden Seiten des Ring­ absatzes (16) angeordnet sind und sich an entgegenge­ setzt gerichteten Schultern (16 a, 16 b) desselben ab­ stützen, daß die Lagerscheibe (13) in der Längsbohrung (4) an der dem Ringabsatz (16) angewandten Seite des inneren Kugellagers (18 ) angeordnet ist und eine Boh­ rung (15) aufweist, durch welche sich das innere Ende (14) des Einstellelements (11) hindurch erstreckt, daß auf dem inneren Ende (14) eine hierzu konzentrische Gewindehülse (19) drehfest angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende (19 a) an der dem inneren Kugellager (18) abgewandten Seite der Lagerscheibe (13) anliegt und in das Muttergewinde (10) eingreift, und daß in das innere Ende (14) des Einstellelementes (11) eine Vorspannschraube (24) eingeschraubt ist, die auf das andere Ende (19 b) der Gewindehülse (19) einwirkt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabsatz (16) einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist, wobei die beiden Schultern (16 a, 16 b) in entgegengesetzten Richtungen schräg zur Achse (A) der Längsbohrung (4) geneigt sind und die einzigen Begrenzungsflächen des Ringabsatzes (16) bilden.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Schultern (16 a, 16 b) in einem Winkel (α) von 45° gegenüber der Achse (A) der Längsbohrung (4) geneigt ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindehülse (19) einen radial verlaufenden Schlitz (26) aufweist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Querbohrung (21) des inneren Endes (14) des Einstellelementes (11) ein über den Umfang des inneren Endes (14) vorstehender Mitnahmestift (20) angeordnet ist, der in eine diametral verlaufende, am einen Ende (19 a) der Gewindehülse (19) vorgesehene Nut (22) eingreift.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmestift (20) auch in Aussparungen (15 a) der Lagerscheibe (13) eingreift.

7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatte (9) an einem Schneidplattenträger (7) vorgesehen ist, der in einer Ausnehmung (6) am äußeren Ende des zylindrischen Schaftes (5) angeordnet ist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (1) ein Vorsprung (1 b) vorgesehen ist, an welchem sich der Schneidplattenträger (7) mit seiner der Schneidplatte (9) abgewandten Unterseite (7 a) ab­ stützt.

9. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zylindrisch ist und die Längsbohrung (4) exzentrisch zu der Gehäuseachse (A 1) angeordnet ist.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Bundes (12) eine Skaleneinteilung (S) und im breiteren Bereich der Stirnfläche (1 a) des Ge­ häuses (1) ein Nonius (N) angeordnet ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabsatz (16) von der hinteren Stirnfläche (1 a) des Gehäuses (1) in einem Abstand (a 1) angeordnet ist, der etwa einen Durchmesser (d) der Kugeln des äußeren Kugel­ lagers (17) entspricht.