DE3706107C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfach-Werkzeughalter der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Ein derartiger Werkzeughalter ist aus dem DE-GM 19 87 475 bekannt. Der bekannte Mehrfach-Werkzeughalter besteht aus 2 Indexiereinrichtungen; die erste weist zwei Scheiben mit jeweils einer Säge-Planverzahnung auf, die in einer Ausnehmung im Inneren des Werkzeugträgers aufgenommen sind. Die untere der beiden Scheiben ist in axialer Richtung relativ zum Werkzeugträger bewegbar und sitzt auf sich radial erstreckenden Stiften auf und bildet die zweite Indexiereinrichtung. Die obere der beiden Scheiben ist fest mit dem Werkzeugträger verschraubt. Eine starke Feder stützt sich am Werkzeugträger einerseits und an der Flanschbüchse über ein Axiallager andererseits ab und trachtet danach, die Verzahnungen beider Scheiben außer Eingriff zu bringen. Eine zweite, schwächere Feder stützt sich an einer den Gewindebolzen umgebenden Flanschbüchse und an der unteren Scheibe ab und trachtet danach, die Verzahnungen beider Scheiben in Eingriff zu drücken. Bei dieser Ausgestaltung folgt jedoch die obere Scheibe zwangsläufig allen Bewegungen des Werkzeugträgers in senkrechter Richtung, also auch allen eventuellen Bewegungen, die durch die am Schneidwerkzeug angreifenden Schneidkräfte verursacht werden könnten. Dadurch wird jedoch die Rastvorrichtung unnötig belastet. Der bekannte Mehrfach-Werkzeughalter hat eine Mitnahmeeinrichtung auf Basis des Reibschlusses. Es besteht die Gefahr, daß der Reibschluß im Falle einer Verschmutzung der Reibflächen mit Gleitmitteln nicht mehr gewährleistet ist.

Zwar sind formschlüssige Mitnehmereinrichtungen aus der GB 12 46 962, aus der DD 34 658 und aus der DE-GM 19 92 829 bereits bekannt, sie weisen jedoch zusätzliche und/oder verschleißanfällige Indexiermittel auf.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen mit planverzahnten Rastscheiben als einziges Indexiermittel versehenen Mehrfachwerkzeughalter bereitzustellen, der eine zuverlässige und verschleißfeste formschlüssige Mitnahmeeinrichtung aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird sichergestellt, daß die Rastmittel bei festgespanntem Werkzeugträger vollständig von eventuellen axialen Bewegungen dieses Werkzeugträgers isoliert sind. Damit und durch die alleinige Verwendung der säge-planverzahnten Scheiben wird eine äußerst robuste Ausbildung gewährleistet. Die von den Rastmitteln unabhängig wirkende Mitnahmeeinrichtung erlaubt ein schnelles und exaktes Positionieren des Werkzeugträgers, ohne daß der Spannkopf über größere Verdrehwinkel verdreht werden muß.

Die mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 möglichen acht Verdrehabschnitte haben sich im praktischen Betrieb als ausreichend erwiesen. Dadurch steht jedoch eine wesentlich größere Oberfläche als beim gattungsgemäßen Stand der Technik zwischen der Spannvorrichtung und dem Werkzeugträger als Klemmfläche zur Verfügung. Außerdem wird dadurch auch die mechanische Festigkeit der Zähne verbessert.

Die Ausgestaltung der Ausnehmung der Mitnahmeeinrichtung gemäß Anspruch 3 erlaubt ein zweckmäßiges und kontinuierliches Bewegen des Stiftes der Mitnahmeeinrichtung.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird sichergestellt, daß der Handhebel für jeden Verdrehschritt um den gleichen Winkelbetrag verschwenkt werden kann. Außerdem steht dadurch der Handhebel in der festgespannten Position des Werkzeughalters immer in gleicher Richtung, wobei diese Position zweckmäßigerweise so vorgewählt werden kann, daß der Handhebel nicht in den Arbeitsbereich ragt.

Die maßlichen Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 5 und 6 haben sich im praktischen Versuch als besonders vorteilhaft und zweckmäßig erwiesen.

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

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Mehrfach-Werkzeughalters,

Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt III/III aus Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt IV/IV aus Fig. 2,

Fig. 5 den Schnitt V/V aus Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht auf Fig. 5, und

Fig. 7 eine teilweise Abwicklung der Zahnteilung der Rastmittel.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Mehrfach- Werkzeughalter 1 in Seiten- und Draufsicht ersichtlich. Der Mehrfach-Werkzeughalter 1 enthält einen Werkzeugträger 2 mit vier an seinem Umfang angeordneten, seitlich offenen und im rechten Winkel zueinander verlaufenden, ein Viereck umschließenden Einspann-Nuten 3. An ihrer Oberseite sind die Einspann-Nuten 3 durch einen Spannflansch 4 begrenzt, durch den eine Mehrzahl von Spannschrauben 5 ragt. Durch die Spannschrauben 5 kann ein nicht gezeichnetes Werkzeug, beispielsweise ein Drehzahl, gegen einen ebenfalls umlau­ fenden Spannflansch 6 verspannt werden, der die untere Be­ grenzung der Einspan-Nuten 3 bildet. Die Unterseite 7 des Spannflansches 6 ist als Klemmfläche ausgebildet und plan­ geschliffen und liegt satt entweder auf einer ebenfalls plangeschliffenen Oberfläche einer nicht gezeichneten Grundplatte oder direkt beipspielsweise auf einem Werkzeug­ schlitten einer Drehmaschine auf. Ein Spannschaft 8 zum Be­ festigen steht mittig nach unten über die Unterseite 7 vor. An seiner Oberseite weist der Werkzeugträger 2 eine eben­ falls plangeschliffene Klemmfläche 2 a auf, die eine Auflage für eine weitere plangeschliffene Klemmfläche 9 a bildet, die an der Unterseite eines Spannkopfes 9 angeordnet ist. Am Spannkopf 9 ist ein Handhebel 10 befestigt.

Wie auch in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 ersichtlich, ist der Spannschaft 8 als Gewindebolzen 11 durch die Mitte des Werkzeugträgers 2 nach oben verlängert und in den Spann­ kopf 9 eingeschraubt. Koaxial mit dem Gewindebolzen 11 ist im Inneren des Werkzeugträgers 2 eine Ausnehmung 12 vorge­ sehen. In der Ausnehmung 12 ist eine untere planverzahnte Scheibe 13 und eine obere planverzahnte Scheibe 14 unterge­ bracht. Die unter Scheibe 13 trägt einenZahnkranz 13 a mit einer nach oben weisenden Sägeverzahnung und ist mit Hilfe einer auf dem Gewindebolzen 11 sitzenden Mutter 8 a und einem Si­ cherungsstift 15 koaxial zum Gewindebolzen 11 auf der nicht gezeichneten Grundplatte oder dem Werkzeugschlitten der Drehmaschine verdrehfest und gegen axiale Bewegung gesichert befestigt. Die obere Scheibe 14 ist etwas dicker als die un­ tere Scheibe 13, erhält jedoch ebenfalls einen planverzahn­ ten Zahnkranz 14 a, der korrespondierend zum Zahnkranz 13 a der untere Scheibe 13 ausgebildet und mit dem Zahnkranz 13 a in Eingriff bringbar ist. Die Scheibe 14 weist aus konstruk­ tionstechnischen Gründen eine etwas größere Dicke auf und ist gleitend innerhalb der Ausnehmung 12 axial zum Gewinde­ bolzen 11 verschiebbar. Die obere Scheibe 14 ist über einen Montagestift 16 und einen Führungsstift 17 derart mit dem Werkzeugträger 2 verbunden, daß der Werkzeugträger 2 und die obere Scheibe 14 gemeinsam um den Gewindebolzen 11 ver­ drehbar sind. Der Montagestift 16 und der Führungsstift 17 erlauben jedoch eine axiale Relativbewegung zwischen der oberen Scheibe 14 und dem Werkzeugträger 2. Zu diesem Zweck reicht die Ausnehmung 12 etwas tiefer in den Werkzeugträger 2 hinein als es der Dicke beider Scheiben 13 und 14 in ihrem eingerückten Zustand entspricht, so daß zwischen der dem Zahnkranz 14 a abgewandten Oberseite der Scheibe 14 und dem Werkzeugträger 2 ein Spalt verbleibt, der jedoch schmaler ist als die Zahnhöhe h, oder dieser etwa entspricht.

Es ist weiterhin eine Druckfeder 18 vorgesehen, deren Achse parallel zur Achse des Gewindebolzens 11 verläuft und die einerseits in einer Ausnehmung 19 im Werkzeugträger 2 ge­ führt und aufgenommen ist und sich andererseits auf der Oberseite der oberen Scheibe 14 abstützt. Zum Schutze gegen Ausknickung ist die Druckfeder 18 über einen Bolzen 20 geschoben, der sich in die Ausnehmung 19 erstreckt und in einer korres­ pondierenden Ausnehmung in der oberen Scheibe 14 gehalten ist. Die Druckfeder 18 ist in der in Fig. 3 gekennzeichneten Lage vorgespannt und drückt den Zahnkranz 14 a der oberen Scheibe in Eingriff mit dem Zahnkranz 13 a der unteren Scheibe.

Zwischen dem Spannkopf 9 und dem Werkzeugträger 2 ist eine Mitnehmereinrichtung in Form eines Ratschenmechanismus vor­ gesehen. Der Ratschenmechanismus enthält einen Stift 21 mit einem zweckmäßigerweise nach oben abgerundeten Kopf 21 a, ei­ nen unterhalb des Kopfes 21 a angeordneten Flansch 21 b und einen Schaft 21 c auf der dem Kopf 21 a abgewandten Seite des Flansches 21 b. Am Flansch 21 b stützt sich eine durch den Schaft 21 c geführte Druckfeder 22 ab. Im Werkzeugträger 2 ist eine in Richtung des Spannkopfes 9 offene Ausnehmung 23 vorgesehen, in der der Stift 21 und die Druckfeder 22 derart un­ tergebracht sind, daß der Kopf 21 a des Stiftes 21 bei ent­ spannter Druckfeder 22 über die Oberseite 2 a des Werkzeug­ trägers 2 vorsteht. Die Ausnehmung 23 ist jedoch so tief, daß der Stift 21 mit seinem Kopf 21 a vollständig in die Ausnehmung zurückgedrängt werden kann. Dem Kopf 21 a des Stiftes 21 gegenüberliegend sind im Spannkopf 9 vier gleichmäßig verteilte Ausnehmungen 24 eingearbeitet. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, weisen die Ausnehmungen 24 eine im Längsschnitt dreieckige Form mit zunehmender Tiefe und in der Draufsicht halbrunde Kontur auf. Dadurch ergibt sich ei­ ne in Draufsicht abgerundete, im wesentlichen senkrecht und parallel zur Drehachse in das Innere des Spannkopfes 9 hi­ neinweisende Mitnahmefläche 25 und eine mit zunehmender Tie­ fe schräg von der Klemmfläche 9 a in Richtung auf die Mit­ nahmefläche 25 verlaufende Rampenfläche 26.

Zweckmäßigerweise enthalten die Zahnkränze 13 a und 14 a je­ weils acht Zähne bzw. Zahnnuten, wobei die Zähne bei einem Zahnkranzdurchmesser von 60 mm die in Fig. 7 gezeigte Höhe h von 6 mm aufweisen. Eine der Flanken der Zähne verläuft im wesentlichen senkrecht, d. h. parallel zur Mittelachse des Gewindebolzens, während die andere Flanke unter einem Winkel α von 18° geneigt ist. Der Winkel α liegt im nichthemmenden Bereich. Die Spitzen der Zähne sind zweck­ mäßigerweise abgeplattet.

Soll der Werkzeugträger 2 in eine andere Position verdreht werden, so wird zunächst durch den Handhebel 10 der Spann­ kopf 9 auf dem Gewindebolzen 11 so weit nach oben verschraubt, bis der Kopf 21 a des Stiftes 21 voll in einen Ausnehmung 24 eingetaucht ist und an der Mitnahmefläche 25 anschlägt. Gleichzeitig wird jedoch durch die Druckfeder 18 der Werkzeug­ träger 2 um denjenigen Betrag angehoben, um den der Spann­ kopf 9 auf dem Gewindebolzen 11 nach oben verschraubt wurde. Dadurch entspannt sich jedoch die Druckfeder 18, so daß der Ein­ griffsdruck auf die obere Scheibe 14 etwas gelockert wird. Wird der Handhebel 10 weiter verdreht, so nimmt die Mitnah­ mefläche 25 den Stift 21 und somit den Werkzeugträger 2 beim Verdrehen mit. Über den Führungsstift 17, nimmt der Werkzeugträger 2 die obere Scheibe 14 bei der Verdrehung mit. Dabei gleiten die schrägen Flanken der Zähne des Zahnkranzes 14 a auf den schrä­ gen Flanken der Zähne des Zahnkranzes 13 a nach oben, wodurch die Scheibe 14 gegen die Wirkung der Feder 18 weiter in die Ausnehmung 12 hochgedrückt wird, so daß sich im Verlauf der Verdrehung die Zahnspitzen des oberen Zahnkranzes 14 a über die Zahnspitzen des unteren Zahnkranzes 13 a heben und in die nächsten Zahnnut einschnappen. Damit ist bei einem Zahnkranz mit acht Zähnen einen 45°-Verdrehung erreicht. Soll der Werk­ zeugträger 2 in dieser Verdrehstellung festgespannt werden, so wird der Handhebel 10 zurückgeführt, wobei der Stift 21 durch die schräge Rampenfläche 26 der Ausnehmung 24 in seine Ausnehmung 23 unterhalb der Oberseite 2 a des Werkzeugträgers 2 versenkt wird, ohne daß eine merkliche Rückdrehkraft auf die Zahnkränze übertragen wird. Die beiden plangeschliffenen Klemm­ flächen 9 a und 2 a liegen damit satt aneinander an, so daß der Werkzeugträger 2 durch ein weiteres Zurückschrauben des Spannkopfes 9 auf dem Gewindebolzen 11 zwischen den als Klemmflächen 9 a bzw. 2 a wirkenden Planflächen und der korres­ pondierenden Klemmfläche 7 und der nicht gezeichneten Grund­ platte bzw. dem Werkzeugschlitten verspannt wird.

Soll der Werkzeugträger 2 um zwei Verdrehschritte, d. h. um 90° verdreht werden, so wird zunächst der oben beschrie­ bene Verdrehvorgang für eine 45°-Verdrehung durchgeführt, der Handhebel 10 jdoch nicht zurück- sondern in der glei­ chen Verdrehrichtung weitergeführt. Dabei spielen sich im Prinzip die oben geschilderten Vorgänge nochmals ab, d. h. die schrägen Flanken der Zähne des Zahnkreises 14 a gleiten auf den schrägen Flanken des Zahnkreises 13 a nach oben und drücken die obere Scheibe 14 so weit hoch, daß die Zähne des Zahnkranzes 14 a wiederum in die nächsten Zahnnuten des Zahnkranzes 13 a einfallen. Wird jetzt der Handhebel 10 zu­ rückgeführt, so erreicht der Kopf 21 a des Stiftes 21 kurz vor der Ausgangsposition des Handhabels 10 die benachbarte Ausnehmung 24 und schnappt in diese ein.

Soll der Werkzeugträger 2 um mehr als 90° verdreht werden, so liegt es im Ermessen des Benutzers, den Handhebel 10 nach jeder 90°-Verdrehung wieder in seine Ausgangsposition zu­ rückzuführen und erst danach die zweite 90°-Verdrehung in Angriff zu nehmen. Er kann aber auch die gesamte Drehbewe­ gung vollenden und erst dann den Handhebel 10 in seine Aus­ gangsposition zurückschrauben, wobei die Ausgangsposition zweckmäßigerweise so festgelegt ist, daß der Handhebel nicht in die Arbeitsebene ragt. Es ist nicht unbedingt not­ wendig, die Lage der Ausnehmungen 24 genau auf die Lage der Zähne der Zahnkränze 14 a und 14 b abzustimmen. Es ist jedoch bevorzugt, daß sich der Kopf 21 a in der Ausgangsposition des Handhebels, in der der Werkzeugträger zum Arbeiten festge­ spannt ist, nicht direkt an der Mitnahmefläche 25 befindet. Bevorzugt liegt der Kopf 21 a auf der Rampenfläche 26 auf, so daß er kurz nach dem Lösen der Klemmung zwischen den Klemmflächen zum Mitnehmen des Werkzeugträgers zur Verfügung steht.

Es ist weiterhin nicht unbedingt erforderlich, daß der Ge­ windebolzen 11 über seine gesamte Länge mit Gewinde verse­ hen ist. Vielmehr reicht ein im Bereich der Mitter 14 und ein im Bereich des Spannkopfes 9 angeordnetes Gewinde. In der gekennzeichneten Lage der Zähne der Zahnkränze 13 a und 14 a und der Ausrichtung der Ausnehmung 24 des Ratschenmechanis­ mus ist, mit einem entsprechenden angepaßten Gewindedrehsinn des Gewindebolzens 11, der Werkzeugträger 2 beim Verdrehen des Handhebels 10 entgegen dem Uhrzeigersinn zu verdrehen und beim Verdrehen des Handhebels 10 mit dem Uhrzeigersinn fest­ zuspannen.

In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispieles kann durch eine anders abgestufte Zahnteilung, beispielsweise mit 30°-Verstellschritten und zwölf Zähnen oder 90°-Ver­ stellschritten mit vier Zähnen verwendet werden.

Die angegebenen Abmessungen gelten für einen Werkzeugträger von ca. 95 × 95 mm mit Scheiben von 60 mm Durchmesser. Bei einem größeren Werkzeugträger von z. B. 140 × 140 mm können die Scheiben einen Durchmesser von 90 mm erhalten, was bei ebenfalls acht Zähnen und einer Zahnhöhe von 7 mm einen Nei­ gungswinkel von 12° ergibt. Bevorzugte Neigungswinkel und Zahnhöhen liegen etwa im Bereich von ca. 10° bis 25° bzw. ca. 5 bis 10 mm.

Claims (6)

1. Mehrfach-Werkzeughalter, mit einem Gewindebolzen zum Festspannen auf einer Oberfläche einer Werkzeugmaschine, einem schrittweise verdrehbaren Werkzeugträger, Rastmitteln zum Festlegen der Verdrehschritte, die zwei in einer Ausnehmung im Werkzeugträger angeordnete, federbelastete, jeweils mit einer Säge-Planverzahnung versehene und in axialer Richtung zum Ein- und Ausrücken relativ zueinander bewegbare Scheiben enthält, deren Zähnezahl der Anzahl der Verdrehschritte entspricht, und mit einer Spannvorrichtung, die einen mit einem Handhebel auf dem Gewindebolzen verschraubbaren Spannkopf enthält, wobei Klemmflächen vorgesehen sind, die beim Verdrehen des Handhebels in der einen Richtung voneinander lösbar und in der Gegenrichtung zum Festspannen des Werkzeugträgers gegeneinander preßbar sind, dadurch gekennzeichent, daß zwischen dem Spannkopf (9) und dem Werkzeugträger (2) eine Mitnahmeeinrichtung vorgesehen ist, die eine am Spannkopf (9) oder am Werkzeugträger (2) angeordnete Ausnehmung (24) mit einer Mitnahmefläche (25) und einen mit dem Werkzeugträger (2) oder dem Spannkopf (9) in Verbindung stehenden, in die Ausnehmung (24) ein- und ausrückbaren, federbelasteten Stift (21) aufweist, der in Verdrehrichtung zum Mitnehmen des Werkzeugträgers (2) in Eingriff mit der Mitnahmefläche (25) steht und in Gegenrichtung von der Mitnahmefläche (25) freikommt, daß eine der sägeverzahnten Scheiben (13) über den Gewindebolzen (11) fest mit der Oberfläche der Werkzeugmaschine verbunden ist, daß sich die Druckfeder (18) zum Belasten der anderen Scheibe (14) am Werkzeugträger (2) abstützt, und daß die andere Scheibe (14) über einen Führungsstift (17) in axialer Richtung relativ zum Werkzeugträger (2) bewegbar ist.

2. Mehrfach-Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die Scheiben (13, 14) acht Zähne bzw. Zahnnuten aufweisen.

3. Mehrfach-Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (24) eine in Verdrehrichtung des Werkzeugträgers (2) zunehmende Tiefe aufweist.

4. Mehrfach-Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung eine einem ganzzahligen Bruchteil oder einem ganzzahligen Vielfachen der Anzahl der Verdrehschritte entsprechende Anzahl Ausnehmungen (24) aufweist.

5. Mehrfach-Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Flanke der Sägeverzahnung unter einem Winkel von ca. 10° bis 25° verläuft.

6. Mehrfach-Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Zahnnut ca. 5 bis 10 mm beträgt.