DE3718813A1 - Werkzeughalter fuer rotierende werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeughalter für rotierende Werkzeuge gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei der Erzeugung und der Bearbeitung von Bohrungen an Werkstücken, z.B. beim Vorbohren, Bohren und Reiben von Bohrungen bei Motorblöcken, muß die Werkzeugachse annähernd genau mit der Antriebsachse fluchten. Dazu ist es bekannt, den mit der Maschinenspindel verbundenen Werkzeughalter mittels Stellschrauben so radial einzustellen, daß Werk­ zeug- und Antriebsachse fluchtet.

Dieser Einstellvorgang ist jedoch nur möglich, wenn der Werkzeughalter bereits mit der Maschinenspindel verbunden ist, so daß die Maschine während des Zentrierens abgeschal­ tet werden muß und damit hohe Stillstandzeiten entstehen.

Die Aufnahmebohrungen der bekannten Werkzeughalter müssen sehr genaue Passungen aufweisen, was eine teuere und auf­ wendige Herstellung bedingt, ein Auswuchten ist nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Werkzeughalters der eingangs genannten Art, bei dem die Zentrierung zwischen Werkzeug- und Antriebsachse außer­ halb der Maschine mittels einer einfachen Zentriereinrich­ tung möglich ist, die rasch und genau einstellbar ist und eine kompakte Bauweise aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmal ge­ löst.

Die erfindungsgemäße Zentriereinrichtung erlaubt es, die erwünschte Einstellung des Werkzeughalters außerhalb der Maschine vorzunehmen, so daß nur geringe Stillstand­ zeiten entstehen. Die Einstellung erfolgt mit einem Ein­ stellgerät mit einem Schlag von maximal 0,015 mm.

Durch diese genaue Zentrierung zusammen mit der kompakten Bauweise, wobei die Massen möglichst zentral angeordnet sind, erlaubt der erfindungsgemäße Werkzeughalter hohe Drehzahlen und Vorschübe.

Durch die Möglichkeit, den Werkzeughalter auf bekannte Weise auszuwuchten, läßt sich der Rundlauf weiter ver­ bessern, damit sind hohe Schnittgeschwindigkeiten und sehr hohe Standzeiten zu erzielen.

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter ist universell ver­ wendbar. Er läßt sich sowohl an der Maschinenspindel mit den verschiedensten Systemen befestigen, ebenso lassen sich Werkzeuge mit Zylinderschaft und Spannfläche, mit Morseko­ nus oder in anderen Ausführungen aufnehmen.

Bei der Einstellung des Werkzeugs außerhalb der Maschine kann neben der Zentrierung der Werkzeug- und Antriebsachse auch die Winkellage zwischen diesen beiden Achsen und die Einstecktiefe des Werkzeugs eingestellt werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet. Die weiteren Merkmale erlau­ ben insbesondere eine spielfreie Befestigung des Werkzeug­ halters in der Maschinenspindel.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Werkzeughalter von der Seite, teilweise geschnitten

Fig. 2 Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1

Fig. 3 Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1

Fig. 4 Zweites Ausführungsbeispiel, Teilschnitt

Fig. 5 Drittes Ausführungsbeispiel, Teilschnitt

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Werkzeughalter 1 mit dem Werkzeug 2 spielfrei an der angetriebenen Maschinenspindel 3 gelagert. Die Werkzeugachse 4 und die Antriebsachse 5 sollen beim Bohr­ vorgang möglichst wenig Schlag aufweisen.

Dazu weist der Gehäusekörper 6 eine Achsialbohrung 7 auf, in der eine Exzenterbüchse 8 drehbar gelagert ist.

Wie auch Fig. 2 zeigt, ist die Exzenterbüchse 8 mit einer exzentrischen Bohrung 9 versehen, in der eine Aufnahmehülse 10 drehbar gelagert ist. Diese Aufnahmehülse 10 weist wieder eine exzentrische Aufnahmebohrung 11 auf, deren Exzentrizi­ tät jedoch um 90° gegenüber der Exzentrizität der Exzenter­ büchse 8 verdreht ist. Das Werkzeug 2, hier ein Bohrer, mit zylindrischem Schaft und Spannfläche ist in die Auf­ nahmebohrung 11 eingesteckt und durch eine Spannschraube 12 gesichert.

Der Gehäusekörper 6 ist an seinem vorderen Ende mit Längs­ schlitzen 13 und die Exzenterbüchse 8 ist mit Längsschlitzen 14 versehen.

Auf das Vorderende von Gehäusekörper 6 ist fernerhin eine Spannmutter 15 aufgeschraubt, die über einen Konus 16 mit dem Gehäusekörper 6 zusammenwirkt. Nach der Zentrierung zwischen Antrieb- und Werkzeugspindel außerhalb der Maschine läßt sich somit die Aufnahmehülse 10 durch Anziehen von Spannmutter 15 kraftschlüssig und spielfrei mit dem Gehäu­ sekörper 6 verbinden. Zur Erleichterung der Einstellung dienen Gradskalen 17, die an den sichtbaren Mantelfächen der Exzenterbüchse 8 und der Aufnahmehülse 10 angebracht sind.

Zur Einstellung der Einstecktiefe von Werkzeug 2 dient eine Einstellhülse 18, die am Ende der Aufnahmehülse 10 schraubbar gelagert ist.

Zur Winkeleinstellung zwischen Antriebachse und Werkzeug­ achse weist der Gehäusekörper 6 eine Einschnürung 19 auf, in der mehrere Keilklötze 20 radial verschiebbar gelagert sind. Sie lassen sich durch Schraubbolzen 21 mit gegen­ läufigem Gewinde radial verschieben.

An seinem antriebseitigem Ende weist der Gehäusekörper 6 eine Einspanneinrichtung 22 auf, die in einer zylindrischen Bohrung 23 der Maschinenspindel 3 gelagert ist.

Ein Verbindungsbolzen 24 der Einspanneinrichtung 22 ist in einer Sacklochbohrung 25 eines Ansatzes 26 von Gehäusekör­ per 6 verschiebbar gelagert. An seinem oberen Ende weist der Ansatz 26 eine Ringnut 27 auf, in der Spannelemente 28 schwenkbar eingehängt sind. Diese Spannelemente 28 sind mit konischen Innenflächen 29 versehen, die mit der konischen Mantelfläche 30 von Ansatz 26 zusammenwirken.

Wie auch Fig. 3 zeigt, ist in Querbohrungen von Ansatz 26 und Verbindungsbolzen 24 ein Exzenterbolzen 31 gelagert, der beim Verdrehen eine Relativbewegung zwischen Verbin­ dungsbolzen 24 und Ansatz 26 hervorruft.

Zum Verbinden des Werkzeughalters 1 mit der Maschinenspin­ del 3 wird die Einspanneinrichtung 22 bei entsprechender Stellung der Spannelemente 28 in die Bohrung 23 eingeführt. Durch eine geeignete Drehung von Exzenterbolzen 31 ver­ schiebt sich der Verbindungsbolzen 24 nach innen, so daß die Spannelemente 28 durch die konische Mantelfläche 30 so nach außen gespreizt werden, daß sie sich kraftschlüssig und spielfrei an der Innenwand von Bohrung 23 anlegen. Damit erfolgt eine zentrische Verbindung zwischen Maschinen­ spindel 3 und Werkzeughalter 1 und der Rundlauf des bereits außerhalb der Maschine eingestellten Werkzeugs 2 bleibt erhalten, ohne daß an der Maschine nachgestellt werden muß.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, wobei das Werkzeug 32 einen Schaft 33 aufweist, dessen Achse 34 exzentrisch zur Achse 4 des Bearbeitungsendes von Werkzeug 32 angeordnet ist. Der Schaft 33 ist in einer exentrischen Aufnahmebohrung 35 der Aufnahmehülse 36 dreh­ bar gelagert, die in der Achsialbohrung 7 von Gehäusekör­ per 6 ebenfalls drehbar gelagert ist.

Die Einstellung auf Rundlauf erfolgt bei diesem Ausführungs­ beispiel durch Verdrehen von Werkzeug 32 und Aufnahmehülse 36. Das Festspannen erfolgt wieder in bereits beschriebener Weise durch eine Spannmutter 15.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 5 ist zwischen Maschinenspindel 3 und Werkzeughalter 1 eine weitere Exzentereinstellung vorgesehen. Eine unbeab­ sichtigte Krafteinwirkung von außen auf die Maschinenspindel 3 kann bei dieser zu einer Ungenauigkeit beim Rundlauf, also zu einem Schlag führen, was wieder die Bearbeitungs­ genauigkeit beeinträchtigt. Zum Zentrieren von Werkzeug­ halter 1 sind dazu in der Bohrung 23 zwei ineinanderge­ steckte Exzenterbüchsen 37 und 38 vorgesehen, die sich so einstellen lassen, daß das Werkzeug 2 trotz Schlag von Maschinenspindel 3 den gewünschten Rundlauf aufweist.

Claims (10)

1. Werkzeughalter für rotierende Werkzeuge mit einem Gehäusekörper und einer damit verbundenen Aufnahme­ hülse für das Werkzeug, die zum Zentrieren der Werk­ zeugachse mit der Antriebsachse radial einstellbar an der Maschinenspindel gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Werk­ zeugachse (4) und der Antriebsachse (5) mindestens zwei zusammenwirkende, gegeneinander verdrehbare und feststellbare Exzenterelemente (8/10 bzw 33/36) mit zur Werkzeugachse (4) parallelen Achsen angeordnet sind.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in einer Achsialbohrung (7) des Gehäusekörpers (6) eine Exzenterbüchse (8) und in dieser die Aufnahmehülse (10) mit einer exzentrischen Aufnahme­ bohrung (11) für das Werkzeug (2) drehbar gelagert ist.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Exzenterbüchse (8) und der Gehäusekörper (6) im Bereich der Achsialbohrung (7) mit mehreren Längsschlitzen (13, 14) versehen ist, so daß die Exzenterelemente (8, 10) nach dem Einstellen mit einer auf den Gehäusekörper (6) aufschraubbaren Spannmutter (15) kraftschlüssig und spielfrei festspannbar sind.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Exzen­ terelemente (8, 10) an ihren sichtbaren Mantelflächen mit Gradskalen versehen sind.

5. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmehülse (10) eine Gewindebohrung aufweist, in der eine Einstellhülse (18) zur Tiefeneinstellung von Werkzeug (2) schraubbar gelagert ist.

6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (6) eine Einschnürung (19) aufweist, in der zur Einstellung der Schräge der Werkzeugachse (4) mehrere Keilklötze (20) radial verschiebbar gelagert sind.

7. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (6) an seinem antriebseitigen Ende mit einer Einspanneinrichtung (22) versehen ist, bei der radial spreizbare Spannelemente (28) den Werkzeughal­ ter (1) kraftschlüssig und spielfrei mit der Maschinen­ spindel (3) verbinden.

8. Werkzeughalter nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannelemente (28) schwenkbar an einem Verbindungsbolzen (24) gelagert sind, daß ihre konischen Innenflächen (29) mit der konischen Mantel­ fläche (30) eines Ansatzes (26) des Gehäusekörpers (6) zusammenwirken und daß der Verbindungsbolzen (24) zum Spreizen der Spannelemente (28) verschiebbar am Ansatz (26) gelagert ist.

9. Werkzeughalter nach Anspruch 1 sowie 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Achsialbohrung (7) des Gehäusekörpers (6) eine Aufnahmehülse (36) mit exzentrischer Aufnahmebohrung (35) für das Werkzeug (32) und in dieser der am Werkzeug (32) exzentrisch angeord­ nete Schaft (33) drehbar und festspannbar gelagert ist.

10. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (23) der Maschinenspindel (3) ein weiterer Satz von zwei zusammenwirkenden Exzenter­ büchsen (37, 38) vorgesehen sind, in denen das an­ triebseitige Ende des Werkzeughalters (1) radial einstellbar gelagert ist.