DE3785144T2

DE3785144T2 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden eines halterkoerpers mit einem werkzeugkopf.

Info

Publication number: DE3785144T2
Application number: DE8787850305T
Authority: DE
Inventors: Kjell Andersson
Original assignee: Seco Tools AB
Current assignee: Seco Tools AB
Priority date: 1986-10-31
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2007-10-14
Also published as: SE8604671D0; DE3785144D1; EP0266324A3; SE454488B; US4843929A; JPS63162104A; EP0266324A2; EP0266324B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden eines Haltekörpers mit einem Werkzeugkopf, wobei ein Steckteil des Haltekörpers in eine Aussparung des Werkzeugkopfes hineingesteckt und Einspannbacken angrenzend an das Steckteil angeordnet werden. Die der Erfindung entsprechende Vorrichtung sieht außerdem eine Zugeinrichtung in Verbindung mit dem Steckteil vor, wobei besagte Zugeinrichtung einen Kopf und ein sich vom Kopf aus verjüngendes Teil hat, und eine Vorrichtung, um die Zugeinrichtung in ihrer Längsrichtung relativ zum Haltekörper zu verschieben, wobei die erwähnten Einspannbacken angrenzend zu der Zugeinrichtung angebracht sind, wobei die erwähnten Einspannbacken Teile besitzen, die quer zu und in Richtung der Längsrichtung der Zugeinrichtung verschiebbar sind.
Eine Vorrichtung entsprechend dre oben beschriebenen Art ist z.B. aus der US-A-4 406 195 bekannt. Diese Vorrichtung hat jedoch offensichtliche Nachteile, weil die Einspannkräfte, die auf den Werkzeugkopf einwirken, radiale Anteile beträchtlicher Größe haben.
Die Vorrichtung gemäß US-A-4 406 195 ruft außerdem große Reibungsverluste zwischen Zugeinrichtung, Einspannstiften und Werkzeugkopf hervor.
Aus der DE-A-32 43 948 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Einspannbacken mit der Zugeinrichtung zusammenwirken. Bei Betätigung werden die erwähnten Einspannbacken radial zueinander bewegt und rufen schließlich eine Spannwirkung auf einen zentralen Zapfen hervor.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung oben erwähnter Art zu offenbaren, bei welchen die Einspannkraft eine hauptsächlich axiale Richtung hat und die Reibungsverluste zwischen zusammenwirkenden kraftübertragenden Teilen vermieden werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit jeweils den Merkmalen der anhängenden Ansprüche.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang II-II aus Fig. 1;
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang III-III aus Fig. 1;
Fig. 4 zeigt eine Anfangsphase einer Verbindung zwischen einem Werkzeugkopf und einem Haltekörper mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung; und
Fig. 5 zeigt die endgültige Verbindung zwischen einem Werkzeugkopf und einem Haltekörper mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in den Figuren 1-5 dargestellt ist, besteht aus einem Haltekörper 10, der einen Zapfen bzw. ein Steckteil 11 besitzt. Im Steckteil 11 befindet sich eine innere Aussparung 12 mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt. Drei Einspannbacken 13 und ein Zwischenstück 14a der Zugeinrichtung 14 werden in der Aussparung 12 aufgenommen. Die zentrale Längsachse des Steckteiles 11 und der Zugeinrichtung 14 ist mit der Bezugszahl 15 gekennzeichnet.
Vom Boden der Aussparung 14 setzt sich eine Bohrung 16 fort, wobei diese Bohrung in Richtung des Steckteiles 11 einen bezüglich der Aussparung 12 reduzierten Durchmesser hat. Die Bohrung 16 endet in einem Raum 17 des Haltekörpers 10. Eine Exzentereinrichtung 18 ist in dem Raum 17 vorgesehen und mit der Zugeinrichtung 14 verbunden, z.B. mit Hilfe einer Schraubverbindung 19. Wenn die Exzentereinrichtung 18 betätigt wird, erhält die Zugeinrichtung eine Verschiebung hin zu dem Raum 17 oder weg von diesem.
Wie insbesondere aus den Figuren 1, 4 und 5 hervorgeht, sind die Einspannbacken L-förmig, der eine Schenkel 13a des L erstreckt sich in die Aussparung 12 entlang der Zugeinrichtung 14, während der Schenkel 13b des L sich radial weg von der Zugeinrichtung in einer Richtung senkrecht zu der Längsausdehnung des einen Schenkels 13a erstreckt.
In der offengelegten Ausführung haben sowohl der eine Schenkel 13a als auch der andere Schenkel 13b eine Form, die sich zu ihrem Verbindungspunkt hin verjüngt, betrachtet in einer Ebene durch eine Einspannbacke 13 und die Zentralachse 15 des Steckteiles 11.
Im Steckteil 11 sind Schlitze 20 angebracht, wobei die Schlitze sich vom freien Ende des Steckteiles 11 und in axialer Richtung des Steckteiles 11 über einen begrenzten Abschnitt erstrecken.
Die Breite der Schlitze 20 in der tangentialen Richtung des Steckteiles 11 ist etwas größer als die Breite des anderen Schenkels 13b der Einspannbacken 13, um zu ermöglichen, daß sie durch die Schlitze 20 verschoben werden.
Die einen Schenkel 13a der Einspannbacken 13 haben an ihrer dem Zwischenstück 14a der Zugeinrichtung (14) abgewandten Seite Nuten 21, die eine Ausdehnung senkrecht zu der Längsausdehnung der Schenkel 13a haben. In der gezeigten Ausführung sind zwei Nuten 21 an jedem der Schenkel 13a angebracht.
In den einander entsprechenden Nuten 21 der Schenkel 13a ist ein federnder O-Ring 22 angebracht. Das bedeutet, daß in der gezeigten Ausführung jeder O-Ring durch drei Nuten 21 verläuft. Die O-Ringe 22 erhalten einen solchen Durchmesser, daß sie in der in Fig. 1 gezeigten Position der Einspannbacken 13 nur gering vorgespannt sind.
Am Boden der Aussparung 12 befindet sich ein weiterer federnder O-Ring 23, der O-Ring stützt die Einspannbacken 13 ab.
Die Zugeinrichtung hat einen Kopf 24 an ihrem vom Steckteil 11 wegweisenden Ende. Ein Teil 25, das sich, vorzugsweise konisch, vom Kopf her verjüngt, bildet einen Übergang von Kopf 24 auf das Zwischenstück 14a der Zugeinrichtung 14.
In den Figuren 4 und 5 ist ein Werkzeugkopf 26 mit gestrichelten Linien eingezeichnet. In der gezeigten Ausführung hält dieser Werkzeugkopf einen Schneideinsatz 27 fest. Im Rahmen der Ansprüche können andere Typen von Werkzeugköpfen, z.B. ein Fräswerkzeug, benutzt werden.
Der Werkzeugkopf 26 hat ein sich in Axialrichtung erstreckendes Durchgangsloch 28, das einen Durchmesser hat, der dem Durchmesser des Steckteiles 11 entspricht, d.h. das Loch 28 besitzt bezüglich des Steckteiles 11 eine sogenannte Gleitpassung.
An dem dem Schneideinsatz 27 zugewandten Ende des Loches 28 besitzt des Loch 28 ein Teil 29, das einen größeren Durchmesser hat als der Rest des Loches 28. Im Übergang des Teiles 29 und dem Rest des Loches 28 ist eine Stufe 30 angebracht, die Stufe hat eine Ausdehnung in radialer Richtung bezüglich der Zentralachse des Loches 28, wobei die Achse mit der Zentralachse 15 des Steckteiles 11 und der der Zugeinrichtung 14 übereinstimmt.
Wenn der Werkzeugkopf 26 mit dem Haltekörper 10 verbunden werden soll, wird der Kopf 26 auf das Steckteil 26 geschoben, wobei das Steckteil in Loch 28 aufgenommen wird. Der Haltemechanismus selbst ist in der Fig. 1 entsprechenden Position.
Um die Vorrichtung gemäß der Erfindung zu betätigen, wird die Zugeinrichtung in Richtung des Raumes 17 verschoben. Diese Verschiebung wird durch die Exzentereinrichtung 18 vorgenommen.
In der Anfangsphase der Verschiebung der Zugeinrichtung 14 in Richtung des Raumes 17 wird das Teil 25 mit den L-förmigen Einspannbacken 13 zusammenwirken, so daß deren Schenkel 13b radial nach außen verschoben werden zu der Position in Fig. 4, wo die Schenkel durch die Schlitze 20 reichen. Diese radiale Verschiebung der Schenkel 13b der Einspannbacken wird in der gezeigten Ausführung durch die Drehung des einen Schenkels 13a um seinen Kontaktpunkt mit der Aussparung 12 erreicht.
In der zweiten Phase der Verschiebung der Zugeinrichtung 14 in Richtung des Raumes 17 gibt es ein Zusammenwirken zwischen dem Kopf 24 selbst und dem Schenkel 13b, das eine axiale Verschiebung der Einspannbacken 13 in der Aussparung 12 in dieselbe Richtung wie die Verschiebung der Zugeinrichtung 14 bewirkt. In Zusammenhang damit geraten die Schenkel 13b der Einspannnbacken 13 in Kontakt mit der Stufe 30 des Werkzeugkopfes 26, und es wird so eine Verriegelung des Werkzeugkopfes 26 mit dem Haltekörper 10 erreicht. Damit jegliche Rotation des Werkzeugkopfes 26 relativ zum Haltekörper 10 ausgeschlossen wird, ist ein Keil 31 des Haltekörpers 10 dazu bestimmt, mit einer Nut 32 im Werkzeugkopf 26 zusammenzuwirken.
Die Kraft, die die Schenkel 13b gegen die Stufe 30 presst, wird durch die Exzentereinrichtung 18 kontrolliert und kann natürlich entsprechend den Anforderungen verändert werden.
Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, tritt eine Verlängerung der O-Ringe 22 und eine Kompression des O-Ringes 23 in seiner Querschnittsrichtung ein, wenn die Verbindung hergestellt wird. Wenn die Verbindung zwischen dem Werkzeugkopf 26 und dem Haltekörper 10 endet, bewirken die O-Ringe 22 und 23, daß die Einspannbacken die Position aus Fig. 1 einnehmen.
Gemäß der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform haben die Schenkel 13a und die Schenkel 13b der Einspannbacken 13 eine Form, die sich zu ihrem Treffpunkt hin verjüngt. Für die Schenkel 13a bewirkt dies die oben erwähnte Rotation um ihren Kontakt mit der Aussparung 12, was deshalb vorteilhaft ist, weil nur die Enden der Schenkel 13a, die auf die Schenkel 13b zu gerichtet sind, verschoben werden müssen.
Für die Schenkel 13b bedeutet die verjüngte Form, daß der radial äußerste Teil der Schenkel 13b die Stufe 30 berührt, wenn die Einspannbacken axial verschoben werden. Dies ist vorteilhaft, weil ein größerer Abstand der Einspannbacken in radialer Richtung eine stabilere Verankerung des Werkzeugkopfes 26 erzeugt. Außerdem wird vermieden, daß die Wand des Loches 28 beschädigt wird.
Die Erfindung ist in keiner Weise auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt. So können an Stelle von O-Ringen Federn oder ähnliches als Rückholeinrichtungen für die Einspannbacken 13 verwendet werden.
Der Werkzeugkopf 26 muß nicht mit einem Durchgangsloch 28 versehen werden, sondern es ist auch möglich eine Aussparung mit einer Stufe vorzusehen.
Die Bezeichnung "Werkzeugkopf" ist weit auszulegen, und sie kann daher Fräsköpfe, Drehmeißel usw. miteinbeziehen.
Auch in anderer Hinsicht kann die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche frei abgeändert werden.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden eines Haltekörpers (10) mit einem Werkzeugkopf (26), indem ein Steckteil (11) des Haltekörpers (10) in eine Aussparung des Werkzeugkopfes (26) eingefÜhrt wird und Einspannbacken (13) an das Steckteil (11) angrenzend angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannbacken in einer Richtung senkrecht zu der Zentralachse des Steckteiles (11) verschoben werden, woraufhin die Einspannbacken (13) entlang der Richtung der Zentralachse des Steckteiles (11) verschoben werden, bis die Einspannbacken die Auflagerfläche (30) des Werkzeugkopfes (26) berühren, daß die Verschiebung der Einspannbacken (13) in einer Richtung senkrecht zu der Zentralachse des Steckteiles (11) gegen die Wirkung einer Gegenkraft ausgeführt wird, und daß die in Bezug auf die Zentralachse des Steckteiles (11) radial äußersten Teile der Einspannbacken zuerst die Auflagerfläche (30) des Werkzeugkopfes berühren.

2. Vorrichtung zum Verbinden eines Haltekörpers (10) mit einem Steckteil (11), mit einem Werkzeugkopf (26) mit einer Aussparung (28), wobei die Aussparung (28) so angepaßt ist, daß sie das Steckteil (11) aufnehmen kann, und der Haltekörper (10) mit einer Zugstange bzw. Zugeinrichtung (14) versehen ist, die neben dem Steckteil (11) angeordnet ist, wobei die Zugeinrichtung einen Kopf (24) und ein sich vom Kopf verjüngendes Teil (25) aufweist, und eine Einrichtung (18) zur Verschiebung der Zugeinrichtung (14) in ihrer Längsrichtung relativ zum Haltekörper sowie zumindest drei an die Zugeinrichtung (14) angrenzend angeordnete Einspannbacken (13) aufweist, die senkrecht zur und entlang der Längsrichtung der Zugeinrichtung (14) verschiebbare Abschnitte (13b) haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannbacken (13) so ausgelegt sind, daß sie bei Betätigung der Zugeinrichtung (14) mit dem verjüngten Teil (25) der Zugeinrichtung (14) zusammenwirken, um die Abschitte (13b) radial nach außen zu verschieben, und daß sie mit dem Kopf (24) der Zugeinnrichtung (14) zusammenwirken, um eine radial äußerste und radial fixierte Position der Einspannbacken (13) festzulegen und um eine axiale Verschiebung der Einspannbacken (13) in einer inneren Aussparung (12) des Steckteiles (11) zu bewirken, mit Einrichtungen (22), um eine Rückholkraft auf die Teile (13b) der Einspannbacken (13) auszuüben, wenn die Teile (13b) in einer Richtung weg von der Zugeinrichtung verschoben sind, und daß der Werkzeugkopf (26) eine Auflagerfläche (30) für die Einspannbacken (13) hat, wenn sie in ihrer radial äußersten Position sind, wobei die Auflagerfläche (30) angrenzend an die Aussparung (28) vorgesehen ist, und eine Verlängerung in radialer Richtung relativ zu der zentralen Längsachse (15) der Aussparung (28) hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannbacken (13) L-förmig sind, wobei der eine Schenkel (13a) des L eine Ausdehnung in der Längsrichtung der Zugeinrichtung (14) hat und der andere Schenkel (13b) des L eine Ausdehnung senkrecht zu der Längsrichtung der Zugeinrichtung (14) hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (13a) der L-förmigen Einspannbacken (13), gesehen in einer Ebene durch eine Einspannbacke (13) und die Zentralachse (15) des Steckteiles (11), eine zu den Schenkeln (13b) hin sich verjüngende Form haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (13b) der L-förmigen Einspannbacken (13), gesehen in einer Ebene durch eine Einspannbacke (13) und die Zentrralachse (15) des Steckteiles (11), eine zu den einen Schenkeln (13a) hin sich verjüngende Form haben.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (25) der Zugeinrichtung (14) eine konische Hüllfläche hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 6, dadurch gekennzeichnet daß das Mittel, für das Aufbringen einer Rückholkraft auf die Einspannbacken (13) aus O-Ringen (22) besteht, die in Nuten (21) in den Schenkeln (13a) der Einspannbacken (13) aufgenommen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 7, dadurch gekennzeichnet daß der Kopf (24) in einer im wesentlichen zur Längsrichtung der Zugeinrichtung (14) senkrechten Ebene einen radial am weitesten außen liegenden Teil aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 - 8, dadurch gekennzeichnet daß das Mittel, zu Verschiebung der Zugeinrichtung (14) aus einem Exzentermechanismus (18) besteht.