DE4134405A1 - Vorrichtung zum befestigen eines schneidwerkzeugs an einer schneidmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Schneidwerkzeugs an einer Schneidmaschine. Die Befestigungs­ vorrichtung ist in mancherlei Hinsicht ähnlich den Be­ festigungsvorrichtungen, die in den US-PSen 31 18 345, 33 13 024, 37 30 637, 47 58 122 und 49 06 147 offenbart sind.

Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung gewährleistet eine sichere Verriegelung des Werkzeugs an der Schneid­ maschine mit einer relativ großen axialen Haltekraft, wobei eine Schraubengewindereibungskraft die axiale Befestigungs­ kraft verstärkt. Das Werkzeug ist in eine axial sich er­ streckende Tasche in der Stirnfläche eines Halters aufge­ nommen, der einen Teil der Maschine bildet, wobei das Bajonettverschlußsystem mit einem geschraubten Zug (Klemm-) Mechanismus kombiniert ist, um das Werkzeug sicher gegen axialen Austritt aus der Tasche zu halten. Radiale und in Umfangsrichtung wirkende Kräfte werden von dem Werkzeug direkt auf den Halter übertragen. Axialkräfte werden von dem Werkzeug über den geschraubten Klemmechanismus auf den Halter übertragen, wobei dieser Klemmechanismus nur wegen der axialen Kräfte erforderlich ist.

Während der Befestigung des Werkzeugs an dem Halter wird eine Zugstange gedreht, wodurch ein Verriegelungsstift in eine Bajonettschlitzeinrichtung des Werkzeugs eintritt. Die Drehung der Zugstange bewegt den Stift in das Blind­ ende des Bajonettschlitzes, wonach ein Kopfstück eine Schraubenbewegung entlang der Zugstange ausführt, um den Verriegelungsstift axial so zu ziehen, daß eine axiale Klemmwirkung zwischen dem Werkzeug und dem Halter aufritt. Das Werkzeug hat einen konischen Schaft, der sich in dem Halter festkeilt, wodurch eine sehr feste Verbindung zwi­ schen dem Werkzeug und dem Halter geschaffen ist. Zur Ent­ riegelung des Werkzeuges von dem Halter wird die Zugstange in einer Umkehrrichtung gedreht, so daß das Kopfstück eine umgekehrte Schraubenbewegung entlang der Zugstange aus­ führt und der Verriegelungsstift eine axiale Kraft auf das Werkzeug ausübt, wodurch dieses von dem Halter gelöst wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs­ form sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen fragmentarischen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugbefestigungseinrichtung;

Fig. 2 eine fragmentarische Ansicht eines bau­ lichen Details der Befestigungsvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht in derselben Richtung wie Fig. 1, wobei jedoch die Befestigungs­ vorrichtung in einem anderen Zustand dar­ gestellt ist, und

Fig. 4 ein fragmentarischer Querschnitt entlang einer Linie 4-4 in Fig. 3.

Die Zeichnungen zeigen einen Halter 11 einer herkömmlichen Schneidmaschine. In der dargestellten Anordnung ist die Schneidmaschine eine Revolverdrehbank, und der Halter 11 ein stationärer, nicht-drehender Teil der Maschine. An seinem linken Ende hat der Halter 11 eine Tasche bzw. einen Fangraum 13 zur Aufnahme einer Werkzeuganordnung 15.

Die dargestellte Werkzeuganordnung 15 enthält einen Werk­ zeugkörper 16 und einen Werkzeugverbinder 17. Der Ver­ binder ist bei 18 in den Werkzeugkörper eingeschraubt, wo­ nach eine Einstellschraube 19 eingesetzt wird, um die Werk­ zeuganordnung fest zusammen zu halten. Für den vorliegenden Zweck bilden Werkzeugkörper 16 und Werkzeugverbinder 17 ein einziges Werkzeug, das zwischen einer verriegelten Position, in der es sicher in (an) dem Halter 11 befestigt ist, und einer unverriegelten Position bewegbar ist, in welcher es von dem Halter 11 getrennt ist. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Werkzeug­ verriegelungsmechanismus anzugeben, der schnell betätigbar ist, um das Werkzeug an dem Halter zu befestigen oder das Werkzeug von dem Halter freizugeben.

Von der Endfläche des Halters 11 steht ein Einstellstift 21 vor. Der Werkzeugkörper 16 hat ein passendes Loch in seiner Endfläche, welches den Stift 21 aufnehmen kann, um zu verhindern, daß das Werkzeug während des Verriegelungs- oder Entriegelungsvorganges relativ gegen den Halter 11 rotiert. Die Hauptverriegelungskraft wird von einer ko­ nischen Schaftfläche 22 an dem Werkzeugkörper 16 ausgeübt sowie einer passenden konischen Bohrungsfläche 24 an der Öffnung der Tasche 13 in dem Halter 11. Die geneigten Flächen 22 und 24 haben eine Kegelstumpfform mit gleichen Konuswinkeln von etwa 3°. Wenn die Werkzeuganordnung 15 axial in den Halter 11 gezogen wird, verriegeln sich die konischen Flächen miteinander in einem Keilzustand, wodurch die Werkzeuganordnung fest in dem Halter befestigt ist.

Eine drehbare Zugstange 27 erstreckt sich innerhalb des Halters 11 unabhängig drehbar um die Halteachse 29, wenn sich die Verriegelungsvorrichtung in dem Prozeß des Ver­ riegelns des Werkzeugs mit dem Halter 11 oder der Freigabe bzw. Entriegelung des Werkzeugs von dem Halter 11 befindet, wobei die Drehung der Zugstange in einer Richtung eine Werk­ zeugverriegelungswirkung hat und die Drehung der Zugstange in der entgegengesetzten Richtung eine Werkzeugfreigabe­ wirkung hervorruft.

Eine sechseckige Muffe bzw. Hülse 28 in der rechten End­ fläche der Zugstange kann ein sechseckiges Drehwerkzeug (Sechskantschlüssel) aufnehmen, um eine Drehbewegung der Zugstange hervorzurufen.

Wie Fig. 1 zeigt, erstreckt sich die Zugstange nach links durch eine axiale Bohrung 31 großen Durchmessers in dem Halter 1 in eine Verbindungsbohrung 33 eines verringerten Durchmessers zwischen der ersten Bohrung 31 und der Tasche 13. Die Verbindung zwischen den Bohrungen 31 und 33 bildet eine ringförmige radiale Schulter 35. Die Zugstange ist flotierbar innerhalb des Halters 11 befestigt, so daß sie innerhalb des Halters 11 drehbar und außerdem axial in Richtung auf die Tasche 13 zu und von dieser weg bewegbar ist.

Die Zugstange hat einen Abschnitt 39 großen Durchmessers und einen Abschnitt 41 kleinen Durchmessers. Eine Schrauben­ feder 43 umgibt den Abschnitt 41 der Zugstange zwischen einer Haltermutter 37 und einem Ring 45, der an der Zug­ stange gehalten ist, so daß eine nach links gerichtete Druckkraft auf den Zugstangenabschnitt 39 ausgeübt wird. Der Ring 45 sitzt drehbar gegen die radiale Fläche 47 der Zugstange, so daß die Zugstange drehen kann, ohne eine signifikante Drehverwindungskraft auf die Feder zu über­ tragen. Während einer Drehbewegung der Zugstange übt die radiale Fläche 47 eine drehende Gleitbewegung gegenüber dem Ring 45 aus.

An dem linken Ende ist die Zugstange in ein Innengewinde an einem Kopfelement 49 eingeschraubt. Ein radialer Ver­ riegelungsstift 51 erstreckt sich quer durch das Kopfelement und greift in Bajonettschlitze 53 eines ringförmigen Ab­ schnitts 54 des Werkzeugverbindungsabschnitts 17 ein. Eine Hülse 56 sitzt im Preßsitz auf dem ringförmigen Abschnitt 54.

Wie Fig. 1 zeigt, erstreckt sich der Verriegelungsstift 51 in der Papierebene quer zu den Bajonettschlitzen 53. Fig. 3 zeigt den Verriegelungsstift 51, der sich innerhalb der Bajonettschlitze erstreckt. Die Drehung der Zugstange dient als Antrieb zur Bewegung des Verriegelungsstiftes in eine Deckungsposition mit den Bajonettschlitzen. Wenn die Zug­ stange in eine Richtung dreht, in der der Verriegelungs­ stift 51 quer zur Papierebene liegt, bewegt die Feder 43 die Zugstange und das befestigte Kopfelement 49 nach links und zwingt den Stift 51 in die in Fig. 3 dargestellte Posi­ tion innerhalb der Bajonettschlitze.

Eine Hülse 57 ist drehbar (schwenkbar) innerhalb des Halters 11 befestigt und umgibt die Zugstange 27. Zwei axiale Schlitzabschnitte 59 sind in der Hülse ausgebildet, um die Enden eines radialen Verbindungsstifts 61 aufzunehmen, der sich durch die Zugstange erstreckt. Ein Umfangsschlitz­ abschnitt 63 ist mit jedem axialen Schlitzabschnitt 59 so verbunden, daß der Stift 61 sich in eine Position an den linken Enden der Schlitzabschnitte 59 bewegt, wenn die Zug­ stange sich in der Position gemäß Fig. 3 befindet, wie durch das Bezugszeichen 66 in Fig. 2 angedeutet ist. Jeder axiale Schlitzabschnitt 59und der damit verbundene Umfangsschlitz­ abschnitt 63 bilden einen L-förmigen Schlitz. Fig. 2 zeigt einen der L-förmigen Schlitze in durchgezogenen Linien. Der andere L-förmige Schlitz ist teilweise mit gestrichelten Linien dargestellt. Die zwei L-förmigen Schlitze sind gleich mit der Ausnahme, daß sich die Umfangsschlitzabschnitte in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, wobei dann, wenn der Stift 61 in der in Fig. 3 dargestellten Position ist, dieser drehbar um die Zugstangenachse 29 ist, so daß seine Enden sich frei innerhalb des Umfangsschlitzabschnitts 63 um eine begrenzte Drehstrecke drehen können. Wenn die Zug­ stange sich in der Position gemäß Fig. 1 befindet, erstreckt sich der Verbindungsstift 61 in die axialen Schlitzab­ schnitte 59, so daß die Hülse 57 und die Zugstange 27 als eine Einheit drehbar sind. Die Hülse 57 hat einen nach innen weisenden Flansch 65 in axialer Ausrichtung mit der Schulter 35 und der Zugstangenradialfläche 67.

Fig. 1 zeigt den unverriegelten Zustand der Vorrichtung, bei dem die Werkzeuganordnung 15 lose in die Tasche 13 ein­ gesetzt ist und die Feder 43 zusammengedrückt ist. Um eine Verriegelungswirkung hervorzurufen, wird die Zugstange 27 so gedreht, daß der Verriegelungsstift 51 mit den Bajonett­ schlitzen 53 übereinstimmt. Die Feder 43 bewegt dann die Zugstange und das Kopfelement 49 nach links, so daß der Stift 51 in die Bajonettschlitze wandert (wie Fig. 3 zeigt).

Die weitere Drehung der Zugstange bewirkt, daß der Stift 51 in die Blindenden 65 der Bajonettschlitze eintritt, wobei zu diesem Zeitpunkt der Verbindungsstift 61 sich in der Position befindet, die durch das Bezugszeichen 66 bezeichnet ist (Fig. 2). Wenn der Verriegelungsstift 51 die Blindenden der Bajonettschlitze erreicht, beendet das Kopfelement 49 den Drehvorgang (da der Stift 21 eine wei­ tere Drehung der Werkzeuganordnung verhindert). Die Zug­ stange 27 fährt jedoch fort, zu rotieren, so daß das Kopf­ element 49 sich geringfügig nach rechts verlagert wegen seiner Gewindeverbindung mit der Zugstange. Die Gewinde­ wirkung erzeugt einen Druckeingriff zwischen der konischen Schaftfläche 22 des Werkzeugs und der konischen Bohrungs­ fläche 24 des Halters 11. Zur gleichen Zeit bewirkt die Gewindewirkung, daß die Zugstange 27 etwas nach links ge­ zogen wird, so daß der Hülsenflansch 68 zwischen der Schulter 35 und der Zugstangenradialfläche 67 eingeklemmt wird. Dieser Preßvorgang bringt die Zugstange allmählich in eine Halteposition.

Die Hülse 57 und ihrer radialer Flansch 68 haben einen Preß­ kontakt mit der Fläche 35, wodurch die Anordnung in einen Werkzeugklemmzustand versetzt wird, in dem das Werkzeug in einem axialen Druckeingriff mit der konischen Fläche 24 steht. Die konischen Flächen zentrieren das Werkzeug rela­ tiv zu dem Halter 11.

Zur Entriegelung wird die Zugstange in Umkehrrichtung ge­ dreht. Anfänglich bewegt sich der Verbindungsstift 61 aus den axialen Schlitzabschnitten 59 in die Umfangsschlitz­ abschnitte 63, wobei gleichzeitig das Kopfelement 49 eine leichte nach links gerichtete Abschraubwirkung auf das Zugstangengewinde ausübt, um den Anpreßdruck der Flächen 35 und 67 auf den Hülsenflansch 68 zu verringern. Die Schlitzabschnitte 63 lassen die Zugstange um eine geringe Strecke drehen, ohne das Kopfelement 49 zu drehen. Wenn der Anpreßdruck auf den Hülsenflansch 68 verringert ist, wird das Kopfelement 49 gedreht, so daß der Stift 51 aus den Umfangsabschnitten der Bajonettschlitze 53 in die axialen Abschnitte der Bajonettschlitze bewegt wird (wie in Fig. 4 dargestellt ist). Die Werkzeuganordnung 16 kann drehen (wegen der Wirkung des Stiftes 21), weshalb eine Umkehrdrehung der Zugstange 27 bewirkt, daß das Kopfele­ ment 49 teilweise von der Zugstange abgeschraubt wird. Das Kopfelement wandert in Fig. 3 nach links, wodurch der Stift 51 das Werkzeug von dem Halter 11 wegdrückt. Die Ab­ schraubbewegung des Kopfelementes 49 entlang der Zugstange 27 wirkt als zwangsweise Kraft, die die konischen Flächen 22 und 24 voneinander trennt.

Die Schraubverbindung zwischen dem Kopfelement 49 und der Zugstange 27 hat einen mechanischen Vorteil, indem eine relativ kleine Verdrehkraft (aufgebracht auf die Hülse 28) eine relativ starke Verriegelungs/Entriegelungskraft zwi­ schen den geneigten Flächen 22 und 24 hervorrufen kann.

Die Zeichnungen zeigen die Bajonettschlitze an der Werk­ zeuganordnung 15 und den Verriegelungsstift 51 an dem Kopfelement 49. Es kann jedoch auch die umgekehrte An­ ordnung verwendet werden, d. h. der Verriegelungsstift kann der Werkzeuganordnung angeformt sein, während sich die Bajonettschlitze an dem Kopfelement befinden. Hierzu sind einige konstruktive Änderungen erforderlich.

Claims (11)

1. Schneidmaschine, gekennzeichnet durch einen Werkzeughalter (11) mit einer Werkzeugaufnahmetasche (13), in die ein Werkzeug (15) einsetzbar ist, eine dreh­ bare Zugstange (27), die sich innerhalb des Halters er­ streckt, eine Federeinrichtung (43), die die Zugstange axial in Richtung der Tasche drückt, ein Kopfelement (49) mit einer Gewindeverbindung auf der Zugstange in dem Raum zwischen der Federeinrichtung und der Tasche, einen radialen Verriegelungsstift (51) an dem Kopfelement oder an dem Werk­ zeug, während das andere dieser Elemente einen Bajonett­ schlitz hat, wobei die Feder bewirkt, daß der Verriegelungs­ stift in dem Bajonettschlitz angeordnet wird und der Gewinde­ eingriff zwischen dem Kopfelement und der Zugstange die Wirkung hat, daß beim Eingreifen des Verriegelungsstiftes in den Bajonettschlitz die Zugstange und das Kopfelement gemeinsam drehbar sind, bis der Verriegelungsstift in das Blindende des Bajonettschlitzes eingreift, wonach der Kopf­ abschnitt aufhört zu drehen, während die Zugstange die Drehung fortsetzt, so daß der Gewindeeingriff zwischen dem Kopfelement und der Zugstange einen axialen Druckein­ griff zwischen dem Werkzeug und dem Halter hervorruft.

2. Schneidmaschine, gekennzeichnet durch einen Werkzeughalter (11) mit einer Werkzeugaufnahmetasche (13) mit einer Taschenöffnungsfläche, durch die ein Werk­ zeug (15) in die Tasche einsetzbar ist, eine drehbare Zug­ stange (27), die sich innerhalb des Halters erstreckt, eine Federeinrichtung (43), die die Zugstange axial in Richtung der Tasche beaufschlagt, ein Kopfelement (49) in einer Gewindeverbindung mit der Zugstange in dem Raum zwischen der Federeinrichtung und der Tasche, wobei das Kopfelement einen radialen Verriegelungsstift (51) auf­ weist und der Werkzeughalter entgegengesetzt gerichtete Bajonettschlitze hat und die Federwirkung der Federeinrich­ tung es ermöglicht, daß der Verriegelungsstift sich in die Bajonettschlitze bewegt, wobei der Gewindeeingriff zwischen demKopfelement und der Zugstange bewirkt, daß bei Eingriff des Verriegelungsstiftes in die Bajonettschlitze die Zug­ stange und das Kopfelement gemeinsam in einer Richtung dreh­ bar sind, bis der Verriegelungsstift die Blindenden der Bajo­ nettschlitze erreicht, wonach das Kopfende zu drehen auf­ hört, während die Zugstange weiter dreht, so daß der Gewinde­ eingriff zwischen dem Kopfelement und der Zugstange einen axialen Druckeingriff zwischen dem Werkzeug und der Taschen­ öffnungsfläche hervorruft, und wobei die Zugstange in der entgegengesetzten Richtung drehbar ist, um so das Kopfele­ ment in Richtung des Werkzeugs zu bewegen, wodurch der Ver­ riegelungsstift das Werkzeug außer Eingriff mit der Taschen­ öffnungsfläche zwängt.

3. Schneidmaschine nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch eine Hülseneinrichtung (57) zwischen der Zugstange und dem Werkzeughalter zur Erleich­ terung der Drehentriegelungsbewegung der Zugstange.

4. Schneidmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülseneinrichtung (57) eine drehbare Hülse aufweist, die zwischen dem Halter (11) und der Zugstange (27) angeordnet ist und die letztere umfaßt, daß die Hülse einen Umfangsschlitz (63) aufweist und daß die Zugstange (27) ein radiales Verbindungselement (61) aufweist, das sich in den Umfangsschlitz erstreckt.

5. Schneidmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülseneinrichtung eine dreh­ bare Hülse (57) innerhalb des Halters aufweist, die die Zugstange (27) umfaßt, daß die Hülse einen axialen Schlitz (59) und einen Umfangsschlitz (63), der sich von dem axialen Schlitz erstreckt, aufweist, daß die Hülse ferner einen nach innen gerichteten Flansch (68) hat, während die Zugstange und der Halter radiale Schultern (35, 67) aufweisen, die axial auf den nach innen gerichteten Flansch (68) ausge­ richtet sind, daß die Zugstange ein radiales Verbindungs­ element hat, daß sich in den axialen Schlitz erstreckt, so daß die Hülse mit der Zugstange drehen kann, bis der Gewinde­ eingriff zwischen dem Kopfelement und der Zugstange eine axiale Preßwirkung der radialen Schultern auf den Hülsen­ flansch hervorruft.

6. Schneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Verbindungselement ein kreisförmiger Stift (61) ist.

7. Schneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange einen Abschnitt großen Durchmessers und einen Abschnitt kleinen Durchmessers hat und daß die Federeinrichtung eine in axialer Richtung sich erstreckende Schraubenfeder (43) ist, die den Abschnitt kleinen Durchmessers der Zugstange umfaßt.

8. Schneidmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt großen Durch­ messers der Zugstange zwei entgegengesetzt gerichtete radiale Flächen bildet, von denen eine axial auf den Hülsen­ flansch (68) ausgerichtet ist, um darauf eine Preßkraft auszuüben.

9. Schneidmaschine nach Anspruch 8, ferner gekennzeichnet durch einen ringförmigen Federsitz (45), der drehbar gegenüber der anderen radialen Fläche auf der Zugstange (27) sitzt, so daß die Zugstange rotieren kann, ohne eine Drehkraft auf die Schraubenfeder zu über­ tragen.

10. Schneidmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsfläche der Tasche (13) eine Kegelstumpfform hat und daß das Werkzeug (15) einen konischen Schaft hat, der mit der Öffnungsfläche in einem selbst-zentrierenden Verriegelungszustand überein­ stimmt.

11. Schneidmaschine, gekennzeichnet durch einen Werkzeughalter (11) mit einer freiliegenden Fläche, einen Tascheneinsatz (13) in der freiliegenden Fläche zur Bildung einer konischen Öffnungsfläche, eine axiale Bohrung großen Durchmessers in dem Halter im Abstand von der Tasche zur Bildung einer radialen Schulter, eine Verbindungsbohrung verringerten Durchmessers, die sich durch den Halter zwischen der Tasche und der radialen Schulter erstreckt, ein Werkzeug (15), das axial in die Tasche einsetzbar ist, wobei der Werkzeughalter einen konischen Schaft hat, der an der ko­ nischen Öffnungsfläche anliegen kann, eine drehbare Zug­ stange (27), die sich durch die axiale Bohrung in die Ver­ bindungsbohrung erstreckt, eine Federeinrichtung (43), die die Zugstange in Richtung der Tasche beaufschlagt, ein Kopfelement (49) mit einer Gewindeverbindung auf der Zug­ stange zur schwebenden Anordnung mit der Verbindungsbohrung, wobei das Kopfelement einen radialen Verriegelungsstift (51) und das Werkzeug entgegengesetzt gerichtete Bajonett­ schlitze aufweist, und die Federwirkung der Federeinrichtung den Verriegelungsstift in die Bajonettschlitze wandern läßt, eine drehbare Hülse (57) innerhalb der axialen Bohrung, die die Zugstange umfaßt und einen axialen Schlitz und einen Um­ fangsschlitz aufweist, der sich von dem axialen Schlitz er­ streckt, sowie einen radialen Flansch (68) in der Nähe der radialen Schulter, wobei die Zugstange ein radiales Ver­ bindungselement (61) hat, das sich in den axialen Schlitz erstreckt, so daß die Hülse mit der Zugstange drehbar ist, wobei das Kopfelement auf die Zugstange aufgeschraubt ist, so daß dann, wenn der Verriegelungsstift in die Bajonett­ schlitze eingreift, die Zugstange und das Kopfelement ge­ meinsam drehbar sind, bis der Verriegelungsstift die Blind­ enden der Bajonettschlitze erreicht, wonach das Kopfelement aufhört zu rotieren, während die Zugstange weiter dreht, wobei durch die Gewindewirkung zwischen dem Kopfelement und der Zugstange der Verriegelungsstift axial bewegt wird und einen Druckeingriff zwischen dem konischen Schaft und der konischen Öffnungsfläche hervorruft, und wobei ferner die Zugstange so drehbar ist, daß das radiale Verbindungs­ element in den zugehörigen Umfangsschlitz wandert, wobei die Schraubenwirkung zwischen dem Kopfelement und der Zug­ stange die Hülse zwischen der radialen Schulter und der Zugstange festpreßt.