DE4308500A1 - Werkzeughalter für eine Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeughalter für eine Werkzeugmaschine, mit einer Kühlung und einem im Werkzeughalter befestigbaren Aufnahmeeinsatz zur Werkzeugaufnahme.

Es ist bekannt, einen Aufnahmeeinsatz zur Aufnahme eines Werkzeugs in einem Werkzeugkopf radial zu spannen. Diese Maßnahme wirkt sich für den Aufnahmeeinsatz nachteilig aus, weil er sich verspannt und Werkzeuge deshalb nicht mehr problemlos eingesetzt und ausgewechselt werden können.

Bei spanabhebender Bearbeitung ist in der Regel Kühlung notwendig, für die Kühlmittelflüssigkeit eingesetzt wird. Letztere wird im Werkzeughalter in Kanälen bis zum Bearbeitungsort, zum Beispiel an die Schneide eines Drehmeißels, geführt. Hierzu sind Leitungen zur Zuführung von Kühlmittel bei Bearbeitungsmaschinen üblich. Sie wirken sich nachteilig auf den automatischen Betrieb aus, weil sie von Hand entfernt werden müssen, bevor ein Werkzeug ausgetauscht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter für eine Werkzeugmaschine zu schaffen, bei dem der Aufnahmeeinsatz für die Werkzeuge spannungsfrei und verdrehsicher im Werkzeugkopf des Werkzeughalters gelagert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß eine Befestigung des Aufnahmeeinsatzes im Werkzeugkopf des Werkzeughalters in einer Weise sichergestellt ist, bei welcher der Aufnahmeeinsatz keinerlei Verspannungen erleidet. Hierdurch ist ein stets problemloses Einsetzen bzw. Auswechseln von Werkzeugen gegeben ist. Geschickte Kühlmittelführung im Werkzeugkopf beeinträchtigt nicht die erwähnten Vorteile. Eine verstellbare und erforderlichenfalls verschließbare Kühlmitteldüse für das Kühlmittel ermöglicht auch eine Außenkühlung am Bearbeitungsort.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in auseinandergezogener Darstellung und im Schnitt einen Werkzeughalter, einen Aufnahmeeinsatz und eine Kühlmitteldüse,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Werkzeughalter gemäß Fig. 1 mit eingesetztem Aufnahmeeinsatz,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Kühlmitteldüse, gegenüber der Darstellung in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters mit zweifacher Werkzeugaufnahme.

Ein Werkzeughalter 1 (Fig. 1, 2) umfaßt im wesentlichen einen Grundkörper 4, eine Kühlmitteldüse 30 und einen Aufnahmeeinsatz 2. Der Werkzeughalter 1 ist so gestaltet, daß in einem Werkzeugkopf 21 der Aufnahmeeinsatz 2 spielfrei gelagert ist.

Für die Kühlmittelführung endet ein Zulauf 5 im Grundkörper 4 in einer Ringnut 6 an der Mantelfläche 22 des Aufnahmeeinsatzes 2.

Zur Befestigung des Aufnahmeeinsatzes 2 im Werkzeugkopf 21 des Werkzeughalters 1 ist am Aufnahmeeinsatz 2 stirnseitig mindestens eine Bohrung 16 (Fig. 1, 2) zum Eindrehen einer am Werkzeugkopf 21 gefesselten Schraube 17 vorgesehen. Durch die bezogen auf den Aufnahmeeinsatz 2 stirnseitige Anordnung der Schraube 17 wird eine spannungsfreie Befestigung des Aufnahmeeinsatzes 2 in dem Werkzeugkopf 21 erreicht.

Zur Sicherung gegen Verdrehen des Aufnahmeeinsatzes 2 im Werkzeugkopf 21 ist im Aufnahmeeinsatz 2 stirnseitig mindestens eine Bohrung 14 zur Aufnahme eines vom Werkzeugkopf 21 her eingetriebenen Paßstifts 15 vorgesehen.

Der Aufnahmeeinsatz 2 hat auf seiner Mantelfläche 22 einen oder mehrere Einstiche 13. Bei einem Ausführungsbeispiel haben die Einstiche 13 jeweils eine Tiefe von etwa 5/10 mm und eine Breite von etwa 5/10 mm.

Die Einstiche 13 dienen der Bevorratung eines an sich bekannten Kapillarklebers. Er wird vor dem Einführen des Aufnahmeeinsatzes 2 in den Werkzeugkopf 21 in den Einstich bzw. die Einstiche 13 eingefüllt. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Toleranz zwischen Außendurchmesser des Aufnahmeeinsatzes 2 und Innendurchmesser des Werkzeugkopfs 21 etwa 2 µm beträgt, verteilt sich der Kapillarkleber nach dem Einschieben des Aufnahmeeinsatzes 2 in den Werkzeugkopf 21 auf der gesamten Mantelfläche 22 des Aufnahmeeinsatzes 2 aufgrund kapillarer Effekte.

Der Schaft 3 eines Werkzeugs 20 wird soweit in einen Raum 12 des Aufnahmeeinsatzes 2 in Richtung eines Pfeils 19 (Fig. 1) eingeschoben, bis eine im Aufnahmeeinsatz 2 angeordnete Spannschraube 11 in eine im Schaft 3 vorgesehene Senke 10 eingeschraubt werden kann. Durch die Spannschraube 11 wird der Schaft 3 gegen die Wandung des Aufnahmeeinsatzes 2 gedrückt und durch die Wandungen der Senke 10 ausgerichtet.

Das für den Bearbeitungsvorgang notwendige Kühlmittel wird über den im Grundkörper 4 angeordneten Zulauf 5 der Ringnut 6 zugeführt. Letztere steht über einen nach innen führenden Kanal 7 mit einem Raum 8 fluidmäßig in Verbindung. Im Raum 8 sammelt sich das Kühlmittel und strömt von dort über einen Kanal 9 des Schafts 3 zum Werkzeug.

Eine neben dem Aufnahmeeinsatz 2 angeordnete Kühlmitteldüse 30 (Fig. 1, 2) unterstützt die für den Bearbeitungsvorgang notwendige Kühlung.

Die Kühlmitteldüse 30 (Fig. 3) umfaßt im wesentlichen in einer Bohrung 34 eine kugelförmige Schwenkdüse 33, die auf einem O-Ring 36 gelagert ist, und vor der eine Ringmutter 37 in die Bohrung 34 eingedreht ist. Die kugelförmige Schwenkdüse 33 ist in Richtung eines Pfeils 39 und entgegen dieser Richtung verschwenkbar. Die Ringmutter 37 kann durch ein Werkzeug verdreht werden, das mit Nuten 38 in der Ringmutter 37 in Eingriff gebracht werden kann. Die Ringmutter 37 drückt je nach ihrer Einschraubtiefe die Schwenkdüse 33 mehr oder weniger stark gegen den O-Ring 36. Dadurch wird die Bremswirkung verstellt, die der O-Ring 36 auf die Schwenkdüse 33 ausübt.

Das Kühlmittel für die Kühlmitteldüse 30 wird ebenfalls über den Zulauf 5 sowie einen mit diesem fluidmäßig verbundenen Kanal 31 der Kühlmitteldüse 30 zugeführt. Die Schwenkdüse 33 hat einen Kanal 35. Die strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Kanal 31 und der kugelförmigen Schwenkdüse 33 stellt ein Kanal 32 her. Dieser hat einen ausreichend großen Durchmesser, so daß sich die kugelförmige Schwenkdüse 33 frei verschwenken läßt. Dementsprechend kann das Kühlmittel jeden gewünschten Ort erreichen.

Wird eine zusätzliche Außenkühlung nicht benötigt, wird die Schwenkdüse 33 so weit verschwenkt, daß ihre Seitenwandung die Bohrung 34 verschließt. Es tritt kein Kühlmittel aus.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 4) eines Werkzeughalters 41 für eine Werkzeugmaschine ist ein Aufnahmeeinsatz 52 vorgesehen, der das Einsetzen von Schäften 63, 64 der Werkzeuge von zwei Seiten her ermöglicht. Ein solcher Aufnahmeeinsatz 52 ist auf seiner Mantelfläche mit einem oder mehreren Einstichen 53 versehen. Die Einstiche 53 dienen der Bevorratung eines Kapillarklebers. Er wird vor dem Einführen des Aufnahmeeinsatzes 52 in den Werkzeugkopf 51 in den Einstich bzw. die Einstiche 53 gegeben. Weil auch hier die Toleranz zwischen Außendurchmesser des Aufnahmeeinsatzes 52 und Innendurchmesser des Werkzeugkopfs 51 nur etwa 2 µm beträgt, verteilt sich der Kapillarkleber nach dem Einschieben des Aufnahmeeinsatzes 52 in den Werkzeugkopf 51 auf der gesamten Mantelfläche des Aufnahmeeinsatzes 52 aufgrund kapillarer Effekte.

Zur zusätzlichen Sicherung des Aufnahmeeinsatzes 52 im Werkzeugkopf 51 des Werkzeughalters 41 sind im Aufnahmeeinsatz 52 eine oder mehrere Bohrungen 44 zur Aufnahme eines vom Werkzeugkopf 51 her eingetriebenen Paßstifts 45 vorgesehen.

Die Kühlmittelführung erfolgt über einen Zulauf 55 in Richtung von Pfeilen 56 und 57.

Aus Gründen ausreichender Schwingungsdämpfung besteht der Werkzeughalter 1 bzw. 41 vorzugsweise aus Grauguß.

Claims (13)

1. Werkzeughalter für eine Werkzeugmaschine, mit einer Kühlung und einem im Werkzeughalter befestigbaren Aufnahmeeinsatz zur Werkzeugaufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Aufnahmeeinsatzes (2) im Werkzeugkopf (21) des Werkzeughalters (1) am Aufnahmeeinsatz (2) stirnseitig mindestens eine Bohrung (16) zum Eindrehen einer am Werkzeugkopf (21) gefesselten Schraube (17) vorgesehen ist.

2. Werkzeughalter für eine Werkzeugmaschine, mit einer Kühlung und einem im Werkzeughalter befestigbaren Aufnahmeeinsatz zur Werkzeugaufnahme, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixierung des Aufnahmeeinsatzes (52) im Werkzeugkopf (51) des Werkzeughalters (41) eine oder mehrere radiale Bohrungen (44) zur Aufnahme von vom Werkzeugkopf (51) her eingetriebenen Paßstiften (45) dienen.

3. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Mantel des Aufnahmeeinsatzes (2; 52) ein oder mehrere Einstiche (13; 53) für die Zuführung eines Kapillarklebers vorgesehen sind.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mantelfläche des Aufnahmeeinsatzes (2) zur Zuführung eines Kühlmediums eine Ringnut (6) vorgesehen ist, die zu gleichem Zweck mit mindestens einem Kanal (7) und einem Raum (8) im Inneren des Aufnahmeeinsatzes (2) strömungsmäßig in Verbindung steht.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei in den Werkzeugkopf (21) eingesetztem Aufnahmeeinsatz (2) die Ringnut (6) mit einem Zulauf (5) im Werkzeugkopf (21) fluchtet und mit ihm strömungsmäßig in Verbindung steht.

6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ringnut (6) größer als die lichte Weite des Zulaufs (5) für das Kühlmedium ist.

7. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (7) quer zur Symmetrieachse des Aufnahmeeinsatzes (2) angeordnet sind.

8. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicherung gegen Verdrehen des Aufnahmeeinsatzes (2) im Werkzeugkopf (21) im Aufnahmeeinsatz (2) stirnseitig mindestens eine Bohrung (14) zur Aufnahme eines vom Werkzeugkopf (21) her eingetriebenen Paßstifts (15) vorgesehen ist.

9. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlmitteldüse (30) vorgesehen ist.

10. Werkzeughalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmitteldüse (30) eine in einer Bohrung (34) im Werkzeugkopf (21) gelagerte Schwenkdüse (33) umfaßt.

11. Werkzeughalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkdüse (33) auf einem in der Bohrung (34) sitzenden O-Ring (36) verschwenkbar gelagert ist und in funktionaler Verbindung mit einer Ringmutter (37) steht, welche die Schwenkdüse (33) je nach Einschraubtiefe der Ringmutter (37) mehr oder weniger stark gegen den O-Ring (36) drückt.

12. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (1; 41) aus Grauguß besteht.

13. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeeinsatz (2; 52) aus gehärtetem Stahl besteht.