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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugverlängerer und
eine Werkzeuganordnung und insbesondere einen Werkzeugverlängerer und eine
Werkzeuganordnung mit Führungseinrichtungen
zur Erhöhung
der Stabilität
des Werkzeugs in Bezug auf den Werkzeugverlängerer.
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Hintergrund
und Zusammenfassung
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Eine
Technik zum Befestigen von Werkzeugspitzen, wie etwa Bohrerspitzen
oder Fräseinsätzen, wie
etwa Fräseinsätzen mit
Kugelspitzenende, an Spannfuttern von Bohrpressen oder Fräsmaschinen
ist es, ein mit innerem Gewinde versehenes Spannfutter und ein mit äußerem Gewinde
versehenes Werkzeug bereitzustellen, das mit dem Innengewinde des
Spannfutters zusammenpaßt.
Das U.S. Patent Nr. 756,377 beschreibt ein Spannfutter für Gesteinsbohrmaschinen,
das ein mit einem Innengewinde versehenes verjüngtes Loch hat, das eine Trennmutter
aufnimmt, die eine Werkzeugspitze befestigen kann, wenn sie in das
Spannfutter eingeschraubt wird. Ein Nachteil dieses in dem U.S.
Patent Nr. 756,377 beschriebenen Vorrichtungstyps ist, daß Kräfte auf
die Werkzeugspitze über
die Trennmutter auf die Gewinde übertragen
werden können
und die Gewinde beschädigen
können,
was das Ersetzen der Trennmutter und des Spannfutters erforderlich macht.
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Einstellbare
Spannfutter sind heutzutage üblich
und typischerweise imstande, eine Bandbreite von Werkzeugspitzenschaften
unterschiedlicher Durchmesser einzuklemmen. Jedoch sind bestimmte einstellbare
Spannfutter nicht ideal für
das Einklemmen aller Schafte geeignet. So stellt zum Beispiel Sandvik
AB, Sandviken, Schweden, CAPTO-Werkzeuge her, bei denen eine polygonale
Spannfutteröffnung
ideal für
das Einklemmen polygonaler Schafte geeignet ist. Werkzeugspitzen,
die übliche
zylindrische Schafte haben, erfreuen sich nicht vollständig der
Vorteile des CAPTO-Systems. Es ist wünschenswert, Werkzeugnutzer
mit einer Alternative auszustatten, um alle ihre Werkzeuge zugunsten
einer Verwendung mit neuen Werkzeughaltersystemen zu ersetzen.
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Die
DE 89 02 134 U1 zeigt
einen Werkzeugverlängerer
und eine Werkzeuganordnung mit einem Werkzeug einschließlich eines
ersten und eines zweiten Endes, einem arbeitenden Abschnitt für die Durchführung eines
Arbeitsvorgangs an einem Werkstück,
der sich an dem ersten Ende befindet und eines Schaftes, der sich
von dem arbeitenden Abschnitt aus zu dem zweiten Ende erstreckt,
wobei der Schaft einen mit äußerem Gewinde
versehenen Abschnitt und einen Führungsabschnitt
einschließt,
die aufeinanderfolgend in einer Richtung weg von dem arbeitenden
Abschnitt angeordnet sind, einem Werkzeugverlängerer einschließlich eines
ersten Endes und eines zweiten Endes, wobei der Werkzeugverlängerer eine
im wesentlichen zylindrische Bohrung einschließt, in welcher der Schaft aufnehmbar
ist, wobei die Bohrung einen mit innerem Gewinde versehenen Abschnitt
zum Zusammenpassen mit dem mit äußerem Gewinde
versehenen Abschnitt und einen inneren Führungsabschnitt einschließt, die
aufeinanderfolgend in Richtung auf das zweite Ende des Werkzeugverlängerers
hin angeordnet sind, und dem Werkzeug und dem Werkzeugverlängerer,
die so geformt sind, daß,
wenn der mit innerem Gewinde versehene Abschnitt und der mit äußerem Gewinde
versehene Abschnitt zusammengebracht sind, der Führungsabschnitt in der Nähe des inneren
Führungsabschnitts
der Bohrung angeordnet ist.
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Die
vorliegende Erfindung gestattet es Werkzeugnutzern, bestehende Werkzeuganschlüsse mit neuen
Werkzeughaltersystemen zu verwenden. Darüber hinaus gestattet es die
vorliegende Erfindung, in Bezug auf Spannfutter in einer genauen
Weise befestigt zu werden, die die Möglichkeit minimiert, daß die Werkzeuge
in Relation zu einer Drehachse der Werkzeuge verlagert werden. Weiterhin
erlaubt die vorliegende Erfindung die Verwendung von Werkzeugen
mit Gewinden zusammen mit Werkzeughaltern, die über Gewinde verfügen, wobei
das Potential der Beschädigung
der Gewinde minimiert wird.
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Entsprechend
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeugverlängerer und eine Werkzeuganordnung
bereitgestellt. Das Werkzeug schließt ein erstes und ein zweites
Ende, einen arbeitenden Abschnitt für die Durchführung eines
Arbeitsvorgangs an einem Werkstück,
der sich an dem ersten Ende befindet und einen Schaft ein, der sich
von dem arbeitenden Abschnitt aus zu dem zweiten Ende erstreckt.
Der Schaft schließt
eine Muffe, einen ersten Führungsabschnitt,
einen mit äußerem Gewinde
versehenen Abschnitt und einen zweiten Führungsabschnitt ein, die aufeinanderfolgend
in einer Richtung weg von dem arbeitenden Abschnitt angeordnet sind.
Der Werkzeugverlängerer
schließt ein
erstes und ein zweites Ende ein. Der Werkzeugverlängerer schließt eine
im wesentlichen zylindrische Bohrung ein, in welcher der Schaft
bis zu der Muffe aufnehmbar ist, wobei die Muffe an eine vordere
Kante des Werkzeugverlängerers
an dem ersten Ende anstößt. Die
Bohrung schließt
einen ersten inneren Führungsabschnitt,
einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt zum Zusammenpassen mit dem
mit Außengewinde
versehenen Abschnitt und einen zweiten inneren Führungsabschnitt ein, die aufeinanderfolgend
in Richtung auf das zweite Ende des Werkzeugverlängerers hin angeordnet sind.
Das Werkzeug und der Werkzeugverlängerer sind so geformt, daß, wenn
die Muffe an die vordere Kante des Werkzeugverlängerers anstößt und der
mit Innengewinde versehene Abschnitt und der mit Außengewinde
versehene Abschnitt zusammengebracht sind, der erste Führungsabschnitt
und der zweite Führungsabschnitt
in der Nähe
des ersten inneren Führungsabschnitts
und des zweiten inneren Führungsabschnitts
der Bohrung angeordnet sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden gut durch
Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit
den Zeichnungen verständlich,
in welchen gleiche Ziffern ähnliche
Elemente anzeigen und in denen
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1A eine seitliche, teilweise
Querschnittsansicht eines Werkzeugverlängerers und einer Werkzeuganordnung
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist,
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1B eine seitliche Querschnittsansicht des
Werkzeugverlängerers
von 1A ist,
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1C eine seitliche Ansicht
des Werkzeugs von 1A ist,
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2A eine seitliche, teilweise
Querschnittsansicht eines Werkzeugverlängerers und einer Werkzeuganordnung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist,
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2B eine seitliche Querschnittsansicht des
Werkzeugverlängerers
von 2A ist, und 2C eine seitliche Ansicht
des Werkzeugs von 2A ist.
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Detaillierte
Beschreibung
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In 1A wird eine Anordnung mit
einem Werkzeugverlängerer 21 und
einem Werkzeug 23 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die 1B und 1C zeigen
den Werkzeugverlängerer 21 beziehungsweise
das Werkzeug 23. Das Werkzeug 23 schließt ein erstes und
ein zweites Ende 25 beziehungsweise 27 ein. Ein
arbeitender Abschnitt 29 zur Durchführung eines Arbeitsvorgangs
an einem Werkstück
befindet sich an dem ersten Ende 25 des Werkzeugs, und
ein Schaft 31 erstreckt sich von dem arbeitenden Abschnitt
zu dem zweiten Ende 27. Der Schaft 31 schließt eine
Muffe 33, einen ersten Führungsabschnitt 35,
einen mit äußerem Gewinde
versehenen Abschnitt 37 und einen zweiten Führungsabschnitt 39 ein,
die aufeinanderfolgend in einer Richtung weg von dem arbeitenden
Abschnitt 29 zu dem zweiten Ende 27 des Werkzeugs 23 hin
angeordnet sind. Das Werkzeug 23 ist bevorzugt ein sich
drehendes Werkzeug, wie etwa ein Bohr- oder ein Fräswerkzeug.
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Der
Werkzeugverlängerer 21 oder
Werkzeugadapter, schließt
auch ein erstes Ende 41 und ein zweites Ende 43 ein.
Der Werkzeugverlängerer 21 ist
bevorzugt zumindest teilweise rohrförmig und schließt bevorzugt
eine im wesentlichen zylindrische Bohrung 45 ein, in welcher
der Schaft 31 bis zu der Muffe 33 aufnehmbar ist.
Die Bohrung 45 schließt
einen ersten inneren Führungsabschnitt 49,
einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt 51 für das Zusammenpassen
mit dem mit Außengewinde
versehenen Abschnitt 37 und einen zweiten inneren Führungsabschnitt 53 ein,
die aufeinanderfolgend in Richtung auf das zweite Ende 43 des
Werkzeugverlängerers 21 hin
angeordnet sind. Der Werkzeugverlängerer 21 ist bevorzugt
darauf angepaßt,
in dem Spannfutter einer Maschine, wie etwa einem Bohrer oder einem
Fräser
befestigt zu werden und kann jede geeignete Ausgestaltung für die Befestigung
an dem zweiten Ende 43 des Werkzeugverlängerers haben. Zum Beispiel
kann das zweite Ende 43 für die Befestigung in einem
speziellen Spannfutter geeignet sein, welches nicht das zweite Ende 27 des
Werkzeugs 23 akzeptiert oder für welches das zweite Ende des Werkzeugs
nicht so ideal geformt ist wie das zweite Ende des Werkzeugverlängerers.
Der Werkzeugverlängerer 21 und
die Werkzeuganordnung 23 entsprechend der vorliegenden
Erfindung beseitigen die Notwendigkeit, eine Sammlung ansonsten
brauchbarer Werkzeuge zu ersetzen, wenn zum Beispiel eine mit den
Werkzeugen nutzbare Bohrpresse durch eine neue Bohrpresse ersetzt
wird, die einen anderen Stil oder ein anderes Spannfutter hat.
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Das
Werkzeug 23 und der Werkzeugverlängerer 21 sind so
geformt, daß,
wenn die Muffe 33 an die vordere Kante 47 des
Werkzeugverlängerers
anstößt und der
mit Innengewinde versehene Abschnitt 51 und der mit Außengewinde
versehene Abschnitt 37 zusammengebracht sind, der erste
Führungsabschnitt 35 und
der zweite Führungsabschnitt 39 in
der Nähe
des ersten inneren Führungsabschnitts 49 und des
zweiten inneren Führungsabschnitts 53 der
Bohrung 45 angeordnet sind. Die äußeren Durchmesser des ersten
und zweiten Führungsabschnitts 35 und 39 sind
bevorzugt im wesentlichen gleich groß oder geringfügig kleiner
als die inneren Durchmesser des ersten und zweiten inneren Führungsabschnitts 49 beziehungsweise 53,
so daß die
ersten und zweiten Führungsabschnitte
axial und drehbar in Bezug auf die ersten und zweiten inneren Führungsabschnitte beweglich
sind, jedoch mit minimalem Spiel.
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Die
Muffe 33 befindet sich auf dem Schaft 31 bevorzugt
in einem solchen Abstand zu dem mit Außengewinde versehenen Abschnitt 37,
daß, wenn
die Muffe an die vordere Kante 47 des Werkzeugverlängerers 21 anstößt, der
mit Außengewinde
versehene Abschnitt nicht vollständig
in den Boden des mit Innengewinde versehenen Abschnitts 51 des
Werkzeugverlängerers
eingeschraubt ist. Auf diese Weise wird die Möglichkeit der Beschädigung der
Gewinde durch das Überdrehen
des Werkzeugs 23 in Bezug auf den Werkzeugverlängerer 21 minimiert.
Der mit Innengewinde versehene Abschnitt 51 und der mit Außengewinde
versehene Abschnitt 37 sind bevorzugt in einer Richtung
verschraubt, die der beabsichtigten Drehrichtung des Werkzeugs 23 während des Betriebs
entgegengesetzt ist, so daß,
wenn des Werkzeug und die Werkzeugverlängereranordnung 23 in
Benutzung ist, die Drehwirkung des Werkzeugs dazu neigen wird, das
Werkzeug in Relation zu dem Werkzeugverlängerer fest zu spannen statt
es zu lösen.
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Durch
Bereitstellen der ersten und zweiten Führungsabschnitte 35 und 39 zusammen
mit den ersten und zweiten inneren Führungsabschnitten 49 und 53 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
dem Werkzeug 23 in dem Werkzeugverlängerer 21 einen hohen
Grad an Halt zu verleihen. Darüber
hinaus minimiert die der vorliegenden Erfindung entsprechende Anordnung
die Möglichkeit
einer ungenauen axialen Ausrichtung des Werkzeugs in Bezug auf den
Werkzeugverlängerer
oder die Beschädigung
der Gewinde aufgrund von Kräften
auf dem arbeitenden Abschnitt 29. Bei einem gewöhnlichen Werkzeugverlängerer 21 ohne
die Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie etwa dem zweiten Führungsabschnitt
und dem zweiten inneren Führungsabschnitt,
würden
auf dem ar beitenden Abschnitt lastenden Kräften erheblich durch die Gewinde
begegnet werden, was das Risiko der Beschädigung des Werkzeugverlängerers
und des Werkzeugs bergen würde.
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Der
erste Führungsabschnitt 35 und
der zweite Führungsabschnitt 39 werden
als zylindrisch rund dargestellt. Genauso werden der erste innere Führungsabschnitt 49 und
der zweite innere Führungsabschnitt 53 als
zylindrisch rund dargestellt. Es ist auch möglich, kegelförmige erste
und zweite Führungsabschnitte 35' und 39' und kegelförmige erste und
zweite innere Führungsabschnitte 49' und 53' bereitzustellen,
wie es durch die gepunkteten Linien in 1 dargestellt wird. Falls gewünscht oder
notwendig, können
kegelförmige
innere Führungsabschnitte
mit zylindrischen inneren Führungsabschnitten
verwendet werden, und zylindrische innere Führungsabschnitte können mit
kegelförmigen
Führungsabschnitten
verwendet werden. Jedoch wird es vorliegend bevorzugt, zylindrische
Führungsabschnitte
mit zylindrischen inneren Führungsabschnitten
zu verwenden und kegelförmige
Führungsabschnitte
mit kegelförmigen
inneren Führungsabschnitten
zu verwenden, so daß maximale
Bereiche der Führungsabschnitte
und der inneren Führungsabschnitte
in Nachbarschaft zueinander sind und den größtmöglichen Halt gegen Kräfte auf
das Werkzeug 23 bieten.
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Die
Führungsabschnitte
haben bevorzugt einen runden Querschnitt, so daß ein maximaler Oberflächenbereich
der Führungsabschnitte
einen maximalen Oberflächenbereich
der inneren Führungsabschnitte
berühren
kann. Falls gewünscht
oder notwendig, können
die Führungsabschnitte
oder die inneren Führungsabschnitte
einen anderen Querschnitt als einen runden haben oder rund sein,
vorausgesetzt, sie sind so geformt, daß die Drehung des Werkzeugs 23 in
Bezug auf den Werkzeugverlängerer 21 so
möglich
ist, daß lediglich
Leitungs- oder Punktkontakt zwischen den Führungsabschnitten und den inneren
Führungsabschnitten
besteht. Zum Beispiel können
die Führungsabschnitte
eckig oder elliptisch sein, und die inneren Führungsabschnitte können rund
sein, haben aber einen ausreichenden Durchmesser, um die Drehung
der Führungsabschnitte
in Bezug auf die inneren Führungsabschnitte zu
gestatten.
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Bei
der in den 1A–1C gezeigten Ausführungsform
hat ein Abschnitt 55 des Schaftes 31 zwischen
dem mit äußerem Gewinde
versehenen Abschnitt 37 und einem ersten Ende 57 des
zweiten Führungsabschnitts 39,
der dem ersten Ende 25 des Werkzeugs 23 am nächsten ist,
einen kleineren Durchmesser als das erste Ende des zweiten Führungsabschnitts.
Ein Abschnitt 59 der Bohrung 45 zwischen dem mit
innerem Gewinde versehenen Abschnitt 51 und einem ersten
Ende 61 des zweiten inneren Führungsabschnitts 53,
der dem ersten Ende 41 des Werkzeugverlängerers 21 am nächsten ist, hat
einen gleich großen
Durchmesser wie das erste Ende des zweiten inneren Führungsabschnitts.
Der Abschnitt 59 der Bohrung 45 zwischen dem mit
innerem Gewinde versehenen Abschnitt 51 und dem ersten
Ende 61 des zweiten inneren Führungsabschnitts 53,
der dem ersten Ende 41 des Werkzeugverlängerers 21 am nächsten ist,
wird einen geringeren Durchmesser haben als der mit innerem Gewinde versehene
Abschnitt, und der zweite Führungsabschnitt 39 wird
ebenfalls einen geringeren Durchmesser haben als der mit innerem
Gewinde versehene Abschnitt, so daß der zweite Führungsabschnitt über den
mit innerem Gewinde versehenen Abschnitt während der Installation des
Werkzeugs 23 hinweggleiten kann.
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Die 2A–2C zeigen
eine andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der der Werkzeugverlängerer 121 und
das Werkzeug 123 im wesentlichen die gleichen sind wie
der Werkzeugverlängerer 21 und
das Werkzeug 23, außer
daß ein
Abschnitt 155 des Schaftes 131 zwischen dem mit äußerem Gewinde
versehenen Abschnitt 137 und einem ersten Ende 157 des
zweiten Führungsabschnitts 139,
der dem ersten Ende 125 des Werkzeugs am nächsten ist,
den gleichen Durchmesser wie das erste Ende des zweiten Führungsabschnitts hat.
Der Abschnitt 159 der Bohrung 145 zwischen dem
mit innerem Gewinde versehenen Abschnitt 151 und einem
ersten Ende 161 des zweiten inneren Führungsabschnitts 153,
der dem ersten Ende 141 des Werkzeugverlängerers 121 am
nächsten
ist, hat einen gleich großen
Durchmesser oder größeren Durchmesser
wie das erste Ende 157 des zweiten inneren Führungsabschnitts 153.
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Bei
allen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung treten nach der Installation des Werkzeugs
in dem Werkzeugverlängerer
die ersten und zweiten Führungsabschnitte
bevorzugt in die entsprechenden ersten und zweiten inneren Führungsabschnitte
ein, bevor die Außengewinde
in die Innengewinde hineingelangen. Die Muffe ist bevorzugt versetzt
in Bezug auf die Gewinde angeordnet, so daß die äußeren Gewinde nicht einen Bodenpunkt
der Innengewinde erreichen. Der Durchmesser des zweiten Führungsabschnitts
muß genauso
klein wie oder kleiner als der Durchmesser des mit Gewinde versehenen
Abschnitts sein, und der Durchmesser des mit Gewinde versehenen
Abschnitts muß genauso
klein wie oder kleiner als der Durchmesser des ersten Führungsabschnitts.
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Unter
Bezugnahme auf die 1A–1C zu Beschreibungszwecken,
kann, falls gewünscht
oder notwendig, die Muffe 33 in Bezug auf den Schaft 31 verriegelbar
oder entriegelbar sein, etwa durch Stellschrauben 63 und
die Muffe kann, bei einem entriegelten Zustand in Bezug auf den
Schaft, axial in Bezug auf den Schaft beweglich sein. Auf diese
Weise kann eine Installationstiefe des Werkzeugs 23 in
den Werkzeugverlängerer 21 hinein
einstellbar sein. Genauso können,
falls gewünscht
oder notwendig, die Muffe 33, der erste Führungsabschnitt 35 und
der mit äußerem Gewinde
versehene Abschnitt 37 in Bezug auf den Schaft 31 verriegelbar
oder entriegelbar sein, und die Muffe, der erste Führungsabschnitt
und der mit äußerem Gewinde
versehene Abschnitt können in
Bezug auf den Schaft axial beweglich sein. Eine solche Anordnung
wird wiederum das Einstellen einer Installationstiefe des Werkzeugs 23 in
einen Werkzeugverlängerer 21 hinein
gestatten. Die Muffe 33, der erste Führungsabschnitt 35 und
der mit äußerem Gewinde
versehene Abschnitt 37 können miteinander verbunden
sein, indem sie etwa einen Hülsenabschnitt
haben, der axial entlang eines zylindrischen Schaftes 31 beweglich
ist. Um darüber
hinaus die Einstellung der Installationstiefe des Werkzeugverlängerers
zu erleichtern oder um einen durch den zweiten Führungsabschnitt bereitgestellten
Haltegrad zu verändern,
kann der zweite Führungsabschnitt 39 ebenfalls
in Bezug auf den Schaft 31 verriegel- und entriegelbar
sein und der zweite Führungsabschnitt
kann, wenn er sich in Bezug auf den Schaft in einem entriegelten
Zustand befindet, axial in Bezug auf den Schaft beweglich sein.
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Aus
dem vorangehenden versteht es sich, daß der Werkzeugverlängerer und
die Werkzeuganordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung es gestattet, sich über
eine Länge
von dem Spannfutter zu dem arbeitenden Abschnitt des Werkzeugs zu
erstrecken und gleichzeitig dem Werkzeug einen hohen Grad an Halt
zu verleihen und die Möglichkeit
der ungünstigen
Verlagerung des Werkzeugs oder des Werkzeugverlängerers zu minimieren. Unter
Verwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, verschlissene Werkzeuge
auf einfache Weise zu ersetzen, ohne daß man den Werkzeugverlängerer ersetzen
muß. Die
Erfindung kann auch in Verbindung mit bestehenden Werkzeugen verwendet
werden, indem man passende Muffen und andere Bestandteile auf bestehende
Schalte aufsetzt, wodurch die Notwendigkeit des vollständigen Ersetzens
zum Beispiel großer
Sammlungen von Bohrmeißeln
vermieden wird.
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Obwohl
diese Erfindung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
dargestellt und beschrieben wurde, ist anzumerken, daß Varianten
und Veränderungen
darin innerhalb des in den Ansprüchen
dargelegten Erfindungsgedankens vorgenommen werden können.