DE69030051T2

DE69030051T2 - Werkzeugzusammenbau mit einem hydraulischen spanbrechfluidumsystem

Info

Publication number: DE69030051T2
Application number: DE69030051T
Authority: DE
Inventors: William Armbrust
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: CA1333749C; WO1990014913A1; JPH03504472A; JPH0673763B2; EP0426808A4; EP0426808A1; ATE149393T1; US4955264A; DE69030051D1; EP0426808B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maschinen-Werkzeughalter zum Halten eines Schneideinsatzes, der an einem Werkstück angreifen und von diesem einen Span entfernen kann, und insbesondere auf hydraulische spanbrechende Werkzeughalter, die einen Hochgeschwindigkeits-Fluidstrahl verwenden, um den von dem Werkstück entfernten Span in kleine Segmente zu zerbrechen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine Werkzeuganordnung, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4 definiert ist, ist aus der DE-A-34 29 842 bekannt.
Schneidwerkzeuge zum Ausführen von Metallbearbeitungsschritten enthalten üblicherweise einen Schneideinsatz, der eine Fläche aufweist, die an einer Schneidkante endet, sowie einen Werkzeughalter, der mit einem Sitz ausgebildet ist, der den Schneideinsatz aufnehmen kann. Der Schneideinsatz greift an einem Werkstück an und entfernt von diesem einen Span. In einigen Fällen ist der Werkzeughalter mit einem internen Fluiddurchgang ausgebildet, der in einer Austrittsöffnung zum Spritzen eines Hochgeschwindigkeits-Fluidstrahls auf den von dem Werkstück entfernten Span endet, um diesen in kleine Segmente zu zerbrechen. Der Fluidstrahl dient auch dazu, starke Wärme zu dissipieren, die bei dem Schneidschritt erzeugt wird.
Früher wurde das Fluid dem Werkzeughalter über eine externe Leitung geliefert, die direkt mit dem Werkzeughalterschaft oder einem Klemmblock verbunden ist. Dieses Verfahren ermöglicht, den Werkzeughalter relativ zu dem darunterliegenden Träger einzustellen. Wenn der Werkzeughalter allerdings entfernt oder ersetzt werden soll, muß die externe Fluidleitung zuerst von dem Werkzeughalter gelöst werden. Die zusätzlichen Schritte des Lösens und Wiederanschließens der externen Fluidleitungen kann die Werkzeugeinrichtzeit erheblich erhöhen, insbesondere wenn eine hohe Anzahl von Werkzeughaltern vorliegt.

ZUSAMMENFASSUNG UND ZIELE DER ERFINDUNG

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine werkzeuganordnung zu schaffen, wie sie im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4 definiert ist, wobei Mittel vorgesehen sind, um über den gesamten Bereich von Relativbewegungen zwischen dem Block und dem Werkzeughalter ein spanbrechendes Fluid von einem Zuflußdurchgang in dem Werkzeugblock zu einem Hauptdurchgang in dem Werkzeughalter zu liefern.
Dieses Ziel wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4 erreicht.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, welche diese Erfindung lediglich erläutern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

- Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht der Werkzeuganordnung der vorliegenden Erfindung;
- Figur 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Werkzeughalterabschnittes der Werkzeuganordnung;
- Figur 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Werkzeugblockabschnittes der Werkzeuganordnung;
- Figur 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Werkzeugblockabschnittes der Werkzeuganordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- Figur 5 ist eine Ansicht eines Längs-Teilschnittes der Werkzeuganordnung der zweiten Ausführungsform, in welcher das Fluidzuflußsystem dargestellt ist;
- Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform der Werkzeuganordnung, bei der schematisch das Fluidzuflußsystem erläutert ist;
- Figur 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer dritten Ausführungsform der Werkzeuganordnung;
- Figur 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Werkzeughalters der dritten Ausführungsform; und
- Figur 9 ist eine Längsschnittansicht der Werkzeuganordnung der dritten Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In den Figuren und insbesondere in Figur 1 ist eine Werkzeugmontagevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Die Werkzeugmontagevorrichtung 10 enthält allgemein einen Werkzeughalter 12, der an einem Montageblock 50 (teilweise auch als Werkzeugblock bezeichnet) befestigt ist.
Wie in Figur 2 dargestellt ist, enthält der Werkzeughalter 12 einen Schaft 14 und einen Werkzeugmontagekopf 16. Der Kopf 16 enthält eine obere Fläche 18, die mit einem Einsatzsitz 20 ausgebildet ist, der eine untere Wand und zwei im Winkel angeordnete Seitenwände enthält. Der Einsatzsitz 20 ist dafür ausgelegt, einen rautenförmigen Schneideinsatz 22 und ein Beilagstück 24 aufzunehmen. Das Beilagstück 24 ist an der unteren Wand des Einsatzsitzes 20 durch einen Verriegelungsstift 23 befestigt, der sich durch eine ausgesparte Durchgangsbohrung in dem Beilagstück 24 hindurch und in eine Gewindebohrung in der unteren Wand des Einsatzsitzes 20 hinein erstreckt. Der Schneideinsatz 22 ruht oben auf dem Beilagstück 24, so daß seine obere Fläche 26 freiliegt und die Schneidkante 28 vom Kopf 16 nach außen hervorsteht. Die Schneidkante 28 kann an einem Werkstück angreifen und von diesem einen Metallspan entfernen.
Der Schneideinsatz 22 wird mittels eines Klemrnblocks 30 festgeklemmt, der auch als Düsenkopf bezeichnet wird. Der Klemmblock 30 klemmt den Schneideinsatz 22 innerhalb des Einsatzsitzes 20 fest und richtet auch einen spanbrechenden Hochgeschwindigkeits-Strahl auf den Span, um diesen in kleine Segmente zu zerbrechen.
Der Klemmblock 30 ist ein allgemein rautenförmiges Teil, das ein Paar Trägerbeine 32 und eine Klemmspitze 34 enthält. Die Trägerbeine 32 liegen innerhalb von Trägerbeinensitzen 36, die in der oberen Fläche 18 des Kopfes 16 ausgebildet sind, während die Klemmspitze 34 an der oberen Fläche 26 des Schneideinsatzes 22 angreift. Der Klemmblock 30 ist auf dem Kopf 16 mittels eines Paares von Maschinenschrauben 38 befestigt, die sich durch ausgesparte Durchgangsbohrungen 40 in dem Klemmblock 30 hindurch und in Gewindebohrungen 42 in dem Kopf 16 hinein erstrecken. Ein Paar von Schraubenfedern 39 ist innerhalb eines ausgesparten Bereiches am oberen Abschnitt der Gewindebohrungen 42 angeordnet, um auf den Kopf 16 eine Trennkraft aufzubringen, wenn die Maschinenschrauben 38 gelöst werden, wodurch es einfacher ist, den Schneideinsatz 22 weiterzustellen.
Die Maschinenschrauben 38 bringen auf den Klemmblock 30 eine nach unten gerichtete Kraftkomponente auf, welche über die Klemmspitze 34 auf den Schneideinsatz 22 übertragen wird. Die Klemmspitze 34 ist vorzugsweise geringfügig gebogen, so daß die auf den Einsatz 22 aufgebrachte Kraft sowohl eine nach unten gerichtete als auch eine nach hinten gerichtete Komponente aufweist, damit der Einsatz gegen die untere Wand und die im Winkel angeordneten Seitenwände des Einsatzsitzes 20 beaufschlagt wird.
Der Werkzeughalter 12 ist mit einem Fluiddurchgang 100 ausgebildet, der sich von einer Einlaßöffnung 102 zu einer Austrittsöffnung 114 erstreckt. Der Fluiddurchgang 100 ist in zwei Abschnitte unterteilt, wobei der erste Abschnitt im wesentlichen in dem Werkzeughalterschaft 14 gebildet ist und der zweite Abschnitt in dem Klemmblock 30 gebildet ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß der Fluiddurchgang 100 auch ein einziger durchgehender Durchgang sein könnte.
Der erste Abschnitt des Fluiddurchgangs 100 weist einen Hauptüberführungsdurchgang 104 und einen vertikalen Durchgang 106 auf. Der Hauptüberführungsdurchgang 104 erstreckt sich hauptsächlich entlang der Längsachse des Schaftes 14 von der Einlaßöffnung 102 in den Kopf 16 hinein. Der vertikale Durchgang 106 erstreckt sich von dem Hauptüberführungsdurchgang 104 nach oben zu der oberen Fläche 18 des Kopfes 16. Am oberen Ende des vertikalen Durchgangs 106 ist ein Dichtungshohlraum 108 gebildet, der eine verformbare Dichtung 120 aufnehmen kann.
Der zweite Abschnitt des Fluiddurchgangs 100 enthält einen zweiten Überführungsdurchgang 110, der sich ausgehend von der unteren Fläche des Klemmblocks 30 erstreckt. Ein Endaustrittsdurchgang 112 erstreckt sich von dem zweiten Überführungsdurchgang 110 aus und endet an der Austrittsöffnung 114. In den zweiten Überführungsdurchgang 110 ist ein Führungszapfen 116 eingepreßt, der einen Innendurchgang 118 aufweist und sich von dem Klemmblock 30 nach unten erstreckt. Wenn der Klemmblock 30 an seinem Ort auf dem Kopf angebracht ist, erstreckt sich der Führungszapfen 116 in den Dichtungshohlraum 108 in der oberen Fläche des Kopfes 16 hinein. Die verformbare Dichtung 120, die in dem Dichtungshohlraum 108 angeordnet ist, umgibt den Führungszapfen 116.
Wenn das System mit Druck beaufschlagt wird, wird die verformbare Dichtung 120 radial gegen die Außenfläche des Führungszapfens 116 und die Wand des Hohlraumes 108 ausgedehnt, um einen Austritt von Fluid aus dem Spalt zwischen dem Klemmblock 30 und dem Kopf 16 zu verhindern.
In Figur 3 ist der Montageblock 50 dargestellt&sub1; der einen Werkzeugschafthohlraum 52 enthält, der dafür ausgelegt ist, den Schaft 14 des Werkzeughalters 12 aufzunehmen. Der Hohlraum 52 enthält eine untere Fläche 54, eine hintere Wand 56 und eine Seitenwand 58. Ein zweiter Klemmblock 44, der ein einziges langgestrecktes Bein 46 und eine Klemruspitze 48 enthält, ist auf dem Werkzeugblock 50 angebracht und dafür ausgelegt, den Werkzeughalter in dem Werkzeughalterhohlraum 52 zu befestigen. Das Trägerbein 46 ruht in einem Trägerbeinsitz 47, während die Klemmspitze 48 an der abgeschrägten Fläche 14a des Werkzeughalterschaftes 14 angreift. Eine Schraube 49 erstreckt sich durch eine Durchgangsbohrung in dem Klemmblock 44 hindurch und in eine Gewindebohrung 51 in dem Werkzeugblock 50 hinein. Wenn die Schraube 49 angezogen wird, bringt die Klemmspitze 48 eine Kraft auf den Werkzeughalterschaft 14 auf, die eine nach unten gerichtete und eine seitliche Komponente hat, so daß der Werkzeughalterschaft 14 gegen die untere Fläche 54 und die Seitenwand 58 beaufschlagt wird.
Die Werkzeugmontagevorrichtung enthält einen Mechanismus zur Längseinstellung, um die Schneidspitze in einer Richtung parallel zu der Längsachse des Werkzeughalters 12 zu bewegen. Der Mechanismus zur Längseinstellung enthält eine Einstellschraube 80, die in eine Gewindebohrung 82 in der hinteren Wand 56 des Werkzeughalterhohlraums 52 eingesetzt ist. Der Kopf der Einstellschraube liegt am hinteren Abschnitt des Werkzeughalterschaftes 14 an. Wenn die Einstellschraube 80 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird sie weiter in die hintere Wand 56 hineingeschraubt, so daß der Werkzeughalter 12 weiter in den Montageblock 50 hineingedrückt wird. Wenn die Einstellschraube entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird sie aus der hinteren Wand 56 herausgeschraubt, so daß der Werkzeughalter 12 weiter aus dem Montageblock 50 herausgedrückt wird.
Der Werkzeugblock so ist mit einem Zuflußdurchgang 92 ausgebildet, der sich von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung 93 in der Seitenwand 58 erstreckt. Die Einlaßöffnung ist mit einem Gewinde versehen, um ein Anschlußstück 94 aufzunehmen. Eine externe Leitung verbindet das Anschlußstück 94 mit einer Pumpe 95, die einen Druck von bis zu etwa 3000 Psi erzeugt.
Da eine Relativbewegung zwischen dem Werkzeughalter 12 und dem Werkzeugblock 50 vorliegt, ist eine Fluidleitung vorgesehen, um über den gesamten Bereich einer Relativbewegung zwischen dem Werkzeughalter 12 und dem Werkzeugblock 50 die Fluidverbindung zwischen dem Auslaß 93 des Zuflußdurchgangs 100 und dem Einlaß 102 des Hauptfluiddurchgangs aufrechtzuerhalten. In der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform enthält die Fluidleitung einen langgestreckten Überführungshohlraum 99, der in dem Schaft 14 des Werkzeughalters 12 ausgebildet ist und den Einlaß 102 des Hauptdurchgangs 100 umschließt. Wenn der Werkzeughalter 12 an dem Werkzeugblock 50 angebracht ist, liegt der langgestreckte Überführungshohlraum 99 über dem Auslaß 93 des Fluidzuflußdurchgangs 92, und er bildet zwischen den aneinanderliegenden Flächen des Werkzeughalters und des Werkzeugblocks einen abgeschlossenen Hohlraum.
Die Pumpe 95, der Zuflußdurchgang 92, der Überführungshohlraum 99 und der Fluiddurchgang 100 wirken miteinander zusammen, um einen Hochgeschwindigkeits-Fluidstrahl auf den von einem Werkstück entfernten Span zu spritzen. Das spanbrechende Fluid fließt unter Druck stehend von der Pumpe 95 über eine externe Leitung zu dem Einlaß des Zuflußdurchgangs. Die Pumpe erzeugt vorzugsweise einen Druck von bis zu etwa 3000 Psi. Das spanbrechende Fluid fließt durch den Zuflußdurchgang 92 und in den Überführungshohlraum 99. Der Fluiddruck bewirkt, daß die Dichtung 103 radial gegen die Wände des Überführungshohlraums 99 ausgedehnt wird, um eine dichte Abdichtung zu bilden, damit das spanbrechende Fluid innerhalb des Hohlraums 99 gehalten wird. Aus dem Überführungshohlraum 99 tritt das Fluid über die Öffnung 102 in den Hauptdurchgang 100. Wenn sich das Fluid in dem Werkzeughalter 12 befindet, fließt es durch den Innendurchgang des Führungszapfens 116 und in den Klemmblock 30 hinein. In dem Klemmblock 30 fließt das Fluid durch den Überführungsdurchgang 110 und den Endaustrittsdurchgang 112. Der Endaustrittsdurchgang 112 schnürt den Fluidstrom vorzugsweise ein, um diesen auf eine Geschwindigkeit von bis zu 250 bis 400 Fuß je Sekunde zu beschleunigen, bevor er durch die Austrittsöffnung 114 austritt. Die Austrittsöffnung 114 richtet den Fluidstrahl auf den von dem Werkstück entfernten Span, um diesen in kleine Segmente zu zerbrechen.
Um den Werkzeughalter 12 auszuwechseln oder anders zu positionieren, wird der Fluidstrom zu dem Zuflußdurchgang abgeschaltet. Die Schraube 49, welche die Klemmkraft auf den Werkzeughalter 12 erzeugt, wird gelöst. Der Werkzeughalter 12 kann dann entfernt oder neu in dem Werkzeughalterhohlraum 52 angeordnet werden. Da keine festen Anschlüsse zum Werkzeughalter 12 vorliegen, kann der Werkzeughalter 12 relativ schnell ersetzt werden. Wenn der neue Werkzeughalter 12 an seinem Ort angeordnet und korrekt in dem Werkzeughalterhohlraum 52 positioniert ist, wird die Schraube 49 wieder festgezogen, um den Werkzeughalter 12 festzuklemmen.
In den Figuren 4 bis 6 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche einen Mechanismus zur Seiteneinstellung enthält, um die Stellung des Schneideinsatzes in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Werkzeughalters einzustellen. Der Mechanismus zur Seiteneinstellung enthält eine Rampe 62, die in der Seitenwand 58 des Werkzeughalterhohlraums 52 ausgebildet ist, und einen Einstellkeil 64. Der Einstellkeil 64 enthält eine ebene Werkzeugberührfläche 66, welche an dem Werkzeughalterschaft 14 angreift, und eine geneigte Fläche 68, die an der Rampe 62 angreift. Es ist eine Einstellschraube 72 mit einem vergrößerten Verbindungskopf 74 vorgesehen, um den Keil 64 entlang der Rampe 62 zu bewegen. Der Kopf 74 ist in einen Schlitz 75 in der geneigten Fläche 68 eingesetzt. Durch Drehen der Schraube 72 wird auf den Einstellkeil 64 eine axiale Kraft aufgebracht, um diesen entlang der Rampe 62 zu bewegen, wodurch die seitliche Bewegung des Werkzeughalters 12 innerhalb des Werkzeughalterhohlraums 52 erzielt wird.
Die Fluidleitung bei der zweiten Ausführungsform verläuft durch den Keil 64 von dem Auslaß 93 des Zuflußdurchgangs 92 zu dem Einlaß 102 des Fluid-Enddurchgangs 100. Wie am besten in den Figuren 5 und 6 zu sehen ist, enthält die Fluidleitung der zweiten Ausführungsform einen ersten und einen zweiten Überführungshohlraum 98 bzw. 99 sowie einen Verbindungsdurchgang 96. Der erste Überführungshohlraum 98 ist in dem Keil 64 gebildet; der Hohlraum 98 könnte alternativ auch in dem Werkzeugblock 50 gebildet sein. Der Hohlraum 98 überdeckt die Auslaßöffnung 93 des Zuflußdurchgangs 92. Da eine Relativbewegung zwischen dem Keil 64 und dem Montageblock 50 vorliegt, ist der Überführungshohlraum 98 in der Richtung der Relativbewegung langgestreckt, so daß er die Auslaßöffnung 93 des Zuflußdurchgangs 92 über den gesamten Bereich der Relativbewegung zwischen dem Keil 64 und dem Werkzeugblock 50 umschließt. In den langgestreckten Überführungshohlraum 98 ist eine radial dehnbare Dichtung 101 eingesetzt, um das Fluid innerhalb des Hohlraums 98 zu halten und dessen Austreten durch den Spalt zwischen dem Werkzeugblock 50 und dem Einstellkeil 64 zu verhindern. Der Verbindungsdurchgang 96 erstreckt sich von dem ersten Überführungshohlraum 98 durch den Keil 64 hindurch.
In dem Werkzeughalterschaft 14 ist ein zweiter Überführungshohlraum 99 gebildet, um eine Fluidverbindung zwischen dem Auslaß des Verbindungsdurchgangs 96 und der Eintrittsöffnung 102 des Hauptdurchgangs (siehe Figur 2) zu schaffen. Es wird darauf hingewiesen, daß der zweite Hohlraum 99 alternativ auch in dem Keil 64 gebildet sein könnte. Aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Keil 64 und dem Werkzeughalter 12 ist auch der zweite Hohlraum 99 in der Richtung der Relativbewegung langgestreckt, um den Ausgang des Verbindungsdurchgangs 96 und den Eingang 102 des Hauptdurchgangs 100 über den gesamten Bereich der Relativbewegung zwischen dem Keil 64 und dem Werkzeughalter 12 zu umschließen In den Überführungshohlraum 99 ist eine zweite Dichtung 103 eingesetzt, um das Fluid innerhalb des Hohlraums 99 zu halten und dessen Austritt durch den Spalt zwischen dem Einstellkeil 64 und dem Werkzeughalter 12 zu verhindern.
Beim Betrieb fließt das Fluid durch den Zuflußdurchgang 92 in dem Werkzeugblock 50 und in den ersten Überführungshohlraum 98 hinein. Aus dem Überführungshohlraum 98 tritt das Fluid in den Verbindungsdurchgang 96 des Einstellkeils 64 ein. Das Fluid fließt durch den Verbindungsdurchgang 96 und in den zweiten Überführungshohlraum 99 in dem Werkzeughalterschaft 14. Aus dem zweiten Hohlraum 99 tritt das Fluid in den Fluiddurchgang 100 in dem Werkzeughalter 12 durch die öffnung 102 ein. Das Fluid fließt durch den Werkzeughalter 12 in der oben beschriebenen Weise und tritt als spanbrechender Strahl aus der Austrittsöffnung 114 aus. Wie bei der ersten Ausführungsform kann der Werkzeughalter 12 schnell und leicht ersetzt werden, da keine festen Anschlüsse des Werkzeughalters 12 vorliegen.
In den Figuren 7 bis 9 ist eine dritte Ausführungsform der Werkzeuganordnung dargestellt. Das Werkzeugmontagesystem der dritten Ausführungsform enthält einen Werkzeughalter in der Form einer Bohrstange 202 und einen Werkzeugblock oder Montageblock 260 zum Anbringen der Bohrstange 202. Die Bohrstange 202 enthält einen Kopf 204 und einen allgemein zylindrischen Schaft 206. Der Kopf enthält eine obere Fläche 208, die mit einem Einsatzsitz ausgebildet ist, der einen rautenförmigen Schneideinsatz 212 und ein Beilagstück 214 aufnehmen kann, wie sie oben beschrieben wurden. Auf dem Kopf 204 der Bohrstange 202 ist ein Klemmblock 216 angebracht, um den Einsatz 212 innerhalb des Einsatzsitzes 210 festzuklemmen. Der Aufbau und die Funktion des Klemmblocks entsprechen im wesentlichen den oben beschriebenen.
Der Schaft 206 der Bohrstange 202 enthält einen vorderen Abschnitt 220 und einen Endabschnitt 222, die durch eine ringförmige Aussparung 224 getrennt sind. Der vordere Abschnitt 220 des Schaftes 206 grenzt an den Kopf 204 an und ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Berührflächen 226 versehen, an denen Einstellschrauben 228 angreifen, wie nachfolgend beschrieben wird. Ein allgemein zylindrisches Verbindungsteil 230 erstreckt sich ausgehend von der hinteren Fläche des vorderen Abschnittes 220 des Schaftes 206. Das Verbindungsteil 230 ist schmäler als der vordere Abschnitt des Schaftes, so daß ein Absatz 232 zwischen den unterschiedlichen Durchmessern gebildet ist. Der Absatz 232 bildet die vordere Wand der ringförmigen Aussparung 224. Von der Rückseite des Verbindungsteils 230 aus erstreckt sich ein mit einem Außengewinde versehener Zapfen 234, um ein Mittel zum Verbinden und Lösen für den Endabschnitt 222 des Werkzeugschaftes 206 zu bilden, der mit einer mit einem komplementären Gewinde versehenen Bohrung 236 versehen ist. An der Außenfläche des Endabschnittes 220 ist ein zweites Paar von diametral gegenüberliegenden Berührflächen 244 gebildet, die relativ zu dem ersten Paar im Winkel von 90º ausgerichtet sind. In der vorderen Fläche des Endabschnittes 222 ist eine flache Aussparung 238 gebildet, um das Ende des Verbindungsteils 230 aufzunehmen. Die die Aussparung 238 umgebende Umfangsfläche 239 bildet die hintere Wand der ringförmigen Aussparung 224. Durch Entfernen des Endabschnittes 222 des Werkzeugschaftes 206 kann ein Paar von Ringdichtungen 240 über das Verbindungsteil gebracht und in entsprechenden Dichtungsnuten 242 angeordnet werden. Wenn die Dichtungen an ihrem Platz sind, kann der Endabschnitt 222 des Werkzeugschaftes wieder angebracht und fest angezogen werden.
In der Bohrstange ist ein Einlaßdurchgang 250 gebildet, der sich diametral durch den Schaft 206 hindurch zwischen Öffnungen 252 erstreckt. Ein Hauptdurchgang 254 erstreckt sich von der Mitte des Einlaßdurchgangs 250 zu einer Austrittsöffnung, die in der Spitze des Klemmblocks 216 gebildet ist. In den Einlaßdurchgang 250 eintretendes Fluid wird in der gleichen Weise wie oben beschrieben durch den Werkzeughalter 12 geleitet und tritt schließlich aus der Austrittsöffnung 256 aus.
In Figur 8 ist zu sehen, daß der Werkzeugblock 260 mit einer allgemein zylindrischen Werkzeugschaftbohrung 262 gebildet ist, die den Schaft der Bohrstange aufnehmen kann. Die Innenfläche 264 der Werkzeugschaftbohrung 262 wirkt als eine Werkzeugträgerfläche. In dem Werkzeugblock sind zwei Paare von diametral gegenüberliegenden Bohrungen 266 gebildet, die sich senkrecht zu der Achse der Werkzeugschaftbohrung 262 erstrecken. Die Bohrungen 266 sind mit einem Gewinde versehen, um die Einstellschrauben 228 aufzunehmen. Um den Bohrstab 202 in dem Werkzeugblock 260 zu sichern, werden die Einstellschrauben 228 gegen die Berührflächen 226 und 244 angezogen.
In dem Werkzeugblock ist ein Fluidzuflußdurchgang 270 gebildet, der sich von einem Einlaß 272 zu einem Auslaß 274 erstreckt, der in der Innenfläche 264 der Werkzeugschaftbohrung gebildet ist. Der Auslaß 274 des Fluidzuflußdurchganges überdeckt die ringförmige Aussparung 224 in der Bohrstange, wodurch eine Fluidleitung gebildet ist, welche den Auslaß 274 des Zuflußdurchganges mit dem Einlaß 250 des Fluidenddurchgangs verbindet. In der bevorzugten Ausführungsform sind die vordere Wand und die hintere Wand der ringförmigen Aussparung 224 ausreichend weit voneinander beabstandet, um ein gewisses Maß einer Axialbewegung zwischen der Bohrstange 202 und dem Werkzeugblock 260 zu ermöglichen, während die Fluidverbindung zwischen dem Zuflußdurchgang und dem Enddurchgang aufrechterhalten wird. Es ist zu sehen, daß die Geometrie der ringförmigen Aussparung eine Drehung der Bohrstange 202 um 360º um ihre eigene Achse ermöglichen würde, ohne den Fluidstrom durch die ringförmige Aussparung 204 zu unterbrechen.
Aus dem Auslaß 274 des Zuflußdurchgangs 270 ausgetretenes Fluid füllt die ringförmige Aussparung 224, welche die Bohrstange 202 umgibt. Das Fluid tritt durch die Öffnungen 252 in den Einlaßdurchgang 250 der Bohrstange 202 ein. Von dem Einlaßdurchgang 250 fließt das Fluid durch den Hauptdurchgang 254, wo es nachfolgend beschleunigt wird und aus der Austrittsöffnung 256 austritt.
Aus dem Vorangegangenen ist zu sehen, daß die vorliegende Erfindung ein Mittel zum Überführen von Fluid durch einen Werkzeugblock 50 und einen Werkzeughalter 12 schafft, selbst wenn sich der Werkzeughalter 12 relativ zu dem Werkzeugblock 50 bewegt. Die Erfindung beseitigt auch die Notwendigkeit eines festen Anschlusses für den Werkzeughalter 12.
Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich anders ausgeführt werden, als hier beschrieben ist. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht einschränkend zu betrachten; alle innerhalb des Bereichs der beigefügten Patentansprüche liegenden Änderungen sind als von diesen umfaßt zu betrachten.

Claims

1. Werkzeuganordnung, die einen Werkzeughalter (202) aufweist, der in einem Montageblock (260) axial einstellbar ist, und die in der Lage ist, Fluid durch sowohl den Montageblock (260) als auch den Werkzeughalter (202) zu leiten, wobei an der Werkzeuganordung weiterhin vorgesehen ist:

daß der Montageblock (260) mit einem Werkzeugschaft- Hohlraum (262) ausgebildet ist, der sich entlang einer Längsachse erstreckt;

ein Fluidzuflußdurchgang (270), der in dem Montageblock (260) ausgebildet ist und sich von einem Einlaß (272) zu einem Auslaß (274) erstreckt;

ein Werkzeughalter (202), der einen Kopf (204), um einen Schneideinsatz (210) anzubringen, der an einem Werkstück angreifen und von diesem einen Span entfernen kann, und einen Werkzeugschaft (206) aufweist, der sich von dem Kopf (204) nach hinten erstreckt und in den Werkzeugschaft-Hohlraum (262) eingesetzt werden kann;

ein Fluiddurchgang (254), der in dem Werkzeughalter (202) ausgebildet ist und sich von einem Einlaß (250) in dem Schaft (206) zu einer Austrittsöffnung (256) in dem Kopf (204) erstreckt, wobei die Austrittsöffnung (256) so angeordnet ist, daß sie einen Fluidstrahl auf den von dem Werkstück entfernten Span richtet;

eine Aussparung (224), die eine vordere und eine hintere Wand aufweist und in dem Schaft (206) des Werkzeughalters (202) gebildet ist, wobei die Aussparung (224) einen Fluidweg zum Leiten des Fluidstromes von dem Auslaß (274) des in dem Montageblock (260) gebildeten Zuflußdurchgangs (270) zu dem Einlaß (250) des Fluiddurchgangs (254) in dem Werkzeughalter (202) bildet; und

daß die Aussparung (224) so dimensioniert ist, daß sie eine axiale Bewegung des Werkzeughalters (202) relativ zu dem Montageblock (260) ermöglicht, während sie eine Fluidverbindung zwischen dem Auslaß (274) des in dem Montageblock (260) gebildeten Zuflußdurchgangs (270) und dem Einlaß (252) des Fluiddurchgangs (254) in dem Werkzeughalter (202) aufrechterhält;

dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuganordnung eine Hochdruck-Spanbrech-Werkzeuganordnung ist, die ein Hochdruck-Spanbrech-Fluid durch den in dem Montageblock (260) gebildeten Zuflußdurchgang (270) und den Werkzeughalter (202) leiten kann, wobei:

a) der Werkzeugschaft-Hohlraum eine allgemein zylindrische Werkzeugschaftbohrung (262) ist;

b) der Werkzeugschaft (206) allgemein zylindrisch ist und passend in die zylindrische Werkzeugschaftbohrung (262) eingesetzt werden kann, so daß der Werkzeughalter (202) durch Drehung und axial in der Bohrung (262) positioniert werden kann;

c) der Fluidstrahl erzeugt wird, um den entfernten Span in kleine Segmente zu zerbrechen;

d) die Aussparung eine ringförmige Aussparung (224) ist, die sich in Umfangsrichtung um den Schaft (206) herum erstreckt;

e) Verriegelungsmittel vorgesehen sind, um den Werkzeughalter (202) in dem Montageblock (260) in den axial und durch Drehung erhaltenen Stellungen zu verriegeln.

2. Werkzeuganordnung nach Anspruch 1, bei der die ringförmige Aussparung (224) eine Bodenfläche aufweist, die mit einem Paar von Dichtungsnuten (242) in der Nähe der vorderen Wand bzw. der hinteren Wand gebildet ist, und bei der die Werkzeuganordnung außerdem ein Paar von radial ausdehnbaren Dichtungen (240) aufweist, die in den entsprechenden Nuten (242) aufgenommen sind.

3. Werkzeuganordnung nach Anspruch 2, bei der der Einlaß (252) des Fluiddurchgangs (254) in der Bodenfläche der ringförmigen Aussparung (224) zwischen den Dichtungsnuten (242) gebildet ist.

4. Werkzeuganordnung, die in der Lage ist, ein Hochdruck-Spanbrech-Fluid durch sowohl einen Montageblock als auch einen in dem Montageblock festgelegten Werkzeughalter zu leiten, mit:

(a) einem Werkzeugmontageblock (50) mit einem Werkzeughalter-Hohlraum (52), einem Fluideinlaß (94), einem Fluidauslaß (93) und Mitteln (92) zum Führen von Fluid zwischen dem Fluideinlaß (94) und dem Fluidauslaß (93) des Montageblocks (50);

(b) einem Werkzeughalter (12), der in dem Werkzeughalter-Hohlraum (52) des Montageblocks (50) aufgenommen werden kann und eine Lngsachse sowie einen Kopf (16) enthlt, der einen Schneideinsatz (22) aufnehmen und halten kann, und eine Fluidzerstreuungsöffnung (114), einen Fluideinlaß (102) und einen Fluidkanal (104) aufweist, der den Fluideinlaß (102) des Werkzeughalters (12) mit der Fluidzerstreuungsöffnung (114) verbindet;

(c) Mitteln (44) zum Sichern des Werkzeughalters (12) in dem Werkzeughalter-Hohlraum (52) des Montageblocks (50);

(d) Mitteln (95) zum Übertragen von Fluid zu dem Einlaß (94) des Montageblocks (50);

(e) Mitteln zum axialen und seitlichen Einstellen des Werkzeughalters innerhalb von gewählten Bereichen in dem Werkzeughalter-Hohlraum des Montageblocks;

(f) Mitteln zum direkten Übertragen des Fluids von dem Auslaß (93) des Montageblocks (50) zu dem Einlaß (102) des Werkzeughalters (12), mit Öffnungen sowohl in dem Werkzeughalter (12) als auch in dem Montageblock (50), die so dimensioniert sind, daß sie eine Fluidverbindung bei jeder Stellung innerhalb der gewählten Bereiche ermöglichen;

dadurch gekennzeichnet, daß

(g) die Mittel zum axialen Einstellen des Werkzeughalters eine Schraube (80) in dem Montageblock (50) enthalten, um den Werkzeughalter (12) innnerhalb des gewählten axialen Einstellbereichs in dem Werkzeughalter-Hohlraum (52) des Montageblocks (50) zu positionieren;

(h) die Mittel zum seitlichen Einstellen des Werkzeughalters einen eingestellten Keil (64) enthalten, der zwischen dem Montageblock und dem Werkzeughalter bewegbar ist, um den Werkzeughalter (12) innerhalb des seitlichen Einstellbereichs in dem Werkzeughalter-Hohlraum (52) des Montageblocks (50) zu positionieren; und

(1) die Mittel zum direkten Übertragen des Fluids von dem Auslaß (93) des Montageblocks (50) zu dem Einlaß (102) des Werkzeughalters (12) einen Verbindungsdurchgang (96) enthalten, der in dem Einstellkeil gebildet ist und mit den Öffnungen des Werkzeughalters (12) und des Montageblocks (50) in Verbindung steht.

5. Werkzeuganordnung nach Anspruch 4, bei der der Werkzeughalter (12) geeignet in dem Montageblock (50) gesichert ist und der Montageblock-Auslaß (93), der Werkzeughalter- Einlaß (102) und der Einstellkeil (64) eine durchgehende, aufeinanderliegende, fluiddichte Dichtung bilden, die es ermöglicht, den Werkzeughalter (12) leicht aus dem Montageblock (50) zu entfernen, ohne daß eine feste Versorgungsleitung von dem Werkzeughalter (12) abgekoppelt werden muß.

6. Werkzeuganordnung nach Anspruch 5, bei der der Montageblock-Auslaß (93) und der Werkzeughalter-Einlaß (102) aufeinanderliegende Öffnungen bilden, wobei eine Öffnung (93, 99) einen kleineren Flächenbereich aufweist als die andere Öffnung (93, 99), wodurch es möglich ist, die kleinere Öffnung relativ zu der größeren Öffnung zu bewegen, während dennoch Fluid von dem Montageblock-Auslaß (93) in den Werkzeughalter-Einlaß (102) und durch diesen hindurch fließen kann.