DE8306347U1 - Vorrichtung zur sicherung eines werkzeuges mit morse-spannkegel gegen unerwuenschtes loesen aus einer schafthalterung - Google Patents

Description

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Max Karl, Altenfurter Str. 69,

D - 8500 Nürnberg

Willibald Eisenmann, Zum Bierweg 10 D - 8501 Schwaig

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Vorrichtung zur Sicherung eines Werkzeuges mit Morse-Spannkegel gegen unerwünschtes Lösen aus einer Schafthal terung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherung eines Werkzeuges, dessen Schaft einen Morse-Spannkegel aufweist, gegen unerwünschtes Lösen aus einer Schafthal terung mit dem Morse-Spannkegel entsprechend kegeliger Bohrung und einer die Bohrung quer durchsetzenden Aus- ' i.ehmung, in deren Bereich sich das hintere Schaftende des Werkzeuges in dessen in die Schafthalterung eingesetztem Zustand befindet.

Die Sicherung von Werkzeugen gegen unerwünschtes Lösen oder gegen ein Herausfallen aus der Werkzeughalterung ist immer wesentlich, hat aber besondere Bedeutung bei solchen Werkzeugmaschinen, die mit automatischen Werkzeugwechslern arbeiten. Werkzeugmaschinen dieser Art, z.B. CNC-Maschinen, werden nämlich von den Bedienungsleuten während der Laufzeit nur sporadisch beaufsichtigt und laufen in der Geisterschicht sogar völlig ohne Aufsicht durch das Personal. Ein ungewolltes Lösen des Werkzeuges aus dem Werkzeughalter, wobei das Werkzeug meist noch teilweise im Werkstück und im Werkzeughalter steckt, führt regelmässig bei einem Anfahren einer neuen

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Bearbeitungsposition durch die Werkzeugmaschine zu ganz beträchtlichen Schaden an der Maschine. Diese verursachen hohe Reparaturkosten und vor allem kostspielige Stillstandszeiten der teuren Maschinen.

Es sind zwar Vorkehrungen zur Sicherung von Werkzeugen

mit Morse-Spannkegel bekannt, die darin bestehen, daß ™

der Werkzeugschaft im Bereich des Spannkegels eine oder mehrere durchgehende Ausnehmungen für eine Querkeilbefestigung aufweist (vgl. DIN 1806). Bei solchen Werk-

I zeugen und den zugehörigen Schafthalterungen handelt §

es sich aber um teure Sonderausstattungen, da die im Werkzeugschaft und in der Schafthalterung vorgesehenen Ausnehmungen für die Querkeilbefestigung sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen, damit die beabsichtigte Funktion der Sicherung wirklich erfüllt wird. Das gilt auch für solche Werkzeugsicherungen, bei denen der Kegelschaft des Werkzeuges ein vom hinteren Ende her zugängliches Anzugsgewinde aufweist, über welches das Werkzeug mittels einer Schraube gesichert (vgl. DIN 228) ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und daher billige Werkzeugsicherung für Werkzeuge mit gewöhnlicher Schaftausbildung zu schaffen, die zu diesem Zweck lediglich einer geringfügigen und die übliche |

Verwendungsweise nicht beeinträchtigenden Anpassung bedürfen.

Die zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene Sicherungsvorrichtung ist gekennzeichnet durch zwei in die Ausnehmung der Schafthalterung einfügbare, eine Spannöffnung bildende Klauen, die durch eine im eingefügten Zustand zugängliche Schraube lösbar miteinander verbunden und zur Veränderung der Weite der Spannöffnung

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gegeneinander verstellbar sind und deren die Spannöffnung begrenzende Spannflächen das sich örtlich nach vorne verjüngende Schaftende des Werkzeugschaftes in dessen in die Schafthalterung eingesetztem Zustand übergreifen.

Die erfindungsgemäße Sicherungsvorrichtung bedarf keiner zusätzlichen Ausnehmungen in der Schafthalterung und im Spannkegel des Werkzeuges, sondern benützt die bei allen Schafthalterungen für Morse-Spannkegel vorhandene Ausnehmung, die zum Austreiben des Werkzeuges mittels eines Keiles dient. In den Bereich dieser Ausnehmung ragt das hintere Schaftende jedes mit einem Morse-Spannkegel ausgestatteten Werkzeuges hinein. Dieses Schaftende ist nun zu einem sich nach vorne verjüngenden Schaftabschnitt ausgebildet, der von den beiden Klauen der Vorrichtung im eingesetzten Zustand übergriffen werden kann. Hierdurch wird zugleich eine formschlüssige und eine kraftschlüssige Sicherung erzielt, da infolge der Verspannung der Klauen gegen den sich nach vorne verjüngenden (konischen) Schaftabschnitt dessen ungewollte Lösung aus der Spannöffnung der Klauen nicht nur verhindert wird, sondern durch die Konizität außerdem eine das Werkzeug in die Schafthalterung hineinziehende Kraftkomponente erzeugt wird. Dabei stützen sich die beiden Klauen an dem vorderen Ende der Ausnehmung der Schafthalterung ab.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist \rorgesehen, daß die die Spannöffnung begrenzenden Spannflächen der beiden Klauen in Richtung in die Spannöffnung hinein divergierend zueinander verlaufen, wobei ihr Divergenzwinkel dem Verjüngungswinkel des hinteren Schaftabschnittes des Werkzeuges entspricht. Dieser Winkel

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beträgt beispielsweise 12 bis 20°.

Die erfindungsgemässe Sicherungsvorrichtung erlaubt die Anwendung in Zusammenhang mit allen bereits vorhandenen Werkzeugen mit Morse-Spannkegel,sofern diese durch Ausbildung des erwähnten, sich nach vorne verjüngenden Schaftabschnittes am hinteren Ende angepasst werden. Diese Anpassung ist leicht durchführbar, weil die Morse-Spannkegel regelmässig nur aus Vergütungsstahl hergestellt und daher leicht, z.B. durch Drehen, bearbeitbar sind. Somit kann die Anpassung durch den Anwenderbetrieb selbst ohne weiteres vorgenommen werden. Durch diese Anpassung wird die übliche Verwendbarkeit der Werkzeuge auch in keiner Weise beeinflusst, weil sich diese auf den hinteren Schaftabschnitt beschränkt, der außerdem in praktisch allen Fällen zu dem sogenannten "Austreiblappen" gestaltet ist.

Zweckmässigerweise weist die die Klauen verbindende Schraube zwei Gewindeabschnitte auf, von denen der eine ein Linksgewinde und der andere ein Rechtsgewinde ist. Auf diese Weise sind beide Klauen auf der Schraube durch ein Gewinde festgehalten und können rascher durch Drehung der Schraube gespannt oder gelöst werden.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1, la Seitenansicht und Draufsicht auf eine Sicherungsvorrichtung ;

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Fig. 2 eine zu Fig. 1 analoge Seitenansicht einer etwas abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Schraube;

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch eine Schafthaiterung mit eingesetztem Werkzeug und eingesetzter Sicherungsvorrichtung, und

Fig. 5 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles V in Fig. der Schafthalterung.

Die in den Zeichnungen gezeigte Sicherungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei ihrer Form nach identischen und symmetrisch zueinander angeordneten L-förmigen Klauen 1, 1', die durch eine Schraube 2 miteinander lösbar verbunden und gegeneinander verstellbar sind, sowie aus dem später noch zu erläuternden hinteren Schaftabschnitt des Werkzeuges 3. Die Klauen 1, 1' weisen eine den einen L-Schenkel durchsetzende Gewindebohrung 4 bzw. 4¹ auf, von denen die Gewindebohrung 4 ein Rechtsgewinde und die Gewindebohrung 4¹ ein Linksgewinde hat. Nur bezüglich dieser unterschiedlichen Gewindesteigung unterscheiden sich die Klauen 1, 1' voneinander. Der andere L-Schenkel ist auf seiner der jeweils anderen Klaue zugewendeten Seite zu einer Spannfläche 5, 5¹ gestaltet, die eben oder teilzylindrisch sein kann. Dabei bildet die Ebene bzw. die Achse des Teilzylinders der Spannflächen 5, 5¹ mit der Achse der Gewindebohrung 4, 4' einen Winkel von etwa 84 bis 80° derart, daß in der aus Fig. 1 ersichtlichen symmetrischen Anordnung der Klauen 1, I¹ eine Spannöffnung 6 gebildet wird, deren Spannflächen 5, 5¹ nach innen divergieren. Der senkrecht zur Achse der Gewindeböhrung 4, 4' gemessene Querschnitt des die Spannfläche 5, 5' aufweisenden L-Schenkels ist aus

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Pig. la ersichtlich; er entspricht dem Langlochquerschnitt mit gerundeten Enden der in der Schafthalterung 7 vorgesehenen Ausnehmung 8, die zum Austreiben des darin eingesetzten Werkzeuges 3 dient. Die einander zugewendeten Stirnseiten der die Gewindebohrung 4, 4' enthaltenen L-Schenkel weisen Stufen 9,9' auf, die Abstützflächen bilden.

Die etwas modifizierte Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen nur dadurch, daß der die Spannfläche 5, 5' aufweisende L-Schenkel mit seiner Außenseite unter einem rechten Winkel zu der Achse der Gewindebohrung 4 ausgerichtet ist. Während die Ausführungsform gemäß den Fig. 1, la zur Verwendung in einer Schafthalterung 7 nach Art eines Steilkegelschaftes mit konischer Außenfläche geeignet ist und folglich die Außenseite des die Spannfläche tragenden L-Schenkels dem Winkelverlauf dieser Halterung angepasst ist, dient die Ausführungsform gemäß Fig. 2 zur Verwendung in Stei.lhülsen, z.B. nach DIN 6327. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß beide Ausführungsformen grundsätzlich in Steilkegelschäften und in Stellhülsen verwendet werden können, sofern die Gesamtlänge der beiden Klauen 1, 1' in ihrer Spannstellung die Länge der Ausnehmung 8 in der Schafthalterung nicht überschreitet.

Die aus Fig. 3 ersichtlichen beiden Gewindeabschnitte 10, 10' weisen ein Rechtsgewinde bzw. ein Linksgewinde auf. In den beiden Stirnseitender Schraube 2 ist eine Sechskant-Schlüsselfläche vorgesehen (Fig. la und 5).

Das in Fig. 4 gezeigte Werkzeug 3, das z.B. ein Spiralbohrer, eine Reibahle, ein Senker od.dgl. sein kann, besitzt einen Morse-Spannkegel 12, der in eine entsprechend

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konische Bolirung 13 der Schaf thai terung 7 einsetzbar ist. An seinem hinteren Ende weist der Spannkegel 12 einen Austreiblappen 14 auf, der sich an seinen gegenüberliegenden Seitenkanten nach vorne (zur Spitze des Werkzeuges hin) mit einem Winkel von 12 bis 20° verjüngt. Damit entspricht

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der Verjüngungswinkel demjenigen Winkel, mit dem die Spannflächen 5, 5^! der Spannöffnung 6 zueinander divergieren.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist folgende:

Die beiden Klauen 1, 1' werden zunächst mittels der Schraube 2 miteinander verbunden, wobei jedoch die Spannflächen 5, 5¹ einen Abstand voneinander aufweisen, der grosser als die grösste Breite des Austreiblappens 14 ist..In dieser Anordnung wird die Vorrichtung in die Ausnehmung 8 der Schafthalterung 7 so eingefügt, daß die Spannöffnung 6 nach vorne zeigt. Nunmehr wird der Werkzeugschaft 12 in die Bohrung 13 der Schafthalterung 7 eingesetzt, so daß der Austreiblappen 7 mit seinen gegenüberliegenden, nach vorne konvergierenden Seitenflächen innerhalb der Spännöffnung 6 zu liegen kommt. Durch Verdrehen der. Schraube 2 werden die Klauen 1, 1' einander genähert, bis die Spannflächen 5, 5¹ an den L,~dtenkanten des Austreiblappens 14 anliegen und sich aufgrund von deren Schräge geringfügig nach vorne bis zur Anlage an dem Ende der Ausnehmung 8 verschieben. Durch festes Anziehen der Schraube 2 ist dann eine feste Verbindung zwischen dem Werkzeug 3 und der Schafthaiterung 7 hergestellt. Zum Lösen des Werkzeuges 3 braucht nur die Sdhraube 2 in entgegengesetzter Richtung verdreht zu werden,, bis· die Klauen 1, I¹ voneinander gelöst und aus der Ausnehmung 8 entfernt werden können. Damit liegt der Austreiblappen 14 frei und kann in üblicher Weise mittels eines Keiles ausgeschlagen werden. _f

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I Die erfindungsgemässe Sicherungsvorrichtung eignet sich

P vor allem für Morse-Spannkegel_<Mk2 und grosser in Ver- ^s

ί bindung mit Steilkegelschäften ISO'40 und grosser nach ,

I Norm ISO/DIS 4202 oder Stellhülsen nach DIN' 6327*. y

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1. Vorrichtung zur Sicherung eines Werkzeuges, dessen Schaft einen Morse-Spannkegel aufweist, gegen unerwünschtes Lösen aus einer Schafthalterung mit dem Morse-Spannkegel entsprechend kegeliger Bohrung und einer die Bohrung quer durchsetzenden Ausnehmung, in deren Bereich sich das hintere Schaftende des Werkzeuges in dessen in die Schafthalterung eingesetztem Zustand befindet, gekennzeichnet durch zwei in die Ausnehmung (8) der Schafthalterung (7) einfügbare, eine Spannöffnung (6) bildende Klauen (1, 1·), die durch eir ; im eingefügten Zustand zugängliche Schraube (2) lösbar miteinander verbunden und zur Veränderung der Weite der Spannöffnung (6) gegeneinander verstellbar sind und deren die Spannöffnung (6) begrenzende Spannflächen (5, 5¹) das sich örtlich j nach vorne verjüngende Schaftende (14) des Werkzeug-

schaftes (12) in dessen in die Schafthalterung (7) eingesetztem Zustand übergreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Klauen (1, I¹) verbindene Schraube (2) je einen

I ... einer Klaue (1, 1') zugeordneten Schraubenteil (10, IQ¹)

f aufweist, und daß der eine Schraubenteil (10) ein Rechts-

I gewinde und der andere Schraubenteil (10¹) ein Links-

1 gewinde trägt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

J daß die Spannflächen (5, 5¹) der Klauen (1, 1') in die

Spannöffnung (6) hinein divergierend verlaufen.

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4, Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß X der Divergenzwinkel der Spannflächen (5, 5') gleich dem

j Verjüngungswinkel des Schaftendes (14) des Werkzeuges

I (3) ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

s gekennzeichnet, daß der in Einfügerichtung gesehene

Querschnitt der Klauen (1, 1') dem Querschnitt der Ausnehmung (8) der Schafthaiterung (7) angepasst ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Länge der beiden Klauen (1, 1') in der Sicherungsstellung kleiner als die Länge der Ausnehmung (8) der Schafthalterung (7) ist.

7. Werkzeug zur Verwendung mit einer Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem einen Morse-

jj Spannkegel aufweisenden Schaft, dadurch gekennzeichnet,

daß das hintere Schaftende zu einem sich nach vorne ^:> verjüngenden Schaftabschnitt (14) ausgebildet ist

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der sich nach vorne verjüngende Schaftabschnitt (14) ein

¹ an sich bekannter Austreiblappen ist.