DE9101341U1 - Werkzeug, insbesondere für Dreh- und Ausbohroperationen - Google Patents

Description

Werkzeug, insbesondere für Dreh- und Ausbohroperationen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist ein Werkzeugkopf der angegebenen Gattung bekannt (EP-PS 0 070 488), bei dem die radiale Position eines Werkzeughalters durch Drehen einer Hülse relativ zu einem Grundkörper infolge einer Exzenteranordnung veränderbar ist und der eine Spanneinrichtung für den Werkzeughalter in der eingestellten Position aufweist. Es kann dabei ein Aufsatz mit einer Aufnahme für ein Werkzeug vorgesehen sein, der einen an der Stirnseite des Werkzeughalters festlegbaren Werkzeugträger bildet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere vorteilhafte Ausbildung eines Werkzeuges der angegebenen Gattung vorzusehen, insbesondere im Hinblick auf den dem Grundkörper zugewandten bzw. mit diesem verbundenen rückwärtigen Bereich der Spannvorrichtung und auf eine günstige Zuführungsmöglichkeit für ein Kühlmittel od.dgl. Weitere mit alledem zusammenhängende Probleme, mit denen sich die Erfindung befaßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.

Die Erfindung sieht vor, daß das Ankerstück mit seinem hinteren Ende in ein Gewinde des Grundkörpers eingeschraubt ist und ein radialer Bolzen od.dgl. in eine Ausnehmung im Halsteil des Werkzeughalters eingreift. Dies bringt wichtige Vorteile. Die Montage der Teile ist vereinfacht. Längentoleranzen lassen sich durch unterschiedlich tiefes Eindrehen des Ankerstückes in den Grundkörper ausgleichen. Die aneinander anliegenden Flächen lassen sich von ungünstigen Einwirkungen noch besser freihalten.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung befindet sich im Ankerstück und im Spannkörper jeweils wenigstens ein Durchlaßweg für ein Medium wie Kühlmittel od.dgl., und es ist zwischen dem Ankerstück und dem Spannkörper wenigstens eine Dichtung vorgesehen. Dadurch läßt sich Kühlmittel aus dem Grundkörper bis in den vorderen Teil des Werkzeuges leiten, ohne daß empfindliche Bereiche davon berührt werden.

Zweckmäßig ist wenigstens eine Dichtung auch zwischen dem Spannkörper und dem Halsteil des Werkzeughalters vorgesehen.

Ein Schneidelement, Ausbohr- oder Drehmeißel od.dgl. kann am Werkzeughalter vorgesehen sein. Die Ausbildung läßt sich aber weiterhin auch so treffen, daß ein Werkzeugträger-Einsatz lösbar am Werkzeughalter festlegbar ist, wobei der Werkzeugträger-Einsatz vorteilhaft mit einer Auswuchteinrichtung versehen ist. Letzteres ermöglicht es, bei einem Werkzeug dieser Art ein ruhiges Arbeiten auch bei verhältnismäßig hohen Drehzahlen zu erreichen, wie sie besonders bei kleinen Bearbeitungsdurchmessern in Betracht kommen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Werkzeug gemäß der Erfindung, teils in Ansicht, teil im Längsschnitt,

Fig. 2 ein Werkzeug in Ansicht mit gelöstem Werkzeugträger-Einsatz ,

Fig. 3 bis 5 verschiedene Werkzeugträger-Einsätze,

Fig. 6 das hintere Ende eines Werkzeugträger-Einsatzes, teils im Schnitt,

Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung mit um 90° gedrehtem Werkzeugträger-Einsatz, an einer Stelle im Schnitt,

Fig. 8 eine Stirnansicht zu den Figuren 6 und 7 und Fig. 9 eine andere Ausführung des Werkzeuges im Schnitt

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Werkzeug weist einen Grundkörper 3 und einen von diesem getragenen und mit ihm verspannbaren Werkzeughalter 2 auf. Der Grundkörper 3 kann in seiner äußeren Gestalt, insbesondere auch an seinem hinteren Anschlußende, den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sein und z.B. einen nicht dargestellten Gewindeansatz aufweisen, mit dem er in einer Arbeitsspindel oder in einer sonstigen Halterung befestigt werden kann. Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführung ist der Grundkörper 3 mit einem konischen Schaft 3a verbunden, der in die kegelige Aufnahme einer Arbeitsspindel eingesetzt werden kann. Das gezeigte Werkzeug kann sowohl für drehendes als auch für feststehendes Arbeiten verwendbar sein.

Der Werkzeughalter 2 weist eine zylindrische Aufnahmebohrung 64 zur Aufnahme eines Werkzeugträgers 8 auf.

Der Grundkörper 3 nimmt in einer zylindrischen Bohrung 9 eine Exzenterhülse 1 mit ihrer zylindrischen Außenfläche spielfrei auf, d.h. mit einer genauen Passung, die lediglich im nicht geklemmten Zustand der Teile eine Drehung der Exzenterhülse 1 zuläßt. Die letztere weist einen flanschartigen Randteil 11 auf, der zwischen einer vorderen Anlagefläche 13 des Grundkörpers 3 und einer bei dieser Ausführung durch eine schulterartige Absetzung des Werkzeughalters 2 gebildeten Abstützfläche 12 des letzteren liegt. Außenseitig ist der Randteil 11 der Exzenterhülse 1 mit einer einen guten Handangriff ermöglichenden Rändelung 20 sowie mit einer Skalierung 21 versehen, der eine Marke 22 auf der Außenseite des benachbarten Teiles des Werkzeughalters 2 zugeordnet ist, wie Figur 2 erkennen läßt.

In ihrem sich in den Grundkörper 3 hinein erstreckenden Teil kann die Exzenterhülse 1 mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten schlitzartigen öffnungen versehen

sein. Innen weist die Exzenterhülse 1 eine zylindrische Bohrung 19 auf, in die ein zylindrischer Halsteil 23 des Werkzeughalters 2 mit genauer Passung, d.h. quasi spielfrei, eingreift. Es ist eine bezüglich der Mittelachse M des Grundkörpers 3 exzentrische Ausbildung vorgesehen, derart, daß die radiale Position des Werkzeughalters 2 durch Drehen der Hülse 1 relativ zum Grundkörper 3 veränderbar ist. Dabei kann entweder die Bohrung 19 um einen geringen Betrag exzentrisch zur zylindrischen Außenfläche der Hülse 1 sein oder die Hülse 1 kann eine exzentrisch liegende Außenfläche haben. Eine in eine Ausnehmung 24 am unteren Ende des Halsteiles 23 hineinragende Schraube 4 sichert mit ihrem Kopf 4a den Werkzeughalter 2 gegen Drehen mit Bezug auf den Grundkörper 3. Sie kann zugleich eine Querführung für den Werkzeughalter 2 bei seiner durch Drehen der Exzenterhülse 1 zu bewirkenden Verstellung bilden.

Eine Spanneinrichtung zum Festlegen des Werkzeughalters 2 nach erfolgter Einstellung relativ zum Grundkörper 3 ist zum Teil in einem Hohlraum 27 des Werkzeughalters untergebracht. In ein am Ende einer Durchgangsbohrung des Grundkörpers 3 vorgesehenes Gewinde 52 ist ein Ankerstück 7 mit seinem Gewindeende 53 eingeschraubt, das vom Werkzeughalter her auf Zug beansprucht werden kann, um dadurch die Verspannung herbeizuführen. Dazu bestehen verschiedene Möglichkeiten. Bei der gezeigten Ausführung ist im Hohlraum 27 des Werkzeughalters 2 ein verschiebbarer Spannkörper 6 mit einer teilweise konischen Bohrung 26 vorgesehen, in die ein Betätigungsglied 5 eingreift. Dieses weist einen vorderen, in einer Bohrung 28 eines Schraubeinsatzes 18 im Werkzeughalter 2 geführten Zapfen 5a, einen konischen Teil 5b sowie einen als Schraube ausgebildeten Endteil 5c auf, der in eine Gewindebohrung 29 im Werkzeughalter 2 eingreift. Die einander zugewandten Enden des Spannkörpers 6 und des Ankerstückes 7 sind in

besonderer Weise ausgebildet, um mit ein und demselben Betätigungsglied 5 sowohl eine axiale als auch eine radiale Verspannung des Werkzeughalters 2 mit Bezug auf den Grundköper 3 zu erreichen.

Der hintere Teil des Spannkörpers 6 ist als Halterung 16 für drei Kugeln 15 (nur zwei davon sind dargestellt) ausgebildet, die sich auf einer Kegelfläche 17 am Ankerstück 7 abstützen können und sich nach außen hin an die Innenseite des Halsteiles 23 des Werkzeughalters 2 anlegen können.

Wird das Betätigungsglied 5 durch Drehen der Schraube 5c angezogen, so legt sich der Konus 5b gegen die ihm zugewandte Partie der konischen Bohrung 26 und drückt dadurch den Spannkörper 6 nach vorne, d.h. in Richtung auf den Werkzeugkörper-Einsatz 8 hin, wobei sich die Kugeln 15 fest an die Kegelfläche 17 des Ankerstückes 7 anlegen. Hierdurch wird die Abstützfläche 12 des Werkzeughalters 2 gegen die vordere Fläche des Randteiles 11 der Exzenterhülse 1 und die Unterseite des Randteiles 11 gegen die Anlagefläche 13 am Grundkörper 3 gepreßt, so daß der Werkzeughalter unter Einschluß des Randteiles 11 der Exzenterhülse 1 in axialer Richtung fest mit dem Grundkörper 3 verspannt wird.

Zugleich üben die Kugeln 15 aber auch eine innere Druckbelastung auf den Halsteil 23 aus und pressen diesen gegen den umgebenden Teil der Exzenterhülse 1 und diesen wiederum gegen die Bohrung 9 des Grundkörpers, wodurch der Werkzeughalter 2 mit dem Grundkörper 3 auch radial verspannt wird. Dies wird mittels eines einzigen Betätigungsgliedes 5 bewirkt.

Zweckmäßig ist der Halsteil 23 des Werkzeughalters 2 in demjenigen Bereich, in dem die Kugeln 15 angreifen, auf-

weitbar ausgebildet. Dies kann durch geeignete Wahl der Wandstärke, insbesondere aber durch die Anordnung eines oder mehrerer Schlitze geschehen.

Nach Lösen der Verspannung, was durch leichtes Zurückdrehen der Schraube 5c geschieht, kann die gewünschte Feineinstellung des Werkzeugträger-Einsatzes 8 einfach und schnell durch Drehen des Randteiles 11 der Exzenterhülse 1 erfolgen, wobei die Skalierung 21 genau ablesbar ist. Nach der Einstellung wird mittels des Betätigungsgliedes 5 erneut die Fixierung der eingestellten Position mit fester Verspannung der Teile untereinander zu einer starren Einheit erreicht.

In ähnlicher vorteilhafter Weise ist die Festlegung von auswechselbaren Werkzeugträger-Einsätzen 8 vorgesehen. Jeder dieser Einsätze weist einen Spannzapfen 61 und eine im wesentlichen ringförmige Anlagefläche 62 auf. Der Werkzeughalter 2 nimmt den Spannzapfen 61 des jeweiligen Einsatzes 8 passend in der Bohrung 64 auf und hat stirnseitig eine Stützfläche 63 für die Anlagefläche des Einsatzes 8. Im Spannzapfen 61 ist eine konische Querbohrung 66 vorhanden, in der ein Spannelement 65 mit einem kegeligen Teil 65b verschiebbar ist. Die Verschiebung des Spannelements 65 geschieht zweckmäßig durch einen Schraubvorgang. Zu diesem Zweck ist das Spannelement bei der gezeigten Ausführung mit einem in ein Gewinde im Werkzeughalter 2 eingreifenden Schraubenansatz 65c versehen. Mit einem Zapfenansatz 65a am anderen Ende ist das Spannelement 65 in einer Bohrung 68 eines in den Werkzeughalter 2 eingeschraubten Einsatzes 67 geführt.

Durch Anziehen des Spannelements 65 legt sich sein kegeliger Teil 65b an die konische Querbohrung 66 in der Werkzeugträger-Einheit 8 an, wodurch einen hohe Spannkraft aufgebracht wird und die Flächen 62 und 63 zur satten

Anlage miteinander gebracht werden. Damit wird der Werkzeugträger-Einsatz 8 fest mit dem Werkzeughalter 2 verspannt.

Zum Auswechseln des einen Einsatzes 8 gegen einen anderen braucht das Spannelement 65 nur aus dem Werkzeughalter herausgedreht zu werden, wonach sich der Einsatz 8 leicht herausziehen läßt. Nach dem Einschieben eines anderen Einsatzes in die Aufnahmebohrung 64 des Werkzeughalters 2 kann das Spannelement wieder eingeführt und eingeschraubt werden, so daß dieser neue Einsatz schnell festgespannt werden kann.

Zwischen dem Werkzeughalter 2 und dem jeweiligen Werkzeugträger-Einsatz 8 kann eine Winkelpositionierung vorgesehen sein, die das Zusammenfügen beider Teile in der richtigen Winkellage erleichtert und diese fixiert. Bei einer einfachen Ausführung ist ein in eine Nut, Bohrung 90 od.dgl eingreifender Stift 91 vorgesehen (Fig. 2). Der Stift befindet sich zweckmäßig am Werkzeughalter 2.

Bei der Ausführung nach Figur 1 ist der Werkzeugträger-Einsatz 8 nach Art einer Bohrstange ausgebildet und am Ende seines Schaftteiles mit einem auswechselbar befestigten Schneidelement 60 versehen.

Figur 1 läßt außerdem erkennen, daß es trotz der Auswechselbarkeit der Werkzeugträger-Einsätze 8 und der sicheren Verspannung aller Teile des gesamten Werkzeuges möglich ist, Kühlmittel od.dgl. bis zum Schneidelement 60 zu leiten. Die Bohrung 51 im Grundkörper 3 führt in diesem nach hinten weiter bis zu einer Stelle, wo in geeigneter Weise die Einspeisung mit dem betreffenden Medium erfolgen kann. Nach vorne setzt sich der Leitungsweg wie folgt fort: durch eine Bohrung 54 im Ankerstück 7, einen Hohlraum 55 im Spannkörper 6, den Hohlraum 27 im Werkzeughalter

und durch Bohrungen 56, 57 im Werkzeugträger-Einsatz 8. Mit den Zahlen 58 und 59 sind Dichtungen im Ankerstück 7 und im Spannkörper 6 bezeichnet.

In den Figuren 2 bis 5 sind Beispiele für weitere Ausführungen von Werkzeugträger-Einsätzen 81, 82, 83 und 84 dargestellt. Wie zu erkennen ist, haben diese Einsätze unterschiedliche Ausbildungen. Auch hat die Schneidkante des jeweiligen Schneidelements einen anderen Abstand von der Mittelachse des Werkzeuges. Damit ergibt sich eine universale Verwendungsmöglichkeit des Werkzeuges mit dem Vorteil der Feineinsteilbarkeit, wobei der Grundkörper 3 mit dem Werkzeughalter 2 unverändert bleiben kann und lediglich der Einsatz ausgewechselt zu werden braucht. Es läßt sich mit einem solchen Werkzeug bei einigen wenigen Werkzeug-Einsätzen ein großer Durchmesserbereich abdecken.

Insbesondere bei Werkzeugträger-Einsätzen, die zur Verwendung bei hohen Drehzahlen bestimmt sind, werden vorteilhaft Vorkehrungen zum Auswuchten getroffen. Die Figuren 1, 3 und 6 bis 8 veranschaulichen Möglichkeiten dazu.

Bei einer einfachen und zweckmäßigen Ausführung weist der betreffende Werkzeugträger-Einsatz 82 bzw. 83 an der Vorderseite eines Flansches 85 eine Ringnut 92 für einen oder mehrere, insgesamt mit der Zahl 93 bezeichnete Auswuchtkörper 93 auf. Diese lassen sich an den erforderlichen Stellen festlegen, insbesondere durch Klemmung.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat jeder Auswuchtkörper 93 einen zu einer Seite hin offenen Schlitz 94, der ein Spreizen des Körpers mittels einer in ein Gewinde 95 eingedrehten Schraube 96 und damit dessen Festlegung in der Nut 92 gestattet. Dabei ist unter der Schraube 96 als Druckstück eine Kugel 97 vorhanden.

In Figur 9 ist eine Ausführung mit Werkzeughalter ohne zusätzliche Werkzeugträger-Einsätze gezeigt. Auch hier nimmt ein Grundkörper 33 in einer zylindrischen Bohrung 9 eine Exzenterhülse 1 mit zylindrischer Außenfläche und flanschartigem Randteil 11 spielfrei auf. In die zylindrische Bohrung 19 greift ein Halsteil 23 des Werkzeughalters 32 mit entsprechender Passung ein. Wie bei der Ausführung nach Fig. 1 ist auch hier die Ausbildung bezüglich der Mittelachse M des Grundkörpers 33 exzentrisch, derart daß die radiale Position des Werkzeughalters 32 durch Drehen der Hülse 1 relativ zum Grundkörper 33 veränderbar ist.

Eine in eine Ausnehmung 24 am unteren Ende des Halsteiles 23 hineinragende Schraube 4, insbesondere mit zylindrischem vorderen Ende, sichert den Werkzeughalter 32 gegen Drehen mit Bezug auf den Grundkörper 33. Sie bildet zweckmäßig zugleich eine Querführung für den Werkzeughalter 32 bei seiner durch Drehen der Exzenterhülse 1 erfolgenden Verstellung.

In ein Gewinde 52 einer Bohrung 51 im Grundkörper 33 ist ein Ankerstück 7 mit seinem Gewindeende 53 eingeschraubt. Weitere Teile der Spannvorrichtung entsprechen denjenigen nach Fig. 1 und sind mit den gleichen Bezugszahlen wie dort bezeichnet. Das zu der Ausführung nach Fig I Gesagte gilt für die Ausführung nach Fig. 9 sinngemäß und entsprechend.

Sowohl das Ankerstück 7 als auch der Spannkörper 6 sind jeweils mit einer Durchgangsbohrung 54 bzw. 50 versehen, durch die vom Grundkörper 33 aus und über die Bohrung herangeführtes Kühlmittel zum Werkzeughalter 32 und durch eine nur teilweise angedeutete Bohrung 35 darin bis zum eigentlichen Werkzeug oder Schneidelement gelangen kann. Letzteres ist nicht besonders dargestellt. Es kann wie

das Schneidelement 60 bei der Ausführung nach Fig. 1 oder auch anders angeordnet sein. Mit dem Buchstaben W ist in Figur 9 eine Mittellinie für ein Werkzeugelement angedeutet. Die vorhandene Dichtung 58 am Ankerstück 7 gewährleistet, daß kein Kühlmittel aus dem beschriebenen Weg austreten und an andere Stellen gelangen kann.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden.

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Werkzeug, insbesondere für Dreh- und Ausbohroperationen, mit einem innenseitig eine Lagerfläche aufweisenden Grundkörper, einer darin drehbaren Hülse, die mit einer der Lagerfläche des Grundkörpers angepaßten Gegenfläche sowie mit einer Bohrung versehen ist, einem sich mit einem Halsteil in die Bohrung der Hülse erstreckenden Werkzeughalter, der relativ zum Grundkörper undrehbar angeordnet ist, wobei eine bezüglich der Mittelachse des Grundkörpers exzentrische Ausbildung vorgesehen ist, derart, daß die radiale Position des Werkzeughalters durch Drehen der Hülse relativ zum Grundkörper veränderbar ist, und mit einer Spanneinrichtung, mittels derer der Werkzeughalter in einer eingestellten Position unter Einschluß eines Randteiles der Hülse mit dem Grundkörper verspannbar ist, wobei die Spanneinrichtung ein Ankerstück und einen sich an dieses anschließenden Spannkörper mit konischem Bohrungsteil, relativ zu dem ein Kegel verschiebbar ist, sowie Kraftübertragungsglieder, insbesondere Kugeln, zwischen dem Ankerstück und dem Spannkörper enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerstück (7) mit seinem hinteren Ende (53) in ein Gewinde (52) des Grundkörpers (3, 33) eingeschraubt ist und ein radialer Bolzen (4) od.dgl. in eine Ausnehmung (24) im Halsteil (23) des Werkzeughalters (2, 32) eingreift.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Ankerstück (7) und im Spannkörper (6) jeweils wenigstens ein Durchlaßweg (54, 50) für ein Medium befindet und zwischen dem Ankerstück (7) und dem Spannkörper (6) wenigstens eine Dichtung (58) vorgesehen ist,

3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Spannkörper (6) und dem Halsteil (23) des Werkzeughalters (2) wenigstens eine Dichtung (59) vorgesehen ist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch wenigstens einen Werkzeugträger-Einsatz (8, 81, 82, 83, 84), der lösbar an dem Werkzeughalter (2) festlegbar und mit einer Auswuchteinrichtung (92, 93) versehen ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Werkzeugträger-Einsatz (8, 81, 82, 83, 84) eine Ringnut (92) zur Aufnahme von Auswuchtkörpern (93) aufweist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswuchtkörper (93) durch Klemmung festlegbar sind.