PL211285B1 - Zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce - Google Patents

Description

Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 383530 (22) Data zgłoszenia: 27.02.2006 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

27.02.2006, PCT/US06/006969 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

08.09.2006, WO06/093918 (11) 211285 (13) B1 (51) Int.Cl.

B23B 5/22 (2006.01) B23B 31/00 (2006.01) B23B 31/20 (2006.01)

Opis patentowy przedrukowano ze względu na zauważone błędy (54)

Zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce

	(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo:	KENNAMETAL INC., Latrobe, US
01.03.2005, US, 11/069,399	(72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	ROBERT E. OSHNOCK, Latrobe, US
17.03.2008 BUP 06/08	MICHAEL R. MCCORMICK, Greensburg, US ROBERT A. ERICKSON, Raleigh, US
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.04.2012 WUP 04/12	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Anna Słomińska-Dziubek

PL 211 285 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce.

Zespoły uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce, zawierające tuleje zaciskowe są dobrze znane. Takie tuleje zaciskowe przeważnie zawierają rurowy korpus utworzony z licznych, podłużnych elastycznych palców stalowych. Palce są rozdzielone wyciętymi podłużnymi szczelinami, które w pewnym stopniu nadają promieniową elastyczność tulei zaciskowej, jaka umożliwia selektywne zaciskanie części chwytowej narzędzia skrawającego przez tuleję zaciskową. Przyległe palce są wzajemnie połączone w przemienny sposób przez metalowe półki, dla utworzenia jednoczęściowego korpusu tulei zaciskowej. Podczas zastosowania korpus tulei zaciskowej wchodzi w otwór w wale uchwytu o przystającym kształcie, przez co dalszy koniec korpusu tulei zaciskowej wystaje z tego wału.. Pierścieniową nakrętkę kontrującą mającą gwint na wewnętrznej obwodowej ścianie, współpracujący z gwintem na zewnętrznej obwodowej ścianie wału, montuje się na wale i w dalszym końcu korpusu tulei zaciskowej. Nakrętka kontrującą ma wykonany pierścień noskowy ze stożkową powierzchnią krzywkową, która współpracuje z dalszym końcem korpusu tulei zaciskowej i ściska go promieniowo do wewnątrz, gdy nakrętka kontrującą jest nakręcana na wał uchwytu. Promieniowe ściśnięcie nakrętki kontrującej powoduje ugięcie do wewnątrz dalszego końca korpusu tulei zaciskowej, wytwarzając siłę zaciśnięcia pomiędzy wewnętrzną średnicą korpusu tulei zaciskowej i częścią chwytową umieszczonego w niej narzędzia.

Dobrze znane są również zespoły uchwytu z tulejami zaciskowymi uszczelnionymi, czyli wiązanymi. Przykład wiązanej tulei zaciskowej jest opisany w opisie patentowym US Nr 5,911,421 (Kennametal Inc., Latrobe, PA), co w całości przytoczono w niniejszym dla informacji. W tulejach zaciskowych rowki oddzielające poszczególne palce tulei zaciskowej są wypełniane substancją wiążącą tuleję zaciskową, na przykład kauczukiem na bazie silikonowej, z dwóch powodów. Po pierwsze, wypełnienie rowków tulei zaciskowej takim środkiem zapobiega wypływaniu chłodziwa pod ciśnieniem poprzez otwór w zaciśniętej części chwytowej narzędzia z tej części chwytowej i poprzez ściany korpusu tulei zaciskowej. Po drugie, środek wiążący powstrzymuje przedostawanie się zanieczyszczeń, metalowych wiórów i innych ciał do rowków tulei zaciskowej oraz gromadzenie się ich pomiędzy wałem i wewnętrzną powierzchnią palców tulei zaciskowej. Jest to ważna funkcja, ponieważ obecność zanieczyszczeń w takich miejscach może niekorzystnie wpływać na zdolność tulei zaciskowej do jednorodnego zaciskania zewnętrznej powierzchni części chwytowej narzędzia, co z kolei może powodować niewspółosiowe zaciśnięcie, które może poważnie wpłynąć na dokładność otworów lub innych elementów skrawanych przez narzędzie.

Choć takie wiązane tuleje zaciskowe pracowały zadowalająco w przewidzianym dla nich zastosowaniu, najnowsze użycie chłodziw pod wyższym ciśnieniem (to jest rzędu 6,9-10,3 MPa) spowodowało konieczność zastosowania twardych, sztywnych środków wiążących dla zapobieżenia powstawaniu miejsc przeciekania poprzez rowki tulei zaciskowych. Takie środki wiążące są bardziej sztywne oraz mniej ściśliwe i niekorzystnie kolidują z promieniową ściśliwością tulei zaciskowej. Dotychczas, gdy ciśnienia chłodziwa były mniejsze (to jest poniżej 6,9 MPa), mogły być zastosowane bardziej miękkie, bardziej ściśliwe środki wiążące do wypełnienia rowków korpusu bez poważnego niebezpieczeństwa przecieku. Stosunkowo bardziej ściśliwe środki wiążące stosowane dotychczas nie usztywniały promieniowej sprężystości powrotnej tulei zaciskowej w takim stopniu, aby korpus tulei zaciskowej nie mógł być łatwo ściśnięty przez nakrętkę kontrującą dla bezpiecznego zaciśnięcia części chwytowej narzędzia. Co bardziej istotne, zastosowanie podatnych środków wiążących mogłoby nie dawać takiej sztywności w dalszym końcu korpusu tulei zaciskowej, aby przeszkodzić ręcznemu usunięciu nakrętki kontrującej, jeśli wystąpi potrzeba zmiany korpusu tulei zaciskowej dla zaciśnięcia wału o innym wymiarze. Niestety, zastosowanie sztywniejszych ś rodków wiążących, jak na przykład sprzedawanych ze znakiem handlowym SUPERFLEX 587 i wytwarzanych przez Loctite, Inc., Rocky Hill, Connecticut, nie tylko zmniejszyło promieniową ściśliwość korpusu tulei zaciskowej do takiego zakresu, w którym utrudniło one jest ręczne zaciśnięcie wokół wału za pomocą nakrętki kontrującej, lecz także wprowadziło utrudnienie dla ręcznego rozdzielenia korpusu tulei zaciskowej od nakrętki kontrującej przez operatora, przy konieczności zmiany tulei zaciskowej.

W celu opanowania powyższych wad opracowano tuleję zaciskową, która była promieniowo ściśliwa w stopniu umożliwiającym łatwe zaciśnięcie części chwytowych narzędzia i usunięcie nakrętki kontrującej przez operatora, przy jednoczesnym doprowadzeniu chłodziwa pod wysokim ciśnieniem i zachowaniu szczelnoś ci w rowkach tulei zaciskowej. Był a to tuleja zaciskowa mają ca rurowy korpus

PL 211 285 B1 utworzony przez liczne palce chwytające, które były oddzielone podłużnymi rowkami wypełnionymi środkiem wiążącym, w wypełnionych rowkach wykonano bruzdy wolne od środka, dla zwiększenia promieniowej elastyczności tulei zaciskowej. Rurowy korpus tulei zaciskowej miał dalszy koniec, który był promieniowo ściskany przez pierścień noskowy nakrętki kontrującej, a bruzdy wolne od środka były umieszczone bezpośrednio za dalszym końcem. Taki układ zasadniczo zwiększył promieniową ściśliwość dalszego końca korpusu tulei zaciskowej, z równoczesnym utrzymaniem wystarczającej ilości środka wiążącego w segmencie rowków przecinających dalszy koniec tulei zaciskowej dla skutecznego powstrzymania zanieczyszczeń, wiórów i innych szczątków przedostających się przez rowki korpusu tulei zaciskowej i przestrzeń pomiędzy częścią chwytową narzędzia oraz wewnętrzną obwodową ścianą palców chwytających tulei zaciskowej. Choć taka tuleja zaciskowa pracowała zadowalająco w przewidzianym zastosowaniu, wykazywała tendencję do przecieków chłodziwa na zewnętrznej obwodowej ścianie i wewnętrznej obwodowej ścianie tulei zaciskowej.

Z powodu wysokiej ceny chłodziwa oraz kosztu usuwania chłodziwa konieczne jest powstrzymanie nadmiernej nieszczelności w obszarach przedmiotu obrabianego, gdzie chłodziwo nie jest wymagane. Takie nieszczelności występują w każdych warunkach, od niskiego do wysokiego ciśnienia chłodziwa. Z powodu problemu nieszczelności większość, jeśli nie całe chłodziwo spływa na nakrętkę kontrującą i przedmiot obrabiany. Bardzo mała ilość chłodziwa pod wysokim ciśnieniem jest kierowana do otworów dostępu chłodziwa w części chwytowej narzędzia skrawającego. Przy niewystarczającej ilości chłodziwa kierowanego na krawędzie skrawające narzędzia skrawającego wióry wykazują tendencję gromadzenia się na przedmiocie obrabianym, przy złym odprowadzaniu wiórów z otworu przedmiotu obrabianego. Trwałość narzędzia skrawającego radykalnie maleje ze względu nie niedostateczne odprowadzenie wiórów.

Dla opanowania tych niedoborów opracowano tarczę uszczelniającą poprawiającą charakterystykę uszczelnienia przy zastosowaniu chłodziwa pod wysokim ciśnieniem. Przykład takiej tarczy uszczelniającej jest opisany w WO 01/34331 Al (REGO-FDC AG). Tarcza uszczelniająca ma wykonany obwodowy rowek, w którym jest umieszczony pierścień uszczelniający o przekroju okrągłym, tworzący uszczelnienie dla chłodziwa pod wysokim ciśnieniem pomiędzy częścią chwytową narzędzia skrawającego i tarczą uszczelniającą. Podobne uszczelnienie jest wykonane pomiędzy nakrętką kontrującą i tarczą uszczelniającą. W tej konstrukcji nakrętka kontrującą nie jest płasko wyrównana z tuleją zaciskową, lecz zamiast tego wystaje poza tuleję zaciskową, przez co tuleja zaciskowa jest poosiowe wgłębiona wewnątrz nakrętki kontrującej. Stanowi to problem, ponieważ jej dłuższa niż narzędzie, co wymaga zwiększenia przestrzeni roboczej narzędzia. Krótsze narzędzie wymaga mniejszej przestrzeni roboczej i tym samym jest bardziej pożądane.

Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonej konstrukcji uszczelnienia, która kieruje całe chłodziwo poprzez otwory dostępu w części chwytowej narzędzia skrawającego i na krawędzie skrawające narzędzia skrawającego, zapobiegając jednocześnie wypływaniu chłodziwa w obszarach przedmiotu obrabianego, gdzie chłodziwo nie jest potrzebne.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej ulepszonej konstrukcji, która nie wydłuża narzędzia i nie wymaga przekonstruowania bądź obróbki skrawaniem tradycyjnych korpusów tulei zaciskowej oraz nakrętek kontrujących, a jedynie jest montowalna na istniejących tulejach zaciskowych (uszczelnionych lub wszystkich innych), przy minimalnym wysiłku i kosztach.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji uszczelnionej tulei zaciskowej, która w dalszym ciągu zachowuje odporność na przedostawanie się zanieczyszczeń, wiórów i szczątków pomiędzy palce tulei zaciskowej i zaciskaną część chwytową narzędzia.

Według wynalazku, zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce, zawierający mającą nosek tuleję zaciskową do przyjmowania części chwytowej narzędzia skrawającego, z co najmniej jednym przelotowym otworem dostępu chłodziwa i zawierający nakrętkę kontrującą do wytwarzania siły zaciskającej pomiędzy tuleją zaciskową i częścią chwytową narzędzia, charakteryzuje się tym, że nakrętka kontrującą ma zewnętrzną powierzchnię czołową, która jest zasadniczo płasko wyrównana z noskiem tulei zaciskowej i do nakrętki kontrującej jest rozłącznie zamocowany, z moż liwością odłączania, pierścień uszczelniający chłodziwa, przy czym nakrętka kontrującą ma ukształtowany element mocujący, zaś pierścień uszczelniający chłodziwa ma ukształtowany element mocujący współpracujący z elementem mocującym nakrętki kontrującej do rozłącznego mocowania pierścienia uszczelniającego chłodziwa do nakrętki kontrującej, a przy tym pierścień uszczelniający chłodziwa jest dopasowany do przełożenia przez niego części chwytowej narzędzia i pomiędzy pierścieniem, uszczelniającym chłodziwa i nakrętką kontrującą narzędzia jest umieszczona, co najmniej jedna hermetyczna uszczelka.

PL 211 285 B1

Korzystne jest, gdy co najmniej jedną uszczelkę stanowią hermetyczna pierwsza uszczelka umieszczona pomiędzy pierścieniem uszczelniającym chłodziwa i nakrętką kontrującą, hermetyczna druga uszczelka, utrzymywana przez pierścień uszczelniający chłodziwa, która jest dostosowana do współpracy z częścią chwytową narzędzia.

Pierścień uszczelniający chłodziwa korzystnie ma powierzchnię czołową z wykonanym w niej rowkiem i ma wewnętrzną obwodową ścianę z wykonanym w niej rowkiem, przy czym pierwsza uszczelka jest umieszczona w rowku powierzchni czołowej, a druga uszczelka jest umieszczona w rowku wewnę trznej obwodowej ś ciany.

Hermetyczne uszczelki mogą być z elastycznego materiału. Hermetyczne uszczelki mogą być z elastomerowego materiału. Korzystnie hermetyczne uszczelki są gumowymi pierścieniami uszczelniającymi o przekroju okrągłym.

W zewnętrznej powierzchni czołowej nakrętki kontrującej korzystnie jest wykonany, co najmniej jeden otwór gwintowany a pierścień uszczelniający chłodziwa jest dołączany do zewnętrznej powierzchni czołowej nakrętki kontrującej za pomocą, co najmniej jednej śruby wkręconej otwór gwintowany do rozłącznego łączenia pierścienia uszczelniającego chłodziwa z nakrętką kontrującą.

Nakrętka kontrującą ma część dalszego końca z zewnętrznym gwintem, a pierścień uszczelniający chłodziwa ma wewnętrzną ścianę z gwintem, który współpracuje z zewnętrznym; gwintem, nakrętki kontrującej do rozłącznego łączenia pierścienia uszczelniającego chłodziwa z nakrętką kontrującą.

Pierścień uszczelniający chłodziwa korzystnie ma powierzchnię czołową, a co najmniej jedną hermetyczną uszczelkę stanowi pierwsza uszczelka umieszczona pomiędzy zewnętrzną powierzchnią czołową nakrętki kontrującej i powierzchnią czołową pierścienia uszczelniającego chłodziwa.

W szczególności, pierwsza uszczelka jest dopasowana do umieszczenia w rowku na powierzchni czołowej pierścienia uszczelniającego chłodziwa.

Pierścień uszczelniający chłodziwa korzystnie zawiera tarczę uszczelniającą, poprzez którą przechodzi część chwytowa narzędzia, i pokrywę tarczy uszczelniającej, w której jest umieszczona tarcza uszczelniająca, a co najmniej jedna hermetyczna uszczelkę stanowi hermetyczna pierwsza uszczelka umieszczona pomiędzy pokrywą tarczy uszczelniającej i nakrętką kontrującą, hermetyczna druga uszczelka umieszczona pomiędzy pokrywą tarczy uszczelniającej i tarczą uszczelniającą oraz hermetyczna trzecia uszczelka podtrzymywana przez tarczę uszczelniającą i dostosowana do współpracy z częścią chwytową narzędzia.

W tym wariancie również hermetyczne uszczelki mogą z materiał u elastycznego i/lub z materiału elastomerowego i/lub mogą być gumowymi pierścieniami uszczelniającymi o przekroju okrągłym.

Zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce zapewnia ulepszoną konstrukcję uszczelnienia, która kieruje całe chłodziwo poprzez otwory dostępu w części chwytowej narzędzia skrawającego i na krawędzie skrawające narzędzia skrawającego, zapobiegając jednocześnie wypływaniu chłodziwa w obszarach przedmiotu obrabianego, gdzie chłodziwo nie jest potrzebne. Ta ulepszona konstrukcja nie wydłuża narzędzia i nie wymaga przekonstruowania bądź obróbki skrawaniem tradycyjnych korpusów tulei zaciskowej oraz nakrętek kontrujących. Może być montowana na istniejących tulejach zaciskowych (uszczelnionych lub wszystkich innych), przy minimalnym wysiłku i kosztach. Ostatecznie, ulepszona według wynalazku uszczelniona tuleja zaciskowa w dalszym ciągu zachowuje odporność na przedostawanie się zanieczyszczeń, wiórów i szczątków pomiędzy palce tulei zaciskowej i zaciskaną część chwytową narzędzia.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce, zawierający tuleję zaciskową i nakrę tkę kontrują c ą , wedł ug jednego przykł adu wykonania wynalazku, w widoku perspektywicznym z przodu; fig. 2 przedstawia tuleję zaciskową i nakrę tkę kontrującą pokazane na fig. 1, w rzucie z przodu z częściowym przekrojem; fig. 3 przedstawia tuleję zaciskową i nakrętkę kontrującą w przekroju poprowadzonym wzdłuż linii 3-3 na fig. 2; fig. 4 przedstawia tuleję zaciskową i nakrętkę kontrującą podobną do pokazanej na fig. 3, z odmianą elementów mocujących do zamocowania pierścienia chłodzącego do nakrętki kontrującej, w częściowym przekroju; fig. 5 przedstawia zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce tuleję zaciskową i nakrętkę kontrującą według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku, w przekroju; fig. 6 przedstawia tuleję zaciskową i nakrętkę kontrującą podobną do pokazanej na fig. 5, z odmianą elementów mocujących dla połączenia pierścienia chłodzącego do nakrętki kontrującej, w częściowym przekroju.

Według rysunków, gdzie podobne odnośniki oznaczają podobne części na wszystkich figurach, na fig. 1 do 3 pokazano zespół 10 uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce, zawierający tuleję

PL 211 285 B1 zaciskową 12, nakrętkę kontrującą 16 i pierścień uszczelniający 18 chłodziwa, a także z zaznaczonym wałem 14 do mocowania zespołu uchwytu. Tuleja zaciskowa 12 generalnie zawiera rurowy korpus 20 tulei zaciskowej mający dalszy koniec 22 i bliższy koniec 24, oddzielone przez pierścieniowe wybranie 26. Korpus 20 tulei zaciskowej jest utworzony przez generalnie równoległy układ podłużnych palców chwytających 28 wzajemnie połączonych półkami 30 z tej samej stali stopowej, która tworzy korpus 20 całej tulei zaciskowej. Palce chwytające 28 są rozdzielone podłużnymi rowkami 32, jak pokazano. Obecność rowków 32 umożliwia promieniowe ściśnięcie korpusu 20 tulei zaciskowej przez nakrętką kontrującą 16 dla zaciśnięcia części chwytowej 34 narzędzia skrawającego (nie pokazano), jak będzie dokładniej opisane poniżej.

Wnętrze korpusu 20 tulei zaciskowej tworzy cylindryczny przelot 36, który jest usytuowany koncentrycznie wzdłuż osi obrotu tulei zaciskowej 12 dla umieszczenia części chwytowej 34 narzędzia skrawającego, jakim może być na przykład wiertło. Część chwytowa 34 narzędzia może mieć wykonany otwór dostępu chłodziwa 38, doprowadzający chłodziwo pod ciśnieniem do skrawającej części narzędzia (nie pokazano). Przelot 36 kieruje chłodziwo pod ciśnieniem z otworu wału 14 uchwytu do przelotu odbierającego w części chwytowej 36.

Zewnętrzna strona korpusu 20 tulei zaciskowej przechodzi w stożkową część 40 w kierunku bliższego końca 24 korpusu 20 tulei zaciskowej. W stożkowej części 40 obok dalszego końca 22 jest wykonany pierścieniowy rowek prowadzący 42, w wizualny sposób wskazujący włożenie korpusu 20 tulei zaciskowej na odpowiednią głębokość w wale 14 uchwytu. Dalszy koniec 22 tworzy pierścieniową powierzchnię krzywkową 44 wzdłuż swej obwodowej krawędzi, która współpracuje z dobraną powierzchnią krzywkową 4 6 nakrętki kontrującej 16, dociskając promieniowo palce chwytające 28 do zaciśniętego połączenia z częścią chwytową 34 narzędzia. Za pierścieniową powierzchnią krzywkową 44 jest wykonany występ 48 ułatwiający usuwanie korpusu tulei zaciskowej 20 z wału 14 uchwytu poprzez nakrętkę kontrującą 16, jak dokładniej opisano poniżej.

W wale 14 uchwytu jest wykonane stoż kowe wgłębienie 50 o kształ cie dopeł niają cym do stoż kowej części 40, w kierunku bliższego końca 24 korpusu 20 tulei zaciskowej. Wgłębienie 50 dochodzi do stożkowej części końcowej 52, która z kolei prowadzi do przelotu 54 doprowadzającego chłodziwo. Przelot 54 przebiega współliniowo do osi obrotu A wału 14 uchwytu. Naprzeciw przelotu 54 wał 14 uchwytu dochodzi do pierścieniowo wgłębionej części końcowej 56. Gwint 58 otacza zewnętrzną obwodową ścianę części końcowej 56.

Nakrętka kontrującą 16 jest utworzona z pierścieniowej obudowy 60 mającej gwint 62, który jest utworzony na jej wewnętrznej obwodowej ścianie, jak pokazano. Gwint 62 łączy się z gwintem 58 tworzącym wgłębioną część końcową 56 wału 14 uchwytu. Przeciwny koniec pierścieniowej obudowy 60 podtrzymuje pierścień noskowy 64 mający powierzchnią krzywkową 46, jak wspomniano powyżej. Jak wynika z rysunku, powierzchnia krzywkowa 46 jest powierzchnią stożkową o kształcie dopełniającym do pierścieniowej powierzchni stożkowej 44 dalszego końca 22 korpusu 20 tulei zaciskowej. Bezpośrednio za powierzchnią krzywkową 46 pierścienia noskowego 64 jest wykonany w nimi pierścieniowy występ 68, zaciskowej, gdy na tulei zaciskowej 12 jest zamontowana nakrętka kontrującą 16. Występ 68 służy do wycofania korpusu 20 tulei zaciskowej ze stożkowego wgłębienia 50, gdy nakrętka kontrującą 16 zostanie obrócona do rozłączenia od końca wału uchwytu 14.

Zgodnie z obecnym wynalazkiem z dalszym końcem 22 pierścieniowej obudowy 60 jest połączony pierścień uszczelniający 18 chłodziwa. Pierścień uszczelniający chłodziwa 18 zawiera pokrywę 70 tarczy uszczelniającej oraz tarczę uszczelniającą 72 tulei zaciskowej. Pokrywa 70 tarczy uszczelniającej jest połączona do pierścieniowej obudowy 60. Można to wykonać w dowolny odpowiedni sposób. W zilustrowanym przykładzie wykonania wynalazku pierścieniowa obudowa 60 ma zewnętrzną powierzchnię czołową 74 i liczne gwintowane otwory 76 korzystnie wykonane w zewnętrznej powierzchni czołowej 74. Choć są pokazane cztery gwintowane otwory 76, dla wykonania wynalazku odpowiednie może być wykonanie większej lub mniejszej liczby gwintowanych otworów. Pokrywa 70 tarczy uszczelniającej jest dołączona do zewnętrznej powierzchni czołowej 74 korzystnie za pomocą śrub 78 wkręconych w gwintowane otwory 76, co umożliwia odłączanie pokrywy 70 tarczy uszczelniającej. Pokrywa 70 tarczy uszczelniającej ma powierzchnię czołową 80, która współpracuje z zewnętrzną powierzchnią czołową 74 pierścieniowej obudowy 60. Pomiędzy tymi współpracującymi powierzchniami może być umieszczona hermetyczna uszczelka 82. Uszczelka 82 może być wykonana w postaci pierścienia uszczelniającego o przekroju okrągłym. i najkorzystniej gumowego pierścienia uszczelniającego o przekroju okrą głym, choć mogą być użyte inne uszczelki odpowiednie dla wykonania wynalazku. Pospolite pierścienie uszczelniające o przekroju okrągłym. mogą nie nadawać się do obecnie stosowanych

PL 211 285 B1 chłodziw. W związku z tym korzystnym materiałem dla pierścienia uszczelniającego o przekroju okrągłym jest kauczuk fluorowy. Handlowym przykładem tego materiału jest Viton produkowany przez DuPont (Wilmington, DE). W zilustrowanym przykładzie wykonania uszczelka 82 jest dostosowana do umieszczenia w rowku 84 powierzchni czołowej pokrywy 70 tarczy uszczelniającej. Po wkręceniu śrub 78 w gwintowane otwory 76 pierwsza uszczelka 82 zapobiega przeciekom chłodziwa pomiędzy współpracującymi powierzchniami.

Pokrywa 70 tarczy uszczelniającej ma obwodową ścianę wewnętrzną 86, w której jest umieszczona tarcza uszczelniająca 72 tulei zaciskowej. Na występie 90 wewnętrznej obwodowej ściany pokrywy 70 tarczy uszczelniającej może być umieszczona hermetyczna druga uszczelka 88. Druga uszczelka 88 jest korzystnie pierścieniem o przekroju okrągłym, choć mogą być zastosowane inne uszczelki odpowiednie dla wykonania wynalazku. Dla ułatwienia montażu tarczy uszczelniającej 72 tulei zaciskowej i pokrywy 70 tarczy uszczelniającej druga uszczelka 88 może być pokryta smarem lub podtrzymana w inny sposób dla utrzymania drugiej uszczelki 88 w miejscu podczas montażu. Druga uszczelka 88 tworzy uszczelnienie pomiędzy pokrywą 70 tarczy uszczelniającej i tarczą uszczelniającą 72. Tarcza uszczelniająca 72 z kolei ma hermetyczną trzecią uszczelkę 92, na przykład pierścień uszczelniający o przekroju okrągłym, umieszczony w rowku 94 wykonanym w wewnętrznej obwodowej ścianie 96. Trzecia uszczelka 92 tworzy uszczelnienie pomiędzy częścią chwytową 34 narzędzia skrawającego i tarczą uszczelniająca 72. Należy zauważyć, że pomiędzy noskiem 100 tulei zaciskowe] 12 i tarczą uszczelniającą 72 tulei zaciskowej występuje bruzda 93.

Bruzda 98 zapobiega dociśnięciu zewnętrznej powierzchni czołowej 74 nakrętki kontrującej 16 do pierścienia noskowego 64 nakrętki kontrującej 16 przez śruby z łbem walcowym 78. Umożliwia to swobodne przemieszczenie nakrętki kontrującej 16 względem pierścienia noskowego 64 nakrętki kontrującej, na łożyskach kulkowych 102 pierścienia noskowego.

Pierścień uszczelniający 18 chłodziwa według obecnego wynalazku powstrzymuje chłodziwo wewnątrz zespołu 10 uchwytu. Zapobiega to wyciekaniu chłodziwa na przedmiot obrabiany (niepokazany). Poprzez zapobieżenie wyciekaniu chłodziwa na przedmiot obrabiany zmniejszony jest koszt związany z usuwaniem chłodziwa. Ponadto, poprzez skierowanie chłodziwa do otworów 38 dostępu chłodziwa w części chwytowej 34 narzędzia skrawającego i na krawędź skrawającą (niepokazane) zwiększono trwałość narzędzia skrawającego. Dodatkowo, pierścień uszczelniający 18 chłodziwa eliminuje potrzebę stosowania substancji wiążącej tuleję zaciskową i umożliwia użycie tradycyjnych, niewiązanych tulei zaciskowych w zastosowaniach, gdzie obecnie wymagane są wiązane tuleje zaciskowe. Wyeliminowanie potrzeby dodawania substancji wiążącej do wycinanych rowków tulei zaciskowej zmniejszyło koszty wytwarzania. Wyeliminowanie konieczności stosowania wiązanych tulei zaciskowych zmniejszyło koszty magazynowe.

Podczas pracy bez chłodziwa pod wysokim ciśnieniem pierścień uszczelniający 18 chłodziwa może być odłączony, umożliwiając zastosowanie nakrętki kontrującej 16 lub może być połączony, umożliwiając zastosowanie tej samej nakrętki kontrującej 16 przy doprowadzeniu chłodziwa pod wysokim. Ciśnieniem. Korzyść obecnego wynalazku jest, co najmniej podwójna. Nakrętka kontrująca 16 według wynalazku, umożliwiająca zamocowanie pierścienia uszczelniającego 18 chłodziwa, zastępuje obecne konstrukcje. A zatem dostawca nakrętki kontrującej 16 wykonuje i przechowuje jedną konstrukcję. Zmniejsza to koszty produkcyjne oraz koszty magazynowe nakrętki kontrującej 16. Pierścień uszczelniający 18 chłodziwa jest znaczenie tańszy, niż tradycyjne uszczelnienie chłodziwa w nakrętce kontrującej. Koszty magazynowe i koszty wytwarzania pierścienia uszczelniającego chłodziwa 18 będą dużo mniejsze, niż koszty przewidziane dla uszczelnienia chłodziwa z użyciem nakrętki kontrującej. Stosowanie dostępnych handlowo tarcz uszczelniających chłodziwo umożliwia zastosowanie jednej konstrukcji pierścienia uszczelnienia chłodziwa dla każdej nakrętki tulei zaciskowej. Te same korzyści dotyczą również finalnego użytkownika.

Wynalazek nie ogranicza się do elementów mocujących opisanych i pokazanych powyżej, lecz może być zastosowany z innymi elementami mocującymi. Przykładowo, jak pokazano na fig. 4, nakrętka kontrującą 16 może mieć gwint 104 na zewnętrznej obwodowej ścianie w jej dalszym końcu 22. Podobnie, pierścień uszczelniający 18 chłodziwa (to jest pokrywa 70 tarczy uszczelniającej) może mieć gwint 106 na wewnętrznej obwodowej ścianie, jak pokazano. Gwinty 104, 106 tworzą rozłączne połączenie pierścienia uszczelniającego 18 chłodziwa i nakrętki kontrującej 16 w sposób umożliwiający odłączanie pierścienia uszczelniającego 18 chłodziwa. Należy nadmienić, że gwinty 104, 106 są zgodne z gwintami ACME, gwintami szczelnymi lub innymi gwintami różniącymi się od tradycyjnego profilu pryzmowego, który może spowodować skaleczenie operatora podczas obsługi, gdy maszyna

PL 211 285 B1 pracuje bez pierścienia uszczelniającego 18 chłodziwa. Inne elementy mocujące mogą obejmować, lecz bez takiego ograniczenia, pierścienie zatrzaskowe, połączenia bagnetowe lub połączenia szybozłączne, jak na przykład szybkozłącza zawierające kulkę i sprężynę, itp.

Należy nadmienić, że nosek 100 tulei zaciskowej 12 jest płasko wyrównany lub zasadniczo wyrównany z zewnętrzną powierzchnią czołową 74 pierścieniowej obudowy 60. Płaskie wyrównanie jest korzystne, ponieważ po zdjęciu pierścienia uszczelniającego 18 chłodziwa tuleja zaciskowa 12 nie wystaje ani nie jest zagłębiona wewnątrz nakrętki kontrującej 16. W rezultacie maleje długość zespołu 10 uchwytu, według potrzeby.

Opisany powyżej wynalazek może być wdrożony do istniejącego wyposażenia poprzez zastosowanie tradycyjnej nakrętki kontrującej, tradycyjnej pokrywy tarczy uszczelniającej i tradycyjnej tarczy uszczelniającej, jak zmodyfikowane powyżej. To znaczy, tradycyjna nakrętka kontrującą (bez gwintowanych otworów) może być zaopatrzona w liczne gwintowane otwory. Tradycyjna pokrywa tarczy uszczelniającej może być zmodyfikowana poprzez wykonanie otworów wyrównanych z gwintowanymi otworami w nakrętce kontrującej. Ponadto, tradycyjna tarcza uszczelniająca tulei zaciskowej może być włożona od tyłu w wewnętrzną obwodową ścianę 86 pokrywy 70 tarczy uszczelniającej. Eliminuje to potrzebę wytwarzania nowego wyposażenia.

Jednakże, w korzystnym przykładzie wykonania wynalazku istniejące wyposażenie nakrętek kontrujących nie powinno być modyfikowane w dostosowaniu pierścienia uszczelniającego chłodziwo. Wynika to z tego, że istniejące nakrętki kontrujące są wykonywane z hartownej stali, co nie pozwala na wykonanie gwintowanych otworów. Choć nie jest to niemożliwe, koszt przeróbki byłby wyższy, niż wykonanie nowych nakrętek kontrujących. Przykład wykonania z gwintem, jak pokazano na fig. 4, byłby łatwiejszy w realizacji, lecz mniej pożądany, jako wytwarzanie uszczelnionego wyrobu. W razie wymaganego uzupełnienia wyposażenia istniejącą konstrukcję należałoby zastąpić nową konstrukcją.

Określenie „hermetyczny” według korzystnego przykładu wykonania wynalazku oznacza zasadnicze powstrzymanie przepływu płynu. Przykładowo, tradycyjny styk powierzchni metalowych może zapewniać uszczelnienie, lecz uszczelnienie to nie będzie zapobiegać przedostawaniu się cieczy. Uszczelnia hermetyczne według obecnego wynalazku zasadniczo zapobiegają przedostawaniu się cieczy. Uszczelnienie hermetyczne może być każdym uszczelnieniem zasadniczo zapobiegającym przedostawaniu się cieczy, włączając, lecz bez ograniczenia: materiał elastyczny, materiał elastomerowy lub zwłaszcza materiał gumowy, jak na przykład kauczuk fluorowy.

Pierścień uszczelniający chłodziwa według alternatywnego przykładu wykonania wynalazku jest pokazany na fig. 5. W tym pierścieniu uszczelniającym chłodziwa odłączana pokrywa tarczy uszczelniającej 70 i tarcza uszczelniająca tulei zaciskowej 72, jak opisano, mogą być wyeliminowane, jak pokazano, i zastąpione pojedynczą jednolitą tarczą uszczelniającą 108. Podobnie jak tarcza uszczelniająca 72 opisana powyżej, tarcza 108 może mieć wykonany rowek 110, który może mieć kształt rowka zbieżnego na jego wewnętrznej obwodowej ścianie 112, dla umieszczenia hermetycznej uszczelki 114, jak na przykład pokazany pierścień uszczelniający o przekroju okrągłym. Uszczelka 114, podobnie jak uszczelka 92 opisana powyżej, tworzy uszczelnienie pomiędzy częścią chwytową 34 narzędzia i tarczą uszczelniającą 108. Tarcza uszczelniająca 108 według tego przykładu wykonania wynalazku może być dołączona do nakrętki kontrującej 16 za pomocą innych elementów mocujących, jak na przykład gwintowane otwory 76 i śruby 78 wkręcane w gwintowane otwory 76, co umożliwia odłączenie tarczy uszczelniającej 108. Alternatywnie, jak pokazano na fig. 6, nakrętka kontrującą 16 może mieć wykonany gwint 104, a tarcza uszczelniająca 106 może mieć wykonany gwint współpracujący 104. Inne elementy mocujące mogą obejmować, lecz bez takiego ograniczenia: pierścienie zatrzaskowe, połączenia bagnetowe lub połączenia szybkozłączne, jak na przykład szybkozłącza zawierające kulkę i sprężynę, itp.

Przytoczone dokumenty, patenty i zgłoszenia patentowe włączono do niniejszego dla poprzez odniesienie.

Choć wynalazek opisano w odniesieniu do kilku korzystnych przykładów wykonania, dla specjalistów w tej dziedzinie oczywiste będą różne modyfikacje i uzupełnienia. Wszystkie takie odmiany, modyfikacje i warianty zamierza się objąć zakresem tego wynalazku, który jest ograniczony jedynie przez załączone do niego zastrzeżenia.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół uchwytu do mocowania narzędzia w obrabiarce, zawierający mającą nosek tuleję zaciskową do przyjmowania części chwytowej narzędzia skrawającego, z co najmniej jednym przelotowym otworem dostępu chłodziwa i zawierający nakrętkę kontrującą do wytwarzania siły zaciskającej pomiędzy tuleją zaciskową i częścią chwytową narzędzia, znamienny tym, że nakrętka kontrująca (16) ma zewnętrzną powierzchnię czołową (74), która jest zasadniczo płasko wyrównana z noskiem (100) tulei zaciskowej (12) i do nakrętki kontrującej (16) jest rozłącznie zamocowany, z możliwością odłączania, pierścień uszczelniający (18) chłodziwa, przy czym nakrętka kontrująca (16) ma ukształtowany element mocujący, zaś pierścień uszczelniający (18) chłodziwa ma ukształtowany element mocujący współpracujący z elementem mocującym nakrętki kontrującej (16) do rozłącznego mocowania pierścienia uszczelniającego (18) chłodziwa do nakrętki kontrującej (16), a przy tym pierścień uszczelniający (18) chłodziwa jest dopasowany do przełożenia przez niego części chwytowej (34) narzędzia i pomię dzy pierś cieniem uszczelniają cym (18) chł odziwa i nakrę tką kontrują c ą (16) narzę dzia jest umieszczona co najmniej jedna hermetyczna uszczelka (82, 88, 94).
2. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedną uszczelkę stanowią hermetyczna pierwsza uszczelka (82) umieszczona pomiędzy pierścieniem uszczelniającym (18) chłodziwa i nakrętką kontrującą (16), hermetyczna druga uszczelka (94), utrzymywana przez pierścień uszczelniający (18) chłodziwa, która jest dostosowana do współpracy z częścią chwytową (34) narzędzia.
3. 3. Zespół według zastrz. 2, znamienny tym, że pierścień uszczelniający (18) chłodziwa ma powierzchnię czołową (80) z wykonanym w niej rowkiem (84) i ma wewnętrzną obwodową ścianę (96) z wykonanym w niej rowkiem (94), przy czym pierwsza uszczelka (82) jest umieszczona w rowku (84) powierzchni czołowej (80), a druga uszczelka (92) jest umieszczona w rowku (94) wewnętrznej obwodowej ściany (96).
4. 4. Zespół według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że hermetyczne uszczelki (82, 88, 94) są z elastycznego materiału.
5. 5. Zespół według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że hermetyczne uszczelki (82, 88, 94) są z elastomerowego materiału.
6. 6. Zespół według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że hermetyczne uszczelki (82, 88, 94) są gumowymi pierścieniami uszczelniającymi o przekroju okrągłym.
7. 7. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że w zewnętrznej powierzchni czołowej (74) nakrętki kontrującej (16) jest wykonany, co najmniej jeden otwór gwintowany (76) a pierścień uszczelniający (18) chłodziwa jest dołączany do zewnętrznej powierzchni czołowej (74) nakrętki kontrującej (16) za pomocą co najmniej jednej śruby (78) wkręconej otwór gwintowany (76) do rozłącznego łączenia pierścienia uszczelniającego (18) chłodziwa z nakrętką kontrującą (16).
8. 8. Zespół według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że nakrętka kontrująca (16) ma część dalszego końca z zewnętrznym gwintem (104), a pierścień uszczelniający (18) chłodziwa ma wewnętrzną ścianę z gwintem (106), który współpracuje z zewnętrznym gwintem (104) nakrętki kontrującej (16) do rozłącznego łączenia pierścienia uszczelniającego (18) chłodziwa z nakrętką kontrującą (16).
9. 9. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścień uszczelniający (18) chłodziwa ma powierzchnię czołową (80), a co najmniej jedną hermetyczną uszczelkę stanowi pierwsza uszczelka (82) umieszczona pomiędzy zewnętrzną powierzchnią czołową (74) nakrętki kontrującej (16) i powierzchnią czołową (80) pierścienia uszczelniającego (18) chłodziwa.
10. 10. Zespół według zastrz. 9, znamienny tym, że pierwsza uszczelka (82) jest dopasowana do umieszczenia w rowku (84) na powierzchni czołowej (8) pierścienia uszczelniającego (18) chłodziwa.
11. 11. Zespół według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że pierścień uszczelniający (18) chłodziwa zawiera tarczę uszczelniającą (72), poprzez którą przechodzi część chwytowa (34) narzędzia, i pokrywę (70) tarczy uszczelniającej (72), w której jest umieszczona tarcza uszczelniająca (72), a co najmniej jedna hermetyczna uszczelkę stanowi hermetyczna pierwsza uszczelka (82) umieszczona pomiędzy pokrywą (70) tarczy uszczelniającej (72) i nakrętką kontrującą (16), hermetyczna druga uszczelka (88) umieszczona pomiędzy pokrywą (70) tarczy uszczelniającej (72) i tarczą uszczelniającą (72) oraz hermetyczna trzecia uszczelka (94) podtrzymywana przez tarczę uszczelniającą (72) i dostosowana do współpracy z częścią chwytową (34) narzędzia.
12. 12. Zespół według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że hermetyczne uszczelki (82, 88, 94) są z materiału elastycznego.

    PL 211 285 B1
13. 13. Zespół według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że hermetyczne uszczelki (82, 88, 94) są z materiału elastomerowego.
14. 14. Zespół według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że hermetyczne uszczelki (82, 88, 94) są gumowymi pierścieniami uszczelniającymi o przekroju okrągłym.

    Rysunki