DE102019203888A1

DE102019203888A1 - Connection point between two tool system parts and the tool most equipped with it

Info

Publication number: DE102019203888A1
Application number: DE102019203888.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Matheis
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2019-03-21
Filing date: 2019-03-21
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Beschrieben wird eine Verbindungsstelle zwischen zwei Werkzeugsystemteilen (22, 24), die koaxial und zentriert zueinander ausgerichtet mittels einer achszentralen Differentialgewindeschraube (40), die mit zugehörigen Gewindeabschnitten unterschiedlicher Steigung in den jeweiligen Werkzeugsystemteilen (22, 24) in Eingriff steht, zusammen spannbar sind. Zumindest einer der Gewindeabschnitte ist vom Innengewinde (54) einer in das betreffende Werkzeugsystemteil (24) einsetzbaren Spannhülse (60) gebildet. Die Verbindungsstelle zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannhülse (60) am Außenumfang zumindest einen radialen Vorsprung (62, 64) hat und derart gestaltet ist, dass sie in einem Montagezustand mit in radialer Richtung verkleinerter Außenabmessung axial in eine Aufnahmebohrung (66) des betreffenden Werkzeugsystemteils (24) einführbar und durch anschließendes radiales Aufweiten zur Herstellung des Innengewinde-Sollmaßes in Passungskontakt mit der Aufnahmebohrung (66) bringbar ist. Dabei taucht der radiale Vorsprung (62, 64) in eine Hinterschneidung (74) der Aufnahmebohrung (66) ein. Auf diese Weise ist die Verbindungsstelle für das Zusammenspannen von Werkzeugsystemteilen optimiert, bei denen weniger duktile bzw. schwer zu bearbeitende, insbesondere schwer zu zerspanende Werkstoffe verwendet werden.A connection point is described between two tool system parts (22, 24) which are coaxially aligned and centered with one another and can be clamped together by means of an axially central differential threaded screw (40) which engages with associated thread sections of different pitch in the respective tool system parts (22, 24). At least one of the threaded sections is formed by the internal thread (54) of a clamping sleeve (60) which can be inserted into the relevant tool system part (24). The connection point is characterized in that the clamping sleeve (60) has at least one radial projection (62, 64) on the outer circumference and is designed in such a way that, in an assembled state with the outer dimension reduced in the radial direction, it axially into a receiving bore (66) of the relevant Tool system part (24) can be introduced and brought into fitting contact with the receiving bore (66) by subsequent radial expansion to produce the desired internal thread dimension. The radial projection (62, 64) dips into an undercut (74) of the receiving bore (66). In this way, the connection point is optimized for the clamping together of tool system parts in which less ductile or difficult to machine, in particular difficult to machine materials are used.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsstelle zwischen zwei Werkzeugsystemteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit ausgestattetes Werkzeug. Bei den hier in Frage kommenden Werkzeugsystemteilen kann es sich beispielsweise um einen Werkzeugkopf und einen diesen tragenden Halter handeln, der Bestandteil einer Werkzeugverlängerung oder aber als Werkzeugaufnahme unmittelbar Teil einer Werkzeugmaschine sein kann.The invention relates to a connection point between two tool system parts according to the preamble of claim 1 and a tool equipped therewith. The tool system parts that come into question here can be, for example, a tool head and a holder carrying it, which can be part of a tool extension or, as a tool holder, directly part of a machine tool.

Verbindungsstellen zwischen zwei Werkzeugsystemteilen, die koaxial und zentriert zueinander ausgerichtet mittels einer achszentralen Differentialgewindeschraube zusammen spannbar sind, sind vielfach bekannt. Beispielhaft wird auf die Veröffentlichungen G 91 07 604, DE 39 12 503 A1 , EP 1 240 963 B1 verwiesen.Connection points between two tool system parts, which are aligned coaxially and centered to one another, can be clamped together by means of an axially central differential thread screw, are widely known. For example, reference is made to publications G 91 07 604, DE 39 12 503 A1 , EP 1 240 963 B1 referenced.

All diesen Verbindungsstellen ist gemeinsam, dass in die einzelnen Werkzeugsystemteile Gewindebohrungen eingebracht werden müssen. Wenn ein Werkzeugsystemteil aus einem schwer bearbeitbaren, insbesondere zerspanbaren Werkstoff, wie z.B. einem Hartstoff oder Hartmetall (VHM) gefertigt ist, führt die Verwendung solcher Verbindungsstellen zu Problemen. Hinzu kommt, dass derartige, schwer bearbeitbare bzw. zerspanbare Werkstoffe oftmals nicht ausreichend duktil sind, um den in der Regel sehr hohen Spannungsspitzen an den Gewindegängen Stand zu halten.What all these connection points have in common is that threaded holes must be made in the individual tool system parts. If a tool system part is made from a difficult-to-machine, in particular machinable material, such as a hard material or hard metal (VHM), the use of such connection points leads to problems. In addition, such materials, which are difficult to machine or machine, are often not sufficiently ductile to withstand the usually very high stress peaks on the threads.

Besonders problematisch stellt sich die Situation dann dar, wenn ein Werkzeug zusammengestellt werden muss, bei dem ein mit mehreren Schneiden bestückter Schneidenkopf in einem beträchtlichen Abstand zur Werkzeugaufnahme arbeitet. Die Verbindung zwischen dem Spannfutter und dem Schneidenteil muss hier besonders steif sein, damit eine hohe Arbeitsgenauigkeit erzielbar bleibt. Rohre aus Materialien, die diese Eigenschaft bieten, sind aber in der Regel schwer zu bearbeiten, so dass ein Einschneiden von Gewinden nicht in Frage kommt.The situation is particularly problematic when a tool has to be assembled in which a cutting head equipped with several cutting edges works at a considerable distance from the tool holder. The connection between the chuck and the cutting part must be particularly stiff here so that a high level of working accuracy can be achieved. Pipes made from materials that offer this property are, however, usually difficult to machine, so that thread cutting is out of the question.

Man hat deshalb bereits versucht, dem Problem dadurch entgegen zu treten, dass in ein Hartmetallrohr eine Metallhülse eingelötet wurde, in die dann das Gewinde geschnitten werden konnte. Es zeigt sich aber, dass diese Konstruktion nur dann zufriedenstellende Ergebnisse liefert, wenn bei der Herstellung der Lötverbindung auf größtmögliche Präzision geachtet wird, was allerdings die Herstellung erheblich verteuert.Attempts have therefore already been made to counteract the problem by soldering a metal sleeve into a hard metal tube, into which the thread could then be cut. It has been shown, however, that this construction only delivers satisfactory results if the greatest possible precision is ensured in the production of the soldered connection, which, however, makes production considerably more expensive.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsstelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die es ermöglicht, Werkzeugsystemteile dauerhaft stabil mit hohen Spannkräften und hoher Zentriergenauigkeit auch dann zusammen zu spannen, wenn für die Werkzeugsystemteile Werkstoffe verwendet werden, die wenig duktil bzw. schwer zu bearbeiten, insbesondere schwer zu zerspanen sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Werkzeug bereit zu stellen, bei dem die Vorteile einer derartigen Verbindungsstelle optimal genutzt werden.The invention is therefore based on the object of creating a connection point according to the preamble of claim 1, which enables tool system parts to be clamped together in a permanently stable manner with high clamping forces and high centering accuracy even when materials are used for the tool system parts that are not very ductile or are difficult to machine, especially difficult to machine. A further object is to provide a tool in which the advantages of such a connection point are optimally used.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Verbindungsstelle durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Werkzeugs durch den Anspruch 15 gelöst.This object is achieved with regard to the connection point by the features of claim 1 and with regard to the tool by claim 15.

Die Verbindungsstelle gemäß Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeugsystemteil, in das die Spannhülse eingesetzt wird, nur noch eine Feinbearbeitung in sehr geringem Umfang erfordert. Wenn das Werkzeugsystemteil beispielsweise aus VHM gefertigt wird, kann die Innenausnehmung mit geringfügigem Aufmaß bereits im vorgesinterten Zustand eingearbeitet werden. Die zur Aufnahme und Positionierung der Spannhülse erforderlichen Flächen im Inneren des Werkzeugsystemteils können grundsätzlich verhältnismäßig grob gestaltet und bearbeitet werden, mit der Besonderheit, dass die axiale Spannkraft relativ weit von der Achse entfernt und großflächig in das Werkzeugsystemteil eingeleitet wird. Spannungsspitzen, insbesondere durch Kerbwirkung gesteigerte Spannungsspitzen können somit vermieden werden, so dass sich die erfindungsgemäße Verbindungsstelle besonders für die Verbindung von Werkzeugsystemteilen aus hochfesten Materialien eignet, die oftmals weniger duktil sind, und gerade auch dann, wenn sehr hohe axiale Spannkräfte gefordert sind. Gleichzeitig eröffnet diese Gestaltung der Verbindungsstelle die Möglichkeit, herkömmliche, wie z.B. in dem Dokument DE19920748 A1 oder DE 103 38 610 A1 gezeigte Schnittstellen, die mit einer Spannpatrone arbeiten, welche mittels einer Bajonettverbindung in einem Werkzeugsystemteil fixiert ist, umzurüsten. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Spannpatrone zu entfernen und die bereits vorhandene, teilweise hinterschnittene Innenausnehmung für die verdrehsichere Aufnahme einer erfindungsgemäßen Spannhülse heranzuziehen und zu nutzen.The connection point according to claim 1 is characterized in that the tool system part into which the clamping sleeve is inserted requires only a very small amount of fine machining. If the tool system part is made of solid carbide, for example, the inner recess can be incorporated in the pre-sintered state with a slight oversize. The surfaces inside the tool system part required for receiving and positioning the clamping sleeve can basically be designed and processed relatively roughly, with the special feature that the axial clamping force is introduced relatively far from the axis and over a large area into the tool system part. Stress peaks, in particular stress peaks increased by the notch effect, can thus be avoided, so that the connection point according to the invention is particularly suitable for connecting tool system parts made of high-strength materials, which are often less ductile, and especially when very high axial clamping forces are required. At the same time, this design of the connection point opens up the possibility of conventional, such as in the document DE19920748 A1 or DE 103 38 610 A1 Interfaces shown that work with a clamping cartridge which is fixed in a tool system part by means of a bayonet connection. For this purpose, it is only necessary to remove the clamping cartridge and to use and use the already existing, partially undercut inner recess for the non-rotatable accommodation of a clamping sleeve according to the invention.

Es hat sich darüber hinaus gezeigt, dass sich die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindungsstelle positiv auf die zentrierte Verspannung der Werkzeugsystemteile auswirkt, weil die Spannhülse in der Aufnahmebohrung so aufgenommen ist, dass sich die Achse des Innengewindes der Spannhülse zur Achse der Spannschraube und in ausreichendem Umfang auch zur Achse der Differentialgewindeschraube weitgehend zwängungsfrei ausrichten kann. Dies führt dazu, dass die für die Zentrierung der beiden Werkzeugsystemteile verantwortlichen Flächen, d.h. die Konus- oder Zylinder-Paarungsflächen, beim Fügen und Zusammenspannen der beiden Werkzeugsystemteile über den gesamten Umfang gleichförmig in Funktion treten können.It has also been shown that the design of the connection point according to the invention has a positive effect on the centered bracing of the tool system parts because the clamping sleeve is received in the receiving bore in such a way that the axis of the internal thread of the clamping sleeve is to the axis of the clamping screw and to a sufficient extent can align to the axis of the differential thread screw largely free of constraints. This leads to the need for centering the two tool system parts Responsible surfaces, ie the cone or cylinder mating surfaces, can function uniformly over the entire circumference when joining and clamping the two tool system parts together.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Verbindungsstelle sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the connection point are the subject of the subclaims.

Die Weiterbildung des Anspruchs 2 hat den besonderen Vorteil, dass das Innengewinde der Spannhülse, welches zur axialen Verspannung der beiden Werkzeugsystemteile herangezogen wird, gleichzeitig für die Montage der Spannhülse genutzt wird. Außerdem wird der Spannschraube eine Doppelfunktion übertragen. Zum einen stabilisiert sie die Spannhülse in der radial aufgeweiteten Form. Gleichzeitig dient sie dazu, die Spannhülse axial in der Aufnahmebohrung zu fixieren. Für die Sicherstellung beider Funktionen ist eine einzige Bewegung der Spannschraube ausreichend, was zu einer einfachen Handhabung bei der Montage der Spannhülse führt.The development of claim 2 has the particular advantage that the internal thread of the clamping sleeve, which is used for the axial bracing of the two tool system parts, is used at the same time for the assembly of the clamping sleeve. In addition, the clamping screw has a dual function. On the one hand, it stabilizes the clamping sleeve in its radially expanded shape. At the same time, it serves to fix the clamping sleeve axially in the mounting hole. A single movement of the clamping screw is sufficient to ensure both functions, which leads to easy handling when assembling the clamping sleeve.

Die Bearbeitung der Innenausnehmung des die Spannhülse aufnehmenden Werkzeugsystemteils wird durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 weiter vereinfacht. Denn es muss lediglich eine einzige Anschlagschulter für die Positionierung des im Montagezustand eingefügten Spannhülse und für die Stützfläche der Spannschraube vorgesehen werden.The machining of the inner recess of the tool system part receiving the clamping sleeve is further simplified by the development according to claim 3. Because only a single stop shoulder has to be provided for the positioning of the clamping sleeve inserted in the assembled state and for the support surface of the clamping screw.

Vorzugsweise kann die Spannschraube - in der Weiterbildung gemäß Anspruch 4 - auch für die Aufweitung der Spannhülse herangezogen werden. Durch einfache Drehbewegung der Spannschraube wird die Spannhülse radial so weit aufgeweitet, dass das Gewinde der Spannschraube mit dem Innengewinde der Spannhülse in Eingriff kommen kann. Die erforderlichen Montagehandgriffe werden demnach stark vereinfacht.Preferably, the clamping screw - in the development according to claim 4 - can also be used to expand the clamping sleeve. By simply rotating the clamping screw, the clamping sleeve is expanded radially to such an extent that the thread of the clamping screw can engage with the internal thread of the clamping sleeve. The necessary assembly operations are therefore greatly simplified.

Mittels des kreiszylindrischen Übergangsabschnitts gelingt es, das Einschrauben der Spannschraube zu erleichtern, indem das Innengewinde der weitgehend aufgeweiteten Spannhülse axial vor-ausgerichtet wirdBy means of the circular-cylindrical transition section, it is possible to facilitate the screwing in of the clamping screw by axially pre-aligning the internal thread of the largely expanded clamping sleeve

Wenn die Spannhülse gemäß Anspruch 6 zu beiden Seiten des zumindest einen radialen Vorsprungs vorzugsweise kreiszylindrische Passungsabschnitte für ein Anschmiegen an die Innenoberfläche der Aufnahmebohrung ausbildet, kann die Spannhülse dünnwandiger ausgebildet werden, da sie großflächig von der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung abgestützt wird. Gleichzeitig wird das Innengewinde ausreichend ausgerichtet, um ein Verkanten der Spannschraube beim Eindrehen zu vermeiden, so dass einer Beschädigung des Gewindes wirksam entgegengetreten wird.If the clamping sleeve according to claim 6 forms preferably circular cylindrical fitting sections on both sides of the at least one radial projection for snuggling to the inner surface of the receiving bore, the clamping sleeve can be made thinner, since it is supported over a large area by the inner surface of the receiving bore. At the same time, the internal thread is sufficiently aligned to prevent the clamping screw from tilting when it is screwed in, so that damage to the thread is effectively counteracted.

Vorzugsweise hat der Halsfortsatz eine solche axiale Länge, dass er zumindest bis zur axialen Mitte der Spannhülse hinein reicht, wenn die Spannschraube mit dem Halsfortsatz in die in der Aufnahmebohrung vormontierte Spannhülse eingeführt wird. Auf diese Weise wird die Spannhülse beim radialen Aufweiten über eine ausreichend große axiale Länge radial abgestützt, so dass sie beim Aufweiten achsparallel ausgerichtet bleibt.The neck extension preferably has an axial length such that it extends at least as far as the axial center of the clamping sleeve when the clamping screw with the neck extension is inserted into the clamping sleeve preassembled in the receiving bore. In this way, during radial expansion, the clamping sleeve is supported radially over a sufficiently large axial length so that it remains axially parallel when expanded.

Die Spannhülse kann verschiedenste Ausgestaltungen haben, um die vorstehend beschriebenen Funktionen zu erfüllen. Sie kann beispielsweise einstückig ausgebildet werden, wobei ein Schlitz die radiale Aufweitung bzw. die Verringerung der Außenabmessung in radialer Richtung ermöglicht. Dabei kann die Spannhülse auch unter elastischer Verformung bei zusammengepresstem Schlitz in die Aufnahmebohrung einsetzbar sein. Für die Sicherstellung rotationssymmetrischer Belastungszustände ist es allerdings von besonderem Vorteil, wenn die Verbindungsstelle gemäß Anspruch 8 gestaltet ist, insbesondere dann, wenn die einzelnen zylinder-segmentartig zusammengestellten Spannhülsenteile über den Umfang gleichmäßig verteilt sind.The clamping sleeve can have a wide variety of configurations in order to fulfill the functions described above. It can, for example, be formed in one piece, with a slot enabling the radial expansion or reduction of the outer dimension in the radial direction. The clamping sleeve can also be inserted into the receiving bore with elastic deformation with the slot compressed. To ensure rotationally symmetrical load conditions, however, it is of particular advantage if the connection point is designed according to claim 8, in particular if the individual clamping sleeve parts assembled in the manner of cylinder segments are evenly distributed over the circumference.

Um die Montage der Spannhülse zu vereinfachen, ist es von Vorteil, wenn die aus mehreren Teilen bestehende Spannhülse im Montagezustand zu einer als Einheit handhabbaren Einheit zusammengehalten ist. Wenn - entsprechend Anspruch 9 - die einzelnen Spannhülsenteile durch ein elastisches Ringband in den Montagezustand gezwängt sind ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass auch die Demontage der Spannhülse aus der Aufnahmebohrung sehr einfach wird.In order to simplify the assembly of the clamping sleeve, it is advantageous if the clamping sleeve, which consists of several parts, is held together in the assembled state to form a unit that can be handled as a unit. If - according to claim 9 - the individual clamping sleeve parts are forced into the assembly state by an elastic ring band, there is the additional advantage that the dismantling of the clamping sleeve from the receiving bore is very easy.

Vorteilhafterweise sind die Spannhülsenteile im Montagezustand durch Formschluss drehsicher in der Aufnahmebohrung fixierbar. Somit kann die in das Innere der Spannhülse eingeschobene Spannschraube relativ zur Spannhülse verdreht werden, wobei ein Mitdrehen der Spannhülse ausgeschlossen ist. Das radiale Aufweiten der Spannhülse gelingt auf diese Weise auch dann, wenn größere Rückstellkräfte überwunden werden müssen. Außerdem kann die Verdrehsicherung wirksam dazu herangezogen werden, die Spannhülse im radial aufgeweiteten Zustand verdrehsicher in der Aufnahmebohrung zu halten, so dass das Einschrauben der Spannschraube prozesssicher erfolgen kann.In the assembled state, the clamping sleeve parts can advantageously be fixed in the receiving bore in a rotationally secure manner by means of a form fit. Thus, the clamping screw pushed into the interior of the clamping sleeve can be rotated relative to the clamping sleeve, with the clamping sleeve not rotating at the same time. The radial expansion of the clamping sleeve is achieved in this way even when larger restoring forces have to be overcome. In addition, the anti-rotation device can be effectively used to hold the clamping sleeve in the radially expanded state in the receiving bore so that it cannot rotate, so that the screwing in of the clamping screw can take place reliably.

Zu einer besonders einfachen Verbindungsstelle, bei der sich die Spannhülse aus zwei Spannhülsenteilen zusammensetzt, gelangt man mit der Weiterbildung nach Anspruch 10. In diesem Fall dient die in der Aufnahmebohrung vorgesehene Fläche für die Verdrehsicherung gleichzeitig als radiale Führung der Spannhülsenteile, wodurch die Spannhülsenteile beim Einführen der Spannschraube mit Halsfortsatz leichtgängig radial nach außen verschoben werden können, ohne ein Verkanten der Spannhülsenteile befürchten zu müssen.A particularly simple connection point, in which the clamping sleeve is composed of two clamping sleeve parts, is achieved with the further development according to claim 10. In this case, the surface provided in the receiving bore serves as a radial guide for the clamping sleeve parts, whereby the clamping sleeve parts are inserted during insertion the clamping screw with Neck extension can be moved easily radially outward without having to fear tilting of the clamping sleeve parts.

Wenn die Führungswangen in die Hinterschneidung der Aufnahmebohrung übergehen wird die Herstellung der Innenausnehmung in dem die Spannhülse aufnehmenden Werkzeugsystemteilen weiter vereinfacht.When the guide cheeks merge into the undercut of the receiving bore, the production of the inner recess in the tool system parts that receive the clamping sleeve is further simplified.

Die erfindungsgemäße Verbindungsstelle ist so aufgebaut, dass sie auch dann die erforderliche Steifigkeit besitzt, wenn im Achszentrum kein Material vorgesehen ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Verbindungsstelle mit Werkzeugkomponenten zu benutzen, die eine zentrale Kühl-/Schmiermittel (KSM)-Versorgung benötigen. Es genügt in diesem Fall, die Spannschraube und die Differentialgewindeschraube jeweils als Hohlschraube auszubilden.The connection point according to the invention is constructed in such a way that it also has the required rigidity when no material is provided in the center of the axis. This opens up the possibility of using the connection point with tool components that require a central coolant / lubricant (KSM) supply. In this case, it is sufficient to design the clamping screw and the differential thread screw as a hollow screw.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verbindungsstelle kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die koaxiale Zentrierung der Werkzeugsystemteile über eine Kegel-Plananlage erfolgt, bei dem ein Radialbund eines Außenkonus des einen Werkzeugsystemteils gegen eine Stirnfläche des mit einem Innenkonus ausgebildeten anderen Werkzeugsystemteils spannbar ist. Denn in diesem Fall muss die Spannmimik keinen Beitrag zur Zentrierung leisten, und es ist sogar vorteilhaft, wenn die Einleitung der axialen Spannkraft über den Umfang möglichst gleichmäßig erfolgt. Die größere Abstützfläche für die Spannhülse wird in dem Werkzeugsystemteil bereitgestellt, in der der Innenkonus ausgebildet ist. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die Spannhülse in diesem Werkzeugsystemteil aufgenommen ist.The advantages of the connection point according to the invention come into play in particular when the coaxial centering of the tool system parts takes place via a cone-face system in which a radial collar of an outer cone of one tool system part can be clamped against an end face of the other tool system part formed with an inner cone. Because in this case the clamping mechanism does not have to contribute to the centering, and it is even advantageous if the introduction of the axial clamping force takes place as uniformly as possible over the circumference. The larger support surface for the clamping sleeve is provided in the tool system part in which the inner cone is formed. It is therefore advantageous if the clamping sleeve is received in this tool system part.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen bzw. in den Ansprüchen niedergelegten Merkmale eignet sich die Verbindungsstelle im Besonderen für die Verbindung von Werkzeugsystemteilen, von denen zumindest eines, nämlich dasjenige, in dem die Spannhülse aufgenommen ist, von einem schwer bearbeitbaren, insbesondere schwer zerspanbaren Material, wie z.B. Hartmetall (VHM), Cermet-Werkstoff, Keramik oder einer sonstigen schwer zerspanbaren Metalllegierung, wie z.B. einer Titanlegierung gebildet ist.Due to the features described above or laid down in the claims, the connection point is particularly suitable for the connection of tool system parts, of which at least one, namely that in which the clamping sleeve is received, is made of a material that is difficult to machine, in particular difficult to machine, such as e.g. Carbide (VHM), cermet material, ceramics or another metal alloy that is difficult to machine, such as a titanium alloy is formed.

Die vorstehend beschriebene Verbindungsstelle eignet sich ferner in vorteilhafter Weise für den Aufbau eines Werkzeugs, bei dem das erste Werkzeugsystemteil von einem Schneidenkopf gebildet ist, und das zweite Werkzeugsystemteil von einem Hartmetallrohr. Dieser Aufbau ermöglicht es, ein Werkzeug zusammenzustellen, bei dem die Schneiden in sehr großem Abstand zur Spannstelle an der Werkzeugmaschinenspindel bzw. zur Werkzeugaufnahme in Eingriff mit dem Werkstück stehen, so dass es auf eine biegesteife, drehschwingungsarme und gut zentrierte Verbindung der Werkzeugsystemteile ankommt.The connection point described above is also advantageously suitable for the construction of a tool in which the first tool system part is formed by a cutting head and the second tool system part is formed by a hard metal tube. This structure makes it possible to assemble a tool in which the cutting edges are in engagement with the workpiece at a very large distance from the clamping point on the machine tool spindle or the tool holder, so that a rigid, low-torsional vibration and well-centered connection of the tool system parts is important.

Versuche haben gezeigt, dass auf diese Weise ein Werkzeug zusammenstellbar ist, bei dem das Hartmetallrohr eine Länge hat, die dem 10 bis 20-fachen des Durchmessers entspricht.Tests have shown that in this way a tool can be put together in which the hard metal tube has a length which corresponds to 10 to 20 times the diameter.

Nachfolgend werden anhand schematischer Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines rotatorisch antreibbaren Werkzeugs, das eine Verbindungsstelle zwischen einem Schneidenkopf und einem rohrförmigen Werkzeugschaft aufweist;
2 im vergrößerten Maßstab eine aufgebrochene perspektivische Ansicht der bei dem Werkzeug gemäß 1 verwendeten Verbindungsstelle im gespannten Zustand;
3 eine schematische Seitenansicht des Werkzeugsystemteils, in dem die Spannhülse aufgenommen wird;
3A die um 10° gedrehte Schnittansicht „IIIA-IIIA“ in 3;
3B die um 10° gedrehte Schnittansicht „IIIB-IIIB“ in 3;
4 in etwas verkleinertem Maßstab die Draufsicht der Verbindungsstelle gemäß 2;
5 die Ansicht der Verbindungsstelle gemäß 4 mit Blickrichtung „V“;
5A die um 10° gedrehte Schnittansicht „VA-VA“ in 5;
5B die um 10° gedrehte Schnittansicht „VB-VB“ in 5;
6A bis 6C schematische Ansichten der bei der Verbindungsstelle gemäß 1 bis 5 verwendeten Spannhülse, wobei 6A eine Seitenansicht, 6B eine Draufsicht und 6C eine Stirnansicht darstellen;
7A bis 7D schematische Ansichten der bei der Verbindungsstelle gemäß 1 bis 5 verwendeten Spannschraube, wobei 7A eine Seitenansicht, 7B eine Draufsicht und die 7C und 7D jeweils eine Stirnansicht darstellen;
8A und 8B Ansichten der bei der Verbindungsstelle verwendeten Differentialgewindeschraube;
9 eine perspektivische Explosionsdarstellung der bei der Verbindungsstelle verwendeten Komponenten; und
10 bis 13 schematische Schnittansichten der Verbindungsstelle in den verschiedenen Montagestufen, wobei
- die 10 die Situation zeigt, in der die Spannhülse im Montagezustand in die Aufnahmebohrung des Werkzeugsystemteils eingeführt ist und die Spannschraube mit ihrem Halsfortsatz lose in die Spannhülse eingreift,
- 11 die Situation, in der die Spannschraube um 90° gedreht und so weit in das Innere der Spannhülse eingeführt ist, dass das Schraubengewinde den Anschnitt des Innengewindes der Spannhülse erreicht,
- 12 den Zustand, in dem die Spannhülse fest in dem Werkzeugsystemteil verankert ist, und
- 13 die Situation, in der das Zusammenspannen der Werkzeugsystemteile mittels der Differentialgewindeschraube beginnt.

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to schematic drawings. Show it:

1 a perspective view of a rotationally drivable tool, which has a connection point between a cutting head and a tubular tool shank;
2 on an enlarged scale, a broken perspective view of the tool according to FIG 1 used connection point in tensioned state;
3 a schematic side view of the tool system part in which the clamping sleeve is received;
3A the sectional view "IIIA-IIIA" rotated by 10 ° in 3 ;
3B the sectional view "IIIB-IIIB" rotated by 10 ° in 3 ;
4th on a somewhat reduced scale, the plan view of the connection point according to FIG 2 ;
5 the view of the junction according to 4th with viewing direction "V";
5A the sectional view "VA-VA" rotated by 10 ° in 5 ;
5B the sectional view "VB-VB" rotated by 10 ° in 5 ;
6A to 6C schematic views of the connection point according to 1 to 5 used adapter sleeve, where 6A a side view, 6B a top view and 6C represent an end view;
7A to 7D schematic views of the connection point according to 1 to 5 used clamping screw, where 7A a side view, 7B a top view and the 7C and 7D each represent an end view;
8A and 8B Views of the differential thread screw used at the junction;
9 an exploded perspective view of the components used in the joint; and
10 to 13 schematic sectional views of the connection point in the various assembly stages, wherein
- the 10 shows the situation in which the clamping sleeve is inserted into the mounting hole of the tool system part in the assembled state and the clamping screw with its neck extension loosely engages in the clamping sleeve,
- 11 the situation in which the clamping screw is turned by 90 ° and inserted so far into the interior of the clamping sleeve that the screw thread reaches the cut of the internal thread of the clamping sleeve,
- 12th the state in which the clamping sleeve is firmly anchored in the tool system part, and
- 13 the situation in which the clamping of the tool system parts by means of the differential thread screw begins.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In 1 ist mit dem Bezugszeichen 20 ein rotatorisch antreibbares Werkzeug bezeichnet, das einen auswechselbaren Schneidenkopf 22 hat. Der Schneidenkopf sitzt über eine nachstehend im Detail beschriebene Verbindungsstelle zentriert auf einem Werkzeugschaft 24, der in einem Spannfutter, wie z.B. einem HSK-Werkzeugaufnahme 26 mit Schrumpfspannfutter aufgenommen ist. Als Verbindungsstelle wird dabei eine biegefeste Kupplung zwischen zwei Werkzeugsystemteilen, hier zwischen dem Werkzeugschaft 24 und dem Schneidenkopf 22, verstanden, die koaxial und zentriert zueinander ausgerichtet mittels einer Spanneinrichtung, hier mittels einer achszentralen Differentialgewindeschraube, die mit zugehörigen Gewindeabschnitten unterschiedlicher Steigung in den jeweiligen Werkzeugsystemteilen in Eingriff steht, zusammen spannbar sind. Das in 1 gezeigte Werkzeug 20 ist für einen Bearbeitungsvorgang hergerichtet, bei dem der Schneidenkopf in einem beträchtlichen Axialabstand zum Spannfutter eine spanende Bearbeitung ausführt. Dementsprechend hat der Werkzeugschaft eine erhebliche axiale Länge L24, die dem 10 bis 20-fachen des Werkzeug-Nenndurchmessers und damit des Schaftdurchmessers D24 entsprechen kann.In 1 is with the reference number 20th denotes a rotationally drivable tool that has an exchangeable cutting head 22nd Has. The cutting head sits centered on a tool shank via a connection point described in detail below 24 in a chuck, such as an HSK tool holder 26th is recorded with a shrink chuck. A rigid coupling between two tool system parts, here between the tool shank, is used as the connection point 24 and the cutting head 22nd , understood, which are aligned coaxially and centered to one another by means of a clamping device, here by means of an axially central differential thread screw that engages with associated thread sections of different pitch in the respective tool system parts. This in 1 shown tool 20th is prepared for a machining operation in which the cutting head performs a machining operation at a considerable axial distance from the chuck. Accordingly, the tool shank has a considerable axial length L24 that is 10 to 20 times the nominal tool diameter and thus the shank diameter D24 can correspond.

Damit das Werkzeug mit einer hohen Arbeitsgenauigkeit betrieben werden kann, muss nicht nur der Schneidenkopf 22 exakt zentriert mit dem Werkzeugschaft 20 verbunden sein, sondern es muss auch dafür gesorgt sein, dass zwischen Werkzeugaufnahme 26 und Schneidenkopf 22 eine biege- und torsionsfeste Verbindung vorliegt, damit Schwingungen des Schneidenkopfs 22 beherrschbar bleiben. Außerdem muss es der Aufbau des Werkzeugs ermöglichen, die Schneiden des Werkzeugs ausreichend mit Kühl-/Schmiermittel (KSM) zu versorgen, was bei derartigen Werkzeugen nur durch innenliegende KSM-Kanäle gelingt. Aus diesem Grund ist es von Vorteil, wenn als Material für den Werkzeugschaft ein hochfester Werkstoff, wie z.B. Hartmetall (VHM) zur Anwendung kommt, so dass also der Werkzeugschaft 24 von einem VHM-Rohr gebildet wird. Allerdings sind derartige hochfeste Werkstoffe in der Regel auch schwer zu bearbeiten und weniger duktil, so dass an die Verbindungsstelle besondere Anforderungen gestellt werden: bei Sicherstellung hoher axialer Spannkräfte sind feinbearbeitete innenliegende Flächen im Werkzeugsystemteil auf ein Minimum zu beschränken, wobei Spannungsspitzen, insbesondere Zugspannungsspitzen im hochfesten Werkzeugsystemteil zu vermeiden sind.So that the tool can be operated with a high degree of working accuracy, not only the cutting head has to be 22nd exactly centered with the tool shank 20th be connected, but it must also be ensured that between tool holder 26th and cutting head 22nd there is a bending and torsion-resistant connection, so that the cutting head vibrates 22nd remain manageable. In addition, the design of the tool must enable the cutting edges of the tool to be adequately supplied with coolant / lubricant (KSM), which is only possible with such tools through internal KSM channels. For this reason, it is advantageous if a high-strength material such as hard metal (VHM) is used as the material for the tool shank, so that the tool shank 24 is formed by a solid carbide pipe. However, such high-strength materials are usually difficult to machine and less ductile, so that special requirements are placed on the connection point: in order to ensure high axial clamping forces, fine-machined internal surfaces in the tool system part must be kept to a minimum, with stress peaks, in particular tensile stress peaks in the high-strength Tool system part are to be avoided.

Mit der im Folgenden anhand der 2 bis 13 näher beschriebenen Verbindungsstelle wird diesen Anforderungen Rechnung getragen. In der Beschreibung der 2 bis 13 sind dabei der eine erstes Werkzeugsystemteil ausbildende Schneidenkopf 22 und das ein zweites Werkzeugsystemteil ausbildende Hartmetallrohr 24 hinsichtlich ihrer jeweiligen Außengestaltung nur noch schematisch wiedergegeben.With the following based on the 2 to 13 these requirements are taken into account. In the description of the 2 to 13 are the cutting head forming a first tool system part 22nd and the hard metal tube forming a second tool system part 24 only shown schematically with regard to their respective exterior design.

2 zeigt den Aufbau der Verbindungsstelle, und 9 die einzelnen Komponenten in einer perspektivischen Explosionsdarstellung. Man erkennt, dass die Zentrierung der Werkzeugsystemteile 22, 24 über eine Kegel-Plananlage erfolgt, bei dem ein Radialbund 30 eines Außenkonus 28 des einen Werkzeugsystemteils 22 gegen eine Stirnfläche 34 des mit einem Innenkonus 32 ausgebildeten anderen Werkzeugsystemteils 24 spannbar ist. Die Aufbringung der axialen Spannkraft erfolgt über eine Differentialgewindeschraube 40 (siehe im Einzelnen 9), die zwei Außengewindeabschnitte 42, 44 unterschiedlicher, einschließlich gegensinniger Steigung aufweist und die mit zugehörigen, komplementär gestalteten Innengewindeabschnitten unterschiedlicher Steigung in den jeweiligen Werkzeugsystemteilen 22, 24 in Eingriff bringbar ist. 2 shows the structure of the connection point, and 9 the individual components in a perspective exploded view. You can see that the centering of the tool system parts 22nd , 24 takes place via a cone-face system with a radial collar 30th of an outer cone 28 of one tool system part 22nd against an end face 34 the one with an inner cone 32 trained other tool system part 24 is tensionable. The axial clamping force is applied via a differential thread screw 40 (see in detail 9 ), the two male thread sections 42 , 44 having different, including opposing pitch and the associated, complementarily designed internal thread sections of different pitch in the respective tool system parts 22nd , 24 is engageable.

Man erkennt aus der 2, dass die Differentialgewindeschraube 40 mit ihrem einen Außengewindeabschnitt 42 direkt in einen Innengewindeabschnitt 52 des Werkzeugsystemteils 22 eingreift, während der andere Außengewindeabschnitt 44 in einen Innengewindeabschnitt 54 einer aus einem duktileren Material, wie z.B. Metall bestehenden Spannhülse 60 eingreifen kann, die lösbar im Werkzeugsystemteil 24 montiert wird. Die Gestaltung und Montage der Spannhülse 60 wird nachstehend unter Bezug auf die 3, 6, 7 und 9 bis 12 im Einzelnen erläutert.One recognizes from the 2 that the differential screw 40 with her one external thread section 42 directly into an internally threaded section 52 of the tool system part 22nd engages while the other male threaded portion 44 into an internally threaded section 54 an adapter sleeve made of a more ductile material such as metal 60 can intervene, which is detachable in the tool system part 24 is mounted. The design and assembly of the adapter sleeve 60 will be discussed below with reference to the 3 , 6th , 7th and 9 to 12th explained in detail.

Die Spannhülse 60 ist so aufgebaut, dass sie an ihrem Außenumfang zwei radiale Vorsprünge 62, 64 hat, aber derart gestaltet ist, dass sie in einem Montagezustand, der in 10 dargestellt ist und in dem sie eine in radialer Richtung verkleinerte Außenabmessung besitzt, axial in eine Aufnahmeausnehmung, vorzugsweise eine Aufnahmebohrung 66 (siehe 3) des Werkzeugsystemteils 24, vorzugsweise bis in die in 10 dargestellte Anschlagposition, eingeführt werden kann. Bei der gezeigten Ausführungsform wird dies dadurch ermöglicht, dass die Spannhülse 60, wie im Einzelnen aus der 6 ersichtlich, zweiteilig ausgebildet ist. 6 zeigt die beiden Spannhülsenhälften 60-1 und 60-2 in einer Position, die sie bei fester Verankerung in der Aufnahmebohrung 66 einnehmen und in der die beiden zylinderhalbschalenförmigen Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 den Innengewindeabschnitt 54 zu einem vollständig kreiszylindrischen bzw. durchgängigen Gewinde (siehe 6C) ergänzen und der Spannhülse insgesamt im Wesentlichen die Form eines mit einem Innengewinde 54 ausgestatteten Hohlzylinders mit zwei diametral einander gegenüberliegenden radialen Vorsprüngen 62, 64 geben. Die maximale radiale Außenabmessung im Bereich der Vorsprünge 62, 64 ist mit AR bezeichnet, der Außendurchmesser der zu beiden Seiten der Vorsprünge 62, 64 liegenden segment-kreiszylindrischen Spannhülsenabschnitte 68, 70 (siehe 6) mit D68 und D70.The adapter sleeve 60 is constructed in such a way that it has two radial projections on its outer circumference 62 , 64 has, but is designed in such a way that it is in a Assembly state, which is in 10 is shown and in which it has a reduced outer dimension in the radial direction, axially in a receiving recess, preferably a receiving bore 66 (please refer 3 ) of the tool system part 24 , preferably up to the in 10 stop position shown, can be introduced. In the embodiment shown, this is made possible by the fact that the clamping sleeve 60 , as in detail from the 6th can be seen, is formed in two parts. 6th shows the two clamping sleeve halves 60-1 and 60-2 in a position that they are firmly anchored in the mounting hole 66 and in which the two cylinder half-shell-shaped clamping sleeve halves 60-1 , 60-2 the internal thread section 54 to a completely circular cylindrical or continuous thread (see 6C ) and the clamping sleeve as a whole essentially has the shape of a one with an internal thread 54 equipped hollow cylinder with two diametrically opposed radial projections 62 , 64 give. The maximum radial outer dimension in the area of the protrusions 62 , 64 is denoted by AR, the outer diameter of the protrusions on either side 62 , 64 lying segment-circular-cylindrical adapter sleeve sections 68 , 70 (please refer 6th ) with D68 and D70.

In dieser Lage sind die beiden Spannhülsenhälften um das Maß MS eines Spalts 68 voneinander entfernt. Dies bedeutet, dass die beiden Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 zur Montage in der Aufnahmebohrung 66 um das Maß MS zusammengeschoben werden können, so dass die Spannhülse 60 (60-1, 60-2) - wie in 10 dargestellt - in die Aufnahmebohrung 66 eingeschoben werden kann. Damit die Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 für die Montage leichter handhabbar sind, ist ein elastischer Ring 82 vorgesehen, der in einer Ringnut 84 sitzt und die beiden Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 aufeinander zu spannt, das heißt in die Montagstellung zwängt.In this position, the two clamping sleeve halves are by the amount MS of a gap 68 separated from each other. This means that the two adapter sleeve halves 60-1 , 60-2 for mounting in the mounting hole 66 can be pushed together by the dimension MS, so that the clamping sleeve 60 ( 60-1 , 60-2 ) - as in 10 shown - in the mounting hole 66 can be inserted. So that the clamping sleeve halves 60-1 , 60-2 easier to handle for assembly is an elastic ring 82 provided in an annular groove 84 and the two clamping sleeve halves 60-1 , 60-2 towards each other, that is, forcing them into the assembly position.

Vorzugsweise bildet eine Schulter 72 der Aufnahmebohrung 66 einen axialen Anschlag für die in der Montagestellung eingeschobene Spannhülse in der Weise, dass die radialen Vorsprünge 62, 64 radial innerhalb einer an die Form der radialen Vorsprünge 62, 64 angepassten Hinterschneidung 74 im Werkzeugsystemteil 24 zu liegen kommen. Entscheidend ist dabei, dass die die Hinterschneidung 74 ausbildende Ausnehmung im Werkzeugsystemteil 24 in der Lage ist, die radialen Vorsprünge der fest im Werkzeugsystemteil verankerten Spannhülse 60 vollständig aufzunehmen und eine Stützschulter 80 für die Spannhülse 60 bereit zu stellen.Preferably forms a shoulder 72 the mounting hole 66 an axial stop for the clamping sleeve pushed into the assembly position in such a way that the radial projections 62 , 64 radially inside one to the shape of the radial projections 62 , 64 adapted undercut 74 in the tool system part 24 come to rest. It is crucial that the undercut 74 forming recess in the tool system part 24 is able to use the radial projections of the clamping sleeve that is firmly anchored in the tool system part 60 fully absorb and a support shoulder 80 for the adapter sleeve 60 ready to provide.

Die Spannhülse 60 wird in dieser axialen Position im Werkzeugsystemteil 24 dadurch verankert, dass sie radial zur Herstellung des in 6 dargestellten Innengewinde-Sollmaßes aufgeweitet wird, wobei sie dabei vorzugsweise zumindest abschnittsweise - bei der gezeigten Ausführungsform mit den kreiszylindrischen Spannhülsenabschnitten 68, 70, die bevorzugter Weise identische Durchmesserabmessungen haben - in Passungskontakt mit entsprechenden Bohrungsabschnitten der Aufnahmebohrung 66 bringbar ist, während die radialen Vorsprünge 62, 64 in die Hinterschneidung 74 der Aufnahmebohrung 66 eintauchen. Dieser Zustand ist in 12 dargestellt.The adapter sleeve 60 is in this axial position in the tool system part 24 anchored in that it is radially used to produce the in 6th The nominal size of the internal thread shown is widened, preferably at least in sections - in the embodiment shown with the circular cylindrical clamping sleeve sections 68 , 70 , which preferably have identical diameter dimensions - in fitting contact with corresponding bore sections of the receiving bore 66 can be brought, while the radial projections 62 , 64 into the undercut 74 the mounting hole 66 immerse. This state is in 12th shown.

Im Folgenden wird näher beschrieben, wie das radiale Aufweiten der vormontierten Spannhülse 60 und deren Verankerung im Werkzeugsystemteil 24 vonstatten geht.In the following it is described in more detail how the radial expansion of the pre-assembled adapter sleeve 60 and their anchoring in the tool system part 24 going on.

Aus der Darstellung gemäß 6 geht noch hervor, dass die radialen Vorsprünge 62, 64 in seitliche Abflachungen 76 übergehen, die im vormontierten Zustand der Spannhülse, d.h. dann, wenn die Spannhülse - wie in 10 dargestellt - in die Aufnahmebohrung 66 vollständig eingefügt ist, mit einem aus der Darstellung gemäß 3B und 5B erkennbaren Führungswangenpaar 78 in Passungskontakt kommen. Diese einander diametral gegenüberliegenden Führungswangen 78 sind - wie am besten der 5B entnehmbar ist - Bestandteil der Hinterschneidung 74 und gehen in diese über. Auf diese Weise sorgen sie dafür, dass die Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 im eingesetzten Zustand der vormontierten Spannhülse eine Verdrehsicherung erhalten.From the representation according to 6th it can still be seen that the radial projections 62 , 64 in lateral flattened areas 76 pass over, which in the pre-assembled state of the adapter sleeve, ie when the adapter sleeve - as in 10 shown - in the mounting hole 66 is completely inserted, with one from the illustration according to 3B and 5B recognizable pair of guide cheeks 78 come into mating contact. These diametrically opposed guide cheeks 78 are - how best the 5B can be removed - part of the undercut 74 and go into this. In this way they ensure that the adapter sleeve halves 60-1 , 60-2 in the inserted state of the pre-assembled clamping sleeve received an anti-twist device.

Bei der gezeigten Ausführungsform wird zum radialen Aufweiten der Spannhülse 60 eine zentrale Spannschraube 86 verwendet, die anhand der 7 und 9 näher beschrieben werden soll. Sie ist in die radial aufgeweitete Spannhülse 60 mittels eines geeigneten Werkzeugs, das in eine Innensechskantausnehmung eingreifen kann, einschraubbar und dazu hergerichtet, die radialen Vorsprünge 62, 64 der Spannhülse 60 gegen die radiale Stützschulter 80 der Hinterschneidung 74 zu drücken. Im Einzelnen hat die Spannschraube 86 einen mit einem Gewinde ausgestatteten Schraubenkopf 88 und einen sich daran anschließenden axialen Halsfortsatz 90, dessen Querschnitt so gestaltet ist, dass er im Montagezustand der Spannhülse 60 in einer bestimmten Drehstellung in diese zwängungsfrei einführbar ist. Der Halsfortsatz 90 ist über einen kreiszylinderförmigen Übergangsabschnitt 92 (siehe 7) an den Schraubenkopf 88 angeschlossen. Der Halsfortsatz 90 ist von einem Hohlzylinder gebildet, der seitliche Abflachungen 94 hat, die den Querschnitt des Halsabschnitt so weit verkleinern, dass er mit Passung in das Innere der sich im Montagezustand befindlichen und vormontierten Spannhülse 60 eingeführt werden kann. Dieser Zustand ist in 10 dargestellt. Es ist dabei vorteilhaft, wenn der Halsfortsatz 90 eine solche axiale Länge L90 hat, dass er zumindest bis zur axialen Mitte der Spannhülse 60 in diese einführbar ist.In the embodiment shown, the clamping sleeve is used to radially expand 60 a central clamping screw 86 used based on the 7th and 9 should be described in more detail. It is in the radially expanded adapter sleeve 60 The radial projections can be screwed in by means of a suitable tool that can engage in a hexagon socket and prepared for this purpose 62 , 64 the adapter sleeve 60 against the radial support shoulder 80 the undercut 74 to press. In detail, the clamping screw 86 a screw head equipped with a thread 88 and an adjoining axial neck extension 90 whose cross-section is designed so that in the assembled state of the adapter sleeve 60 can be introduced into this without constraint in a certain rotational position. The cervical process 90 is via a circular cylindrical transition section 92 (please refer 7th ) to the screw head 88 connected. The cervical process 90 is formed by a hollow cylinder with flattened sides 94 which reduce the cross section of the neck portion so much that it fits into the interior of the pre-assembled clamping sleeve in the assembled state 60 can be introduced. This state is in 10 shown. It is advantageous if the cervical process 90 such an axial length L90 has that he at least to the axial center of the adapter sleeve 60 can be introduced into this.

Indem die Spannschraube 86 axial mit leichtem Druck in die Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 gedrückt wird, gleiten die Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 auf den kreiszylinderförmigen Übergangsabschnitt 92, so dass die Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 - wie in 11 gezeigt - leicht auseinander gedrückt werden. Die seitlichen Abflachungen 76 gelangen dabei in Kontakt mit den Führungswangen 78. In dieser Position kann die Spannschraube 86 - wie in 11 dargestellt - beispielsweise mittels eines Steckschlüssels, der in eine Innen-Profilausnehmung 94 (siehe 9) im Schraubenkopf 88 eingreift, um 90° gedreht werden, wodurch der Halsabschnitt 90 die Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 insgesamt und gleichmäßig über die gesamte Länge radial nach außen drücken kann, so dass die radialen Vorsprünge 62, 64 in die Hinterschneidung 74 eintauchen. Ein Mitdrehen der Spannhülse 60 ist dabei verhindert, weil die seitlichen Abflachungen 76 mit den Führungswangen 78 bereits in Anlagekontakt stehen. Während die Spannhülsenhälften radial nach außen in die Hinterschneidung wandern, gleiten die Abflachungen 76 an den Führungswangen 78, so dass auch ein Verkanten der Spannhülsenhälften 60-1, 60-2 vermieden ist.By the turnbuckle 86 axially with slight pressure in the clamping sleeve halves 60-1 , 60-2 is pressed, the clamping sleeve halves slide 60-1 , 60-2 on the circular cylindrical transition section 92 so that the adapter sleeve halves 60-1 , 60-2 - as in 11 shown - to be pushed apart slightly. The lateral flattened areas 76 come into contact with the guide cheeks 78 . In this position the clamping screw 86 - as in 11 shown - for example by means of a socket wrench, which is in an inner profile recess 94 (please refer 9 ) in the screw head 88 engages to be rotated 90 °, causing the neck portion 90 the adapter sleeve halves 60-1 , 60-2 can press radially outwards overall and evenly over the entire length, so that the radial projections 62 , 64 into the undercut 74 immerse. A turning of the clamping sleeve 60 is prevented because of the flattened sides 76 with the guide cheeks 78 are already in contact with the plant. While the clamping sleeve halves move radially outwards into the undercut, the flats slide 76 on the guide cheeks 78 so that the clamping sleeve halves also tilt 60-1 , 60-2 is avoided.

Bei weiterem axialem Vorschieben der Spannschraube 86 erreicht der Schraubenkopf 88 einen Anschnitt des Innengewindes 64 und kann in dieses eingeschraubt werden, wodurch die Spannhülse 60 vollständig radial aufgeweitet wird und sich mit ihren segment-kreiszylindrischen Spannhülsenabschnitten 68, 70 an die Innenwandungen der Aufnahmebohrung 66 anschmiegt. Die Spannschraube 86 wird so lange in das Innengewinde 64 gedreht, bis der Schraubenkopf 88 - wie in 12 dargestellt - an der Schulter 72 der Innenausnehmung anschlägt. Wenn in diesem Zustand die Spannschraube 86 weiter gedreht wird, wird die Spannhülse 60 aus der Anschlagstellung an der Schulter 72 von dieser weg gedrückt, so dass die radialen Vorsprünge 62, 64 - wie in 12 dargestellt - unter Beseitigung eines in 11 eingezeichneten Spiels S gegen die radiale Stützschulter 80 gepresst werden. Damit ist die Verankerung der Spannhülse 60 im Werkzeugsystemteil 24 abgeschlossen.With further axial advancement of the clamping screw 86 reaches the screw head 88 a cut of the internal thread 64 and can be screwed into this, making the adapter sleeve 60 is completely expanded radially and with its segment-circular cylindrical adapter sleeve sections 68 , 70 on the inner walls of the mounting hole 66 hugs. The tension screw 86 is so long in the internal thread 64 rotated until the screw head 88 - as in 12th depicted - on the shoulder 72 the inner recess strikes. If in this state the clamping screw 86 is rotated further, the adapter sleeve 60 from the stop position on the shoulder 72 pressed away from this, so that the radial projections 62 , 64 - as in 12th shown - with the elimination of an in 11 drawn game S against the radial support shoulder 80 be pressed. This is the anchoring of the adapter sleeve 60 in the tool system part 24 completed.

Um den Schneidenkopf, d.h. das Werkzeugsystemteil 22 zentriert mit dem Werkzeugsystemteil 24 zu verspannen, wird zunächst die Differentialgewindeschraube 40 mit ihrem Differentialgewindeabschnitt 42 vollständig in den Innengewindeabschnitt 52 des Werkzeugsystemteils 22 eingeschraubt. Anschließend wird der Außenkonus 28 in den Innenkonus 32 des Werkzeugsystemteils 24 eingeführt, so dass die Werkzeugsystemteile die in 13 gezeigte Position einnehmen. Die aus dem Außenkonus 28 vorstehende Stirnseite der Differentialgewindeschraube 40 kommt dabei fluchtend dem Innengewinde 54 der Spannhülse 60 gegenüber zu liegen. In dieser Lage ist zwischen dem Radialbund 30 des Außenkonus 28 und der Stirnfläche 34 des mit einem Innenkonus 32 ausgebildeten Werkzeugsystemteils 24 noch ein Fügespalt FS vorhanden. Da der Differentialgewindeabschnitt 44 dasselbe Gewinde wie die Spannschraube 86 hat, kann sie nun in die Spannhülse 60 geschraubt werden, indem sie über eine Innensechskantausnehmung 96 mittels eines zentral durch das Werkzeugsystemteil greifenden Steckschlüssels betätigt wird.Around the cutting head, ie the tool system part 22nd centered with the tool system part 24 to brace, the differential screw is first 40 with their differential thread section 42 completely into the internal thread section 52 of the tool system part 22nd screwed in. Then the outer cone 28 in the inner cone 32 of the tool system part 24 introduced so that the tool system parts in 13 Take up the position shown. The one from the outer cone 28 protruding face of the differential thread screw 40 comes in alignment with the internal thread 54 the adapter sleeve 60 to lie opposite. In this position is between the radial collar 30th of the outer cone 28 and the face 34 the one with an inner cone 32 trained tool system part 24 There is still a joint gap FS. Because the differential thread section 44 the same thread as the tensioning screw 86 it can now be inserted into the adapter sleeve 60 be screwed by going through a hexagon socket 96 is operated by means of a socket wrench that grips centrally through the tool system part.

In der in 12 gezeigten Stellung der Werkzeugsystemteile 22, 24 greift ein abgesetzter und mit Abflachungen (siehe 9) 100 ausgestatteter Positionierungsvorsprung 98 formschlüssig in eine mit entsprechenden Passungswangen 106 ausgestatteten Positionierungsausnehmung 102 ein, die sich unter Zwischenschaltung einer Ringausnehmung 104 (wie am besten in 3 gezeigt) an den Innenkonus 32 anschließt. Dadurch wird in der lose eingesteckten Position des Werkzeugsystemteils 22 eine Verdrehsicherung geschaffen.In the in 12th position of the tool system parts shown 22nd , 24 engages a stepped and flattened (see 9 ) 100 equipped positioning projection 98 form-fit in one with corresponding fitting cheeks 106 equipped positioning recess 102 a, which is with the interposition of a ring recess 104 (as best in 3 shown) to the inner cone 32 connects. This is in the loosely inserted position of the tool system part 22nd a rotation lock created.

Weil die Gewindesteigungen der Differentialgewindeabschnitte 42, 44 unterschiedlich ist, genauer gesagt, weil die Gewindesteigung des Differentialgewindeabschnitts 42 kleiner ist als die Gewindesteigung des Differentialgewindeabschnitts 44, wird der den Außenkonus 28 aufweisende Hohlzapfen des Werkzeugsystemteils 22 beim Eindrehen der Differentialgewindeschraube 40 in das Innengewinde 54 der Spannhülse 60 in den Innenkonus 32 hineingedrückt, und zwar so lange, bis der Radialbund 30 nach Beseitigung des Fügespalts FS und unter elastischer Verformung der die Konusflächenpaarung ausbildenden Komponenten an der Stirnfläche 34 des Werkzeugsystemteils 24 anschlägt. Diese Position ist in den 2,4,5 und 12 dargestellt. Damit ist die zentrierte Verbindung zwischen den beiden Werkzeugsystemteilen fertig gestellt.Because the thread pitches of the differential thread sections 42 , 44 is different, more precisely because the thread pitch of the differential thread portion 42 is smaller than the thread pitch of the differential thread section 44 , which will be the outer cone 28 having hollow pins of the tool system part 22nd when screwing in the differential thread screw 40 into the internal thread 54 the adapter sleeve 60 in the inner cone 32 pressed in until the radial collar 30th after elimination of the joint gap FS and with elastic deformation of the components forming the conical surface pairing on the end face 34 of the tool system part 24 strikes. This position is in the 2 , 4th , 5 and 12th shown. This completes the centered connection between the two tool system parts.

Zum Lösen der Verbindung wird die Differentialgewindeschraube 40 aus der Spannhülse 60 herausgedreht, so dass aufgrund der unterschiedlichen Gewindesteigungen der Differentialgewindeabschnitte 42 und 44 das den Außenkonus aufweisende Bauteil aus dem Innenkonus 32 herausgedrückt wird.The differential thread screw is used to loosen the connection 40 from the adapter sleeve 60 unscrewed, so that due to the different thread pitches of the differential thread sections 42 and 44 the component having the outer cone from the inner cone 32 is pushed out.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, dass die Besonderheit der Verbindungsstelle darin besteht, dass das Werkzeugsystemteil 24, in das die Spannhülse 60 eingesetzt wird, nur noch - wie am besten aus der 3 ersichtlich - mit einer Ausnehmung ausgestattet werden muss, die leicht herzustellende Flächen aufweist. Ein Gewinde im Werkzeugsystemteil kann entfallen. Eine Feinbearbeitung der Innenausnehmung wird nur noch in sehr geringem Umfang erforderlich, nämlich für die Bearbeitung des Innenkonus 32 und der Stirnfläche 34. Wenn das Werkzeugsystemteil 24 beispielsweise aus VHM gefertigt wird, kann die Innenausnehmung mit geringfügigem Aufmaß bereits im vorgesinterten Zustand eingearbeitet werden, so dass für die Bearbeitung auf Endmaß nur noch wenig Zerspanungsarbeit anfällt. Die zur Aufnahme und Positionierung der Spannhülse erforderlichen Flächen, das heißt Abschnitte 66 und die Hinterschneidung 74 mit der Stützschulter 80 im Inneren des Werkzeugsystemteils können aufgrund der Verformbarkeit der Spannhülse 60 bzw. der Beweglichkeit deren Hülsensegmente 60-1, 60-2, grundsätzlich verhältnismäßig grob gestaltet und bearbeitet werden, mit der Besonderheit, dass die axiale Spannkraft relativ weit von der Achse entfernt und großflächig in das Werkzeugsystemteil 24 eingeleitet wird. Spannungsspitzen, insbesondere durch Kerbwirkung gesteigerte Spannungsspitzen können somit vermieden werden.From the above description it is clear that the special feature of the connection point is that the tool system part 24 into which the adapter sleeve 60 is used, only - as best from the 3 visible - must be equipped with a recess that has easy-to-manufacture surfaces. A thread in the tool system part can be omitted. A fine machining of the inner recess is only very much a small amount required, namely for machining the inner cone 32 and the face 34 . When the tool system part 24 For example, is made of solid carbide, the inner recess can be incorporated with a slight oversize already in the pre-sintered state, so that only little machining work is required for processing to final dimensions. The surfaces required for receiving and positioning the clamping sleeve, that is to say sections 66 and the undercut 74 with the support shoulder 80 inside the tool system part can due to the deformability of the clamping sleeve 60 or the mobility of their sleeve segments 60-1 , 60-2 , basically designed and machined relatively roughly, with the special feature that the axial clamping force is relatively far away from the axis and over a large area in the tool system part 24 is initiated. Stress peaks, in particular stress peaks increased by the notch effect, can thus be avoided.

Die vorstehend beschriebene Verbindungsstelle eignet sich deshalb besonders für die Verbindung von Werkzeugsystemteilen aus hochfesten Materialien, die oftmals weniger duktil sind, und gerade auch dann, wenn sehr hohe axiale Spannkräfte gefordert sind.The connection point described above is therefore particularly suitable for connecting tool system parts made of high-strength materials, which are often less ductile, and especially when very high axial clamping forces are required.

Die vorstehend beschriebene Gestaltung der Verbindungsstelle wirkt sich auch positiv auf die zentrierte Verspannung der Werkzeugsystemteile 22, 24 aus, weil die Spannhülse 60 in der Aufnahmebohrung 66 so aufgenommen ist, dass sich die Achse des Innengewindes 54 der Spannhülse 60 zur Achse der Spannschraube 80 und sogar in gewissem Umfang zur Achse der Differentialgewindeschraube 40 weitgehend zwängungsfrei ausrichten kann. Dies führt dazu, dass die für die Zentrierung der beiden Werkzeugsystemteile verantwortlichen Flächen, d.h. die Konus- oder Zylinder-Paarungsflächen, beim Fügen und Zusammenspannen der beiden Werkzeugsystemteile über den gesamten Umfang gleichförmig in Funktion treten können.The design of the connection point described above also has a positive effect on the centered bracing of the tool system parts 22nd , 24 off because the adapter sleeve 60 in the mounting hole 66 is recorded so that the axis of the internal thread 54 the adapter sleeve 60 to the axis of the clamping screw 80 and even to some extent to the axis of the differential screw 40 can align largely without constraint. This means that the surfaces responsible for centering the two tool system parts, ie the cone or cylinder mating surfaces, can function uniformly over the entire circumference when the two tool system parts are joined and clamped together.

Selbstverständlich sind Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsform möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung, wie er in den Ansprüchen umrissen ist, zu verlassen.Of course, modifications of the embodiment described are possible without departing from the basic idea of the invention as outlined in the claims.

Die Gestaltung der Verbindungsstelle gibt beispielsweise die Möglichkeit, herkömmliche, wie z.B. in dem Dokument DE19920748 A1 oder DE 103 38 610 A1 gezeigte Schnittstellen, die mit einer Spannpatrone arbeiten, welche mittels einer Bajonettverbindung in einem Werkzeugsystemteil fixiert ist, umzurüsten. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Spannpatrone zu entfernen und die bereits vorhandene, teilweise hinterschnittene Innenausnehmung für die verdrehsichere Aufnahme einer erfindungsgemäßen radial aufweitbaren Spannhülse heranzuziehen.The design of the connection point gives the possibility, for example, of conventional, such as in the document DE19920748 A1 or DE 103 38 610 A1 Interfaces shown that work with a clamping cartridge which is fixed in a tool system part by means of a bayonet connection. For this purpose it is only necessary to remove the clamping cartridge and to use the already existing, partially undercut inner recess for the non-rotatable accommodation of a radially expandable clamping sleeve according to the invention.

Die Spannhülse kann auch von einer einteiligen, geschlitzten Hülse gebildet sein. Es ist ferner möglich, die Spannhülse aus mehr als zwei Hülsensegmenten zusammen zu stellen. Anstelle einer Kegel/Plananlage kann auch eine Zylinder/Plananlage zur Zentrierung der Werkzeugsystemkomponenten verwendet werden.The clamping sleeve can also be formed by a one-piece, slotted sleeve. It is also possible to assemble the clamping sleeve from more than two sleeve segments. Instead of a cone / face system, a cylinder / face system can also be used to center the tool system components.

Die Erfindung schafft somit eine Verbindungsstelle zwischen zwei Werkzeugsystemteilen 22, 24, die koaxial und zentriert zueinander ausgerichtet mittels einer achszentralen Differentialgewindeschraube 40, die mit zugehörigen Gewindeabschnitten unterschiedlicher Steigung in den jeweiligen Werkzeugsystemteilen 22, 24 in Eingriff steht, zusammen spannbar sind. Zumindest einer der Gewindeabschnitte ist vom Innengewinde 54 einer in das betreffende Werkzeugsystemteil 24 einsetzbaren Spannhülse 60 gebildet. Eine Besonderheit der Verbindungsstelle besteht darin, dass die Spannhülse 60 am Außenumfang zumindest einen radialen Vorsprung 62, 64 hat und derart gestaltet ist, dass sie in einem Montagezustand mit in radialer Richtung verkleinerter Außenabmessung axial in eine Aufnahmebohrung 66 des betreffenden Werkzeugsystemteils 24 einführbar und durch anschließendes radiales Aufweiten zur Herstellung des Innengewinde-Sollmaßes in Passungskontakt mit der Aufnahmebohrung 66 bringbar ist. Dabei taucht der radiale Vorsprung 62, 64 in eine Hinterschneidung 74 der Aufnahmebohrung 66 ein. Auf diese Weise ist die Verbindungsstelle für das Zusammenspannen von Werkzeugsystemteilen optimiert, bei denen weniger duktile bzw. schwer zu bearbeitende, insbesondere schwer zu zerspanende Werkstoffe verwendet werden.The invention thus creates a connection point between two tool system parts 22nd , 24 that are aligned coaxially and centered to one another by means of an axially central differential thread screw 40 , those with associated thread sections with different pitches in the respective tool system parts 22nd , 24 is engaged, can be tensioned together. At least one of the threaded sections is internally threaded 54 one in the relevant tool system part 24 insertable clamping sleeve 60 educated. A special feature of the connection point is that the clamping sleeve 60 at least one radial projection on the outer circumference 62 , 64 and is designed in such a way that, in an assembled state with the outer dimension reduced in the radial direction, it axially enters a receiving bore 66 of the relevant tool system part 24 insertable and by subsequent radial expansion to produce the target internal thread dimension in fitting contact with the receiving bore 66 can be brought. The radial projection emerges 62 , 64 into an undercut 74 the mounting hole 66 one. In this way, the connection point is optimized for clamping together tool system parts in which less ductile or difficult-to-machine, in particular difficult-to-machine materials are used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 3912503 A1 [0002]
EP 1240963 B1 [0002]
DE 19920748 A1 [0008, 0050]
DE 10338610 A1 [0008, 0050]

Claims

Connection point between two tool system parts (22, 24) which are aligned coaxially and centered to one another by means of an axially central differential thread screw (40) which engages with associated threaded sections (52, 54) of different pitch in the respective tool system parts (22, 24), can be clamped together are, at least one of the threaded sections (54) being formed by the internal thread of a clamping sleeve (60) which can be inserted into the relevant tool system part (24), characterized in that the clamping sleeve (60) has at least one radial projection (62, 64) on the outer circumference and is designed in such a way that, in an assembled state with the outer dimension (AR-MS) reduced in the radial direction, it can be inserted axially into a receiving bore (66) of the relevant tool system part (24), preferably up to a stop position, and by subsequent radial expansion to produce the internal thread - nominal dimension in fit contact with the mounting hole (66) can be brought while the radial projection (62, 64) dips into an undercut (74) of the receiving bore (66).

Connection point after Claim 1 , characterized by a central clamping screw (86) which can be screwed into the widened clamping sleeve (60) and with which the radial projection (62, 64) of the clamping sleeve (60) can be pressed against a radial shoulder (80) of the undercut (74), while the clamping screw (86) is supported on a stop shoulder (72) of the mounting hole (66).

Connection point after Claim 2 , characterized in that the stop shoulder (72) defines a stop position for the clamping sleeve (60) inserted into the tool system part (24).

Connection point after Claim 2 or 3 , characterized in that the clamping screw (86) carries an axial neck extension (90), the cross section of which is designed so that it can be inserted into the clamping sleeve (60) in a certain rotational position when the clamping sleeve (60) is in the assembled state.

Connection point after Claim 4 , characterized in that the neck extension (90) is connected to the screw head (88) equipped with a thread via a circular cylindrical transition section (92).

Connection point after one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the clamping sleeve (60) on both sides of the at least one radial projection (62, 66) forms preferably circular cylindrical fitting sections (68, 70) for nestling against the inner surface (66) of the receiving bore.

Connection point after one of the Claims 4 to 6th , characterized in that the neck extension (90) has such an axial length (L90) that it can be inserted into the clamping sleeve (60) at least up to the axial center thereof.

Connection point after one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the clamping sleeve (60) is multi-part, preferably two-part, the clamping sleeve parts (60-1, 60-2) in the radially expanded state to form a clamping sleeve (60) divided by gaps (MS) with a continuous internal thread (54) complete.

Connection point after Claim 8 , characterized in that the clamping sleeve parts (60-1, 60-2) are forced into the assembled state by an elastic ring band (82).

Connection point after Claim 9 , characterized in that the clamping sleeve parts (60-1, 60-2) in the assembled state can be fixed in the receiving bore (66) in a rotationally secure manner by means of a form fit.

Connection point after Claim 10 , characterized in that the clamping sleeve parts (60-1, 60-2) have lateral flats (76) which slide on diametrically opposite guide cheeks (78) in the receiving bore when the clamping sleeve (60) is expanded.

Connection point after Claim 11 , characterized in that the guide cheeks (78) merge into the undercut (74) of the receiving bore (66).

Connection point after one of the Claims 1 to 12th , characterized in that the clamping screw (86) and / or the differential thread screw (40) is designed as a hollow screw with an inner profile recess (94, 96) for actuation.

Connection point after one of the Claims 1 to 13 wherein the coaxial centering of the tool system parts (22, 24) takes place via a cone-face system, in which a radial collar (30) of an outer cone (28) of one tool system part (22) against an end face (34) of the with an inner cone (32) formed other tool system part (24) can be clamped, and the clamping sleeve (60) is received in the tool system part (24) in which the inner cone (32) is formed.

Connection point after Claim 14 , characterized in that the tool system part (24) in which the clamping sleeve (60) is accommodated is formed from a material that is difficult to machine, in particular difficult to machine, such as hard metal (VHM), cermet material or ceramic.

Tool with a connection point after one of the Claims 1 to 15th , in which the first tool system part (22) is formed by a cutting head, and the second tool system part (24) is formed by a hard metal tube.

Tool after Claim 16 , characterized in that the hard metal tube (24) has a length (L24) which corresponds to 10 to 20 times the diameter (D24).