DE1602709A1

DE1602709A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE1602709A1
Application number: DE19671602709
Authority: DE
Inventors: Cox John Robert
Original assignee: BALAS COLLET CO
Current assignee: BALAS COLLET CO
Priority date: 1966-05-26
Filing date: 1967-04-18
Publication date: 1970-05-06
Also published as: NL6707318A; GB1108248A; US3398965A; NL140756B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf Werkzeughalter und insbesondere auf Schnellwechsel-Werkzeughalter für Gewinde sehn ei der, Bohrer und dgl. in Werkzeugmaschinen.

Bei automatischen Drehbänken, Bohrbänken und anderen Werkzeugmaschinen werden Werkzeughalter verwendet, um ein Werkzeug genau ausgerichtet auf das Werkstück zu halten. Diese Werkzeughalter sollen das schnelle Auswechseln der Werkzeuge ermöglichen und außerdem das Werkzeug während des Betriebes in geeigneter Lage fixiert halten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Werkzeughalters der beschriebenen Art, welcher in der gewünschten Weise funktioniert, wirtschaftlich in der

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BAD ORIGINAL

Patentanwälte Dipl.-ing. Martin Licht, Dipl.-Wirfsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESI ENSTRASSE 33 · Telefon: 2921 02 ■ Telegramm-Adressen Lipalli/München

Bankverbindungen: Deutsche Bank AG₁ Filiale Manchen, Dep.-Kasie Viktualienmarkt, Konto-Nr. 70/30638 Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. 163397

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

Herstellung ist und lange, wartungsfreie Lebensdauer aufweist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine Längs-Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter.

Fig. 2 ist eine Quer-Schnittansicht von Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Quer-Schnittansicht von Linie 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Einzelansicht des in Fig. 1 dargestellten Werkzeughalters, wobei die das Werkzeug aufnehmende Büchse und eine der das Werkzeug ergreifenden Kugeln in Werkzeug-Lösestellung dargestellt sind. Gleichfalls ist aus dieser Ansicht zu ersehen wie vermieden wird, daß die das Werkzeug ergreifende Kugel in das Zuführungsloch der Kugel gelangt.

Fig. 5 ist eine der Fig.4 ähnliche Ansicht, in welcher eine weitere Ausführungsform der Kugel-Arretiervorrichtung dargestellt ist.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, weist der Werkzeughalter einen Schaftteil S mit einem abgeschrägten Körperteil i auf, welcher in ein passendes Werkzeugfutter der Werkzeugmaschine eingepaßt werden kann.

Der Werkzeughalter ist an der entgegengesetzten Seite mit einem offenen, röhrenförmigen Teil 2 versehen, welcher an seinem äußeren Ende eine Öffnung aufweist und mit einer zylindrischen Innenwand 3 ausgestattet ist. Innerhalb der Innenwand

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ist eine röhrenförmige Büchse B zur Aufnahme des Werkzeuges verschiebbar*

Am Innenende des röhrenförmigen Teils 2 des Schaftes S befindet sich ein nicht zylindrischer, das Werkzeug antreibender Teil h (in der dargestellten Ausführungsform quadratisch); in dem Teil k ist das entsprechende.nicht zylindrische Ende 5' eines Werkzeugs 5 dargestellt. Das Werkzeug ist in gestrichelten Linien in Form eines Gewindeschneiders zu sehen.

Eine radial nach außen sich erstreckende, um den Umfang verlaufende Nut 6 befindet sich in der zylindrischen Innenwand 3 des Schaftteils S und erstreckt sich von dieser Wand radial nach außen. Diese Nut ist im Abstand vom offenen (rechts liegenden) Ende des röhrenförmigen Teils 2 angebracht und besteht aus einem Basisteil 6' und aus einem abgeschrägten, konisch zulaufenden Steuerflächenteil 6^M, welcher schräg in Richtung der Innenwand 3 verläuft.

In der Wand der das Werkzeug aufnehmenden Büchse B ist eine Anzahl (in der dargestellten Ausführungsform 3) am Umfang im Abstand voneinander angebrachter Öffnungen 7 für Kugeln vorgesehen. Diese Öffnungen nehmen die das Werkzeug ergreifenden Kugeln 8 auf und weisen an ihrem Innenende einen verkleinerten Durchmesser 7¹ auf, welcher kleiner ist als der Durchmesser der Kugeln 8, wodurch sich die Kugeln in die das Werkzeug aufnehmende Bohrung 9 der Büchse B so weit erstrecken können, daß sie in das Werkzeug eingreifen, jedoch nicht vollständig durch die im Durchmesser verringerte Bohrung 7' hindurchgleiten können.

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-I₁-.

Die Außenenden der Öffnungen 7 haben, wie klar in Fig. 1 dargestellt ist, einen etwas größeren Durchmesser als die Kugeln 8, so daß sich die Kugeln radial darin frei bewegen können.

Ein Ende einer Druckfeder 10 liegt an einer Schulter an der Innenseite des röhrenförmigen Teils 2 an, während das andere Ende gegen die innere Seite der Büchse B anstößt. Diese Feder drückt immer die Büchse B nach außen in einer das Werkzeug ergreifenden Richtung. Man kann erkennen, daß die Kugeln 8, wenn sich das Werkzeug 5 in der Büchse B befindet, durch die Wirkung des schräg verlaufenden Steuerflächenteils 6" der Nut 6 nach innen in Eingriff mit dem Werkzeug gedrückt werden. Jede das Werkzeug aus dem Halter herausdrückende Bewegung bewirkt nur, daß die Kugeln 8 fester am Werkzeug anliegen, da sie gleichzeitig im Eingriff mit dem schräg verlaufenden Steuerflächenteil 6" stehen. Das Werkzeug wird auf diese Weise fest und genau gegen eine nach außen gerichtete Bewegung abgesichert. Diese Werkzeug-Klemmsteilung der einzelnen Teile wird in Fig. 1 dargestellt.

Um das Werkzeug 5 freizugeben und es herausziehen zu können, ist es nur nötig,nach innen (in Fig.l nach links) auf das Außenende der Büchse B zu drücken, so daß die Büchse in den Schaftteil S gegen die Wirkung der Feder 10 verschoben wird, bis die Kugeln 8 über dem Basisteil 6^f der Nut 6 zu liegen kommen, wodurch ihr Klemmeingriff mit dem Werkzeug 5 freigegeben ist und das Werkzeug ohne weiteres herausgezogen werden kann.

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Um ein neues Werkzeug einzusetzen, ist es nur nötig, dieses in die Bohrung 9 der Büchse B einzuschieben, wobei darauf zu achten ist, daß das Ende des Werkzeuges in das nicht zylindrische, antreibende Ende 4 des Schaftes i eingepaßt wird. Dieser nach innen gerichteten Bewegung wird kein Widerstand entgegengesetzt, da die Büchse B und die Kugeln sich nach innen (nach links in Fig. l) bewegen können, ohne dabei das Werkzeug festzuklemmen. Nachdem das Werkzeug vollkommen nach innen geführt und losgelassen wurde, drückt die Feder 10 die Büchse B nach außen (nach rechts), wobei der schräg verlaufende Steuerflächenteil 6^M die Kugeln 8 radial nach innen drückt, wodurch das Werkzeug 5 festgeklemmt und ein Herausziehen des Werkzeuges verhindert wird.

Um die Büchse B und die das Werkzeug festklemmenden Kugeln 8 zusammenzusetzen, ist eine Zuführungsbohrung 12 für die Kugeln vorgesehen, welche sich radial nach außen durch die Wand des röhrenförmigen Teils 2 des Schaftes S in die Nut 6 erstreckt. Beim Zusammensetzen der Vorrichtung wird die Büchse B in die Bohrung des röhrenförmigen Teils 2 eingeführt, bis die die Kugeln aufnehmenden Öffnungen 7 mit der Nut 6 fluchten. Die Büchse wird dann gedreht, bis eine der Öffnungen 7 mit der Zuführungsbohrung 12 für die Kugel fluchtet und eine Kugel 8 durch die Bohrung 12 in die Öffnung 7 eingeführt werden kann. Dann wird die Büchse B gedreht, wobei die eingeführte Kugel 8 in der Nut 6 verläuft, bis die nächste Öffnung 7 mit der Zuführ ungs bohrung 12 fluchtet und eine weitere Kugel einge-

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schoben werden kann. Dies wird fortgesetzt, bis die Kugeln 8 in alle Öffnungen 7 eingeführt worden sind. Beim Loslassen der Büchse B wird diese von der Feder 10 nach außen bewegt und der schräg verlaufende Steuerflächenteil 6" drückt die Kugeln 8 radial nach innen, bis sie sich in den im Durchmesser verringerten Teilen 7' der Öffnungen 7 festsetzen, wodurch eine weitere, nach außen gerichtete Bewegung der Büchse B gestoppt wird.

Um die Kugeln 8 im Werkzeughalter zu behalten und um zu verhindern, daß sie sich nach außen in die Zuführungsbohrung 12 bewegen, falls eine der Öffnungen 7 in Fluchtung mit dieser geraten würde, wird eine Blockierkugel 13 in die Zuführungs— bohrung 12 eingeführt, wonach eine Haltebüchse 14 für die Blockierkugeln unter Preßsitz über das Ende des röhrenförmigen Teils 12 gedrückt wird, bis sie über dem Außenende der Zu— führungsbohrung 12 zu liegen kommt und diese abschließt. Die Blockierkugel 13 kann gleichen oder verschiedenen Durehmesser wie die Kugeln 8 aufweisen, ist jedoch bezogen auf die Radiallänge der Bohrung 12 und auf die Wanddicke des röhrenförmigen Teils 2 des Schaftes S von genügend großem Durchmesser, so daß, wie am besten in Fig. h zu sehen ist, eine nach außen gerichtete Bewegung der Kugel 8 in die Nut 6 gegen die Bloekierkugel 13 ermöglicht wird, falls die Öffnung 7 mit der Zufiihrungsbohrung 12 für die Kugeln fluchtet. Die Kugel 8 kann sich dabei vollkommen aus der inneren Bohrung 9 der Büchse B herausbewegen; durch die Blockierkugel 13 wird jedoch gleichzeitig vermieden, daß die Kugel 8 in die Zuführungsbohrung 12 so weit eintreten kann,

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daß sie darin verbleibt oder die Drehbewegung der Büchse B im röhrenförmigen Teil 2 verhindert.

Der die Kugel 8 blockierende Körper wurde in Form einer Kugel 13 dargestellt; es ist jedoch klar, daß dieser Blockierkörper auch nicht kugelige Gestalt in Form eines losen Stopfens passender Form und G_röße aufweisen kann. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, kann auch ein Drehzapfen 15 in eine entsprechende, mit Gewinde versehene Zufiihrungsbohrung 12' eingeschraubt werden.

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Claims

( i. Werkzeughalter mit einem Schaft, welcher an einem Ende offen und von röhrenförmiger Gestalt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Teil (9) mit einer zylindrischen Innenwand und einer radial darin sich nach außen erstreckenden Nut (6) versehen ist, daß die Nut (6) im Abstand vom offenen Ende des röhrenförmigen Teils angebracht ist und einen Basisteil (6¹) und einen schräg verlaufenden Steuerflächenteil (6^M) besitzt, welcher sich von dem Basisteil (6¹) zu der Innenwand (3) erstreckt, daß der Schaftkörper (S) eine Kugelzuflihrungsbohrung (12) aufweist, welche sich radial nach außen durch den röhrenförmigen Teil (2) in die Nut (6) in Fluchtung mit dem Basisteil (6¹) erstreckt, daß eine röhrenförmige, das Werkzeug aufnehmende Büchse (Β) unter Gleitsitz in den röhrenförmigen Teil des Schaftkörpers (S) eingepaßt ist und einen Innendurchmesser aufweist,um ein zu haltendes Werkzeug aufzunehmen, daß die Büchse (B) mit einer Anzahl von am Umfang im Abstand voneinander

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8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 29 21 02 · Telegramm-Adresje: Lipatli/München

angebrachten Kugelhalteöffnungen (7) versehen ist, welche sich radial durch die ¥and der Büchse nach außen erstrecken, daß die Öffnungen an ihren inneren Enden von kleinerem Durchmesser sind als an ihren äußeren Enden, daß Kugeln (8) zum Festklemmen des Werkzeuges radial bewegbar in den Öffnungen (7) gehalten werden und um den Umfang verschiebbar sich in der Nut des Schaftkörpers befinden, wenn die Öffnungen damit fluchten, daß der Durchmesser der Kugeln größer ist als der Innendurchmesser der Öffnungen (7) und kleiner als der Durchmesser der Kugelzuführungsbohrung (12), daß der schräg verlaufende Steuerfläohenteil (6ⁿ) der Nut (6) die Kugeln (8) radial nach innen in den Kugelhalteöffnungen (7) in Eingriff mit einem Werkzeug in der Büchse (b) bewegt, wenn die Büchse vom Schaftkörper (S).axial nach außen bewegt wird, daß mit Hilfe einer Feder (io) die Büchse vom Schaftkörper nach außen gedruckt wird, daß Kugelblockiervorrichtungen (13) in der KugelzufUhrungsbohrung vorgesehen sind, um die Kugeln (8) gegen eine radiale Bewegung aus den Bohrungen (7) in der röhrenförmigen Büchse (B) zu sichern und daß mit einer Vorrichtung (lk) die Kugelblockiervorrichtung in der Zuführungsbohrung für die Kugeln gehalten wird.
2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelblockiervorrichtung in der Zuführungsbohrung für die Kugein aus einem Stopfen besteht, welcher sich in der ZufUhrungsbohrung befindet und die Bewegung der das

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Werkzeug festklemmenden Kugeln (8) von den Kugelhalteöffnungen nach außen in die Zuführungsbohrung (12) verhindert, wenn die Kugelhalteöffnungen (7) sich mit der Zufiihrungsbohrung (12) decken.
3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, um die Kugelblockiervorrichtung in der Zufiihrungsbohrung (12) zurückzuhalten, aus einer Buchse (14) auf dem Schaftteil (S) besteht, welche über dem äußeren Ende der Kugelzuführungsbohrung (12) liegt und diese abschließt.
4. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kugel blockierende Stopfen sich lose in der Zuführungsbohrung (12) befindet.
5. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelblockiervorrichtung eine Blockierkugel (13) aufweist, welche lose in der Zufiihrungsbohrung (12) sitzt und von einem Durchmesser ist, welcher größer ist als die Tiefe der Nut (6), daß die Länge der Bohrung bezüglich des Durchmessers der Blockierkugel (13) so bemessen ist, und daß die das Werkzeug festklemmenden Kugeln (8) gegen eine nach außen gerichtete Bewegung aus den Kugelhalteöffnungen (7) abgesichert sind.
6. Werkzeughalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Festhalten der Kugelblockiervorrichtung in der Zuführungsbohrung (12) aus einem BUchsenkörper (ik) besteht, welcher auf dem Schaftkörper (S) sitzt und über dem

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äußeren, offenen Ende der Zuführungsbohrung (12) für Kugeln (8,13) zu liegen kommt.
7. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kugeln blockierende Stopfen (14) in die Zuführungsbohrung (12) eingeschraubt ist.

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