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Vorrichtung zur lösbaren Verbindung: von Bauteilen, insbesondere von
Werkzeugen bzw. Werkzeugteilen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung
von Bauteilen, insbesondere von Teilen von spanabhebenden Werkzeugen lösbar miteinander.
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Bei Werkzeugmaschinen ist es oft erforderlich, dass ein Teil eines
Werkzeuges bzw. auch ein ganzes Werkzeug, insbesondere ein verschlissenes Werkzeug,
gegen ein neues oder gegen ein anderes ausgetauscht wird. In manchen Fällen ist
der Haupteil bzw. Grundkörper eines Werkzeuges aus einem für mechanische Bearbeitung
zu hartem Material, so dass das eigentliche Schneidelement bzw.
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der Schneideinsatz notwendigerweise in ein Stahlteil eingepasst werden
muss, der lösbar mit dem genannten Hauptteil verbindbar ist.
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Ziel vorliegender Erfindung ist ganz allgemein die Schaffung einer
schnell und sicher arbeitenden Vorrichtung zur Verbindung solcher Werkzeuge bzw.
Werkzeugteile miteinander.
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Besonders kommt es der Erfindung darauf an, dass die Verbindung bzw.
Werkzeughalterung schnell angebracht und gelöst werden kann und im Betrieb festhält.
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Insbesondere soll mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Verbindung
eines die Schneide bzw. einen Schneideinsatz tragenden Schneidkopfes mit dem Hauptteil
des Werkzeuges geschaffen werden, womit eine schnelle und genaue Verbindung beider
Teile miteinander möglich ist. Dabei soll die Verbindungs-vorrichtung nach der Erfindung
einfach herstellbar sein und während einer langen Lebensdauer eine hohe Wirksamkeit
haben.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung imwesentlichen
darin, daß in der Bohrung im Abstand von der Stirnfläche (48) eine Nut (30) zur
Bildung einer Stirnfläche zwischen Nut (30) und Stirnfläche (48) vorgesehen ist
und daß in dem Zapfen (20) eine axiale Bohrung (34) diese schneidend in einer Ebene
liegende radiale Bohrungen (38) vorgesehen sind, wobei in den radialen Bohrungen
(38) Riegelelemente (32) hin- und nervorschieblich sind, die von einem Druckglied
(36) bauisohlagbar sind, welches in der axialen Bohrung hin- hervorsohieblich ist,
und daß eine Betätigungeschraube (42) vorgesehen ist, die mit ihrem inneren Ende
auf das Druckglied (36) wirkt und mit ihrem
anderen Ende von außen
zugänglich ist, wobei durch Einschrauben der Betätigungaschraube (42) das Druckglied
(56) axial verschoben wird und dabei die Riegelglieder (32) radial in den Bohrungen
(38) nach außen in die Ringnut (30) und gegen die Ringschulter (54) verschieblich
sind, wodurch die beiden Teile (10, 12) miteinander verbunden werden und die Stirnfläche
(48) des einen Teiles (10) gegen die entsprechende Ringfläche (46) des anderen Teiles
(12) gepreßt werden.
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Zum noch besseren Verständnis der Erfindung werden nachtstehend einige
Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. due dieser
Beachreibung sind auch weitere Merkmale der Erfindung ersichtlich.
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Fig. 1 perspektivisch ein innenwirkendes Werkzeug mit auswechselbarem
Schneidkopf, der ein Schneidelement trägt, wobei dieser Schneidkopf mit dem Werkzeugschaft
durch eine Vorrichtung gemäss der Erfindung verbunden ist.
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Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Werkzeug nach Fig. 1.
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Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch das Werkzeug nach Fig. 2 nach der
Linie III-III.
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Fig. 4 ist ein Querschnitt im grösseren Masstab nach Linie IV-IV in
Fig. 3.
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Fig. 5 zeigt in einem Ausschnitt im vergrösserten Nasstab die Wirkungsweise
der erfindungsgemässen Verbindung.
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Fig. 6 zeigt ein abweichendes Ausführungsbeispiel der Erfindung teilweise
im Schnitt.
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Fig. 7 zeigt schematisch einen Revolverkopf für eine Drehbank, wobei
die Einzelwerkzeuge gemäss der Erfindung an dem Revolverkopf befestigt sind.
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Fig. 8 zeigt einen gemäss der Erfindung mit Werkzeugen bestückten
Revolverkopf in Stirnansicht, woraus insbesondere der geringe Raumbedarf der erfindungagemässen
Befestigunesvorrichtung ersichtlich ist.
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Fig. 9 zeigt ein weiteres, geringfügig abgewandeltes Ausfuhrungsbeispiel.
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An dem freien Ende des Schaftes 10 ist der Werkzeugkopf 12 befestigt.
Der Kopf 12 trägt einen Schneideinsatz 14 und ist mittels Keils 16 gegenüber dem
Schaft 10 fixiert. Der Schaft 10 kann aus hartem Stahl oder aus gesintertem Wolfrancarbid
sein. Bei diesem Werkstoff ist eine Bearbeitung des Schaftes schwierig und daher
ist der Schneidkopf 12 aus weicherem Material, an dem der Schneideinsatz 14 in passender
Weise angebracht ist. Der Schneidkopf 12 ist fest mit dem Schaft 10 zu einer Werkzeugeinheit
verbunden, der Schaft 10 wird dann in ein Werkzeug bzw. Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine
eingespannt.
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Die Fig. 2 zeigt die Schneide 18 des Werkzeuges, die seitlich über
die Mantellinie des Werkzeuges überragt.
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Die erfindungsgemässen Verbindung zwischen dem Schneidkopt 12 und
dem Schaft 10 ist aus Fig. 3 ersichtlich. Der Schneidkopf 12 hat einen zylindrischen
Zapfen 20, der eng in einer entsprechenden zylindrischen Bohrung 22 im Schaft 10
sitzt. Ein Keil 16 ist durch eine Halteschraube 24 teilweise im Schaft 10 und teilweise
im Kopf 12 gehalten, so dass der Schneidkopf 12 gegen Rotation gegenüber dem Schaft
10 gesichert ist. Durch eine umlaufende Rut 30 in dem Schaft 10 ist eine innere
Ringschulter zwischen dieser lht 30 und dem freien Stirnende des Schaftes 10 gebildet.
Diese Nut 30 bzw. Ringschulter wirkt mit Kugeln 32 zusammen, die in entsprechenden
Ausnehmungen bzw.
Kanälen im Zapfen 20.des Schneidkopfes 12 gehaltert
sind.
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Gemäss Fig. 3 und 4 hat der Zapfen 20 des Schneidkopfes 12 eine axiale
Bohrung 34 (die von dem inneren Ende ausgeht). In diese Bohrung ist lose eine Kugel
36 eingesetzt. Die Bohrung 34 wird von radialen Bohrungen 38 kleineren Durchmessers
geschnitten, in welchen die besagten Kugeln 32 eingesetzt sind. Ein Sprengring bzw.
Seegerring 40 sichert die Kugel 36 in der axialen Bohrung 34.
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Eine Druckschraube 42 erstreckt sich durch eine Gewindebohrung 44
in dem Schneidkopf 12, wobei das äussere Ende der Druckschraube 42 frei betätigbar
ist, während das innere Ende gegen die Kugel 36 wirkt.
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Wird die Schraube 42 herausgeschraubt, so kann die Kugel 36 ins Innere
der axialen Bohrung (nach rechts) zurückweichen, wodurch auch die kleineren Kugeln
32 in den radialen Kanälen freigegeben sind, so dass nunmehr der Schneidkopf 12
von dem Schaft 10 abgenommen werden kann. Wenn jedoch ein Schneidkopf 12 mit seinem
Zapfen 20 in die Bohrung 22 des Schaftes 10 eingesetzt ist (so dass die Ringschulter
48 am Schneidkopf an dem freien Stirnende 46 des Schaftes 10 anliegt), kann die
Druckschraube 42 angezogen werden, wodurch die Kugel 36 axial nach innen und damit
die Kugeln 32 radial nach aussen in die Ringnut 30 gedrückt werden. Durch dieses
Zusammenwirken der Kugeln 32 mit der Ringschulter bzw. Ringnut 30 wird der Schneidkopf
12 axial
an dem Schaft 10 gehalten. Durch besagten Keil 16 wird
das Werkzeug gegen axiala Drehung gesichert.
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Gemäss Fig. 5 ist der Zapfen 20 des Schneidkopfes 12 im Bereich der
radialen Bohrungen abgeflacht. Wo die radialen Bohrungen 38 in diese Abflachung
50 einmünden, sind überspringende Schultern bzw. Flanschringe 52 vorgesehen bzw.
eingeprägt, durch welche die Kugeln 32 in den Bohrungen gehalten sind, sie können
also nicht herausfallen.
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Ferner ist aus Fig. 5 ersichtlich, dass die Kante 54 zwischen Ringschulter
und Ringnut 30 relativ scharf ist, so dass alle Kugeln 32 gleichzeitig und gleischstark
an der Ringschulter anliegen werden. Wenn sodann die Kugeln 32 radial nach aussen
gedrückt werden mittels Kugel 36 bzw. Druckschraube 42, drücken die Kugeln 32 gegen
die Ringschulter 54 und ziehen dadurch den Flansch 48 am Schneidkopf fest auf die
Stirnfläche am Schaft 10.
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Der Abstand der Kante 54 von der freien Stirnfläche des Schaftes 10
ist so gewählt, dass die Kugeln 32 den Grund der Nut 30 nicht erreichen, sondern
gegen die Kante 54 wirken, wenn die Schraube 42 völlig angezogen ist. Der Schneidkopf
ist somit stets unter Vorspannung gehalten, so dass er während der Schneid- bzw.
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Bohrarbeit fest auf dem Schaft sitzt. Zum Auswechseln des Schneidkopfes
braucht nur die Schraube 42 gelöst werden, worauf der Schneidkopf leicht abgenommen
werden kann.
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Fig. 6 zeigt einen anderen Tragarm für ein Schneidwerkzeug 62 mit
einem Schneideinsatz 64. Das Glied 62 hat einen zylindrischen Zapfen 66 entsprechend
dem Zapfen 20 in Fig. 3. Dieser Zapfen 66 trägt die radial verschieblichen Kugeln
68 und die axial verschiebliche Betätigungskugel 70, die durch Schraube 72 aus durch
das Loch 74 von aussen betätigbar ist.
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Gemäss Fig. 7 ist ein Vierkant-Revolverkopf mit Bohrungen 82 mit inneren
Nuten 84 zur Aufnahme der radial verschieblichen Kugeln 86 versehen, welche Kugeln
86 in dem zylindrischen Zapfen 88 an dem Schneidkopf 90 eingesetzt sind. Die radial
verschieblichen Kugeln 86 werden durch die axial verschiebliche Kugel 92 nach aussen
gedrückt, welche ihrerseits durch Schraube 94 axial verschieblich ist. An dem Vierkant-Revolverkopf
sind wenigstens vier solcher Bohrungen 82 vorgesehen, eine weitere solche Aufnahmebohrung
mit Nut ist bei 96 gestrichelt dargestellt.
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Es ist zu bemerken, dass die Befestitung bzw. Halterung nach der Erfindung
äusserst kompakt und raumsparend ist, sie erfordert nicht mehr Raum als für den
äusseren Umriss der Teile ohnehin erforderlich. Daher ist die Erfindungsgemässe
Halterung insbesondere bei beschränkten Raumverhältnissen, insbesondere bei Vielfach-Revolverköpfen
angebracht.
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Beispielsweise zeigt Fig. 8 einen Vielfach-Revolverkopf, an dessen
Halte armen die einzelnen Werkzeuge gemäss der Erfindung
fest und
sicher gehaltert sind.
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Dank der Erfindung wird also viel Raum eingespart zusätzlich zu der
Zeiteinsparung dank der leichten Betätigung. Von grossem Vorteil ist aber auch,
dass die Schneidköpfe dank der erfindungsgemässen Halterung äusserst fest und mit
Vorspannung gehalten sind, so dass sie sich nicht im Betrieb lockern können.
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Zu bemerken ist noch, dass die Steckzapfen nicht unbedingt rund sein
müssen, sondern dass auch andere Querschnitte möglich sind.
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Als Riegelelemente müssen auch nicht unbedingt nur Kugeln vorgesehen
sein, es können auch Plunger bzw. Kolben mit abgerundeten Stirnflächen verwendet
werden. lis Betätigungsglied ist ebenfalls eine Kugel dargestellt. Insofern diese
aber als Socke wirkt, können auch andere Nocken- bzw. Kurvenkörper verwendet werden.
Allerdings haben die Kugeln den Vorteil der Billigkeit und grosser Genauigkeit.
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In Fig. 9 weist der Steckzapfen 100 eine axiale Bohrung 102 auf, in
welcher eine Kugel 104 genau, aber axial beweglich sitzt. Die axiale Bohrung 102
wird von drei um je 1200 Winkel versetzten radialen Bohrungen 106 geschnitte#,in
denen kleinere Kugeln 108 radial verschieblich sind. Bei der Abwandlung gemäss Fig.
9 ist an dem Zapfen 100 eine Nut 110 vorgesehen, in der
ein Springring
112 sitzt, welches Springring 112 die radialen Bohrungen sehnenförmig schneidet.
Hierdurch werden die Kugeln 108 gegen Herausfallen gesichert. Die Kugeln 108 ragen
dabei auch in ihrer äusseren Stellung In dieBohrung 102 hinein, so dass die Kugel
104 ebenfalls gegen Herausfallen gesichert ist.
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Die Betätigungsschraube ist mit 114 bezeichnet.
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Die Ausführung nach Fig. 9 zeichnet sich durch grössere Einfachheit
und damit Billigkeit aus.
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Es ist zu bemerken, dass Abänderungen in Einzelheiten der Erfindung
vielfältig möglich sind, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Grundsätzlich
handelt es sich um die Verbindung zweier Teile miteinander, wobei ein Zap; s an
dem einen Teil in eine Bohrung an dem anderen Teil passe. Die Bohrung hat dabei
eine Ringnut und der Zapfen hat radial bewegliche Kugeln, welche durch Betätigung
von aussen teilweise in die Nut eintreten und damit die Teile miteinander verriegeln.