DE2000576B2 - Werkzeughalter mit Werkzeugeinsatz - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit Werkzeugeinsatz, der mittels eines zylindrischen Schaftes von einer Bohrung am Halter aufgenommen und in der Bohrung durch in Radialbohrungen des Schaftes angeordnete, in eine Ringnut des Halters eingreifende Kugeln verriegelbar ist.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 823 887 ist bereits ein Werkzeughalter dieser Art vorbekannt, und zwar handelt es sich dabei um ein Spannfutter, insbesondere für Gewindebohrer. In einer koaxialen Aufnahmebohrung d?° konischen Futterkörpers ist dabei eine Buchse verschiebbar, welche die radialen Bohrungen für die Kugeln aufweist. Die äußere Flanke der mit den Kugeln zusammenarbeitenden Ringnut ist dabei konisch ausgebildet. Auf die innere Stirnseite der Buchse wirkt eine Druckfeder.

Beim Einsetzen des Einsteckendes eines Gewindebohrers kann die Buchse entgegen dem Druck der Feder axial nach innen zurückweichen, so daß die Kugeln nach innen in die Ringnut ausweichen können, so daß das Einsteckende in die Aufnahmebohrung des Spannfutters eingesteckt werden kann. Sodann wird die Buchse von der Druckfeder axial nach außen verschoben, wobei die Kugeln auf der konischen Flanke der Nut gleiten und dabei radial nach innen gegen den Schaft des Gewindebohrers angedrückt werden und diesen also festhalten.

Es handelt sich hierbei also um eine relativ einfache Steckverbindung, die allerdings für ihren Zweck, nämlich für Gewindebohrer, durchaus zweckmäßig sein dürfte. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter der eingangs angegebenen An ^o auszubilden, daß zugehörige Werkzeugeinsätze vielfältiger Art, insbesondere aus Hartmetall, schnell und einfach anbringbar sind, wobei der Werkzeugeinsatz gegenüber dem Werkzeughalter Druckkräfte, Zugkräfte und Drehmomente in beiden Richtungen übertragen kann. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Schaft mit einer Ringschulter zur axialen Anlage am Halter versehen ist, und die Kugeln durch ein Verstellmittel in Anlage in der der Ringschulter benachbarten Ringschulter der Ringnut bringbar sind.

Die Ringschulter am Werkzeugeinsatz liegt also stirnseitig satt am Rand der Aufnahmebohrung des Werkzeughalters an, so daß Druckkräfte in axialer Richtung günstig übertragen werden. Die Riegelkugeln stützen sich gegen die Ringnut im Innern der Bohrung des Werkzeughalters ab, und zwar gegen die der äußeren Ringschulter zugewandte Ringschulter. Durch die Verstellmittel werden dabei die Kugeln formschlüssig in Eingriff gehalten. Auf diese Weise ist der Werkzeugeinsatz auch gegen Zug gesichert. Auf Grund dieser Verbindung kann auch bereits ein den Anpreßkräften an den beiden Schultern entsprechendes Drehmoment vom Werkzeugeinsatz auf den Werkzeughalter übertragen werden. Zusätzlich bzw. zur weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß zur Drehsicherung ein Keil bzw. eine Feder vorgesehen ist, die in eine Nut am Halter einerseits und am Werkzeugeinsatz andererseits eingreift.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß als Verstellmittel eine gegen die Riegelkugeln wirkende Druckkugel in einer koaxialen Bohrung des Schaftes des Werkzeugeinsatzes vorgesehen ist, auf die eine von außen zu betätigende Druckschraube wirkt. Somit kann auf einfache Weise durch einfaches Drehen der Schraube in der einen oder in der anderen Richtung der Werkzeugeinsatz an dem Werkzeughalter festgespannt oder gelöst werden.

Vorteilhaft ist besonders die einfache Formgebung des Werkzeughalters. Dies fällt besonders ins Gewicht, wenn der Werkzeughaitsr aus Hartmetall besteht, welches nur schwer mechanisch zu bearbeiten ist. Der vorzugsweise mit einem Hartmetallplättchen ausgerüstete Werkzeugeinsatz kann vorteilhaft aus Stahl bestehen, an welchem die erforderliche mechanische Bearbeitung vorgenommen werden kann.

Es werden nachstehend drei Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F t g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein innen wirkendes Werkzeug,

F t g. 2 eine Stirnansicht auf das Werkzeug nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt nach der Linie III/III in Fig. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt im größeren Maßstab nach der Linie IV/IV in F i g. 3,

Fig. 5 im Längsschnitt ausschnittsweise die Wirkungsweise der erfindungsgernüßen Verbindung,

Fi g. 6 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, teilweise im Schnitt,

F i g. 7 schematisch einen Revolverkopf für eine Drehbank, wobei für die einzelnen Werkzeuge Werkzeughalter gemäß der Erfindung vorgesehen sind,

Fig. 8 eiaen Revolverkopf in Siirnanüicht, woraus insbesondere der geringe Raumbedarf der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung ersichtlich ist.

F i g. 9 ein weiteres, geringfügig abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Gemäß F i g. 1 bis 5 ist an dem freien Ende eines stangenartigen Werkzeughalters 10 der Werkzeugeinsatz 12 befestigt. Der Werkzeugeinsatz 12 trägt ein Schneidplättchen 14 und ist mittels Keils 16 gegenüber dem Halter 10 fixiert. Der Halter 10 kann aus hartem Stahl oder aus gesintertem Wolframcarbid sein. Der Werkzeugeinsatz 12 ist fest nit dem Halter 10 zu einer Werkzeugeinheit verbunden, die in bekannter Weise an einer Werkzeugmaschine festgespannt wird.

Die F i g. 2 zeigt die Schneidkante 18 des Werkzeuges, die seitlich über die Manteilinie des Werkzeughalters hinausragt.

Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen Werkzeugeinsatz 12 und Werkzeughalter 10 ist zunächst am besten aus F i g. 3 ersichtlich. Der Werkzeugeinsatz 12 hat einen zylindrischen Schaft 20, der 3c eng in einer entsprechenden zylindrischen Bohrung 22 des Halters 10 sitzt. Durch eine umlaufende Nut 30 an der Bohrung 22 ist eine innere Ringschulter zwischen dieser Nut 30 und dem freien Stirnende des Halters 10 gebildet. Diese Nut 30 bzw. Ringschulter wirkt mit Kugeln 32 zusammen, die in radialen Bohrungen .n einem Schaft 20 des Werkzeugeinsatzes 12 gehaltert sind.

Gemäß F i g. 3 und 4 hat der Schaft 20 eine koaxiale Bohrung 34. In diese Bohrung ist lose eine Kugel 36 eingesetzt. Die Bohrung 34 wird von radialen Bohrungen 38 kleineren Durchmessers geschnitten, in denen die Kugeln 32 eingesetzt sind Ein Sprengring bzw. Sicherungsring 40 sichert die Kugel 36 in der axialen Bohrung 34.

Eine Druckschraube 42 erstreckt sich durch eine Gewindebohrung 4·1 im Werkzeugeinsatz 12. wobei das äußere Ende de^r Druckschraube 42 frei betätigbar ist, während das innere Ende gegen die Kugel 36 wirkt.

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 Bohrungen freigegeben sind, so daß nunmehr der Werkzeugeinsatz 12 vom Halter 10 abgenommen werden kann. Wenn jedoch die Druckschraube 42 eingeschraubt wird, wirkt die Kugel 36 axial nach innen, und damit werden die Riegelkugeln 32 radial nach außen in die Ringnut 30 gedrückt. Durch dieses Zusammenwirken der Kugeln 32 mit der Ringschulter bzw. Ringnut 30 wird der Werkzeugeinsatz 12 axial am Halter 10 gehalten. Durch den Keil 16 wird das Werkzeug gegen Drehung gesichert.

Gemäß F i g. 5 ist der Schaft 20 des Werkzeugeinsatze^ 12 im Bertach der radialen Bohrungen auf einen kleineren Durchmesser abgedreht. An den äußeren Mündungen der Radialbohrungen 38 sind einspringende Schultern bzw. Flanschringe 52 vorgesehen bzw. eingeprägt, durch welche die Riegeikugeln 32 in den Bohrungen 38 gegen Herausfallen gesichert sind.

Wie F i g. 5 weiter zeigt, ist die Kante 54 zwischen Ringschulter und Ringnut 30 relativ scharf, sü daß alle Kugeln 32 gleichzeitig und gleich stark an der Ringschulter anliegen.

Der axiale Abstand der Kante 54 von der freien Stirnfläche des Halters 10 ist so gewählt, daß die Kugeln 32 den Grund der Nut 30 nicht erreichen, sondern stets gegen die Kante 54 bzw. gegen die äußere Flanke der Nut wirken, wenn die Schraube 42 völlig angezogen ist. Der Schneidkopf ist somit stets unter Vorspannung gehalten, so daß er bei der Schneidbzw. Bohrarbeit stets fest auf dem Halter sitzt.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführung eines Werkzeugdnsatzes 62, welcher mit Schneidplättchen 64 versehen ist. Der Schaft 66 äugt die radial verschieblichen Kugeln 68 und die axial s erschiebliche Druckkugel 70, die durch Druckschraube 72 beaufschlag' ist, welche bei 74 zugänglich ist.

Gemäß F i g. 7 ist der Werkzeughalter als Vierkd.nt-RevoIverkopf ausgebildet. Der Werkzeugeinsatz 90 weist wiederum einen Schaft 88 mit in Radialbohrungen verschieblichen Riegelkugeln 86 auf; in einer koaxialen Bohrung des Schaftes 88 ist wiederum eine Druckkugel 92 verschieblich, welche die Riegelkugeln 86 gegen die äußere Flanke der Ringnut 84 an der Bohrung 82 drückt. An dem Vierkant-Revolverkopf sind wenigstens vier solcher Bohrungen 82 vorgesehen. Eine weitere solche Aufnahmebohrung mit Ringnut ist bei 96 gestrichelt dargestellt.

Es ist zu bemerken, daß die Befestigung bzw. Halterung nach der Erfindung äußerst kompakt und raumsparend ist, sie erfordert nicht mthr Raum als für den äußeren Umriß der Teile ohnehin erforderlich ist. Daher ist die erfindungsgemäße Halterung insbesondere bei beschränkten Raumverhältnissen, vor allem bei Vielfach-Revolv'erköpfen angebracht.

Fig. 3 zeigt schematisch einen solchen Revolverkopf, an dessen Haltearmen die einzelnen Werkzeuganordnungen gemäß der Erfindung fest und sicher angebracht sind.

Zu bemerken ist noch, daß die Schäfte nicht unbedingt rund sein müssen, sondern auch anderen Querschnitt haben können.

Als Riegeielemente müssen auch nicht unbedingt nur Kugeln vorgesehen sein, es können auch Plunger bzw. Kolben mit abgerundeten Stirnflächen verwendet werden. Statt der Druckkugel 36 bzw. 70 bzw. 92 könnte auch ein anderer Druckkörper oder ein anderer Nocken- bzw. Kurvenkörper verwendet werden.

In Fi g. 9 zeigt der Schaft 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 120^ö winkelversetzten radialen Bohrungen 106 geschnitten, in denen je eine !deinere Kugel 108 radial verschieblich ist. Bei der Abwandlung gemäß F i g. 9 ist an dem Schaft 100 eine Nut 110 vorgesehen, in der ein Federring 112 sitzt, welcher die radialen Bohrungen sehnenförmig schneidet. Die Kugeln 108 sind dabei durch den Federring 112 gegen Herausfallen nach innen gesichert und halten ihrerseits die Druckkugel 104. Die Druckschraube ist mit 114 bezeichnet.

Die Ausführung nach F i g. 9 zeichnet sich durch größere Einfachheit und damit Billigkeit aus.

ist zu bemerken, daß Abänderungen in Einzeli der Erfindung vielfältig möglich sind, ohne irfindungsgedanken zu verlassen. Grundsätzlich :lt es sich um die Verbindung zweier Teile mitder, wobei ein Zapfen an dem einen Teil in eine Bohrung an dem anderen Teil paßt. 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Werkzeughalter mit Werkzeugeinsatz, der mittels eines zylindrischen Schaftes von einer Bohrung am Halter aufgenommen und in der Bohrung durch in Radialbohrungen des Schaftes angeordnete, in eine Ringnut des Halters eingreifende Kugeln verriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (20; 66; 88) mit einer Ringschulter (48) zur axialen Anlage am Halter (10; 60; 80) versehen ist und die Kugeln (32; 68; 86) durch ein Verstellmittel (36, 42) in Anlage an der der Ringschulter (48) benachbarten Ringschulter (54) der Ringnut (30; 84) bringbar sind.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehsicherung ein Keil bzw. eine Feder (16) vorgesehen ist, die in eine Nut (26/28) am Halter (10) einerseits und am Werkzeugeinsatz (12) andererseits eingreift.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellmittel eine die Riegelkugeln (32; 68; 86) beaufschlagende Druckkugel (36) in einer koaxialen Bohrung des Schaftes (20) des Werkzeugeinsatzes (12) angeordnet ist, auf die eine von außen zu betätigende Druckschraube (42: 72: 94) wirkt.

4. Werkzeughalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federring bzw. Seegerring (40) in eine radiale Nut an der koaxialen Bohrung des Schafte.. (20) eingesetzt ist. der die Druckkugel (36) und die Riegelkugeln (32) gegen Herausfallen aus der axialen Bohrung sichert.

5. Werkzeughalter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Mündungen der Radialbohrungen (38) durch Einprägungen (52) bzw. angeformte Schultern auf einen geringeren Durchmesser als demjenigen der Riegelkugeln (32) verkleinert sind.