DE29618944U1 - Werkzeugsystem für eine Vorrichtung zum schlagüberlagerten Bearbeiten von Materialien - Google Patents

Description

TH/pl 9664SG
30. Oktober 1996

Werkzeugsystem für eine Vorrichtung zum schlagüberlagerten Bearbeiten von Materialien

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugsystem für eine Vorrichtung zum schlagüberlagerten Bearbeiten von Materialien mit einem Antrieb, einer Antriebswelle, einem auf der Abtriebswelle exzentrisch gelagerten Werkzeugträger, Gegengewichten, und mit einer den Werkzeugträger umgebenden Hülse, wobei auf der Hülse eine Mehrzahl von Werkzeugsystemen angeordnet sind.

Motorisch angetriebene Vorrichtungen der vorgenannten Art sind auch als sog. "aktivierte Vorrichtungen" bekannt, da bei ihnen exzentrisch gelagerte und auf Gegengewichte ausgewuchtete Werkzeuge zum Bearbeiten von beispielsweise Mineralien eingesetzt werden (EP 0 592 981 Al). Bei diesen Vorrichtungen erfolgt der Schneidvorgang durch sich überlagernde, schneidende und schlagende Zerspannungskomponenten. Die praktische Verwendung der vorgenannten bekannten Vorrichtung hat gezeigt, daß die austauschbare Befestigung der Werkzeuge an der Hülse zu Problemen führt. Daher wurden vornehmlich Hülsen verwendet, auf denen die Werkzeuge unlösbar befestigt waren. Dies hat jedoch den Nachteil, daß einzelne beispielsweise stärker verschlissene Werkzeuge nur gemeinsam mit der gesamten Hülse ausgetauscht werden konnten, um unnötige Maschinenstillstandszeiten zu vermeiden.

Daher hat man versucht, die einzelnen Werkzeuge lösbar in entsprechende auf der Hülse fest angeordneten Haltern einzusetzen. Durch die starken Vibrationen beim

schlagüberlagerten Bearbeiten stellte sich jedoch immer wieder das Problem, daß Klemmstifte oder -keile als formschlüssige Verbindungskörper zwischen eigentlichem Werkzeug und Werkzeughalter sich beim Betrieb lockerten, so daß der korrekte Sitz der Werkzeuge in ihren Haltern nicht gewährleistet war. Ein Lockern der Werkzeuge im Halter führt jedoch einerseits zu einem überhöhten Verschleiß und vermindert die Span- bzw. Fräsleistung. Bei einem vollständigen Lösen der Klemmstifte oder -keile kommt es zum unbeabsichtigten Herausfallen des Werkzeuges aus dem Halter, was wiederum zu einer Beschädigung oder gar Zerstörung des entsprechenden Werkzeughalters oder der Hülse führen kann.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Werkzeugsystem so auszustalten und weiterzubilden, daß eine sichere, dauerhafte Verbindung von eigentlichem Werkzeug im Werkzeughalter auch bei extremen Belastungssituationen gewährleistet ist. Weiterhin ist erwünscht, den Verschleiß des Werkzeughalters zu minimieren.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Werkzeugsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch, daß das Werkzeugsystem einen Fräsmeißel aufweist, der mittels einem Spannelement in einem fest mit der Hülse verbundenen Meißelhalter lösbar angeordnet ist und daß das Spannelement in im wesentlichen miteinander fluchtenden Bohrungen im Fräsmeißel und Meißelhalter einbringbar ist und in der Arbeitsstellung des Werkzeugsystems durch ein Sicherungselement gegen selbständiges Lösen gesichert ist.

Erfindungsgemäß erfolgt eine besonders zuverlässige Verbindung zwischen Fräsmeißel und Schneideinsatz,

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wodurch ein sicherer Betrieb der erfindungsgemäßen Werkzeugsysteme mit einer Vorrichtung zur schlagüberlagerten Materialbearbeitung zuverlässig gewährleistet ist.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, daß das Sicherungselement in einer Ringnut des Fräsmeißels angeordnet ist. Diese Ausbildung ist besonders zweckmäßig, da das Sicherungselement im Inneren des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems liegt und daher nicht unmittelbar in Kontakt mit Staub, Schmutz, Wasser etc. tritt, welchen das erfindungsgemäße Meißelsystem beim Betrieb ausgesetzt ist.

Dies hat wiederum eine lange Lebensdauer des Sicherungselementes und auch seinen festen Sitz im Inneren des Fräsmeißels zur Folge, da auch äußere Kräfte nicht direkt auf das Sicherungselement einwirken können.

Alternativ ist es jedoch auch möglich, das Sicherungselement im Meißelhalter anzuordnen, wobei dann zweckmäßigerweise die Anordnung im Inneren des Meißelhalters erfolgt, um ein Herausrutschen des Sicherungselementes zuverlässig zu verhindern.

Um eine besonders gute formschlüssige Verbindung zwischen Fräsmeißel und Meißelhalter zu erreichen, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Bohrungen im Fräsmeißel und Meißelhalter derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß beim Einschlagen des Spannelementes der Fräsmeißel im Meißelhalter fest verspannt ist. Auf diese Weise wird ein Ringspalt im Bereich der Kontaktfläche zwischen Aufnahmeschulter des Meißelhalters und dem entsprechend ausgeführten Fräsmeißel verhindert, so daß auch hier das

Eindringen von Schmutz, Spänen, Wasser od. dgl. verhindert werden kann.

Eine andere Lehre der Erfindung sieht vor, daß das Spannelement wenigstens im Bereich seines Eingriffs in die Bohrung des Fräsmeißels konisch ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung hat - insbesondere in Kombination mit der zuvor erläuterten versetzten Bohrung im Fräsmeißel den großen Vorteil, daß bei einem Verschleiß einzelner Teile des Werkzeugsystems lediglich das Spannelement tiefer in die Bohrungen hineingetrieben werden muß, um stets eine feste Verspannung, wie sie für den Betrieb erforderlich ist, zu erreichen.

Zur besseren Sicherung des Spannelementes in seiner Betriebsstellung sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, daß das Spannelement eine rauhe Oberfläche im Kontaktbereich, bevorzugt eine Verzahnung aufweist. Dabei ist bevorzugt diese Verzahnung od. dgl. im vorderen Bereich des Spannelementes vorgesehen, so daß das Spannelement durch einen Reibschluß in der Bohrung des Meißelhalters und/oder im Sicherungselement fest gesichert ist.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung die Lehre des Spannelementes größer ist als der Außendurchmesser des Meißelhalters. Auf diese Weise ist das Heraustreiben des Spannelementes, beispielsweise bei einem Fräsmeißelwechsel, besonders einfach zu bewerkstelligen, indem auf das vordere Ende des Spannelementes, welches aus dem Meißelhalter heraustritt, eine entsprechende Krafteinwirkung erfolgt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Durchmesser des Fräsmeißels im wesentlichen dem des Meißelhalters entspricht. Dadurch wird im Betrieb ein

optimaler Verschleißschutz für den Meißelhalter erreicht, in dem der direkte Kontakt von den zu bearbeitendem Material mit dem Meißelhalter weitgehend verhindert wird.

Bevorzugt weist der Fräsmeißel des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems wenigstens einen Schneideinsatz auf, der vorteilhafterweise mit mit Hartmetall besetzten Schneiden ausgerüstet ist.

Schließlich wird bevorzugt als Material des Sicherungselementes ein elastischer Werkstoff verwendet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschreibenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems,

Fig. 2 das erfindungsgemäße Werkzeugsystem in Draufsicht,

Fig. 3 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Werkzeugsystems entlang der Linie III-III in Fig. 2 mit vollständig eingeschlagenem Spannelement und

Fig. 4 das erfindungsgemäße Werkzeugsystem aus Fig. 3 mit einem nur teilweise eingeschlagenen Spannelement.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Werkzeugsystem in Seitenansicht, wobei ein Fräsmeißel 1, der in seinem oberen, sichtbaren Teil mit Hartmetall besetzte Schneideinsätze 2 aufweist und in einem Meißelhalter 3 gehaltert ist. Dieser Meißelhalter 3 wird fest mit der

(nicht dargestellten) Hülse des Werkzeuges zur schlagüberlagerten Bearbeitung verbunden. In Fig. 2 ist eine entsprechende Draufsicht des Werkzeugsystems dargestellt.

Die eigentliche Verbindung zwischen Fräsmeißel 1 und Meißelhalter 3 erfolgt über ein Spannelement 4, das im Detail besonders gut aus den Fig. 3 und 4 erkennbar ist. Dabei weist der Fräsmeißel 1 eine Bohrung 5 und der Meißelhalter 3 Bohrungen 6 und 6' auf, die im wesentlichen miteinander fluchten. Damit nun beim Betrieb aufgrund der starken Vibrationen sich das Spannelement 4 nicht aus seiner Betriebsstellung lösen kann, sorgt ein Sicherungselement 7 dafür, daß ein selbständiges Lösen des Spannelementes 4 zuverlässig unterbunden wird. Bevorzugt ist dieses Sicherungselement 7, wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, in einer Ringnut 8 der Bohrung des Fräsmeißels 1 angeordnet.

Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Bohrungen 5, 6, 6' im Fräsmeißel 1 und Meißelhalter 3 derart gegeneinander versetzt angeordnet, daß beim Einschlagen des Spannelementes 4 der Fräsmeißel 1 fest im Meißelhalter 3 verspannt ist. Aus dem Vergleich der Fig. 3 und 4 geht hervor, daß ein auftretender Verschleiß der Bohrungen 5, 6, 6' und/oder des Spannelementes 4 durch ein unterschiedlich tiefes Eintreiben des Spannelementes 4 ausgeglichen werden kann, wenn, wie nach einer weiteren erfindungsgemäßen Lehre vorgesehen, das Spannelement 4 im Bereich seines Eingriffes in die Bohrung 5 des Fräsmeißels 1 konisch ausgebildet ist. Es ist schnell ersichtlich, daß auf diese Weise ein sicherer Kontakt zwischen den nicht näher bezeichneten Schultern des Meißelhalters 3 und den entsprechenden Flanken des Fräsmeißels 1 zuverlässig gewährleistet ist.

Um nun eine optimale Sicherung des Spannelementes 4 in seiner Betriebsstellung zu gewährleisten, weist das Spannelement 4 eine rauhe Oberfläche auf, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel als Verzahnung 9 ausgebildet und im vorderen Bereich des Spannelementes deutlich erkennbar ist. Durch den Reibschluß mit dem Sicherungselement 7 kann das Spannelement 4 ohne äußere Krafteinwirkung nicht aus seiner Betriebsstellung entfernt werden.

Schließlich geht aus allen Figuren der Zeichnung deutlich hervor, daß der Durchmesser des Fräsmeißels 1 im wesentlichen dem des Meißelhalters 3 entspricht, so daß mit dem erfindungsgemäßen Werkzeugsystem gleichzeitig ein Verschleißschutz des fest auf der Hülle des Werkzeuges angeordneten Meißelhalters 3 erreicht wird.

Claims (12)

·«· ·&bull;**&bull;&bull;* *&bull; ···« ···&bull; I» »·&bull;&bull;t··< *»»&bull; » TH/pl 96646G 30. Oktober 1996 Schutzansprüche:

1. Werkzeugsystem für eine Vorrichtung zum schlagüberlagerten Bearbeiten von Materialien mit einem Antrieb, einer Antriebswelle, einem auf der Abtriebswelle exzentrisch gelagerten Werkzeugträger, Gegengewichten, und mit einer den Werkzeugträger umgebenden Hülse, wobei auf der Hülse eine Mehrzahl von Werkzeugen angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugsystem einen Fräsmeißel (1) aufweist, der mittels einem Spannelement (4) in einem fest mit der Hülse verbundenen Meißelhalter (3) lösbar angeordnet ist und daß das Spannelement (4) in im wesentlichen miteinander fluchtenden Bohrungen {5, 6, 6') im Fräsmeißel (1) und Meißelhalter (3) einbringbar ist und in der Arbeitsstellung des Werkzeugsystems durch ein Sicherungselement (7) gegen selbständiges Lösen gesichert ist.

2. Werkzeugsystem nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (7) in einer Ringnut (8) des Fräsmeißels (1) angeordnet ist.

3. Werkzeugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement im Meißelhalter angeordnet ist.

4. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (5, 6, 6') im Fräsmeißel (1) und Meißelhalter

(3) derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß beim Einschlagen des Spannelementes (4) der Fräsmeißel (1) im Meißelhalter (3) verspannt ist.

5. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) wenigstens im Bereich seines Eingriffes in die Bohrung (5) des Fräsmeißels (1) konisch
ausgebildet ist.

6. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) eine rauhe Oberfläche aufweist.

7. Werkzeugsystem nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die rauhe Oberfläche als Verzahnung (9) ausgebildet und im vorderen Bereich des Spannelementes (4) vorgesehen ist und das Spannelement (4) durch einen Reibschluß in der Bohrung (6') des Meißelhalters (3) und/oder im Sicherungselement

(7) gesichert ist.

8. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Spannelementes (4) größer ist als der
Außendurchmesser des Meißelhalters (3).

9. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Fräsmeißels (1) im wesentlichen dem des Meißelhalters (3) entspricht.

10. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsmeißel {1) wenigstens einen Schneideinsatz aufweist.

11. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schneideinsatz (2) mit Hartmetall besetzte Schneiden aufweist.

12. Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material des Sicherungselementes (7) elastisch ist.