DE4414047A1 - Werkzeughalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für die Aufnahme von Werkzeugen, mittels derer auf einer NC- oder CNC-Werkzeugmaschine rotierend antreibbare Werk­ stücke bearbeitbar sind, relativ zu welchem das jewei­ lige Werkzeug mittels eines Supports radial und/oder parallel zur Drehachse des Werkstückes gesteuert ver­ fahrbar ist und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patenanspruchs 1 genannten, gattungsbestimmenden Merk­ malen.

Ein derartiger Werkzeughalter ist durch die WO 92/09391 bekannt.

Bei dem bekannten Werkzeughalter sind Zuganker, mittels derer ein das Werkzeug tragender Wechselhalter an einem Grundhalter festspannbar ist, der wiederum an einem Werkzeugträger der Maschine montiert ist, selbst als Spannschrauben ausgebildet, die sich mit Köpfen an ver­ senkt angeordneten, ringförmigen Stützflächen des Wech­ selhalters abstützen und mit ihren Gewindeabschnitten in Gewinde eines Verankerungsbolzens eingreifen, der in einer rechtwinklig zu der zentralen Längsachse des Grundhalters verlaufenden Bohrung leichtgängig ver­ schiebbar angeordnet ist, wobei diese Bohrung einen sich über ihre gesamte Länge erstreckenden Schlitz hat, durch den die Spannschrauben axial hindurchtreten.

Nachteilig an diesem bekannten Werkzeughalter ist die umständliche Art seiner Montage. Hierfür müssen die Spannschrauben der Zuganker erst einmal in die Gewinde­ bohrungen des Verankerungsbolzens eingeschraubt werden, der sodann zusammen mit dem Wechselhalter an den Grund­ halter angesetzt wird, wobei der Verankerungsbolzen in die Bohrung des Grundhalters und gleichzeitig die Zug­ anker in den Schlitz des Grundhalters eingeführt werden müssen. Um die Gewindebolzen der Zugankerschrauben mög­ lichst kurz halten zu können, müssen die Bohrungen, an deren ringschulterförmigem Grund die Schraubenköpfe sich abstützen, verhältnismäßig tief sein, was das An­ ziehen der Schrauben erschwert, da ein hierfür benutz­ barer, abgewinkelter Außen-Sechskant wegen des durch die Werkzeugaufnahme beengten Drehbereiches mehrfach umgesetzt werden muß. Das Ausrücken des Verankerungs­ bolzens und des über die gelockerten Zuganker noch mit diesem verbundenen Wechselhalters aus der Bohrung des Grundhalters ist ebenfalls umständlich, da diese Ele­ mente, wenn sie einmal gelockert sind, Spiel gegenein­ ander haben, was dazu führt, daß der Verankerungsbolzen in der Bohrung des Grundhalters verhaken kann. Die Ge­ winde der Zugankerschrauben, deren Durchmesser nicht zu groß sein darf, sind hochbelastet, was zu erheblichem Verschleiß führt. Die Möglichkeit, die Zugankerschrau­ ben von dem Wechselhalter-Verankerungsbolzen und dem Wechselhalter selbst trennen zu können, verleitet zu einer Art der Demontage, dahingehend, daß die Zuganker­ schrauben erst einmal völlig aus dem Verankerungsbolzen herausgeschraubt werden und zusammen mit dem Wechsel­ halter abgezogen werden, bevor der Verankerungsbolzen aus seiner Bohrung herausgenommen wird, mit der Folge, daß diese Teile dann auch getrennt abgelegt werden und der weiteren Folge, daß sie "verlegt" werden können. Das Spannen und Lösen der Zuganker erfordert stets eine Betätigung derselben von der Werkzeugseite her, was, je nach Größe der Werkzeugaufnahme, das Spannen der Zugan­ ker erheblich behindern kann. Der bekannte Werkzeughal­ ter hat sich daher, ungeachtet eines erheblichen Vor­ teils, nämlich sowohl als Halter für Werkzeuge für eine linksdrehende Werkstückbearbeitung als auch als Halter für Werkzeuge für eine rechtsdrehende Bearbeitung von Werkstücken geeignet zu sein, in der Praxis nicht durch­ gesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Werkzeughal­ ter der eingangs genannten Art, der sowohl für die Hal­ terung von Werkzeugen für eine linksdrehende Bearbei­ tung von Werkstücken als auch für solche für eine rechts­ drehende Bearbeitung geeignet ist, dahingehend zu ver­ bessern, daß die Befestigung des Wechselhalters in de­ finierter Position am Grundhalter schneller und beque­ mer erfolgen kann und bei gleichwohl guter Fixierung des Wechselhalters am Grundhalter der Verschleiß ver­ ringert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die hiernach vorgesehene Gestaltung von Zugglie­ dern und Verankerung derselben an dem einen der Halter­ elemente, derart, daß diese Zugglieder gleichsam Be­ standteile dieses Halterelements sind, einerseits, so­ wie der Art der Ausbildung von Spannelementen und deren Anordnung und drehbarer Lagerung am anderen Halterele­ ment, an dem auch die Spannschrauben angeordnet sind, andererseits, ist eine besonders günstige Gestaltung des Werkzeughalters für die Montage erzielt, die nun­ mehr auf einfache Weise zum Zusammenfügen der beiden Halterelemente und Anziehen der Spannschrauben möglich ist, die wegen des konstruktiv bedingten, zur Längs­ achse des Halters rechtwinkligem Verlauf ihrer Gewinde an bequem zugänglichen Stellen des Halters seitlich oder nach oben aus diesem austretend angeordnet werden können, wie es für die Handhabung am günstigsten ist. Die beispielsweise als Winkelhebel gestalteten, die Spannglieder bildenden 2-armigen Hebel können konstruk­ tiv ohne weiteres mit der erforderlichen Stabilität ih­ rer Arme und Drehlager ausgeführt werden, so daß Ver­ schleißprobleme weitestgehend vermieden sind.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ist eine unter den vorgenannten Gesichtspunkten besonders günstige sowie herstellungstechnisch einfache, bevorzugte Gestaltung des Werkzeughalters angegeben, für die durch die Merk­ male der Ansprüche 3 und 4 ergonomisch günstige Anord­ nungen der Spannschrauben und Gestaltungen der Spann­ elemente angegeben sind, deren Schwenkbereich zweckmä­ ßigerweise durch Anschlagwirkung begrenzt ist.

Eine diesbezüglich einfache Realisierung von Anschlag­ elementen ist durch die Merkmale des Anspruchs 6 ange­ geben. Die durch die Merkmale der Ansprüche 7 bis 10 spezifizierte Art der Verankerung der Zugglieder und der Gestaltung der Halterelemente erleichtert das zen­ trierte Ansetzen der Halterelemente aneinander und da­ durch die Montage des Werkzeughalters insgesamt.

In bevorzugter Gestaltung des Werkzeughalters, die des­ sen bequeme Handhabung fördert, sind die Spannelemente am Grundhalter des Werkzeughalters angeordnet und die Gewindebohrungen für die Spannschrauben von derselben Begrenzungsfläche des Grundhalters aus in diesen einge­ bracht, so daß die Spannschrauben von einer Seite her betätigbar sind.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Werkzeughal­ ters ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeich­ nung. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter, der aus einem Grundhalter und einem Wechselhalter be­ steht, die mittels zweier Zuganker in zentrier­ ter Anordnung miteinander verspannbar sind, im Schnitt längs einer die zentralen Achsen des Werkzeughalters sowie der Zuganker enthaltenden Längsmittelebene, in schematisch vereinfachter Darstellung,

Fig. 2a und 2b den Grundhalter und den Wechselhalter des Werkzeughalters gemäß Fig. 1 in perspekti­ vischer Darstellung;

Fig. 3a und 3b eines der Spannelemente des Grundhalters gemäß Fig. 2a in zwei verschiedenen Funktions­ stellungen, gesehen in Richtung des Pfeils 3a der Fig. 1 und

Fig. 3c das zweite Spannelement des Werkzeughalters gemäß Fig. 1, gesehen in Richtung des Pfeils 3c der Fig. 1 in der der Fig. 3b entsprechenden Darstellung bzw. Funktionsstellung des Spann­ elements.

Der in den Zeichnungsfiguren insgesamt jeweils mit 10 bezeichnete Werkzeughalter dient zur Fixierung eines feststehenden Werkzeuges 11, z. B. eines Drehmeißels für eine Außenbearbeitung eines rotierenden Werkstückes oder eines Einstichwerkzeuges für eine Innenbearbeitung eines solchen Werkstückes an einem lediglich schema­ tisch angedeuteten Werkzeugträger 12 einer durch diesen repräsentierten NC- oder CNC-gesteuerten Werkzeugma­ schine, bei der der Werkzeugträger auf einem - nicht dargestellten - Support angeordnet ist, der parallel und rechtwinklig zur Rotationsachse des rotierend ange­ triebenen Werkstückes am Maschinengestell verfahrbar angeordnet ist, wobei im Falle einer drehenden Bearbei­ tung des Werkstückes die zentrale Längsachse 13′ des Werkzeugträgers 12 und die mit dieser fluchtende zen­ trale Längsachse des Werkzeughalters 10 im allgemeinen in einem seitlichen Abstand von der Rotationsachse des Werkstückes und parallel zu dieser verlaufen.

Der Werkzeughalter 10 umfaßt einen an dein Werkzeugträ­ ger 12 lösbar festlegbaren, insgesamt mit 14 bezeichne­ ten Grundhalter und einen an diesem lösbar festlegba­ ren, insgesamt mit 16 bezeichneten Wechselhalter, der mit einer Werkzeugaufnahme 17 versehen ist, in der das jeweilige Werkzeug 11 seinerseits lösbar fixierbar ist.

Der Grundhalter 14 umfaßt einen der Grundform nach qua­ derförmigen Block 18, der eine zentrale Durchgangsboh­ rung 19 hat, die werkzeughalter-seitig durch einen ra­ dialen Flansch 21 eines insgesamt stabil ausgeführten, der Grundform nach zylindrisch-bolzenförmigen Befesti­ gungsschaftes 22 abgeschlossen ist, dessen zentrale Längsachse 13′′ mit der zentralen Längsachse 13′′′ der zentralen Bohrung 19 des quaderförmigen Blocks 18 fluch­ tet, wobei dieser Befestigungsschaft 23 mit dem quader­ förmigen Block 18 z. B. durch Verschweißung seines Flan­ sches 21 mit diesem quaderförmigen Block 18 fest ver­ bunden ist. Die exakt fluchtende Anordnung der zentra­ len Längsachse 13′′ des Befestigungsschaftes 22 mit der zentralen Längsachse 13′′′ der zentralen Bohrung 19 des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14 wird durch Drehbearbeitung des Befestigungsschaftes 22 erzielt, nachdem dieser an den quaderförmigen Block 18 angesetzt ist und in diesen die Durchgangsbohrung 19 eingebracht ist.

Zum Zweck einer kraft-formschlüssig sowohl drehfesten als auch axial festen Verbindung des Grundhalters 14 mit dem Werkzeughalter 12 der NC- bzw. CNC-Werkzeugma­ schine ist der Befestigungsschaft 22 mit einer Anzahl äquidistant über einen Abschnitt seiner Länge verteilt angeordneten, dem Querschnitt nach V-förmigen, äußeren Ringnuten 23 versehen, mit denen abschnittsweise kom­ plementär gestaltete innere Ringrippen 24 bzw. 24′ ei­ nes mit dem Werkzeugträger 12 fest verbundenen Halte­ teils 26 sowie eines gegen dieses - radial - festspann­ baren Fixierungsteils 26′ des Werkzeugträgers 12 in Eingriff bringbar sind, wodurch eine Fixierung des Grundhalters 14 des Werkzeughalters 10 an dem Werkzeug­ träger 12 erzielbar ist, derart, daß dessen zentrale Längsachse 13′ mit der zentralen Längsachse 13′′′ der zentralen Bohrung 19 des Grundhalters 14 exakt fluch­ tet.

Auch der Wechselhalter 16 hat als Träger für die Werk­ zeugaufnahme 17 und einen Zentrieransatz 27, durch des­ sen formschlüssigen Eingriff mit der zentralen Bohrung 19 der Wechselhalter 16 mit exakt fluchtender Orientie­ rung seiner zentralen Längsachse 13 ^IV mit der zentralen Längsachse 13′′′ des Grundhalters 14 an diesem festleg­ bar ist, einen der Grundform nach quaderförmigen Block 28, dessen laterale - rechtwinklig zu seiner zentralen Längsachse 13 ^IV gemessenen Dimensionen, nämlich seine in Richtung der längeren, rechtwinklig zu der zentralen Längsachse 13 ^IV verlaufenden Eckkanten 29₁, 29₂, 29₃ und 29₄ gemessene Höhe H und seine längs der rechtwink­ lig zu diesen verlaufenden Eckkanten 311, 312 sowie 313 und 31₄ gemessene Breite B den entsprechenden lateralen Dimensionen H und B des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14 entsprechen.

Der Zentrieransatz 27 ist als ein in radialer Richtung geringfügig verdickter Ansatzbereich einer zylindrisch­ topfförmigen Hülse 32 ausgebildet, die im zusammenge­ bauten Zustand des Werkzeughalters 10 ein Stück weit in die zentrale Bohrung 19 des Grundhalters 18 hineinragt und mit ihrem Boden 33 die axial innere Begrenzung ei­ ner zentralen zylindrischen Bohrung 35 des Wechselhal­ ters 16 bildet, an die sich eine konische Bohrung 34 des Werkzeugaufnahmebereichs 17 des Wechselhalters 16 anschließt, der als außen zylindrischer Fortsatz 36 des quaderförmigen Blocks 28 des Wechselhalters 16 ausgebil­ det ist und an seinem freien Ende mit einem Außengewin­ de 37 versehen ist, auf das zur Fixierung des Werkzeugs am Wechselhalter eine Überwurfmutter 38 aufschraubbar ist, die mit einer konischen Ringfase 39 ihres radial nach innen weisenden Mutterflansches 41 an der Mantel­ fläche eines in axialer Richtung nur wenig ausgedehnten kegelstumpfförmigen Spannbereiches 42 des Werkzeuges 11 axial abstützbar ist, wodurch dieses mit seinem spitz­ winkligen Haltekegel 43 in kraft-formschlüssige, das Werkzeug am Wechselhalter 16 sicher fixierende, darge­ stellte Befestigungsposition drängbar ist.

Der Boden 32 des zylindrisch-topfförmigen Teils 32 des Wechselhalters 16 ist mit einer zentralen Bohrung 43 versehen, durch die eine - nicht dargestellte - am äuße­ ren Rand der Bohrung 43 mit ihrem Kopf abstützbare Spannschraube hindurchtreten kann, die mit einem zen­ tralen Innengewinde 44 des konischen Halteteils 43 des Werkzeuges 11 in Eingriff stehend ebenfalls zu dessen kraft-formschlüssiger Fixierung am Wechselhalter ausge­ nutzt werden kann.

Zur belastungssicheren - zug- und drehfesten - Fixie­ rung des das Werkzeug 11 tragenden Wechselhalters 16 an dem mit dem Werkzeugträger 12 fest verbundenen Grund­ halter 14 sind zwei je für sich insgesamt mit 44 bzw. 46 bezeichnete Zuganker vorgesehen, die - beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel - je ein am Wechselhalter 16 formschlüssig verankertes Zugglied 47 bzw. 48 und je ein am Grundhalter 14 drehbar gelagertes Spannelement 49 bzw. 51 umfassen, durch deren Verdrehung die Zugan­ ker 44 und 46 spannbar sind.

Zur näheren Erläuterung der Zuganker 44 und 46 und de­ ren Spannelemente 49 und 51 sei nunmehr auch auf die Detaildarstellungen der Fig. 3a bis 3c Bezug genom­ men, in denen anhand der Fig. 1 und 2a sowie 2b schon erläuterte Bau- und Funktionselemente des Werk­ zeughalters 10 mit denselben Bezugszeichen belegt sind.

Die Zugglieder 47 und 48 der Zuganker 44 und 46 sind als der Grundform nach zylindrische Bolzen ausgebildet, die sich entlang beidseits der zentralen Längsachse 13 ^IV des Wechselhalters 16 angeordneter, zu dieser par­ allel verlaufender Längsachsen 52 bzw. 53 erstrecken und mit Verankerungsköpfen 54 bzw. 56 formschlüssig in T-Nuten 57 bzw. 58 des Wechselhalters 16 verankert sind, die sich rechtwinklig zu dessen zentraler Längs­ achse 13 ^IV erstrecken und eine gemeinsame Mittelebene 59 haben, die die zentrale Längsachse 13 ^IV des Wechsel­ halters 16 enthält und rechtwinklig zu dessen Begren­ zungskanten 29₁ bis 29₄ verläuft.

Mit dieser Mittelebene 59 des Wechselhalters 16 korre­ spondiert eine Mittelebene 61 des Grundhalters 14, die auch die Mittelebene zweier Querschlitze 62 und 63 des Grundhalters 14 ist, die sich jeweils zwischen dessen seitlichen Längsbegrenzungsflächen 64 und 66 und der zentralen Durchgangsbohrung 19 des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14 erstrecken und an der dem Wech­ selhalter 16 zugewandten, rechtwinklig zur zentralen Längsachse 13′′′ des Grundhalters 14 verlaufenden Stirn­ fläche 67 offen sind. Die in axialer Richtung gemessene Tiefe 1 dieser Querschlitze 62 und 63 entspricht etwa 2/3 der in axialer Richtung gemessenen Dicke LG des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14. Die recht­ winklig zu der Schlitz-Mittelebene 61 gemessene lichte Weite w der Querschlitze 62 und 63 des Grundhalters 14 entspricht derjenigen der zum Grundhalter hin offenen T-Nutschlitze 68 und 69, durch die die Zugglieder 47 und 48 der Zuganker 44 und 46 mit zur zentralen Längs­ achse 13 _IV des Wechselhalters 16 parallelem Verlauf ihrer zentralen Achsen 52 und 53 hindurchtretend, aus dem Wechselhalter 16 zum Grundhalter 14 hin weisend herausragen.

Beim Ansetzen des Wechselhalters 16 an den Grundhalter 14 wird durch den wechselseitigen Eingriff des Zentrier­ ansatzes 27 des Wechselhalters 16 und der Zentrierboh­ rung 19 des Grundhalters 14 deren exakt zentrierte - fluchtende - Anordnung ihrer jeweiligen zentralen Längsachsen 13′′′ und 13 ^IV und durch den Eingriff der freien Enden der Zugglieder 47 und 48 mit den seitlich von der Zentrierbohrung 19 angeordneten Querschlitzen 62 und 63 des Grundhalters 14 die azimutale Orientie­ rung des Wechselhalters 16 bezüglich des Grundhalters 14 erzielt, derart, daß die Eckkanten 29₁ und 29₂ sowie 31₁ und 31₂ der dem Grundhalter zugewandten Stirnfläche 71 des Wechselhalters 16 und die diesen jeweils gegen­ überliegenden Randkanten der dem Wechselhalter zuge­ wandten Stirnfläche 67 des Grundhalters exakt parallel zueinander verlaufen.

Die in die Querschlitze 62 und 63 des Grundhalters 14 einführbaren Abschnitte der Zugglieder 47 und 48 der Zuganker 44 und 46 sind an ihren freien Enden als flanschförmige Spannköpfe 72 ausgebildet, die durch einen in axialer Richtung kurzen zylindrischen Ab­ schnitt 73 kleineren Durchmessers und einen zwischen diesem und dem im übrigen zylindrisch-bolzenförmigen Zuggliedabschnitt, dessen Durchmesser demjenigen des Spannkopfes 72 entspricht, vermittelnden kegelstumpf­ förmigen Abschnitt 76 gegenüber dem langgestreckt-bol­ zenförmigen Zuggliedabschnitt 74 abgesetzt sind.

Die zum Spannen der Zuganker 44 und 46 vorgesehenen Spannelemente 49 und 51, zu deren Erläuterung nunmehr auch auf die Fig. 3a bis 3c verwiesen sei, sind ih­ rer Funktion nach als zweiarmige Hebel ausgebildet, de­ ren Lastarm-Enden 77 bzw. 78 durch Verdrehen von Spann­ schrauben 79 bzw. 81, die mit Gewindebohrungen 82 bzw. 83 des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14 in selbsthemmendem Eingriff stehen und an den Kraftarm-En­ den 84 bzw. 86 der Spannelemente 49 bzw. 51 angreifen, in Anlage mit den dem Wechselhalter 16 zugewandten - rückwärtigen - Flanschflächen 87 bzw. 88 der grund­ halterseitigen Spannköpfe 72 der Zugglieder 47 und 48 der Spannanker 44 und 46 bringbar sind, derart, daß durch weiteres Verdrehen der Spannschrauben 79 und 81 auf den Wechselhalter 16 eine diesen gegen den Grund­ halter 14 drängende Kraft ausübbar ist, die durch Ver­ drehen der Spannschrauben 79 und 81 so weit gesteigert werden kann, daß die Anpreßkraft, mit der der Grundhal­ ter 14 und der Wechselhalter 16 mit ihren Stirnflächen 67 und 71 aneinandergepreßt werden, schon für sich al­ lein für eine kraftschlüssig-drehfeste Verbindung die­ ser Halterelemente 14 und 16 miteinander ausreicht.

Diese drehfeste Verbindung des Grundhalters 14 mit dem Wechselhalter 16 kann dadurch im Sinne einer kraft-form schlüssigen Verbindung unterstützt sein, daß der Grund­ halter 14 und/oder der Wechselhalter 16 an ihren einan­ der zugewandten Stirnseiten 67 und/oder 71 mit Querrif­ felungen versehen sind, die die Flächenpressung erhöhen oder einen wechselseitigen, kraft-formschlüssigen Ein­ griff miteinander ermöglichen.

Beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel sind die Spannelemente 49 und 51 als der Grundform nach kreiszylindrische Walzen ausgebildet, die in der Grund­ form nach zylindrisch-topfförmigen, zur Form der Walzen im wesentlichen kompementär gestalteten seitlich offe­ nen Vertiefungen 89 bzw. 91 des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14 um die zentralen Achsen 92 bzw. 93 drehbar gelagert sind. Diese zentralen Achsen 92 und 93 der beiden Vertiefungen 89 und 91 verlaufen parallel zu der zwischen den Schlitzwangen der Querschlitze 62 und 63 verlaufenden, die zentrale Längsachse 13′′′ des Grundhalters 14 enthaltenden Mittelebene 61 und in der dazu senkrechten Quermittelebene 94 des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14. Die beiden Vertiefungen 89 und 91 sind bezüglich der zentralen Längsachse 13′′′ des Grundhalters 14 einander diametral gegenüberliegend angeordnet, derart, daß gemäß der Darstellung der Fig. 2a die eine Vertiefung 89 "unterhalb" der Schlitz-Mit­ telebene 61 angeordnet ist, während die andere Vertie­ fung 91 oberhalb dieser Mittelebene 61 angeordnet ist. Der Durchmesser D der Walzen 49 und 51, der, abgesehen von einem kleinen Untermaß , das für die leichtgängige Drehbarkeit der Walzen erforderlich ist, gleich demje­ nigen der Vertiefungen 89 und 91 ist, entspricht beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel, dem hal­ ben Wert der axialen Dicke LG des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14. Die der axialen Dicke der Walze 49 und 51 entsprechende, von der jeweiligen Längsbe­ grenzungsfläche 64 bzw. 66 aus gemessene axiale Tiefe der Vertiefungen 89 und 91 ist etwas geringer als die zwischen den seitlichen Längsflächen 64 und 66 und der zentralen Bohrung 19 gemessene Ausdehnung der den Ver­ tiefungen 89 und 91 benachbarten Wangen 96 bzw. 97 der Querschlitze 62 und 63, so daß zwischen dem Boden der jeweiligen Vertiefung 89 und 91 und der zentralen Boh­ rung 19 des Grundhalters 14 ein stabiler Steg verbleibt.

Der senkrecht zu den den zylindrisch-topfförmigen La­ gervertiefungen 89 und 91 benachbarten Wangen 96 und 97 der Querschlitze 62 und 63 gemessene Abstand a der zen­ tralen Achsen 92 und 93 der Vertiefungen 89 und 91 von der jeweils benachbarten Schlitzwange 96 bzw. 97 des jeweiligen Querschlitzes 62 bzw. 63 beträgt beim darge­ stellte, speziellen Ausführungsbeispiel etwa 1/8 des Durchmessers D der Vertiefungen 89 und 91, so daß diese Vertiefungen, die durch eine bohrende oder fräsende Bearbeitung des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhal­ ters 14 in diesen eingebracht werden, bevor die Quer­ schlitze 62 und 63 ausgefräst werden, nach dem Anbrin­ gen der Querschlitze 62 und 63 innerhalb eines Winkel­ bereiches ϕ von etwa 90°, der sich zwischen einer am jeweiligen Schlitzgrund 98 bzw. 99 gebildeten Querkante 101 bzw. 102 und einer eintrittsseitigen Querkante 103 bzw. 104 erstreckt, zu dem jeweiligen Querschlitz 62 bzw. 63 hin offen sind.

Die Walzenförmigen Spannelemente 49 und 51 sind mit je einer parallel zu ihrer zentralen Längsachse 92 bzw. 93 verlaufenden V-Nut 106 versehen, deren eine - breitere - Wange 107 rechtwinklig zu einer die zentrale Längsachse 92 bzw. 93 des jeweiligen Spannelements 49 bzw. 51 ent­ haltenden Radialebene 108 verläuft und deren andere, schmälere Wange 109 parallel zu dieser Radialebene 108 in einem geringen Abstand von dieser nahezu radial ver­ läuft.

Die Breite der breiteren Nutwange 107, die entlang ei­ ner Mantellinie des kreiszylindrischen Walzenkörpers mit einer stumpfwinkligen Kante 111 an die zylindrische Mantelfläche 112 des jeweiligen Walzenkörpers 49 bzw. 51 anschließt, ist geringfügig größer als der senk­ recht zu der Radialebene 108 gemessene Abstand der stumpfwinkligen Kante 111 von dieser Radialebene 108. Die radiale Ausdehnung der schmäleren Nutwange 109, die mit dem an sie anschließenden Teil des zylindrischen Walzenmantels 112 einen spitzen, von 90° jedoch nur we­ nig verschiedenen Winkel einschließt, beträgt etwa 1/8 des Durchmessers D des jeweiligen Walzenkörpers 49 bzw. 51.

Die schmälere Nutwange 109 und der über die spitzwink­ lige Kante 113 an diese unmittelbar anschließende Be­ reich der zylindrischen Mantelfläche 112 begrenzen eine gegenüber der breiteren Nutwange 107 radial vorstehende Spannase 114, die durch Drehen des Walzenkörpers 49 bzw. 51 um seine jeweilige Drehachse 92 bzw. 93 in die in der Fig. 3a dargestellte, in der jeweiligen topfför­ migen Vertiefung 89 bzw. 91 gleichsam versenkte Anord­ nung bringbar ist, in der die Spannasenkante 113 etwa in Höhe der eintrittsseitigen Querkante 103 bzw. 104 der schlitzseitigen Öffnung der jeweiligen topfförmigen Vertiefung 89 bzw. 91 verläuft und die breitere Nutwan­ ge 107 zum jeweiligen Schlitzgrund 98 bzw. 99 hin flach ansteigend angeordnet ist. In dieser azimutalen Posi­ tion der walzenförmigen Spannelemente 49 und 51 können die Zugglieder 47 und 48 bis in die in der Fig. 3a re­ präsentativ dargestellte Position in die Querschlitze 62 und 63 eingeschoben werden, in der ihre grundhalter­ seitigen Ankerköpfe 72 zwischen den Spannasenkanten 113 und der rechtwinklig zur zentralen Längsachse 13′′′ des Grundhalters 14 verlaufenden Quermittelebene 94 dessel­ ben angeordnet sind und die einander zugewandten Stirn­ flächen 67 und 71 des Grundhalters 14 noch in einem Ab­ stand d voneinander angeordnet sind.

Von der in der Fig. 3a dargestellten Position des Spann­ elements 49 und der hiermit anlogen Position des Spann­ elements 51 ausgehend, können diese Spannelemente durch Drehen um ihre Achsen 92 und 93, gemäß den Darstellun­ gen der Fig. 3a, 3b und 3c jeweils im Gegenuhrzeiger­ sinn in die in den Fig. 3b und 3c dargestellten Spann­ stellungen gebracht werden, in denen die Zugglieder 47 und 48 der Zuganker 44 und 46 so weit in die Querschlit­ ze 62 und 63 eingerückt sind, daß die quaderförmigen Blöcke 18 und 28 des Grundhalters 14 und des Wechselhal­ ters 16 mit ihren einander zugewandten Stirnflächen 67 und 71 fest aneinander angepreßt sind, wobei die hier­ für erforderliche in die Zuganker 44 und 46 einzulei­ tende Zugkraft durch Verdrehen der Spannschrauben 79 und 81 entfaltbar ist, die an die Kraftarm-Enden 84 bzw. 86 der als zweiarmige Spannhebel wirkenden Spann­ walzen 49 und 51 bildenden äußeren radialen Stufen 116 bzw. 117 angreifen, wobei das Hebelverhältnis Kraftarm­ länge/Lastarmlänge der Spannelemente 49 und 51 etwa 1 ist. Hierzu müssen die Gewindebohrungen 82 und 83, in denen die zum Verdrehen der Spannelemente 49 und 51 vorgesehenen Spannschrauben 79 und 81 schraubbar ge­ führt sind, so angeordnet sein, daß sie mit zur kreis­ zylindrischen Wand der Vertiefungen 89 und 91, in denen die Spannelemente 49 und 51 drehbar gelagert sind, tangentialem Verlauf ihrer zentralen Bohrungsachsen 118 bzw. 119 in die jeweilige Vertiefung 89 bzw. 91 münden.

Bei dem zur Erläuterung gewählten Ausführungsbeispiel gehen beide Gewindebohrungen 82 und 83 von derselben parallel zur Mittelebene der Schlitze 62 und 63 verlau­ fenden Begrenzungsfläche 121 des quaderförmigen Blocks 18 des Grundhalters 14 aus, und erstecken sich mit zu dieser Begrenzungsfläche 121 senkrechtem Verlauf ihrer zentralen Achsen 118 und 119 bis in ihren jeweiligen, innerhalb der jeweiligen topfförmigen Vertiefung 89 bzw. 91 angeordneten Mündungsbereich 122, innerhalb dessen sie an der jeweiligen radialen Stufe 116 bzw. 117 angreifen können.

Um den Wechselhalter vom Grundhalter zu lösen, werden die Spannschrauben 79 und 81 so weit zurückgedreht, bis die Enden ihrer Gewindebolzen, wie in der Fig. 3a dar­ gestellt, außerhalb der jeweiligen topfförmigen Vertie­ fung angeordnet sind. Des weiteren werden Feststell­ schrauben 123 und 124, deren innere Enden mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Rille 126 bzw. 127 in Ein­ griff stehen, soweit gelockert, daß die Spannelemente 49 und 51 drehbar sind, jedoch nicht aus ihrer jeweili­ gen Vertiefung 89 bzw. 91 herausfallen können. Hiernach kann der Wechselhalter 16 vom Grundhalter 18 abgezogen werden, wobei die Spannelemente durch die an ihren Spannasen 114 eingreifenden Spannköpfe 72 der Zugglie­ der 47 und 48 in die der versenkten Anordnung ihrer Spannasen 114 entsprechende azimutale Stellung gedreht werden, die derjenigen der Fig. 3a entspricht. Um das Abziehen des Wechselhalters 16 vom Grundhalter 14 zu erleichtern, können an dessen dem Wechselhalter zuge­ wandten Stirnseite und/oder an diesem Trennuten 128 vorgesehen sein, in die Trennkeile eintreibbar sind.

Claims (12)

1. Werkzeughalter für die Aufnahme von Werkzeugen, mittels derer auf einer NC- oder CNC-Werkzeugma­ schine rotierend antreibbare Werkstücke bearbeit­ bar sind, relativ zu welchen das jeweilige Werk­ zeug mittels eines Supports radial und/oder paral­ lel zur Drehachse des Werkstückes gesteuert ver­ fahrbar ist, mit

• a) einem als massiv-flanschförmiger Bock ausgebil­ deten Grundhalter, der mittels eines Befesti­ gungsschafts an einem Werkzeugträger des Sup­ ports lösbar festlegbar ist,
• b) einem an dem Grundhalter in mit diesem zentrier­ ter Anordnung lösbar festlegbaren Wechselhal­ ter, an dem das jeweilige Werkzeug, z. B. ein Dreh- oder Ausdreh- Stahl, ein Stichwerkzeug oder ein Bohrwerkzeug ebenfalls lösbar festleg­ bar gehalten ist,
• c) einer zur Fixierung des Wechselhalters am Grund­ halter vorgesehenen Spanneinrichtung , mittels derer der Wechselhalter mit einer Anlagefläche großflächig an einer rechtwinklig zur zentralen Achse des Befestigungsschaftes des Grundhalters verlaufenden Endstirnfläche desselben anpreßbar und dadurch kraft-formschlüssig am Grundhalter fixierbar ist, wobei
• d) die Spanneinrichtung beidseits der gemeinsamen zentralen Längsachse des Grundhalters und des Wechselhalters an diesen angreifende, durch Verdrehen von Spannschrauben axial spannbare und dadurch diese Halterelemente aneinander­ pressende Zuganker umfaßt, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
• e) die Zuganker (44, 46) umfassen jeweils ein Zug­ glied (47, 48), das an dem einen der beiden Hal­ terelemente - Wechselhalter (16) oder Grundhal­ ter (14) - durch formschlüssige axiale Abstüt­ zungen eines Ankerkopfes (54, 56) axial zugfest verankert ist und ein Spannelement (49 bzw. 51), das an dem anderen der beiden Halterele­ mente (14 bzw. 16) um eine rechtwinklig zur Halter-Längsachse (13′′, 13′′′) und in einem Ab­ stand von dieser verlaufende Drehachse (92, 93) drehbar und dadurch in die die Halterelemente (14 und 16) aneinander anpressende Position bringbar ist;
• f) die Spannelemente (49, 51) sind als zwei-armige Hebel ausgebildet, die durch Betätigung an ih­ ren Kraftarmen angreifender Spannschrauben (81, 82), die in tangential zu den Bewegungsbahnen der Lastarmenden (77, 78) der Spannelemente (49, 51) verlaufenden Gewinden (82, 83) des die Spann­ elemente tragenden Halterlementes (14 oder 15) schraubbar geführt sind, Drehungen um ihre Dreh­ achsen (92, 93) erfahren, durch die ihre Lastarm­ enden (77, 78) in axial abstützende Anlage mit je einem Spannkopf (72) der Zugglieder (47, 48) gelangen und das mit diesen zugfest verbundene Halterelement (16 oder 14) mit dem anderen Hal­ terelement (14 bzw. 16) kraft-formschlüssig verspannbar ist.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) das die Spannelemente (49, 51) tragende Halter­ element (14 bzw. 16) ist mit zwei bezüglich seiner zentralen Längsachse (13′′) einander ge­ genüber angeordneten, zum anderen Halterelement (16 bzw. 14) hin offenen, miteinander fluchten­ den Querschlitzen 62 und 63) versehen, inner­ halb derer die am anderen Halterelement zugfest verankerten Zugglieder (47, 48) der Zuganker (44, 46) spannbar verankerbar sind
• b) die Spannelemente (49, 51) sind als der Grund­ form nach zylindrische Walzen ausgebildet, die auf einem überwiegenden Teil ihres Umfanges von komplementär gestalteten, zylindrisch-topfför­ migen Vertiefungen (87, 91) des die Spannelemen­ te tragenden Halterelements aufgenommen und um deren rechtwinklig zur zentralen Längsachse (13′′) desselben verlaufende, zentrale Achsen (92, 93) drehbar gelagert sind;
• c) die Spannelemente (49, 51) sind mit äußeren, parallel zu den Drehachsen (92, 93) verlaufenden V-Nuten (106) versehen, die vorzugsweise ebene, rechtwinklig aneinander anschließenden Nutwan­ gen (107 und 109) unterschiedlicher Breite ha­ ben, wobei die schmälere Nutwange (109) mit ei­ nem von 90° nur wenig verschiedenen spitzen Winkel entlang einer parallel zur Drehachse (92, 93) des Spannelements (49, 51) verlaufenden Kante (113) einer durch diese Nutwange (109) in radialer Richtung berandeten Spannase (114) an die zylindrische Mantelfläche (112) des Spann­ elements (49, 51) anschließt, während die brei­ tere Nutwange (107) entlang einer parallel zu der Spannasenkante (113) verlaufenden Anschluß­ kante (111) stumpfwinklig an die zylindrische Mantelfläche (112) des jeweiligen Spannelements (49 bzw. 51) anschließt;
• d) die topfförmigen Vertiefungen (89, 91) sind zwi­ schen dem Schlitzgrund (98, 99) und dem stirn­ flächenseitigen Rand des jeweils benachbarten Querschlitzes (62, 63) zu diesem hin innerhalb eines azimutalen Bereiches (ϕ), der mindestens dem azimutalen Abstand der Spannasenkante (113) von der stumpfwinkligen Anschlußkante (111) der Spannelemente (49, 51) entspricht und diesem et­ wa gleich ist, zu dem benachbarten Querschlitz (62 bzw. 63) hin offen;
• e) die Spannelemente (49, 71) sind in eine für das Zusammenfügen der Halterelemente (14, 16) nutz­ bare Position schwenkbar, in der ihre Spanna­ senkanten (113) in der Ebene der Öffnung der jeweiligen Vertiefung (89, 91) bzw. der Schlitz­ wange (96 bzw. 97) verlaufen, neben deren äuße­ ren Randkanten (103, 104) angeordnet sind und ihre breiteren Nutwangen (106) zum Schlitzgrund (88, 99) hin flach ansteigend verlaufen und aus dieser Position durch Betätigung der in selbst­ hemmendem Eingriff mit ihren Gewinden stehenden Spannschrauben (79, 81) in eine Verankerungspo­ sition drehbar sind, in der die durch die schmä­ leren V-Nutwangen (109) der Spannelemente (49, 51) gebildeten Spannasenflächen an rechtwinklig zu den zentralen Längsachsen der Zugglieder (48, 49) verlaufenden Spannflächen (87, 88) ih­ rer Spannköpfe (72), zu diesen Spannflächen (87, 88) parallel verlaufend, anliegen;
• f) die Abmessungen der Halterelemente (14, 16), ih­ rer Zugglieder (47, 48) und der Spannelemente (49, 51) sind dahingehend aufeinander abgestimmt, daß in der Verankerungsposition der Spannele­ mente (49, 51) die Zuganker (44, 46) gespannt sind.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 2 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschrauben (79, 81) an radialen Stufen (116, 117) der Spannele­ mente (49, 51) angreifen, die in der Spannstellung der Spannelemente rechtwinklig zu den zentralen Achsen (118, 119) der Gewindebohrungen der Spann­ schrauben verlaufen.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der He­ belarmlängen der Spannelemente (49, 51) 1/1 ± 20% beträgt.

5. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbereich ( ) der Spannelemente (49, 51) durch Anschlagwirkung begrenzt ist.

6. Werkzeughalter nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als halterfeste Anschläge zur An­ schlagbegrenzung des Schwenkbereiches der Spann­ elemente (49, 51) Stellschrauben (123, 124) vorgese­ hen sind, die in an den Spannelementen (49, 51) vorgesehene Umfangsrillen (126, 127) hineinragen, deren azimutale Ausdehnung dem Schwenkbereich der Spannelemente (49, 51) entspricht.

7. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugglieder (47, 48) der Zuganker (44, 46) in T-Nuten (57, 58) des sie tragenden Halterelementes (14 oder 16) verankert sind und durch seitlich von ihren Köpfen (54, 56) angeordnete halterelementfeste Anschläge gegen ein Ausrücken aus den T-Nuten (57, 58) gesichert sind.

8. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannköpfe (72) der Zugglieder (47, 48) denselben Durchmesser haben wie die bolzenförmigen Abschnitte, die durch die zum anderen Halterelement hin offenen T-Nut-Schlit­ ze (68, 69) hindurchtreten und gegenüber diesen bolzenförmigen Abschnitten durch je einen kurzen zylindrischen Abschnitt (73) und/oder einen kegel­ stumpfförmigen Abschnitt (76) abgesetzt sind.

9. Werkzeughalter nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die T-Nut-Schlitze (68, 69) des einen Halterelements (14 oder 16) und die Querschlitze (62, 63) des anderen Halterele­ ments (16 bzw. 14), rechtwinklig zu ihren Mittel­ ebenen (59, 61) gemessen, dieselbe lichte Weite (w) haben und diese, abgesehen von einem kleinen lich­ ten Übermaß, dem Durchmesser der Zugglieder (46, 47) entspricht.

10. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (49, 51) bezüglich der zentralen Längsachse (13′′, 13′′′) des sie tragenden Halterelements (14 oder 16) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

11. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (49, 51) am Grundhalter (19) des Werkzeughalters (10) angeordnet sind.

12. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrungen für die Spannschrauben (79, 81) von derselben Be­ grenzungsfläche (121) aus, rechtwinklig zu dieser verlaufend, in das die Spannelemente (49, 51) tra­ gende Halterelement (14 oder 16) eingebracht sind.