DD225066A1 - DRILLING CHAIN WITH A DEVICE FOR MONITORING THE WORKING PROCESS - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN BOHRFUTTER, MIT UEBER EINE RADIALE KUPPLUNG EINSTELLBARE DREHMOMENTBEGRENZUNG UND AXIAL UEBER EIN GEWINDE FIXIERTER WERKZEUGAUFNAHME UND EINER EINRICHTUNG ZUM UEBERWACHEN DES ARBEITSVORGANGES AUF WERKZEUGMASCHINEN. DIE ERFINDUNG STELLT SICH DAS ZIEL, EIN BOHRFUTTER ZU SCHAFFEN, WELCHES AUF AUTOMATISCHEN BEARBEITUNGSZENTREN UND FERTIGUNGSZELLEN EINSETZBAR IST UND EINE EINRICHTUNG ZUM UEBERWACHEN DES ARBEITSVORGANGES BESITZT. DIE AUFGABE BESTEHT DARIN, DASS BEI UEBERSCHREITEN DES EINGESTELLTEN DREHMOMENTES EINE EINRICHTUNG DES BOHRFUTTERS WIRKSAM WIRD, DIE EINE UEBERWACHUNG DES ARBEITSVORGANGES UEBER EINEN ENTSPRECHENDEN SCHALTGEBER AN DER MASCHINE ERMOEGLICHT UND DABEI GLEICHZEITIG FUER DIE ZEIT DES SCHALTVORGANGES EINE INTERNE VORSCHUBREDUZIERUNG AUSFUEHRT. DIE AUFGABE WIRD DADURCH GELOEST, DASS EINSPANNSCHAFT UND WERKZEUGAUFNAHME NEBEN DER KRAFTSCHLUESSIGEN VERBINDUNG UEBER EINE RADIALKUPPLUNG UEBER EIN GEWINDE AXIAL FORMSCHLUESSIG VERBUNDEN SIND UND DER EINSPANNSCHAFT EIN STARRES BETAETIGUNGSGLIED (VERRIEGELUNGSGLIED) IN FORM EINES QUERSTIFTES HAT, WELCHES BEIM GEGENEINANDER VERDREHEN VON EINSPANNSCHAFT UND WERKZEUGAUFNAHME BEI UEBERSCHREITEN DER DREHMOMENTBEGRENZUNG IN EINE PLANKURVE EINES UNTER FEDERKRAFT STEHENDEN AXIAL BEWEGBAREN SCHALTRINGES EINGREIFT UND EINE AXIALE BEWEGUNG DES SCHALTRINGES BEWIRKT UND DABEI GLEICHZEITIG UEBER DIE AXIALE GEWINDEVERBINDUNG EINE VORSCHUBREDUZIERUNG AUSGELOEST WIRD. DIE AXIALE BEWEGUNG DES SCHALTRINGES BETAETIGT EINEN SCHALTGEBER AN DER MASCHINE, WO DURCH ENTSPRECHENDE AUSWERTUNG DIE MASCHINE STILLGESETZT ODER DIE VORSCHUBRICHTUNG UMGESCHALTET WIRD.THE INVENTION INCLUDES A DRILLING CHUCK, TORQUE LIMITING ADJUSTABLE THROUGH A RADIAL COUPLING, AND AXIAL THROUGH A THREAD OF FIXED TOOL SUBSTITUTES AND A DEVICE FOR MONITORING THE WORKING PROCESS ON TOOLING MACHINES. THE INVENTION INTRODUCES THE OBJECTIVE OF CREATING A DRILLING CHUTE OPERATING ON AUTOMATIC MACHINING CENTERS AND MANUFACTURING CELLS, AND HAVING A DEVICE FOR MONITORING THE WORKING PROCESS. THE TASK IS TO ENSURE THAT WHEN THE TORQUE SETTING EXCEEDS A DEVICE FOR THE DRILLING CHUCK IS EFFECTIVE, AND THAT IT WILL PROVIDE MONITORING OF THE OPERATION THROUGH A CORRESPONDING SWITCH TO THE MACHINE, AND AT THE SAME TIME PERFORMING INTERNAL FEEDBACK REDUCTIONS FOR THE TIME OF THE SWITCHING PROCESS. THE TASK IS THUS SOLVED THAT clamping AND TOOLS RECORDING IN ADDITION TO KRAFTSCHLUESSIGEN CONNECTION ON A RADIAL CLUTCH ON A THREAD AXIAL FORMSCHLUESSIG CONNECTED AND clamping A RIGID BETAETIGUNGSGLIED (LATCH REGISTER) IN THE FORM OF A CROSS PEN HAS WHAT THE PARTIES TO TWIST OF shank AND TOOLS RECORDING FOR PASSING THE TORQUE LIMITATION IN A PLAN CURVE OF A SPRING-POWERED AXIAL MOVABLE CIRCUIT BREAKER, AND ATTACHING AN AXIAL MOVEMENT OF THE CIRCUIT BELT AND AT THE SAME TIME BEING RELIED ON THE AXIAL THREAD CONNECTION, A FEED REDUCTION. THE AXIAL MOVEMENT OF THE SWITCH CIRCUIT ACTUATES A GEARBOX ON THE MACHINE, WHERE THERE IS AN ACCORDING EVALUATION STOPPING THE MACHINE OR SWITCHING THE FEEDING DIRECTION.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Bohrfutter mit über eine radiale Kupplung einstellbare Drehmomentbegrenzung und axial wirkender Einrichtung zur Vorschubreduzierung und einer Einrichtung zum Überwachen des Arbeitsvorganges auf Werkzeugmaschinen insbesondere Bearbeitungszentren/Fertigungszellen und Maschinensystemen, die für bedienungsarmen Betrieb ausgelegt sind.The invention relates to a drill chuck with adjustable torque limitation via a radial coupling and axially acting device for feed reduction and a device for monitoring the operation on machine tools, in particular machining centers / manufacturing cells and machine systems, which are designed for low-operation operation.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zum Fertigen von Bohrungen kleinerer Durchmesser mit Spiraibohrern werden Bohrfutter verwendet, über deren Mechanismen eine feste Verbindung zwischen der Maschinenspindel und dem Bohrer hergestellt werden. Durch die starre Verbindung kommt es bei Überlastung des Bohrers durch z. B. zu hartes Material, bei Abstumpfung oder falsch gewählten Schnittbedingungen zum Bohrerbruch.Drill chucks are used to make smaller diameter drill holes with spiral drills, and their mechanisms provide a strong bond between the machine spindle and the drill bit. Due to the rigid connection occurs when overloading the drill by z. B. too hard material, blunting or incorrectly selected cutting conditions for drill breakage.

Im automatischen bedienungsarmen Betrieb werden nach unterschiedlichen Wirkprinzipien arbeitende Sensoren eingesetzt, um abgebrochene Bohrwerkzeuge zu erkennen und deren weiteren Einsatz zu verhindern. Diese Methoden haben den Nachteil, daß sie die Maschinengrundzeit belasten und/oder einen hohen technischen Aufwand erfordern und nur differenziert zuverlässig arbeiten. Außerdem registrieren diese Überwachungseinrichtungen nur den Werkzeugbruch, ohne ihn zu : verhindern. ; .- '.'·.In automatic operation, sensors operating on different principles of action are used to detect broken drilling tools and prevent their further use. These methods have the disadvantage that they burden the machine base time and / or require a high level of technical complexity and work only differentiated reliable. In addition, these monitoring devices only register tool breakage without preventing it. ; .- '.' ·.

In den DE-OS Nr.2044137 und 2101704 wird ein Bohrfutter beschrieben, das mit einer axial wirkenden Sicherheitskupplung versehen ist, mit deren Hilfe sich stufenlos die Vorschubkräfte in Abhängigkeit vom eingesetzten Werkzeug für dieses einstellen lassen.In DE-OS No. 2044137 and 2101704 a drill chuck is described, which is provided with an axially acting safety coupling, with the help of which can be infinitely adjust the feed forces depending on the tool used for this.

Bei Überschreitung der jeweils eingestellten Vorschubkraft spricht die Sicherheitskupplung an und verhindert so den Werkzeugbruch.If the feed force set is exceeded, the safety coupling responds, thus preventing tool breakage.

Diese Methode kommt dem Anliegen, den Werkzeugbruch zu verhindern, nahe. Nachteilig ist, daß die Axialkraft für die Betätigung der Sicherheitskupplung verwendet wird. Die Einflußfaktoren auf die Größe der Axialkraft sind vielfältig. Aliein die Gestaltung der Querschneide beim Anschleifen des Bohrers bringt Abweichungen in bezug auf die Größe der Vorschubkraft von 50% und mehr.This method comes close to the concern to prevent tool breakage. The disadvantage is that the axial force is used for the actuation of the safety coupling. The factors influencing the size of the axial force are manifold. In addition, the design of the chisel during grinding of the drill brings deviations with respect to the magnitude of the feed force of 50% and more.

Es wurde bereits unter DD-PS 241502/3 vorgeschlagen, bei einem Gewindebohrfutter eine Rückmeldung vorzusehen unter Verwendung eines Schaltringes, der am hinteren Kupplungsende drehstarr sowie axial federnd befestigt ist und koaxial auf dem Einspannschaft sitzt, mit dem er durch eine einseitige Drehmitnahme verbunden ist.It has already been proposed under DD-PS 241502/3 to provide a tapping on a tapping using a switching ring which is torsionally rigid at the rear coupling end and axially resiliently mounted and coaxially seated on the clamping shaft with which it is connected by a one-sided rotational drive.

Diese spezielle Lösung ist aber für Bohrvorgänge aufgrund der höheren Drehzahlen und der höheren Belastung nicht geeignst. Sie ist auch nicht geeignet,: weil bei Verwendung als Gewindebohrfutter ein axiales Ausweichen der Halterung durch die Wirkung des Gewindebohrers als Vorschubleiteinrichtung möglich ist, währenddem bei Verwendung als Einrichtung zum Bohren im normalen Bearbeitungsgang eine starre axiale Verbindung bestehen bleiben muß.However, this particular solution is unsuitable for drilling operations due to higher speeds and higher load. It is also not suitable: because when used as a tapping axial deflection of the holder by the action of the tap as Vorschubleiteinrichtung is possible, while when using as a means for drilling in the normal processing gear must remain a rigid axial connection.

Ziei der ErfindungZiei the invention

Die Erfindung stellt sich das Ziel, ein Bohrfutter zu schaffen, welches auf automatischen Bearbeitungszentren und Fertigungszellen einsetzbar ist und eine Einrichtung zur Verhinderung des Werkzeugbruches während des Arbeitsvorganges besitzt.The invention has for its object to provide a drill chuck which can be used on automatic machining centers and production cells and has a device for preventing tool breakage during the working process.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrfutter mit einer einstellbaren, zwischen Einspannschaft und Werkzeugaufnahme radial wirksamen Kupplung und einer Einrichtung, die bei Überschreiten des eingestellten Drehmomentes einen Schaltgeber betätigt, so auszubilden, daß in Abhängigkeit von der relativen Drehbewegung eine Vorschubreduzierung entsteht, die bewirkt, daß das Werkzeug außer Funktion gebracht wird.The invention is based on the object, a drill chuck with an adjustable, between clamping shaft and tool holder radially effective coupling and a device which actuates a switch actuator when the set torque is exceeded, so as to form a function of the relative rotational movement a feed reduction, which causes in that the tool is disabled.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen Einspannschaft und Werkzeugaufnahme eine formschlüssige Verbindung durch ein Gewinde besteht und beide Teile über eine radial wirksame Kupplung kraftschlüssig verbunden sind, wobei der Einspannschaft ein Betätigungsglied in Form eines Querstiftes hat, welcher beim gegeneinander Verdrehen von Einspannschaft und Werkzeugaufnahme über eine Plankurve äines unter Federkraft stehenden Schaltringes axial bewegt und durch das Gewinde eine axiale Bewegung zwischen Einspannschaft und Werkzeughalter entsteht, die eine Reduzierung der an der Maschine eingestellten Vorschubgröße bewirkt.This object is achieved in that between clamping shaft and tool holder is a positive connection by a thread and both parts are non-positively connected via a radially effective coupling, wherein the clamping shaft has an actuator in the form of a transverse pin, which in the opposite rotation of clamping shaft and tool holder over a Plankurve a spring-loaded switching ring moves axially and the thread creates an axial movement between the clamping shaft and tool holder, which causes a reduction in the feed rate set on the machine.

Die Kurve ist als Plankurve an der Stirnseite des Schaitringes ausgeführt, sie hat die Form eines Bajonettverschlusses. Am Schaltring sind achsparallel Schrauben befestigt, die in achsparallelen Bohrungen einer über die Kupplung mit der Werkzeugaufnahme verbundenen Mutter aufgenommen sind.The curve is executed as a plan curve on the front side of the Schaitringes, it has the form of a bayonet catch. On the switching ring axially parallel screws are fixed, which are accommodated in axially parallel bores connected via a coupling with the tool holder nut.

Die Federn zum Beaufschlagen des Schaltringes sind achsparallel zwischen Schaltring und Mutter als Druckfedern angeordnet.The springs for applying the switching ring are arranged axially parallel between the switching ring and nut as compression springs.

Beim Überschreiten des am Bohrfutter eingestellten Drehmomentes, was ein Rutschen der Kupplung bewirkt, wird der Einspannschaft mit dem Betätigungsglied gegenüber dem Werkzeughalter verdreht und bewegt den Schaltring aus der Verankerung über eine Kurve in axialer Richtung, wodurch durch den Schaltring ein Signal zum Abschalten der Maschine oder zur Umkehr der Vorschubrichtung an eine Einrichtung der Maschine oder Steuerung derselben gegeben wird und durch die Relativbewegung zwischen dem Einspannschaft und dem Werkzeughalter sich dieser durch das Gewinde in den Einspannschaft einschraubt und so bis zum Stillstand der Maschine vorschubreduzierend wirkt.When exceeding the torque set on the drill chuck, which causes slippage of the clutch, the clamping shaft is rotated with the actuator relative to the tool holder and moves the switching ring from the anchorage via a curve in the axial direction, whereby by the switching ring a signal to shut down the machine or to reverse the feed direction to a device of the machine or control of the same is given and by the relative movement between the clamping shaft and the tool holder, this screwed through the thread in the clamping shaft and thus acts to reduce feed thrust to the machine.

Ausführungsbeispie!Ausführungsbeispie!

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt:The accompanying drawing shows:

Fig. 1: den Längsschnitt durch ein Bohrfutter im eingestellten ZustandFig. 1: the longitudinal section through a chuck in the set state

Fig. 2: die Teilansicht des Längsschnittes im ausgelösten Zustand.Fig. 2: the partial view of the longitudinal section in the tripped state.

Ein mit der Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine in Verbindung stehender Einspannschaft 1 ist mit einem Werkzeughalter 2 kraftschlüssig über eine radiale Kupplung 3 und axial formschlüssig über ein Gewinde verbunden.A clamping shaft 1 connected to the machine spindle of a machine tool is frictionally connected to a tool holder 2 via a radial coupling 3 and axially positively connected via a thread.

Im Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 3 durch eine Lamellenkupplung gebildet, deren Lamellen wechselweise in Nuten gesichert mit dem Einspannschaft 1 und mit einer Kupplungshülse 4 in Verbindung stehen.In the exemplary embodiment, the clutch 3 is formed by a multi-plate clutch, the lamellae alternately secured in grooves with the clamping shaft 1 and with a coupling sleeve 4 are in communication.

Die Kupplung 3 ist durch gegeneinander Verschrauben eines Stellringes 5 und einer Mutter 6 einstellbar. Zwischen Mutter 6 und Kupplung 3 sind Tellerfedern 7 und ein Druckring 8 eingefügt.The coupling 3 is adjustable by screwing together a collar 5 and a nut 6. Between nut 6 and 3 clutch plate springs 7 and a pressure ring 8 are inserted.

In einer der Werkzeugseite zugewandten Bohrung des Einspannschaftes 1 ist der Werkzeughalter 2 gelagert und durch ein Gewinde axial fixiert, der über Kugeln 9, die einerseits in Längsnuten des Werkzeughalters 2 und andererseits in Ausnehmungen der Kupplungshülse 4 eingreifen, eine radiale Verbindung mit dieser Kupplungshülse 4 hat. Die Kupplungshülse 4 und der Druckring 8 sind mit einem Zylinderstift 10 zueinander gegen Verdrehen gesichert.In one of the tool side facing bore of the clamping shank 1 of the tool holder 2 is mounted and fixed axially by a thread which engages over balls 9, on the one hand in longitudinal grooves of the tool holder 2 and on the other hand in recesses of the coupling sleeve 4, a radial connection with this coupling sleeve 4 , The coupling sleeve 4 and the pressure ring 8 are secured to each other with a cylindrical pin 10 against rotation.

Im Einspannschaft 1 befindet sich an der der Maschine zugewandten Seite ein Querstift 11.In clamping shaft 1 is located on the machine side facing a transverse pin eleventh

Dieser Querstift 11 liegt an einer dem Werkzeughalter zugewandten Ausnehmung in der Planseite des Schaltringes 12.This cross pin 11 is located on a tool holder facing recess in the plan side of the switching ring 12th

Die dem Werkzeughalter 2 zugewandte Planseite des Schaltringes 12 ist als Plankurve 13 bajonettverschlußartig ausgebildet.The tool holder 2 facing plan side of the switching ring 12 is formed as a plan curve 13 bayonet-like closure.

Der Schaltring 12 ist gegenüber der Mutter 6 durch achsparallel angeordnete Schrauben 14 dreh- und grenzlagegesichert und mit Druckfedern 15 in Richtung eines in der Maschine angeordneten Schaltgebers 16 beaufschlagt.The switching ring 12 is against the nut 6 by axially parallel arranged screws 14 rotationally and secured against limit and pressurized springs 15 in the direction of a switch arranged in the machine 16.

Die Drehbewegung der Maschine wird bei der Bearbeitung über den mit der Maschine verbundenen Einspannschaft 1 über die Kupplung 3 auf die Kupplungshülse 4 und von da über die Kugeln 9 auf den Werkzeughalter 2 übertragen. Kommt es zu einem Überschreiten des an der Kupplung 3 eingestellten Drehmomentes, z. B. bei überlastetem oder abgestumpftem Werkzeug, so rutscht die Kupplung 3 durch, der Werkzeughalter macht keine Drehbewegung mehr.The rotational movement of the machine is transmitted during machining via the machine connected to the clamping shaft 1 via the coupling 3 on the coupling sleeve 4 and from there via the balls 9 on the tool holder 2. If there is an exceeding of the torque set on the clutch 3, z. B. with overloaded or blunted tool, so the clutch 3 slips through, the tool holder makes no more rotational movement.

in diesem Fall verdreht sich der Einspannschaft 1 gegen den Schaltring 12, der wegen der über Mutter 6, Kupplungshülse 4 und Werkzeughalter 2 drehgesicherten Verbindung ebenfalls stehen bleibt.In this case, the clamping shaft 1 rotates against the switching ring 12, which also stops because of the nut 6, coupling sleeve 4 and tool holder 2 secured against rotation connection.

Damit wird auch der Stift 11 aus seiner Einstellage im Schaltring 12 gelöst und gibt die Axialbewegung derselben, die durch die Druckfedern 15 ausgelöst wird, frei und der Schaltgeber 16 wird betätigt. Gleichzeitig schraubt sich beim Verdrehen die Werkzeugaufnahme 2 in den Einspannschaft 1 ein und verkürzt so die Länge der gesamten Werkzeugkombination, was zur Vorschubreduzierung während der Abschaltphase führt und somit das Werkzeug vor Überlastung schützt.Thus, the pin 11 is released from its setting in the switching ring 12 and gives the axial movement of the same, which is triggered by the compression springs 15, free and the switch actuator 16 is actuated. At the same time, the tool holder 2 screws into the clamping shaft 1 during rotation and thus shortens the length of the entire tool combination, which leads to feed reduction during the switch-off phase and thus protects the tool from overloading.

Claims (4)

Erfindungsansprüche:Invention claims: 1. Bohrfutter mit einer einstellbaren, zwischen Einspannschaft und Werkzeugaufnahme radial wirksamen Kupplung sowie einem Schaltring, der am hinteren Kupplungsende drehstarr sowie axial federnd befestigt ist und koaxial auf dem Einspannschaft sitzt, mit dem er durch eine einseitige Drehmitnahme verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahme als Bajonettverbindung ausgebildet ist, wobei zwischen Kupplungsende und Schaltring (12) Druckfedern (15) sowie zwischen rückwärtigem Ende der Werkzeugaufnahme (2) und vorderem Ende des Einspannschaftes (1) eine Gewindeverbindung vorgesehen ist.1. Drill chuck with an adjustable, between clamping shaft and tool holder radially effective coupling and a switching ring which is torsionally fixed at the rear coupling end and axially resiliently and coaxially on the clamping shaft, with which it is connected by a one-sided rotational drive, characterized in that the Rotary drive is designed as a bayonet connection, wherein between the coupling end and switching ring (12) compression springs (15) and between the rear end of the tool holder (2) and the front end of the clamping shaft (1) is provided a threaded connection. 2. Bohrfutter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Stift (11) der Bajonettverbindung am Einspannschaft (1) befestigt und die zugehörige Aussparung am Schaltring (12) vorgesehen ist.2. Drill chuck according to item 1, characterized in that the radial pin (11) of the bayonet connection to the clamping shaft (1) attached and the associated recess on the switching ring (12) is provided. 3. Bohrfutter nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (15) koaxial auf je einer Schraube (14) angeordnet sind, die in eine Planfläche des Schaltringes (12) eingeschraubt und mit ihrem Kopf in einer axialen Bohrung in der Mutter (6) eingelassen sind, und daß die dem Gewinde zugewandte Planseite des Kopfes der Schraube (14) den Schaltweg axial begrenzt. .3. Drill chuck according to item 1 and 2, characterized in that the compression springs (15) are arranged coaxially on a respective screw (14) which is screwed into a flat surface of the switching ring (12) and with its head in an axial bore in the nut (6) are recessed, and that the thread facing the plan side of the head of the screw (14) limits the switching path axially. , 4. Bohrfutter nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Ende der Werkzeugaufnahme (2) mit einem Außengewinde versehen ist und im vorderen Ende des Einspannschaftes (1) ein Innengewinde vorgesehen ist.4. chuck according to item 1 to 3, characterized in that the rear end of the tool holder (2) is provided with an external thread and in the front end of the clamping shank (1) is provided an internal thread. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing