DE102005051545A1

DE102005051545A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE102005051545A1
Application number: DE102005051545A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Borschert; Friedrich Oberländer
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2025-10-28
Also published as: US20090123240A1; US8043030B2; DE102005051545B4; WO2007048467A1

Abstract

Ein Werkzeughalter (10) mit einer Aufnahme (16) für ein Werkzeug (20), einer Spannschraube (22), mittels der das Werkzeug (20) am Werkzeughalter (10) befestigt werden kann, und einer Zugangsöffnung (24), durch die ein Spannwerkzeug (28) an der Spannschraube (22) angreifen kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugangsöffnung (24), bezogen auf die Längsachse (L) der Spannschraube (22), seitlich erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter mit einer Aufnahme für ein Werkzeug, einer Spannschraube, mittels der das Werkzeug am Werkzeughalter befestigt werden kann, und einer Zugangsöffnung, durch die ein Spannwerkzeug an der Spannschraube angreifen kann.
Der Werkzeughalter dient dazu, ein Werkzeug mit möglichst wenig Aufwand präzise und zuverlässig zu halten. Bei dem Werkzeug kann es sich beispielsweise um einen Bohrer, einen Fräser oder eine Reibahle handeln. Um das Werkzeug am Werkzeughalter zu befestigen, wird es in die Aufnahme des Werkzeughalters eingesetzt. Dann wird die Spannschraube angezogen, so daß das Werkzeug mittels der Spannschraube fest am Werkzeughalter montiert ist. Das Spannwerkzeug zum Anziehen der Spannschraube kann beispielsweise ein Inbusschlüssel oder ein Schraubendreher sein.

Bei den bekannten Werkzeughaltern liegt die Zugangsöffnung auf der Längsachse der Spannschraube. Die Spannschraube wird dabei entweder von der Rückseite des Werkzeughalters betätigt, also durch den Schaft des Werkzeughalters hindurch, oder von der Vorderseite. Wenn die Spannschraube von der Rückseite angezogen und gelöst wird, muß der Werkzeughalter jedes Mal aus der Werkzeugmaschine entfernt werden, wenn das Werkzeug ausgetauscht werden soll. Wenn die Spannschraube von der Vorderseite aus angezogen und gelöst wird, muß das Werkzeug mit einer sich mittig erstreckenden Zugangsöffnung versehen sein. Dies ist in einigen Fällen technisch nicht möglich. Außerdem ist eine Betätigung der Spannschraube von der Vorderseite aus dann besonders unpraktisch, wenn das Werkzeug aus mehreren aufeinandergesetzten Unterbaugruppen besteht. Um das gesamte Werkzeug vom Werkzeughalter abnehmen zu können, muß dieses in seine Unterbaugruppen zerlegt werden, damit die unterste Spannschraube gelöst werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Werkzeughalter zu schaffen, der ein leichteres Befestigen eines Werkzeugs am Werkzeughalter ermöglicht und insbesondere einen Zugang zur Spannschraube ermöglicht, ohne daß der Werkzeughalter oder Teile des Werkzeugs vorher demontiert werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß sich die Zugangsöffnung, bezogen auf die Längsachse der Spannschraube, seitlich erstreckt. Dies ermöglicht, daß die Spannschraube mittels des Spannwerkzeugs betätigt werden kann, ohne daß der Werkzeughalter von der Werkzeugmaschine demontiert werden muß oder bei einem mehrteiligen Werkzeug Einzelbaugruppen abgenommen werden müssen.

Die Zugangsöffnung kann sich radial zur Längsachse der Spannschraube erstrecken. Dies ermöglicht, die Spannschraube mittels des Spannwerkzeugs in mehreren einzelnen Schritten um jeweils einen kleinen Winkelbetrag zu drehen, um schließlich das Werkzeug festzuspannen oder freizugeben.

Es kann auch vorgesehen sein, daß sich die Zugangsöffnung schräg zur Längsachse der Spannschraube erstreckt. Dies ermöglicht, die Spannschraube mit einem geeigneten Spannwerkzeug kontinuierlich zu drehen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht einen Werkzeughalter gemäß einer ersten Ausführungsform mit eingesetztem Werkzeug und Spannwerkzeug;
2 in einem abgebrochenen Schnitt einen Werkzeughalter gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 in einer Seitenansicht einen Werkzeughalter gemäß einer dritten Ausführungsform mit darin eingesetztem Werkzeug;
4 einen Schnitt entlang der Ebene IV-IV von 3;
5 in einer Seitenansicht einen Werkzeughalter gemäß einer vierten Ausführungsform mit darin eingesetztem Werkzeug; und
6 einen Schnitt entlang der Ebene VI-VI von 5.
In 1 ist ein Werkzeughalter 10 gezeigt, der dafür vorgesehen ist, mit einem Ende 12 in eine (nicht dargestellte) Werkzeugmaschine eingesetzt zu werden. Am anderen Ende 14 (nachfolgend als „vorderes Ende" bezeichnet) ist eine Aufnahme 16 vorgesehen. Die Aufnahme weist eine sich von hinten nach vorne erweiternde, kegelstumpfförmige Fläche 18 auf, die an der Stirnseite am vorderen Ende 14 des Werkzeughalters 10 endet. In die Aufnahme 16 und insbesondere in die kegelstumpfförmige Fläche 18 ist ein hier schematisch gezeigtes Werkzeug 20 eingesetzt. Bei dem Werkzeug 20 handelt es sich um ein beliebiges Werkzeug, das insbesondere zur Metallbearbeitung verwendet wird, beispielsweise ein Bohrer, ein Fräser oder eine Reibahle.
Im Boden der Aufnahme 16 ist eine Spannschraube 22 angeordnet, die auf der vorderen Seite in die Aufnahme 16 und mit ihrem hinteren Ende in eine Zugangsöffnung 24 hineinragt. Die Zugangsöffnung 24 ist nach Art eines Sacklochs ausgeführt und erstreckt sich ausgehend von einer Seitenfläche des Werkzeughalters 10 schräg in die Mitte des Werkzeughalters hinein, bis sie die Bohrung schneidet, in der die Spannschraube 22 angeordnet ist. Der Winkel α zwischen der Längsachse der Zugangsöffnung 24 und der Längsachse L der Spannschraube 22 beträgt in der Größenordnung von 20° bis 35°.
Die Spannschraube 22 weist an ihrem hinteren Ende eine Öffnung 26 auf, die als Innensechskant ausgebildet ist. Auf ihrem Schaft kann die Spannschraube 22 entweder mit einem Differentialgewinde oder mit einem Rechts-/Linksgewinde versehen sein.
Wenn die Spannschraube 22 ein Differentialgewinde hat, weist sie zwei Gewinde derselben Gangrichtung auf, jedoch mit unterschiedlichen Steigungen. Eines der beiden Gewinde greift in ein Gegengewinde im Werkzeughalter 10 ein, und das andere Gewinde greift in ein Gegengewinde im Werkzeug 20 ein. Aufgrund der unterschiedlichen Steigungen der beiden Gewinde verändert sich, wenn die Spannschraube 22 gedreht wird, der Abstand zwischen dem Werkzeughalter 10 und dem Werkzeug 20 entsprechend der Differenz zwischen den beiden Steigungen. Auf diese Weise können hohe Spannkräfte auf das Werkzeug 20 aufgebracht werden. Die kegelstumpfförmige Fläche 18 der Aufnahme 16 dient dabei zur genauen Zentrierung und Positionierung des Werkstücks 20.
Wenn die Spannschraube 22 ein Rechts-/Linksgewinde hat, weist sie zwei Gewinde mit unterschiedlicher Gangrichtung auf. Auch hier greift eines der beiden Gewinde in ein Gegengewinde im Werkzeughalter 10 ein, und das andere Gewinde greift in ein Gegengewinde im Werkzeug 20 ein. Aufgrund der unterschiedlichen Gangrichtungen der beiden Gewinde verändert sich, wenn die Spannschraube 22 gedreht wird, der Abstand zwischen dem Werkzeughalter 10 und dem Werkzeug 20 entsprechend der Summe aus den beiden Steigungen. Auf diese Weise kann das Werkzeug 20 mit vergleichsweise wenigen Umdrehungen der Spannschraube 22 festgespannt werden. Die Steigungen der beiden Gewinde können entweder identisch oder nach Art einer Differenzialschraube unterschiedlich sein.
Zur Betätigung der Spannschraube ist ein Spannwerkzeug 28 vorgesehen, welches an seinem vorderen Ende einen kugelkopfförmigen Sechskant aufweist. Dies ermöglicht, die Spannschraube 22 zu drehen, obwohl das Spannwerkzeug 28 schräg zur Längsachse L der Spannschraube 22 angesetzt wird.
Anstelle des gezeigten Spannwerkzeugs 28 kommen auch andere Ausführungsformen in Frage. Beispielsweise kann ein Schraubendreher mit einer flexiblen Welle verwendet werden. Es ist auch denkbar, am vorderen Ende des Spannwerkzeugs 28 ein Kardangelenk zu verwenden, um die Spannschraube 22 mit schräg angesetztem Spannwerkzeug drehen zu können.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die Spannschraube 22 bei der zweiten Ausführungsform ein durchgehendes Gewinde auf. Die Spannschraube 22 ist dabei im Werkzeughalter 10 drehbar gelagert, mit dem Werkzeughalter jedoch nicht über ein Gewinde verbunden; das Gewinde befindet sich ausschließlich im Werkzeug 20. Um die Spannschraube 22 in axialer Richtung zu fixieren, sind eine Haltebuchse 30 mit einem Bund 31 und ein Sicherungsring 32 vorgesehen, zwischen denen der Kopf der Spannschraube 22 fixiert ist.
Ein weiterer Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß bei der zweiten Ausführungsform die Stirnseite des vorderen Endes 14 als plane Anlagefläche 34 ausgeführt ist. Diese Anlagefläche 34 dient zusammen mit der kegelstumpfförmigen Fläche 18 der Aufnahme 16 zur besonders präzisen Positionierung des Werkzeugs 20 am Werkzeughalter 10.
Auch bei der zweiten Ausführungsform wird das Spannwerkzeug durch die sich schräg erstreckende Zugangsöffnung 24 eingeführt, bis es in die Öffnung 26 der Spannschraube 22 eingreift. Beim durchgehenden Gewinde der Spannschraube 22 kann es sich vorteilhafterweise um ein Linksgewinde handeln. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ändert sich bei der zweiten Ausführungsform die axial Lage des Schraubenkopfes nicht, wenn die Spannschraube 22 festgezogen oder gelöst wird.
In den 3 und 4 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt. Der wesentliche Unterschied zur ersten und zur zweiten Ausführungsform besteht darin, daß mehrere Zugangsöffnungen vorgesehen sind und daß sich die Zugangsöffnungen in radialer Richtung erstrecken. Dementsprechend wird das Spannwerkzeug 28 etwa im rechten Winkel zur Längsachse L angesetzt. Bei der gezeigten Ausführungsform werden vier Zugangsöffnungen verwendet, die einander paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Die Spannschraube 22 weist mehrere Öffnungen 26 auf, die gleichmäßig um den Umfang der Spannschraube herum verteilt sind. Das Spannwerkzeug 28 kann somit durch eine der Zugangsöffnungen 24 hindurch in eine dahinterliegende Öffnung 26 der Spannschraube 22 eingesetzt und dann in Umfangsrichtung um die Achse L bewegt werden. Dadurch wird die Spannschraube 22 entsprechend mitgenommen. Wenn das Spannwerkzeug 28 am Rand der Zugangsöffnung 24 anliegt, wird es aus der Öffnung 26 herausgezogen und neu in eine andere Zugangsöffnung eingesetzt. Die Spannschraube 22 kann dann weitergedreht werden.
Auch bei der dritten Ausführungsform kann die Spannschraube ein Differentialgewinde, ein Rechts-/Linksgewinde oder aber ein durchgehendes Gewinde aufweisen.
In den 5 und 6 ist eine vierte Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Auch bei der vierten Ausführungsform werden mehrere sich radial erstreckende Zugangsöffnungen 24 verwendet. Im Unterschied zur dritten Ausführungsform weist die Spannschraube mehrere Zähne 40 auf ihrem Außenumfang auf, an denen das Spannwerkzeug 28 nach Art einer Ratsche angreifen kann.

Claims

Werkzeughalter (10) mit einer Aufnahme (16) für ein Werkzeug (20), einer Spannschraube (22), mittels der das Werkzeug (20) am Werkzeughalter (10) befestigt werden kann, und einer Zugangsöffnung (24), durch die ein Spannwerkzeug (28) an der Spannschraube (22) angreifen kann, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugangsöffnung (24), bezogen auf die Längsachse (L) der Spannschraube (22), seitlich erstreckt.
Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangsöffnung (24) sich radial zur Längsachse (L) der Spannschraube (22) erstreckt.
Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube einen Kopf mit mehreren Öffnungen (26) aufweist, in die jeweils ein Spannwerkzeug (28) eingesteckt werden kann.
Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) einen Kopf mit mehreren Zähnen (40) aufweist, an denen jeweils ein Spannwerkzeug (28) angreifen kann.
Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zugangsöffnung (24) schräg zur Längsachse (L) der Spannschraube (22) erstreckt.
Werkzeughalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangsöffnung (24) sich von der Aufnahme (16) weg nach hinten erstreckt.
Werkzeughalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) zwischen der Längsachse der Zugangsöffnung (24) und der Längsachse (L) der Spannschraube (22) in der Größenordnung von 20° bis 35° beträgt.
Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) eine axial ausgerichtete Öffnung (26) aufweist, in die ein Spannwerkzeug (28) eingesteckt werden kann.
Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (26) ein Innensechskant ist.
Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) ein Differenzialgewinde aufweist.
Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) ein Rechts-/Linksgewinde aufweist.
Werkzeughalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewinde unterschiedliche Steigungen haben.
Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (22) ein durchgehendes Linksgewinde aufweist.
Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (16) kegelstumpfförmig ist.
Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme eine plane Anlagefläche (34) für das Werkzeug (20) aufweist.
Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (16) ein Werkzeug (20) angeordnet ist.
Werkzeughalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (20) ein Bohrer, ein Fräser oder eine Reibahle ist.