DE112010004556B4

DE112010004556B4 - Werkzeughalterverbinder und zugehöriges System

Info

Publication number: DE112010004556B4
Application number: DE112010004556.9T
Authority: DE
Inventors: Ruy Frota De Souza Filho
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: DE112010004556T5; CN102665979A; US8789257B2; US20130042462A1; US8312615B2; BR112012011954A2; WO2011066172A3; WO2011066172A2; US20110123255A1

Abstract

Ein Werkzeughalterverbinder (120) mit einem Gewindeende (132) und einem Ende (134) mit einem Steck-Schnellwechselteil (140) wird mit einem ersten Werkzeughalter (10) mit einer Gewindebohrung (12) in Gewindeeingriff gebracht. Der Schnellwechselverbinder (120) weist weiterhin einen Steck-Schnellwechselteil (140) auf, der in einer seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung (125) eines zweiten Werkzeughalters (115) in Eingriff gebracht wird. Vor der Aktivierung der Aufnahmevorrichtung (125) wird ein dem ersten Werkzeughalter (10) zugeordneter Ausrichtungsstift (30) auf einen dem zweiten Werkzeughalter (115) zugeordneten Ausrichtungsschlitz (180) ausgerichtet, so dass bei Zusammenbringen der beiden eine vorbestimmte radiale Ausrichtung aufrechterhalten bleibt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalterverbinder zur Sicherung eines ersten Werkzeughalters an einem zweiten Werkzeughalter, ein System zur Kopplung der beiden Werkzeughalter, eine seitenaktivierte Verlängerungskopplung sowie ein Verfahren zur Befestigung des ersten Werkzeughalters.
1–3 zeigen den Stand der Technik, wobei ein erster Werkzeughalter 10 unter Verwendung eines Differenzialverbinders 20 in einem zweiten Werkzeughalter 15 befestigt ist. Der zweite Werkzeughalter 15, bei dem es sich um ein sich verjüngendes Anpassstück handelt, ist in einer (nicht gezeigten) Werkzeugmaschine angebracht. Der erste Werkzeughalter 10 enthält einen Schneideinsatz 25, der in der Regel für Bohrvorgänge verwendet wird. Für Bohrvorgänge oder irgendeinen Vorgang, bei dem der Schneideinsatz 25 mit Präzision positioniert sein muss, wird das Zusammenfügen des ersten Werkzeughalters 10 und des zweiten Werkzeughalters 15 kritisch, und dies gilt insbesondere bezüglich der Drehausrichtung des ersten Werkzeughalters 10 bezüglich des zweiten Werkzeughalters 15. Um eine genaue Radialbeziehung zwischen dem ersten Werkzeughalter 10 und dem zweiten Werkzeughalter 15 zu gewährleisten, muss ein von der Fläche 37 des ersten Werkzeughalters 10 ragender Ausrichtungsstift 30 mit einem Ausrichtungsschlitz 35 in der Fläche 39 des zweiten Werkzeughalters 15 zusammengefügt werden. Das Gewinde 40 am Differenzialverbinder 20 nimmt das damit zusammenpassende Gewinde 41 im zweiten Werkzeughalter 15 in Eingriff, während das Gewinde 45 das damit zusammenpassende Gewinde 47 in der Bohrung 48 des ersten Werkzeughalters 10 in Eingriff nimmt. Das Gewinde 40 und das Gewinde 45 weisen zusammen mit ihren jeweiligen mit ihnen zusammenpassenden Gewinden 41, 47 verschiedene Steigungen auf, so dass eine Drehung des Differenzialverbinders 20 den ersten Werkzeughalter 10 in den zweiten Werkzeughalter 15 oder davon weg zieht. Nach Eingriff der Gewinde wird der erste Werkzeughalter 10 dann durch Drehen des Differenzialverbinders 20 in den zweiten Werkzeughalter 15 gezogen. Zum Ineingriffbringen des Ausrichtungsstifts 30 in dem Ausrichtungsschlitz 35 ist es jedoch erforderlich, den Differenzialverbinder 20 vorzuschieben, wenn sich der erste Werkzeughalter 10 sehr nahe am zweiten Werkzeughalter 15 befindet und wenn der Ausrichtungsstift 30 auf den Ausrichtungsschlitz ausgerichtet ist. Weiterhin ist es erforderlich, auf den Differenzialverbinder 20 durch die durch den Werkzeughalter 15 verlaufende Bohrung 50 zuzugreifen, um auf einen Sechskant 52 im ersten Ende 22 des Differenzialverbinders 20 zuzugreifen.
Wenn der erste Werkzeughalter 10 von dem zweiten Werkzeughalter 15 entfernt werden muss, ist bei dieser Anordnung jedoch Zugriff durch die Bohrung 50 erforderlich, um den Differenzialverbinder 20 zur Trennung des ersten Werkzeughalters 10 von dem zweiten Werkzeughalter 15 zu drehen. Die gegenwärtige Ausführung erfordert einen speziellen Schraubenschlüssel, der von der Rückseite des zweiten Werkzeughalters 15 durch die Bohrung 50 eingeführt wird, um den Differenzialverbinder 20 in Eingriff zu nehmen und den ersten Werkzeughalter 10 zu lösen.
Es ist eine Ausführung erwünscht, um nicht nur das Erfordernis des Zugriffs auf einen Differenzialverbinder 20 durch eine durch den zweiten Werkzeughalter verlaufende Bohrung 50 zu beseitigen, sondern weiterhin ist eine Anordnung erwünscht, die die Positionierung des Ausrichtungsstifts 30 bezüglich des Ausrichtungsschlitzes 35 vor Zusammenfügen des ersten Werkzeughalters 10 mit dem zweiten Werkzeughalter 15 erleichtert.
Aus der US 7,240,594 B2 ist ein Werkzeughaltersystem bekannt, das zwei Werkzeughalter aufweist, wobei ein erster Werkzeughalter einen Steckabschnitt aufweist, der direkt in den zweiten Werkzeughalter eingesteckt wird. Der zweite Werkzeughalter weist zudem eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung auf, über die der Steckabschnitt im zusammengesetzten Zustand gesichert wird.
Die Aufgabe ist es, das Lösen des ersten Werkzeughalters zu vereinfachen sowie dessen Positionierung an einem zweiten Werkzeughalter zu erleichtern sowie einen modularen Aufbau bereitzustellen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände gemäß der Ansprüche 1, 6 und 14 und durch das Verfahren gemäß Anspruch 17 gelöst.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Verbinder zur Befestigung eines ersten Werkzeughalters mit einer Gewindebohrung an einem zweiten Werkzeughalter mit einer seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung, umfassend: einen Körper mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, einen ein Außengewinde aufweisenden Teil, der sich axial entlang einer Längsachse zu dem ersten Ende erstreckt und zum Zusammenfügen mit dem ersten Werkzeughalter ausgeführt ist, und einen Steck-Schnellwechselteil, der zum Zusammenfügen mit dem zweiten Werkzeughalter ausgeführt ist. Der Steck-Teil weist einen Schaft auf, der sich axial zu dem zweiten Ende erstreckt, wobei der Schaft ein verriegelbares Segment aufweist, das durch eine Öffnung nahe dem zweiten Ende, die sich radial dadurch erstreckt, definiert wird. Die Öffnung weist einen verriegelbaren Teil mit mindestens einer nach vorne weisenden, abgewinkelten Fläche auf, die in Eingriff genommen werden kann, um den Schnellwechselteil in dem zweiten Werkzeughalter nach hinten zu sichern.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein System zur Kopplung eines ersten Werkzeughalters mit einer Gewindebohrung mit einem zweiten Werkzeughalter, der eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung aufweist. Das System weist einen Verbinder mit einem Körper auf, der ein erstes Ende, ein zweites Ende und einen Schaft dazwischen aufweist. Der Verbinder weist einen ein Außengewinde aufweisenden Teil, der sich axial entlang einer Längsachse zum ersten Ende erstreckt, und einen Steck-Schnellwechselteil, der sich axial zu dem zweiten Ende erstreckt, auf. Der Schaft weist ein verriegelbares Segment auf, das durch eine Öffnung nahe dem zweiten Ende, die sich radial dadurch erstreckt, definiert wird, wobei die Öffnung einen verriegelbaren Teil mit mindestens einer nach vorne weisenden, abgewinkelten Fläche aufweist. Der erste Werkzeughalter weist eine mit einem Gewinde versehene erste Aufnahmebohrung auf, wobei die mit einem Gewinde versehene Aufnahmebohrung mit dem mit einem Außengewinde versehenen Teil des Verbinders zusammengefügt werden kann. Der zweite Werkzeughalter weist eine zweite Aufnahmebohrung auf, die den Steck-Schnellwechselteil aufnimmt, und weiterhin eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung enthält, die einen drehbaren Betätigungsbolzen aufweist, der in dem zweiten Werkzeughalter entlang einer Radialachse (R1) bezüglich der Längsachse positioniert ist. Des Weiteren weist der Bolzen ein Bolzenverriegelungssegment auf, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche definiert wird und sich translatorisch entlang der Radialachse bewegt und die verriegelbare Fläche des Verbinders berührt, um den Verbinder in dem zweiten Werkzeughalter zu sichern.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine seitenaktivierte Verlängerungskupplung zur Verbindung eines ersten Werkzeughalters mit einem sich entlang einer Längsachse erstreckenden Körper, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, und einem Steck-Schnellwechselteil, der einen Schaft aufweist, der sich in Längsrichtung von dem ersten Ende erstreckt. Der Schaft weist ein verriegelbares Segment auf, das durch eine Öffnung nahe dem zweiten Ende, die sich radial dadurch erstreckt, definiert wird, wobei die Öffnung ein verriegelbares Segment mit mindestens einer nach vorne weisenden, abgewinkelten Fläche aufweist. Der zweite Werkzeughalter weist eine Aufnahmebohrung auf, die einen sich in Längsrichtung in das zweite Ende erstreckenden Steck-Schnellwechselteil aufnimmt und weiterhin eine seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung enthält, die aus einem drehbaren Betätigungsbolzen besteht, der in dem zweiten Werkzeughalter entlang einer Radialachse (R1) bezüglich der anderen Längsachse positioniert ist. Der zweite Werkzeughalter weist ein erstes Ende mit einem Bolzenverriegelungssegment auf, das durch mindestens eine sich nach hinten erstreckende, abgewinkelte Fläche definiert wird und sich translatorisch entlang der Radialachse bewegt und die verriegelbare Fläche des Verbinders berührt, um den Verbinder in dem Werkzeughalter zu sichern.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines ersten Werkzeughalters mit einer mit einem Gewinde versehenen ersten Aufnahmebohrung, wobei die mit einem Gewinde versehene Aufnahmebohrung mit dem ein Außengewinde aufweisenden Teil des Verbinders zusammengefügt werden kann. Ein zweiter Werkzeughalter weist eine zweite Aufnahmebohrung auf, die einen Steck-Schnellwechselteil aufnimmt und weiterhin eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung enthält, aus einem drehbaren Betätigungsbolzen besteht, der in dem zweiten Werkzeughalter entlang einer Radialachse (R1) bezüglich der anderen Längsachse positioniert ist. Der Bolzen weist ein erstes Ende mit einem Schraubenverriegelungssegment auf, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche definiert wird und sich translatorisch entlang der Radialachse bewegt und die verriegelbare Fläche des Verbinders berührt, um den Verbinder in dem Werkzeughalter zu sichern. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: mit einem Verbinder, der ein Ende mit einem ein Außengewinde aufweisenden Teil und ein anderes Ende mit einem Steck-Schnellwechselteil aufweist, teilweises Einschrauben des ein Außengewinde aufweisenden Teils in die mit einem Gewinde versehene Aufnahmebohrung des ersten Werkzeughalters, Einsetzen des Steck-Schnellwechselteils des Verbinders in die seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung des zweiten Werkzeughalters, Drehen des ersten Werkzeughalters bezüglich des zweiten Werkzeughalters in eine vorbestimmte relative Radialausrichtung und Aktivieren des Schnellwechselverriegelungsmechanimsus zur Sicherung des ersten Werkzeughalters an dem zweiten Werkzeughalter in der vorbestimmten radialen Ausrichtung.
KURZE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN ZEICHNUNGEN
1 ist Stand der Technik und zeigt eine auseinander gezogene Darstellung der Art und Weise, auf die ein Differenzialverbinder einen ersten Werkzeughalter mit einem zweiten Halter verbindet;
2 ist Stand der Technik und zeigt eine Querschnittsansicht der in 1 dargestellten Anordnung mit einem Differenzialverbinder, der sowohl den ersten Werkzeughalter als auch den zweiten Werkzeughalter in Eingriff nimmt;
3 ist Stand der Technik und zeigt eine Querschnittsansicht der in 1 dargestellten Anordnung mit dem ersten Werkzeughalter, der vollständig im zweiten Werkzeughalter in Eingriff genommen ist und durch den Differenzialverbinder darin gesichert ist;
4 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht des Werkzeughalterverbinders und des zugehörigen Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
5, 6 und 7 sind eine perspektivische Ansicht, eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht des Werkzeughalterverbinders nach der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Teilquerschnittsansicht der in 4 dargestellten Anordnung, wobei der erste Werkzeughalter und der zweite Werkzeughalter fast zusammengefügt sind und der Schnellwechselverbinder teilweise in Eingriff steht;
9 ist eine Teilquerschnittsansicht ähnlich der in 8 dargestellten, wobei nun jedoch der erste Werkzeughalter und der zweite Werkzeughalter durch den Schnellwechselverbinder vollständig in Eingriff gebracht sind; und
10 ist eine auseinander gezogene Darstellung, die die Flexibilität der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei mehrere unter Verwendung des Werkzeughalterverbinders verbundene Werkzeughalter dargestellt werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Auf die 4 und 8 Bezug nehmend, wird ein Schnellwechselverbinder 120 zur Befestigung eines ersten Werkzeughalters 10 an einem zweiten Werkzeughalter 115 verwendet. Der erste Werkzeughalter 10 weist eine Bohrung 12 mit einem zugehörigen Gewinde 14 auf, während der zweite Werkzeughalter 115 eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung 125 aufweist.
Auf die 5–7 Bezug nehmend, besteht der Schnellwechselverbinder 120 aus einem Körper 130 mit einem ersten Ende 132 und einem zweiten Ende 134. Ein ein Außengewinde aufweisender Teil 46 mit einem ähnlichen Gewinde 45 wie der Differenzialverbinder 20 (1) erstreckt sich axial entlang einer Längsachse 138 zu dem ersten Ende 132 und ist zum Zusammenfügen mit dem Gegengewinde 47 des ersten Werkzeughalters 10 (8) ausgeführt.
Ein Steck-Schnellwechselteil 140 ist zum Zusammenfügen mit dem zweiten Werkzeughalter 115 (8) ausgeführt, wobei der Steck-Teil 140 einen Schaft 142 aufweist, der sich axial zu dem zweiten Ende 134 erstreckt. Der Schaft 142 weist ein verriegelbares Segment 144 auf, das durch eine Öffnung 146 nahe dem zweiten Ende 134, die sich radial dadurch erstreckt, definiert wird. Die Öffnung 146 weist einen verriegelbaren Teil 148 mit mindestens einer nach vorne weisenden, abgewinkelten Fläche 150 auf, die zur Sicherung des Schnellwechselteils 140 nach hinten hin in dem zweiten Werkzeughalter 115 in Eingriff gebracht sein kann.
Bei einer Ausführungsform ist der Schaft 142 des Steck-Schnellwechselteils 140 rund, und das verriegelbare Segment 144 weist ein Paar verriegelbarer Flächen 148 an um den Umfang beabstandeten Stellen auf, wie in 7 dargestellt. Darüber hinaus kann der Steck-Schnellwechselteil 140 weiterhin mindestens ein lösbares Segment 152 aufweisen, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche 154 definiert wird, die zum Ausstoßen des Schnellwechselteils 140 und dadurch des gesamten ersten Werkzeughalters 10 aus dem zweiten Werkzeughalter 115 in Eingriff gebracht sein kann.
Wie in 5 dargestellt, ist der Schaft 142 des Steck-Schnellwechselteils 140 nicht nur rund, sondern kann auch eine Kegelstumpfform aufweisen. Darüber hinaus kann die nach vorne weisende, abgewinkelte Fläche 150 (7) der Öffnung 146 konisch sein.
Auf die 4, 8 und 9 Bezug nehmend, werden Einzelheiten, durch die der Schnellwechselverbinder 120 den ersten Werkzeughalter 10 an dem zweiten Werkzeughalter 115 sichert, besprochen.
Der erste Werkzeughalter 10 weist, wie bereits erwähnt, die Aufnahmebohrung 12 mit dem Gewinde 14 auf, wobei das Gewinde 14 mit dem Gewinde 47 des ein Außengewinde aufweisenden Teils 45 des Schnellwechselverbinders 120 zusammengefügt werden kann.
Der zweite Werkzeughalter 115 weist eine Aufnahmebohrung 156 auf, die den Steck-Schnellwechselteil 140 aufnimmt, und enthält weiterhin die seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung 125, die aus einem drehbaren Betätigungsbolzen 158 besteht, der in dem zweiten Werkzeughalter 115 entlang einer Radialachse R1 bezüglich der Längsachse 138 positioniert ist. Der Betätigungsbolzen 158 weist ein erstes Ende 160 auf, und von dem ersten Ende 160 ist ein Bolzenverriegelungssegment 162 beabstandet, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche 164 definiert wird. Der Bolzen 158 bewegt sich translatorisch entlang der Radialachse R1 und berührt die verriegelbare Fläche 148 des Schnellwechselverbinders 120, um den Schnellwechselverbinder 120 in dem zweiten Werkzeughalter 115 zu sichern.
Wie in 8 dargestellt, weist der erste Werkzeughalter 10 eine Umfangspassfläche 166 auf, wobei der zweite Werkzeughalter 115 auch eine Umfangspassfläche 168 aufweist, so dass, wenn der Schnellwechselverbinder 120 den ersten Werkzeughalter 10 gegen den zweiten Werkzeughalter 115 zieht, die Umfangspassflächen 166, 168 aneinander in Anlage gelangen. Darüber hinaus kann der erste Werkzeughalter einen konischen Steckteil 170 enthalten, der so bemessen ist, dass er in einen konischen Aufnahmeteil 175 des zweiten Werkzeughalters 115 passt, und die Beziehung dieser beiden Elemente kann so sein, dass zwischen dem konischen Steckteil 170 und dem konischen Aufnahmeteil 175 eine elastische Presspassung bereitgestellt wird.
Eines der im Hinblick auf die in den 1–3 dargestellte Ausführung nach dem Stand der Technik besprochenen Probleme bestand in der Ausrichtung des Ausrichtungsstifts 30 in dem Ausrichtungsschlitz 180 bei Festziehen eines Differenzialverbinders 120. Die seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung 125 stellt in Verbindung mit dem Schnellwechselverbinder 120 der vorliegenden Erfindung eine Dreheinstellung und eine Längseinstellung bereit, so dass der Ausrichtungsstift 30 des ersten Werkzeughalters 10 leicht auf einen Ausrichtungsschlitz 180 der Umfangspassfläche 168 des zweiten Werkzeughalters 115 ausgerichtet werden kann. Es versteht sich, dass zwar ein Ausrichtungsstift 30 und ein Ausrichtungsschlitz 180 dargestellt werden, aber auch andere Längsvorsprünge als der Ausrichtungsstift 30 und andere Längsvertiefungen als der Ausrichtungsschlitz 180 ausreichen können, um eine ordnungsgemäße radiale Ausrichtung zwischen dem ersten Werkzeughalter 10 und dem zweiten Werkzeughalter 115 zu gewährleisten. Weiterhin sollte auf der Hand liegen, dass sich der Ausrichtungsstift 30 oder der Längsvorsprung von der Umfangspassfläche 168 des zweiten Werkzeughalters 115 erstrecken können, während die Längsvertiefung oder der Ausrichtungsschlitz 180 in der Umfangspassfläche 166 des ersten Werkzeughalters 10 positioniert sein können.
Wie hier dargestellt handelt es sich bei dem ersten Werkzeughalter 10 um eine Bohrstange, während es sich bei dem zweiten Werkzeughalter 115 um ein sich verjüngendes Anpassstück handelt.
Wie in 10 dargestellt, ist es durchaus möglich, einen Zwischenwerkzeughalter, wie zum Beispiel die seitenaktivierte Verlängerungskupplung 200, durch Verwendung ähnlicher seitenaktivierter Aufnahmevorrichtungen 125 und ähnlicher Schnellwechselverbinder 120 zusammen mit Passumfangsflächen 166 des ersten Werkzeughalters 10 und 168 des zweiten Werkzeughalters 115 zusammen mit einem konischen Steckteil 170 des ersten Werkzeughalters 10 und des konischen Aufnahmeteils 175 des zweiten Werkzeughalters 115 einzuführen. Mit der Einführung mehrerer Zwischenstücke, wie zum Beispiel der seitenaktivierten Verlängerungskupplung 200, ist es möglich, benachbarte Werkzeughalter mit einem hohen Grad an Präzision auszurichten. Da jede dieser Anordnungen seitenaktiviert ist, wird das Erfordernis der Aktivierung einer Differenzialverbindung 20 mit Zugriff durch die Werkzeughalterlängsbohrungen beseitigt. Deshalb ist es nicht länger erforderlich, diese Komponenten auf eine erforderliche sequenzielle Weise zu montieren oder auseinanderzubauen.
Obgleich Einzelheiten der seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung hier beschrieben worden sind, sind zusätzliche Einzelheiten in der auf Kennametal Inc., die die Rechtsnachfolgerin der vorliegenden Anmeldung ist, übertragenen US-PS 7 240 594 mit dem Titel ”Toolholder Assembly” (Werkzeughalteranordnung) zu finden, auf die hiermit in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Steck-Schnellwechselteil 140 des Schnellwechselverbinders 120 durch Verschrauben an der Verlängerungskupplung 200 befestigt werden kann oder als Alternative ein integraler Teil der Verlängerungskupplung 200 sein kann.
Auf 1 Bezug nehmend, ist ein erster Werkzeughalter 10, wie dargestellt, ein Hochpräzisionsbohrwerkzeug, das über den größten Teil mit einer Bohrung 48 hergestellt ist, die ein Gewinde 47 aufweist, das zum Zusammenfügen mit dem Gewinde 45 des Differenzialverbinders 20 ausgeführt ist. Der mit der Modifikation des ersten Werkzeughalters 10 zur Beseitigung dieses Gegengewindes 47 und zur Aufnahme eines integralen Steck-Schnellwechselteils verbundene Aufwand ist viel größer als lediglich den mit dem Werkzeughalter 10 kompatiblen Schnellwechselverbinder 20 bereitzustellen und einen zweiten Werkzeughalter 115 oder eine Verbinderkupplung 200 mit Modifikationen, wie zum Beispiel der seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung 125, die in 10 dargestellt ist, herzustellen. Aus diesem Grunde ist der Schnellwechselverbinder 120 ein getrennter und diskreter Teil von dem ersten Werkzeughalter 10, der seitenaktivierten Verlängerungskupplung 200 und dem zweiten Werkzeughalter 115.
Auf die 8 und 9 Bezug nehmend, wird der Steck-Schnellwechselteil 205 im Betrieb in der seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung 125 platziert, und der drehbare Betätigungsbolzen 158, der mit einer Betätigungsbolzenmutter 159 in Gewindeeingriff steht, wird so gedreht, dass das erste Ende 160 des Bolzens 158 zur Mutter 159 gezogen wird. Dadurch werden die nach hinten weisenden, abgewinkelten Flächen 164 des Bolzens 158 und der Mutter 159 zusammengezogen und nehmen die nach vorne weisenden Flächen 150 des verriegelbaren Segments 144 des Steck-Schnellwechselteils 140 (7) in Eingriff. Es sei darauf hingewiesen, dass der drehbare Betätigungsbolzen 158 und die Bolzenmutter 159 in der in dem zweiten Werkzeughalter 115 verlaufenden Bohrung 158 schwimmen können.
Wie zuvor erwähnt, ist es möglich, dass die Verbindung zwischen dem ersten Werkzeughalter 10 und dem zweiten Werkzeughalter 115 eine elastische Presspassung zwischen dem konischen Steckteil 170 des ersten Werkzeughalters 10 und dem konischen Aufnahmeteil 175 des ersten Werkzeughalters 10 enthalten kann. Unter diesen Umständen kann es erforderlich sein, den ersten Werkzeughalter von dem zweiten Werkzeughalter 115 zwangszuverschieben
Auf 8 Bezug nehmend, kann der drehbare Betätigungsbolzen 158 in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden als die zur Verriegelung des Werkzeughalters 10 erforderliche, und infolgedessen bewegen sich der Bolzen 158 und die Bolzenmutter 159 auseinander, bis die Mutter 159 eine Schulter 163 in der Bohrung 161 berührt. Zu diesem Zeitpunkt kann sich die Mutter 159 möglicherweise nicht weiter nach unten bewegen, und der Betätigungsbolzen 158 wird dadurch nach oben gezwungen. Der Bolzen 158 weist eine Abstoßfläche 215 auf, während der Schnellwechselteil 205 mindestens ein lösbares Segment 217 aufweist, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche 154 definiert wird, die das Abstoßsegment 215 in Eingriff nimmt und nach rechts verschoben wird. Infolgedessen wird der erste Werkzeughalter 10 aus dem zweiten Werkzeughalter 115 zwangsausgestoßen.
Ein Verfahren zur Befestigung eines ersten Werkzeughalters 10 an einem zweiten Werkzeughalter 115 umfasst die Schritte des derartigen Drehens des Schnellwechselverbinders 120, dass das Gewinde 45 die mit einem Gewinde versehene Aufnahmebohrung 47 des ersten Werkzeughalters 10 (8) teilweise in Eingriff nimmt. Danach kann der Steck-Schnellwechselteil 140 des Schnellwechselverbinders 120 in die seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung 125 des zweiten Werkzeughalters 115 eingesetzt werden. Der erste Werkzeughalter 10 sollte bezüglich des zweiten Werkzeughalters 115 zu einer vorbestimmten relativen radialen Ausrichtung gedreht werden, in der der Ausrichtungsstift 30 auf den Ausrichtungsschlitz 180 allgemein ausgerichtet ist. Zu diesem Zeitpunkt kann der Bolzen 158 so gedreht werden, dass der Bolzen 158 und die Mutter 159 zusammengezogen werden, wodurch sie die verriegelbare Fläche 148 des Steck-Schnellwechselteils 140 in Eingriff nehmen, während die vorbestimmte radiale Ausrichtung immer noch aufrechterhalten wird. Wie in 9 dargestellt, wird der Bolzen 158 dann weiter gedreht, so dass die nach hinten weisenden, abgewinkelten Flächen 164 die nach vorne weisenden, abgewinkelten Flächen des Schnellwechselverbinders 120 berühren und den ersten Werkzeughalter 10 in dem zweiten Werkzeughalter 115 ziehen.
In der vorliegenden Beschreibung wurde der Begriff Werkzeughalter zur Beschreibung der beiden Pass-Komponenten verwendet. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass dieser Begriff, wie er hier verwendet wird, die verschiedensten Befestigungen beschrieben kann, die zur Sicherung eines Schneidwerkzeugs an einer Werkzeugmaschine verwendet werden. Obgleich bestimmte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen an diesen Einzelheiten angesichts der Gesamtlehren der Offenbarung entwickelt werden könnten. Die derzeit bevorzugten Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, sollen nur der Veranschaulichung dienen und den Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken, der durch den vollen Umfang der angehängten Ansprüche und sämtlicher Äquivalente davon definiert werden soll.

Claims

Verbinder (120) zur Befestigung eines ersten Werkzeughalters (10) mit einer Gewindebohrung (12) an einem zweiten Werkzeughalter (115) mit einer seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung (125), umfassend: a) einen Körper (130) mit einem ersten Ende (132) und einem zweiten Ende (134); b) einen ein Außengewinde aufweisenden Teil (46), der sich axial entlang einer Längsachse (138) zu dem ersten Ende (132) erstreckt und zum Zusammenfügen mit dem ersten Werkzeughalter (10) ausgeführt ist; c) einen Steck-Schnellwechselteil (140), der zum Zusammenfügen mit dem zweiten Werkzeughalter (115) ausgeführt ist, wobei der Steck-Schnellwechselteil (140) einen Schaft (142) aufweist, der sich axial zu dem zweiten Ende (134) erstreckt, wobei der Schaft (142) ein verriegelbares Segment (144) aufweist, das durch eine Öffnung (146) nahe dem zweiten Ende (134), die sich radial dadurch erstreckt, definiert wird, wobei die Öffnung (146) einen verriegelbaren Teil mit mindestens einer nach vorne weisenden, abgewinkelten Fläche (150) aufweist, die in Eingriff genommen werden kann, um den Schnellwechselteil in dem zweiten Werkzeughalter (115) nach hinten zu sichern.
Verbinder nach Anspruch 1, wobei der Steck-Schnellwechselteil (140) aus einem runden Schaft (142) besteht und das verriegelbare Segment (144) ein Paar verriegelbarer Flächen (148) an um den Umfang beabstandeten Stellen aufweist.
Verbinder nach Anspruch 2, wobei der Steck-Schnellwechselteil (140) weiterhin mindestens ein lösbares Segment (152) enthält, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche (154) definiert wird, die zum Ausstoßen des Steck-Schnellwechselteils (140) aus dem Werkzeughalter (115) in Eingriff genommen werden kann.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei der ein Außengewinde aufweisende Steck-Schnellwechselteil (140) eine Kegelstumpfform aufweist.
Verbinder nach Anspruch 1, wobei die nach vorne weisende Fläche (150) der Öffnung konisch ist.
System zur Kopplung eines ersten Werkzeughalters (10) mit einer Gewindebohrung (12) mit einem zweiten Werkzeughalter (115), der eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung (125) aufweist, umfassend: a) einen Verbinder (120) mit 1) einem Körper (130), der ein erstes Ende (132), ein zweites Ende (134) und einen Schaft (142) dazwischen aufweist; 2) einem ein Außengewinde aufweisenden Teil (46), der sich axial entlang einer Längsachse (138) zum ersten Ende (132) erstreckt; 3) einem Steck-Schnellwechselteil (140), der sich axial zu dem zweiten Ende (134) erstreckt, wobei der Schaft (142) ein verriegelbares Segment (144) aufweist, das durch eine Öffnung (146) nahe dem zweiten Ende (134), die sich radial dadurch erstreckt, definiert wird, wobei die Öffnung (146) einen verriegelbaren Teil mit mindestens einer nach vorne weisenden, abgewinkelten Fläche (150) aufweist; b) den ersten Werkzeughalter (10), der eine mit einem Gewinde versehene erste Aufnahmebohrung (12) aufweist, wobei die mit einem Gewinde versehene Aufnahmebohrung (12) mit dem ein Außengewinde aufweisenden Steck-Schnellwechselteil (140) des Verbinders (120) zusammengefügt werden kann; c) den zweiten Werkzeughalter (115), der eine zweite Aufnahmebohrung (156) aufweist, die an den Steck-Schnellwechselteil (140) angepasst ist und weiterhin eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung (125) enthält, aus einem drehbaren Betätigungsbolzen (158) besteht, der in dem zweiten Werkzeughalter (115) entlang einer Radialachse (R1) bezüglich der Längsachse (138) positioniert ist und ein Bolzenverriegelungssegment (162) aufweist, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche (164) definiert wird und sich translatorisch entlang der Radialachse (R1) bewegt und die verriegelbare Fläche (148) des Verbinders (120) berührt, um den Verbinder in dem zweiten Werkzeughalter zu sichern.
System nach Anspruch 6, wobei der Steck-Schnellwechselteil (140) aus einem runden Schaft (142) besteht und das verriegelbare Segment (144) ein Paar verriegelbarer Flächen (148) an um den Umfang beabstandeten Flächen aufweist.
System nach Anspruch 7, wobei der erste Werkzeughalter (10) einen sich verjüngenden Schaft (170) um die erste Aufnahmebohrung (12) aufweist, der mit einer sich verjüngenden Bohrung (175) neben der zweiten Aufnahmebohrung (156) im zweiten Werkzeughalter (115) zusammenpasst, um eine Presspassung dazwischen bereitzustellen, und der Steck-Schnellwechselteil (140) weiterhin mindestens ein lösbares Segment (152) enthält, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche (154) definiert wird, die zum Ausstoßen des Steck-Schnellwechselteils (140) aus dem zweiten Werkzeughalter (115) in Eingriff genommen werden kann.
System nach Anspruch 8, wobei der Steck-Schnellwechselteil (140) eine Kegelstumpfform aufweist.
System nach Anspruch 6, wobei die nach vorne weisende Fläche (150) der Öffnung (146) konisch ist.
System nach Anspruch 6, wobei der erste Werkzeughalter (10) eine Umfangspassfläche (166) aufweist, wobei der zweite Werkzeughalter (115) eine Umfangspassfläche (168) aufweist, und weiterhin mit einem Längsvorsprung (30) oder einer Längsvertiefung (180) in der Umfangspassfläche (166) der ersten Aufnahmebohrung (12), die mit dem jeweils anderen Element, dem Längsvorsprung (30) oder der Längsvertiefung (180), in der Umfangspassfläche (168) der zweiten Aufnahmebohrung (156) zusammengefügt werden kann, so dass bei Zusammenfügen des ersten Werkzeughalters (10) mit dem zweiten Werkzeughalter (115) der Längsvorsprung (30) und die Längsvertiefung (180) für eine ordnungsgemäße Radialausrichtung der Werkzeughalter zusammengefügt werden können.
System nach Anspruch 6, wobei der erste Werkzeughalter (10) eine Bohrstange ist.
System nach Anspruch 6, wobei der zweite Werkzeughalter (115) ein sich verjüngendes Anpassstück zur Montage an eine Werkzeugmaschine ist.
Seitenaktivierte Verlängerungskupplung (200) zur Verbindung eines ersten Werkzeughalters (10), umfassend: a) einen sich entlang einer Längsachse (138) erstreckenden Körper, der ein erstes Ende (207) und ein zweites Ende (209) aufweist; b) einen Steck-Schnellwechselteil (205) mit einem Schaft, der sich in Längsrichtung von dem ersten Ende (207) erstreckt; wobei der Schaft ein verriegelbares Segment aufweist, das durch eine Öffnung nahe dem zweiten Ende, die sich radial dadurch erstreckt, definiert wird, wobei die Öffnung ein verriegelbares Segment mit mindestens einer nach vorne weisenden, abgewinkelten Fläche aufweist; c) eine Aufnahmebohrung, die an einen sich in Längsrichtung in das zweite Ende (209) erstreckenden Steck-Schnellwechselteil angepasst ist und ferner eine seitenaktivierten Aufnahmevorrichtung enthält, die aus einem drehbaren Betätigungsbolzen besteht, der in dem zweiten Werkzeughalter (115) entlang einer Radialachse (R1) bezüglich der anderen Längsachse (138) positioniert ist und ein erstes Ende mit einem Bolzenverriegelungssegment aufweist, das durch mindestens eine sich nach hinten erstreckende, abgewinkelte Fläche definiert wird und sich translatorisch entlang der Radialachse (R1) bewegt und die verriegelbare Fläche des Verbinders berührt, um den Verbinder in dem Werkzeughalter (115) zu sichern.
Seitenaktivierte Verlängerungskupplung (200) nach Anspruch 14, wobei der Steck-Schnellwechselteil (205) aus einem runden Schaft besteht und das verriegelbare Segment ein Paar verriegelbarer Flächen an um den Umfang beabstandeten Stellen aufweist.
Seitenaktivierte Verlängerungskupplung (200) nach Anspruch 15, wobei der Steck-Schnellwechselteil (205) weiterhin mindestens ein lösbares Segment (217) enthält, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche (154) definiert wird, die zum Ausstoßen des Schnellwechselteils (205) aus dem Werkzeughalter (115) in Eingriff genommen werden kann.
Verfahren zur Befestigung eines ersten Werkzeughalters (10) mit einer mit einem Gewinde versehenen ersten Aufnahmebohrung (12), wobei die mit einem Gewinde versehene Aufnahmebohrung (12) mit dem ein Außengewinde aufweisenden Teil (46) eines Verbinders (120) zusammengefügt werden kann, mit einem zweiten Werkzeughalter (115), der eine zweite Aufnahmebohrung (156) aufweist, die an einen Steck-Schnellwechselteil (140) angepasst ist und weiterhin eine seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung (125) enthält, aus einem drehbaren Betätigungsbolzen (158) besteht, der in dem zweiten Werkzeughalter (115) entlang einer Radialachse (R1) bezüglich der anderen Längsachse (138) positioniert ist und ein erstes Ende (160) mit einem Bolzenverriegelungssegment (162) aufweist, das durch mindestens eine nach hinten weisende, abgewinkelte Fläche (164) definiert wird und sich translatorisch entlang der Radialachse (R1) bewegt und die verriegelbare Fläche (148) des Verbinders (120) berührt, um den Verbinder (120) in dem zweiten Werkzeughalter (115) zu sichern, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) mit einem Verbinder (120), der ein Ende (132) mit einem ein Außengewinde aufweisenden Teil (46) und ein anderes Ende (134) mit einem Steck-Schnellwechselteil (140) aufweist, teilweises Einschrauben des ein Außengewinde aufweisenden Teils (46) in die mit einem Gewinde versehene Aufnahmebohrung (12) des ersten Werkzeughalters (10); b) Einsetzen des Steck-Schnellwechselteils (140) des Verbinders (120) in die seitenaktivierte Aufnahmevorrichtung (125) des zweiten Werkzeughalters (115); c) Drehen des ersten Werkzeughalters (10) bezüglich des zweiten Werkzeughalters (115) in eine vorbestimmte relative Radialausrichtung; und d) Aktivieren des Schnellwechselverriegelungsmechanimsus zur Sicherung des ersten Werkzeughalters (10) an dem zweiten Werkzeughalter (115) in der vorbestimmten radialen Ausrichtung.