DE1602760C3 - Einstellbarer Werkzeugeinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren Werkzeugeinsatz für Bohrstangen u. dgl. Werkzeughalter, bestehend aus einem ein Außengewinde aufweisenden, mit einem Schneideinsatz versehenen Werkzeugschaft und einer den Werkzeugschaft mit einem Innengewinde aufnehmenden, von der Werkzeugseite her verstellbaren zylindrischen Einstellhülse und einem mit dem Werkzeugschaft verbundenen Abstützteil, der gegenüber einer die Einstellhülse aufnehmenden Einsatzbuchse axial federnd abgestützt ist.

Ein derartiger Werkzeugeinsatz ist aus der US-PS 31 78 969 bekannt Dieser bekannte Einsatz hat den Nachteil, daß das Werkzeug nur im Bereich des Abstandes zwischen einer die Federn abstützenden Scheibe und der benachbarten Stirnseite der Einsatzbuchse reguliert werden kann. Auch die zum Zusammenpressen der Federn verlangte Kraft wird bei Abnahme des Abstandes stetig größer. Es kommt hinzu, daß die Montage und das Auswechseln des Werkzeuges bei der bekannten Ausführung umständlich ist.

Gemäß weiterem Stand der Technik (US-PS 31 16 653; DT-Gbm 19 22 823) sind zwar einstellbare Werkzeugeinsätze bekannt, bei denen der Federdruck konstant gehalten werden kann. Im einen Falle muß jedoch nach dem Einstellen des Werkzeugs eine weitere Einstellschraube betätigt werden, um einen konstanten Federdruck zu erhalten, im andern Falle muß nach dem Einstellen des Werkzeugs noch eine Verschlußmuffe angezogen werden, wobei sich die vorgenommene Einstellung des Werkzeugs ändern kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Werkzeugeinsatz so auszubilden, daß das Werkzeug durch einfaches Drehen der Einstellhülse und ohne nachträgliches Anziehen von Schrauben od. dgl. in einem großen Einstellungsbereich bei gleichbleibender Federkraft verstellbar ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstützteil als mit dem Werkzeugschaft verschraubbarer Hülsenteil ausgebildet ist, der drehfest mit der Einstellhülse verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Ausführung gewährleistet einen großen Einstellungsbereich des Werkzeugs, ohne das Entfernen des Einsatzes vom Werkzeughalter zu erschweren oder einen komplizierten Aufbau in Kauf nehmen zu müssen.

ίο In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugeinsatzes ist der Abstützteil in einer Aussenkung einer weiteren Hülse festgelegt, die mit Ansätzen in -Schlitze der Einstellhülse eingreifen. In einer bevorzugten zweiten Ausführungsform ist der Abstützteil mit der Einstellhülse einstückig durch ein quergeschlitztes, den mit einem Abstand umgebenden mittleren Teil nachgiebig verbunden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in einer Draufsicht eine Bohrstange üblicher Art, die mit einem erfindungsgemäßen Werkzeugeinsatz versehen ist,

F i g. 2 den Werkzeugeinsatz in einer Stirnansicht von der Linie 2-2 in F i g. 1 gesehen,

Fig.3 schaubildlich den Werkzeugeinsatz nach F i g. 1 mit auseinandergezogenen Teilen,

F i g. 4 in größerem Maßstab einen Längsschnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 2 durch einen Teil der Bohrstange und des Einsatzes,

Fig.5 zur besseren Darstellung in noch größerem Maßstab einen Schnitt durch einen Teil der Bohrstange und des Einsatzes nach F i g. 4,

F i g. 6 in einer Draufsicht eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugeinsatzes, der in einer im Schnitt dargestellten Bohrstange angeordnet ist,

F i g. 7 in größerem Maßstab im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform einer Bohrstange und eines erfindungsgemäßen Werkzeugeinsatzes und

F i g. 8 in noch größerem Maßstab einen Schnitt durch die Bohrstange und den Einsatz nach F i g. 7.

Fig. 1—5 zeigen eine übliche Bohrstange 1, die am einen Ende einen abgesetzten Schaftteil 2 aufweist, der in bekannter Weise an der Spindel einer Werkzeugmaschine befestigt werden kann. An ihrem anderen Endteil 3 weist die Bohrstange 1 eine Querbohrung 4 zur Aufnahme eines Werkzeugeinsatzes 5 auf.

Wie am besten aus Fig.3—5 hervorgeht, weist der Werkzeugeinsatz 5 eine Einsatzbuchse 6 auf, die mit Hilfe von Befestigungselementen 8 in einer Aussenkung 7 der Bohrstange 1 so montiert werden kann, daß die Einsatzbuchse 6 koaxial mit der Bohrung 4 fluchtet Infolgedessen kann der Schaftteil 9 des Werkzeuges 10 durch die zentrale Ausnehmung 11 der Einsatzbuchse 6 in die Bohrung 4 eingesetzt werden. Auf dem Werkzeugschaft 9 ist eine Einstellhülse 12 aufgeschraubt. Diese ist mit einem inneren Endkonus 13 versehen, der passend in einem entsprechenden Innenkonus 14 der Einsatzbuchse 6 sitzt Im Bereich der der Einstellhülse 12 entgegengesetzten Seite der Einsatzbuchse 6 ist auf dem Schaftteil 9 des Werkzeuges 10 ferner ein Hülsenteil 15 aufgeschraubt, der drehfest mit der Einstellhülse 12 verbunden ist, beispielsweise mit b5 Hilfe einer Hülse 16, die auf dem Schaftteil 9 verschiebbar ist und zwei Ansätze 17 aufweist, die sich durch die zentrale Ausnehmung 11 der Einsatzbuchse 6 in Schlitze 18 der Einstellhülse 12 erstrecken. Der

Hülsenteil 15 wird von einer Aussenkung 19 der Hülse 16 aufgenommen und mit Hilfe einer Klemmschraube 20 festgelegt, die sich durch die Hülse 16 in den Hülsenteil 15 erstreckt

An den einander gegenüberliegenden Ringschultern 21 und 22 der Einsatzbuchse 6 bzw. der Hülse 16 greifen zwei mit ihren Rückseiten aneinanderliegende Tellerfedern 25 od. dgL an, die gemäß F i g. 5 die Einstellhülse 12 und den Hülsenteil 15 axial auseinander zubewegen trachten, so daß zwischen dem Gewinde des Werkzeug- ι ο schaftes 9 und dem der Hülsen 12, 15 kein Axialspiel auftreten kann und ein Reibungswiderstand vorhanden ist, der ein Lockern der Hülsen unter der Einwirkung von Schwingungen verhindert Gleichzeitig wird die auf den Hülsenteil 15 wirkende Federkraft über das Werkzeug 10 auf die Einstellhülse 12 übertragen, so daß diese in fester Anlage an dem Innenkonus 14 der Einsatzbuchse 6 gehalten wird. Bei einem Verschleiß zwischen den Berührungsflächen der Einstellhülse 12, der Einsatzbuchse 6, der Federn 25 und der Hülse 16 während des Gebrauchs des Werkzeugeinsatzes 5 nehmen die Federn 25 daher automatisch jedes Spiel zwischen diesen Teilen auf, das zu einem axialen und radialen Spiel zwischen der Einstellhülse 12 und der Einsatzbuchse 6 führen und dadurch die Genauigkeit der Einstellung des Werkzeuges beeinträchtigen könnte. Es sind zwar zwei derartige Tellerfedern 25 dargestellt, doch könnte man je nach dem erforderlichen Druck auch nur eine Feder oder mehr als zwei Federn verwenden. Ein kleiner Abstand 26 zwischen einem Flansch 27 der Einstellhülse 12 und einer ihm benachbarten Stirnfläche 28 der Einsatzbuchse 6 gewährleistet eine einwandfreie Anlage der Einstellhülse 12 an dem Innenkonus 14.

Der so zusammengesetzte Werkzeugeinsatz 5 kann gemäß F ig.4 und 5 als Ganzes so in die Bohrung 4 der Bohrstange 1 eingesetzt werden, daß die Einsatzbuchse 6 von der Aussenkung 7 aufgenommen und mit HiVe von Schrauben 8 festgelegt wird, die in Schlitze 29 der Einsatzbuchse eingreifen und in Gewindebohrungen 30 *o im Grund der Aussenkung 7 eingeschraubt sind. Das innere Ende des Werkzeuges 10 sitzt satt passend in einer Bohrung 31 einer Buchse 32 (siehe besonders Fig.4), die in der Bohrung 4 angeordnet ist und zur Führung des Werkzeuges während seiner nachstehend beschriebenen Axialverstellung dient

Die Buchse 32 wird gegen eine Drehung durch die Schrauben 8 gehalten, die Schlitze 33 in einem Flansch 34 der Buchse 32 durchsetzen. Dieser Flansch sitzt in der Aussenkung 7. Ferner kann auf dem Grund der so Aussenkung ein Stift 35 vorgesehen sein, der in einen Schlitz 36 des Flansches 34 eingreift und eine weitere Sicherheit gegen ein Verdrehen bietet

Vom Schaftteil 9 des Werkzeuges 10 steht ein Stift 37 in eine LängskeSnut 38 in der Buchse 32 vor, um eine Verdrehung des Werkzeuges während der Durchführung von Zerspanungsarbeiten zu verhindern. Im äußeren Ende der Buchse 32 ist eine Aussenkung 39 vorgesehen, weiche die Ringschulter 21 der Einsatzbuchse 6, ferner die Tellerfedern 25, die Hülse 16 und eo den HQIsenteQ 15 mit einem solchen Radialspiel aufnimmt, daß sich die Federn 25, die Hülse 16 und der Hülsenteil 15 während des Verstellens des Werkzeuges in der Aussenlamg39 drehen können.

Fig.6 zeigt daß die Buchse 32 entfallen und das Werkzeug 10 direkt mit der Wand der Bohrung 4' verkeilt werden kann, beispielsweise indem der Stift 37 in eine Längskeilnut 40 der Wand dieser Bohrung eingreift Die an dem Innenkonus 14 oder 14' anliegende Mutter 12 oder 12' gewährleistet eine beträchtliche Abstützung zur Führung des Werkzeuges 10 während seiner Verstellung. Zweckmäßig ist jedoch in der Ausführungsform nach Fig. 1—5 die Buchse 32 und in F i g. 6 die Bohrung 4' in der gezeigten Weise abgestuft, so daß ein satter Schiebesitz an dem Werkzeugschaft und daher eine zusätzliche Abstützung vorhanden ist Im übrigen entspricht der Werkzeugeinsatz 5' nach F i g. 6 in Ausbildung und Wirkungsweise im wesentlichen dem Werkzeugeinsatz nach Fig. 1 bis 5 und braucht daher nicht weiter beschrieben zu werden.

Fig.7 und 8 zeigen eine noch weiter vereinfachte Ausführungsform eines Werkzeugeinsatzes 41. Hier sind die Hülsen 12 und 15 der Ausführungsformen nach F i g. 1 bis 6 durch eine einteilige Hülse 42 ersetzt worden, die aus einem äußeren Einstellhülsenteil 47 und einem inneren Hülsenteil 50 besteht, so daß die vorstehend beschriebene Hülse 16 zum Verbinden der Einstellhülse und des Hülsenteils miteinander entfallen kann. Die Hülse 42 wird von einer Bohrung 43 einer Einsatzbuchse 44 aufgenommen, die wie die Einsatzbuchse 6 einen Innenkonus 45 aufweist, an dem eine entsprechend konische Schulter 46 der Hülse 42 anliegt Eine Tellerfeder 48 od. dgl. liegt an der inneren Stirnfläche 51 der Einsatzbuchse 44 an, damit die feste Anlage zwischen der Hülse 42 und der Einsatzbuchse 44 aufrechterhalten wird. Diese Tellerfeder 48 kann geteilt sein, damit sie leichter in eine äußere Ringnut 49 am inneren Hülsenteil 50 der Hülse 42 eingesetzt werden kann.

Der innere Hülsenteil 50 und der äußere Einstellhülsenteil 47 der Hülse 42 sind mit einem Innengewinde versehen, mit dem sie auf den Werkzeugschaft 9 aufgeschraubt sind. Der den inneren und den äußeren Hülsenteil 50 bzw. 47 miteinander verbindende mittlere Teil 52 der Hülse 42 ist hinterschnitten, so daß ein Abstand 53 vom Werkzeugschaft 9 vorhanden ist In dem mittleren Teil 52 sind ferner mehrere Querschlitze 54 ausgebildet, die in der Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß eine nachgiebige Verbindung zwischen dem inneren und dem äußeren Hülsenteil 50 bzw. 47 vorhanden ist Wenn, wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel, zwei derartige Schlitze 54 vorhanden sind, haben sie in der Umfangsrichtung zweckmäßig einen Abstand von 180° voneinander, so daß eine begrenzte Axialbewegung des inneren und äußeren Hülsenteils 50 bzw. 47 relativ zueinander möglich, die Verbindung in der radialen oder seitlichen Richtung aber im wesentlichen starr ist Die Tellerfeder 48 hält daher nicht nur die Hülse 42 und die Einsatzbuchse 44 in fester Anlage aneinander, sondern sie drückt infolge des axial nachgiebigen mittleren Teils auch den inneren und den äußeren Hülsenteil 47, 50 axial auseinander, so daß ein Axialspiel zwischen den Gewinden des Werkzeugschaftes 9 und dem inneren und dem äußeren Hülsenteil 50 bzw. 47 beseitigt wird und ein Lockern der Hülse 42 außer unter der Einwirkung eines beabsichtigten Drehmoments durch den Reibungswiderstand verhindert wird.

Ein derartiges Axialspiel kann auch dadurch beseitigt werden, daß bei der Herstellung der Innengewinde des inneren und äußeren Hülsenteils 50 bzw. 47 die Hülse 42 etwas zusammengedrückt wird, so daß das Gewinde auf dem inneren Hülsenteil mit dem des äußeren Hülsenteils nicht fluchet Es muß dann die Hülse 42 ebensoweit zusammengedrückt werden, ehe sie auf den Werkzeugschaft 9 aufgeschraubt werden kann. Wenn der mittlere

Teil 52 auf Druck beansprucht ist, werden der innere und der äußere Hülsenteil 50 bzw. 47 ähnlich auseinandergedrückt wie ■ durch die Wirkung der Tellerfeder 48, die daher nur so stark zu sein braucht, daß sie die Hülse 42 einwandfrei in Anlage an der Einsatzbuchse 44 hält Die Tellerfeder 48 kann aber auch stärker sein und die Kraft unterstützen, die von dem druckbeanspruchten mittleren Teil 52 ausgeübt wird. Im wesentlichen dieselben Ergebnisse kann man erzielen, wenn man die Hülse 42 während der Herstellung der Gewinde aufweitet; in diesem Fall wirkt die Feder 48 jedoch entgegen der von dem aufgeweiteten mittleren Teil 52 ausgeübten Kraft, die den inneren und den äußeren Hülstenteil 50 bzw. 47 zueinander hin zu bewegen trachtet

Die Hülse 42 hat noch eine weitere wichtige Funktion. Da der mittlere Teil 52 in einer radialen Richtung im wesentlichen starr ist, wie vorstehend angegeben wurde, trachtet diese Hülse im wesentlichen über ihre ganze Länge das Werkzeug 10 mit dem Innenkonus 45 der Einsatzbuchse 44 genau koaxial zu halten.

Wenn der .Werkzeugeinsatz 41 in der soeben beschriebenen Weise auf dem Werkzeugschaft 9 montiert ist, kann die ganze Anordnung in eine Bohrung 59 mit Aussenkung 55 der Bohrstange 56 eingesetzt und mit Hilfe von einer oder mehreren Klemmschrauben 57 festgelegt werden, die beim Anziehen in Vertiefungen 58 in der Außenfläche der Einsatzbuchse 44 eingreifen. Wenn die Teile in dieser Weise zusammengesetzt sind, erstreckt sich das innere Ende des Werkzeuges 10 im satten Schiebesitz in die Bohrung 59, so daß eine zusätzliche Abstützung erzielt wird. In einer Querbohrung 61 des Werkzeuges 10 ist im Preßsitz ein Stift 60 angeordnet, dessen Enden in Längskeilnuten 62 in der Wand der Bohrung 59 eingreifen, so daß ein Verdrehen des Werkzeuges verhindert wird.

Unabhängig davon, ob der Werkzeugeinsatz 5 oder 41 verwendet wird, erfolgt eine Veränderung der Länge des Werkzeuges 10 zwecks Abnahme eines dickeren oder dünneren Spans von einem Werkstück durch bloßes Drehen eines einzigen Elements, nämlich der Einstellhülse des Werkzeugeinsatzes 5 und des äußeren Endteils 47 des Werkzeugeinsatzes 41. Dieses Element kann eine sechseckige oder andere Form besitzen, um das Ansetzen eines Schraubenschlüssels od. dgl. zu erleichtern. Das Ausmaß dieser Verstellung des Werkzeuges wird beim Werkzeugeinsatz 5 durch Messen der Verdrehung des mit einer Skala versehenen Flansches 27 gegenüber einer Skala 65 auf der Stirnfläche 28 der Einsatzbuchse 6 und beim Werkzeugeinsatz 41 durch einfaches Messen der Verdrehung eines Skalenflansches 66 auf dem äußeren Einstellhülsenteil 47 der Hülse 42 gegenüber einer Skala auf der Stirnfläche 67 der Bohrstange 56 erzielt Dabei kann durch Wahl der Steigung des Gewindes des Werkzeuges 10 der Vorschub des Werkzeuges pro Umdrehung der Einstellhülse 12 und der Hülse 42 bestimmt werden. Während dieser Verstellung des Werkzeuges drücken die Federn 25 des Werkzeugeinsatzes 5 die Einstellhülse 12 und den Hülsenteil 15 auseinander, während die Tellerfeder 48 und/oder der zusammengedrückte mittlere Teil 52 des Werkzeugeinsatzes 41 den inneren und den äußeren gewindetragenden Hülsenteil 50 bzw. 47 der Hülse 42 auseinanderdrücken, so daß ein Axialspiel zwischen den ineinandergreifenden Gewinden des Werkzeuges 10 und den Hülsenteilen verhindert wird. Selbst wenn daher zwischen den ineinandergrei-

fenden Gewinden ein geringer Abstand vorhanden ist, kann dieser die Genauigkeit der Einstellung des Werkzeuges 10 weder in der einen noch in der anderen Richtung beeinflussen. Ferner bleiben die Einstellhülse 12 und die Hülse 42 fest in Anlage an der Einsatzbuchse 6 bzw. 44, auch wenn im Gebrauch ein Verschleiß der Teile auftritt, so daß sowohl ein radiales als auch ein axiales Spiel zwischen ihnen verhindert wird. Ein derartigew Spiel könnte ebenfalls die Genauigkeit der Einstellung des Werkzeuges beeinträchtigen. Der Reibungsschluß zwischen den Gewinden genügt zum Verhindern einer Drehung der Einstellhülse 12 und der Hülse 42 außer unter der Einwirkung eines formschlüssig übertragenen Drehmoments.
Für eine Verstellung des Werkzeuges brauchen keine Schrauben irgendwelcher Art gelockert oder angezogen zu werden, sondern es genügt das Drehen einer außen angeordneten Einstellhülse oder Hülse. Daher braucht das innere Ende des Werkzeugeinsatzes nicht zugänglich zu sein und braucht die den Werkzeugeinsatz aufnehmende Bohrung der Bohrstange diese nicht ganz zu durchsetzen; zu diesem Zweck könnte auch eine axiale Bohrung vorgesehen werden.

Der Werkzeugeinsatz 5 oder 41 kann zum Austausch des Werkzeuges 10 leicht aus der Bohrstange 1 herausgenommen werden, indem einfach die Schrauben 8 oder 57 gelockert werden und der Werkzeugeinsatz als Einheit herausgezogen wird. Danach können die Teile von dem Schaftteil 9 abgenommen und das Werkzeug ausgewechselt werden.

Die verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeugeinsatzes zeichnen sich durch eine neuartige, einfache Konstruktion aus und gestatten eine leichte, genaue Verstellung des darin befindlichen Werkzeuges durch einfaches Drehen einer auf den

so Werkzeugschaft aufgeschraubten Einstellhülse oder Hülse. Ferner ist das Werkzeug leicht auswechselbar, weil der Werkzeugeinsatz nur durch eine Klemmschraube od. dgl. festgehalten wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einstellbarer Werkzeugeinsatz für Bohrstangen u.dgl. Werkzeughalter, bestehend aus einem ein Außengewinde aufweisenden, mit einem Schneideinsatz versehenen Werkzeugschaft und einer den Werkzeugschaft mit einem Innengewinde aufnehmenden, von der Werkzeugseite her verstellbaren zylindrischen Einstellhülse und einem mit dem Werkzeugschaft verbundenen Abstützteil, der gegenüber einer die .Einstellhülse aufnehmenden Einsatzbuchse axial federnd abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil als mit dem Werkzeugschaft (9) verschraubbarer Hülsenteil (15; 50) ausgebildet ist, der drehfest mit der Einstellhülse (12; 47) verbunden ist.

2. Werkzeugeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil (15) in einer Aussenkung (19) einer weiteren Hülse (16) festgelegt ist, die mit Ansätzen (17) in Schlitze (18) der Einstellhülse (12) eingreift.

3. Werkzeugeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil (50) mit der Einstellhülse (47) einstückig durch einen quergeschlitzten, den Werkzeugschaft (9) mit einem Abstand (53) umgebenden mittleren Teil (52) nachgiebig verbunden ist.