DE2056683C3 - Futter zur Aufnahme von zylindrischen Werkzeugschäften - Google Patents

Description

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schiedener Werkzeuge aufgenommen. Die Werkzeug- Aufnahmebohrucg 2 zylinderförmig ausgeführt und aufnahme der Werkzeugwechsler muß deshalb so be- weist eine Reihe von Kugeln 26 auf, die auf gleichem schaffen sein, daß auch bei längerer Betriebsdauer Teiikreisdurchrnesser liegen. Die Kugeln 26 sind in und ungünstigen Bedingungen durch den Werkzeug- Reihen auf dem Umfang des Kugelkäfigs gleichförwechsel sowie durch teilweiss stärkere Belastung 5 mig verteilt. Die Druckfeder 5 drückt den Kugelkädurch Schnittkräfte bei Schrupparbeiten keine Beein- fig 4 gegen den Anschlagring 27, soiange kein Werkträchtigung der Aufnahme für Schlichtarbeiten, wie zeugschaft 15 eingeführt ist.

Passungsdrehen mit Bohrstangen, eintreten darf. Diese Situation wird in der unteren Hälfte der Fi-

Zwar beschreibt die USA.-Patentschrift 3 521 896 gur dargestellt. Dabei befinden sich die Kugeln 26 bereits eine Werkzeughaiterausführung, bei der die io des Kugelkäfigs 4 den Ringnuten 25 gegenüber, He-Wandung der Aufnahmebohrung durch eine Abstu- gen also an der tragenden Wandung 28 der Aufnahfung im Durchmesser unterbrochen ist, wobei die mebohrung 2 nicht an. Da aber die Anzahl der Rmg-Aufnahmebohrung die in einem Käfig gehaltenen nuten um eins geringer ist als die Anzahl der Kugel-Kugeln trägt. Jedoch ist in unmittelbarer Nähe der reihen des Kugelkäfigs 4, liegen die Kugeln 26 derje-Sohneide keine Abstützung des Werkzeugschaftes 15 nigen Kugelreihe, die sich am weitesten innerhalb der vorgesehen. Wegen des Fehlens eines Kurzkegels wie Aufnahmebohrung 2 befindet, an der tragenden bei der Erfindung dürfte die bekannte Werkzeug- Wandung 28 an.

halterausführung einem Werkzeugschaft nicht den- Wird nun der zylindrische Werkzeugschaft 15 in

selben Halt bieten. Ferner ist bei der bekannten Ein- die Aufnahmebohrung 2 oder, besser gesagt, in den richtung von Nachteil, daß etliche Kugeln des Kugel- 20 Kugelkäfig 4 eingeführt, so nimmt er diesen erst in fcafigs in Reihe angeordnet sind und beim Festspann- dem Augenblick mit, wenn sein vorderes Ende die Prozeß dieselbe Bahn in der Aufnahmebohrung ent- letzte sich an der tragenden Wandung 28 abstütlanglaufen. Dadurch können sehr leicht Riefen ent- zende Kugelreihe erreicht. In diesem Augenblick stehen, die den Sitz des Werkzeugschaftes in dem setzt sich der Kugelkäfig 4 in Richtung auf das AufFutter beeinträchtigen. 25 nahmebohrungsende 7 gegen die Kraft der Feder 5 in In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Bewegung. Die bisher nicht tragenden Kugeln 26 des Erfindung ist die Anzahl der Ringnuten um eins klei- Kugelkäfigs 4 gelangen dabei über diejenige Schulter ner als die Anzahl der Kugelumfangsreihen, wobei der jeweilig gegenüberliegenden Ringnut hinweg, die eine, vorzugsweise die dem Ende der Aufnahmeboh- dem Aufnahmebohrungsende 7 zugewandt ist, und rung nächstliegende Kugelreihe in der Leerstellung 30 stützen sich dabei an der tragenden Wandung 28 ab. des Kugelkäfigs an der tragenden Wandung der Auf- Zwischen dieser tragenden Wandung 28, den Kugeln nahmebohrung anliegt. 26 und dem Werkzeugschaft 15 ist ein Preßsitz vor-

Der Abrollweg der Kugeln des Kugelkäfigs gesehen.

braucht bei dieser Weiterbildung nur etwa von der Da die Kugeln 26 jeweils nur aus dem Bereich der

Größenordnung der Kugeldurchmesser zu sein. Es 35 ihnen jeweils gegenüberliegenden Ringnut 25 herausgenügt zur festen Halterung des Werkzeugschaftes, gebracht werden müssen, beträgt die zu einer festen wenn die den Ringnuten gegenüberstehenden Kugeln Halterung notwendige Abrollstrecke der Kugeln 26 die in Richtung des Aufnahmebohrungsendes liegen- nur wenige Millimeter. Nach dem Einfahren des den Ringnutenschultern um wenige Millimeter über- Werkzeugschafles 15 in die Aufnahmebohrung 2 schritten haben. 40 wird der Anker 16 abgezogen. Dadurch ist ein Her-

Die Erfindung wird im folgenden durch eine Aus- ausfallen des Werkzeugschaftes aus dem Futter nicht führungsform an Hand der Zeichnung erläutert. Die mehr möglich.

Figur zeigt ein Futter nach der Erfindung, dessen Die Tatsache, daß sich durch die Kugeln eine

Aufnahmebohrung mit Ringnuten versehen ist. Preßpassung zwischen Werkzeugschaft 15 und Auf-

Das Futter nach der Figurenbeschreibung befindet 45 nahmebohrung 2 erzielen läßt, ist in weiterer Ausgesich am freien Ende einer Arbeitsspindel 1. Es ist mit staltung der Erfindung auch für folgende Maßnahme einer Aufnahmebohrung 2 versehen und weist an sei- anwendbar:

ner Stirnseite zwei sich diametral gegenüberliegende Durch die Preßpassung wirken Radialkräfte auf

Nuten 3 auf. In der Aufnahmebohrung 2 ist ein Ku- die Aufnahmebohrung 2 der Arbeitsspindel 1 und begelkäfig 4 axial verschiebbar untergebracht, der von so wirken eine Verformung der Arbeitsspindel 1 in der einer Druckfeder 5 gegen einen Anschlagring 27 ge- Art, daß der Außendurchmesser der Arbeitsspindel 1 drückt wird. Die Druckfeder 5 stützt sich an dem in dem Bereich, in dem Kugeln in der Aufnahmeboh-Aufnahmebohrungsende 7 ab. Der erwähnte An- rung 2 zur Anlage gekommen sind, größer wird. Dies schlagring 27 befindet sich unmittelbar an der Öff- führt zu einer Verringerung des Lagerspiels der Arnung 8 der Aufnahmebohrung 2. 55 beitsspindel 1.

In die Aufnahmebohrung 2 sind Ringnuten 25 ein- Da für verschiedenartige Werkzeuge unterschiedgearbeitet. Im Bereich der Nuten 3 ist ein konischer liehe Forderungen und Bedingungen an die Spindel-Abschnitt 18 vorgesehen, der mit dem Kurzkegel 19 lagerang gestellt werden — z. B. hohe Drehzahlen, des Werkzeugschaftes 15 zusammenwirkt. Nuten- hohe Genauigkeit, geringe Belastung bei Schhchtarsteine 20 des Werkzeugschaftes 15 greifen beim Ein- 60 beiten; niedrigere Drehzahlen, niedrigere Genauigfahren des Werkzeugschaftes in die Aufnahmeboh- keit und hohe Belastung bei Schrupparbeiten , rung 2 in die Nuten 3 ein und stellen somit eine Ver- könnte durch Durchmesserabstufung der verscnieaiedrehsicherung dar. Die Nuten 3 und die entsprechen- nen Werkzeugschäfte das Spiel der Spindellagerung den Nutensteine 20 können unterschiedlicher Breite den jeweiligen Forderungen des Werkzeuges angesein, so daß ein Einstecken des Werkzeugschaftes in 65 paßt werden.

die Aufnahmebohrung 2 nur in einer bestimmten Das Lagerspiel einer Arbeitsspindel kann aucn gc

Winkellage möglich ist. nerell verändert werden, indem der komplette Migc -

Der Kugelkäfig 4 ist entsprechend der Form der käfig 24 gegen einen Käfig ausgewechselt wira um

dickeren oder dünneren Kugeln. Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf zylindrische Aufnahmen. Es ist z. B. auch eine Vierkantaufnahme denkbar, bei der an Stelle der Kugeln zylindrische Rollen zwischen Werkzeugschaft und Aufnahme zum Einsatz kämen. Bei dieser Ausführung würde durch die Linien-1 berührung der Rollen eine sehr hohe Tragfähigkeit! und eine gute Dämpfung erzielt. Ferner wäre eine] Verdrehsicherung durch Nuten und Nutensteine j nicht erforderlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Das bekannte Futter ist aber auch mit Nachteilen Patentansprüche: behaftet. , Durch das Einführen des Werkzeugschaftes in die

1. Futter zur Aufnahme von zylindrischen Aufnahmebohrung wandern die Kugeln und der die Werkzeugschäften mit das Passungsspiel zvvi- 5 Kugeln tragende Käfig in Einrichtungsrichtung in die sehen der zylindrischen Aufnahmebohrung des Aufnahmebohrung hinein. Dies hat zur Folge, daß Futterkörpers bzw. der Spindel und dem einge- der Werkzeugschaft im aufgenommenen Zustand führten Werkzeugschaft überbrückenden, in nicht in seiner gesamten Länge von Kugeln umeinem Kugelkäfig angeordneten Kugeln, da- schlossen ist und die erste Kugelreihe einen bestimmdurch gekennzeichnet, daß die Aufnah- io ten Abstand hinter der Vorderkante der Aufnahmemebohrung (2) mit Ringnuten (25) versehen ist, bohrung zurückliegt. Werden Werkzeuge aufgenomdie in dem axialen Abstand der Kugelumfangsrei- men, bei deren Einsatz starke radiale Kräfte auf den hen entsprechenden axialen Abstand angeordnet Schaft wirken, wie z. B. bei Fräsern, so ist die Stabilisind, und daß zwischen der tragenden Wandung tat der bekannten Werkzeugaufnahme nicht befriedi-(28) und der Stirnfläche des Futterkörpers bzw. 15 gend. Ferner wird durch das Wandern der Kugeln der Spindel (1) ein kurzer konischer Teil (18) zur beim Einführen des Werkzeugschaftes Auskraglänga Aufnahme des entsprechenden Kurzkegels (19) des Werkzeuges, d. h. die Länge von Werkzeugspitze des Werkzeugschaftes vorgesehen ist. bis zum vorderen Punkt der Aufnahmebohrung un-

2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- nötig vergrößert.

zeichnet, daß die Anzahl der Ringnuten (25) um 20 Ferner zeigt die USA.-Patentschrift 3 120 765 eine eins kleiner ist als die Anzahl der Kugelumfangs- justierbare Werkzeughalterung, bei der eine exzentrireihen und daß eine, vorzugsweise die dem Ende sehe Lagerbüchse, die zwischen Kugellagern ander Aufnahmebohrung (2) nächstliegende Kugel- ^geordnet ist, gegenüber dem Werkzeugschaft über reihe in der Leerstellung des Kugelkäfigs (4) an einer Gehäusebüchse verstellt werden kann. Der der tragenden Wandung (28) der Aufnahmeboh- 25 Werkzeugschaft weist eine Schulter auf, die mit einer rung (2) anliegt. kegelförmigen Fläche versehen ist. Diese Fläche

kommt zur Anlage gegen eine entsprechende konische Ringfläche der Lagerbuchse. Die Anlage zwi-

sehen der Schulter des Werkzeugschaftes und der e*-

30 zentrischen Lagerbuchse bewirken Druckfedern.

Auf Grund der Abmessungen der anliegenden konischen Flächen des Werkzeugschaftes sowie der

Die Erfindung betrifft ein Futter zur Aufnahme Tatsache, daß die Anlage durch Federdruck erzeugt von zylindrischen Werkzeugschäften mit das Pas- wird, erscheint es ausgeschlossen zu sein, daß sich sungsspiel zwischen der zylindrischen Aufnahmeboh- 35 der Werkzeugschaft bei starker Belastung an der korung des Futterkörpers bzw. der Spindel und dem nischen Fläche abstützen kann. Ferner besteht die eingeführten Werkzeugschaft überbrückenden, in Gefahr, daß die Federn auf Grund von Schmutzteileinem Kugelkäfig angeordneten Kugeln. chen nicht in der Lage sind, die konischen Flächen

Durch die deutsche Offenlegungsschrift 1402197 hinreichend fest ineinanderzupressen.
ist ein Futter der eingangs genannten Art bekanntge- 40 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine worden, in dessen Aufnahmebohrung ein mit Kugel- Verbindung zwischen Werkzeugschaft und Futter reihen bestückter Käfig angeordnet ist. Die Kugeln über die gesamte eingeführte Länge des Werkzeugdieses Käfigs sind zum Halten eines eingeführten schaftes, insbesondere aber auch in größtmöglicher Werkzeugschaftes vorgesehen. Die Passung zwischen Nähe der Werkzeugschneide vorzusehen. Darüber den zusammenwirkenden Teilen — Werkzeugschaft, +5 hinaus soll ein äußerst kurzer Einführweg zum Fest-Kugeln, Aufnahmebohrung — entspricht dabei spannen des Werkzeugschaftes ausreichen,
einem negativen Spiel. Ferner sind Mittel vorgese- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gehen, durch die der Werkzeugschaft stets in der glei- löst, daß die Aufnahmebohrung mit Ringnuten versechen Winkellage zur Längsachse des Werkzeugs im hen ist, die in dem axialen Abstand der Kugelum-Futter gehalten wird. 50 fangsreihen entsprechenden axialen Abstand an-

Das bekannte Futter weist eine Reihe von Vortei- geordnet sind und daß zwischen der tragenden Wanlen auf. Es ist beispielsweise die Arbeitsgenauigkeit dung und der Stirnfläche des Futterkörpers bzw. die bei seiner Verwendung mit Ausbohrwerkzeugen und Spindel ein kurzer konischer Teil zur Aufnahme des Bohrstangen außerordentlich gut. Schmutz und entsprechenden Kurzkegels des Werkzeugschaftes kleine Fremdkörper, die des öfteren beim Werkzeug- 55 vorgesehen ist.

wechsel zwischen den Werkzeugschaft und die Auf- Die Unterbrechung der tragenden Wandung der

nahmebohrung eindringen, vermögen die Genauig- Aufnahmebohrung verkürzt den erforderlichen Einkeit der Bearbeitung nicht zu beeinträchtigen. Weiter- fahrweg des Kugelkäfigs, und der konische Teil in hin ist der Einfluß von Schlag in der Werkzeuglängs- der Aufnahmebohrung schafft in Verbindung mit achse deshalb ohne nachteilige Auswirkung auf die 60 dem Kurzkegel am Werkzeugschaft eine feste Ver-Arbeitsgenauigkeit, weil das Werkzeug stets in der bindung in größtmöglicher Nähe der Werkzeuggleichen Winkellage in der Aufnahmebohrung gehal- schneide. Durch diese Maßnahmen ist das Futter ten wird. nach der Erfindung insbesondere für Werkzeugma-

Die Wiederholbarkeit der Werkzeughalterung, schinen mit automatischem Werkzeugwechsel geeigd. h. die Lagegenauigkeit einer Werkzeugschneide in 63 net, da es gegen Schmutz nahezu unempfindlich ist bezug auf die Arbeitsspindel nach mehrfachem und außerdem größte Stabilität aufweist. Bekanntlich Werkzeugwechsel, ist bei der bekannten Werkzeug- werden bei solchen Werkzeugwechslern von der gleiaufnahme sehr zufriedenstellend. chen Arbeitsspindel hintereinander eine Vielzahl ver-