DE2413021C3 - Schafthalter für ein Räumwerkzeug - Google Patents

Description

35

Die Erfindung betrifft einen Schafihalter für ein Räumwerkzeug, der den Schaft eines Räumwerkzeugs mittels radial verschiebbar angeordneter und über Schrägflächen am Schaft angreifender, lösbar verriegelbarer Mitnahmebolzen gegen die während eines Räumvorgangs axial am Räumwerkzeug angreifenden Kräfte formschlüssig in seinem Halterkörper hält.

Derartige aus DIN 1418 Bl. 1 bekannte Schafthalter sind bei Räummaschinen mit bewegtem Räumwerkzeug am Räumschlitten befestigt, während sie bei Räummaschinen m>t feststehendem Räumwerkzeug und bewegtem Werkstück am Maschinengestell befestigt sind. Sie halten das Räumwerkzeug mittels mehrerer radial im Halterkörper verschiebbar und verriegelbar geführter Mitnahmebolzen, die in verriegeltem Zustand gegen eine Mitnahmefläche des Schaftkopfes anliegen.

Bei dieser bekannten und üblichen Verriegelung des Räumwerkzeugs im Schafthalter ist eine völlig spielfreie Verriegelung des Räumwerkzeugs im Schafthalter weder in radialer, noch in axialer, noch in tangentialer Richtung gewährleistet, was aber bei geforderten hohen Bearbeitungsgenauigkeiten der Werkstücke notwendig ist.

Aus der US-PS 19 38 424 ist ein Räumwerkzeughalter bekannt, an dem das Räumwerkzeug mittels einer einen entsprechenden Flansch an einer Stirnseite übergreifenden Überwurfmutter angeschraubt wird. An der flanschseitigen Stirnseite sind Vorsprünge angeordnet, die in einen sich radial erstreckenden Schlitz am Schafthalter eingreifen, um das Räumwerkzeug gegen Drehbewegungen zu sichern. Der Querschnitt der Vorsprünge und des Schlitzes ist rechteckig, so daß weder in tangentialer noch in radialer Richtung eine spielfreie Verriegelung des Räumwerkzeugs relativ zum Schafthalter möglich ist. Mittels der Oberwurfmutter ist es zwar prinzipiell möglich, das Räumwerkzeug axial in beiden Richtungen gegenüber dem Schafthalter festzulegen; eine Schnellverriegelung bzw. Schneilösung zwischen Schaft und Schafthalter ist hiermit aber anders als beim gattungsgemäß vorausgesetzten Scnafthalter nicht möglich.

Aus der US-PS 32 42 819 ist ein Spannfutter zum drehfesten Einspannen von Zwischenstücken bekannt, an denen Werkzeuge zu befestigen sind. Derartige Spannfutter werden insbesondere an den Spindeln von Drehmaschinen verwendet. Das Spannfutter besteht aus einem mit einer sich nach außen erweiternden, kegelstumpfförmigen Bohrung versehenen Teil der Spindel, in dem ein längsgeschlitztes, mit einer zylindrischen Bohrung versehenes, entsprechend kegelstumpfförmig ausgebildetes Spannstück angeordnet ist, mittels dessen der zylindrische Teil des Zwischenstücks beim Hereinziehen des Spannstückes in die kegelstumpfförmige Bohrung der Spindel verspannt wird. Zum axialen Festlegen des Zwischenstückes ist an dessen Stirnseite eine Ansch'agschraube angebracht, die gegen einen entsprechenden Anschlag im Spannfutter zur Anlage gebracht wird.

Um die hohen Torsionskräfte nicht über das Spannstück übertragen zu müssen, sind sich parallel zur Längsachse des Zwischenstückes erstreckende, in entsprechenden Nuten mit Rechteckquerschnitt in der Spindelbohrung geführte Keile vorgesehen, die in entsprechende Längsnuten in der Zylinderfläche des Zwischenstückes eingreifen. Um den Keil frei von Scherkräften zu machen, sind dessen in die Nuten im Zwischenstück eingreifende Flächen und entsprechend die Seitenflächen dieser Nuten derartig gegenüber der zugehörigen Radialebene durch den Schaft des Zwischenstückes schräg gestellt, daß die Normale auf diese Schrägfläche durch die Anlagefläche zwischen dem Keil und der zugehörigen Nut in der Spindel geht. Diese Maßnahme führt dazu, daß die hohen Torsionsmomente im Keil lediglich zu Druckkräften und nicht zu Scherkräften führen.

Der Keil führt weder zu einer radialen, noch einer tangentialen Festlegung des Schaftes des Zwischenstückes, wenn einmal davon abgesehen wird, daß bei der ohnehin vorgesehenen — bei Räumwerkzeugen in der Regel nicht vorkommenden — Drehbelastung durch die Rotation der Spindel sich der Schaft des Zwischenstückes entgegen der Drehrichtung setzt. Eine radiale Festlegung des Schaftes des Zwischenstückes, also eine Zentrierung, erfolgt vielmehr durch das Spannfutter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schafthalter der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß eine spielfreie Verriegelung des Schaftes eines Räumwerkzeugs in ihm in radialer, tangentialer und axialer Richtung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Halterkörper drehfest und entgegen den beim Räumvorgang am Räumwerkzeug angreifenden Kräften axial festgelegt ein prismatischer, sich radial zur Längsacnse des Räumwerkzeug^ erstreckender, in eine entsprechende prismatische Nut an der Stirnseite des Schaftes eingreifender Keil angeordnet ist. Dieser Keil setzt sich spielfrei in die Nut und legt hierdurch das Räumwerkzeug tangential fest, d. h., er sichert das

Räumwerkzeug spielfrei gegen Verdrehungen. Des weiteren sichert er das Räumwerkzeug gegen radiale Bewegungen und legt es in einer Richtung axial exakt fest, während es in der anderen axialen Richtung durch die bereits erwähnten Mitnahmebolzen des Schafthal· ters festgelegt wird. Mit äußerst einfachen Maßnahmen ist also eine in jeder Richtung spielfreie Halterung des Räumwerkzeugs gewährleistet, was wiederum extrem hohe Bearbeitungsgenauigkeuen zur Folge hat.

Vorteilhafterweise ist der prismatische Keil an einem spielfrei im Halterkörper angeordneten Fixierbolzen angebracht, mit dem er zweckmäßigerweise einstückig ausgebildet ist. Um eine Anpassung an unterschiedlich ausgebildete Schaftköpfe und insbesondere an Toleranzmaße der Schaftköpfe und der prismatischen Nut zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn der Keil in Richtung der Längsachse des Schafthalters einstellbar ist.

Die Erfindung ist durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand c'er Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Schafthalter gemäß der Erfindung im Mittellängsschnitt,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Schafthalter gemäß Fig. !und

F i g. 3 einen Querschnitt durch den Schafthalter gemäß der Schnittlinie 111-111 in F i g. 1.

Der in der Zeichnung dargestellte Schafthalter weist einen Halterkörper 1 auf, der aus einem oberen, etwa rohrförmigen Teil 2 mi', einer zylinderförmigen Ausnehmung 3 und einem unteren rohrförmigen Teil 4 mit einer Zylinderbohrung 5 besteht. Am unteren Ende des oberen rohrförmigen Teils 2 ist ein radial vorspringender, ringförmiger Bund 6 angebracht. Dieser Halterkörper 1 ist im wesentlichen drehsymmetrisch zu seiner Mittellängsachse 7 ausgebildet. Der Halterkörper ist in einem Räumschlitten 8 befestigt, wozu der untere rohrförmige Teil 4 des Halterkörpers 1 durch eine entsprechende ftohrung 9 hindurchgesteckt wird, so daß die als Anschlagfläche 10 ausgebildete Unterseite des Bundes 6 gegen eine entsprechende ringförmige Anlagefläche ti am Räumschlitten anliegt. Gegen ein Verdrehen relativ zum Räumschlitten 8 wird der Halterkörper 1 durch eine Paßfeder 12 gehalten. Gegen axiale Verschiebungen -· nach oben — gegenüber dem Räumschlitten wird er durch zwei außen auf den unteren rohrförmigen Teil 4 aufgeschraubte Kontermuttern 13 gehalten. Da der untere rohrförmige Teil 4 spielfrei in der Bohrung 9 des Räumschlittens 8 gehalten wird, sind auch radiale Bewegungen ausgeschlossen.

In die zylindrische Ausnehmung 3 des oberen rohrförmigen Teils 2 des Halterkörpers 1 wird der Schaft 14 eines Räumwerkzeugs vor Beginn eines Räumvorgangs eingeführt und verriegelt, wobei die Längsachse des Räumwerkzeugs mit der Mittellängsachse 7 des Schafthalters fluchtet. Der Schaft 14 weist an seinem Ende einen Schaftkopf 15 und im Anschluß daran einen Schafthals 16 mit geringerem Durchmesser auf. Der Übergang vom Schaftkopf 15 zum schlankeren Schafthals 16 wird durch eine geneigte Mitnahmefläche 17 gebildet. Der insoweit beschriebene Schaft ist drehsymmetrisch.

Die Verriegelung des Schaftes 14 in der zylindrischen Ausnehmung 3 erfolgt mittels radial in entsprechenden Ausnehmungen 18 im oberen rohrförmigen Teil 2 ge- (>.s führten Mitnahmebolzen 19, die durch eine auf der Außenseite des rohrförmigen Teils 2 koaxial angeordnete und in Richtung der Mittellängsachse 7 verschiebbare Schaltbuchse 20 betätigt werden. Die Schaltbuchse 20 ist über eine vorgespannte Druckfeder 21 gegenüber dem Bund 6 abgestützt, wobei diese Druckfeder 21 gegen entsprechende Anlageflächen 22 am Bund 6 bzw. 23 an der Außenseite der Schaltbuchse 20 unter Druck anliegt.

In der in F i g. 1 rechts oben dargestellten Lage ist der in die zylindrische Ausnehmung 3 eingeführte Schaft 14 verriegelt, d. h., der Mitnahmebolzen 19 ist nach innen geschoben und liegt mit einer der Mitnahmefläche 17 in seiner Neigung entsprechenden Gegenfläche 24 gegen die Mitnahmefläche 17 an, wodurch ein Herausziehen des Schaftes 14 aus der zylindrischen Ausnehmung 3 unterbunden wird. Dieses Hineinschieben der Mitnahmebolzen 19 in ihre Verriegelungsstellung wird dadurch bewerkstelligt, daß die Schaltbuchse 20 durch die Druckfeder 21 nach oben geschoben wird, wodurch der Mitnahmebolzen über entsprechende geneigte Führungsflächen 25, 26 in der Schalibuchse 20 und entsprechende gleichgeneigte Gegenflächen 27, 28 am Mitnahmebolzen 19 nach innen geschoben wird. Das Hineinschieben der Mitnahmebolzen 19 erfolgt zuerst verhältnismäßig schnell, da die Führungsfläche 25 und d^;e entsprechende Gegenfläche 27 relativ stark zur Mittellängsachse 7 geneigt sind, während es auf Grund der geringen Neigung der sich anschließenden Führungsfläche 26 und der entsprechenden Gegenfläche 28 am Ende des Verriegelungsvorgangs sehr viel langsamer und mit entsprechend größerer Kraft erfolgt.

Der Weg der Schaltbuchse 20 beim Verriegeln der Mitnahmebolzen 19 wird durch einen konzentrisch am oberen Rand des rohrförmigen Teils 2 angeschraubten, nach außen vorstehenden Anschlagring begrenzt.

Das Entriegeln des Schaftes erfolgt dann, wenn die Schaltbuchse 20 gegen die Unterseite des Maschinentisches 30 fährt und unter Zusammendrückung der Druckfeder 21 weiter auf den oberen rohrförmigen Teil 2 des Halterkörpers 1 aufgeschoben wird. Hierbei kommen die Gegenflächen 27, 28 frei von den Führungsflächen 25, 26 in der Schaltbuchse 20, so daß die Mitnahmebolzen 19 beim Herausziehen des Schaftes 14 aus dem Schafthalter in eine entsprechende ringförmige Ausnehmung 31 in der Schaltbuchse zurückgleiten können. Diese entriegelte Stellung ist in F i g. 1 oben links dargestellt. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, daß in F i g. 1 oben rechts der Maschinentisch 30 nach oben versetzt gezeichnet ist, um zu zeigen, daß die Verriegelung nur erfolgen kann, wenn der Schafthalter frei vom Maschinentisch ist. Die Mitnahmebolzen werden durch Paßstifte 32 gegen Hineinfallen in die zylindrische Ausnehmung 3 gesichert.

In der Zylinderbohrung 5 ist ein ebenfalls zylindrischer, radial spielfrei geführter Fixierbolzen 33 angeordnet, an dessen der Stirnseite 34 des Schaftkopfes 15 zugewandtem Ende ein sich radial etwa über den vollen Durchmesser des Fixierbolzens erstreckender prismatischer Keil 35 ausgebildet ist, der also etwa den Querschnitt eines gleichseitigen Trapezes aufweist. In der Stirnseite 34 des Schaltkopfes 15 ist eine entsprechende Nut 36 angebracht, die also unter einem gleichen Winkel wie die Seitcnlängsflächen 37 des Keils 35 geneigte Anlageflächen 38 aufweist. Wenn der Schaft 14 des Räumwerkzeugs in die zylinderförmige Ausnehmung 3 eingeführt wird, so setzt sich dieser prismatische Keil 35 in die Nut 36 und fixiert hiermit den Schaft 14 spielfrei in radialer und iangentialer Richtung und axial in einer Richtung. Die axiale Festlegung in der

anderen Richtung erfolgt dann mittels der Mitnahmebolzen 19 in deren verriegelter Lage. Der Fixierbolzen 33 ist durch eine im Bund 6 angebrachte, in eine achsparallele Nut 38' an seinem AuDenumfang eingreifende Fixierschraube 39 spielfrei gegen Verdrehungen gesichert.

Um eine spielfreie Verriegelung des Schaftkopfes 15 zwischen Mitnahmebolzen 19 und prismatischem Keil 35 zu gewährleisten, ist der Fixierbolzen 33 in axialer Richtung einstellbar. Hierzu liegt er mit seinem dem prismatischen Keil 35 entgegengesetzten Ende auf einer Stellschraube 40 auf, die in ein Gewinde 41 im außenliegenden Teil der Zylinderbohrung 5 eingeschraubt ist und dort selbsthemmend gehalten wird.

Hierzu ist diese Stellschraube 40 in einer Querschnittsebene mit einem Schlitz 42 versehen. CMe beiden hierdurch gebildeten Teile der Stellschraube 40 können nach dem genauen Einstellen der Stellschraube 40 und damit des prismatischen Keils 35 mittels einer Zylinderschraube 43 verspannt werden.

Der Fixierbolzen 33 und die Stellschraube 40 sind mit koaxialen, also miteinander fluchtenden Bohrungen 44, 45 versehen. Seitlich neben dem prismatischen Keil 35 ansetzend, sind zwei zu der Bohrung 'M hinführende Bohrungen 46 angesetzt, so daß beim Räumen in die zylindrische Ausnehmung 3 fallende Späne nach unten aus dem Schafthalter herausfallen können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: ^

1. Schafthalter für ein Räumwerkzeug, der den Schaft eines Räumwerkzeugs mittels radial verschiebbar angeordneter und über Schrägflächen am Schaft angreifender, lösbar verriegelbarer Mitnahmebolzen gegen die während eines Räumvorgangs axial am Räumwerkzeug angreifenden Kräfte formschlüssig in seinem Halterkörper hält, dadurch gekennzeichnet, daß im Halterkörper (1) drehfest und entgegen den beim Räumvorgang am Räumwerkzeug angreifenden Kräften axial festgelegt ein prismatischer, sich radial zur Längsachse (7) des Räumwerkzeugs erstrecKender, in eine entsprechende prismatische Nut (36) an der Stirnseite (34) des Schaftes (14) eingreifender Keil (35) angeordnet ist.

2. Schafthalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der prismatische Keil (35) an einem spielfrei im Halterkörper (1) angeordneten Fixierbolzen (33) angebracht ist.

3. Schafthalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (35) und der Fixierbolzen (33) einstückig ausgebildet sind.

4. Schafthalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixierbolzen (33) koaxial im Halterkörper (1) angeordnet ist.

5. Schafthalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (35) in Riehtung der Längsachse (7) des Schafthalters einstellbar ist.