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Zweiteiliges einstellbares Ausdrehwerkzeug
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Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges, einstellbares Ausdrehwerkzeug
mit einem Werkzeugkörper, der einen exzentrischen, achsparallelen Innenkegel aufweist,
und mit einem Stahlhalter, der an seinem dem im wesentlichen radial gerichteten
Bohrstahl gegenüberliegenden Ende einen in den Innenkegel passenden und darin durch
eine Spanneinrichtung festgespannten Außenkegel trägt z wobei die Achse des Stahlhalters
exzentrisch gegenüber der #eqel#chse ist.
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Aus der Praxis ist ein Ausdrehwerkzeug bekannt, bei dem der Außenkegel
des Stanlhalters mit Hilfe einer von hinten in den Werkzeugkörper eingeführten Spannschraube
in dem Innenkegel des Aufnahmeschaftes festgeklemmt ist.
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Die Klemmschraube ist dabei drehfest mit einem Kegelrad verbunden,
das seinerseits mit einem zweiten Kegelrad kämmt. Das zweite Kegelrad ist xron außerhalb
des Werkzeugkörpers zu betätigen.
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Um bei den bekannten Ausdrehwerkzeug einen anderen Bohrdurchmesser
einzustellen, wird zunächst mit Hilfe des Kegelradgetriebes die Spannschraube gelöst,
so daß der Außenkegel von dem Innenkegel freikommt. Anschließend wird der Außenkegel
mit dem Stahlhalter um den gewünschten Betrag gegen den Innenkegel verdreht, um
auf diese Weise einen geänderten Abstand der Schneide von der Werkzeugrotationsachse
zu
erhalten.
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Nachdem die gewünschte Verdrehung eingestellt ist, wird mit Hilfe
des Kegelgetriebes die Spannschraube wieder angezogen und der Innenkegel mit dem
Außenkegel reibschlüssig verbunden.
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Beim Festziehen der Spannschraube kann es jedoch bei dem bekannten
Ausdrehwerkzeug geschehen, daß sich die beiden Kegel wieder gegeneinander verdrehen,
so daß nach dem Festziehen der Spannschraube nicht der gewünschte Bohrdurchmesser
eingestellt ist. Außerdem ist es bekanntermaßen schwierig, zwei gut ineinander passende
Kegel- oder Konusverbindungen voneinander zu lösen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Ausdrehwerkzeug zu schaffen,
bei dem das Einstellen des Flugkreisdurchmessers vereinfacht ist und bei dem keine
Gefahr besteht, daß sich im Verlauf des Einstellvorganges die beiden Kegel durch
das Festspannen des Innenkegels gegenüber dem Außenkegel gegeneinander verdrehen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Ausdrehwerkzeug
durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Weil der Außenkegel in Achsrichtung federelastisch gegen den Innenkegel
gepreßt wird, treten beim Einstellen des Ausdrehwerkzeuges keine zusätzlichen Drehbewegungen
auf, wenn der Außenkegel wieder in dem Innenkegel festgespannt werden soll. Auf
diese Weise besteht keine Gefahr, daß sich der Außenkegel beim Festspannen gegen
den Innenkegel verdreht.
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Da das erfindungsgemäße Ausdrehwerkzeug ferner eine Trenneinrichtung
aufweist, um die beiden Kegel für eine relative Verdrehung gegeneinander voneinander
zu trennen, ist der Einstellvorgang wesentlich erleichtert.
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Gemäß einer Weiterbildung ist in dem Werkzeugkörper ein Schneckentrieb
angeordnet, dessen Schneckenrad mit dem Innenkegel drehfest verbunden ist und dessen
Schnecke in dem Werkzeugkörper gelagert ins=, wodurch eine sehr feinfühlige und
durch das Schneckengetriebe selbstsperrende Verdrehung des Außenkegels gegenüber
dem Innenkegel möglich ist.
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Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn zwischen einem
Anschlag in dem Werkzeugkörper und dem Innenkegel zwei an einer Stelle einstückig
miteinander verbundene, konzentrische Ringe vorgesehen sind, die mit Hilfe einer
von außen in den Werkzeugkörper eingedrehten Stiftschraube auseinander zu spreizen
sind, um auf diese Weise den Außenkegel gegen die Federkraft der Spanneinrichtung
von dem Innenkegel zu lüften. Die St-iftsc1#raube weist zu diesem Zweck an ihrem
vorderen Ende,das mit den Ringen zusammenwirkt, einen entsprechenden Kegel auf,
der in den Schlitz zwischen beiden Ringen ragt.
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Damit sich die Ringe nicht gegenüber der Stiftschraube verdrehen können,
begrenzen si zusammen eine oval angesenkte Radialbohrung, in die ein an die kegelig
zugespitzte Stiftschraube angeformter Ansatz hineinragt.
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Damit der dem Außenkegel benachbarte Ring bei se;-ner Kippbewegung
beim Trennen der beiden Kegel nicht in dem Aufnahmeschaft klemmt kann er gegenüber
dem anderen
Ring einen geringfügig kleineren Durchmesser aufweisen
Eine sehr einfache Montage des Werkzeuges ergibt sich, wenn der Anschlag für die
Trenneinrichtung durch einen in eine entsprechende Nut des Werkzeugkörpers eingesetzten
Innensprengring gebildet ist .An diesem Innensprellgring kann sich über ein Axiallager,
das gegebenenfalls als Wälzlager ausgeführt ist, das Federelement der Spanneinrichtung
abstützen, ur,l auf diese Weise die notwendige Zugkraft von dem Außenkegel auf den
Aufnahmeschaft zu übertragen.
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C-:näß einer Weiterbildung del- Erfindung befindet sich das Sclneckenrad
für denschneckentrleb zwischen dem Federelement und dem Axiallager, wobei ein weiteres
Axiallager vorgesehen sein kann, um das Federelement beim Einschrauben des Zubolzns
von Drehmomenten fast vollkommen frei zu halten.
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Die Kraft der Feder, die sich mit einem Ende an dem Anschlag in dem
Werkzeugkörper abstützt, beaufschlagt mit ihrem anderen Ende den in den Außenkegel
eingedrehten Zugbolzen, der unverlierbar in dem Werkzeugkörper gehaltert ist. Die
Konstruktion bietet somit den Vorteil, daß es durch einfaches Lösen des Zugbolzens
moglich ist, den mit dem Stahlhalter verbundenen Außenkegel gegen einen anderen
Stahlhalter auszutauschen, ohne daß die Gefahr besteht, daß irgendwelche Bauteile
des Ausdrehwerkzeuges verlorengehen können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig 1 ein Ausdrehwerkzeug gemäß
der Erfindung, teilweise geschnitten, mit um 900 gedreht dargestellter Schnecke
in einer Seitenansicht, Fig. 2 das Ausdrehwerkzeug nach Fig. 1 in einer Draufsicht
auf die Stirnseite, Fig. 3 das Ausdrehwerkzeug nach Fig. 1, geschnitten entlang
der Linie 3-3 in einer Draufsicht, Fig. 4 die Ringe der Trenneinrichtung für das
Ausdrehwerkzeug nach Fig. 1 in einer Draufsicht, Fig. 5 die Ringe nach Fig. 4, geschnitten
entlang der Linie 5-5 in einer Seitelsansicht und Fig. 6 die Stiftschraube der Trenneinrichtung
für das Ausdrehwerkzeug nach Fig. 1.
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In Fig. 1 ist ein zweiteiliges, einstellbares Ausdrehwerkeug 1 dargestellt,
das einen Werkzeugkörper 2 aufweist.
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Der Werkzeugkörper 2 trägt an seiner, bezogen auf die Darstellung
in Fig. 1 linksseitigen Stirnseite, einen Spannschaft 4, der entweder kegelig, wie
in der unteren Hälfte von Fig. 1 dargestellt, oder, gemäß der Darstellung in der
oberen Figurenhälfte, zylindrisch ausgebildet sein kann.
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Je nach verwendeter Maschinenspindel ist der Spannschaft 4 wahlweise
mit einem Innen- oder Außenanzugsgewinde ausgestattet. In dem Sparinschaft 4 ist
eine durchgehende, konzentrische Bohrung 6 vorgesehen.
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An der dem Spannschaft 4 gegenüberliegenden Stirnseite des Aufnahmeschaftes
2 ist in diesem ein Ir,nenkegel 8 ausgebildet, dessen Achse parallel zur Rotationsachse
des Ausdrehwerkzeuges 1 verläuft; sie ist
jedoch gegen die Rotationsachse
exzentrisch versetzt, Der Innenkegel 8 geht an seinem in dem Werkzeugkörper 2 liegenden
Ende in eine koaxial zu dem Innenkegel 8 verlaufende Bohrung 10 über, wobei der
Durchmesser der Bohrung 10 dem kleinsten Durchmesser des Innenkegels 8 entspricht.
Etwa im Bereich des Spannschaftes 4 trifft die Bohrung 6 auf die Bohrung 10.
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In dem Innenkegel 8 sitzt ein Außenkegel 12 eines Stahlhalters 14,
der einen an den Außenkegel 12 angeformten zylindrischen Fortsatz 16 aufweist, an
dessen freiem Ende ein Bohrstahl 18 gehaltert ist. An das in dem Aufnahmeschaft
2 befindliche Ende des Außenkegels 12, der etwa die gleiche Höhe aufweist wie der
Innenkegel 8, ist ein zylindrischer Mitnehmer 20 angeformt, an dem ein Flachkant
22 ausgebildet ist. Der Durchmesser des zylindrischen Mitnehmers 20 ist kleiner
als der Innendurchmesser der Bohrung 10, so daß von dem Mitnehmer 20 und der Bohrung
10 ein Ringspalt begrenzt wird.
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In dem Ringspalt sitzt in einer entsprechenden Nut der bohrung 10
ein Innensprengring 24, der im Abstand zu dem in dem Werkzeugkörper 2 liegenden
Ende des Außenkegels 12 steht. Zwischen dem Innensprengring 24 und dem Außenkegel
12 ist auf dem Mitnehmer 20 ein Spreizring 26 angeordnet, der in einem größeren
Maßstab in Fig. 5 veranschaulicht ist. In Höhe des Spreizringes 26 ist in dem Werkzeugkörper
2 eine radial verlaufende Gewindebohrung 28 vorgesehen, die eine Stiftschraube 30
aufnimmt, die mit einem kegeligen in einem kleinen Zylinder 34 auslaufenden Fortsatz
32 mit dem Spreizring 26 in Eingriff steht.
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Auf dem Innensprengring 24 liegt ein Axialwälzlager 36 auf, auf dem
sich ein in der Bohrung 10 radial geführtes Schneckenrad 38 mit einer Seitenfläche
abstützt.
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An der gegenüberliegenden Seite des Schneckenrades 38 liegt ein weiteres
Axialwälzlager 40 an. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß der eine Lagerring
des Axialwälzlagers 40 durch die Seitenfläche des Schneckenrades 38 gebildet ist.
Auf dem anderen Lagerring des Axialwälzlagers 40 liegt ein konzentrisch angeordnetes
Paket Tellerfedern 42 auf, das in die Bohrung 6 reicht.
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Durch die konzentrische Abfolge aus Tellerfedern 42, Axialwälzlager
40 und Schneckenrad 38 führt ein Zugbolzen 44, der in eine Gewindebohrung 46 in
dem Außenkegel 12 eingeschraubt ist. Der Zugbolzen 44, der sich somit über die Tellerfedern
42, die Axialwälzlager 40 bzw. 36 und das Schneckenrad 38 auf dem Innensprengring
24 abstützt, zieht den Außenkegel 12 gegen den Innenkegel 8, so daß eine reibschlüssige
Verbindung zwischen dem Werkzeugkörper 2 und dem Stahlhalter 14 zustandekommt.
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Die axiale Einschraubbewegung des Zugbolzens 44 in den Außenkegel
12 wird durch eine auf dem Zugbolzen 44 verstiften Büchse 46 begrenzt, die sich
in der.Bohrung des Schneckenrades 38 befindet und sich beim Festziehen des Zugbolzens
44 an den Mitnehmer 20 des Außenkegels 12 anlegt.
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Das Schneckenrad 38 weist an der dem Axialwälzlager 36 benachbarten
Seitenfläche eine entlang dem Durchmesser verlaufende Ausnehmung 48 mit einer solchen
Breite auf, daß die Ausnehmung 48 den FlaclSkant 22 übergreift und eine drel este
Verbindung zwischen dem Schneckenrad 38 und dem Außenkegel 12 zustandekommt. Mit
dem Schneckenrad 38 steht
eine Schnecke 50 im Eingriff, die in
einz Bohrung 52 des Werkzeugkörpers 2 gelagert ist. Die Bohrung 52, die etwa tangential
in dem Werkzeugkörper 2 verläuft, ist als Durchgangsbohrung ausgebildet und an beiden
Stirnseiten, beispielsweise durch Flachsenken, mit einem Bund 54 bzw. 56 versehen.
Die Schnecke 50 weist an dem einen Ende einen zylindrischen Kopf 58 mit einem Vielkant
und an dem anderen Ende einen Gewindeansatz 60 auf, auf den eine Mutter 62 aufgeschraubt
ist. Auf diese Weise ist die Schnecke 50 durch den Kopf 58 und die Mutter 62, die
jeweils an den Bunden 54 und 56 aufliegen, gegen axiales Verschieben gesichert.
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Auf der Stirnseite des Werkzeugkörpers 2, von der her der Stahlhalter
14 eingeführt ist, ist eine Skala 64 angebracht, die mit einer Markierung 66 des
Außenkegels 12 zusammenwirkt.
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Der Spreizring 26 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, parallel zu seinen
Flanken bis auf einen verbleibenden segmentförmigen Steg 72 durchgehend geschlitzt,
so daß zwei einstückig miteinander verbundene Ringe 68 und 70 entstehen.
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An dem dem segmentförmigen Verbindungsstück 72 gegenüberliegenden
Umfangsabschnitt des Spreizringes 26 ist eine angesenkte Radialbohrung 74 angebracht,
in die der kegelige Ansatz 32 sowie der zylindrische Fortsatz 34 der Stiftschraube
30 paßt. Die Ansenkung der Radialbohrung 74 hat in entsprechendem Zustand des Spreizringes:
26 ein etwa ovales Querschnittsprofil, damit die Stiftschraube 30 beim Aufspreizen
des Spreizringes 26 nicht klemmt.
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Um einen anderen Flugkreisdurchmesser des Ausdrehwerkzeuges 1 einzustellen,
wird zunächst die Stiftschraube 30 weiter in den Werkzeugkörper 2 eingedreht, so
daß der
kegelige Ansatz 32 an der angesenkten Radialbohrung 74
die Ringe 68 und 70 des Spreizringes 26 auseinanderspreizt. Durch die Spreizbewegung
des Spreizringes 26 kommt der Ring 70 mit dem Außenkegel 12 in Eingriff, während
sich der Ring 68 an den Innensprengring 24 anlegt.
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Wenn durch weiteres Einlirehen der Stiftschraube 30 die Spreizbewegung
fortgesetzt wird, wird gegen die kraft der Tellerfedern 42 der Außenkegel 12 von
dem Innenkegel 8 gelüftet und es besteht nunmehr keine reibschlüssige Verbindung
zwischen dem Außenkegel 12 und dem Innenkegel 8.
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Durch Verdrehen der Schnecke 50 erfolgt eine Drehbewegung des Schneckenrades
38, und wegen der formschlüssigen Kupplung zwischen dem Schneckenrad 38 und dem
Außenkegel 12, wird der Stahlhalter 14 in dem Werkzeugkörper 2 verdreht.
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Da der Innenkegel 8 exzentrisch, bezogen auf die Rotationsachse des
Ausdrehwerkzeuges 1 ist, bewegt sich die Schneide des Bohrstahles 18 auf einem exzentrischen
Kreis um die Rotationsachse des Ausdrehwerkzeuges 1 und je nachdem wie weit und
in welcher Richtung die Verdrehung des Bohrstahles 14 in dem Alfnahmeschaft 2 erfolgt,
wird ein mehr oder weniger großer bstand der Schneide des Bohrstahles 18 von der
Rota lonsachse eingestellt.
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Nachdem der gewünschte Abstand, der an der Skala 64 und der Markierung
66 abzulesen ist, erreicht ist. wird die Stiftschraube 30 wieder zurü kgedreht,
so daß der Spreizring 26 seine ursprüngliche Ges alt annehmen kann. In dem Maße,
in den der Spreizring 26 il die ursprüngliche Gestalt zurückkehrt, wird der Außenkegel
12 durch den Zugbolzen 44 und di Tellerfedern 42 wieder in den Innenkegel 8 hineingezogen
un es kommt eine reibschlüssige Verbindung zwischen den beiden Kegeln 8 und 12 zustande.
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Damit der Spreizring 26 beim Aufspreizen nicht etwa in der Bohrung
10 klemmt, weist er im Bereich des Ringes 70
einen geringfügig
geringeren Durchmesser auf. Um ferner die reibschlüssige VerJindunfl zwischen den
beiden Kegelen 8 und 12 nicht zu beeinträchtigen, ist die Dicke das Syßreizringes
26 so bemessen, daß er im entspannten Zustard lose zwischen dem Innensprengring
24 und dem Innenkegel 12 liegt.
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Die beiden Pxialwälzlacer 36 und 40 dienen dazu, die zum Verdrehen
des Schnfckenrades 38 bzw. beim Eindrehen des Zugbolzens 44 erfo.derliche Kraft
zu verringern.
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Da beim Wiederherstellen der reibschlüssigen Verbindung zwischen dem
Innenkegel 8 und dem Außenkegel 12 keine Drehbewegungen auf den Außenkegel 12 übertragen
werden, besteht auch keine Gefahr, daß sich der Außenkegel gegen den Innenkegel
8 verdreht.
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Zum Auswechseln des Stahlhalters 14 genügt es, den Zugbolzen 44 aus
dem Außenkegel 12 herauszuschrauben. Durch den zylindrischen Fortsatz 34 der Stiftschraube
30 ist sichergestellt, daß auch bei herausgenommenem Stahlhalter 14 der Spreizring
26 unverlierbar in dem Werkzeugkörper 2 gehaltert ist.
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Die Büchse 46 gewährleistet, daß bei entferntem Stahlhalter 14 der
Zugbolzen 44 unverlierbar ist und daß beim Einsetzen des Stahlhalters 14 ein definierter
Anschlag für den Zugbolzen 44 gegeben ist.
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Anstelle der einstückig miteinander verbundenen Ringe können auch
zwei voneinander getrennte Ringe 68, 70 verwendet werden.
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Bei einer einfacheren Ausführungsform des Ausdrehwerkzeuges kann anstelle
des Schneckentriebes auch ein Vielkant auf dem Stahlhalter 14 eingebracht sein,
um mit Hilfe eines darauf aufgesetzten Schlüssels den Außenkegel 12 gegen den Innenkegel
8 zu verdrehen, wenn der Außenkegel durch den Spreizring 26 gelüftet ist.
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