DE2943501C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Werkzeughalterung nach der Gattung
des Hauptanspruchs. Aus der GB-PS 7 81 511 ist bereits ein medizini
sches Handbohrgerät bekannt, dessen Werkzeugantrieb abhängig von der
Berührung des Werkzeugs mit dem Werkzeug ein- und auszuschalten ist.
Das Werkzeug bleibt dabei fest mit dem Werkzeughalter und einem
damit verbundenen masseschweren Spindelteil verbunden. Die gesamte
Energie dieser bewegten Massen greift insbesondere bei schwereren
Handwerkzeugmaschinen in der Nachlaufphase noch am Werkzeug an.
Hieraus ergibt sich eine nicht unerhebliche Verletzungsgefahr.
Außerdem behindert dieses Nachlaufen den Werkzeugwechsel, weil
dessen Stillstand abgewartet werden muß. Im übrigen ist dieser
Werkzeughalter nur für spezielle Werkzeuge geeignet.
Als weiterer Stand der Technik ist aus der US-PS 31 61 242 eine
Werkzeughalterung bekannt, die ein werkzeugseitiges Formschaftstück
zur formschlüssigen Drehmitnahme besitzt, sowie ein mit der Spindel
verbundenes Mutterstück zu diesem Formschaftstück, sowie weiter
einen werkzeugseitigen Bund und eine diesen Bund übergreifende, in
eine Sicherungsstellung und eine Freigabestellung für die
Axialbewegung des Werkzeugs bewegbare Sicherung.
Der erfindungsgemäßen Werkzeughalterung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs liegt demgegenüber die Aufgabe zu
grunde, die Werkzeughalterung lösbar und auswechselbar mit der Werk
zeugmaschine auszubilden und dabei durch selbsttätiges Abkoppeln
des Werkzeugs vom drehenden Werkzeug die bisher bestehende
Verletzungsgefahr zu vermeiden, um einen wirklich schnellen Werkzeug
wechsel zu ermöglichen. Der Werkzeugantrieb wird außerdem geschont,
weil zu häufiges Ein- und Abschalten vermieden wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Werkzeughalterung möglich. Besonders vorteilhaft ist die
die Spannstelle übergreifende Hülse, die neben der Werkzeugsicherung
auch die Aufgabe erfüllt, Maschine und Einspannstelle vor Ver
schmutzung zu schutzen.
Besonders zweckmäßig ist auch, daß der Führungszapfen des Werkzeug
aufnahmezapfens mittels Spannfutter spannbar ist und so auch diese
Verwendung des Werkzeugs ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Werkzeug
mit Axialspiel in der Werkzeugaufnahme verschieblich ist und in der
maschinenfernen Endstellung innerhalb dieses Axialspiels die Dreh
mitnahme ausgekuppelt ist. In dieser Endstellung wird das Werkzeug
mangels Drehantrieb stillgesetzt, aber axial noch durch eine
Sicherung gegen Herausfallen gehalten. Durch bewußtes Öffnen der
Sicherung wird das Werkzeug schnell und einfach gewechselt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfin
dungsgemäße Werkzeughalterung mit der Vorderkappe einer Handbohr
maschine und
Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1, wobei die Werk
zeugantriebswelle mit ihrem Treibrad weggelassen ist.
Die Vorderkappe 1 einer im übrigen nicht näher dargestell
ten Handbohrmaschine nimmt in einem Kugellager 2 eine
Antriebsspindel 3 mit ihrem Treibrad 4 auf. Dabei wird
das Kugellager 2 in einer Bohrung 5 der Vorderkappe 1
gehalten und durch einen Absatz 6 in dieser Bohrung und
eine Sicherung 7 gegen axiales Verschieben in der Bohrung
5 gesichert. Die axiale Sicherung der Antriebsspindel 3
im Kugellager 2 ist einerseits durch eine Abstufung der
Antriebsspindel 3 und andererseits durch eine Sicherung 8
gewährleistet. Die Antriebsspindel 3 weist schließlich
eine axiale Bohrung 9 auf, die an ihrem Ende durch eine
radiale Bohrung 10 entlüftet ist. In die Bohrung 9 ist
eine Schraubenfeder 11 eingesetzt. Die Antriebsspindel 3
bildet schließlich einen Gewindezapfen 12, der ein norma
les, hier nicht dargestelltes Spannfutter aufnehmen kann.
Im Beispielsfalle ist auf diesem Gewindezapfen 12 ein
Adapter 13 aufgeschraubt, der ein Mutterstück 14 bildet.
In die Bohrung 9 ist vor die Schraubenfeder 11 ein Füh
rungszapfen 15 eines Werkzeugaufnahmezapfens 16 eingeführt,
der auch ein Formschaftstück 17 bildet. Dieses Formschaft
stück 17 greift in das Mutterstück 14 ein. Das äußere
Ende des Werkzeugaufnahmezapfens 16 bildet einen Kopf
mit einem Außengewinde 18, einer Radialbohrung 19 und
einer axialen Aufnahmebohrung 20. Die Aufnahmebohrung 20
ist zur Aufnahme verschiedener Werkzeugschäfte, hier Werk
zeugschaft 21, bestimmt. Der Werkzeugschaft 21 ist fest
verbunden mit einem Bohrer 22. Die Radialbohrung 19 durch
dringt auch den Werkzeugschaft 21. Ein in diese durchge
hende Bohrung 19 eingesetzter Zylinderstift 23 verbindet
den Werkzeugschaft 21 verdrehungssicher mit dem Kopf des
Werkzeugaufnahmezapfens 16. Auf das Außengewinde 18 des
Kopfs des Werkzeugaufnahmezapfens 16 ist eine Hülse 24
aufgeschraubt. Ihr mit dem Außengewinde 18 zusammenwirken
des Gewinde 25 ist in eine Bohrung der Hülse 24 geschnit
ten, die länger ist als der Kopf des Werkzeugaufnahmezap
fens 16. Die Hülse 24 übergreift den Adapter 13 und größ
tenteils auch den aus der Vorderkappe 1 herausragenden
Teil der Antriebsspindel 3. An ihrem der Vorderkappe 1 zu
gewendeten Ende bildet die Hülse 24 einen Bund 26. Die
bundseitige Stirnfläche der Hülse 24 liegt im darge
stellten Zustand der Steuereinrichtung an der balligen
Stirnfläche eines Stifts 27 an, der in der Vorderkappe 1
befestigt ist und aus dessen der Hülse 24 zugewendeter
Stirnfläche herausragt. An dieser Stirnfläche der Hülse 24
liegt aber auch ein als Fühler dienender Stift 28 an.
Dieser Stift 28 ist in einer Bohrung 29 geführt, die
parallel zur Werkzeugdrehachse in die Vorderkappe 1 ein
gebracht ist. Der Stift 28 ragt in das Innere der Vorder
kappe 1 und trägt an seinem inneren Ende das bewegliche
Teil 30 eines Reglers 31. Außer durch den Stift 28 ist
dieses bewegliche Teil des Reglers 30 am Regler 31 ge
führt. Eine Verbindungsplatte 32 vom Stift 28 zum beweg
lichen Reglerteil 30 trägt einen Stift 33, der in eine
Lagerbohrung 34 in der Vorderkappe 1 eingreift, in die
eine Druckfeder 35 eingesetzt ist. Diese Druckfeder 35
sucht den Stift 28 stets aus der Vorderkappe 1 herauszu
schieben und legt ihn so an die Stirnfläche der Hülse 24
an. Der Regler 31 ist ausgelegt, den Werkzeugantrieb von
der Leistung Null bei vom Werkstück abgehobenem Werkzeug
bis zur maximal möglichen Leistung zu regeln. Ein Schalter
36 ist derart in die Stromversorgungsschaltung für den
Werkzeugantrieb einbezogen, daß er den Regler 31 über
brücken kann. Ein Zusatzhandgriff 37 ist auf dem Spann
hals 38 der Vorderkappe 1 festgeklemmt. Als Spannmittel
dient dabei ein Gewindebolzen 39 mit einer Flügelmutter
40. Der Zusatzhandgriff 37 nimmt einen Bolzen 41 auf, des
sen Längsachse parallel zur Werkzeuglängsachse angeordnet
ist. Auf diesem Bolzen 41 lagert eine Sicherung 42 schwenk
bar. Dabei ist zwischen den Zusatzhandgriff 37 und die
Sicherung 42 eine Schenkelfeder 43 auf den Bolzen 41 auf
geschoben. Diese Schenkelfeder 43 ist so vorgespannt,
daß sie die Sicherung 42 stets an den Spannhals 38 heran
zuschwenken sucht. Ein Sicherungsring 44 sichert die
Sicherung 42 und die Schenkelfeder 43 auf dem Bolzen 41.
Die Sicherung 42 besitzt einen Bund 45 und kann, in ihrer
an den Spannhals 38 herangeschwenkten Stellung neben dem
Spannhals 38 und Teilen des Zusatzhandgriffs 37 auch die
Hülse 24 übergreifen. Dabei legt sich der Bund 45 in den
axialen Bewegungsbereich des Bundes 26 der Hülse 24. Der
Stift 27 und der Bund 45 begrenzen somit den maximalen
Spielraum der Hülse 24 in axialer Richtung. Je nach Ein
stellung der Hülse 24 auf dem Werkzeugaufnahmezapfen 16
wird dieses maximale Axialspiel der Hülse 24 mehr oder
weniger ausgenutzt. Wenn die Axialstellung der Hülse 24
zum Werkzeugaufnahmezapfen 16 so gewählt ist, daß dieser
Werkzeugaufnahmezapfen 16 am Adapter 13 anliegt, bevor die
Stirnfläche der Hülse 24 beim Bund 26 an der Stirnfläche
des Stiftes 27 zur Anlage kommt, ist das maximale Axial
spiel der Hülse 24 nicht ausgeschöpft. Dies bedeutet, daß
der stets an der Stirnfläche der Hülse 24 anliegende
Stift 28 den Regler 31 auf eine niedrigere Drehzahl für
die Antriebsspindel 3 einstellt.
Für das Arbeiten mit einer Werkzeugmaschine, die mit der
Steuereinrichtung ausgerüstet ist, wer
den verschiedene Werkzeuge (Bohrer) mit Werkzeugauf
nahmezapfen 16 und Hülse 24 vorbereitet. Die Hülse 24
wird dabei durch Schrauben auf dem Werkzeugaufnahmezapfen
16 in eine solche Axialstellung zu diesem Werkzeugauf
nahmezapfen 16 gebracht, daß die werkzeugtypische Dreh
zahl von der Stirnfläche der Hülse 24 durch den Stift 28
abgetastet werden kann. Zum Werkzeugwechsel wird die
Sicherung 42 gegen die Wirkung ihrer Schenkelfeder 43
vom Spannhals 38 der Vorderkappe 1 weggeschwenkt. Wenn
der Bund 45 aus dem axialen Bewegungsbereich des Bundes
26 entfernt ist, kann das Werkzeug mitsamt der Hülse 24
abgezogen werden. Die Abzugsbewegung wird zu Beginn durch
die Schraubenfeder 11 unterstützt. Zum Einsetzen eines
neuen Werkzeugs (Bohrer) muß die Sicherung 42 in der
gleichen Stellung gehalten werden. Der Führungszapfen
15 wird dann in die Bohrung 9 in der Antriebsspindel 3
eingesetzt und gegen die Wirkung der Schraubenfeder 11
eingeschoben, bis der Bund 45 die Hülse 24 durch Hinter
greifen ihres Bundes 26 fangen kann. Die losgelassene
Sicherung 42 schwenkt unter der Wirkung ihrer Schenkel
feder 43 in ihre Sicherungsstellung ein. Damit ist zu
gleich der Werkzeugantrieb auf eine Regelung der Drehzahl
von Null bis zur für das eingesetzte Werkzeug optimalen
Drehzahl begrenzt. Die Kupplungslänge zwischen dem Mutter
stück 14 des Adapters 13 und dem Formschaftstück 17 des
Werkzeugaufnahmezapfens 16 ist dabei so festgelegt, daß
in der Stellung des Reglers 31 für die Drehzahl Null sicher
auch die beiden Kupplungsteile außer Eingriff gekommen sind.
Selbstverständlich kann diese Abstimmung so erfolgen, daß
das Werkzeug schon früher von seinem Antrieb entkuppelt
wird, als der Regler seine Null-Stellung erreicht. Dies
kann auch durch Wahl der jeweiligen Länge des Formschaft
stücks 17 von Werkzeug zu Werkzeug variiert werden.
Claims (7)
1. Werkzeughalterung für Werkzeugmaschinen, besonders Handwerkzeug
maschinen, die für drehenden Werkzeugantrieb und zur Übertragung
eines in Richtung ihrer Drehachse wirkenden Arbeitsdrucks ausge
bildet ist, wobei der Werkzeugantrieb abhängig von der Berührung des
Werkzeugs mit dem Werkstück ein- und ausschaltbar ist, mit einer
Werkzeugaufnahme in der Spindel des Werkzeugantriebs, die eine
Axialbohrung (9) zur Aufnahme eines werkzeugseitigen, zylindrischen
Führungszapfens (15) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Werk
zeughalterung ein werkzeugseitiges Formschaftstück (17) zur form
schlüssigen Drehmitnahme, ein mit der Spindel (3) verbundenes
Mutterstück (14) zu diesem Formschaftstück (17), einen werkzeug
seitigen Bund (26), eine diesen Bund (26) übergreifende, in eine
Sicherungsstellung und eine Freigabestellung für die Axialbewegung
des Werkzeugs (22) bewegbare Sicherung (42) und eine das Werkzeug
(22) in Entnahmerichtung drängende Feder (11) umfaßt, wobei das
durch die in Sicherungsstellung befindliche Sicherung (42) zuge
lassene Axialspiel des Werkzeugs (22) und die Eingriffslänge des
werkzeugseitigen zylindrischen Führungszapfens (15) in die zuge
hörige Bohrung (9) in der Spindel (3) größer sind, als die Ein
griffslänge des Formschaftstücks (17) in das Mutterstück (14) und
der Eingriffsweg für die aus dem Formschaftstück (17) und dem
Mutterstück (14) bestehende Kupplung an das Ende des Eingriffswegs
des Führungszapfens (15) in seine ihm zugeordnete Bohrung (9) und
des Wegs des werkzeugseitigen Bundes (26) in seine maschinenseitige
Endstellung gelegt ist.
2. Werkzeughalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die das Werkzeug (22) in Entnahmerichtung drängende Feder (11) in
die entsprechend vertiefte axiale Bohrung (9) zur Aufnahme des
Führungszapfens (15) in der Antriebsspindel (3) eingelegt ist.
3. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der Bund (26) durch eine mit dem
Werkzeug (22) verbundene Hülse (24) gebildet ist, die das
Mutterstück (14) übergreift und gegen Verschmutzung
schützt.
4. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Mutterstück (14) durch einen
Adapter (13) gebildet ist, der ein Innengewinde zum Auf
schrauben auf das Spannfuttergewinde der Antriebsspindel (3)
besitzt.
5. Werkzeughalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Hülse (24) ein Innengewinde
(25) besitzt, mit dem sie auf ein werkzeugseitiges Gewinde
(18) aufgeschraubt werden kann, und mit dem der Kupplungs
eingriff zwischen dem Formschaftstück (17) und dem Mutter
stück (14) justierbar ist.
6. Werkzeughalterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß das werkzeugseitige Gewinde (18) durch einen,
Werkzeugaufnahmezapfen (16) gebildet ist, der auch das
Formschaftstück (17) und den Führungszapfen (15) bildet.
7. Werkzeughalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß der Werkzeugaufnahmezapfen (16) eine Aufnahmeboh
rung (20) für fest mit dem Werkzeug (22) verbundene Schäfte
(21) besitzt, die in ihrem Außendurchmesser stets gleich,
im Durchmesser ihrer Werkzeugaufnahmebohrung dem Durch
messer des jeweiligen Werkzeugs (22) angepaßt sind.
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