DE29604036U1

DE29604036U1 - Werkzeughalter für Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE29604036U1
Application number: DE29604036U
Authority: DE
Original assignee: KLOPFER ALBERT GmbH
Current assignee: KLOPFER ALBERT GmbH
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1996-05-09
Anticipated expiration: 2006-03-06

Description

RL/gs-K 9 012

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaschinen, mit einem drehbar an einer Werkzeugmaschine anbringbaren Grundkörper und wenigstens zwei am Umfang des Grundkörpers verteilt angeordneten Befestigungsvorrichtungen zur Fixierung von Werkzeugen an dem Grundkörper, wobei der Grundkörper manuel gegenüber der Werkzeugmaschine gedreht und durch eine Verriegelungseinrichtung in verschiedenen Stellungen fixiert werden kann, um die an dem Grundkörper fixierten Werkzeuge nacheinander in ihre Arbeitsposition zu bringen.

Derartige handbetätigte Werkzeughalter werden in der Praxis in Verbindung mit konventionellen oder halbautomatischen Werkzeugmaschinen insbesondere bei der Herstellung von Kleinserien verwendet, um an einem Werkstück in einer Einspannung nacheinander Bearbeitungen mit unterschiedlichen Werkzeugen ausführen zu können, ohne vor jedem Arbeitsgang in den Werkzeughalter ein neues Werkzeug einspannen zu müssen.

Ein bekannter Werkzeughalter, an dem insgesamt vier Werkzeuge halterbar sind, besitzt einen quaderförmigen Grundkörper mit einer quadratischen Grundfläche, an dessen vier Seitenflächen jeweils eine Befestigungsvorrichtung zur Fixierung eines Werkzeugs vorgesehen ist.

Als Befestigungsvorrichtungen weist der Werkzeughalter in den Seitenflächen des Grundkörpers Rechtecknuten auf, in die ein Vierkantschaft eines Werkzeugs eingelegt, ausgerichtet und in der gewünschten Lage durch Spannschrauben fixiert wird.

Die Positionierung des Werkzeugs in der Rechtecknut erfolgt hierbei unter Verwendung von Unterlegblechen, die in die Rechtecknut eingelegt werden.

Hierdurch gestaltet sich bei dem bekannten Werkzeughalter das beispielsweise aufgrund von Verschleiß häufig erforderliche Auswechseln eines Werkzeugs zeitintensiv, da die für die gewünschte Bearbeitung erforderliche Lage des Werkzeuges in der Rechtecknut bei jedem Werkzeugwechsel erneut durch Versuche ermittelt und neu eingestellt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen handbetätigten Werkzeughalter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Positionierung der Werkzeuge an dem Grundkörper erleichtert wird.

Diese Aufgabe ist im wesentlichen dadurch gelöst, daß wenigstens eine der Befestigungsvorrichtungen eine selbstzentrierende Spanneinheit mit einer den Werkzeugschaft eines zu fixierenden Werkzeugs axial aufnehmenden und zentrierenden sowie axial- und drehlagerichtig positionierenden Werkzeugaufnahme und mindestens einem den Werkzeugschaft in der Werkzeugaufnahme axial fixierenden Spannelement aufweist.

Durch die Verwendung von selbstzentrierenden Spanneinheiten, in deren Werkzeugaufnahme ein Werkzeug automatisch zentriert sowie axial- und drehlagerichtig positioniert wird, wird sichergestellt, daß die verwendeten Werkzeuge ohne aufwendige Einstellmaßnahmen stets eine bestimmte, vorgegebene Lage einnehmen.

Somit gestaltet sich das beispielsweise bei auftretendem Verschleiß erforderliche Auswechseln eines Werkzeugs einfach,

da das neue Werkzeug im Rahmen der Herstellungstoleranzen der Werkzeuge automatisch die gleiche Lage an dem Grundkörper einnimmt wie das ausgewechselte Werkzeug, so daß eine Positionierung des Werkzeugs nicht durchgeführt zu werden braucht.

In vorteilhafter Weise ist die Werkzeugaufnahme in der Werkzeugeinsetzrichtung gesehen konisch zulaufend ausgebildet, wodurch auf einfache Weise eine Zentrierung eines Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme erreicht wird.

Alternativ ist es auch möglich, die Werkzeugaufnahme zylindrisch auszubilden, wenn die Werkzeugaufnahme und der Schaft des zu fixierenden Werkzeugs ausreichend genau gefertigt sind.

Bei Verwendung einer Werkzeugaufnahme mit einem kreisrunden Querschnitt kann die erforderliche Einstellung der Drehlage des Werkstücks durch ein Positionierelement, vorzugsweise durch einen radial in die Werkzeugaufnahme hineinragenden Paßstift, erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Werkzeugaufnahme einen polygonartigen Querschnitt, der zusammen mit einem entsprechend ausgebildeten Werkzeugschaft eine extrem stabile Verbindung zwischen Werkzeugaufnahme und Werkzeug gewährleistet und außerdem eine Drehmomentübertragung ohne Verwendung von Verzahnungen, Keilen oder Bolzen gestattet.

Die Werkzeugaufnahme ist zweckmäßigerweise an einer am Grundkörper fixierten bzw. fixierbaren Aufnahmehülse ausgebildet, wodurch sich die Herstellung der Werkzeugaufnahme einfach gestaltet.

Zur Fixierung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnähme kann die Spanneinheit beliebige herkömmliche Spannmechanismen umfassen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Spanneinheit mehrere Spannelemente umfaßt und die Spannelemente entlang eines zur Achse der Werkzeugaufnahme konzentrischen Kreisbogens innerhalb der Werkzeugaufnahme angeordnet und jeweils durch einen Spreizmechanismus im wesentlichen radial nach außen aufspreizbar sind, so daß die Spannelemente in einen in die Werkzeugaufnahme eingesetzten hohlen Werkzeugschaft axial eingreifen und den Werkzeugschaft von seiner Innenseite der Ausnehmung in der Werkzeugaufnahme fixieren können. Dadurch, daß bei dieser Ausführungsform die Spannelemente das Werkzeug von dessen Innenseite her fixieren, kann die Spanneinheit sehr kompakt ausgebildet sein.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt

Figur 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Werkzeughalters in teilweise geschnittener Vorderansicht und

Figur 2 schematisch eine Spanneinheit, wie sie in

dem Werkzeughalter von Figur 1 verwendet wird, in Schnittansicht.

Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines Werkzeughalters für Werkzeugmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung in teilweiser geschnittener Vorderansicht. Zu dem Werkzeughalter gehört ein Grundkörper 1, der als Quader mit einer qua-

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dratischen Grundfläche ausgebildet ist. Der Grundkörper 1 kann auch eine andere, beispielsweise eine zylindrische, Grundform haben.

Der Grundkörper 1 ist an dem Gestell 8 einer Werkzeugmaschine durch einen Lagerzapfen 9 um eine vertikale Achse Z drehbar gelagert und kann manuell gegenüber dem Gestell 8 verstellt und in mehreren vorgebbaren Stellungen durch eine handbetätigte Verriegelungseinrichtung 3 arretiert werden, von der in der Zeichnung nur der Betätigungshebel 10 gezeigt ist.

Geeignete Verriegelungseinrichtungen 3, die eine positionsgenaue Arretierung eines drehbaren Körpers gestatten, sind allgemein bekannt und sollen daher an dieser Stelle nicht näher erläutert werden.

An jeder der Seitenflächen des quaderförmigen Grundkörpers ist jeweils eine Befestigungsvorrichtung 2 zur Fixierung eines Werkzeugs 11 an dem Grundkörper 1 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben alle vier Befestigungsvorrichtungen 2 den gleichen Aufbau, weshalb nur eine Befestigungsvorrichtung 2 in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend erläutert ist.

Es können an den Seitenflächen des Grundkörpers 1 auch jeweils mehrere Befestigungsvorrichtungen 2 vorgesehen sein, die ggf. unterschiedlichen Aufbau haben können.

Die Befestigungsvorrichtung 2 umfaßt eine selbstzentrierende Spanneinheit 4, durch die ein Werkzeug positionsgenau an dem Grundkörper 1 fixiert werden kann. Zu der Spanneinheit 4 gehört eine am Grundkörper 1 befestigte und durch einen Paß-

stift 12 exakt positionierte Aufnahmehülse 7, die im wesentlichen senkrecht zur Seitenwand des Grundkörpers 1 in den Grundkörper 1 hineinragt und eine Werkzeugaufnahme 5 bildet, in die der Werkzeugschaft 11a eines am Grundkörper 1 zu fixierenden Werkzeugs 11 axial eingesetzt werden kann.

Die Werkzeugaufnahme 5 hat einen kreisrunden Querschnitt und ist zum Innern des Grundkörpers 1 hin konusartig zulaufend ausgebildet, so daß ein komplementär zu der Werkzeugaufnahme 5 ausgebildeter Werkzeugschaft 11a in der Werkzeugaufnahme 5 automatisch zentriert wird.

Um sicherzustellen, daß das Werkzeug 11 drehlagerichtig bezüglich der Achse X der Werkzeugaufnahme 5 positioniert ist, ist ein radial in die Werkzeugaufnahme 5 hineinragender Paßstift 20 vorgesehen, der mit einer in dem Werkzeugschaft lla vorgesehenen Nut zur Positionierung des Werkzeugs 11 in Eingriff bringbar ist.

Zur Festlegung der axialen Position des Werkzeugs 11 in der Werkzeugaufnahme 5 ist an der dem Grundkörper 1 abgewandten Stirnfläche 13 der Aufnahmehülse 7 ein Anschlag 14 ausgebildet, an dem ein am Werkzeugschaft lla vorgesehener Absatz 21 beim Einsetzen des Werkzeugs 11 in die Werkzeugaufnahme 5 in Anlage kommt.

Die Fixierung des Werkzeugs 11 in der Werkzeugaufnahme 5 erfolgt durch Spannelemente 6. In der dargestellten Ausführungsform sind die Spannelemente 6 innerhalb der Werkzeugaufnahme 5 vorgesehen und etwa parallel zur Achsrichtung der Werkzeugaufnahme 5 entlang eines zur Achse X der Werkzeugaufnahme 5 konzentrischen Kreisbogens angeordnet und an ihrem grundkörperseitigen Ende durch einen am Grundkörper 1

fixierten O-Ring 23 miteinander verbunden. Es ist ein Spreizmechanismus vorgesehen, durch den die Spannelemente 6 im wesentlichen radial nach außen aufspreizbar sind.

Durch diese Anordnung können die Spannelemente 6 in einen hohl ausgebildeten Werkzeugschaft 11a axial eingreifen und den Werkzeugschaft 11a von seiner Innenseite her in der Werkzeugaufnahme 5 fixieren.

Alternativ ist es möglich, das Werkzeug von außen her durch entsprechend angeordnete Spannelemente zu fixieren.

Zu dem vorgesehenen Spreizmechanismus, dessen Aufbau in den Fig. 1 und 2 im einzelnen dargestellt ist, gehört eine Zugstange 15, die konzentrisch zu der Werkzeugaufnahme 5 angeordnet und axial verschiebbar im Grundkörper 1 gehalten ist und durch ein Federelement 22 in Richtung der Werkzeugaufnahme 5 vorgespannt ist.

Die Zugstange 15 durchragt die kreisförmig angeordneten Spannelemente 6 und besitzt eine schräge Auflauffläche 16, die bei einer Axialbewegung der Zugstange 15 in den Grundkörper 1 hinein mit geneigten Anlageflächen 17 der Spannelemente 6 zusammenwirkt, um die Spannelemente 6 nach außen zu drücken.

Zur Bewirkung der Axialbewegung der Zugstange 15 ist ein Exzenterbolzen 18 vorgesehen, der um eine vertikale Achse drehbar in dem Grundkörper 1 gelagert ist und in seinem Exzenterbereich 18a einen in der Zugstange 15 vorgesehenen Längsschlitz 19 durchgreift und mit diesem zusammenwirkt, um eine Drehbewegung "des Exzenterbolzens 18 in eine Axialbewegung der Zugstange 15 umzusetzen.

Das obere Ende des Exzenterbolzens 18 ragt aus dem Grundkörper 1 heraus und ist als Außensechskantkopf ausgebildet, an dem ein Werkzeug, beispielsweise ein Schraubenschlüssel, zum Drehen des Exzenterbolzens 18 angesetzt werden kann.

Im Gebrauch wird ein am Grundkörper 1 zu fixierendes Werkzeug 11, das an seinem Schaftende eine der Form der Werkzeugaufnahme 5 entsprechende Konusform aufweist und hohl ausgebildet ist, in die Werkzeugaufnahme 5 eingeschoben, bis der Ansatz 21 des Werkzeugs 11 an dem an der Stirnfläche 13 der Aufnahmehülse 7 ausgebildeten Anschlag 14 anliegt.

Dabei wird es durch die Konusform der Werkzeugaufnahme 5 automatisch zentriert und durch den radial in die Werkzeugaufnahme 5 hineinragenden Paßstift 2 0 ausgerichtet.

Anschließend wird der Exzenterbolzen 18 mit Hilfe eines Schraubenschlüssels gedreht, so daß durch das Zusammenspiel zwischen dem Exzenterbereich 18a des Exzenterbolzens 18 und dem in der Zugstange 15 vorgesehenen Querschlitz 19 die Zugstange 15 entgegen der Federkraft des Federelements 2 2 axial in den Grundkörper 1 hineinbewegt wird. Dabei kommt die schräge Auflauffläche 16 der Zugstange 15 an den Schrägflächen 17 der Spannelemente 6 in Anlage und drückt sie nach außen, so daß sie gegen die Innenfläche des Werkzeugs 11 gepreßt werden und auf diese Weise das Werkzeug 11 in der Werkzeugaufnahme 5 fixieren.

Claims

RL/gs-K 9012 Schutzansprüche :

1. Werkzeughalter für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaschinen, mit einem drehbar an einer Werkzeugmaschine anbringbaren Grundkörper (1) und wenigstens zwei am Umfang des Grundkörpers (1) verteilt angeordneten Befestigungsvorrichtungen (2) zur Fixierung von Werkzeugen (11) an dem Grundkörper (1), wobei der Grundkörper (1) gegenüber der Werkzeugmaschine manuell gedreht und durch eine Verriegelungseinrichtung (3) in verschiedenen Stellungen fixiert werden kann, um die an dem Grundkörper (1) fixierten Werkzeuge (11) nacheinander in ihre Arbeitsposition zu bringen,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Befestigungsvorrichtungen (2) eine selbstzentrierende Spanneinheit (4) mit einer den Werkzeugschaft (Ha) eines zu fixierenden Werkzeugs (11) axial aufnehmenden und zentrierenden sowie axial- und drehlagerichtig positionierenden Werkzeugaufnahme (5) und mindestens einem den Werkzeugschaft in der Werkzeugaufnahme (5) axial fixierenden Spannelement (6) aufweist.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß alle Befestigungsvorrichtungen (2) eine selbstzentrierende Spanneinheit (4) aufweisen.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeugaufnahme (5) in Werkzeugeinsetzrichtung konisch zuläuft.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeugaufnahme (5) einen kreisrunden Querschnitt besitzt und ein Positionierelement, insbesondere ein radial in die Werkzeugaufnahme (5) hineinragender Paßstift (20), vorgesehen ist, um ein Werkzeug (11) in der Werkzeugaufnahme (5) drehlagerichtig zu positionieren.

5. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeugaufnahme (5) einen polygonartigen Querschnitt besitzt.

6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeugaufnahme (5) an einer am Grundkörper (1) fixierten bzw. fixierbaren Aufnahmehülse (7) ausgebildet ist.

7. Werkzeughalter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet , daß die dem Grundkörper (1) abgewandte Stirnfläche (13) der Aufnahmehülse (7) einen axialen Anschlag (14) für ein in die Werkzeugaufnahme (5) einzusetzendes Werkzeug (11) bildet.

8. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Spanneinheit (4) mehrere Spannelemente (6) umfaßt und die Spannelemente (6) entlang eines zur Achse (X) der Werkzeugaufnahme (5) konzentrischen Kreisbogens innerhalb der Werkzeugaufnahme (5) angeordnet und durch einen Spreizmechanismus im wesentlichen radial nach außen aufspreizbar sind, so daß die Spannelemente (6) in einen in die Werkzeugaufnahme (5) eingesetzten hohlen Werkzeugschaft (Ha) axial eingreifen und den Werkzeugschaft (Ha) von seiner Innenseite her in der Werkzeugaufnahme (5) fixieren können.

9. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Grundkörper (1) Quaderform mit vieleckiger, insbesondere quadratischer, Grundfläche besitzt und an den Umfangsseiten des Grundkörpers (1) jeweils wenigstens eine Befestigungsvorrichtung (2) zur Fixierung eines Werkzeuges (11) in der Werkzeugaufnahme (5) angeordnet ist.