DE3614009A1

DE3614009A1 - Einstellbare werkzeugeinsatzpatrone

Info

Publication number: DE3614009A1
Application number: DE19863614009
Authority: DE
Inventors: Robert D. Farmington Hills Mich. Anderson; Gerald W. Holly Mich. Mathie
Original assignee: GTE Valeron Corp
Current assignee: Valenite LLC
Priority date: 1985-04-29
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3614009C2; JPH0489606U; IT8647934A0; SE8601953D0; SE8601953L; JPS61265204A; IT1190534B; SE462521B

Description

Einstellbare Werkzeugeinsätze sind in der Technik bekannt,
wie beispielsweise in dem US-Patent 3 178 969 für Bohrstangen oder dergleichen offenbart. Sie können in Blindbohrungen bei leicht zugänglicher präziser Zifferblatteinstellung an der Außenseite des Einsatzes installiert werden, ohne daß ein Lösen von Bolzen oder Schrauben oder anderen Halterungen erforderlich wäre, und unter Spannung stehende Lagerungen aufweisen, die jegliches. Endspiel in den Einstelleinrichtungen ausschalten. Eine äußere zylindrische Buchse ist mit enger Passung in eine zylindrische Bohrung der Stange eingesetzt, die durch ein Paar Umfangshalteschrauben drehfest befestigt ist. Eine mittlere Bohrung in der Buchse bildet eine Führung für das zylindrische untere Ende eines Patronenkörpers, der an seinem oberen Ende mit Gewinde versehen ist zur Zusammenwirkung mit einer Zifferblatteinstellhülse, die mit enger Passung, jedoch drehbar in eine Gegenbohrung der Buchse eingesetzt ist, wobei eine ringförmige Schulter die axiale Lage des Zifferblatts festlegt, das durch eine Anzahl Druckfedern in eine Sitzstellung vorgespannt ist, welche innerhalb der Buchse gegen eine Haltescheibe wirken, die an dem unteren Ende der Patrone befestigt ist, das wiederum mit der Buchse verkeilt ist, um unter Zulassung einer axialen Einstellung durch Drehen der Zifferblatteinstellung eine Drehbewegung der Patrone zu verhindern.
Eine ähnliche Konstruktion unter Verwendung von elastischen Elementen in Form von Belleville-Scheiben wird in dem US-Patent 3 400 616 gezeigt. Weitere Abwandlungen einer derartigen Konstruktion werden in den Patenten 3 741 672 und 3 911 542 gezeigt.
In einigen Fällen kann die Patrone in einer durchgehenden Bohrung an dem Ende einer Bohrstange installiert werden, wie in dem Patent 3 877 832 gezeigt, wobei das Merkmal der Zifferblatteinstellung an der freiliegenden Seite der Patrone im Bereiche des Schneideinsatzes erhalten bleibt.
Die Erfindung richtet sich allgemein auf dieselben grundlegenden Merkmale und schafft eine Anzahl Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik; z.B. sind mit Bezug auf die Konstruktion des Patents 3 178 969 die Mehrfachdruckfedern in der Buchse durch eine einzige Urethandruckfeder an dem Ende der Patrone ersetzt, die gegen ein mit einem Kreuzschlitz versehenes Ende einer verkürzten kompakten Buchse wirkt. Dies schaltet den für Schraubendruckfedern in der Buchse erforderlichen Umfangsraum aus und schafft relativ zu der Packung von Belleville-Stahlscheiben, wie beispielsweise in dem Patent 3 400 616 gezeigt, einen größeren Einstellbereich je gegebener linearer Abmessung der Druckeinrichtungen.
Die verbesserte Konstruktion sieht ein Paar Abflachungen an dem unteren Ende der Patrone vor, die unmittelbar den Kreuzschlitz in der Buchse erfassen, um die Patrone gegenüber relativer Drehbewegung zurückzuhalten, jedoch eine axiale Einstellung mit Bezug darauf zuzulassen. Dies schaltet die Notwendigkeit der Halterungsscheibe aus, die bei der Konstruktion nach 3 178 969 erforderlich ist, bei der ein Halterungskeil sowohl die Patrone als auch die Buchse erfaßt, mit dem unvermeidlichen zusätzlichen Spiel in den zusätzlichen Eingriffsflächen von Keil und Schlitz.
Die größere Kompaktheit in sowohl dem Durchmesser als auch der Länge vermindert die zur Installation in der Bohrstange erforderliche Entfernung von Ausgangsmaterial und verbessert dadurch die Starrheit bei Verminderung der erforderlichen Größe der Bohrstange bei gegebenen Schneidlasten.
In einer bevorzugten Ausführungsform kommen konische Oberflächen sowohl in den Eingriffsflächen der Buchse als auch in der Bohrstange wie auch zwischen dem mit Gewinde versehenen Einstellring und der Buchse zur Anwendung, wodurch eine größere Stabilität, Starrheit sowie Freiheit von Spiel und Verschiebung gegeben ist wenn die Eingriffskräfte des elastischen Urethanringes unter Vorspannungsdruck zur Einwirkung kommen. Um die Kompaktheit weiter zu verbessern, ist eine schaltbare Einsatzlagerung in einer flachen quer verlaufenden Tasche vorgesehen, bei einem Verlauf der Schaltachse im wesentlichen parallel zu der Achse des Patronenzylinders.
Wahlweise mögliche Konstruktionen sehen eine Durchgangsbohrung in dem Werkzeughalter vor, mit einem Gegenbohrungssitz, welcher der Kunststoffeder entgegenwirkt; ebenso eine wahlweise Konstruktion ohne Buchse wo die Halterungsflächen gegenüber einer Drehbewegung und die Einstellgegenfläche direkt in dem Werkzeughalter selbst vorgesehen sind.
Es zeigen: Fig. 1 eine Endansicht einer Bohrstange im Schnitt mit einer installierten einstellbaren Werkzeugeinsatzpatrone in der bevorzugten Ausführungsform, Fig. 2 eine Darstellung der Patronenanordnung im rechten Winkel zu der in Fig. 1 gezeigten Darstellung, Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Anordnung, Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung der einzelnen Teile der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt durch das untere Ende der in Fig. 1 gezeigten Patrone, Fig. 6 eine abgewandelte Konstruktion bei Verwendung eines Federsitzes in dem Werkzeughalter selbst, Fig. 7 eine weiter abgewandelte Konstruktion ähnlich derjenigen der Fig. 6, bei Fortlassung der Patronenbuchse, Fign. 8 und 8A weitere abgewandelte Konstruktionen der verschiedenen Lagerungen für die Patronenanordnung und für den darin verwendeten schaltbaren Einsatz.
Nach der Darstellung in den Figuren 1 bis 4 enthalten die Bestandteile der Anordnung eine Buchse 10, eine Patrone 11, einen Einsatz 12, eine Einstellhülse 13, eine Urethanfeder 15, eine Halterung 16 mit Gewindeansatz 17 und ein Paar Niederhalteschrauben 18.
Die zylindrische Buchse 10 ist in einer zylindrischen Blindbohrung in der Bohrstange 19 installiert, die in ihrer Lage und entgegen einer Drehbewegung durch die Niederhalteschrauben 18 befestigt ist.In der Bohrstangenausnehmung befindet sich ein von einer konischen Oberfläche 20 der Buchse 10 erfaßter konischer Sitz, wodurch die Anordnung mit enger Gegenpassung an der zylindrischen Oberfläche 21 zwangsläufig festgestellt wird.
Die Buchse 10 ist mit einer zylindrischen Bohrung 22 von begrenzter Tiefe versehen, die von einem Kreuzschlitz 23 von geringerer Breite überschnitten wird, wobei die Bohrung 22 eine Schlupfführung für die zylindrische Oberfläche 24 der Patrone 11 und der Schlitz 23 eine Schlupfpassung mit den Abflachungen 25 bildet, die die axial einstellbare Patrone gegenüber einer Drehbewegung zurückhalten.
Die mit der zylindrischen Oberfläche 24 genau konzentrischen Patronengewinde 26 werden von einer mit Gewinde versehenen Einstellhülse 13 erfaßt, die mit einer konischen Oberfläche 27 versehen ist, welche den konischen Sitz 28 an der Oberseite der Buchse 10 erfaßt. Die Urethanfeder 15 wird durch die Halterung 16 unter einer Vorlast zusammengedrückt, wobei diese Halterung wiederum durch einen Schraubenansatz 17 in dem Gewindeende 29 der Patrone 11 angezogen wird.
Die waagerechte Tasche 30 in dem Kopf 31 der Patrone 11 bildet einen Sitz mit niedrigem Profil für den Einsatz 12 zur Bildung eines kompakten Einbaus mit einer Einstellung innerhalb des Druckbereichs der vorgespannten Urethanfeder 15 die, wie in Form eines Beispiels gezeigt, bei einem Patroneneinbau mit Gesamtabmessungen von 3/4" Durchmesser und 7/8'' Höhe in der Größenordnung von plus oder minus 0,025" liegen kann. Eine bedeutend erhöhte Einstellung kann vorgesehen werden durch tiefere Gewinde in der Patrone 11. Die Urethanfeder ist vorzugsweise mit einer Härte gemäß Härtenmesser von Shore "A" Skala 95 ausgelegt, um einer dauerhaften Verformung innerhalb des Schlitzes 23 Widerstand entgegenzusetzen.
Fig. 6 zeigt eine wahlweise mögliche Abwandlung mit einem einstückig geformten Federsitz in dem Bohrstangenwerkzeughalter selbst, der als Reaktionselement für die Urethanfeder dient und eine Zugbelastung für den langgestreckten Patronenstößel 32 vorsieht.
Fig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung unter Ausschaltung der Patronenbuchse und Ausstattung des langgestreckten Patronenstößels 33 mit vier Abflachungen 34 zur Zusammenwirkung mit einem Vierkantloch 35 in dem Bohrstangenwerkzeug 19b, um die einstellbare Patrone gegenüber einer Drehbewegung festzuhalten. Eine der Buchsenoberfläche 28 entsprechende konische Fläche 36 ist unmittelbar in der Stange 19b vorgesehen, wodurch der für die Installation der Patrone erforderliche Hohlraum um die Größe der Buchse reduziert wird.
Während die Figuren 1 bis 7 Werkzeuge zeigen, die für eine durchgehende Bohrung geeignet sind, können die Abwandlungen der Figuren 8 und 8A zur Ausführung von Schulterbohrungen zur Anwendung kommen und zeigen die Möglichkeiten für Abwandlungen in der Einsatzform und -ausrichtung.
Während bei den bevorzugten Ausführungsformen konische Sitze für sowohl die Buchse 10 als auch die Einstellhülse 13 zur Anwendung kommen, können beide Elemente oder eines von ihnen eine mit Schultern versehene zylindrische Konstruktion erhalten, wie beispielsweise in dem älteren Patent 3 178 969 offenbart. Ebenso kann, wie in den Figuren 8 und 8A gezeigt, der verwendete Einsatz auf einem mehr herkömmlichen Sitz umorientiert werden, wie beispielsweise in dem Patent 3 178 969 offenbart.
Zusammenfassend ist ersichtlich, daß die Konstruktion beispielsweise im Vergleich zu dem Patent 3 178 969 einfacher und kompakter ist, weniger Teile aufweist, leichter herzustellen und starrer ist, ein geringeres Maß an Schlupfverbindungen aufgrund von Toleranzschwankungen und einen verbesserten Einstellbereich aufweist - Leerseite -

Claims

Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone Ansprüche 1. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone für ein einstellbares Schneidwerkzeug, gekennzeichnet durch eine zur festen Installation in einem Werkzeughalter geeignete Buchse, einen ringförmigen Hülsensitz zur axialen Einsteltung der Patrone an einem Ende der Buchse, einen quer verlaufenden Schlitz zur Winkeleinstellung der Patrone an dem anderen Ende der Buchse, eine mittlere zylindrische Patronenführungsfläche in der Buchse, die von dem Schlitz überschnitten wird, eine axial einstellbare Patrone, die in der angegebenen Reihenfolge folgendes aufweist: einen schaltbaren Einsatzhaltekopf, einen Gewindering zur Zusammenarbeit mit der Einstellhülse, eine zylindrische Führungsfläche zur Zusammenarbeit mit der Buchse, sowie ein in den Schlitz eingreifendes Ende, eine mit Gewinde versehene Einstellhülse auf dem Gewindering und elastische Einrichtungen, die die Einstellhülse innerhalb des gesamten Einstellbereiches mit dem Buchsensitz in Eingriff halten.
2. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Einrichtungen eine zusammendrückbare Kunststoffeder enthalten, sowie eine mit dem in den Schlitz eingreifenden Ende der Patrone verbundene Halterung zum Halten der Feder in Druckeingriff mit dem geschlitzten Ende der Buchse.
3. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffeder einen Urethanring enthält.
4. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffeder einen Urethanring von einer Härte gemäß Härteprüfer von etwa Shore "A" 95 aufweist.
5. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen an der Patrone befestigten Halter, der die Kunststoffeder gegen das geschlitzte Ende der Buchse zusammendrückt.
6. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffeder beim maximalen Rückholbereich der Einstellung vorgespannt ist.
7. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellhülsensitz konisch ist.
8. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitzeingriffsende Abflachungen vorgesehen sind.
9. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schlitzeingriffsende ein Paar Abflachungen vorgesehen sind.
10. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Werkzeughalter mit einer durchgehenden Installationsöffnung, gekennzeichnet durch einen Federsitz in dem Werkzeughalter, wobei die elastischen Einrichtungen eine Kunststoffeder und eine mit dem Schlitzeingriffsende der Patrone verbundene Halterung zum Halten der Kunststoffeder in Druckeingriff mit dem Federsitz enthalten.
11. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse mit einer konischen Oberfläche zur Zusammenwirkung mit einem passenden konischen Sitz in einem Werkzeughalter versehen ist.
12. Einstellbare Werkzeugeinsatzpatrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Buchse an der konischen Oberfläche mit Teilausnehmungen zur Zusammenwirkung mit einem Schraubenkopf zur festen Halterung der Buchse in dem Werkzeughalte-r versehen ist.