DE3616230C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrwerkzeug oder
dergleichen drehangetriebenes Zerspanungswerkzeug, mit
einem Schaftteil und einem stirnseitig am Schaftteil
lösbar angekuppelten Kopfteil zur Aufnahme wenigstens
eines Schneidelements, wobei die beiden Teile einerseits
stirnseitig mit einem koaxialen Vorsprung und andererseits
mit einer stirnseitigen Ausnehmung versehen sind,
von denen der Vorsprung in die Ausnehmung eingreift,
wobei der Vorsprung des einen Teils radial von einer
Spannschraube durchsetzt ist, durch deren Drehung Kopf-
und Schaftteil über zusammenwirkende, die radiale Spannkraft
der Spannschraube teilweise in eine axiale Spannkraft
umwandelnde gegensinnig schräge Spannflächen axial
miteinander verspannbar sind, wobei wenigstens der die
Ausnehmung aufweisende Teil Aussparungen in seiner Umfangsfläche
aufweist, die sich diametral in bezug auf
die Drehachse des Werkzeugs gegenüberliegen und jeweils
ein Spannelement mit jeweils einer Bohrung und einer
der Spannflächen aufweisen, wobei die Bohrungen der
Spannelemente gegensinnige Gewinde aufweisen und die
Spannschraube mit gegensinnigen Gewindeabschnitten in
die Gewindebohrungen der Spannelemente eingreift, so
daß die Spannelemente mittels der Spannschraube zusammenziehbar
sind, und wobei der andere Teil die anderen
Spannflächen aufweist.
Bei dem aus der GB-OS 21 64 276 bekannten Bohrwerkzeug
dieser Art ist die im Schaftteil ausgebildete Ausnehmung
für die Aufnahme eines axialen Kopfteil-Vorsprungs mit
einer radial durchgehenden Bohrung versehen, in der hülsenförmige
Spannelemente mit den gegensinnigen Innengewinden
radial verschiebbar gelagert sind. Die Spannelemente
sind an ihren radial inneren Enden keilförmig zugespitzt
und greifen mit diesen keilförmigen Spitzen
in keilförmige Quernuten am Umfang des Kopfteil-Vorsprungs
ein. Hierbei legen sich die keilförmigen Spitzen
nur mit ihrer einen Flanke an der einen Flanke der
Quernuten an, so daß beim radialen Zusammenziehen der
Spannelemente mittels der Spannschraube Kopf- und
Schaftteil axial zusammengezogen und gegeneinander verspannt
werden. Die Spannschraube ist ferner durch einen
axialen Schlitz im Vorsprung des Kopfteils hindurchgeführt.
Dies gestattet ein leichtes Trennen von Kopfteil
und Schaftteil durch einfaches Drehen der Spannschraube,
bis die keilförmigen Spitzen der Spannelemente mit
den keilförmigen Quernuten im Vorsprung des Kopfteils
außer Eingriff gekommen sind, und durch axiales Auseinanderziehen
von Kopf- und Schaftteil. Beim Zusammenkuppeln
werden beide Teile so lange relativ zueinander verdreht,
bis ein axialer Zentrierstift an der Stirnseite
des Schaftteils in eine von zwei axialen Bohrungen des
Kopfteils eingreift. Dieser Zentrierstift dient gleichzeitig
im wesentlichen zur Übertragung des Drehmoments,
weil die sich quer zur Drehachse erstreckenden, aneinanderliegenden
Spannflächen der keilförmigen Spannelementespitzen
und Quernuten nur ein geringfügiges Drehmoment
zu übertragen vermögen, da die Flanken der Quernuten
durch den axialen Schlitz im Vorsprung des Kopfteils
unterbrochen sind, so daß sie eine geringe Anlagefläche
bieten und einer hohen Flächenpressung unterliegen.
Die axialen Spannkraftkomponenten wirken in unmittelbarer
Nähe der Drehachse, so daß eine übermäßig hohe
Spannkraft aufgebracht werden muß, um bei gerinfügigem
Spiel zwischen dem Vorsprung und der diesen aufnehmenden
Ausnehmung bei radialer Belastung des Kopfteils während
des Bohrens ein Kippen des Kopfteils um eine Querachse
zu vermeiden.
Die US-PS 45 75 292 zeigt ein Bohrwerkzeug oder dergleichen
drehangetriebenes Zerspanungswerkzeug mit einem
Schaftteil und einem stirnseitig am Schaftteil lösbar
angekuppelten Kopfteil zur Aufnahme eines Schneidelements,
wobei der Kopfteil mit einem koaxialen Vorsprung
versehen ist, der in eine stirnseitige Ausnehmung des
Schaftteils eingreift. Im Schaftteil ist eine radiale
Bohrung vorgesehen, die nur bis zur Ausnehmung durchgeht
und Gewinde aufweist. Die Gewindebohrung nimmt eine
Stiftschraube als Spannelement auf, die mit einer konischen
Spitze in eine entsprechend konische radiale Bohrung
des Vorsprungs am Kopfteil eingreift. Der Vorsprung
ist ferner mit einer radial durchgehenden Bohrung
versehen, durch die ein Bolzen hindurchgeführt ist, der
mit seinen freien Enden in Vertiefung auf der Innenseite
der Ausnehmung des Schaftteils eingreift. Bei diesem
bekannten Bohrwerkzeug ist das Ankuppeln des Kopfteils
am Schaftteil insofern kompliziert, als zunächst
für eine radiale Zentrierung des Bolzens in der radialen
Bohrung des Kopfteils gesorgt werden muß, bevor sich
der Kopfteil in die Ausnehmung des Schaftteils einführen
läßt. Der Bolzen soll verhindern, daß die zunächst allein
das Drehmoment übertragende Stiftschraube überlastet
wird. Dessen ungeachtet unterliegt die Stiftschraube
auch schon vorher einer erheblichen Belastung,
da zwischen ihrer konischen Spitze und der konischen
Bohrung im Vorsprung des Kopfteils im günstigsten Falle
eine Linienberührung, im Regelfalle jedoch allenfalls
eine Punktberührung auftritt, mit der Folge, daß sowohl
die konische Bohrung als auch die konische Spitze trotz
des radialen Bolzens übermäßig beansprucht wird. Bei
diesem Bohrwerkzeug ist daher kein hohes Drehmoment zwischen
Schaftteil und Kopfteil ohne übermäßige Belastung
der Spannflächen übertragbar. Dies auch deshalb nicht,
weil die Spannflächen verhältnismäßig weit radial innen
liegen. Aus dem gleichen Grunde wirken auch hier die
axialen Spannkraftkomponenten in unmittelbarer Nähe der
Drehachse, so daß hier ebenfalls eine übermäßig hohe
Spannkraft aufgebracht werden muß, um bei geringfügigem
Spiel zwischen dem Vorsprung und der diesen aufnehmenden
Ausnehmung bei radialer Belastung des Kopfteils während
des Bohrens ein Kippen des Kopfteils um eine Querachse
zu vermeiden.
Bei dem aus WO 85/03467 bekannten Bohrwerkzeug ist ein
zylindrischer Vorsprung des Kopfteils mit einem radial
durchgehenden Vierkantloch versehen, in dem Spannelemente
mit gegensinnigen Innengewinden durch eine in diese
mit gegensinnigen Gewindeabschnitten eingreifende Spannschraube
radial verschiebbar gelagert sind. Die Spannelemente
sind etwa keilförmig und greifen in eine Ringnut
auf der Innenseite der zylindrischen Ausnehmung des
Schaftteils ein. Die Ringnut ist mit einer konischen
Flanke als Spannfläche versehen. Bei dieser Ausbildung
können die Spannelemente kein nennenswertes Drehmoment
übertragen, da ihre etwa keilförmigen Spannflächen nur
im Reibschluß an der konischen Flanke der Ringnut anliegen.
Das Drehmoment wird vielmehr hauptsächlich durch
eine Platte übertragen, die in axiale, sich bis zur
Grenzfläche zwischen Schaft- und Kopfteil erstreckende
Aussparungen eingelegt und mittels einer Klemmschraube
befestigt ist. Bei dieser Ausbildung ist die Herstellung
der Ringnut auf der Innenseite mit einer konischen Flanke
äußerst schwierig, zumal die Neigung dieser Flanke
der Neigung der Keilflächen der Spannelemente genau angepaßt
sein muß. Auch die Keilflächen müssen der konischen
Form der Flanke in aufwendiger Weise angepaßt werden.
Zwar sollen diese Spannflächen alternativ auch
eben ausgebildet sein. Dies erschwert jedoch die Formgebung
der Ringnut noch mehr.
Die Zeitschrift Werkstatt und Betrieb 112, (1979), 8, Seiten
533 bis 537, zeigt in Bild 5 ein Ausdrehwerkzeug,
bei dem Kopf- und Schaftteil durch eine Feder-Nut-Verbindung
mit Hinterschneidung verbunden sind. Die Nut
ist durch einen axialen Schlitz vertieft, den eine die
beiden Schlitzschenkel zusammenziehende Klemmschraube
durchsetzt. Sodann durchsetzt eine Sicherungsschraube
radial den Bereich der Feder-Nut-Verbindung, wobei sie
als Anschlag für eine den Kopfteil radial mitnehmende
Stellschraube dient, die in eine Gewindehülse im Inneren
des Vorsprungs am Kopfteil eingreift. Die Gewindehülse
ist durch die Sicherungsschraube in ihrer Lage arretiert.
Um hierbei den Kopfteil auszuwechseln, muß mithin
nicht nur die Spannschraube gelöst, sondern auch
die Sicherungsschraube entfernt und die Stellschraube
aus der Hülse gedreht werden. Dies ist äußerst aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug
der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem die
Kupplung zwischen Kopf- und Schaftteil einfacher zu bedienen
ist und herzustellen ist und dennoch ein hohes Drehmoment
ohne Kippneigung des Kopfteils zu übertragen vermag.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
die Bohrungen der Spannelemente mit einer radialen
Durchgangsbohrung des einen Teils fluchten, durch die
sich die Spannschraube erstreckt, und daß die Aussparungen
sich in Axialrichtung bis zur Grenzfläche zwischen
Schaft- und Kopfteil erstreckende Nuten und die darin
angeordneten Spannelemente mit dem jeweils anderen der
beiden Teile über die Grenzflächen hinweg formschlüssig
verbunden sind.
Bei dieser Ausbildung wird das zwischen Kopf- und
Schaftteil auftretende Drehmoemnt in einem verhältnismäßig
großen Abstand von der Drehachse im wesentlichen
von den Nuten in der (radial äußeren) Umfangsfläche des
die Ausnehmung aufweisenden Teils aufgenommen, so daß
ein großes Drehmoment zwischen Kopf- und Schaftteil ohne
zusätzliche axiale Drehmoment-Übertragungsbolzen zwischen
diesen beiden Teilen übertragen werden kann. Darüber
hinaus wirken die Axialkomponenten der Spannkraft
in einem größeren radialen Abstand von der Drehachse
auf den Kopfteil ein. Der Kopfteil hält daher hohen Radialkräften
ohne Kippneigung stand. Gleichzeitig kommt
man ohne Ausübung einer übermäßig hohen Spannkraft auf
die Spannschraube aus. Die Spannflächen können großflächig
ausgebildet sein, so daß zwischen ihnen keine hohe
Flächenpressung auftritt, da sie nicht unterbrochen
sind. Die Nuten dienen nicht nur der Aufnahme der Spannelemente,
sondern auch der formschlüssigen Verbindung
von Kopf- und Schaftteil zur Aufnahme des Drehmoments.
Sie erfüllen daher eine doppelte Funktion.
Ferner ist es günstig, wenn sich die Spannelemente
axial über die Grenzfläche zwischen Schaft- und Kopf
teil hinweg in Nuten am Umfang des anderen der beiden
Teile erstrecken und die anderen Spannflächen in diesen
Nuten ausgebildet sind. Hierbei übertragen die Spannele
mente selbst das zwischen Kopf- und Schaftteil auftre
tende Drehmoment.
Vorzugsweise sind die Abmessungen der einen Nut und des
sich in diese erstreckenden einen Spannelements größer
als die der anderen Nut und des anderen Spannelements.
Dies ermöglicht das Zusammenkuppeln von Kopf- und
Schaftteil nur in einer vorbestimmten relativen Drehwin
kellage, so daß Umschlagfehler, aufgrund unter
schiedlicher Fertigungstoleranzen beiderseits der Dreh
achse, vermieden werden.
Die zusammenwirkenden Spannflächen können eben und ge
gensinnig schräg sein. Sie liegen daher großflächig an
einander, ohne daß zwischen ihnen eine hohe Flächenpres
sung auftritt.
Anstelle einer ebenen Ausbildung der Spannflächen kann
auch dafür gesorgt sein, daß die eine der beiden zusam
menwirkenden Spannflächen durch eine Quernut mit teil
kreisförmigem Querschnitt und die andere durch einen
Zylinderbolzen gebildet ist, der durch Querbohrungen
in den Seitenwänden einer der Aussparungen hindurchge
führt ist und einen kleineren Durchmesser als die Quer
nut aufweist, und daß die Quernut an der der Grenzfläche
zwischen Schaft- und Kopfteil abgekehrten Seite des Zy
linderbolzens anliegt. Die im Querschnitt teilkreisför
mige Quernut läßt sich auf einfache Weise durch Ausbil
dung einer Querbohrung und axiales Wegfräsen eines Teils
der die Querbohrung begrenzenden Wand herstellen, wäh
rend es sich bei dem Zylinderbolzen um ein einfaches
gängiges Bauelement handelt.
Sodann können die die Spannschraube aufnehmenden Spann
elemente außerhalb der aneinanderanliegenden Spannflä
chen einen radialen Abstand vom Boden der diese Spann
elemente aufnehmenden Nuten aufweisen. Auf diese Weise
ist sichergestellt, daß nur die Spannflächen beim Span
nen und nicht die anderen einander zugekehrten Flächen
der Spannelemente einerseits und der Aussparungen ande
rerseits miteinander in Berührung kommen, so daß sich
eine definierte, von Herstellungstoleranzen unabhängige
Verspannung ergibt.
Hierbei kann dafür gesorgt sein, daß die die Spann
schraube aufnehmenden Spannelemente auf der der Grenz
fläche zwischen Schaft- und Kopfteil abgekehrten Seite
der Spannschraube eine durchgehende Gewindebohrung mit
jeweils einer eine konische Spitze aufweisenden Stift
schraube aufweisen, daß die diese Spannelemente aufneh
menden Nuten eine die konische Spitze aufnehmende koni
sche Vertiefung im Boden aufweisen und daß der Achsab
stand der Vertiefungen von der Spannschraube größer als
der Achsabstand der Stiftschrauben von der Spannschraube
ist. Diese Stiftschrauben ermöglichen einen Spielaus
gleich zwischen der Spannschraube und den sie aufnehmen
den Gewindebohrungen sowie eine zusätzliche axiale Ver
spannung von Schaft- und Kopfteil.
Eine andere Ausbildung kann darin bestehen, daß die
Spannelemente etwa T-förmig sind und ihr Querstück jeweils
in eine durchgehende, radial äußere Quernut des
einen Teils von Schaft- und Kopfteil und ihr mittleres
Längsstück in eine zur Grenzfläche hin offene axiale
Nut des anderen Teils eingreift, daß die zusammenwirkenden
Spannflächen eben sind, daß jede dieser Quernuten
auf ihrer der Grenzfläche benachbarten Seite die eine
der zusammenwirkenden Spannflächen aufweist und die der
Grenzfläche benachbarte Seitenwand jeder dieser Quernuten
um die radiale Dicke des Längsstücks niedriger als
ihre andere Seitenwand ist und daß das Querstück mit
der anderen der zusammenwirkenden Spannflächen versehen
ist. Bei dieser Ausbildung lassen sich die Spannelemente
und die sie aufnehmenden Quernuten, insbesondere die
sich über die gesamte Länge des Querstücks erstreckenden
Spannflächen, auf einfache Weise mittels eines Kegelfräsers
herstellen.
Da bei dieser Ausbildung die zu kuppelnden oder zu tren
nenden Teile durch eine Verschiebung der zur Drehachse
des Bohrwerkzeugs miteinander gekuppelt oder getrennt
werden, kann zur Zentrierung beim Kuppeln der Teile da
für gesorgt sein, daß die Kupplungsseite des einen Teils
von Schaft- und Kopfteil mit einer durchgehenden Quernut
und die Kupplungsseite des anderen Teils mit einer in
diese Quernut eingreifenden Querrippe versehen ist, daß
die Querrippe eine sich in deren Längsrichtung er
streckende Gewindebohrung mit einer darin eingeschraub
ten Stellschraube aufweist und daß an der Kupplungsseite
des einen Teils ein Stift axial vorsteht, der durch ei
nen Längsschlitz der Querrippe des anderen Teils in de
ren Gewindebohrung von der Stirnseite der Stellschraube
eingreift. Die Stellschraube kann hierbei so verstellt
werden, daß sie unter seitlicher Anlage an dem Stift
die beiden gekuppelten Teile quer zur Drehachse relativ
zueinander so weit verschiebt, bis sie genau zentriert
sind.
Statt die Spannelemente die Grenzfläche zwischen Kopf-
und Schaftteil überbrücken zu lassen, ist es auch möglich,
am anderen der beiden Teile axiale Fortsätze vorzusehen,
die in die Nuten ragen und an ihren freien Enden
mit den anderen Spannflächen versehen sind. Die
Spannelemente brauchen dann nicht das Drehmoment zwischen
Kopf- und Schaftteil aufzunehmen, sondern lediglich
die Spannkräfte. Ferner entfällt die Schwierigkeit,
in den Nuten schräge Spannflächen auszubilden.
Die Fortsätze können in axialen Nuten des anderen der
beiden Teile festgeschraubte Platten sein. Diese können
dann für alle Arten von Kopfteilen, die den verschiedensten
Schneidelementen angepaßt sind, verwendet werden.
Auch hierbei können die Abmessungen der einen Nut und
des einen in diese ragenden Fortsatzes größer als die
der anderen Nut und des anderen Fortsatzes sein, um das
Zusammenkuppeln von Kopf- und Schaftteil in nur einer
Drehwinkellage zu ermöglichen und Umschlagfehler zu vermeiden.
Ferner kann dafür gesorgt sein, daß zwischen den Spannelementen
und dem Boden der Nuten Druckfedern angeordnet
sind. Diese Druckfedern drücken die Spannelemente
beim Lösen der Spannschraube radial nach außen und
sorgen beim Lösen der Spannschraube für eine symmetrische
Lage der Spannelemente in bezug auf die Drehachse, ohne
die Spannschraube mit den Spannelementen manuell zentrieren
zu müssen, um Schaft- und Kopfteil zu trennen.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend
anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines ersten Aus
führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bohrwerk
zeugs,
Fig. 2 einen Axialschnitt des Bohrwerkzeugs nach
Fig. 1,
Fig. 3 die Vorderansicht des Schaftteils des Bohrwerk
zeugs nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil eines zweiten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bohrwerk
zeugs,
Fig. 5 einen Axialschnitt des Bohrwerkzeugs nach Fig.
4,
Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 5,
Fig. 7 einen Teil des Bohrwerkzeugs nach Fig. 5 in
Draufsicht,
Fig. 8 einen abgewandelten Kopfteil des Bohrwerkzeugs
nach Fig. 1,
Fig. 9 einen anderen abgewandelten Kopfteil des Bohr
werkzeugs nach Fig. 1,
Fig. 10 einen Ausschnitt aus einem weiteren Ausfüh
rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs
im Axialschnitt,
Fig. 11 eine Draufsicht auf das Bohrwerkzeug nach Fig.
10,
Fig. 12 einen Teil des Schaftteils des Bohrwerkzeugs
nach Fig. 10,
Fig. 13 eine Unteransicht eines Spannelements des Bohr
werkzeugs nach Fig. 10,
Fig. 14 einen Ausschnitt aus einem weiteren Ausfüh
rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs
im Axialschnitt,
Fig. 15 eine Draufsicht auf das Bohrwerkzeug nach Fig.
14,
Fig. 16 einen Teil des Schaftteils des Bohrwerkzeugs
nach Fig. 14,
Fig. 17 eine Unteransicht eines Spannelements des Bohr
werkzeugs nach Fig. 14,
Fig. 18 eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bohrwerk
zeugs,
Fig. 19 den Schnitt I-I nach Fig. 18,
Fig. 20 den Schnitt II-II nach Fig. 18,
Fig. 21 die Kupplungsseite des Kopfteils des Ausfüh
rungsbeispiels nach Fig. 18 und
Fig. 22 die Kupplungsseite des Schaftteils des Ausfüh
rungsbeispiels nach Fig. 18.
Das Bohrwerkzeug nach den Fig. 1 bis 3 hat einen
Schaftteil 1 und einen Kopfteil 2. Der Schaftteil 1
wird mit einem nicht dargestellten Einspannkegel in
ein Spannfutter einer nicht dargestellten Werkzeugma
schine eingespannt. Der Kopfteil 2 dient als Halter
für ein Schneidelement 3 in Form eines Spitzbohrmes
sers, das in einem Klemmschlitz 4 zwischen zwei Klemm
schenkeln 5 und 6 mittels Klemmschrauben 7 und 8 fest
geklemmt ist. Zwei Spanabführungsnuten 9 und 10 liegen
sich diametral in bezug auf die Drehachse 11 des Bohr
werkzeugs gegenüber und setzen sich im Schaftteil 1
fort.
Schaftteil 1 und Kopfteil 2 sind lösbar miteinander ver
bunden um den Kopfteil 2 gegen einen anderen Kopfteil
2 b für zwei Wendeschneidplatten 3 a nach Fig. 8 oder einen
Kopfteil 2 c mit nur einer Schneidplatte 3 b nach Fig. 9
auszuwechseln.
Nachstehend wird nur die Verbindung des Kopfteils 2 mit
dem Schaftteil 1 beschrieben, da die Verbindung der
Kopfteile 2 b und 2 c mit dem Schaftteil 1 in gleicher
Weise ausgebildet ist.
Der Schaftteil 1 hat an seiner dem Kopfteil 2 zugekehrten
Stirnseite einen axialen Vorsprung 12 in Form eines abge
stuften zylindrischen Zapfens mit einer koaxialen Bohrung
13 für Kühlflüssigkeit und einer radial durchgehenden
Bohrung 14. Durch die Bohrung 14 erstreckt sich
eine an dieser anliegende Spannschraube 15, die mit ge
gensinnige Gewinde aufweisenden Gewindeabschnitten 16 und
17 in gegensinnige Gewinde aufweisende Bohrungen 18 und
19 von Spannelementen 20 und 21 eingreift. Die Spann
schraube 15 hat an jedem Ende einen Innensechskant 22 zur
Einführung eines Sechskantschlüssels.
Die Spannelemente 20 und 21 sitzen jeweils in einer Aus
sparung 23 bzw. 24 in der Umfangsfläche des Schaftteils
1. Die Aussparungen 23 und 24 sind axial bis zur Grenz
fläche 25 zwischen Schaftteil 1 und Kopfteil 2 durch
gehende Nuten, deren eines Ende abgerundet ist.
Der Kopfteil 2 hat in der dem Schaftteil 1 zugekehrten
Stirnfläche eine Ausnehmung 26 in Form einer abgestuften
zylindrischen Bohrung, in die der Vorsprung 12 passend
eingreift. Ferner ist der Kopfteil 2 mit sich diametral
gegenüberliegenden Nuten 27 und 28 in seiner Umfangs
fläche versehen, die sich ebenfalls axial bis zur Grenz
fläche 25 erstrecken und am anderen Ende eine abgerundete
Endwand aufweisen. Die Nuten 27 und 23 haben in Umfangs
richtung die gleiche Breite und fluchten miteinander. Das
Spannelement 20 erstreckt sich längs beider Nuten 27 und
23, so daß es die Grenzfläche 25 überbrückt.
Auch die Nuten 28 und 24 fluchten miteinander und haben
die gleiche Breite in Umfangsrichtung. Das Spannelement
21 erstreckt sich ebenfalls in Längsrichtung beider Nu
ten 24 und 28 über die Grenzfläche 25 hinweg. Die Breite
der Nuten 23, 27 und des Spannelements 20 ist geringfügig
kleiner als die der Nuten 24, 28 und des Spannelements
21, so daß Schaftteil 1 und Kopfteil 2 nur in der
dargestellten relativen Drehwinkellage miteinander kup
pelbar sind, um Umschlagfehler aufgrund unterschied
licher Fertigungstoleranzen beiderseits der Drehachse
11 zu vermeiden.
Die Spannelemente 20 und 21 haben schräg zur Drehachse
11 geneigte ebene Spannflächen 29. Auch der Kopfteil
2 hat in den Nuten 27 und 28 jeweils eine unter dem
gleichen Winkel wie die Spannflächen 29 schräg zur Dreh
achse 11 geneigte ebene Spannflächen 30 (siehe insbeson
dere Fig. 2, 8 und 9).
Die Spannelemente 20 und 21 sind ferner auf ihrer radial
inneren Seite mit Bohrungen 31 versehen, in denen Druck
federn 32 angeordnet sind, die sich einerseits am Boden
der Bohrungen 31 und andererseits am Vorsprung 12 ab
stützen, so daß die Spannelemente 20 und 21 unter radial
nach außen wirkender Federvorspannung stehen.
In der Lage nach den Fig. 1 und 2 sind die Teile 1 und
2 fest miteinander verbunden. Um sie zu trennen und den
Kopfteil 2 gegen einen anderen Kopfteil auszuwechseln,
braucht die Spannschraube 15 lediglich um etwa eine
dreiviertel Umdrehung mittels des Sechskantschlüssels
gedreht zu werden, so daß die Spannelemente 20 und 21
radial nach außen gedrückt werden. Nach dem Entfernen
des Sechskantschlüssels sorgen die Druckfedern 32 für
eine Zentrierung der Spannelemente 20 und 21 relativ
zur Drehachse 11, so daß der Kopfteil 2 axial vom
Schaftteil 1 abgezogen und der andere Kopfteil auf den
Vorsprung 12 aufgeschoben werden kann. Durch eine Rück
drehung der Spannschraube 15 um etwa 270° werden dann
die Spannflächen 29 und 30 zur Anlage gebracht und der
betreffende Kopfteil mit dem Schaftteil 1 axial ver
spannt, wie es für den Kopfteil 2 in den Fig. 1 und 2
dargestellt ist.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 7 unter
scheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel zum
einen darin, daß die eine Spannfläche 29 a der beiden
zusammenwirkenden Spannflächen 29 a, 30 a durch eine einen
teilkreisförmigen Querschnitt aufweisende Quernut 33
auf der radial inneren Seite der Spannelemente 20 a und
21 a in einem axialen, in die Nut 27 a bzw. 28 a eingrei
fenden Fortsatz und die andere Spannfläche 30 a durch
einen Zylinderbolzen 34 gebildet ist, der durch Querboh
rungen 36 in den Seitenwänden der Nuten 27 a und 28 a hin
durchgeführt ist und einen kleineren Durchmesser als
die Quernut 33 aufweist. Die Quernut 33 und damit die
Spannfläche 30 a liegt an der der Grenzfläche 25 zwischen
Schaftteil 1 a und Kopfteil 2 a abgekehrten Seite des Zy
linderbolzens 34 an der dort liegenden Spannfläche 29 a
an. Die in Fig. 6 als Punkt eingezeichnete Mitte der
sich berührenden Spannflächen 29 a und 30 a hat von einer
radialen Querebene 36 einen Winkelabstand β von 0° bis
50°, vorzugsweise etwa 45°, wobei ein größerer Winkel
β als 0° für eine zusätzliche, die beiden Teile 1 a und
2 a zusammenziehende Axialkomponente der radialen Spann
kraft der Spannschraube 15 sorgt. Die Ausbildung der
leicht gewölbten Spannflächen 29 a und 30 a ist insofern
etwas einfacher als die der ebenen Spannflächen 29 und
30 bei dem ersten Ausführungsbeispiel, weil nicht nur
die Bohrungen 35, sondern auch die Quernut 33 durch Boh
ren hergestellt werden kann, wobei im Falle der Quernut
33 die Bohrung zunächst in volles Material der Spannele
mente 20 a und 21 a ausgeführt und dann die Spannelemente
bis auf die axialen Fortsätze weggefräst werden, so daß
nur die teilkreisförmigen Quernuten 33 verbleiben. Die
ebenen Spannflächen 30 können dagegen praktisch nur mit
tels eines Fingerfräsers, der in eine der gewünschten
Schräglage der Spannflächen 30 entsprechende Schräglage
eingestellt werden muß, und die Spannflächen 29 dagegen
praktisch nur mittels eines Kegelfräsers hergestellt
werden, dessen Kegelwinkel genau der Schrägstellung des
Fingerfräsers entsprechen muß. Dies ist aufwendiger als
die Ausbildung von Bohrungen und eines Zylinderbolzens.
Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, haben die Spannelemente
20 a und 21 a außerhalb der aneinanderanliegenden Spann
flächen 29 a und 30 a einen geringfügigen radialen Abstand
vom Boden der Nuten 23 a und 27 a bzw. 24 a und 28 a. Da
durch ist sichergestellt, daß die Spannflächen 29 a und
30 a tatsächlich miteinander in Berührung kommen.
Zum anderen sind die Spannelemente 20 a und 21 a bei dem
Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 7, abweichend
von dem ersten Ausführungsbeispiel, auf der der Grenz
fläche 25 zwischen Schaftteil 1 a und Kopfteil 2 a abge
kehrten Seite der Spannschraube 15 mit einer durchgehen
den Gewindebohrung 37 versehen, in die jeweils eine
Stiftschraube 38 mit konischer Spitze eingeschraubt ist.
Sodann haben die Nuten 23 a und 24 a im Boden eine koni
sche Vertiefung 38 a, in die die konischen Spitzen der
Stiftschrauben 38 jeweils eingreifen und deren Achsab
stand von der Spannschraube 15 etwas größer als der
Achsabstand der Stiftschrauben 38 von der Spannschraube
15 ist. Die Stiftschrauben 38 sorgen im gespannten Zu
stand, neben einer gewissen zusätzlichen axialen Ver
spannung der Teile 1 a und 2 a, für einen Spielausgleich
zwischen den Gewindeabschnitten 16 und 17 der Spann
schraube 15 einerseits und den Gewindebohrungen 18 und
19 der Spannelemente 20 a und 21 a andererseits. Sie kön
nen ihre einmal eingestellte radiale Lage bei einem
Wechsel des Kopfteils beibehalten, so daß nach wie vor
lediglich die Spannschraube 15 gelöst und gespannt zu
werden braucht.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 bis 13 unter
scheidet sich von dem nach den Fig. 1 bis 3 im Prinzip
nur dadurch, daß die Spannelemente 20 b und 21 b axial
kürzer ausgebildet sind, so daß sie die Grenzfläche 25
zwischen Kopfteil 2 d und Schaftteil 1 b nicht überbrüc
ken. Dagegen ist der Kopfteil 2 d in den Nuten 27 b, 28 b
mit die Grenzfläche 25 überbrückenden Fortsätzen 39 in
Form von Platten versehen, die in den Nuten 27 b und 28 b
mittels Schrauben 40 festgeschraubt sind. Die Fortsätze
39 sind an ihren in die Nuten 23 und 24 eingreifenden
Enden mit den Spannflächen 30 versehen, die mit den
Spannflächen 29 der Spannelemente 20 b und 21 b zusammen
wirken.
Während in den Fig. 10 und 11 der Schaftteil 1 b mit dem
Kopfteil 2 d verbunden ist, ist der Kopfteil 2 d in Fig.
12 abgetrennt, wobei die (in Fig. 10 nicht dargestell
ten) Druckfedern 32 die Spannelemente 20 b und 21 b aus
einanderdrücken und zentrieren.
Die Bohrung 26 a ist konisch, jedoch im Schaftteil 1 b
ausgebildet, während der Vorsprung 12 a ebenfalls ko
nisch, aber am Kopfteil 2 d ausgebildet ist.
Statt die Fortsätze 39 am Kopfteil 2 d anzuschrauben,
können sie auch einteilig mit diesem ausgebildet sein.
Die getrennte Ausbildung hat jedoch den Vorteil, daß
die Fortsätze 39 für verschiedene Kopfteile verwendet
werden können.
Bei der dargestellten getrennten Ausbildung der Fort
sätze 39 ist es vorteilhaft, sie auf der radial inneren
Seite mit einer Quernut 41 auf der der Grenzfläche 25
zugekehrten Seite der Schrauben 40 zu versehen, so daß
die Fortsätze 39 beim Spannen der Spannschraube 15 durch
das Zusammenziehen der Spannelemente 20 b und 21 b, gege
benenfalls unter geringfügiger Verbiegung ihres die
Spannfläche 30 aufweisenden Abschnitts fest gegen den
Boden der jeweiligen Nut 23 bzw. 24 gezogen werden, so
daß sich eine definierte Anlage der Fortsätze 39 am Bo
den der Nuten 23 und 24 ergibt, die für einen zusätzli
chen Halt des Kopfteils 20 d am Schaftteil 1 b sorgt, ohne
daß der Kopfteil 2 d relativ zum Schaftteil 1 b während
des Betriebs vibriert oder wackelt.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 14 bis 17 unter
scheidet sich von dem nach den Fig. 10 bis 13 lediglich
dadurch, daß die Spannelemente 20 c und 21 c ebenso wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 7 mit
einer Gewindebohrung 37 und einer Stiftschraube 38 und
die Nuten 23 a und 24 a im Schaftteil 1 c mit einer kegel
förmigen Vertiefung 38 a versehen sind. Insoweit ist die
Wirkungsweise auch die gleiche wie bei dem Ausführungs
beispiel nach den Fig. 4 bis 7.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 18 bis 22 ist
der Schaftteil 1 d nicht zylindrisch, sondern vierkantig,
ebenso der daran angekuppelte Abschnitt des Kopfteils
2 e. Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel des Kopfteils
nach den Fig. 8 und 9 ist das Schneidelement eine Wende
schneidplatte 3 c.
Die Spannelemente 20 d und 21 d haben die Form eines "T",
dessen Querstück auf seiner radial inneren Seite nach
Fig. 20 die eine ebene, schräg zur Drehachse 11 verlau
fende Spannfläche 29 b aufweist. Das Querstück jedes
Spannelements 20 d und 21 d greift jeweils in eine von
zwei radial äußeren, sich diametral gegenüberliegenden
Quernuten 42 des Kopfteils 2 e ein. Die Quernuten 42 wei
sen jeweils auf ihre der Grenzfläche 25 benachbarten
Seite die Spannfläche 30 b auf, die mit der Spannfläche
29 b zusammenwirkt. Die der Grenzfläche 25 benachbarte
Seitenwand 43 jeder Quernut 42 ist um die radiale Dicke
des Längsstücks des T-förmigen Spannelements 20 d bzw.
21 d niedriger als ihre andere Seitenwand 44. Die Kupp
lungsseite des Kopfteils 2 e ist mit einer durchgehenden
Quernut 45 und die Kupplungsseite des Schaftteils 1 d
mit einer in diese Quernut 45 eingreifenden Querrippe
46 versehen. Die Querrippe 46 weist eine sich in deren
Längsrichtung erstreckende Gewindebohrung 47 mit einer
darin eingeschraubten Stellschraube 48 auf. Ferner steht
an der Kupplungsseite des Kopfteils 2 e ein Stift 49
axial vor, der durch einen Längsschlitz 50 der Querrippe
46 in deren Gewindebohrung 47 vor der Stirnseite der
Stellschraube 48 eingreift (vgl. insbesondere Fig. 18).
Sodann sind die Spannelemente 20 d und 21 d in ihrem mitt
leren Längsstück mit den Gewindebohrungen 18 und 19 so
wie 37 für die Spannschraube 15 bzw. die Stiftschrauben
38 versehen, die wiederum in konische Vertiefungen 38 a
des Schaftteils 1 d in den die Längsstücke der Spannele
mente 20 d und 21 d aufnehmenden axialen Nuten 23 a und
24 a eingreifen.
Bei dieser Ausbildung können die Quernuten 42 und damit
die Spannfläche 30 b leicht mittels eines Kegelfräsers
hergestellt werden.
Claims (12)
1. Bohrwerkzeug oder dergleichen drehangetriebenes Zerspanungswerkzeug,
mit einem Schaftteil und einem stirnseitig
am Schaftteil lösbar angekuppelten Kopfteil zur
Aufnahme wenigstens eines Schneidelements, wobei die beiden
Teile einerseits stirnseitig mit einem koaxialen Vorsprung
und andererseits mit einer stirnseitigen Ausnehmung
versehen sind, von denen der Vorsprung in die Ausnehmung
eingreift, wobei der Vorsprung des einen Teils
radial von einer Spannschraube durchsetzt ist, durch deren
Drehung Kopf- und Schaftteil über zusammenwirkende,
die radiale Spannkraft der Spannschraube teilweise in
eine axiale Spannkraft umwandelnde gegensinnig schräge
Spannflächen axial miteinander verspannbar sind, wobei wenigstens
der die Ausnehmung aufweisende Teil Aussparungen
in seiner Umfangsfläche aufweist, die sich diametral in
bezug auf die Drehachse des Werkzeugs gegenüberliegen
und jeweils ein Spannelement mit jeweils einer Bohrung
und einer der Spannflächen aufweisen, wobei die Bohrungen
der Spannelemente gegensinnige Gewinde aufweisen und die
Spannschraube mit gegensinnigen Gewindeabschnitten in
die Gewindebohrungen der Spannelemente eingreift, so daß
die Spannelemente mittels der Spannschraube zusammenziehbar
sind, und wobei der andere Teil die anderen Spannflächen
aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungen (18, 19) der Spannelemente (20, 21;
20 a-20 d; 21 a-21 d) mit einer radialen Durchgangsbohrung
(14) des einen Teils (1; 1 a-1 d) fluchten, durch die sich
die Spannschraube (15) erstreckt, und daß die Aussparungen
(23, 24; 23 a-24 a) sich in Axialrichtung bis zur
Grenzfläche (25) zwischen Schaft- und Kopfteil (1, 1 a-1 d;
2, 2 a-2 d) erstreckende Nuten und die darin angeordneten
Spannelemente (20, 21; 20 a-20 d; 21 a-21 d) mit dem jeweils
anderen der beiden Teile (1, 1 a-1 d; 2, 2 a-2 d) über die
Grenzfläche (25) hinweg formschlüssig verbunden sind.
2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Spannelemente (20, 21; 20 a, 21 a; 20 d, 21 d)
axial über die Grenzfläche (25) zwischen Schaft- und
Kopfteil (1, 2; 1 a, 1 c, 1 d; 2 a-2 c, 2 e) hinweg in den Nuten
(27, 28; 27 a, 28 a; 42) am Umfang des anderen (2; 2 a-2 c,
2 e) der beiden Teile (1; 2, 1 a, 1 c, 1 d; 2 a-2 c, 2 e) er
strecken und die anderen Spannflächen (30) in diesen
Nuten (27, 28; 27 a, 28 a; 42) ausgebildet sind.
3. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abmessungen der einen Nut (27; 27 a; 42) und des
sich in diese erstreckenden einen Spannelements (20;
20 a; 20 d) größer als die der anderen Nut (28; 28 a; 42)
und des anderen Spannelements (21; 21 a; 21 d) sind.
4. Bohrwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die eine (29 a) der beiden zusammenwirkenden Spann
flächen (29 a, 30 a) durch eine Quernut (33) mit teil
kreisförmigem Querschnitt und die andere (30 a) durch
einen Zylinderbolzen (34) gebildet ist, der durch Quer
bohrungen (35) in den Seitenwänden einer der Aussparun
gen (27 a, 28 a) hindurchgeführt ist und einen kleineren
Durchmesser als die Quernut (33) aufweist, und daß die
Quernut (33) an der der Grenzfläche (25) zwischen
Schaft- und Kopfteil (1 a, 2 a) abgekehrten Seite des Zy
linderbolzens (34) anliegt.
5. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Spannschraube (15) aufnehmenden Spannele
mente (20 a-20 d, 21 a-21 d) außerhalb der aneinander anlie
genden Spannflächen (29 a, 30 a; 29 b, 30 b) einen radialen
Abstand vom Boden der diese Spannelemente aufnehmenden
Nuten (23, 24; 23 a, 24 a; 42) aufweisen.
6. Bohrwerkzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Spannschraube (15) aufnehmenden Spannele
mente (20 a, 21 a; 20 c, 21 c; 20 b, 21 b) auf der der Grenz
fläche (25) zwischen Schaft- und Kopfteil (1 a, 2 a; 1 c,
2 c; 1 d, 2 d) abgekehrten Seite der Spannschraube (15)
eine durchgehende Gewindebohrung (37) mit jeweils einer
eine konische Spitze aufweisenden Stiftschraube (38)
aufweisen, daß die diese Spannelemente aufnehmenden Nu
ten (23 a, 24 a) eine die konische Spitze aufnehmende ko
nische Vertiefung (38 a) im Boden aufweisen und daß der
Achsabstand der Vertiefungen (38 a) von der Spannschraube
(15) größer als der Achsabstand der Stiftschrauben (38)
von der Spannschraube (15) ist.
7. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannelemente (20 d, 21 d) etwa T-förmig sind und
ihr Querstück jeweils in eine durchgehende, radial äuße
re Quernut (42) des einen Teils (2 e) von Schaft- und
Kopfteil (1 e, 2 e) und ihr mittleres Längsstück in eine
zur Grenzfläche (25) hin offene axiale Nut (23 a; 24 a)
des anderen Teils (1 e) eingreift, daß die zusammenwir
kenden Spannflächen (29 b, 30 b) eben sind, daß jede
dieser Quernuten (42) auf ihrer der Grenzfläche (25) be
nachbarten Seite die eine (30 b) der zusammenwirkenden
Spannflächen (29 b, 30 b) aufweist und die der Grenzfläche
(25) benachbarte Seitenwand (43) jeder dieser Quernuten
(42) um die radiale Dicke des Längsstücks niedriger als
ihre andere Seitenwand (44) ist und daß das Querstück
mit der anderen der zusammenwirkenden Spannflächen (29 b)
versehen ist.
8. Bohrwerkzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsseite des einen Teils (2 e) von Schaft-
und Kopfteil (1 e, 2 e) mit einer durchgehenden Quernut
(45) und die Kupplungsseite des anderen Teils (1 e) mit
einer in diese Quernut (45) eingreifenden Querrippe (46)
versehen ist, daß die Querrippe (46) eine sich in deren
Längsrichtung erstreckende Gewindebohrung (47) mit einer
darin eingeschraubten Stellschraube (48) aufweist und
daß an der Kupplungsseite des einen Teils (2 e) ein Stift
(49) axial vorsteht, der durch einen Längsschlitz (50)
der Querrippe (46) des anderen Teils (1 e) in deren Ge
windebohrung (47) vor der Stirnseite der Stellschraube
(48) eingreift.
9. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß am anderen (2 d) der beiden Teile (1 c, 2 d) axiale
Fortsätze (39) vorgesehen sind, die in die Nuten (23,
24) des einen Teils ragen und an ihrem freien Ende mit
den anderen Spannflächen (30) versehen sind.
10. Bohrwerkzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fortsätze (39) in axialen Nuten (27 b, 28 b) des
anderen (2 d) der beiden Teile (1 c, 2 d) festgeschraubte
Platten sind.
11. Bohrwerkzeug nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abmessungen der einen Nut (23) und des einen
in diese ragenden Fortsatzes (39) größer als die der
anderen Nut (24) und des anderen Fortsatzes (39) sind.
12. Bohrwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Spannelementen (20, 21; 20 a-20 d, 21 a-21 d)
und dem Boden der Nuten (23, 24; 23 a, 24 a) Druckfedern
(32) angeordnet sind.
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