DE865096C

DE865096C - Schnellwechselbohrfutter

Info

Publication number: DE865096C
Application number: DEJ197A
Authority: DE
Inventors: Erik Johannes Johansson
Original assignee: ERIK JOHANNES JOHANSSON BOFORS (SCHWEDEN)
Current assignee: ERIK JOHANNES JOHANSSON BOFORS (SCHWEDEN)
Priority date: 1943-10-21
Filing date: 1949-11-24
Publication date: 1953-01-29
Also published as: FR914842A; US2543290A

Description

Es sind Schnellwechselbohrfutter bekannt, die mit axial verschiebbarer äußerer Verriegelungshülse, einem eine Bohrung aufweisenden Futterkörper mit Öffnungen, für nach innen und nach· außen bewegliche Kuppelglieder und einem der Bohrung des Futterkörpers angepaßten auswechselbarein Einsatz versehen sind. Eines der bekannten Bohrfutter verwendet als Kupplungsglieder kippbare Sperrhebel, die in axialen Schlitzen des Futterkörpers gehalten und durch Verschieben der Verriegelungshülse in und außer Sperrstelrung gebracht werden. Ein anderes bekanntes Bohrfutter verwendet als Kupplungsmittel Kugeln, die in radialen, sich nach außen erweiternden Öffnungen des Futterkörpers angeordnet sind und durch Verschieben der Verriegelungshülse zum Eingriff in eine Ringnut an dem auswechselbaren Einsatz gebracht werden können.

In beiden Fällen ist der Einsatzkörper in dem Futterkörper zylindrisch geführt, und die Verriegelungsmittel greifen in Ringnuten des Einsatzkörper®, so daß für die Mitnahme des Einsatzes mit dem Werkzeug an dem ersteren noch besondere Mitnehmereinrichtungen vorgesehen sein müssen.

Gemäß der Erfindung ist die Bohrung des Futterkörpers kegelig ausgebildet. Der auswechselbare Einsatz besitzt eine entsprechende äußere kegelige Fläche und weist nach unten gekehrte spiralige Kupplungsnuten auf, von denen eine oder mehrere rechtsgewunden und eine oder mehrere links-

gewunden "skid. "'Die Kupplungsglieder werden durch Verschiebung der Verriegelungshülse in die Kupplungsnuten hineinbewegt und in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehrichtung des· Futters bei relativer Drehbewegung des Einsatzes gegenüber dem Futterkörper entweder gegen die die ''■Führungsfläche: bilden.de obere Fläche der rechtsgewündeneni oder'der linksgewundenen Kupplungsnut dicht angepreßt und pressen somit bei jeder ίο Drehrichtung des Futters· den Einsatz in. die Kegelbohrung des Futterkörpers hinein, so> daß nicht nur das Herausfallen des Einsatzes aus dem Futterkörper verhindert, sondern auch das Drehmoment ohne zusiätzliche Mitnehmerelemente übertragen wird. Um den Einsatz bei keilartig, nach innen in der Kupplungsstellung erfolgendem Anpressen der Kupplungsglieder gegen, die .Führungefläche (Gegenfläche) der Kupplungsnut aus- der Kupplungslage beim Auswechseln von Werkzeugen leicht lösen zu können, ist der Keilwinkel zweckmäßig nicht kleiner als der Reibutigswinkel.

Um den Einsatz leicht zum Auswechseln lösen zu. können, können die Kupplungsglieder auch als Ansätze an dem einen Arm eines' Schwinghebels angeordnet sein, dessen anderer Arm mit einem inwendigen Anschlag an der Verriegelungshütee zusammenwirkt, so· daß er bei der Verschiebung der Verriegelungshiüilse aus der Kupplungsistellung nach innen gedrückt und dementsprechend den Ansatz nach außen aus dem Eingriff mit der auf ihm abgestützten Führungefläche des Einsatzes· bewegt .wird.

In der Zeichnung wird die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt;, und es zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt des Bohrfutters, wobei die linke Hälfte die Verriegelungsistellung und die rechte Hälfte die Entriegelungsstellung veranschaulicht, ■ ■■ .

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig. I₃

Fig. 3 in Seitenansicht den Einsatz des Werkzeughalters,

Fig. 4 ins teilweise geschnittener Seitenansicht eine andere Ausführungsform des Bohrfutters·,

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in Fig." 4,

Fig. 6 und 7 Längsschnitte zweier Abänderungen der Einrichtung gemäß Fig. 4,

Fig. 8 eine teilweise geschnittene Seitenansicht nach einer Ausführungsiform des Bohrfutters in der Verriegelungsstellung,

'■ Fig. 9 einen Längsschnitt einer Hälfte des Bohrfutters gemäß Fig. 8 in der Entriegelungsstellunig, Fig. 10 einen Querschnitt nach der Linie X-X in Fig. 8 und

Fig. 11 einen Querschnitt nach der Linie XI-XI ^: in Fig. 9.

"-■ Ia der Zeichnung beziehen sich dieselben Bezugsizeichen auf dieselben bzw. einander entsprechenden Einzelheiten.

Das in Fig. 1 bis' 3 gezeigte Bohrfutter ist mit einer Verriegelungshülse 1, einem das Werkzeug 28 aufnehmenden Einsatz 3 und einem dazwischen angeordneten Futterkörper 2 versehen. Die Verriegelungshülse 1 ist unten inwendig etwas; kegelig und oben mit einer Hubbegrenzungsschraube 7 versehen, die in eine ringsum am Umfang laufende Aussparung 8 im Fut/terkörper 2 hineinragt und 'die Verschiebung der Verriegelungshülse r auf dem - Futterkörper 2 begrenzt. Der Futterkörper 2 ist mit zwei einander gegenüberliegenden ÖfFnungen 5 versehen, - und in jede dieser Öffnungen ist eine im wesentlichen axial· gerichtete, am oberen Ende kegelige Kupplungsrolle 6 lose eingelegt. Die OfF-nungen 5 sind nach außen erweitert und so bemessen, daß sie an, der Außenseite deis· Futterkörpers. 2 weiter und an der Innenseite enger als die Kupplungsirollen 6 sind. Der Futterkörper 2 weist eine kegelige Bohrung auf, in welche der außen denselben Kegelwinkel aufweisende Einsatz 3 hineingepreßt und genau eingepaßt werden kann. Der Einsatz 3 ist außen mit zwei einander gegenüberliegenden dachförmig zusammenlaufenden Kupplungsnuten 4 für die Rollen 6 versehen, 8g die je eine rechtsgewundene und eine linksgewundene spiralige obere Führungs- bzw. Kupplungsfläche 27 aufweisen.

Die Kegel winkel der inneren kegeligen Fläche der Verriegelungshüilse 1, der Kegelbohrung des Futterkörpers 2, der Kegelfläche des Einsatzes» und des oberen kegeligen Endes der Kupplungsrollen 6 sind gegeibenenfalls so gewählt, daß die Keilwinkel nicht.kleiner als der Reibungswinkel sind, wodurch der Einsatz ohne weiteres leicht und rasch nach gg Entriegelung der Verriegelungshülse 1 gelöst werden kann. Bei horizontaler Anordnung der Maschinenspindel ist die Verriegelungshülse zweckmäßig von einer nicht gezeigten Feder belastet, die die Verriegelungshüilse in die links in Fig. 1 gezeigte Verriegelungsstelhing verschiebt. Der zum Einsetzen des Bohrfutters in die Maschinenspindel dienende, eine Verlängerung des Fütterkörpers 2 bildende Schaft 9 kann selbstverständlich jeder der jeweiligen Maschine entsprechenden Bauart sein.

Beim Auswechseln von Werkzeugen wird die Verriegelungshüilse 1 von Hand in die EntriegelungsBtellung zurückgeschoben, also aufwärts¹ bewegt, wobei die in den Nuten 4 liegenden Kupplungsrollen 6 freigegeben werden* so daß sie z. B·. bei umlaufendem Werkzeughalter durch Schleuderwirkung aus den Kupplungsnuten 4 herausgleiten und den Einsatz 3 freigeben, wobei dieser nebst Werkzeug 28 such durch das eigene. Gewicht selbst aus dem Futterkörper löst. Zum Wiedereinsetzen des Einsatzes 3 nebst Werkzeug 28 wird die inzwischen in die untere Etidstellung niedergefallene Verriegelungshülse ι wieder angehoben* und der Einsatz 3 wird in den Futterkörper 2 eingesteckt, wobei die Kupplungsjrollen 6 zunächst nach außen entweichen. Danach wird die Verriegelungshütee 1 losgelassen, so· daß sie an ihrem unteren kegeligen Ende die Rollen 6 in die Nuten 4 hineindrückt, Beim Umlauf des Bohrfutters und Anlegen des Werkzeuges; 2'8 gegen das Werkstück drehen sich der Einsatz 3 und der Futterkörper 2< gegenseitig

in einem von dem Spielraum zwischen¹ dem oberen Ende 26 der Kupplungsrollen 6 und den Führungsfläcben 27 des Einsatzes 3 sowie zwischen den kegeligen Flächen des Einsatzes 3 und der Kegelbohrung des Futterkörpers 2 bedingtem Maß, so daß der Einsatz 3 etwas aufwärts verschoben und fest gegen die Kegelbohrung des Führungskörpersi 2 angepreßt wird. Die der abgeschrägten- Führungsfläche 27 der Kupplungsnuten 4 angepaßten und gegen diese Fläche anliegenden Kupplungsrollen 6 dienen somit sowohl als Kupplungsglieder wie als Mitnehmer. Da die Kupplung bzw. Verriegelung nicht durch Preßwirkung an einzelnen Punkten, sondern an einer Linie gewisser Ausdehnung erfolgt, und zwar an einer Erzeugenden der oberen kegeligen Enden 26 der Kupplungsrollen 6 sowie an einer Fläche an den unteren auf den Futterkörper 2 in den Öffnungen 5 drückenden Enden der Kupplungsrollen 6, kann eine sehr feste Kupplung ohne Gefahr der Zerstörung bzw. Abnutzung erfolgen. Dies: ist insbesondere wichtig, wenn die Kupplung gewaltsam durch Drehung der Maschinenspindel bzw. des Werkstückes erfolgt, sowie mit Rücksicht darauf, daß das Bohrfutter für sowohl rechts schneidende als linksschneidende Werkzeuge bestimmt ist, wobei die Kupplungsglieder unter Umständen gegen die bei einer solchen Einrichtung verhältnismäßig steilen Führungsflächen stoßen, während die Maschinenspindel mit voller Geschwindigkeit umläuft, und das Werkzeug vom Arbeitsstück gebremst wird,.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausfuhningsfo-rm der Erfindung und der Abänderung gemäß Fig. 6 bestellen die Verriegelungsglieder 6 aus· zylindrisehen Bolzen, die senkrecht zur Erzeugenden der Kegelfläche des Einsatzes 3 in entsprechende Löcher in dem Futterkörper 2 eingepaßt sind und an ihren inneren kegeligen Enden 29 in die ähnlich wie in Fig. 3 ausgebildeten Kupplungsnuten 4 des Einsatzes 3 hineinragen. In eine Aussparung in den hinteren Enden der Kupplungsbolzen 6 sind Kugeln 10 oder Rollen eingelegt, und zwar zweckmäßig je eine für jeden Bolzen. Diese Kugeln bzw. Rollen dienen dazu, die Reibung zwischen der Verriegelungshülse 1 und den Kupplungsbolzen 6 zu verringern, so daß die inwendige Anlagefläche der Verriegelungshülse ι ganz oder im wesentlichen zylindrisch sein kann bzw. nur eine kurze, stark kegelige Fläche 30 zum Einführen der Kupplungsbolzen in die Kupplungsnuten 4 aufweist. Bei der Abänderung gemäß Fig. 6 ist statt dessen das hintere Ende der zylindrischen Ansätze gewölbt und nicht mit einer Kugel versehen. Die Kupplungsbolzen 6 können auch andere Lagen als' die in Fig. 4 und 6 gezeigte einnehmen. Statt der etwas geneigten Lage gemäß Fig. 4 und 6 können somit die Kupplungsbolzen 6 gemäß Fig. 7 senkrecht zur Mittellinie des Einsatzes 3 gerichtet sein, wobei die Verriegelungshülse 1 inwendig eine verhältnismäßig steile Kegelfläche aufweist.

Bezüglich der Verwendbarkeit besitzt diese Ausführungsform dieselben vorteilhaften Eigenschaften wie die vorher beschriebene. Bei horizontaler Anordnung der Maschinenspindel bzw. wenn das eigene Gewicht der Verriegelungshülse 1 nicht zum Hineindnücken der Bolzen 6 in die Kupplungsnuten 4 ausreicht, kann der Werkzeughalter beispielsweise mit einem Verriegelungsring 14 versehen sein, dessen Aufwärtsbewegung von einer Schraube 15 od. dgl. begrenzt wird. Die Abwärtsbewegung der Verriegelungshülse 1 wird von einem äußeren Ansatz auf dem Futterkörper 2 und einem inneren Anisatz der Verriegelungshülse begrenzt.

Bei der in Fig. 8 bis 11 gezeigten Ausführungsform bestehen die Kupplungsglieder auis- in axiale Nuten 211 des Futterkörpens 2 lose eingelegten Schwinghebeln 20 mit Ansätzen an den unteren Enden. Die Schwinghebel ,stützen sich mit einem abgerundeten Vorsprung 22 radial und miit den in die Öffnungen des Futterkörpers 2 hineinragenden Ansätzen 6 axial gegen den Futterkörper 2 ab.- Am oberen Ende sind die Schwinghebel 20 mit einer nach außen gerichteten, unten abgeschrägten Nase 23 versehen. Die Verriegelungshülse 1 ist inwendig mit einer der Abschrägung 24 der Nase 23 entsprechenden Kegelfläche 18 versehen und weist oben einen nach innen gerichteten Flansch 25 auf, welcher die Schwinghebel 20 und die für dieselben vorgesehenen Nuten 21 schützt, <so daß die Späne od. dgl. von dieser Seite her nicht in das Bohrfutter eindringen können. Unten weist die Verriegelungshiülse ι eine inwendige Kegelfläche 30 auf, die mit in Aussparungen 31 der Schwinghebel 20 hinter den Kupplungsansiätzen 6 eingelegten Kugeln 10 oder Rollen zusammenwirkt, so daß die Kupplungsansätze 6 beim Niederfallen der Verriegelungshülse ι in die Verriegelungsstellung in die Kupplungsnuten 4 hineingedrückt werden. Beim Verschieben wird die Verriegelungshiülse 1 von. diesen Kugeln sowie von zwei anderen in den Futterkörper 2 eingelegten Kugeln 17 bzw. Rollen geführt. Auch bei dieser Ausführungsform ist der zum Festhalten der Verriegelungshülse 1 dienende Ring 14 nebst Schraube 15 vorgesehen. Der in die Kupplungsnuten 4 hineinragende Teil der Kupplungsansätze 6 ist zweckmäßig nicht ganz rund, sondern seine der Führungs- bzw. Kupplungsfläche der Nuten zugekehrte Fläche kann abgeschrägt sein, so daß eine gute Anlage erreicht wird.

Die Ausführungsform ist besonders günstig u. a. deshalb, weil die Kupplungsglieder 6 zwangsweise auiSi den Kupplungsnuten 4 herausgezogen werden, wenn die Verriegelungshülse in die Entriegelungsstellung zurückgeschoben wird. Dann stößt nämlich die Verriegelungshülse 1 an ihrer Kegelfläche 18 gegen die Abschrägung 24 der Nase 23 der Schwinghebel 20, so daß das obere Ende dieser Hebel nach innen gedrückt und die Kupplungsansätze 6 nach außen bewegt werden. Der Steigungswinkel der Führungsfiächen der Kupplungsntit sowie der Keilwinkel beim Hineinpressen der Kupplungsglieder gegen diese Flächen können bei dieser Anordnung kleiner als der Reibungswinkel sein, und trotzdem kann die Entkupplung leicht durchgeführt werden.

Zweckmäßig endet in allen beschriebenen Ausführungsformen die kegelige Bohrung des Ein-

- Satzes 3 abeoti in eine Mitaehmemut i6, die derart • ausgebildet ist, daß der durch dieselbe hinaufragende Teil des Werkzeugscbaftes zum Schlag mittels eines Hammers od. dgl. zum Lösen des Werkzeuges aS von dem Einsatz 3 zugänglich ist. Durch diese Ausbildung wird überdies· eine sehr stabile Konstruktion erhalten, und der Raumbedarf -wird gering, da das< Werkzeug 28 weiter in. den Einsatz 3 hineingeführt werden kann als· dies bei den üblichen Werkzeugen mit nicht durchgehender Mitnehmernut der Fall ist.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, sondern es sind noch - mancherlei Abänderungen und andere Ausführungstformen möglich. So kann z. B'. statt der -beiden gezeigten Kupplungsnuten eine einzige Nut genügen. Übrigens brauchen die verschieden gerichteten Kupplungsnuten nicht unbedingt paarweise vereinigt zu sein. Die mit den Kupplungsgliedern zusammenwirkenden Führungsiflachen brauchen überhaupt nicht eine Wand einer Nut zu bilden, weshalb die Erfindung nicht auf die Verwendung von Nuten zur Verriegelung beschränkt ist. Wenn in der Beschreibung und den Patentansprächen erwähnt wird, daß die F.ührungsflächen 27 nach unten gekehrt sind, so besagt dieser für das lotrecht) dargestellte Bohrfutter gewählte Ausdruck keinerwegSi, daß die Konstruktion nicht zur Erfindung· gehöre, wenn der erfindungsgemäße Werkzeughalter in die waagerechte Lage geschwenkt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Schnellwechselbohrfutter, bei dem der aüs-

- (wechseibare Einsatz mit dem Fütterkörper durch in seitlichen öffnungen des Futterkörpers ge- ^; lagerte Kupplungsglieder in Form von Rundkörpern, Kipphebeln u. dgl. gekuppelt wird, die durch eine auf dem Futterkörper axial verschiebbare Vemegelungs'Milse in die Kupp-

- - "". lungs stellung gedruckt und in dieser gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Futterkörpers (2) kegelig ausgebildet ist und der Einsatz (3) eine entsprechende äußere kegelige Fläche besitzt, die nach unten gekehrte ispiralige Kupplungsnuten (4) aufweist, von denen eine oder mehrere rechtsgewunden· und

^; eine oder mehrere linkisgewundlen sind.
2. Bohrfutter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppluingsglieider (6) aus Rollen bestehen, die im wesentlichen axial gerichtet in die Öffnungen (5) des Futterkörpers (21) eingelegt sind (Fig. 1 bis 3).
3. Bohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß¹ die Kupplungsglieder aus in die Öffnungen (5) des Futterkörpens (2) eingepaßten, senkrecht zu der Erzeugenden oder zu der Mittellinie der Kegelbohrung des Futterkörpers (2) gerichteten Bolzen (6) bestehen (Fig. 4 bis 7).
4. Bohrfutter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das unter die Führungsflächen (27) des Einsatzes (3) hineinragende Ende (29) der Kupplungs'bolzen bzw. Rollen (6) kegelig ist und einen Kegelwinkel aufweist, der einer entsprechend abgeschrägten Führungsfläche (27) des^; Einsatzes (3) angepaßt ist.
5. Bohrfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei kegelig auslaufenden Bolzen oder Rollen (6) und daher keilartig nach innen in die Kupplungsstellung erfolgendem Anpressen der "Kupplungsglieder (6) gegen die Führungsfiäche (27) der Nut (4) der Keilwinkel nicht kleiner als der Reibungswinkel ist.
6. Bohrfutter nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, 'daß in den Kupplungsgliedern (6), gegebenenfalls auch in dem Futterkörper (2), Kugeln (10, 17) od. dgl. vorgesehen sind, auf welchen die Verriegelungshülse (1) ■drehbar und verschiebbar gelagert ist.
7. Bohrfutter nach Anspruch I₃ bei: dem als Kupplungsglieder lose in äußere axiale Nuten des Futterkörpere eingelegte Schwingheibel die nen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinghebel (20) durch die in die Öffnungen (5) des Führungiskörpers (2) hineinragenden Kupplungsansätze (6) axial abgestützt sind.
8. Bohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das obere Ende des Führungskörpers (2) ein Verriegelungsring (14) aufgeschraubt ist, der zum Anlegen gegen die Verriegelungshülise (1) in deren Verriegelungsstellung niedergeschraubt werden, kann.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 590 144, 658 792.

Hierzu r Blatt Zeichnungen

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