SE517192C2 - Verktygskoppling - Google Patents

Description

25 30 35 n o o n . g 517 192 ;_'j;;";-;:.-;-'"' 2 räfflornas längdriktning medan hålets passning relativt skruven styr skaftets och huvudets inbördes orientering i en riktning parallellt med räfflornas längdriktning.

Genom att kontaktytan och stödytan bildar en vinkel med den längsgående centrumaxeln hos verktyget bildar den gängade skruv som förbinder skaftet med huvudet likaså en vinkel med sagda längsgående centrumaxel. Detta arrangemang medför problem när det gäller anordnandet av kylkanaler, vilka måste placeras excentriskt i skaftet. Speciellt vid roterande verktyg är det ofördelaktigt att placera kylkanalerna excentriskt. Sagda excentriska placering av kylkanalerna medför även att skaftet inte kan utnyttjas till både höger- och vänsterorienterade verktyg.

Uppfinningens syften och särdrag Föreliggande uppfinning har till syfte att undanröja nackdelarna hos kända verktygskopplingar och skapa en verktygskoppling som är användbar vid olika typer av spånavskiljande bearbetning, exempelvis fräsning, svarvning borrning.

Ett primärt syfte med uppfinningen är att verktygskopplingen skall vara användbar vid verktyg som roterar med utomordentligt hög hastighet, dvs verktygskopplingen skall ej generera vibrationer eller dylikt till följd av obalans hos sagda verktygskoppling. Ännu ett syfte med uppfinningen är att verktygskopplingen skall möjliggöra att hållaren och adaptern kan förbindas med varandra medelst enkla förbindningsorgan, företrädesvis av standardtyp.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att verktygskopplingen generellt skall vara användbar både för höger- och vänsterverktyg.

Syftena med föreliggande uppfinning realiseras medelst en verktygskoppling som erhållit de i de efterföljande patentkraven angivna särdragen. Speciellt är föredragna utföringsformer av uppfinningen definierade i de osjälvständiga patentkraven. 10 15 20 25 30 35 n o : o o 9 517 192 ;_'_';;_'j;-;__;._;;-j,'§= ' 3 Kort beskrivning av de bifogade ritningarna Nedan kommer föredragna utföringsformer av verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig 1 visar en perspektivvy av en första utföringsform av en verktygskoppling enligt föreliggande uppfinning, varvid vyn är tagen snett bakifrån hållaren; Fig 2 visar en perspektivvy av verktygskopplingen enligt Fig 1, varvid vyn är tagen snett framifrån adaptern; Fig 3 visar en sidovy av verktygskopplingen enligt Fig 1; Fig 4 visar en planvy av verktygskopplingen enligt Fig 1; Fig 5 visar ett snitt efter AfA i Fig 4; Fig 6 visar ett snitt efter B-B i Fig 4; Fig 7 visar en perspektivvy av en andra utföringsform av en verktygskoppling enligt föreliggande uppfinning, varvid vyn är tagen snett bakifrån hållaren; Fig 8 visar en perspektivvy av verktygskopplingen enligt Fig 7, varvid vyn är tagen snett framifrån adaptern; Fig 9 visar en sidovy av verktygskopplingen enligt Fig 7; Fig 10 visar en planvy av verktygskopplingen enligt Fig 7; Fig 11 visar ett snitt efter C-C i Fig 10; Fig 12 visar ett snitt efter D-D i Fig 10; och Fig 13 visar i större skala en föredragen elliptiskt tvärsnittsform för centrumhålen i hållaren och adaptern.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Den i Fig 1-6 visade första utföringsformen av en verktygskoppling enligt föreliggande uppfinning innefattar en hållare 1, en adapter 3 och ett förbindningselement i form av en pinnskruv 5 som uppvisar en första utvändig gänga 7 vid sin ena ände och en andra utvändig gänga 9 vid sin andra ände. Vid den visade utföringsformen är gängorna 7, 9 slagna åt samma håll och uppvisar olika stigning, varvid den andra utvändiga gängan 9 har en större stigning än den första utvändiga gängan 7. Pinnskruven 5 är även försedd med nyckelgrepp 10 respektive 11 vid sina båda ändar. Av Fig 5 och 6 framgår att pinnskruven 5 är försedd med en axiellt sig sträckande, genomgående första kylkanal 6, vilken är belägen i centrum av pinnskruven 5. o -4-unc ) ílïi Wímffí ii 10 15 20 25 30 35 w 192 4 Såsom framgår tydligast av Fig 2 är hållaren 1 på sin ena axiella ändyta försedd med en första serration 12 med räfflor som löper parallellt med varandra. Sagda axiella ändyta hos hållaren 1 är generellt plan och har en utsträckning vinkelrätt mot en längsgående centrumaxel 13, se Fig 5, för verktygskopplingen, varvid sagda axel 13 även utgör en längsgående centrumaxel för hållaren 1 och adaptern 3.

Såsom tydligast framgår av Fig 5 är hållaren 1 försedd med ett invändigt genomgående första centrumhål 14, vilket innefattar sektioner med olika diameter, varvid den sektion av det första centrumhàlet 14 som är belägen närmast den med den första serrationen 12 försedda ändytan uppvisar en invändig första gänga 15. I detta sammanhang skall påpekas att utformningen av sagda första centrumhål 14 i området för den från den första serrationen 12 vända änden i hög grad kan variera beroende på vilken typ av hållare 1 som används i det aktuella sammanhanget. Vid den i Fig 1-6 visade utföringsformen används en hållare 1 som ingår i ett hållarsystem som marknadsförs under varubenämningen COROMANT CAPTOQ.

Såsom framgår tydligast av Fig 1 är adaptern 3 på sin ena axiella ändyta försedd med en andra serration 16 med räfflor som löper parallellt med varandra. Sagda axiella ändyta hos adaptern 3 är generellt plan och har en utsträckning vinkelrätt mot en längsgående centrumaxel 13, se Fig 5, för verktygskopplingen. Såsom tydligast framgår av Fig 5 är adaptern 3 försedd med ett invändigt, ej genomgående, andra centrumhål 17, vilket uppvisar en invändig andra gänga 18. Från sagda andra centrumhål 17 sträcker sig ett antal andra kylkanaler 19 radiellt utåt för att mynna i skärlägena hos adaptern 3.

När det gäller tvärsnittsformen för hålen 14 och 17, i området för deras anslutning till de med serrationer 12, 16 försedda axiella ändytorna, hänvisas till Fig 13. Generellt gäller för sagda hål 14, 17 i de aktuella områdena att de har ett ovalt eller orunt tvärsnitt, varvid tvärsnittet har ett större tvärmått i riktning vinkelrätt mot räfflorna hos serrationerna 12, 16 än tvärmåttet parallellt med räfflorna hos serrationerna 12, 16. Företrädesvis är tvärsnittet hos hålen 14, 17, i de aktuella områdena, elliptiskt, varvid en lflflitmflï 10 15 20 25 30 35 517 192 5 föredragen elliptisk tvärnittsform visas i Fig 13. I detta sammanhang erinras om att ellipsens ekvation lyder: xz/az + y2/b2 = 1. Ett föredraget förhållande e/b = 0,95 - 0,99.

Föredraget värde på a = 2-10 mm.

Ovaliteten hos hålen 14, pinnfräs efter det att hålens 14, 17 grundform åstadkommits 17 kan åstadkommas med en med exempelvis en brotsch.

Vid den i Fig 1-6 visade utföringsformen är adaptern 3 utfomad som ett fräshuvud, vilket är försett med ett antal skärlägen, varvid sagda andra kylkanaler 19, såsom ovan påpekats, mynnar i sagda skärlägen.

När vertygskopplingen enligt föreliggande uppfinning skall överföras till verksamt läge gängas pinnskruven 5 in i hållaren 1, dvs den första utvändiga gängan 7 kommer i ingrepp med en första invändiga gängan 15. Därefter gängas adaptern 3 på den utskjutande delen av pinnskruven 5, vilken därvid spärras mot rotation, dvs den andra utvändiga gängan 9 kommer i ingrepp med den andra invändiga gängan 18. Alternativt kan i stället först pinnskruven 5 gängas in i adaptern 3 och hållaren 1 gängas på den utskjutande delen av pinnskruven 5, varvid i detta fall det dock är svårare att spärra pinnskruven 5 mot rotation. Därvid kommer de med serrationer 12, 16 försedda axiella ändytorna att befinna sig intill varandra men på något avstånd från varandra. I detta sammanhang skall påpekas att räfflingskonfigurationen hos de respektive serrationerna 12, 16 har mot varandra svarande utformning, dvs flankvinklarna överensstämmer med varandra.

Den inbördes förbindningen av hållaren 1 och adaptern 3 fortskrider därefter genom att pinnskruven 5 roteras i den riktning som medför att pinnskruven 5 förskjuts längre in i det andra centrumhålet 17. I detta sammanhang tillses att räfflorna hos de respektive serrationerna 12, 16 är orienterade parallellt med varandra. Sagda förskjutning av pinnskruven 5 in i det andra centrumhålet 17 medför, på grund gen L» av den olika stigningen hos de utvändiga gängorna 7 respektive , ,.~ r d! w 9 och de invändiga gängorna 15 respektive 18, att hållaren 1 och adaptern 3 dras ihop tills serrationerna 12, 16 är i fullständigt ingrepp med varandra. Vid en viss rotation av pinnskruven 5 kommer nämligen densamma att förskjutas en 10 15 20 25 30 35 w 192 6 längre sträcka relativt adaptern 3 än relativt hållaren 1. När förbindningen mellan hållaren 1 och adaptern 3 skall upphöra roteras pinnskruven 5 i motsatt riktning mot när förbindning skall upprättas.

I det skede av förbindningen när serrationerna 12, 16 kommer i ingrepp med varandra är det ovala tvärsnittet hos hålen 14 och 17, i anslutning till sagda serrationer 12, 16, av betydelse, se Fig 6. Det minsta tvärmåttet, i en riktning parallellt med räfflorna hos serrationerna 12, 16, hos hålen 14, 17 har en noggrann skjutpassning relativ pinnskruvens 5 diameter, vilket innebär att hålen 14, 17 och pinnskruven 5 styr den inbördes orienteringen av hållaren 1 och adaptern 3 i riktningen parallellt med räfflorna hos serrationerna 12, 16.

I riktningen vinkelrätt mot räfflorna hos serrationerna 12, 16 är det samverkan mellan de respektive serrationerna 12, 16 som styr den inbördes orienteringen mellan hållaren 1 och adaptern 3, vilket möjliggörs genom att hålen är ovala i sagda riktning vinkelrätt mot räfflorna hos serrationerna 12, 16.

I Fig 6 är inritade dels den sektor P, inom vilken skjutpassning råder mellan pinnskruven 5 och hålen 15 och 17 dels den sektor S, inom vilken det är en släppning T mellan pinnskruven 5 och hålen 15 och 17. Lämpligt gradtal för sektorn P = 30°-50° och för sektorn S = l20°-150°. Generellt gäller att P + S = 180°. Lämpligt värde på släppningen T = 0,05-0,5 mm.

Hållaren 1 och adaptern 3 bringas således att inta det inbördes läge som visas i Fig 3-5. I detta sammanhang skall påpekas att i sagda inbördes läge av hållaren 1 och adaptern 3 överensstämmer i huvudsak det axiella avståndet mellan de båda utvändiga gängorna 7 och 9 med det axiella avståndet mellan den båda invändiga gängorna 15 och 18.

Såsom framgår av Fig 5 och 6 är pinnskruven 5 försedd med en axiell, genomgående första kylkanal 6, varvid således kylmedium som tillförs via pinnskruvens 5 högra ände i Fig 5 kommer ut vid den vänstra änden i Fig 5 av det ej genomgående andra centrumhålet 17. Därifrån leds kylmediet vidare via de andra kylkanalerna 19, vilka mynnar i skärlägena hos den som ett fräshuvud utformade adaptern 3.

IWÃÜf'" iifi 10 15 20 25 30 35 w 192 ~f 7 Den i Fig 7-12 visade alternativa utföringsformen av verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning skiljer sig från den ovan beskrivna utföringsformen främst genom att förbindningselementet 5' är utformat som en skruv, vilken uppvisar en första utvändig gänga 7' vid sin ena ände samt ett huvud 8' vid sin andra ände. Vid sagda andra ände är skruven 5' försedd med ett nyckelgrepp ll'. Den första utvändiga gängan 7' är avsedd att upptagas i en hållare 1, vilken kan vara identisk med den ovan beskrivna hållaren 1, vilket naturligtvis är en fördel hos verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning.

Såsom framgår tydligast av Fig 11 är skruven 5' försedd med en axiellt sig sträckande, ej genomgående första kylkanal 6', vilken sträcker sig från och genomgår den ände av skruven 5' som är försedd med den första utvändiga gängan 7'. Den första kylkanalen 6' slutar på avstånd från den ände av skruven 5' som är försedd med ett nyckelgrepp ll'. Från sagda första kylkanal 6', i området där den slutar på avstånd från nyckelgreppet 1l', utgår ett antal grenkylkanaler 2l', vilka genombryter skruvens 5' periferiyta, se Fig 7 och 8. Såsom framgår av Fig 7, 8 och 11 är skruven 5' försedd med en midja, dvs en diameterreducering, i det område där grenkylkanalerna 21' mynnar. Därigenom skapas ett utrymme för kylmedium mellan skruven 5' och det andra centrumhålet 17'. Den första kylkanalen 6' är belägen i centrum av skruven 5'.

Adaptern 3' hos utföringsformen enligt Fig 7-12 är likaså i form av ett fräshuvud, varvid sagda adapter 3' är avsedd att samverka med huvudet 8' hos skruven 5'. Av den anledningen uppvisar adaptern 3' vissa konstruktiva skillnader jämfört med adaptern 3 enligt Fig 1-6, dock är den på den ena axiella ändytan anbringade serrationen 16 i princip identisk med den första serrationen 16 vid utföringsformen enligt Fig 1-7. Även utsträckningen av sagda axiella ändyta överensstämmer med utföringsformen enligt Fig 1-7.

Såsom framgår tydligast av Fig 11 är det andra centrumhålet 17' i adaptern 3' genomgående utan att uppvisa någon invändig gänga. I området för den ände av adaptern 3' där skärlägena är belägna uppvisar det andra centrumhålet 17' ål lf N Iäïíl 10 15 20 25 30 35 sw 192 8 en ansats 20', vilken är avsedd att samverka med huvudet 8' hos skruven 5'.

På motsvarande sätt som vid utföringsformen enligt Fig 7-12 är andra kylkanaler 19' anordnade i adaptern 3', varvid dessa andra kylkanaler 19' sträcker sig radiellt från det andra genomgående centrumhålet 17' och mynnar i skärlägena hos adaptern 3', se exempelvis Fig 9. Kylmedium som tillförs vid skruvens 5' högra ände i Fig 11 strömmar således genom den första kylkanalen 6', genom grenkylkanalerna 21', ut i utrymmet mellan skruvens 5' diameterreducerade parti och det andra centrumhålet 17' och genom de andra kylkanalerna 19'.

När vertygskopplingen enligt den i Fig 7-12 visade utföringsformen skall överföras till verksamt läge positioneras hàllaren 1 och adaptern 3' relativt varandra såsom visas i Fig 9-11, dvs de respektive serrationerna 12, 16 är i ingrepp med varandra. Därefter anbringas skruven 5' från den vänstra änden i Fig 11, dvs skruven 5' sträcker sig genom det andra centrumhålet 17' och dess utvändiga första gänga 7' bringas till ingrepp med den invändiga gängan 15 hos hàllaren 1. Genom lämplig åtdragning av skruven 5' erhålls en fullgod inbördes förbindning mellan hàllaren 1 och adaptern 3. När förbindningen skall upphöra gängas skruven 5' i motsatt riktning. I detta sammanhang skall nämnas att den inbördes relationen mellan skruvens 5' tvärsnitt och tvärsnitten hos hålen 15 och 17', Fig 12, relation som råder mellan pinnskruvens 5 tvärsnitt och se bl.a. i princip motsvarar den tvärsnitten hos hålen 15 och 17, varför hänvisning görs till vad som ovan sagts beträffande effekterna av sagda tvärsnittsrelation. Även när det gäller utbredningen av sektorerna för passning och släppning hänvisas till Fig 6 och tillhörande avsnitt i beskrivningen ovan. Motsvarande gäller även för den föredragna tvärsnittsutformningen som visas i Fig 13, dvs den är tillämplig även på hålet 17'.

Företrädesvis gäller för den ovan beskrivna verktygskopplingen att den är symmetrisk med avseende på sin längsgående centrumaxel 13, vilket gör att hàllaren kan användas både för höger- och vänsterorienterade verktyg. I vissa speciella applikationer, exempelvis vid vissa speciella typer av svarvning, kan det vara fördelaktigt om adaptern i i iii? iii Iliiifï' 10 15 20 25 517 192 -fi 9 3; 3' kan roteras l80° relativt hàllaren l. Detta möjliggörs genom verktygskopplingen enligt föreliggande uppfinning.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Vid utföringsformen enligt Fig 1-7 är det invändiga andra centrumhålet 17 ej genomgående. Emellertid kan man inom ramen för uppfinningen tänka sig att sagda andra centrumhål är genomgående, varvid i så fall kylmedium kommer att spruta ut vid adapterns 3 vänstra ände i Fig 5. Därigenom möjliggörs även att pinnskruven 5 kan manövreras från adapterns 3 vänstra ände i Fig 5.

Vid de ovan beskrivna utföringsformerna är hàllaren av typ COROMANT CAPTOQ. Naturligtvis kan man inom ramen för uppfinningen även tänka sig ett flertal andra hållare, varvid i exemplifierande och ej begränsande syfte kan nämnas ISO- kona, VARILOCKQ-hållare, cylindriska hållare eller prismatiska hållare.

Vid de ovan beskrivna utföringsformerna är adaptern 3; 3' i form av ett fräshuvud. Inom ramen för uppfinningen kan man tänka sig andra typer av adaptrar, varvid i exemplifierande och ej begränsande syfte kan nämnas svarvhuvuden och borrhuvuden.

Vid utföringsformen enligt Fig 1-7 är pinnskruvens 5 utvändiga gängor 7, 9 slagna åt samma håll men har olika stigning. Inom ramen för uppfinningen kan man även tänka sig att gängorna är slagna åt olika håll (vantskruv), varvid de i ett sådant fall kan ha lika stigning. u nouønn 1 ,. å il ME” W ÃHIJFIEI

Claims (5)

10 U 20 25 30 35 < 1 | - u 10 Patentkrav

1. Vertygskoppling innefattande en hållare (1), en adapter (3; 3') för åtminstone ett skär för spànavskiljande bearbetning samt ett separat element (5; 5') för att demonterbart förbinda hàllaren (1) och adaptern (3; 3') med varandra, varvid hàllaren (1) är försedd med en första serration (12), med inbördes parallella räfflor, och adaptern (3; 3') är försedd med en andra serration (16), med inbördes parallella räfflor, att den första serrationen (12) är belägen i ett plan som har en utsträckning i huvudsak vinkelrätt mot en längsgående centrumaxel (13) för verktygskopplingen, och att den andra serrationen (16) är belägen i ett plan som har en utsträckning i huvudsak vinkelrätt mot sagda längsgående centrumaxel (13), k ä n n e t e c k n a d av att förbindningselementet utgörs av en skruv (5; 5'), vilken uppvisar en första utvändig gänga (7; 7') som i verksamt läge är i ingrepp med en invändig gänga (15) hos hàllaren (1), att en längsgående centrumaxel hos skruven (5; 5') sammanfaller med verktygskopplingens längsgående centrumaxel (13), och att skruven (5; 5') uppvisar en axiellt sig sträckande, invändig, centralt belägen kylkanal (6: 6').

2. Verktygskoppling enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att hàllaren (1) och adaptern (3; 3'), i de plan där serrationerna (12, 16) är belägna, uppvisar öppningar (14, 17; 14, l7') för skruven (5; 5'), att sagda öppningar (14, 17; 14, l7') har ett ovalt tvärsnitt, och att öppningarna (14, 17; 14, l7') har ett större tvärmått i riktning vinkelrätt mot räfflorna hos serrationerna (12, 16) än i riktning parallellt med räfflorna hos serrationerna (12, 16).

3. Verktygskoppling enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att skruven utgörs av en pinnskruv (5) med två utvändiga gängor (7, 9) vid sina respektive ändar, att den andra gängan (9) samverkar med en invändig gänga (18) hos adaptern (3), och att kylkanalen (6) sträcker sig genom pinnskruven (5). 5 I Ilïíïi F? WMI' I A “l-ay" 10 517 192 11

4. Verktygskoppling enligt krav l eller 2, k-ä n n e t e c'k n a d av att skruven (5') uppvisar ett huvud (8'), att kylkanalen (6') slutar inuti skruven (5'), att grenkylkanaler (2l') förbinder kylkanalen (6') med skruvens (5') periferiyta, och att skruvens (5') huvud (8') samverkar med en ansats (20') hos adaptern (3').

5. Verktygskoppling enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att pinnskruven (5) uppvisar två utvändiga gängor (7, 9), vilka ar slagna at samma hall och har olika atlgning. ”I” II IIEIÉÉ IIE Hïïlïlïlïïïf' " T' 'šï i*