DD224250A1 - Schnellwechsel-werkzeughalter, insbesondere fuer karusselldrehmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schnellwechsel-Werkzeughalter, insbesondere fuer Karusselldrehmaschinen mittlerer Baugroesse ohne Programmsteuerung, mit einer spezifisch kleinen Baugroesse und einfacher Handhabung, mit dem eine zweifelsfreie Positionierung des Werkzeuges ermoeglicht und durch dessen Anwendung ein gezielter Werkzeugeinsatz zur Optimierung von Spannungsparametern und die Verwirklichung masslich geometrischer Konturen gewaehrleistet wird sowie Fertigungszeiten verkuerzt werden. Die Aufnahme des Schnellwechsel-Werkzeughalters ist im Dreifach-Werkzeughalter der Drehmaschine befestigt. Der Werkzeughalter wird in der Zentrierbohrung der Aufnahme gefuegt. Ein Spannbolzen mit einer Spannkurve verbindet den gefuegten Werkzeughalter kraftschluessig und selbsthemmend mit der Aufnahme. Der rechtwinklig zur Zentrierbohrung versetzt angeordnete Spannbolzen bewirkt mit der Spannkurve einen Eingriff in der Ausnehmung des Rundschaftes und die Verwirklichung einer Spannkraft mit geringer axialer und groesserer radialer Kraftkomponente. Fuer eine Spanungsaufgabe mit zwei Stueck Drehmeissel, z. B. Schruppen und Schlichten, ist bei einer spiegelbildlichen Anordnung der Spannelemente am Schnellwechsel-Werkzeughalter nur eine Halbkreis-Drehung erforderlich, ohne diesen zwischenzeitlich entfernen zu muessen. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Schnellwechsel-Werkzeughalter, insbesondere für Karusselldrehmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schnellwechsel-Werkzeughalter für Drehmaschinen·

Für Kamssölldrahmaschinen mit universellen Werkzeugspannern und andere Großdrehmaschinen ohne Programmsteuerungen bestehen im technologischen Ablauf Anforderungen zur Optimierung von Spanungsparametern u«a· mit Hilfe eines gezielten Werkzeugeinsatzes, beispielsweise für Schrupp- und Schlichtdrehen, so daß für diese Maschinen die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders geeignet ist·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits Werkzeughalter für einen manuellen Schnellwechsel bekannt sowie eine Vielzahl von Wirkprinzipien zum Werkzeugschnellwechsel vorgeschlagen worden· Die vorgeschlagenen Lösungen betreffen vielfach Anwendungsfälle für kleinere bis mittlere Werkzeugabmessungen mit Peineinstellung, die nicht in jedem Fall geeignet sind, diese auch für größere Werkzeugabmessungen zu verwirklichen·

Hierzu zählen die Lösungen mit Prismenklemmung und ähnliche Ausführungen, für die die Spankraftkomponenten kraftschlüssig von einem Werkzeughalter aufgenommen werden· Für größere Werkzeugabmessungen folgen gewichtsseitig schwerere Ausführungen» Dazu gehören weiterhin zum Seil aufwendige Übertragungsglieder mit Kraftübersetzungen für den Spannvorgang und den dazugehörigen Gliedern zur Selbsthemmung, wie sie u.a. in den DB-ES 2333O655 und 2514882 beschrieben worden sind· Bei Werkzeughaltern mit Hundschaft-Klemmung werden die Spanungskraftkomponenten formschlüssig aufgenommen. Derartige Werkzeughalter mit Rundschaft-Klemmung sind als Schnellwechseleinrichtungen wenig gebräuchlich.

Das Spannen mit zweifelsfreier Positionierung insbesondere in axialer Richtung kann mit ihnen nicht sicher erreicht werden oder es sind wiederum eine Seihe von Übertragungsgliedern notwendig, wie sie zum Beispiel in den DE-IS 2922679; 2334674; 1911824 und der DD-PS 100650 beschrieben worden sind. Weiterhin wurden zur Erzeugung von Spannkräften u.a. in den DE-PS 1477607 und DS-PS 1477676 ein System mit Exzenter-Kniehebel und Druckbolzen sowie eine Parallel-iTutausführung mit Exzenterspannung vorgeschlagen» Diese funktioneilen Grundelemente zum Spannen sind für eine einfache Schnellspannvorrichtung aufwendig und in bezug auf zwei notwendige Kraftrichtungskomponenten zum Spannen wenig funktionssicher und daher ungeeignet.

Die bereits bekannten, vorstehend beschriebenen technischen Lösungen für Schnellwechsel-Werkzeughalter sind insgesamt nicht geeignet, die dieser Erfindung zugrunde liegende Zielstellung zu erfüllen. Sie erfordern darüber hinaus einen erhöhten Pertigungsaufwand und sind besonders für Karusselldrehmaschinen kaum anwendbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Schnellwechsel-Werkzeughalter, insbesondere für Karusselldrehmaschinen mittlerer Baugröße ohne Programmsteuerung, mit einer spezifisch kleinen geometrischen Baugröße und einfacher Handhabung, mit dem eine zweifelsfreie Positionierung des Werkzeuges ermöglicht und durch dessen Anwendung ein gezielter Werkzeugeinsatz zur Optimierung von Spanungsparametern und die Verwirklichung maßlich geometrischer Konturen gewährleistet wird sowie hieraus resultierend die Fertigungszeiten verkürzt werden können·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnellwechsel-Werkzeughalter zu.schaffen, der die bei bekannten Vorrichtungen vorhandenen Unsicherheiten bei der Werkzeugpositionierung überwindet und insbesondere deren aufwendigen Aufbau vermeidet*

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein an sich bekannter Werkzeughalter, bestehend aus dem Werkzeugspanner, an dessen Hückseite eine stirnseitige Bohrung eingebracht ist, und dem Hundschaft in einer Aufnahme mit Zentrierbohrung und stirnseitig angeordnetem Bolzen gefügt wird· Der mit der Aufnahme gefügte Werkzeughalter wird durch einen Spannbolzen mit zweiseitiger Lagerung und eine auf die Längsachse bezogen mittig angeordnete Spannkurve ohne zusätzliches Kraftübertragungsglied kraftschlüssig verbunden· Der Spannbolzen ist dabei rechtwinklig zur Zentrierungsbohrung der Aufnahme unmittelbar in Nähe des stirnseitigen Beginns der Zentrierbohrung versetzt gelagert· Der Spannkurvenverlauf zur Spannbolzenachse mit einem Hub sowie der Achsabstand von Aufnahmebohrung zur Spannbolzen-

lagerung ist einerseits für einen freien Durchgang des Bundschaftes in der Zentrierbohrung und andererseits für eine Teildrehung mit Spanneffekt und Selbsthemmung zwischen Spannkurve und Sundschaft ausgebildet· Am Kundschaft des Werkzeughalters ist für den Spannkurveneingriff eine kreisförmige Ausnehmung derart angeordnet, daB dieselbe einen geringen Versatz in Achsrichtung zum Werkzeugspanner gegenüber der Spannbolzenachse aufweist. Die Tiefe der Ausnehmung ist zur Reduzierung der maximal möglichen Hubgröße des Spannkurvenverlaufes geringfügig kleiner ausgeführt·

Srfindungsgemäß erfolgt für den Sonderanwendungsfall einer Spanungsaufgabe mit zwei Stück Drehmeißel eine spiegelbildliche Anordnung der kreisförmigen Ausnehmung am Hundschaft des Werkzeughalters und der stirnseitigen Bohrung an der Hückseite des Werkzeugspanners· Damit ist bei einer Drehung des Werkzeughalters mit zwei Stück Drehmeißel um 180° das Fügen und die kraftschlüssige Verbindung des Werkzeughalters mit der Aufnahme realisiert, ohne diesen zwischenzeitlich aus der Zentrierbohrung entfernen zu müssen.

Aus dem Zusammenwirken des geometrisch ausgebildeten Spannmechanismus entsteht eine resultierende Spannkraft mit einer geringeren axialen und einer größeren radialen Komponente. Die Spandkomponenten bewirken eine axiale und radiale Anlage mit Spanneffekt sowie eine Positionierung des Rundschaftes im Grundkörper·

Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Sehne11wechsel-Werkzeughalters ist es möglich, die erforderliche Anzahl von Werkzeughaltern mit den bestückten Drehmeißeln für das Schruppen, Schlichten und der Realisierung maßlich geometrischer Konturen in einem Werkzeugschnellwechsel mit sicherer Positionierung zum Einsatz zu bringen und somit die Fertigungszeiten zu verkürzen·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· Die zugehörigen Zeichnungen zeigen

in 5"ig. 1 den Schnellwechsel-Werkzeughalter in Spannposition

in Pig. 2 die Seitenansicht zu Fig. 1 in Fig. 3 <isn Spannmechanismus

in Fig. 4 den Schnellwechsel-Werkzeughalter mit spiegelbildlich zweifach angeordneten Spannelementen (Beispiel 2) in Fig. 5 die Draufsicht zu Fig. 4

Im Ausführungsbeispiel ist der Schnellwechsel-Werkzeughalter 1 Fig. 1, bestehend aus dem Werkzeugspanner und. dem Rundschaft, für die Nutzung an einer Karusselldrehmaschine vorgestellt·

Es wird eine Aufnahme 2 mit Zentrierbohrung am Dreifachwerkzeughalter 3 oder Stößel einer Karusselldrehmaschine bekannterweise befestigt und zumindestens zwei bestückte Schnellwechsel-Werkzeughalter 1 werden jeweils für eine Arbeitsaufgabe genutzt·

Am herausragenden Teil der Aufnahme 2 befindet sich die Zentrierbohrung für das Fügen der Sehnellwechsel-Werkzeughalter 1. An dieser Stirnseite der Aufnahme 2 ist ein spezieller Bolzen 4 zur genauen Lagefixierung des Werkzeughalters 1 eingesetzt· Die Verbindung des Rundschaftes mit der Zentrierbohrung der Aufnahme 2 wird mit einem Spann- ' bolzen 5 verwirklicht. Hierzu wurde die Lagerung des Spannbolzens 5 rechtwinklig zur Zentrierbohrung und mit einer Achsabstandsgröße für einen freien Durchgang des Rundschaftes in der Zentrierbohrung und andererseits für den Spannvorgang versetzt angeordnet. Der Spannbolzen 5 wurde mit einer kreiseszentrischen Spannkurve 6 ausgeführt. Die ausgeführte Größe der Exzentrizität entspricht der erforderlichen Hubgröße und der Bedingung zur Selbsthemmung.

Gegen ein unbeabsichtigtes Verrutschen des Spannbolzens 5 in Achsrichtung ist ein Wellensicherungsring angebracht· Pur die ordnungsgemäße Handhabung der Wechselvorgänge der Schnellwechsel-Werkzeughalter 1 ist der Spannbolzen 5 in seiner entspannten Fennlage mit einem Kugelfeststeller versehen·

Zur kraftschlüssigen Verbindung des Spannbolzens 5 mit dem Hundschaft des Schnellwechsel-Werkzeughalters ist eine kreisförmige Ausnehmung 8 derart angeordnet, daJ3 sie einen geringen Versatz in Achsrichtung nach der Rückseite des Werkzeugspanners gegenüber der Spannbolzenachse aufweist· Die Tiefe der Ausnehmung ist um einen geringen Betrag zur Reduzierung der maximal möglichen Hubgröße des Spannkurvenverlaufes kleiner ausgeführt·

Aus der Achsabstandsgröße der Spannbolzenlagerung, der kreisexzentrischen Spannkurve 6, der Durchmessergrößen'des Spannbolzens .5 und der speziellen Ausbildung der Ausnehmung S am Rundschaft in Größe und Lage entsteht eine selbstheauaeüde K_raftresultierende F_D mit den Komponenten 3V und ]?_ mit geometrisch wiederholbarer Positionierung. Der Anwendungsfall mit zwei Stück Drehmeißeln soll nachstehend an einem zweiten Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 4· dargestellt werden·

Die Verwendung eines Sehne11wechsel-Werkzeughalters 9 niit zwei Drehmeißeln gestattet,mittels einer halben Kreisdrehung jeweils die Drehmeißel im Wechsel zu nutzen, ohne den Schnellwechsel-Werkzeughalter zu entfernen· Mit Hilfe eines Index-Feststellers 10 hält dieser in der Ringnut 11 den Schnellwechsel-Werkzeughalter 9 während der halben Kreisdrehung formschlüssig in der Zentrierbohrung der Aufnahme 2 formschlüssig verbunden· Fach der Lagefixierung des Schnellwechsel-Werkzeughalters mittels des Bolzens 4 und der Betätigung des Spannbolzens ist dieser über die spiegelbildlich angeordnete Ausnehmung gespannt.

Claims (4)

ISrfindungsanspruch

1· Schnellwechsel-Werkzeughalter mit Rundschaft und Werkzeugspanner, welcher in eine Zentrierbohrung der Aufnahme mit stirnseitigem Bolzen und einer zugeordneten · Bohrung an der Rückseite des Werkzeugspanners gefügt wird, insbesondere für Karusselldrehmaschinen ohne Programmsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannbolzen (5) mit Spannkurve (6) den Rundschaft des Schnellwechsel-Werkzeughalters kraftschlüssig -mit Selbsthemmung in der Zentrierbohrung der Aufnahme (2) mit der axialen Kraftkomponente in Fügerichtung und einer radialen Kraftkomponente verbindet, daß am Rundschaft in Nähe der stirnseitigen' Anlage für den Spannkurveneingriff eine Ausnehmung (8) ausgebildet und der Spannbolzen rechtwinklig zur Zentrierbohrung der Aufnahme versetzt gelagert ist··

2» Schnellwechsel-Werkzeughalter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (3) am Sundschaft in Achsrichtung nach der Rückseite des Werkzeugspanners gegenüber der Spannbolzenlagerung einen geringen Versatz aufweist und die Tiefe der Ausnehmung zur Reduzierung der maximal möglichen Hubgröße des Spannkurvenverlaufes geringfügig kleiner ausgeführt ist.

3. Schnellwechsel-Werkzeughalter nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkurvenverlauf zur Spannbolzenachse mit einem Hub sowie der Achsabstand von der Zentrierbohrung zur Spannbolzenlagerung von einer solchen Größe ausgelegt ist, daß einerseits für den Rundschaft eine ungehinderte Fügebewegung in der Zentrierbohrung und andererseits bei einer Teildrehung des Spannbolzens (5) eine Spannwirkung zwischen Spannkurve (8) und Rundschaft gewährleistet wird·

4·· Schnellwechsel-Werkzeughalter nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Spanungsaufgabe mit zwei Stück Werkzeugen die kreisförmige Ausnehmung (8) am Rundschaft des Werkzeughalters (9) und die stirnseitige Bohrung an der Rückseite des Werkzeugspanners spiegel-

23O bildlich angeordnet sind·

(Hierzu 2 Blatt Zeichnungen)