LU88631A1 - Werkzeugstaender - Google Patents

Description

Werkzeugständer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugständer, insbesondere einenBohr- und/oder Fräsständer kleiner oder mittlerer Größe.

Ein solcher Werkzeugständer umfaßt normalerweise einen Arbeitstisch, auf demdas zu bearbeitende Werkstück festgespannt werden kann, eine dazu senkrechteSäule und einen Ausleger, der an der Säule höhenverstellbar geführt ist. DerAusleger kann hierbei entweder direkt als Werkzeugmaschine ausgeführt seinoder zur Aufnahme einer austauschbaren Werkzeugmaschine vorgesehen sein.

Ein hinlänglich bekanntes Problem beim Arbeiten mit solchen Werkzeugständernist die Tatsache, daß beim Wechseln des Werkzeuges, z.B. eines Bohrers odereines Fräskopfes, dieses häufig schon mit seinem unteren Ende nach unten anden Arbeitstisch oder an das eingespannte Werkstück anstößt, während seinoberes Ende noch in dem Spannfutter der Werkzeugmaschine steckt.

Eine Möglichkeit das Werkzeug auszutauschen besteht darin, den Ausleger ausseiner Position nach oben zu verschieben um das Werkzeug zu entnehmen unddurch ein anderes auszutauschen. Danach ist jedoch ein neuerliches Ausrichtendes Auslegers in seine ursprüngliche Arbeitsposition notwendig. Dies ist häufigein sehr zeitaufwendiges Unterfangen, vor allem wenn die Präzision der ausge¬führten Arbeit von der exakten Stellung des Auslegers abhängt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Werkzeugständer vorzu¬schlagen, der das Auswechseln der Werkzeuge wesentlich vereinfacht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Werkzeugständer,insbesondere einen Bohr- und/oder Fräsständer, mit einem Arbeitstisch, einerzum Arbeitstisch senkrechten Säule, und einem Ausleger der vertikal verschieb¬bar und drehbar an der Säule geführt ist, der gekennzeichnet ist durch einen Ringder vertikal verschiebbar an der Säule geführt ist, eine Klemmvorrichtung zumhöhenverstellbaren Befestigen des Rings an der Säule, ein Auflager am Ring fürden Ausleger, erste Einrastmittel am Ring, und zweite Einrastmittel am Ausleger,wobei die ersten und zweiten Einrastmittel derart Zusammenarbeiten, daß sie in eingerastetem Zustand den am Auflager des Rings aufliegenden Ausleger gegenvertikales Verschieben und horizontales Drehen bezüglich des Rings blockieren.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Werkzeugständers wird dasAuswechseln des Werkzeuges wesentlich erleichtert. Zum Auswechseln wird derauf dem Ring gelagerte Ausleger nach dem Entriegeln der Einrastmittel einfachseitlich weggeschwenkt. Der dadurch unter der Arbeitsspindel gewonneneFreiraum verhindert, daß das Werkzeug nach unten an den Arbeitstisch oder dasWerkstück anstößt und ermöglicht somit, daß das Werkzeug leicht entnommenund durch ein anderes ausgetauscht werden kann. Der Ausleger behält beidiesem Vorgang seine eingestellte Arbeitshöhe bei und diese muß folglich nachdem Auswechseln des Werkzeugs nicht wieder mühsam eingestellt werden.Weiterhin muß der Ausleger trotz des sehr einfachen Verriegelungssystems beimHerumschwenken nicht mit einer Hand gehalten werden, so daß beide Händezum Werkzeugwechseln frei sind. Nach dem Auswechseln des Werkzeugs wirdder Ausleger wieder in seine ursprüngliche Position gebracht und dort durch dieEinrastvorrichtung verriegelt. So kann der Ausleger immer wieder reproduzierbarin die exakt gleiche Position geschwenkt werden.

Auch das Verstellen der Arbeitshöhe des Auslegers geht ohne Probleme vonstat¬ten. Es genügt, die Klemmvorrichtung zum Befestigen des Ringes zu lösen. DerAusleger kann dann mitsamt dem Ring in der Höhe verschoben werden und inseiner neuen Position durch neuerliches Betätigen der Klemmvorrichtung zuarretierten.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den abhängigenPatentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer erfindungsgemä¬ßen Ausführungsvariante anhand der beiliegenden Figuren hervor. Es handeltsich bei der dargestellten Ausführungsvariante um einen Werkzeugständermittlerer Größe, bei dem der Ausleger als Bohrmaschine ausgebildet ist. DieseEinheit wird allgemein als Tischbohrmaschine bezeichnet.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Auslegers und der Säuleeines solchen Werkzeugständers;

Fig.2: eine Ansicht von oben auf den Ausleger des Werkzeugständers nach Fig.1,teilweise geschnitten entlang der Ebene A;

Fig.3: eine Ansicht von vorne auf den Ausleger des Werkzeugständers nachFig.1, teilweise geschnitten entlang der Ebene B;

Fig.4: eine Detailansicht entlang der Blickrichtung X.

In Fig.1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugständers miteinem Ausleger 2 dargestellt. Die gezeigte Ausführung ist als Tischbohrmaschineausgelegt, das heißt, daß der Ausleger als Bohreinheit ausgebildet ist. Gezeigt istin Fig.1 der obere Teil des Werkzeugständers mit dem Ausleger 2 und einerSäule 4. Ein Arbeitstisch 6, an den die Säule rechtwinklig angebracht ist hier nurangedeutet, da er für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung ist.

In der vorliegenden Ausführung des Werkzeugständers ist der Ausleger 2 also alsBohrmaschine ausgebildet. Man erkennt angedeutet ein Spannfutter 8, das aneiner Bohrspindel 10 angebracht ist, eine Vorrichtung 12 zum Absenken derBohrspindel 10 und einen Hebel 14 zum Einstellen der Drehgeschwindigkeit derBohrspindel.

In dem hinteren Bereich ist der Ausleger 2 mit einem Führungskanal 16 für dieSäule 4 versehen. Mit diesem Führungskanal 16 ist der Ausleger 2 über die Säule4 geschoben, so daß dieser vertikal verschiebbar und drehbar an der Säulegeführt ist. Fig.1 ist in dem hinteren Bereich geschnitten, so daß man den Füh¬rungskanal 16 und eine Vorrichtung zum Fixieren des Auslegers 2 an der Säule 4erkennt. Diese Vorrichtung zum Fixieren besteht im wesentlichen aus einem Ring18, der an der Säule verschiebbar geführt ist und der in einer beliebigen vertika¬len Position an der Säule 4 fixiert werden kann. Bei dem Ring 18 kann es sichzum Beispiel um einen Spaltring handeln, dessen Innendurchmesser mittels einerKlemmschraube 20 verkleinert werden kann und der sich dadurch fest um dieSäule 4 legt. Der Ring 18 ist in einer Kammer 22 in dem Ausleger 2 angeordnet,die quer zum Führungskanal 16 angeordnet ist, daß die Achse des Ringes 18 mit der Achse des Führungskanals 16 übereinstimmt. Der Ring 18 ist in dieserKammer 22 drehbar gelagert und bildet mit seiner oberen Fläche ein Auflager 24,auf dem sich der Ausleger 2 abstützen kann. Die obere Begrenzungsfläche derKammer 22 bildet dabei ein Gegenauflager 25 für das Auflager 24, so daß sichder Ausleger 2 mit dieser Begrenzungsfläche auf dem Ring 18 abstützt, und seinePosition relativ zu der Säule 4 fixiert ist ohne seine Drehbarkeit einzuschränken.Um eine Drehung zu erleichtern, können die Oberflächen von Auflager 24und/oder Gegenauflager 25 dabei mit einem reibungsreduzierenden Materialversehen sein.

Die axiale Ausdehnung der Kammer 22 ist so gewählt, daß der Ring 18 in derKammer 22 ein wesentliches axiales Spiel aufweist. Dies ermöglicht es, unterhalbdes Ringes 18 um die Säule 4 Federmittel 26 anzubringen, welche auf den Ring18 eine Federkraft in Richtung auf das Gegenlager 25 ausüben. Diese Federmit¬tel 26 können zum Beispiel Tellerfedern, Wendelfedern oder Spiralfedern umfas¬sen. Auf diese Art werden das Auflager 24 und das Gegenauflager 25 beimVerschieben des Auslegers 2 relativ zu der Säule 4 miteinander in Kontaktgehalten. Dies ermöglicht ein genaues Einstellen der Arbeitshöhe des Auslegers2, da zwischen dem Auflager 24 und dem Gegenauflager 25 kein axiales Spielauftritt. Der Ausleger 2 steht somit nach dem Festklemmen des Ringes 18automatisch in seiner endgültigen Arbeitshöhe relativ zu dem Arbeitstisch 6.

Fig.2 zeigt eine Ansicht von oben auf den Ausleger 2 des Werkzeugständersnach Fig. 1, teilweise geschnitten entlang der Ebene A. Man erkennt eine Einrast-vorrichtung, die dazu dient, den Ausleger gegen vertikales Verschieben undhorizontales Verdrehen bezüglich des Klemmringes zu blockieren. Diese Einrast¬vorrichtung umfaßt eine radiale Bohrung 28 in dem Ring 18 und einen in dieseBohrung 28 einrastbaren Verriegelungsbolzen 30, der an dem Ausleger 2 ange¬bracht ist. Die Bohrung 28 ist dabei im äußeren Bereich bevorzugt konischaufgeweitet und die Spitze des Verriegelungsbolzen 30 ist dementsprechend alsKonus 32 ausgeführt. Dies garantiert eine exakte Zentrierung des Verriegelungs¬bolzens 30 in der Bohrung 28 und sorgt somit für eine spielfreie und reproduzier¬bare Ausrichtung des Auslegers. Zum Lösen der Einrastvorrichtung beim seitli¬ chen Wegschwenken des Auslegers, kann der Verriegelungsbolzen 30 durcheinen Hebelmechanismus 34 betätigbar sein.

Dieser Hebelmechanismus 34, gut erkennbar in Fig.3 und Fig.4, besteht aus einerWippe 36, die verkippbar mittels einer Achse 38 an dem Ausleger befestigt istund die an einem Ende mit länglichen Aussparungen 40 versehen ist. In dieseAussparungen 40 greifen die beiden Enden eines Querbolzens 42 ein, der durchden Verriegelungsbolzen 30 verläuft. Durch Betätigung der Wippe in Richtungdes Pfeiles 44 gegen die Federkraft einer betätigungsseitig angebrachten Feder46 wird der Verriegelungsbolzen 30 radial aus der Bohrung 28 herausgezogen,der Ausleger 2 wird freigegeben und kann seitlich weggeschwenkt werden. Umden Ausleger einer weggeschwenkten Position, z.B. um 90° aus der Arbeitsaus¬richtung verdreht, zu verriegeln kann eine weitere Bohrung als Einrastbohrung inden Ring 18 ausgeführt sein.

Damit die durch die Einrastvorrichtung bezüglich des Ringes 18 festgelegtenAusrichtungen des Auslegers 2 auch bezüglich des Arbeitstisches 6 festgelegtsind, kann man in einer alternativen Ausführung dafür sorgen, daß der Ring 18mit der oder den darin ausgeführten Bohrungen 28 gegen Verdrehen bezüglichder Säule 4 gesichert ist. Dies kann zum Beispiel durch eine in die Säule 4ausgeführte, axiale Nut 48 und einen an dem Ring 18 angeordneten, sich radialnach innen erstreckenden Vorsprung 50, z.B. eine Feder, erreicht werden, wobeider Vorsprung 50 in der axialen Nut 48 geführt wird.

Aufgrund der beim Bohren mit dem Bohrer auf das zu bearbeitende Werkstückausgeübten Kraft kommt es zu einer Reaktionskraft, die von dem Arbeitstisch 6nach oben zeigt und die auf den Ausleger 2 ein Drehmoment ausübt. DiesesDrehmoment kann bewirken daß die Säule 4 in dem Führungskanal 16 desAuslegers 2 verkantet, so daß die Bohrung nicht mehr senkrecht erfolgt. Um dieszu verhindern ist in dem Ausleger in axialem Abstand zu dem Ring 18 einezusätzliche Klemmvorrichtung angeordnet. Diese Klemmvorrichtung ist in Fig.1und Fig.2 dargestellt. Sie besteht vorteilhaft aus einem Klemmschuh 52, der radialzum Führungskanal 16 des Auslegers 2 verschiebbar ist, axial jedoch eine feste

Position bezüglich des Auslegers 2 einnimmt, und einem auf einer Drehachse 54angeordneten Exzenter 56 zum Betätigen des Klemmschuhs 52. Durch Drehender Achse 54 und dem daran angebrachten Exzenter 56 wird der Klemmschuh 52kraftschlüssig gegen die Säule 4 gepreßt, wodurch der Ausleger 2 an dieserverriegelt wird. Durch die doppelte Fixierung des Auslegers 2 an zwei axialauseinanderliegenden Punkten ist dieser nun gegen Verkanten gesichert.

Soll ein Werkzeug gewechselt werden, wird zunächst die Klemmvorrichtung 52,54, 56 gelöst. Dann wird über den Hebelmechanismus 34 die Einrastvorrichtung28, 30 entriegelt. Der Ausleger 2 läßt sich jetzt seitlich wegschwenken, wobei dieOberflächen von Auflager 24 und Gegenauflager 25 aneinander vorbeigleiten.Der Ring 18 bleibt hierbei in seiner Position an der Säule 4 festgeklemmt. Ist indem Ring 18 eine zweite Einrastbohrung 28' ausgeführt, so kann der Ausleger 2nach dem Wegschwenken in seiner seitlichen Ausrichtung arretiert werden,indem der Verriegelungsbolzen 30 in diese zweite Einrastbohrung eingerastet. Esist hierdurch gewährleistet, daß der Ausleger nicht selbständig aus dieserseitlichen Position herausschwenken kann.

Das Werkzeug, hier der Bohrer, kann nun nach unten aus dem Spannfutterherausgenommen und ausgewechselt werden, ohne daß es nach unten an demArbeitstisch 6 oder dem daran befestigten Werkstück anstößt. Nach dem Aus¬wechseln des Werkzeuges wird die Einrastvorrichtung 28’, 30 wiederum über denHebelmechanismus 34 entriegelt, der Ausleger wird in seine ursprünglicheAusrichtung zurückgeschwenkt, und der Verriegelungsbolzen 30 der Einrastvor¬richtung rastet in die Einrastbohrung 28 ein. Anschließend wird die Klemmvorrich¬tung 52, 54, 56 mittels eines Betätigungshebels 58 (Fig.2 und Fig.3) betätigt umden Ausleger verkippungsfrei an der Säule zu arretieren.

Zum Verstellen der Arbeitshöhe des Auslegers 2 wird zunächst der Spaltring 18über die Klemmschraube 20 zum Beispiel mittels eines an der Schraube befestig¬ten Betätigungshebels gelöst. Danach wird die Klemmvorrichtung 52, 54, 56 desAuslegers 2 gelöst. Der Ausleger 2 ist nun mitsamt des Rings 18 entlang derSäule 4 verschiebbar und kann in die gewünschte Position gebracht werden.

Bleibt die Einrastvorrichtung 28, 30 eingerastet, so ist der Ausleger 2 aufgrundder Führungsmittel 48, 50 immer noch gegen Verdrehung bezüglich des Arbeitsti¬sches 6 gesichert. Befindet sich der Ausleger in der gewünschten Arbeitshöhe, sowird die Klemmvorrichtung 52, 54, 56 betätigt und somit der Ausleger 2 an derSäule fixiert. Wird ein seitliches Wegschwenken des Auslegers unter Beibehal¬tung dieser Arbeitshöhe gewünscht, wird anschließend die Klemmschraube 20festgezogen.

Claims (9)

1. Werkzeugständer, insbesondere ein Bohr- und/oder Fräsständer, umfassendeinen Arbeitstisch (6), eine zum Arbeitstisch (6) senkrechte Säule (4), einen Ausleger (2) der vertikal verschiebbar und drehbar an der Säule (4)geführt ist, gekennzeichnet durch einen Ring (18) der vertikal verschiebbar an der Säule (4) geführt ist, eine Klemmvorrichtung (20) zum höhenverstellbaren Befestigen des Rings (18) an der Säule (4), ein Auflager (24) am Ring (18) für den Ausleger (2),erste Einrastmittel (28) am Ring (18), zweite Einrastmittel (30, 32)am Ausleger (2), wobei die ersten und zweitenEinrastmittel derart Zusammenarbeiten, daß sie in eingerastetem Zustand denam Auflager (24) des Rings (18) aufliegenden Ausleger (2) gegen vertikalesVerschieben und horizontales Drehen bezüglich des Rings (18) blockieren.

2. Werkzeugständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring(18) drehbar in einer Kammer (22) des Auslegers (2) gelagert ist, wobei dieobere Begrenzungsfläche der Kammer (22) als Gegenauflager (25) für dasAuflager (24) am Ring (18) ausgebildet ist.

3. Werkzeugständer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring(18) in der Kammer (22) ein wesentliches axiales Spiel aufweist, wobei Fe¬dermittel (26) derart zum Ring (18) angeordnet sind, daß sie auf den Ring (18)eine Federkraft in Richtung des Gegenauflagers (25) in der Kammer (22) aus¬üben.

4. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬net, daß der Ring (18) als Spaltring mit Klemmschraube (20) ausgebildet ist.

5. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬net, daß die ersten Einrastmittel am Ring (18) mindestens ein konisches Ein¬ rastloch (28) aufweisen, und die zweiten Einrastmittel am Ausleger (2) einenKonus (32) aufweisen der in das mindestens eine konische Einrastloch (28)einrastbar ist.

6. Werkzeugständer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus(32) über einen federbelasteten Hebelmechanismus (34) zum Ein- und Aus¬rasten betätigbar ist.

7. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durchFührungsmittel, die den Ring (18) gegen Verdrehung bezüglich der Säule (4)sichern.

8. Werkzeugständer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieFührungsmittel eine in die Säule (4) ausgeführte, axiale Nut (48) und einen andem Ring (18) angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden, axialenVorsprung (50) umfassen, wobei der Vorsprung (50) in die axiale Nut (48)hineinragt und in dieser geführt wird.

9. Werkzeugständer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durcheine im Ausleger (2) angeordnete Klemmvorrichtung (52, 54, 56) zum kraft¬schlüssigen Festlegen des Auslegers (2) an der Säule (4).