CH641387A5

CH641387A5 - Werkzeughalter fuer ein rotierendes werkzeug.

Info

Publication number: CH641387A5
Application number: CH1093079A
Authority: CH
Inventors: Hans Dipl Ing Wiederkehr
Original assignee: Wiederkehr Hans
Priority date: 1979-12-10
Filing date: 1979-12-10
Publication date: 1984-02-29
Also published as: DE3042939A1; SE448836B; DE3042939C2; JPS5695515A; JPS6359801B2; SE8008270L; FR2471276B1; US4439075A; FR2471276A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für ein rotierendes Werkzeug, mit einem treibenden Teil und einem eine Werkzeugaufnahme aufweisenden getriebenen Teil über eine Gelenkkupplung gekuppelt ist, die in einem mit dem treibenden Teil verbundenen Gehäuse gelagert ist.

Werkzeughalter zum Einspannen von Werkzeugen, die von einer Maschinenspindel in Drehung versetzt werden, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Mit einem solchen Werkzeughalter vorzunehmende spannende Beaurbeitungen sind beispielsweise das Ausbohren einer vorgebohrten Bohrung oder das Bohren einer Bohrung mittels einer Bohrbüchse oder das Schneiden eines Gewindes in einer vorgebohrten Bohrung. In all diesen Fällen ist es erforderlich, dass das Werkzeug sich der vorgebohrten Bohrung oder der Bohrbüchse anpassen kann. Aus diesem Grunde sind Werkzeughalter bekannt, bei denen der treibende Teil über eine Gelenkkupplung den getriebenen Teil in Drehung versetzt. Die Gelenkkupplung gestattet eine Schiefstellung der Achse des getriebenen Teils gegenüber der Achse des treibenden Teils. Damit ist es zwar möglich, dass die Achse des getriebenen Teils sich der Bohrungsachse anpassen kann. Da sich jedoch die Lage der Schwenkachse der Gelenkkupplung gegenüber der zu bearbeitenden Bohrung ändert, gewöhnlich kleiner wird, ist trotz der Schwenkmöglichkeit des getriebenen Teils eine exakte Anpassung an die jeweilige Bohrung nicht möglich, so dass entweder die Achse der Bohrung geändert wird oder ein Klemmen in der Bohrbüchse auftritt. Beide Erscheinungen sind unerwünscht und bedingen eine Nachbearbeitung oder einen höheren Verschleiss des Werkzeugs. Zwar kann, wenn die Maschinenspindel, die den Werkzeughalter antreibt, schwenkbar ist, der erwähnte Übelstand verringert werden, jedoch bedingt dies eine entsprechende Verteuerung der die Spindel antreibenden Maschine.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Werkzeughalter der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass die erwähnten Nachteile nicht auftreten, sondern ein exaktes Bohren vorgebohrter Bohrungen bzw. ein klemmungsfreies Bohren von Bohrungen möglich ist, ohne dabei den Werkzeughalter voluminös und kompliziert ausbilden zu müssen.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Gelenkkupplung einen kugelförmigen Körper aufweist, der in einer kugelförmigen Ausnehmung allsseitig schwenkbar gelagert ist, und der getriebene Teil im Körper senkrecht zur Werkzeugachse verschiebbar geführt ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Vertikalschnitte in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen eines erfindungsgemässen Werkzeughalters, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1, und Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines zweiten erfindungsgemässen Werkzeughalters.

Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Werkzeughalter weist einen treibenden Teil 1 und einen getriebenen Teil 2 auf. Der treibende Teil 1 weist einen Mitnehmerkonus 3 auf, mit dem der Werkzeughalter in einer nicht dargestellten Antriebsspindel gelagert ist. Am Mitnehmerkonus 3 schliesst ein Gehäuseteil 4 an, das mit einem Gehäusedeckel 5 zusammen ein Kupplungsgehäuse bildet. Der Gehäusedek-kel 5 ist in beliebiger Weise mit dem Gehäuseteil 4 verbunden, beispielsweise mittels Senkschrauben 6, die im Gehäusedeckel 5 eingeschraubt sind und in kleine Vertiefungen 7 des Gehäuseteils 4 ragen. Der Gehäuseteil 4 und der Gehäusedeckel 5 bilden eine Ausnehmung 8 mit einer kugeligen Begrenzungsfläche 9.

In der kugeligen Begrenzungsfläche 9 ist ein kugelförmiger Körper spielfrei gelagert, der gegenüber dem Gehäuseteil 4 allseitig verschwenkbar ist. Der Körper 10 wird von Gehäuseteil 4 mittels Kugeln 12 mitgenommen, die einerseits in Nuten 13 des Körpers 10 und andererseits in Bohrungen 14 des Gehäuseteils 4 ragen. Es können zweckmässig etwa vier solcher Kugeln 12 angeordnet sein, jedoch könnte auch eine andere Zahl von 1 bis n solcher Kugeln 12 verwendet werden. Je mehr Kugeln 12 verwendet werden, desto kleiner ist die Drehungsungleichförmigkeit des kugelförmigen Körpers 10.

Im Scheitel des Körpers 10 ist eine Vertiefung 15 angeordnet, in die eine durch eine Feder 17 belastete Rasterkugel 16 einrastet. Bei eingerastetem Körper 10 liegt eine Lagerebene 18 genau senkrecht zur Achse des treibenden Teils 1, siehe Fig. 1. In Fig. 2 dagegen ist die Lagerebene 18 etwas geneigt dargestellt. An der Lagerebene 18 ist der getriebene Teil 2 über ein Wälzlager 20 abgestützt.

Der getriebene Teil 2 ist ein hülsenförmiger Körper 21, der zur Aufnahme des Werkzeugs ausgebildet ist und einen Lagerflansch 22 aufweist. Auf der dem Wälzlager 20 abgewandten Seite des Lagerflansches 22 ist ein weiteres Wälzlager 23 angeordnet, das seinerseits an einer Kugelkalotte 24 gelagert ist, die sich an der kugeligen Begrenzungsfläche 9 abstützt. Die beiden Kugelkalotten 10 und 24 bilden eine Kugel und weisen einen Zwischenraum 25 auf, in dem das Wälzlager 20, der Lagerflansch 22 und das Wälzlager 23 liegen.

Das Wälzlager 20 ist aus Fig. 3 ersichtlich; es weist einen Lagerring 26 auf, der eine Anzahl durchgehender Bohrungen 27 sowie eine Anzahl Rillen 28 aufweist, die um 90° versetzt auf beiden Seiten des Lagerrings 26 angeordnet sind. In den Bohrungen 27 sind Kugeln 29 geführt, die die Überleitung der auftretenden Axialkräfte übernehmen. In den Rillen 28 sind Kugeln 30 eingelegt, die das Drehmoment vom treibenden Teil 1 auf den getriebenen Teil 2 übertragen. Die Kugeln 30 stützen sich hierbei einerseits in radial verlaufende Rillen 31 des Lagerflansches 22 und in Rillen 28 des Lagerrings 26 (s. Fig. 1) und andererseits in die Rillen 28 auf der entgegengesetzten Seite des Lagerrings 26 und in Radialrillen 32 der Lagerebene 18 ab (s. Fig. 2). Das Wälzlager 20 überträgt somit sowohl die auftretenden Axial- als auch die Umfangskräfte bzw. Drehmomente. Durch die Ausbildung des Wälzlagers 20 wird erreicht, dass der getriebene Teil 2 parallel zur Lagerebene 18 verschiebbar ist. Das im hülsenförmigen Körper 21 befestigte Werkzeug kann somit entsprechend dem im Körper 10 vorgesehenen Raum 35 radial verschoben werden, so dass das Werkzeug sowohl eine Schwenkung wie auch eine Verschiebung ausführen kann. Erst durch diese Ausführung ist

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es möglich, Bohrungen zu bearbeiten bzw. Bohrungen herzustellen, die nicht mit der Achse des treibenden Teils 1 fluchten, d.h. entweder versetzt oder schräg zu dieser Achse liegen.

In Fig. 4 ist ein weiterer Werkzeughalter dargestellt, der ebenfalls dieselben Bewegungsmöglichkeiten für das im getriebenen Teil 2 be- 5 festigte Werkzeug aufweist. Gleiche Teile sind hierbei mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bis 3 bezeichnet. Der Gehäuseteil 4 und der Gehäusedeckel 5 sind in nicht dargestellter Weise miteinander verbunden, z.B. durch Schraubenbolzen.

Der Unterschied gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 und 2 10 liegt darin, dass der kugelförmige Körper aus zwei Teilen 10', 10" besteht, die in nicht dargestellter Weise, z.B. durch Schraubenbolzen, zusammengeschraubt sind und im Innern eine dem Zwischenraum 25 entsprechende Ausnehmung 25' bilden, in welcher der getriebene Teil 2 zusammen mit dem Wälzlager 20 radial verschiebbar 15 ist. Das Wälzlager 20 ist in genau gleicher Weise wie in Fig. 3 ausgebildet, wobei in Fig. 4 die die Axialkräfte aufnehmenden Kugeln 29 nicht ersichtlich sind. Anstelle des Wälzlagers 23, das bekanntlich praktisch keine Kräfte überträgt und nur eine Führungsfunktion aufweist, sind bei der Ausführung nach Fig. 4 eine Anzahl Kugeln 20 23' angeordnet, die sich einerseits am Körperteil 10" und andererseits am Lagerflansch 22 abstützen.

Beim Werkzeughalter nach Fig. 1 und 2 ist für die Befestigung des Werkzeugs eine Spannzange 36 vorgesehen, die durch Drehen einer Überwurfmutter 37 entweder gespannt oder gelöst werden kann. Bei der Auführung nach Fig. 4 ist für die Werkzeugbefestigung im hülsenförmigen Körper 21 ein Mitnehmerkonus 38 vorgesehen. Ein im Gehäuseteil 4 angeordneter Schlitz 39 ermöglicht das Lösen des Werkzeugs mittels eines in den Schlitz 39 einzuschiebenden Doms.

Wesentlich für die beiden beschriebenen Werkzeughalter ist es, dass er sowohl Schwenk- wie auch Schiebebewegungen erlaubt. Dies wird in verhältnismässig einfacher Weise durch einen kugeligen Körper erreicht, der in der kugeligen Begrenzungsfläche 9 des Gehäuseteils 4 und des Gehäusedeckels 5 spielfrei gelagert ist und einen Zwischenraum 25 bzw. eine Ausnehmung 25' für die radiale Verschiebung des getriebenen Teils 2 aufweist. Die Verwendung eines einzigen kugelförmigen Körpers 10 bzw. 10', 10" vereinfacht die Konstruktion des Werkzeughalters.

Anstelle der gefederten Rasterkugel 16 (s. Fig. 1 und 2) kann auch eine einschraubbare Raste vorgesehen werden, durch die der Körper 10 gehalten wird und der getriebene Teil 2 mit der Achse des treibenden Teils 1 fluchtet. Damit erhält man einen Werkzeughalter, dessen Werkzeugachse parallel zur Achse des treibenden Teils 1 verschiebbar ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Werkzeughalter für ein rotierendes Werkzeug, mit einem treibenden Teil und einem eine Werkzeugaufnahme aufweisenden getriebenen Teil, wobei der getriebene Teil mit dem treibenden Teil über eine Gelenkkupplung gekuppelt ist, die in einem mit dem treibenden Teil verbundenen Gehäuse gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkkupplung einen kugelförmigen Körper (10; 10', 10") aufweist, der in einer kugelförmigen Ausnehmung (9) allseitig schwenkbar gelagert ist, und der getriebene Teil (2) im Körper senkrecht zur Werkzeugachse verschiebbar geführt ist.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelförmige Ausnehmung (9) Teil des Gehäuses (4, 5) ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dedurch gekennzeichnet, dass am kugelförmigen Körper (10; 10') eine Lagerebene (18) angeordnet ist, an der sich der getriebene Teil (2) über ein Wälzlager (20) abstützt.

4. Werkzeughalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (20) einen Lagerring (26) mit Bohrungen (27) zur Aufnahme von Axialkräften übertragenden Kugeln (29) und beidseits in Radialrillen (28) liegende, in Rillen (31, 32) des Körpers (10; 10') bzw. eines Lagerflansches (22) des getriebenen Teils (2) ragende Kugeln (30) zur Übertragung von Momenten aufweist.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelförmige Körper (10; 10', 10") Umfangsnuten (13) zur Aufnahme von teilweise im Gehäuse (4, 5) gelagerten Kugeln (12) aufweist.

6. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelförmige Körper (10) durch eine im Gehäuse (4) gelagerte feststellbare oder gefederte Raste (16) gehalten ist.