DE69826499T2

DE69826499T2 - Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE69826499T2
Application number: DE69826499T
Authority: DE
Inventors: Gil Hecht
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2018-04-24
Also published as: EP1015157B1; JP2007105876A; CN1108217C; DE69826499D1; PL186147B1; PL336499A1; HUP0002387A3; IL120763A; ATE537926T1; AR012623A1; ATE276850T1; TR199902716T2; WO1998050187A3; CA2288166C; DK1015157T3; NO995325D0; NO995325L; AU733704B2; NO322835B1; CN1254303A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidwerkzeuganordnung in der Ausführung mit einem austauschbaren Schneidkopf.
Stand der Technik
Derartige Schneidwerkzeuganordnungen sind seit langem insbesondere in den Fällen bekannt, in denen der Schneidkopf durch Schraubenklemmung in oder auf einem Werkzeughalter lösbar gehalten wird. Bei den meisten dieser bekannten Anordnungen sind beim Ausbau oder Austausch des Schneidkopfes oft Schwierigkeiten in der Durchführung zu verzeichnen, die normalerweise das Lösen, Entfernen und Einsetzen der Klemmschraube unter gleichzeitigem Festhalten des Schneidkopfes beinhaltet. Darüber hinaus muss bei vielen Schneidwerkzeugausführungen die Klemmschraube in vielen Fällen einen beträchtlichen Teil der im Einsatz auf den Schneidkopf einwirkenden Verdrehungskraft aufnehmen.
Besonders akut sind diese Probleme bei Miniatur-Schneidwerkzeugen. Solche Miniatur-Schneidwerkzeuge werden generell für Innen- und Außenbearbeitungen, beispielsweise beim Drehen, Fräsen, Nuten, Bohren usw., eingesetzt. Diese Werkzeuge weisen allgemein einen hohlen Schaft mit einem vorderen länglichen Schaftteil von relativ geringem Durchmesser (beispielsweise 6 bis 14 mm) auf.
Allgemein ist der Schneidkopf mit einem vorderen Ende des vorderen Schaftabschnitts lösbar verschraubt. Ein derartiges Werkzeug ist beispielsweise in der Internationalen Anmeldung Nr. WO 94/23874 beschrieben.
Bei einer derartigen Anordnung muss die Sicherungs- oder Klemmschraube der Verdrehungs- oder Torsionsbelastung standhalten können, die sich aus der bei der Schraubmontage des Schneidkopfes auf dem vorderen Schaftabschnitt entstehenden axialen Vorspannung ergibt. Weiter müssen mit zunehmender Verkleinerung des Schneidkopfes immer kleinere Sicherungsschrauben eingesetzt werden mit dem Risiko, dass die Schraube bei größeren Verdrehungs- oder Torsionskräften abschert. Außerdem erfordert der Einsatz derartig kleiner Schrauben gleich kleine Drehschlüssel. Es versteht sich, dass bei derart kleinen Schlüsseln die aufbringbare Anzugskraft sehr eingeschränkt ist. Auch sind so kleine Schlüssel leicht bruch- und verschleißanfällig.
Beim Austausch und Einbau des Schneidkopfes muss mit der Schraube hantiert werden, die sehr klein sein sowie leicht herunterfallen und verloren gehen kann, was in gleicher Weise für die sehr kleinen Schneidköpfe und Festziehschlüssel gilt.
In der DE 34 02 547 wird die Herstellung eines Schneidwerkzeugs vorgeschlagen, bei dem der Schneidkopf auch weiterhin mit dem vorderen Werkzeugschaft über radial ausgebildete Rippen auf einer Unterseite des Schneidkopfes, die in entsprechend radial ausgebildete Nuten in der benachbarten Oberfläche des vorderen Schafts eingreifen, verschraubt wird und die Rippen-/Nutenanordnung die Verdrehungskräfte aufnimmt, was natürlich die auf die Sicherungsschraube einwirkende Spannung verringert. Nichtsdestoweniger sind beim Einsatz einer solchen Sicherungsschraube, insbesondere einer Schraube von geringer Größe, die vorbeschriebenen Nachteile gegeben.
Nach einer in der DE 40 26 651 offenbarten alternativen Ausführungsform eines Schneidwerkzeugs ist der Schneidkopf über eine längliche Zugstange auf dem Werkzeughalter montiert, die sich durch den vorderen Schaftabschnitt in einen Hohlbereich im hinteren Schaftabschnitt erstreckt und wirksam gegen Ver drehung gegenüber dem Schaft verkeilt ist. Die Zugstange ist mit einem Greifmechanismus verbunden, der im hinteren Schaftabschnitt angeordnet und von diesem aus zugänglich ist, um den Schneidkopf gegen den vorderen Schaftabschnitt zu halten oder von diesem weg zu verschieben. Hier werden die Verdrehungskräfte von der relativ schmalen Zugstange neben dem vorderen Ende des Schafts aufgenommen, während die Halterung und das Freisetzen des Schneidkopfes über einen relativ komplizierten Greifmechanismus erfolgen.
Die US 4836706 beschreibt ein Schneidwerkzeug, auf dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert. Die axiale Klemmung wird durch Drehen einer mit dem Werkzeughalter verschraubten bajonettartigen Stange bewirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer neuen und verbesserten Schneidwerkzeuganordnung, bei der die vorerwähnten Probleme und Nachteile beim Befestigen des Schneidkopfes im Werkzeughalter und Lösen aus diesem wesentlich verringert sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Schneidwerkzeuganordnung mit einer Längsachse und einem lösbar in einem Werkzeughalter gehaltenen Schneidkopf mit einem Schneidbereich und einem einstückig mit diesem ausgebildeten Kupplungselement, wobei der Werkzeughalter ein mit dem Kupplungselement des Schneidkopfes zusammenwirkendes Kupplungselement aufweist, das Kupplungselement des Werkzeughalters mit mehreren radial verlaufenden Gegenflügeln versehen ist, und das Kupplungselement des Schneidkopfes einen entsprechenden Satz voneinander abgesetzter, peripher angeordneter und in radialer Richtung verlaufender Stützflügel aufweist, wobei eines der Kupplungselemente mit einer am Ende offenen Vertiefung versehen ist und wobei die Anordnung so aufgebaut ist, dass die haltende Kupplung des Schneidkopfes mit dem Werkzeughalter nach dem Einsetzen eines der Kupplungselemente in die Vertiefung des anderen Kupplungselements bewirkt wird, wobei die Gegenflügel zwischen aufeinanderfolgende Stützflügel gelangen, das eine Kupplungselement solange gedreht wird, bis die Gegenflügel mit den Stützflügeln fluchten und diese überlagern sowie anschließend eines der Kupplungselemente relativ zum anderen Kupplungselement axial verschoben wird, bis die Gegenflügel klemmend an den Stützflügeln zur Anlage kommen.
Vorzugsweise wird das Verschiebeelement über eine Schraube betätigt und mit dem Werkzeughalter verbunden, die auf das Kupplungselement einwirkt und durch ihre Drehung in entgegengesetzte Richtungen entgegengerichtete axiale Verschiebungen verursacht.
In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt in einer erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuganordnung mit einem Miniatur-Werkzeug das Letztere einstückig ausgebildete vordere und hintere hohle Schaftabschnitte, wobei der vordere Schaftabschnitt länglich ausgebildet ist und wesentlich kleinere radiale Abmessungen aufweist als der hintere Schaftabschnitt, wobei der Schneidkopf lösbar zentriert und relativ zum freien Ende des vorderen Schaftabschnitts verdrehsicher verkeilt ist, wobei eine durch den vorderen Schaftabschnitt verlaufende längliche Zugstange zum Kuppeln an einem ihrer Enden mit dem Schneidkopf und an ihrem anderen Ende fest mit einem Körper verbunden ist, der gleitend im hinteren Schaftabschnitt angeordnet ist und damit gleichsinnig mit der Zugstange in axialer Richtung des hinteren Schaftabschnitts verschoben werden kann, und wobei ein Stellschraubenmechanismus im hinteren Schaftabschnitt an dem verschiebbaren Körper anliegend so eingesetzt ist, dass die Drehung der Schraube in entgegengesetzte Richtungen das Verschieben des Körpers vom Schneidkopf weg bzw. auf diesen zu bewirkt und damit der Schneidkopf an den vorderen Schaftabschnitt angeklemmt bzw. von diesem gelöst werden kann.
Vorzugsweise ist eine Federvorspannung vorgesehen, um den Körper zum Lösen des Schneidkopfes vom vorderen Schaftabschnitt in Richtung auf den Schneidkopf vorzuspannen, wobei der Stellschraubenmechanismus ein am Körper angreifendes inneres Ende aufweist, so dass eine Drehung der Schraube nach innen dem Körper eine Verschiebebewegung vom Schneidende weg und gegen die Federvorspannung mitgibt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der axial verschiebbare Körper eine quer verlaufende Vertiefung mit entgegengesetzt geneigten Nockenführungsflächen an in Querrichtung voneinander abgesetzten Stellen der Vertiefung auf, wobei der Stellschraubenmechanismus mit einem sich durch die Vertiefung erstreckenden länglichen Nockenelement versehen ist, das an in Querrichtung voneinander abgesetzten Stellen entgegengesetzt geneigte Nockenflächen in einem relativen Gleitverhältnis mit den Nockenführungsflächen aufweist, und wobei der Stellschraubenmechanismus in der Vertiefung nach innen und außen bewegbar ist, so dass relative Gleitbewegungen nebeneinander liegender Paare von Nockenflächen und Nockenführungsflächen und damit eine Verschiebung des Körpers vom Schneidkopf weg und auf diesen zu bewirkt werden.
In der letztbeschriebenen Ausführungsform bilden die Nockenführungsflächen ein Paar in Querrichtung voneinander abgesetzter konischer Ausnehmungen in der Vertiefung, wobei die Nockenflächen von einem Paar in Querrichtung voneinander abgesetzter konischer Flächenabschnitte des Nockenelements gebildet werden.
Im Falle eines erfindungsgemäßen Miniatur-Schneidwerkzeugs bedeutet das Verkeilen des Schneidkopfes mit dem vorderen Schaftabschnitt, dass alle Verdrehungskräfte von diesem vorderen Schaftabschnitt und nicht von irgendeiner dazwischenliegenden Verschraubung aufgenommen werden. Weiter befindet sich der gesamte Mechanismus für das wirksame Klemmen des Schneid kopfes und das Lösen desselben vom vorderen Schaftabschnitt an einer leicht zugänglichen Stelle im hinteren Schaftabschnitt und wird durch einfaches Drehen der Schraube in eine Richtung eine wirksame Klemmung des Schneidkopfes gegen den vorderen Schaftabschnitt erreicht, während eine Drehung der Schraube in die entgegengesetzte Richtung das Lösen des Schneidkopfes vom vorderen Schaftabschnitt entweder durch Einwirkung einer Druckfeder oder über eine relative Bewegung eines Nockens auf einer Nockenfläche bewirkt wird. Aufgrund der Tatsache, dass die Festlegung des Schneidkopfes an die Zugstange durch eine bajonettartige Kupplung erfolgt, wird das Lösen des Schneidkopfes von der Zugstange durch eine einfache Drehbewegung ohne die beim Lösen und Sichern einer Schraube von geringer Größe anstehenden Probleme bewerkstelligt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und zur Darstellung ihrer Umsetzung in der Praxis folgt nunmehr lediglich als Beispiel eine Beschreibung eines erfindungsgemäßen Miniatur-Schneidwerkzeugs mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen.
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuganordnung in Form eines zusammengebauten Miniatur-Schneidwerkzeugs in einer ersten Ausführungsform;
2 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Perspektivansicht der Anordnung gemäß 1;
3 eine Explosionsdarstellung der Anordnung gemäß 1 und 2;
4 eine Perspektivansicht eines Schafts der in den vorstehenden Figuren dargestellten Werkzeuganordnung;
5 eine Perspektivansicht eines in der Werkzeuganordnung gemäß 1 bis 3 enthaltenen Schneidkopfes von unten;
6 eine im Längsschnitt dargestellte Perspektivansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuganordnung in Form eines Miniatur-Schneidwerkzeugs in einer abgewandelten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
7 eine im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht des in 6 dargestellten Teils eines Schneidwerkzeugs;
8 eine der Ansicht gemäß 7 entsprechende Ansicht eines in dieser Figur nach rechts verschobenen axial verschiebbaren Körpers;
9 eine im Längsschnitt dargestellte Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Schneidwerkzeuganordnung in Form eines Schneidwerkzeugs in einer weiter abgewandelten Ausführungsform; und
10 eine teilweise im Längsschnitt und auseinandergezogen dargestellte Seitenansicht der Schneidwerkzeuganordnung gemäß 6.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Wie aus 1, 2 und 3 der Zeichnung ersichtlich, weist eine beispielsweise für Innenbearbeitung konzipierte Miniatur-Schneidwerkzeuganordnung einen entlang einer Längsachse A angeordneten Werkzeughalter 60 und Schneidkopf 2 auf. Der Werkzeughalter 60 besteht aus einem Schaft 1 mit einem rohrförmigen Schaftabschnitt 1A, der einstückig mit einem hohlzylindrischen hinteren Schaftabschnitt 1B ausgebildet ist, wobei der vordere Schaftabschnitt 1A wesentlich geringere radiale Abmessungen besitzt als der hintere Schaftabschnitt 1B.
Aus den 2, 3, 4 und 5 der Zeichnung geht klar hervor, dass der Schneidkopf 2 mit einer radial verlaufenden Schneide 3 und einer Grundfläche mit drei radial verteilten domartigen Verkeilvorsprüngen 4 versehen ist. Die Vorsprünge 4 sind für den Eingriff in radial verteilte entsprechend ausgebildete domartige Ausnehmungen 5 in einer Stirnkante des vor deren Schaftabschnitts 1A konzipiert dergestalt, dass bei Anordnung des Schneidkopfes 2 gegen die Stirnkante des vorderen Schaftabschnitts 1A dieser relativ zum vorderen Schaftabschnitt 1A zentriert und relativ zu diesem verdrehsicher verkeilt wird.
Der Schneidkopf 2 weist zusätzlich zur Schneide 3 und den Verkeilvorsprüngen 4 einen im Wesentlichen zylindrischen Körper 6 mit einer am Ende offenen Vertiefung 6A auf, in deren Innenwand mehrere peripher im Abstand voneinander angeordnete sowie radial nach innen gerichtete Stützflügel 7 vorgesehen sind. Diese Anzahl von Stützflügeln 7 bilden ein Kupplungselement 62 des Schneidkopfes 2.
Eine ein Kupplungsteil des Werkzeughalters 60 bildende längliche Zugstange 8 ist an ihrem einen Ende mit einem Kupplungselement versehen, das einen entsprechenden Satz voneinander abgesetzter und radial verlaufender Stützflügel 9 aufweist, die auf einem Kreis geringeren Durchmessers als der Innendurchmesser der im Körper 6 ausgebildeten zylindrischen Vertiefung liegen, wobei jeder Flügel einen so konzipierten Umfangsbereich besitzt, dass ein einfaches Einbringen zwischen die Stützflügel 7 möglich ist.
Die längliche Zugstange 8 besteht aus einem ersten Abschnitt 10 von im Wesentlichen zylindrischer Form neben den Stützflügeln 9, einem zentralen länglichen Gewindeabschnitt 11 und einem Endabschnitt 12 von im Wesentlichen polygonalem Querschnitt.
Ein axial verschiebbarer länglicher Körper 15 ist mit einer durchgehenden Gewindebohrung 16, in welche die Zugstange 8 eingeschraubt werden kann, und mit einem Paar gegenüberliegender rundzylindrischer Flächen 17 sowie einem gegenüberliegenden Paar im Wesentlichen planarer Seitenflächen 19 versehen.
In der vorderen Stirnfläche 20 des Körpers 15 befindet sich eine radial verlaufende Nut 21. Die Nut 21 hat zweckmäßi gerweise einen V-förmigen Querschnitt mit einer im Wesentlichen glatten oder sonstigen Grundfläche. Diese Form ist besonders geeignet, ein unerwünschtes Lockern der Schraube beim Schneiden zu verhindern.
Der Schaft 1 ist mit einem Zwischenabschnitt 22 versehen, welcher den vorderen Schaftabschnitt 1A vom hinteren Schaftabschnitt 1B trennt, wobei in diesem Zwischenabschnitt 22 eine Gewindebohrung 22A ausgebildet ist, in die eine Stellschraube 23 eingeschraubt werden kann.
Die Anordnung ist weiter mit einer am Endabschnitt 12 der Zugstange 8 angreifenden Druckfeder 24 und einer Widerlagerung versehen, die in dieser Ausführungsform als über eine Öffnung 26 in den hinteren Schaftabschnitt 1B einsetzbare Schelle 25 versehen, welche die Feder im zusammengedrückten Zustand halten soll.
Wie aus 3 ersichtlich, läuft der anfängliche Zusammenbau des Schneidwerkzeugs wie folgt ab:
Es wird die Zugstange 8 mit ihrem Endabschnitt 12 durch das offene Ende des vorderen Schaftabschnitts 1A in den Schaft 1 eingeführt. Der Körper 15 wird mit seinem offenen Ende in den hinteren Schaftabschnitt 1B eingebracht. Die Zugstange wird anschließend soweit in die Gewindebohrung 16 des Körpers eingeschraubt, bis ihr Endabschnitt 12 von diesem vorspringt. Gleichzeitig wird die Schraube 23 in die Bohrung 22A eingesetzt, bis ihre Spitze in die Nut 21 eingreift und somit die Drehbewegung und die Verschiebbarkeit des Körpers 15 in Richtung auf die Endkante des vorderen Schaftabschnitts 1A begrenzt. Die Feder 24 wird in den hinteren Schaftabschnitt 1B eingesetzt und zusammengedrückt gehalten und es wird sodann die Schelle 25 über die Öffnung 26 in den hinteren Schaftabschnitt 1B eingebracht und mit dem Endabschnitt 12 der Zugstange 8 verrastet, so dass die Feder 24 im zusammengedrückten Zustand verbleibt. Vorzugsweise werden das Drehen des Körpers 15 in eine Position, in welcher sich die Nut 21 gegenüber der Bohrung 22A befindet, und das Zusammenpressen der Feder 24 vor dem Einsetzen der Schelle 25 mittels eines dedizierten zinkenartigen Schlüssels (engl. prong-like key) (nicht dargestellt) vorgenommen.
In diesem Zustand, in dem der Körper 15 und die Zugstange 8 durch die Druckfeder 24 nach außen vorgespannt sind, springen die radialen Gegenflügel 9 leicht über die Endkante des vorderen Schaftabschnitts 1a vor. Der Schneidkopf 2 kann jetzt eingesetzt werden, wobei das Kupplungsende 9A der Zugstange 8 durch die Vertiefung 6A und die Gegenflügel 9 zwischen die benachbarten Stützflügel 7 verbracht werden. Der Schneidkopf 2 wird sodann gedreht, bis die verkeilenden Vorsprünge 4 in die verkeilenden Ausnehmungen 5 eingreifen, wobei in diesem Zustand der Schneidkopf 2 durch den bajonettartigen Eingriff der Gegenflügel 9 über die Stützflügel 7 gegen eine Rückwärtsbewegung gesichert ist.
Wird nunmehr die Schraube 23 nach innen gegen die Oberfläche der Nut 21 des Körpers 15 gedreht, so wird der Letztere gegen die von der Druckfeder 24 ausgeübte Vorspannung vom Schneidkopf 2 weg bewegt, wobei die gleichsinnig verschiebbare Zugstange 8 nach innen gezogen wird und den Schneidkopf 2 wirksam gegen die Endkante des vorderen Schaftabschnitts 1A verklemmt, wobei durch den Eingriff der Vorsprünge 4 des Schneidkopfes 2 in die Nuten 5 des vorderen Schaftabschnitts 1A der Schneidkopf 2 verdrehsicher verkeilt wird. Aufgrund des bajonettartigen Eingriffs der Gegenflügel über die Stützflügel werden durch Ziehen der Zugstange 8 nach innen die Gegenflügel axial verschoben, so dass sie klemmend an den mit dem Schneidkopf 2 verbundenen Stützflügeln anliegen.
Auf diese Weise wird praktisch keine der beim Schneidvorgang auf den Schneidkopf 2 ausgeübten Verdrehungskräfte auf die Zugstange 8 übertragen, sondern von dem viel massiveren vorderen Schaftabschnitt 1A aufgenommen.
Soll der Schneidkopf 2 einmal ausgetauscht werden, so ist lediglich die Schraube 23 leicht zu lockern, wodurch der Körper 15 für eine geringe Verschiebung unter Einwirkung der Druckfeder 24 in Richtung auf den Schneidkopf 2 gelöst wird, wobei der Schneidkopf 2 vom genuteten Ende des vorderen Schaftabschnitts 1A weg verschoben wird und durch eine einfache Drehbewegung einfach gelöst und von der Zugstange 8 abgenommen werden kann. Dieser Austausch des Schneidkopfes lässt sich mit nur einer Hand und ohne die Notwendigkeit eines Entfernens der Schraube 23 vom Schaft bewerkstelligen. Dies ist im Vergleich zu konventionellen Schneidwerkzeugen, bei denen beide Hände benutzt werden müssen und Sicherheitsvorkehrungen gegen den Verlust der vollständig entfernten kleinen Sicherungsschraube zu treffen sind, eindeutig von Vorteil.
Das Ausbilden eines Paars gegenüberliegender im Wesentlichen planer Seitenflächen 19 an dem verschiebbaren Körper 15 ermöglicht den Durchfluss von Kühlflüssigkeit durch den hinteren Schaftabschnitt 1B in den Bereichen zwischen den planen Seitenflächen 19 und der Innenfläche des hinteren Schaftabschnitts 1B. Die Kühlflüssigkeit strömt weiter durch den vorderen Schaftabschnitt 1A zum Schneidkopf 2.
In den Ausführungsformen gemäß 6 bis 10 der Zeichnung weist das Schneidwerkzeug einen Schaft 31 mit einem einstückig und koaxial mit einem hohlzylindrischen hinteren Schaftabschnitt 31B ausgebildeten rohrförmigen vorderen Schaftabschnitt 31A auf, wobei der vordere Schaftabschnitt 31A beträchtlich geringere radiale Abmessungen als der hintere Schaftabschnitt 31B besitzt. Durch diametral entgegengesetzte Abschnitte der zylindrischen Wand der hinteren Schaftabschnitte 31B verlaufend sind Bohrungen 32A und 32B ausgebildet, die mit dem inneren zylindrischen hohlen Bereich 33 des hinteren Schaftabschnitts 31B in Verbindung stehen. Die Bohrung 32A ist mit Innengewinde versehen.
Ein im Wesentlichen zylindrischer länglicher Körper 34 ist in dem Bereich 33 innerhalb des Schafts 31 axial verschiebbar und an seinem dem vorderen Schaftabschnitt 31A am nächsten gelegenen Ende einstückig mit einer länglichen Zugstange 35 verbunden, die in Form und Funktion der mit Bezug auf die vorausgehenden Zeichnungen beschriebenen Zugstange 8 entspricht.
Eine quer gerichtete Durchgangsbohrung 36 ist in dem Körper 34 mit einem Paar gegenüberliegender abgeschrägter Nockenführungsflächen 37A und 37B, die Teil der die Durchgangsbohrung 36 bildenden Oberflächen sind, ausgebildet.
Wie beispielsweise am besten aus 10 der Zeichnung ersichtlich, weist die Durchgangsbohrung 36 im Wesentlichen einen zentralen Abschnitt 36A sowie obere und untere pseudokonische Abschnitte 36B bzw. 36C auf, die zum zentralen Abschnitt 36A im Wesentlichen asymmetrisch angeordnet sind, wobei die Oberflächen 37A und 37B zum Teil die pseudokonischen Ausnehmungen 36B und 36C bilden.
Der Stellschraubenmechanismus 38 weist einen zylindrischen zentralen Verbindungsabschnitt 39 mit einem oberen Gewindebereich 40, der über einen konischen Abschnitt 41 einstückig mit dem zentralen Abschnitt 39 verbunden ist, sowie einen unteren zylindrischen Bereich 42 mit einem konischen Abschnitt 43 auf.
Wie am besten aus 6 bis 10 der Zeichnung ersichtlich, befindet sich der Stellschraubenmechanismus 38 im hinteren Schaftabschnitt 31B, wobei der obere Gewindeabschnitt 40 in die Durchgangsbohrung 32A eingeschraubt und der untere zylindrische Abschnitt 42 gleitend in der Bohrung 32B angeordnet ist. Der zentrale Abschnitt 39 befindet sich in dem zentralen Abschnitt 36A der Durchgangsbohrung 36, wobei die konische Fläche des (eine Nockenfläche bildenden) konisch verlaufenden Abschnitts 41 an der abgeschrägten Nockenführungsfläche 37A und die konische Oberfläche des (eine Nockenfläche bildenden) konisch verlaufenden Abschnitts 43 an der abgeschrägten Nockenführungsfläche 37B anliegen.
Beim Drehen des Stellschraubenmechanismus 38 nach außen in die in 7 der Zeichnung dargestellte Position liegt die Nockenführungsfläche des konisch verlaufenden Abschnitts 43 an der Nockenfläche 37B an und wird eine nach links gerichtete Bewegung des Körpers 34 und daraus resultierend eine Verschiebung des Schneidkopfes 2 von der benachbarten Oberfläche des vorderen Schaftabschnitts 1A (in der Figur nicht dargestellt) bewirkt.
Wird jedoch die Stellschraube nach innen in die in 8 dargestellte Position gedreht, so liegt die Nockenführungsfläche des konisch verlaufenden Abschnitts 41 an der abgeschrägten Nockenfläche 37A an, wodurch eine Bewegung des Körpers 34 nach rechts und daraus resultierend eine nach rechts gerichtete Bewegung der Zugstange 35 bewirkt werden, was wiederum zu einer wirksamen Klemmung des Schneidkopfs gegen die benachbarte Oberfläche des vorderen Schaftabschnitts 1A führt.
In einer alternativen Ausführungsform gemäß 9 der Zeichnung ist die Grundkonstruktion eines axial verschiebbaren Körpers 44 und einer Stellschraube 45 die gleiche wie bereits mit Bezug auf 6, 7, 8 und 10 beschrieben, doch sind in diesem Falle sowohl eine Querbohrung 46 im verschiebbaren Körper 44 als auch die Stellschraube 45 unter einem spitzen Winkel zur Längsachse des Werkzeugs angeordnet, wobei der Vorteil hier in einem einfacheren Zugang zur Stellschraube 45 für das Drehen derselben und daraus resultierend für ein Verschieben des Körpers 44 liegt. Weiter wird bei dieser Ausführungsform durch die Stellschraube 45 eine größere Axialkraft auf den Körper 44 ausgeübt und eine größere axiale Verschiebung desselben bewirkt.
Zum Zwecke einer detaillierteren Beschreibung der konstruktiven Gestaltung, des Zusammenbaus und des Einsetzens der Stellschraube 38 in den hinteren Schaftabschnitt 31B im Allgemeinen und durch den Körper 34 hindurch im Besonderen wird nochmals auf 10 verwiesen.
Wie aus 10 ersichtlich, weist der Stellschraubenmechanismus 38 im Wesentlichen zwei separate Teile 38A und 38B auf, wobei der erste Bestandteil 38A aus einem oberen Gewindeabschnitt 40, einem konisch verlaufenden Abschnitt 41 und einem zentralen Abschnitt 39 besteht und wobei vom Letzteren ein einstückig ausgebildeter geteilter Stift 51 mit oberen und unteren Abschnitten 51A bzw. 51B nach unten vorsteht und der untere Abschnitt 51B leicht größere radiale Abmessungen als der obere Abschnitt 51A aufweist und über eine Schulter 51C mit diesem verbunden ist.
Der zweite Teil 38B besteht aus einem unteren zylindrischen Abschnitt 42 und einem konischen Abschnitt 43 mit einer zentralen Bohrung 52 mit oberen und unteren Bereichen 52A bzw. 52B, wobei der untere Bereich 52B größere radiale Abmessungen aufweist als der Bereich 52A und der axiale Verlauf des Bereichs 52A nicht größer ist als der axiale Verlauf des Abschnitts 51A des Kupplungsstifts 51.
Zum Zusammenbau wird der axial verschiebbare Körper 34 in den Bereich 33 (siehe 6) des hinteren Schaftabschnitts 31B eingesetzt, wobei eine Durchgangsbohrung 36 gegenüber den diametral gegenüberliegenden Bohrungen 32A und 32B im hinteren Schaftabschnitt 31B vorgesehen ist. Teil 38A der Stellschraube wird über die Bohrung 32A in den hinteren Schaftabschnitt 31B eingebracht und durch die Querbohrung 36 geführt, und es wird der Kupplungsstift 51 in den zweiten Teil 38B des Stellschraubenmechanismus eingerastet. Es ist jedoch klar, dass auch andere gleichwertige Elemente für den Aufbau des Stellschraubenmechanismus 38 benutzt werden können.
Die zuletzt mit Bezug auf 6 bis 10 der Zeichnung beschriebenen Elemente sind für eine selektive Verschiebung des Schneidkopfes in eine bzw. aus einer Klemmverbindung mit einer benachbarten Fläche eines vorderen Schaftabschnitts unabhängig von der Art und Weise, in welcher der Schneidkopf an der zugehörigen Zugstange befestigt ist, einsetzbar.
Die vorstehend exemplarisch mit besonderem Bezug auf die dargestellten Ausführungsformen beschriebene Erfindung lässt sich gleich gut auf Miniatur-Schneidwerkzeuge für sowohl Innen- als auch Außenbearbeitung anwenden.
Die exemplarisch vorbeschriebenen Schneidwerkzeuganordnungen sind sämtlichst durch Verschiebemechanismen gekennzeichnet, die nicht nur hinsichtlich einer wirksamen lösbaren Kupplung und Klemmung eines Schneidkopfes in einem Werkzeughalter von Bedeutung sind, sondern auch auf einfache Weise zur Verwendung beispielsweise in anderen Werkzeugen für eine kontrollierte begrenzte Verschiebung von Werkzeugkomponenten angepasst werden können.

Claims

Schneidwerkzeuganordnung mit einer Längsachse und einem lösbar in einem Werkzeughalter (60) gehaltenen Schneidkopf (2) mit einem Schneidbereich (3) sowie einem Kupplungselement, wobei der Werkzeughalter mit einem Kupplungselement versehen ist, welches mit dem Kupplungselement des Schneidkopfes zusammenwirkt, wobei das Kupplungselement des Schneidkopfes eine am Ende offene Vertiefung aufweist, das Kupplungselement des Werkzeughalters mehrere radial verlaufende Gegenflügel (9) aufweist, und das Kupplungselement des Schneidkopfes einen entsprechenden Satz voneinander abgesetzter, peripher angeordneter, und in radialer Richtung verlaufender Stützflügel (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidbereich und das Kupplungselement des Schneidkopfes einstückig ausgebildet sind, und ihre Anordnung so gewählt ist, dass die haftende Kupplung des Schneidkopfes (2) mit dem Werkzeughalter (60) nach dem Einsatz des Kupplungselements des Werkzeughalters in die Vertiefung (6A) des Schneidkopfes bewirkt wird, wobei die Gegenflügel (9) zwischen die aufeinanderfolgenden Stützflügel (7) gelangen, der Schneidkopf solange gedreht wird, bis die Gegenflügel mit den Stützflügeln fluchten und diese überlagern sowie anschließend das Kupplungselement des Werkzeughalters relativ zum Schneidkopf in Richtung auf den Werkzeughalter axial verschoben wird, bis die Gegenflügel klemmend an den Stützflügeln zur Anlage kommen.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, wobei das Kupplungselement des Werkzeughalters (60) relativ zum Werkzeughalter axial verschiebbar angeordnet ist, und die haltende Kupplung des Schneidkopfes (2) im Werkzeughalter als Ergebnis einer nach innen gerichteten axialen Verschiebung des Kupplungselements des Werkzeughalters bewirkt wird, und wobei weiterhin ein Verschiebeelement (23, 38) zum axialen Verschieben des Kupplungselements des Werkzeughalters nach innen und außen vorgesehen ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die in radialer Richtung verlaufenden Stützflügel (7) auf einer Innenwand der am Ende offenen Vertiefung (6A) des Schneidkopfes ausgebildet sind.
Schneidwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verschiebeelement eine in den Werkzeughalter eingesetzte Schraube (23, 38) aufweist, die auf das Kupplungselement des Werkzeughalters einwirkt und durch ihre Drehung in entgegengesetzte Richtungen entgegengerichtete axiale Verschiebungen des Kupplungselements des Werkzeughalters verursacht.
Schneidwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einstückig ausgebildeten vorderen und hinteren hohlen Schaftabschnitten, wobei der vordere Schaftabschnitt (1A) länglich ausgebildet ist und eine kleinere radiale Abmessung aufweist als der hintere Schaftabschnitt (1B), wobei der Schneidkopf lösbar zentriert und relativ zum freien Ende des vorderen Schaftabschnitts verdrehsicher verkeilt ist, wobei das Kupplungselement des Werkzeughalters eine durch den vorderen Schaftabschnitt verlaufende längliche Zugstange (8) zur bajonettartigen Kupplung an einem Ende desselben aufweist, so dass die Gegenflügel klemmend an den Stützflügeln angreifen, wobei der Zugstab an seinem anderen Ende fest mit einem verschiebbaren Körper verbunden ist, der gleitbar im hinteren Schaftabschnitt angeordnet ist und damit gleichsinnig mit der Zugstange in axialer Richtung des hinteren Schaftabschnitts verschoben werden kann, wobei das Verschiebeelement eine Schraube aufweist, die in einen hinter dem Schaftabschnitt befindlichen Bereich der Schneidwerkzeuge an dem verschiebbaren Körper anliegend eingesetzt ist dergestalt, dass die Drehung der Schraube in entgegengesetzte Richtungen das Verschieben des verschiebbaren Körpers vom Schneidkopf weg bzw. auf diesen zu bewirkt und damit der Schneidkopf an den vorderen Schaftabschnitt angeklemmt bzw. von diesem gelöst werden kann.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, wobei die Schraube in einen Zwischenbereich (22) des Schneidwerkzeugs eingesetzt und eine Federvorspannung (24) vorgesehen ist, um den verschiebbaren Körper in Richtung auf den Schneidkopf vorzuspannen und vom vorderen Schaftabschnitt zu lösen, und wobei die Schraube ein an dem verschiebbaren Körper angreifendes inneres Ende aufweist, so dass eine Drehung der Schraube nach innen dem verschiebbaren Körper eine Verschiebebewegung vom Schneidkopf weg und gegen die Federvorspannung mitgibt.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 6, wobei ein mit Nuten versehener Bereich (21) am vorderen Ende des verschiebbaren Körpers ausgebildet ist, und das innere Ende der Schraube in den Nutenbereich eingreift.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, wobei der verschiebbare Körper mit der Zugstange verschraubt ist und ein Teil der Zugstange über den verschiebbaren Körper vorspringt, und wobei die Anordnung weiterhin eine Druckfeder (24) aufweist, die auf dem über den verschiebbaren Körper hinausragenden Teil der Zugstange (8) angeordnet ist, und wobei ein erstes Ende der Druckfeder an dem verschiebbaren Körper und ein zweites Ende der Druckfeder an einem relativ zum hinteren Schaftabschnitt festen Widerlagerelement angreift.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 8, wobei das Widerlagerelement eine Schelle (25) aufweist, die in den hinteren Schaftabschnitt transvers so einsetzbar ist, dass sie mit dem über den verschiebbarem Körper hinausragenden Teil der Zugstange in Eingriff gelangt.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 5, wobei der verschiebbare Körper eine quer verlaufende Vertiefung mit geneigten Nockenführungsflächen (37A, 37B) an in Querrichtung voneinander abgesetzten Stellen der Vertiefung aufweist, wobei die Schraube im hinteren Schaftabschnitt angeordnet und mit einem sich durch die Vertiefung erstreckenden länglichen Nockenelement versehen ist, das an in Querrichtung voneinander abgesetzten Stellen entgegengesetzt geneigte Nockenflächen in einem relativen Gleitverhältnis mit den Nockenführungsflächen aufweist, und wobei die Schraube in der Vertiefung nach innen und außen bewegbar ist, so dass relative Gleitbewegungen nebeneinander liegender Paare von Nockenflächen und Nockenführungsflächen und damit eine Verschiebung des verschiebbaren Körpers vom Schneidkopf weg und auf diesen zu bewirkt werden.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 10, wobei die Nockenführungsflächen ein Paar in Querrichtung voneinander abgesetzter konischer Ausnehmungen in der Vertiefung bilden und wobei die Nockenflächen ein Paar in Querrichtung voneinander abgesetzter konischer Flächenabschnitte (41, 43) aufweisen.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 10 oder 11, wobei sich einer der konischen Flächenabschnitte (41, 43) auf einem abnehmbaren Nockenelemententeil befindet, der lösbar mit dem übrigen Teil des Nockenelements verbunden ist.
Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, wobei ein Endabschnitt des Nockenelements mit einem Schraubgewinde (40) zur Schraubverbindung mit einer ein Innengewinde aufweisenden Bohrung (32A) des rückwärtigen Schaftabschnitts ausgebildet ist.
Schneidwerkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 13, wobei benachbarte Oberflächen des Schneidkopfes und des vorderen Schaftabschnitts mit zusammenwirkenden Ausnehmungen (5) und Vorsprüngen (4) ausgebildet sind, die sicherstellen, dass der Schneidkopf lösbar zentriert und relativ zum freien Ende des vorderen Schaftabschnitts verdrehsicher verkeilt ist.
Verfahren für den Zusammenbau eines Schneidwerkzeugs mit den Schritten: Bereitstellen eines Werkzeughalters (60) mit einer Längsachse und einem mit mehreren radial verlaufenden Gegenflügel (9) versehenen ersten Kupplungselement; Bereitstellen eines Schneidkopfes (2) mit einem Schneidbereich und einem einstückig mit diesem ausgebildeten zweiten Kupplungselement, das eine Vertiefung (6A) und einen Satz voneinander abgesetzter, umfangsmäßig angeordneter und in Radialrichtung verlaufender Stützflügel (7) in der Vertiefung aufweist, wobei die in Radialrichtung verlaufenden Gegenflügel umfangsmäßig so ausgebildet sind, dass sie zwischen die in Radialrichtung verlaufenden Stützflügel gelangen können, wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente entlang ihrer Längsachse aufeinander zu bewegt werden; Anordnen des Werkzeughalters und Schneidkopfes im Abstand voneinander entlang der Längsachse; Bewegen mindestens entweder des Werkzeughalters oder des Schneidkopfes zum jeweils anderen dieser Elemente hin entlang der Längsachse, bis die Gegenflügel zwischen die Stützflügel gelangen; Drehen entweder des Werkzeughalters oder des Schneidbereichs bis in der Längsachse gesehen sich die Gegen- und Stützflügel überlagern; sowie anschließend Bewegen des ersten Kupplungselements entlang der Längsachse bis die Gegenflügel zur klemmenden Anlage an die Stützflügel gelangen und den Schneidkopf im Werkzeughalter fixieren.