WO1986004842A1 - Porte-outil ou similaire - Google Patents

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WO1986004842A1
WO1986004842A1 PCT/DE1986/000036 DE8600036W WO8604842A1 WO 1986004842 A1 WO1986004842 A1 WO 1986004842A1 DE 8600036 W DE8600036 W DE 8600036W WO 8604842 A1 WO8604842 A1 WO 8604842A1
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WO
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tool holder
ring
holder according
cone
conical
Prior art date
Application number
PCT/DE1986/000036
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Johne
Original Assignee
J. Kühn GmbH & Co. Präzisionswerkzeug KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to DE8686901041T priority patent/DE3662846D1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/006—Conical shanks of tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12—Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/20—Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks
    • B23B31/201—Characterized by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/202—Details of the jaws
    • B23B31/2025—Wherein the sleeve is split into two relatively movable parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2231/00—Details of chucks, toolholder shanks or tool shanks
    • B23B2231/02—Features of shanks of tools not relating to the operation performed by the tool
    • B23B2231/0288—Conical shanks of tools in which the cone is not formed as one continuous surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2231/00—Details of chucks, toolholder shanks or tool shanks
    • B23B2231/04—Adapters
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    • B23B2231/20—Collet chucks
    • B23B2231/2089—Slits of collets
    • B23B2231/2091—Slits of collets extending from both axial ends of the collet
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    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/309352—Cutter spindle or spindle support
    • Y10T409/309408—Cutter spindle or spindle support with cutter holder
    • Y10T409/309464—Cutter spindle or spindle support with cutter holder and draw bar

Definitions

  • the invention relates to a tool holder or the like. according to the preamble of claim 1.
  • a tool holder of this type which is designed as a milling arbor, is known (DE-OS 19 00 080), in which a base body behind a seat for a conical sleeve is designed as a cylindrical shaft that is continuous to the end. This extends into a cylindrical bore part of the work spindle, which adjoins the tapered receptacle of the spindle to the rear. This cylindrical bore part is machined less precisely than the tapered receptacle and is not intended to perform any centering or guiding functions with respect to the milling arbor.
  • Such a milling arbor requires a correspondingly adapted spindle design with a cylindrical bore part behind the conical receptacle because of the cylindrical shaft.
  • a cylindrical shaft of the milling arbor Through the cylindrical shaft of the milling arbor there is a reduced stiffness compared to a conical body. Because the milling arbor can practically only be firmly clamped in a single limited area, namely in the area located at the transition from the shaft to the flange, while the end of the cylindrical shaft should not be particularly centered or guided, adequate concentricity is not guaranteed .
  • the object of the invention is to overcome existing disadvantages and shortcomings and the like or a tool holder.
  • to create the type mentioned in the introduction in which the connection between the shaft part and the work spindle has an increased rigidity compared to the previously known embodiment explained and in which at the same time there is a high concentricity, the shaft part itself not having any significant loss of rigidity in comparison to otherwise usual tool holders suffers.
  • a particularly effective contact of the flange part on the end face of a work spindle is also to be achieved.
  • the tool holder should be as universal as possible in all of this, i.e. do not require special training of the work spindle, as is the case with the known design, but it should be usable with different cone or clamping systems, e.g. for the standardized designs of cones, be it with end spigot or without end spigot, and it should also be used particularly in machines with automatic tool change. Further problems associated with this, with which the invention is concerned, result from the respective explanation of the solution shown.
  • the invention provides that in the rear region of the partly there is a second cylindrical guide for a second cone ring that can be supported on a further elastic abutment.
  • Such a tool holder is characterized by a number of advantageous properties.
  • the basic body is firmly and precisely clamped in the area of the largest and smallest diameter at two points of the tapered bore of the working spindle, so that there is great rigidity in the connection between the shaft part and the working spindle.
  • the susceptibility to vibrations and the tendency to chatter are considerably reduced.
  • one cone ring is displaceable or adjustable independently of the other, this is achieved with high reliability, whereby tolerances or errors in the cone angle of the mounting of the work spindle can also be compensated for.
  • the desired contact of the flange of the tool holder on the front flat surface of the work spindle comes about safely.
  • a high concentricity is also achieved in all of this.
  • the shaft part can be dimensioned like conventional tools and therefore also has a high level of rigidity.
  • the specified tool holder is also suitable for a wide variety of applications. It does not require a special design of the work spindle. Rather, it can be designed without any difficulty so that it can be used with the existing cones, clamping systems and tool changing devices. This only requires the adapted design of the clamping means or the like, which is also required for any other tool.
  • tool holder includes all elements within the scope of the invention which are necessary for the implementation of Machining operations come into consideration and should be releasably fixed in a work spindle. This can be a so-called group . act as a holder, which is equipped with a tool, a tool holder, an extension or another part, or a single tool.
  • So-called O-rings or similar elements acting as ring springs can be provided as an elastic abutment.
  • other types of bodies or arrangements can also be considered that serve the same purpose.
  • a special embodiment of the tool holder is that at least one of the two cone rings is slotted. Depending on the circumstances, it may be advantageous if both cone rings are slotted. By appropriately dimensioning a cylindrical guide surface on the shaft part and the inner surface of the conical ring, it can be achieved that the latter can be pushed onto the shaft part with slight prestress. This ensures freedom of play right from the start. On the other hand, the conditions can also be such that when the tool holder is clamped in the receptacle of the working spindle, the conical ring in question is narrowed to a certain extent, thereby eliminating any play that may previously exist.
  • the slot formation can be made in different ways. There may be a slot running from one edge to the other of the cone ring. Furthermore, several incisions which are not continuous can be provided, in particular in such a way that there are alternating incisions from one side and from the other in a corresponding number and distribution over the circumference.
  • an external thread is present on at least one of the guides or receptacles for a conical ring, in particular on that in the front region of the shaft part, the associated conical ring having a corresponding internal thread. With the help of such a thread, an adjustment of the cone ring is possible. In many cases, a very small adjustment path is sufficient.
  • the elastic abutment such as an O-ring, can also serve as an anti-rotation device in the case of a threaded cone ring.
  • the arrangement is advantageously made such that the abutment is under pressure in the entire screwing area given by the thread due to the conical ring bearing against its end face.
  • the other dimensions are here as well as otherwise coordinated so that within the spring travel of the abutment the desired secure contact is achieved both in the tapered receiving bore of the work spindle and on its flat surface.
  • the flange part of the tool holder is at least partially provided with a vibration-damping coating.
  • a vibration-damping coating This can be advantageous, inter alia, when carrying out boring operations in which there are relatively low forces, but there is a risk of chatter vibrations occurring which must be dampened or suppressed.
  • the covering is preferably made of plastic, such as hard PVC or PTFE or a plastic based on PTFE. In particular, it can be a material as is known for guideways of machine tools.
  • FIG. 1 shows an axial longitudinal section through a tool holder with the front part of a work spindle
  • Fig. 5 shows another embodiment of the flange part, partly in section and
  • Fig. 6 shows another embodiment of a cone ring and its receiving point, partly in section.
  • 1 shows a tool holder in the form of a so-called basic mounting 1 in a position in which it is inserted into the tapered mounting bore B of a work spindle S of a machine tool, for example a boring machine, a machining center or the like .
  • the tool holder is suitable for use in an automatic tool changing system and has a shaft part 2 of a conical shape and a flange part 3 which continues to the front.
  • the latter has an annular flange 4 with a circumferential groove 5 for gripping by the gripper of the tool changing system.
  • the ring flange 4 can also have recesses in the usual way at two points opposite one another for the entry of driver blocks located on the spindle.
  • the tool holder 1 is also provided with a bore 6 extending from its front side, which has a cylindrical seat 7 and a threaded part 8 located behind it. Appropriately trained tools, milling drones, extensions or other working elements can thus be held securely and precisely in the basic holder 1.
  • a bolt 10 is screwed, at the mushroom-like end 10a, a collet or the like.
  • a clamping device of known design provided in the work spindle S, not shown, can engage in order to pull the tool holder 1 into the receiving bore B in the direction of the arrow F and to clamp it therein.
  • the shaft part 2 has at its front and at its rear end a precisely machined guide surface 11 and. 12 as a seat for a conical ring 13 or 14 slidable thereon (see also FIGS. 2 and 3).
  • Each of these cone rings has a cylindrical bore 15 or 16 with a corresponding fit with respect to the seat 11 or 12 and is provided with a conical outer surface 17 or 18. The angle of inclination of these outer surfaces is equal to the angle of inclination of the tapered receiving bore B of the work spindle S.
  • each cone ring 13 or 14 is slotted, that is to say there is a continuous longitudinal slot 19 at one point on the circumference (FIG . 2 and 3).
  • the shaft part 2 In the area between the two cylindrical seats 11 and 12, the shaft part 2 has a conical shape, the external dimensions of this conical surface 20 being somewhat smaller than the internal dimensions of the conical receiving bore B
  • Working spindles are expedient, while the cone angle is expediently the same, so that the surfaces of both parts in this area run concentrically with the same small distance from one another.
  • Numbers 21 and 22 denote elastic abutments for the two cone rings 13 and 14.
  • these are rings made of elastic material, preferably a suitable plastic.
  • other elements in particular spring arrangements, can also be provided as an abutment.
  • the conical rings 13 and 14 come to rest against the conical surface of the receiving bore B. Because the conical rings 13 and 14 are displaceable independently of one another on their seats 11 and 12, tolerances in the cone angle of the mutually assigned areas balanced. This ensures that the tool holder in the area of the cone rings comes into perfect contact with the holder of the working spindle.
  • the elastic abutments 21 and 22 are compressed or further tensioned, depending on the circumstances, until a flat ring surface 26 on the rear side of the flange part 3 is closed System on the end face 27 of the work spindle S comes.
  • the spring force of the abutments 21 and 22 simultaneously causes the cone rings 13, 14 to be firmly pressed onto the inner cone surface of the receiving bore B. If there was a certain slight play between a cone ring 13 or 14 and the associated seat 11 or 12 should, the bracing by the abutments 21, 22 has a constriction at the same time
  • both tapered sleeves 13 and 14 result, so that every game is completely eliminated.
  • the dimensioning can also be carried out in such a way that the cone ring in question is pushed onto its seat from the outset under prestress.
  • FIG. 4 shows a part of a cone ring 28 which, in alternating succession, has injections 29 each starting from one and the other edge of the ring. The number and size as well as the depth of this
  • FIG. 5 shows an embodiment of a tool holder 31 in which, in contrast to the embodiment according to FIG. 1, there is no direct metallic contact between the flange part 3 and the end face 27 of the work spindle S, but the system via a vibration-damping coating 30 made of plastic, which is attached to a rear annular surface of the flange part 3, for example by gluing. Otherwise, what has been said in connection with FIG. 1 also applies here accordingly.
  • a conical sleeve 13 with its elastic abutment 21 can also be seen in FIG. 5.
  • a conical ring 33 with a tapered outer surface 17 has two cylindrical bores 15a and 15b of different diameters assigned to the guide surfaces 11a and 11b with a corresponding fit, between which an internal thread 34 is provided which engages in the external thread 32 of the shaft part 2 '. With its end face, the conical ring 33 also bears against an elastic abutment 21 in the form of an O-ring or the like. on. The conditions are chosen so that the screwed onto the thread 32 State of the cone ring 33 and in the area that can be used for the axial adjustment of the cone ring 33, the abutment 21 is always under pressure or is under prestress.
  • a freely displaceable arrangement is selected for the rear cone ring, namely as explained in connection with FIG. 1 for the rear cone ring 14.

Description

B e s c h r e i b u n g
We rk zeugha l te r od . dgl .
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeughalter od.dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Es ist ein als Fräsdorn ausgebildeter Werkzeughalter die¬ ser Art bekannt (DE-OS 19 00 080), bei dem ein Grundkörper hinter einem Sitz für eine konische Hülse als bis zum Ende durchgehend zylindrischer Schaft ausgebildet ist. Dieser reicht in einen zylindrischen Bohrungsteil der Arbeits¬ spindel hinein, der sich an die kegelige Aufnahme der Spindel nach hinten anschließt. Dieser zylindrische Bohr- rungsteil ist weniger genau bearbeitet als die kegelige Aufnahme und soll keinerlei Zentrier- oder Führungsfunk¬ tionen bezüglich des Fräsdornes übernehmen.
Ein solcher Fräsdorn erfordert wegen des zylindrischen Schaftes eine entsprechend angepaßte Spindelausbildung mit zylindrischem Bohrungsteil hinter der kegeligen Auf¬ nahme. Durch den zylindrischen Schaft des Fräsdornes er- gibt sich im Vergleich zu einem konischen Körper eine verminderte Steifigkeit. Weil der Fräsdorn praktisch nur in einem einzigen begrenzten Bereich, nämlich in der am Übergang vom Schaft zum Flansch gelegenen Partie, fest eingespannt sein kann, während das Ende des zylindri¬ schen Schaftes nicht besonders zentriert oder geführt sein soll, ist eine ausreichende Rundlaufgenauigkeit nicht gewährleistet.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, bestehende Nachteile und Unzulänglichkeiten zu überwinden und einen Werkzeughalter od.dgl. der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Verbindung zwischen dem Schaftteil und der Arbeits¬ spindel gegenüber der erläuterten vorbekannten Ausführung eine erhöhte Steifigkeit aufweist und bei dem zugleich eine hohe Rundlaufgenauigkeit vorhanden ist, wobei ferner der Schaftteil selbst keine nennenswerte Steifigkeitsein- buße im Vergleich zu sonst üblichen Werkzeughaltern er¬ leidet. Weiterhin soll auch eine besonders wirksame Anlage des Flanschteiles an der stirnseitigen Planfläche einer Arbeitsspindel erzielt werden. Der Werkzeughalter soll bei alledem möglichst universell einsetzbar sein, d.h. keine Sonderausbildung der Arbeitsspindel erfordern, wie es bei der bekannten Ausführung der Fall ist, sondern er soll bei verschiedenen Kegel- bzw. Spanπsyste eπ ver- wendbar sein, z.B. für die genormten Ausführungen von Kegeln, sei es mit Endzapfen oder ohne Eπdzapfen, und er soll besonders auch bei Maschinen mit automatischem Werkzeugwechsel einsetzbar sein. Weitere damit im Zusammen¬ hang stehende Probleme, mit denen sich die Erfindung be- faßt, ergeben sich aus der jeweiligen Erläuterung der aufgezeigten Lösung.
Bei einem Werkzeughalter der eingangs genannten Art sieht die Erfindung vor, daß im hinteren Bereich des 5chaft- teiles eine zweite zylindrische Führung für einen zweiten, an einem weiteren elastischen Widerlager abstützbaren Ko¬ nusring vorhanden ist.
Ein solcher Werkzeughalter zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften aus. Der Gruπdkörper erfährt an zwei Stellen der kegeligen Aufπahmebohrung der Arbeits- -spindel eine feste und genaue Einspannung im Bereich des größten und kleinsten Durchmessers, so daß sich eine große Steifigkeit der Verbindung von Schaftteil und Ar¬ beitsspiπdel ergibt. Die Schwingungsanfälligkeit und die Ratterneigung werden erheblich herabgesetzt. Weil ein Konusring unabhängig von dem anderen verschiebbar bzw. einstellbar ist, wird dies mit hoher Zuverlässigkeit er- reicht, wobei auch Toleranzen oder Fehler im Kegelwinkel der Aufnahme der Arbeitsspindel ausgeglichen werden kön¬ nen. Die erwünschte Anlage des Flansches des. erkzeug-- halters an der stirnseitigen Planfläche der Arbeitsspiπdel kommt sicher zustande. Es wird bei alledem auch eine hohe Rundlaufgenauigkeit erzielt. Der Schaftteil kann wie bei herkömmlichen Werkzeugen dimensioniert werden und hat deshalb auch selbst eine hohe Steifigkeit.
Der angegebene Werkzeughalter ist darüber hinaus für die verschiedensten Einsatzfälle geeignet. Er erfordert keine spezielle Gestaltung der Arbeitsspindel. Vielmehr läßt er sich ohne jede Schwierigkeit so ausbilden, daß er bei den gängigen vorhandenen Kegeln, Spannsystemen und Werk¬ zeugwechseleinrichtungen verwendbar ist. Die bedingt le¬ diglich die bei jedem anderen Werkzeug auch erforderliche angepaßte Ausbildung der Spannmittel od.dgl.
Der Begriff des Werkzeughalters umfaßt im Rahmen der Erfindung alle Elemente, die für die Durchführung von Bearbeitungsoperationen in Betracht kommen und dazu in einer Arbeitsspindel lösbar festgelegt werden sollen. Es kann sich dabei insbesondere um eine sog. Gru.ndaufnah- me handeln, die mit einem Werkzeug, einem Werkzeugträger, einer Verlängerung oder einem sonstigen Teil bestückt wird, oder auch um ein einheitliches Werkzeug.
Als elastisches Widerlager lassen sich insbesondere sog. O-Ringe oder ähnliche, als Ringfeder wirkende Elemente vorsehen. Es können aber auch Körper oder Anordnungen anderer Art in Betracht kommen, die den gleichen Zweck erfüllen.
Eine besondere Ausgestaltung des Werkzeughalters besteht darin, daß zumindest einer der beiden Konusringe geschlitzt ist. Je nach den Umständen kann es vorteilhaft sein, wenn beide Konusringe geschlitzt sind. Durch entsprechende Be¬ messung einer zylindrischen Führungsfläche am Schaftteil und der Innenfläche des Konusringes läßt sich erreichen, daß der letztere unter leichter Vorspannung auf den Schaftteil aufschiebbar ist. Damit ist von vorne herein Spielfreiheit sichergestellt. Andererseits können die Be¬ dingungen aber auch so sein, daß beim Einspannen des Werk¬ zeughalters in der Aufnahme der Arbeitsspiπdel in gewis¬ sem Grade eine Verengung des betreffenden Konusringes stattfindet und dadurch jedes ggfs. vorher vorhandene Spiel eliminiert wird.
Die Schlitzausbildung läßt sich in verschiedener Weise treffen. Es kann ein von dem einen zum anderen Rand des Konusringes durchgehender Schlitz vorhanden sein. Ferner lassen sich mehrere nicht durchgehende Einschiitzungen vorsehen, insbesondere so, daß abwechselnd Einschlitzun- gen von der einen und von der anderen Seite in entspre¬ chender Anzahl und Verteilung über den Umfang hinweg vor¬ handen sind. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist wenigstens an einer der Führungen oder Aufnahmen für einen Konusring, insbesondere an derjenigen im vorderen Bereich des Schaft¬ teiles, ein Außengewinde vorhanden, wobei der zugehörige Konusring ein entsprechendes Innengewinde aufweist. Mit Hilfe eines solchen Gewindes ist eine Einstellung des Ko¬ nusringes möglich. In vielen Fällen genügt ein sehr gerin¬ ger Einstellweg. Dadurch läßt sich,- namentlich bei ungün¬ stigen Bedingungen, eine genaue Anpassung an die jeweili- gen Verhältnisse erreichen, etwa dann, wenn in der kegeli¬ gen Aufnahmebohrung der Arbeitsspindel die Grenze der nach Norm zulässigen Toleranz' erreicht oder sogar überschrit¬ ten ist. Es kann immer eine genaue Abstimmung zwischen der Festlegung des Schaftteiles in der Arbeitsspindel und der Plananlage des Flanschteiles an deren Stirnfläche erzielt werden. Die erläuterte Ausführung ist u.a. dann von beson¬ derer Bedeutung, wenn es sich um schwere Beanspruchungen oder- Kräfte in radialer Richtung handelt, z.B. -bei Fräs¬ operationen mit aufgesetztem Werkzeug.
Die Eiπstellbarkeit eines Konusringes mittels eines Gewin¬ des kommt in erster Linie für den vorderen Konusring in Betracht, wobei der hintere Konusriπg vorteilhaft auf sei¬ ner zylindrischen Führungsfläche frei verschiebbar ist, also ohne Gewinde. Es kann aber auch Fälle geben, in denen es zweckmäßig ist, bei beiden Konusringen ein Einstellge¬ winde vorzusehen. Dies fällt ebenfalls in den Rahmen der Erfindung .
Es kann genügen, außer dem Gewinde eine einzige zylindri¬ sche Führungsfläche vorzusehen. Vorteilhaft ist jedoch so¬ wohl vor als auch hinter dem Außengewinde des Schafttei¬ les auf diesem je eine zylindrische Führungsfläche vorhan¬ den, wobei der Konusring entsprechende zylindrische Innen¬ flächen aufweist. Der Koπusring ist dadurch vor und hinter dem Gewinde genau geführt. Die Führungsflächen haben un¬ terschiedliche Durchmesser, sodaß sich eine abgestufte Anordnung ergibt.
Das elastische Widerlager, etwa ein O-Ring, kann bei einem mit Gewinde versehenen Konusring zugleich als Ver¬ drehsicherung dienen. Die Anordnung wird vorteilhaft so getroffen, daß das Widerlager durch den mit seiner Stirn¬ fläche an ihm anliegenden Konusring in dem ganzen durch das Gewinde gegebenen Schraubbereich unter Druckbelastung steht. Die übrigen Maße sind hier wie auch sonst so abge¬ stimmt, daß innerhalb des Federweges des Widerlagers die gewünschte sichere Anlage sowohl in der kegeligen Aufnah¬ mebohrung der Arbeitsspindel als auch an deren Planfläche zustande kommt.
Bei der rückwärtigen Anlage des Flaπschteiles des Werk¬ zeughalters an der stirnseitigen Planfläche einer Arbeits¬ spindel kann in üblicher Weise metallischer Kontakt beste¬ hen, sei es vollflächig, sei es insbesondere in einem radial außen gelegenen ringförmigen Abstützbereich. Bei großen Quer- und Biegekräften kann es zweckmäßig sein, die Abstützflache bzw. deren Außendurchmesser gleich dem Durchmesser der Arbeitsspindel vorzusehen, bei der der Werkzeughalter verwendet werden soll.
Gemäß einem weiteren Merkmal, dem auch selbständige Be- deutung zukommt, ist der Flanschteil des Werkzeughalters wenigstens teilweise mit einem schwingungsdämpfenden Be¬ lag versehen. Dies kann u.a. günstig sein bei der Durch¬ führung von Ausbohrarbeiten, bei denen zwar verhältnis¬ mäßig geringe Kräfte vorhanden sind, aber die Gefahr des Auftretens von Ratterschwingungen besteht, die zu dämpfen bzw. zu unterdrücken sind. Für den Belag können verschiedene Materialien in Betracht kommen. Vorzugsweise besteht der Belag aus Kunststoff, etwa Hart-PVC oder PTFE bzw. einem Kunststoff auf der Basis von PTFE. Es kann sich insbesondere um ein Material handeln, wie es für Führungsbahnen von Werkzeugmaschinen bekannt ist.
Durch die Wahl bzw. Einstellung des Materials sowie des¬ sen Dimensionierung läßt sich eine Anpassung an die je¬ weiligen Erfordernisse erreichen. So bereitet es keine Schwierigkeiten, z.B. einen Belag vorzusehen, der geeig¬ net ist, mittelfrequente Schwingungen im wichtigen Be¬ reich von 500 bis 1000 Hz zu dämpfen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Aus¬ führungsbeispielen, aus der zugehörigen Zeichnung und aus den Ansprüchen. Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Werkzeug¬ halter mit dem vorderen Teil einer Arbeitsspindel,
Fig. 2 und 3 die Konusringe des Werkzeughalters nach Fig. 1 jeweils in Ansicht,
Fig. 4 eine andere Ausführung eines Konusringes in Teil¬ ansicht,
Fig. 5 eine andere Ausführung des Flanschteiles, zum Teil im Schnitt und
Fig. 6 eine weitere Ausführung eines Konusringes und seiner Aufnahmnestelle , teils im Schnitt. In Fig. 1 ist ein Werkzeughalter in Form einer sog. Grund¬ aufnahme 1 in einer Position gezeigt, in der er in die kegelige Aufnahmebohrung B einer Arbeitsspindel S einer Werkzeugmaschine, z.B. eines Bohrwerks, eines Bearbei- tungszentrums od.dgl., eingefügt ist. Der Werkzeughalter ist zur Verwendung bei einem automatischen Werkzeugwechsel¬ system geeignet und weist einen Schaftteil 2 von kegeliger Gestalt und einen dessen Fortsetzung nach vorne hin bil¬ denden Flanschteil 3 auf. Der letztere hat einen Ring- flansch 4 mit einer Umfangsnut 5 zum Erfassen durch den Greifer des Werkzeugwechselsystems. Der Ringflansch 4 kann außerdem in üblicher Weise an zwei einander gegenüber¬ liegenden Stellen Ausnehmungen zum Eintritt von an der Spindel befindlichen Mitnehmersteinen aufweisen. Der Werk- zeughalter 1 ist außerdem mit einer von seiner Vordersei¬ te ausgehenden Bohrung 6 versehen, die einen zylindrischen Sitz 7 und einen dahinter liegenden Gewindeteil 8 aufweist. Dadurch können entsprechend ausgebildete Werkzeuge, Fräs- dofne, Verlängerungen oder andere Arbeitselemente sicher und genau in der Grundaufnahme 1 gehalten werden.
In eine rückwärtige Bohrung 9 des Schaftteiles 2 ist ein Bolzen 10 eingeschraubt, an dessen pilzartigem Ende 10a eine Spannzange od.dgl. einer in der Arbeitsspindel S vorgesehenen, nicht dargestellten Spanneinrichtung bekann- ter Ausbildung angreifen kann, um den Werkzeughalter 1 im Sinne des Pfeiles F in die Aufnahmebohrung B hineinzu¬ ziehen und in dieser zu spannen.
Der Schaftteil 2 weist an seinem vorderen und an seinem hinteren Ende je eine genau bearbeitete Führungsfläche 11 bzw-. 12 als Sitz für einen darauf verschiebbaren Konusring 13 bzw. 14 auf (vgl. auch Fig. 2 und 3). Jeder dieser Ko¬ nusringe hat eine zylindrische Bohrung 15 bzw. 16 mit ent¬ sprechender Passung bezüglich des Sitzes 11 bzw. 12 und ist mit einer konischen Außenfläche 17 bzw. 18 versehen. Der Neigungswinkel dieser Außenflächen ist gleich dem Nei¬ gungswinkel der kegeligen Aufnahmebohrung B der Arbeits¬ spindel S. Bei der dargestellten Ausführung ist jeder Ko¬ nusring 13 bzw. 14 geschlitzt, d.h. an einer Stelle des Umfanges ist jeweils ein durchgehender Längsschlitz 19 vorhanden (Fig. 2 und 3).
Im Bereich zwischen den beiden zylindrischen Sitzen 11 und 12 hat der Schaftteil 2 eine kegelige Form, wobei die Außenabmessungen dieser Kegelfläche 20 etwas kleiner als die Inneπabmessungen der kegeligen Aufnahmebohrung B der
Arbeitsspindel sind, während der Kegelwinkel zweckmäßig der gleiche ist, so daß die Flächen beider Teile in diesem Bereich mit dem gleichen geringen Abstand voneinander kon¬ zentrisch verlaufen.
Mit den Ziffern 21 und 22 sind elastische Widerlager für die beiden Konusrinqe 13 und 14 bezeichnet^ Bei der ge¬ zeigten vorteilhaften Ausführung sind dies Ringe aus ela¬ stischem Material, vorzugsweise einem geeigneten Kunst¬ stoff. Es lassen sich als Widerlager aber auch andere Elemente, insbesondere Federanordπuπgen , vorsehen. Ab¬ weichend von der Darstellung in Fig. 1 können statt der radialen Flächen 23 und 24, an denen sich die Ringe 21 und 22 abstützen, auch Nuten vorhanden sein, in denen die Widerlager teilweise Aufnahme finden. Die Konusringe 13 und 14 sind nach dem Aufschieben auf die Sitze 11, 12 durch in Umfangsnuten des Schaftteiles 2 eingelegte Ringe 25 oder andere geeignete Elemente gegen Herabgleiten nach hin¬ ten gesichert.
Wird der Werkzeughalter 1 z.B. mittels eines Werkzeug- Wechslers in die Aufnahmebohrung B der Arbeitsspindel eingeführt und dann von einer am Kopf 10a des Bolzens 10 angreifenden Spanneinrichtung erfaßt und in die Aufnahme- bohrung B hineingezogen, so kommen zunächst die Konus¬ ringe 13 und 14 zur Anlage an der Kegelfläche der Aufnahme¬ bohrung B. Weil die Konusriπge 13 und 14 unabhängig von¬ einander auf ihren Sitzen 11 und 12 verschiebbar sind, werden auch Toleranzen im Kegelwinkel der einander zuge¬ ordneten Flächen ausgeglichen. Es ist damit sicherge¬ stellt, daß der Werkzeughalter im Bereich der Konusringe zur einwandfreien Anlage an der Aufnahme der Arbeitsspin¬ del kommt. Durch weiteres Hereinziehen des Werkzeughal- ters in die Spindel werden die elastischen Widerlager 21 und 22 je nach den Gegebenheiten um einen gewissen Betrag zusammengedrückt bzw. weiter verspannt, und zwar so lange, bis eine ebene Riπgfläche 26 an der Rückseite des Flansch¬ teiles 3 zur Anlage an der stirnseitigen Planfläche 27 der Arbeitsspindel S kommt. Die Federkraft der Widerlager 21 und 22 bewirkt gleichzeitig ein festes Andrücken der Konusringe 13, 14 an die Iπnenkegelflache der Aufnahmeboh¬ rung B. Falls ein gewisses geringes Spiel 'zwischen einem Konusring 13 bzw. 14 und dem zugehörigen Sitz 11 bzw. 12 vorhanden gewesen sein sollte, hat die Verspannung durch die Widerlager 21, 22 gleichzeitig eine Verengung einer
_ oder beider Kegelhülsen 13 bzw. 14 zur Folge, so daß da¬ durch jedes Spiel völlig eliminiert wird. Die Bemessung läßt sich aber auch so vornehmen, daß der betreffende Ko- nusring von vorneherein unter Vorspannung auf seinen Sitz aufgeschoben wird.
In Fig. 4 ist ein Teil eines Konusringes 28 gezeigt, der in abwechselnder Aufeinanderfolge Einschiitzungen 29 je¬ weils von dem einen und dem anderen Rand des Ringes ausge- hend aufweist. Die Zahl und Größe sowie die Tiefe dieser
Einschiitzungen läßt sich so wählen, daß die für den jewei¬ ligen Fall optimalen Eigenschaften des Koπusringes er¬ reicht werden. Außer den dargestellten Anordnungen sind auch noch weitere Schlitzausbildungen möglich, insbeson- -dere in Form eines "H". In Fig. 5 ist eine Ausführung eines Werkzeughalters 31 dargestellt, bei dem im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 1 keine unmittelbare metallische Berührung zwischen dem Flanschteil 3 und der stirnseitigen Planfläche 27 der Arbeitsspindel S gegeben ist, sondern die Anlage über einen schwingungsdämpfenden Belag 30 aus Kunststoff er¬ folgt, der an einer rückseitigen Ringfläche des Flansch¬ teiles 3 befestigt ist, beispielsweise durch Kleben. Im übrigen gilt das in Verbindung mit Fig. 1 Gesagte auch hier entsprechend. Eine Kegelhülse 13 mit ihrem elasti¬ schen Widerlager 21 ist auch in Fig. 5 erkennbar.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Der auch hier in seiner in die Aufnahme- bohrung B einer Arbeitsspindel S eingesetzten Position ge¬ zeigte Werkzeughalter l' mit Schaftteil_ 2' und Flan,sch- teil 3' ist im vorderen Bereich des Schaftteiles 21 mit einem Außengewinde 32 versehen, das zweckmäßig eine ver¬ hältnismäßig kleine 'Steigung hat. Vor und hinter diesem Gewinde befinden sich zwei genaue zylindrische Führungs- flächen 11a und 11b, von denen die Führungsfläche 11a einen kleineren und die Führungsfläche 11b einen größeren
Außendurchmesser als das Gewinde 32 hat.
Ein Konusring 33 mit kegeliger Außenfläche 17 weist zwei den Führungsflächen 11a und 11b mit entsprechender Passung zugeordnete zylindrische Bohrungen 15a und 15b unterschied¬ lichen Durchmessers auf, zwischen denen ein in das Außen¬ gewinde 32 des Schaftteiles 2' eingreifendes Innengewinde 34 vorgesehen ist. Mit seiner Stirnseite liegt der Konus- ring 33 auch hier an einem elastischen Widerlager 21 in Form eines 0-Ringes od.dgl. an. Die Bedingungen sind so gewählt, daß in dem auf das Gewinde 32 aufgeschraubten Zustand des Konusringes 33 und in dem dabei ausnutzbaren Bereich für die axiale Einstellung des Konusringes 33 das Widerlager 21 immer druckbelastet ist bzw. unter Vor¬ spannung steht. Dadurch ist außer der Erzielung der Spiel¬ freiheit und einer einwandfreien Anpassung an die bei einer bestimmten Maschine gegebenen Verhältnisse beim Ein¬ satz des Werkzeughalters auch eine Sicherung gegen Ver¬ drehen des Konusringes 33 auf dem Schaftteil 2' gegeben, wenn der Werkzeughalter 1* nach einer Arbeitsoperation aus der Spindel herausgenommen und z.B. bis zum nächsten Einsatz in einem Magazin abgelegt wird.
Am hinteren Ende des Schaftteiles 2' kann ebenfalls ein mit Gewinde versehener Konusring in entsprechender oder ähnlicher Anordnung und Ausbildung, wie es in Fig. 6 für den vorderen Konusriπg gezeigt ist, vorgesehen sein. Mit besonderem Vorteil wird je.doch für den hinteren Konusring eine frei verschiebbare Anordnung gewählt, namentlich so wie es in Verbindung mit Fig. 1 für den hinteren Konusring 14 erläutert ist.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fal¬ lend angesehen werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Werkzeughalter od.dgl. mit einem in eine kegelige Auf¬ nahme der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine ein¬ fügbaren und darin einspannbaren Schaftteil, der in seinem vorderen Bereich eine zylindrische Führung für einen an einem elastischen Widerlager abstützbaren Konusring aufweist, und mit einem die vordere Fort¬ setzung des Schaftteiles bildenden Flanschteil, der an einer stirnseitigen Planfläche der Arbeitsspindel zur Anlage bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im hinteren Bereich des Schaftteiles (2, 2') eine zwei¬ te zylindrische Führung (12) für einen zweiten, an einem weiteren elastischen Widerlager (22) abstützba¬ ren Konusring (14) vorgesehen ist.
2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß zumindest einer der Koπusringe (13, 14, 28,33) geschlitzt ist.
3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen durchgehenden Schlitz (19) im Konusring (13, 14).
4. Werkzeughalter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mehrere, sich jeweils nur über einen Teil der Breite des Konusringes (28) erstreckende Einschiitzungen (29).
Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß wenigstens an der im vorde¬ ren Bereich des Schaftteiles (21) befindlichen Führung (11a, 11b) ein Außengewinde (32) vorgesehen ist und der zugehörige Konusring (33) ein entsprechendes Innen¬ gewinde (34) aufweist.
6. Werkzeughalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, "daß vor und hinter dem Außengewinde (32) jeweils eine zylindrische Führungsfläche (11a und 11b) vorgesehen ist und der Konusring (33) entsprechende Innenflächen (15a und 15b) aufweist.
7. Werkzeughalter nach einem csr Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Flanschteil (3) rücksei¬ tig wenigstens teilweise mit einem schwinguπgsdämpfen¬ den Belag (30) versehen ist.
8. Werkzeughalter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Belag (30) aus Kunststoff.
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