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Dokumentenidentifikation DE2701742C2 12.03.1987
Titel Pendelfutter
Anmelder Erickson Tool Co., Solon, Ohio, US
Erfinder Benjamin, Milton Lloyd;
Miles, Wilbur Nelson, Chagrin Falls, Ohio, US
Vertreter Türk, D., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Gille, C., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 4000 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 18.01.1977
DE-Aktenzeichen 2701742
Offenlegungstag 08.12.1977
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.03.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.03.1987
IPC-Hauptklasse B23B 31/08

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Pendelfutter für ein Bohrwerkzeug oder ähnliche Werkzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

In der DE-OS 16 02 751 ist ein Pendelfutter zur fliegenden Halterung eines Werkzeuges mit einem Schaft, einem Werkzeughalter und einer dazwischenliegenden Antriebsplatte offenbart. Die Art und Weise der Zentrierung des Pendelfutters erfolgt mittels verstellbarer Feder und Kugel sowie unter Verwendung langer und kurzer Druckrollen. Die Verbindung Schaft-Werkzeughalter erfolgt über eine Gehäusekappe, die auf einen Flansch des Schaftes aufgeschraubt wird und sich somit um den Durchmesser der außen aufgeschraubten Gehäusekappe vergrößert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Pendelfutter der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß es mit einem kleineren Durchmesser gebaut werden kann.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch das Verwenden eines Halters ist es möglich, die Flanschverbindung nach innen zu legen, so daß der Durchmesser des Pendelfutters klein gehalten werden kann. Das Pendelfutter ist somit kompakt gestaltet und hat eine kleine seitliche Abmessung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die im Halter des Anmeldungsgegenstandes vorgesehene Federzentrierung ermöglicht, daß federnd und nachgiebig die Zentrierung des Werkzeughalters über die Pendellagerung hinaus erleichtert wird, ohne eine Durchmesservergrößerung des Pendelfutters inkauf nehmen zu müssen.

Die Federzentrierung trägt auch zu einer Präzisierung des Zentriervorganges bei. Die vorgesehenen Federzentrierungsmittel sind nicht nur genau, sondern auch einfach, um so schnell und genau den schwimmenden Werkzeughalter in Bezug auf den Schaft nachgiebig zu zentrieren, wenn in von dem Werkzeughalter gehaltenes Werkzeug nicht in Eingriff mit einem Werkstück steht. Der Werkzeughalter wird ohne axiales Spiel und nur seitlich bewegbar gehalten.

Bei dem erfindungsgemäßen Pendelfutter ist weiter sichergestellt, daß der Pendelradius der Pendelbewegung trotz verkleinertem Durchmesser des Pendelfutters nicht kleiner wird bzw. die Größe der aufgefangenen Kräfte geringer sind, da kurze und lange Druckrollen getrennt voneinander in verschiedenen Ebenen verwendet werden und somit die langen Druckrollen über die ganze Länge des zur Verfügung stehenden Querschnitts laufen und so eine optimale Querschnittsausnutzung erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten Ausfürhungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 - ein Pendelfutter nach der vorliegenden Erfindung in einem zentralen Längsschnitt,

Fig. 2 - einen Querschnitt längs der Linie 2-2 aus Fig. 1 und

Fig. 3 - in einer auseinandergezogenen Ansicht die schwimmende Antriebsverbindung zwischen dem Schaft und dem Werkzeughalter.

Ein Pendelfutter 1 weist einen Schaft 2 auf, das von der Spindel eines Maschinenwerkzeugs bzw. einer Werkzeugmaschine angetrieben werden kann. Für Erläuterungszwecke kann der Schaft 2 beispielsweise ein solcher sein, der allgemein bei einer kraftfahrttechnischen Werkzeugausrüstung benutzt wird, wie es beispielsweise in den US-Patenten 37 34 517 und 38 01 115 dargestellt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß auch andere bekannte Arten von geraden oder verjüngten bzw. konischen Schaftgliedern angewendet werden können.

Am Schaft 2 ist ein Pendelwerkzeughalter 3 so angebracht, daß es sich mit dem Schaft 2 dreht und eine seitliche schwimmende Bewegung durchführen kann. Der Pendelwerkzeughalter 3 ist in bezug auf den Schaft 2 axial fixiert, und zwar mittels eines Kopfstücks 4 eines rohrförmigen Halters 5, der unter Schraubeingriff in dem Schaft 2 sitzt und durch eine Feststellschraube 6 blockiert ist. Zwischen dem Kopfstück 4 des Halters 5 und einem nach innen verlaufenden Flansch 7 des schwimmenden bzw. Pendelwerkzeughalters 3 befinden sich eine Kugellagerbaugruppe 8 und eine Druckscheibe 9.

Die vorliegende Pendelantriebsverbindung weist ein Paar von diametral gegenüberliegenden Ansätzen 10 auf, die das Drehmoment über axiale Rollen 11 auf eine Antriebsplatte 12 übertragen. Diese überträgt das Drehmoment über axiale Rollen 14 auf ein Paar von diametral gegenüberliegenden Ansätzen 15 an dem Pendelwerkzeughalter 3, wobei diese Ansätze 15 rechtwinklig zu den antreibenden Ansätzen 10 des Schaftes 2 angeordnet sind. Der letztere hat ein Paar von parallelen Nuten 16, in die mit Spiel Druckrollen 17 passen, welche mit der oberen ebenen Fläche bzw. Seite der Antriebsplatte 12 in Eingriff stehen. Der Pendelwerkzeughalter 3 ist mit einem ähnlichen Paar von Nuten 18 ausgebildet, die rechtwinklig zu den Nuten 16 im Schaftteil 2 verlaufen. In den Nuten 18 ist mit Spiel ein Paar von Druckrollen 19 angeordnet, die rechtwinklig zu den Rollen 17 verlaufen und mit der unteren ebenen Fläche bzw. Seite der Antriebsplatte 12 in Eingriff stehen.

Wenn der Halter 5 installiert wird, wird er angezogen, um ein axiales Spiel zwischen dem Schaftteil 2 und dem Pendelwerkzeughalter 3 auszuschalten. Der Pendelwerkzeughalter 3 kann jedoch seitlich rechtwinklig frei verschoben werden, um jegliche Exzentrizität zwischen der Achse dem Schaft 2 und einem Werkstück auszugleichen, das von einem Werkzeug (nicht dargestellt) zu bearbeiten bzw. zu handhaben ist. Das Werkzeug wird in einem Werkzeuganbringungszwischenstück 20 befestigt, welches an dem Pendelwerkzeughalter 3 mittels Kugeln 21 festgelegt wird, die in eine Nut 23 eingreifen.

Gemäß Fig. 2 kann sich der Pendelwerkzeughalter 3 horizontal und vertikal verschieben, soweit es die Abstände zwischen den Druckrollen 19 sowie 17 und den entsprechenden Nuten 18 sowie 16 und zwischen den Böden der Nuten der Antriebsplatte 12 sowie den inneren Flächen der Antriebsansätze 15 sowie 10 erlauben. Unabhängig von der Position des Pendelwerkzeughalters 3 begründet die Drehung des Schaftes 2 einen Zwangsantrieb des Pendelwerkzeughalters 3 über die Antriebsplatte 12 und die axialen Rollen 11 sowie 14 und Ansätze 10 sowie 15. Die Rollen 11, 14, 17 und 19 werden von einer Hülse 24 an einem Herausfallen gehindert, wobei diese Hülse einen Preßsitz auf dem Pendelwerkzeughalter 3 haben kann.

Zum automatischen Zentrieren des Pendelwerkzeughalters 3 in bezug auf den Schaft 2 hat eine unter der Vorspannung einer Feder 26 stehende Kugel 25 einen engen Gleitsitz in der zentralen Bohrung 28 des Halters 5 und einen Kämmeingriff mit einer Vielzahl, vorzugsweise vier, Kugeln 27, um diese radial auswärts bis zu einem Eingriff mit der zentralen Bohrung 28 des Pendelwerkzeughalters 3 zu drücken. Die Kraft der Feder 26 wird durch eine Schraube 29 eingestellt, so daß die auf die Kugeln 27 einwirkende radiale Kraftkomponente die Reibung in der schwimmenden bzw. Pendelverbindung überwindet, um den Pendelwerkzeughalter 3 in bezug auf den Schaft 2 zu zentrieren, und in der horizontalen Lage des Pendelfutters 1 das Gewicht des Pendelwerkzeughalters 3, des Befestigungszwischenstücks 20 und des Werkzeugs ebenfalls überwindet. Wenn der Pendelwerkzeughalter 3 seitlich verschoben wird, wird eine solche Bewegung in nachgiebiger Weise durch die Einwärtsbewegung einer oder mehrerer Kugeln 27 an einer Seite zugelassen, wobei diese Kugel oder Kugeln 27 sich gegen die zentrale Kugel 25 bewegen und die letztere gegen die Wirkung der Feder 26 nach oben drücken. Ein Begrenzungsstift 30 dient zum Begrenzen der Einwärtsbewegung der nicht mit der angehobenen zentralen Kugel 25 in Eingriff stehenden Kugeln 27, um einen passenden Nockenwinkel (cam angle) sicherzustellen, wenn sich die Kugel 25 nach unten bewegt, um den Pendelwerkzeughalter 3 zu zentrieren.

Gemäß den obigen Ausführungen hat das Werkzeuganbringungszwischenstück 20 eine Umfangsnute 23, in die die Kugeln 21 eingreifen, wenn sich eine unter Federvorspannung stehende Betätigungshülse 31 in der in Fig. 1 dargestellten Position befindet. In dieser Position bzw. Stellung des Werkzeuganbringungszwischenstücks 20 greifen axiale diametral gegenüberliegende Ansätze 32 am unteren Ende des Pendelwerkzeughalters 3 in Nuten 34 in dem Flansch des Werkzeuganbringungszwischenstücks 20 ein, um so eine Zwangsantriebsverbindung zu bilden.

Wenn die Betätigungshülse 31 gegen Federdruck nach oben bewegt wird, erfolgt eine Ausrichtung einer inneren Nute 35 mit den Kugeln 21. Diese können dadurch aus der Nute 23 heraustreten, wodurch der auf einen Ausstoßer 37 einwirkende Druck der Feder 36 dazu führt, daß das Werkzeuganbringungszwischenstück 20 aus dem Pendelwerkzeughalter 3 nach unten herausgedrückt wird. Hierdurch wird die Zwangsantriebsverbindung 32-34 gelöst, um das Werkzeuganbringungszwischenstück 20 und ein darin gehaltenes Werkzeug vollständig von dem schwimmenden bzw. Pendelwerkzeughalter 3 abzuziehen. Es ist eine Stopp- bzw. Anschlagschraube 38 vorgesehen, die ein Bewegen des Ausstoßers 37 bis zu einer Position ermöglicht, an der er ein Einwärtsbewegen der Kugeln 21 verhindert, wodurch die Betätigungshülse 31 in ihrer oberen gelösten Position gehalten wird. Dementsprechend ist es in einfacher Weise mit einer Hand möglich, ein Werkzeuganbringungszwischenstück 20 in den Werkzeughalter 3 einzusetzen, indem es einfach axial in den Pendelwerkzeughalter 3 eingestoßen wird. Wenn das obere Ende des Zwischenstücks 20 den Ausstoßer 37 berührt, wird der letztere aus einem Eingriff mit den Kugeln 21 bewegt. Wenn die Nute 23 den Kugeln 21 gegenüberliegt, wird die Betätigungshülse 31 zu der in Fig. 1 dargestellten Position bewegt, um das Werkzeuganbringungszwischenstück 20 in dem Pendelwerkzeughalter 3 festzulegen bzw. zu blockieren.

Das Werkzeuganbringungszwischenstück 20 hat eine Bohrung 39 , die unter engem Sitz den Schaft eines Werkzeugs, wie eines Bohrwerkzeugs, umgibt. Diese Bohrung 39 endet in einem Vierkantloch 40 für einen Antriebseingriff mit dem Schaft des Werkzeugs. Um das letztere in dem Werkzeuganbringungszwischenstück festzulegen, arbeitet eine federbetätigte Nocken- bzw. Steuerhülse 41 in der Weise, daß sie Kugeln 42 in einen Blockierungseingriff mit dem Schaft des Werkzeugs drückt. Das letztere kann selbstverständlich dadurch gelöst werden, daß die Hülse 41 nach unten bewegt wird, um die Druckbeeinflussung an den Kugeln 42 aufzuheben.

Wenn ein Werkzeug, wie ein Bohrwerkzeug, mit einem Bohrloch in einem Werkstück in Eingriff steht und irgendeine leichte Exzentrizität des Schaftes 2 in bezug auf die Achse des gebohrten Lochs vorliegt, können sich das Werkzeug, das Werkzeuganbringungszwischenstück 20 und der Pendelwerkzeughalter 3 in irgendeiner Richtung seitlich verschieben, wie es von der Pendelantriebsverbindung bzw. dem Pendelfutter zugelassen wird.


Anspruch[de]
  1. 1.) Pendelfutter mit einem Schaft, einem Werkzeughalter, einer dazwischen befindlichen Antriebsplatte zum Übertragen von Drehmomenten vom Schaft zum Werkzeughalter unter Zulassung seitlich schwimmender Bewegungen des Werkzeughalters in rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halter (5) zentral im Schaft (2) befestigt ist und mit einem sich radial auswärts erstreckenden Flansch (4) von einem sich radial nach innen erstreckenden Bund (7) des Werkzeughalters (3) umfaßt.
  2. 2.) Pendelfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Federzentriermittel (25, 26, 27) in dem Halter (5) den Schaft (2) und den Werkzeughalter (3) nachgiebig in koaxialer Stellung halten.
  3. 3.) Pendelfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (5) einen rohrförmigen Abschnitt aufweist, in dem ein unter Federvorspannung stehendes Nockenglied (25) axial verschiebbar angeordnet ist, daß der Pendelwerkzeughalter (3) eine den rohrförmigen Abschnitt des Halters (5) umgebende zentrale Bohrung (28) enthält, und daß sich radial durch Öffnungen des rohrförmigen Abschnittes des Halters (5) im Bereich der zentralen Bohrung (28) Zentrierglieder (27) erstrecken, an denen nachgiebig das Nockenglied (25) anliegt.
  4. 4.) Pendelfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenglied (25) eine Kugel ist und die Zentrierglieder (27) mehrere auf einem Kreis angeordnete Kugeln sind.
  5. 5.) Pendelfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit langen und kurzen Druckrollen, die zwischen Schaft und Werkzeughalter vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (5) zwischen die Druckrollen durchragt, die in drei Ebenen angeordnet sind, wobei

    1. a) die obere Ebene aus zwei langen senkrecht zum Halter (5) gelagerten Druckrollen (17) aufgebaut ist, die sich in Nuten (16) im Schaft (2) erstrecken und anliegen an die obere ebene Fläche der Antriebsplatte (12) und
    2. b) die mittlere Ebene aus vier parallel zum Halter (5) gelagerten gegenüberliegenden Paaren kurzer Druckrollen (11, 14) aufgebaut ist, die voneinander getrennt sind durch die in die Antriebsplatte (12) hineinragenden gegenüberliegenden Ansätze (10) vom Schaft (2) und durch die um 90° gedrehten gegenüberliegenden Ansätze (15) vom Werkzeughalter (3) und
    3. c) die untere Ebene aus zwei weiteren senkrecht zum Halter (5) gelagerten um 90° gedrehten langen Druckrollen (19) aufgebaut ist, die sich in Nuten (18) am Werkzeughalter (3) erstrecken und anliegen an die untere ebene Fläche der Antriebsplatte (12).






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