Modulares Werkzeugsystem

Die Erfindung betrifft ein modulares Werkzeugsystem, bestehend aus einem Werkzeughalter mit einer Aufnahme für einen Schneid¬ einsatzhalter, der gegenüber dem Werkzeughalter im gelösten Zustand mittels einer in einer Gewindebohrung eines der Halter gelagerten Einstellschraube, die sich auf einen Anschlag im anderen Halter abstützt, radial verschiebbar und mit dem Werk¬ zeughalter mittels Spannschrauben verspannbar ist.

Zu solchen Werkzeugsystemen gehört beispielsweise der in der DE 16 27 012 C3 beschriebene Bohrkopf oder ein anderer Werk¬ zeughalter an einer Bohrspindel, bei dem der Schneidwerkzeug¬ halter radial beweglich ist und mit einer Schwalbenschwanzlei¬ ste in einer in der Stirnseite des mit der Bohrspindel fest verbundenen Teiles diametral verlaufenden Schalbenschwanznut geführt ist. Die Schwalbenschwanznut besitzt einen von ihrer Basis ausgehenden Spannschlitz, der von einer Spannschraube durchsetzt ist, deren Betätigung zu einer durch die plane Anlage der Stirnseiten der beiden Teile axialen Ausrichtung des Schneidwerkzeughalters führt. Die Einstellschraube stützt sich auf einem fest mit der Bohrspindel verbundenen Stift ab.

Die DE 26 25 983 AI beschreibt ein Bohrwerkzeug mit zwei ein¬ zeln verstellbaren Schneiden, die mittels einer Kerbverzahnung oder anderen Gleitführung quer zur Werkzeugachse an einem Auf¬ nahmekörper gleitverschieblich geführt und an diesem durch Feststellschrauben fixierbar sind. In einer quer zur Werkzeug¬ achse verlaufenden Ausnehmung des Aufnahmekörpers parallel zu den Schneiden sind zwei Spannmuttern für die Feststellschrauben verschiebbar angeordnet. Die mit ihren Köpfen an den Schneiden angreifenden Feststellschrauben verlaufen in Schlitzen des Auf¬ nahmekörpers schräg zur Werkzeugachse zu den Spannmuttern hin.

In der EP 0 175 011 Bl wird ein drehbares Zerspanungswerkzeug, insbesondere ein Ausbohrkopf oder dergleichen, mit einer Fein¬ einstellschraube im Schneidenträger beschrieben, die quer zu der Befestigungsschraube für den Schneidenträger angeordnet ist und an der Außenseite einer Hülse angreift, die auf dem zylin¬ drischen Teil der Befestigungsschraube sitzt. Zudem ist die Verzahnung der Auflage zwischen den radial gegeneinander ver- schieblich angeordneten Teilen sägezahnförmig mit steilen und mit schrägen Zahnflanken ausgebildet.

Auch bei Stecheinsätzen wird eine Höhenverstellbarkeit gefor¬ dert, um die gewünschte Mitteneinstellung zu ermöglichen. Die beispielsweise aus der EP 0 257 005 Bl und EP 0 300 544 Bl bekannten Stechwerkzeuge besitzen einheitlich einen klingenför- migen Schneidenträger, der zwischen gegenüberliegenden Füh¬ rungsflächen eines Werkzeugschaftes führbar und mittels Spann¬ schrauben am Werkzeugschaft befestigt ist, aber keine Möglich¬ keit der Höhenverstellung aufweist.

Die DE 36 22 638 AI beschreibt einen Bohrkopf mit vorkopf lie¬ genden Schneiden. Dieser Bohrkopf besitzt einen Bohrkopfkörper, der mit einer Bohrstange verbindbar ist und an dessen Stirn¬ seite mindestens ein mit einer Schneide versehener Schneiden¬ träger radial verschiebbar geführt und gehalten ist und mittels einer gegen ein Widerlager sich abstützenden Positionier¬ schraube radial einstellbar und mittels einer durch einen Längsschlitz greifende Befestigungsschraube gegen eine Anlage festspannbar ist. Diese Auflage ist eine ebene Fläche, in wel¬ che eine über den Mittelpunkt verlaufende Führungsnut eingear¬ beitet ist, in deren Längsmitte ein Widerlager angeordnet ist, in dem zwei als Gewindestifte ausgebildete Positionierschrauben in Längsrichtung der Führungsnut einstellbar geführt sind. Das Widerlager ist Teil eines Widerlagerbolzens, der auswechselbar in einer Bohrung des Bohrkopfkörpers gehalten ist. Der Widerla¬ gerbolzen besitzt eine Abflachung, gegen die ein Klemmstift

anpreßbar ist, der einstellbar im Bohrkopfkörper gelagert ist und mit seiner Stirnseite gegen die Abflachung des Widerlager¬ bolzens drückt. Durch diese Ausführung des Widerlagers soll erreicht werden, daß bei Auftreten von extremen Kräften und Zerstörung des Widerlagers nicht der Bohrkopf unbrauchbar wird, sondern nur ein neuer Widerlagerbolzen eingesetzt werden muß.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein modulares Werk¬ zeugsystem der eingangs genannten Art, insbesondere auch für Abstechwerkzeuge, derart weiterzuentwickeln, daß ohne großen konstruktiven Aufwand eine Radialverstellung der Werkzeuge oder eine zentrierte Fixierung ohne Nachstellmöglichkeit alternativ möglich sind.

Diese Aufgabe wird mit dem im Anspruch 1 beschriebenen modula- ren Werkzeugsystem gelöst. Hierbei ist erfindungsgemäß der Anschlag ein lösbar im Werkzeugsystem befindlicher Bolzen, wo¬ bei der größere Durchmesser des Bolzens die gemeinsame Durch¬ messergröße der Bolzenaufnahme im anderen Halter und der Sack¬ bohrung im ersten Halter ist, in die das überstehende Bol¬ zenende hineinragt und senkrecht dazu die Bohrung für die Ein¬ stellschraube mündet. Mit Hilfe des Bolzens wird eine radiale Verschiebbarkeit des Schneideinsatzhalters erreicht und durch Anwendung einer anderen Bolzenausbildung eine Zentrierung zwi¬ schen Werkzeughalter und Schneideinsatzhalter möglich.

Insbesondere kann der Anschlag ein lösbar im Halter befestigba¬ rer Bolzen sein, an dessen einem Ende Abflachungen sind und der mit einem einen kleineren Durchmesser aufweisenden anderen Ende versehen ist, dessen Außenmantel als Abstützanschlag dient.

Der Vorteil dieses Systems liegt darin, daß der Bolzen - wie im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannt - mit seiner Mantelfläche als Abstützflache für Radialverschiebungen bzw. Einstellungen genutzt werden kann. Wird der Bolzen hingegen um 180" gedreht und mit seinem anderen Ende eingesteckt, arretiert

das überstehende Ende den zuvor noch radial beweglich führbaren Schneideinsatzhalter, wenn der Bolzen in der Sackbohrung satt anliegt. Die Einstellschraube ist zuvor selbstverständlich so weit zurückzudrehen, daß sie das Einfügen des Bolzenendes mit dem größeren Durchmesser in die Sackbohrung nicht behindern kann.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

So ist vorzugsweise der erste Halter ein Schneideinsatzhalter und der andere Halter der Werkzeughalter, der wiederum an einem Werkzeuggrundhalter befestigt sein kann. Vorzugsweise ist der Schneideinsatzhalter eine Klemmleiste für einen Abstechschneid¬ einsatz, welcher in einem dortigen Klemmschlitz lösbar befestigt ist.

War es nach dem Stand der Technik bisher üblich, zur Kühlmit¬ telzufuhr ein Rohr vorzusehen, das vom Werkzeugschaft oder Werkzeuggrundhalter ausgehend bogenförmig zur Schneidenebene geführt wird, wird nach einer Weiterbildung der Erfindung die Kühlmittelzufuhr im Werkzeughalter (Schneideinsatzträger) inte¬ griert, in dem das Kühlmittel durch den Bolzen sowie über zum Schneideinsatz führende Kühlmittelbohrungen geführt wird. Der Bolzen ist demnach mit einer Mittenbohrung ausgestattet, durch die das Kühlmittel in den vorderen Bereich der Sacklochbohrung des Schneideinsatzhalters gelangt, von wo aus es durch die Kühlmittelbohrung zum Schneideinsatz geführt wird. Diese Kühl¬ mittelführung ist wesentlich geschützter als die weiter über¬ kragende Kühlmittelzuführung nach dem Stand der Technik.

Vorzugsweise besitzt der an eine verzahnte Anlagefläche fest- spannbare Schneideinsatzhalter auf seiner dem Werkzeug abge¬ wandten Rückseite einen Zentrierstift und werkzeughaltergrößen- und werkzeughaltertypabhängige Spannschraubenanordnungen,

welche die Lage des Schneideinsatzhalters zum Werkzeughalter eindeutig festlegen. Durch diese Maßnahme kann insbesondere im Rahmen der automatisierten Fertigung leicht festgestellt wer¬ den, ob der der Bearbeitung entsprechende und benötigte Werk¬ zeughalter aufgesetzt worden ist. Kontrollen sind beispiels¬ weise durch Tastfühler im Werkzeughalter oder ähnliche Maßnah¬ men möglich.

Nach weiteren Ausgestaltungen ist der Bolzen durchgehend zylin- derförmig oder zylinderförmig mit abgeflachten Seiten oder im Querschnitt mehreckig ausgebildet.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen darge¬ stellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch einen Werkzeug¬ halter mit Schneideinsatzhalter,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf dieselbe Ausführungsform von oben, ohne Bolzen gezeichnet,

Fig. 4 und 5 den Fig. 1 und 2 entsprechende Ausführungs- formen mit um 180° gedreht gestecktem Bolzen,

Fig. 6a, 6b eine Seiten- und eine Stirnansicht eines ersten

Werkzeughalters mit Schneideinsatzhalter,

Fig. 7a, 7b entsprechende Ansichten eines zweiten Werkzeug¬ halters anderer Größe,

Fig. 8a, 8b entsprechende Ansichten eines dritten Werkzeug¬ halters mit Schneideinsatzhalter und

Fig. 9a, 9b entsprechende Ansichten eines vierten Werkzeug ^¬ halters mit Schneideinsatzhalter.

Werkzeugsysteme sind im Prinzip bekannt und bestehen regelmäßig aus einem Werkzeuggrundhalter, der z.B. auch eine Revolver¬ scheibe sein kann, einem Werkzeughalter 10, der am Grundhalter befestigbar ist, einem Schneideinsatzhalter 11, der im vorlie¬ genden Fall als Klemmleiste für den Schneideinsatz 12 ausge ^¬ bildet ist. Die stirnseitige Kupplungsstelle zwischen dem Werk¬ zeughalter 10 und dem Schneideinsatzhalter 11 besitzt jeweils verzahnte, ineinandergreifende Anlageflächen (siehe Fig. 3), so daß der Schneideinsatzhalter 11 zusammen mit dem eingeklemmten Schneideinsatz 12 in Richtung des Doppelpfeiles 14 bei gelösten Spannschrauben 15 (siehe Fig. 2, 3) höhenverstellbar ist. Wie aus dem bereits eingangs genannten Stand der Technik bekannt, besitzt der Schneideinsatzhalter eine Gewindebohrung 16, in der eine Einstellschraube 17 angeordnet ist, worüber die Höhenver¬ stellung des Werkzeuges nach Fig. 1 bis 3 erfolgen kann. Die Einstellschraube 17 stützt sich auf das erste Ende 181 eines Bolzens 18 ab, der in einer Bohrung 19 des Werkzeughalters 10 satt anliegend eingesteckt ist. Das vordere Ende des Bolzens 18 ragt in eine Sackbohrung 20 des Schneideinsatzhalters 11 her¬ ein, deren Durchmesser ebenso groß ist wie der Durchmesser der Bohrung 19 des Werkzeughalters 10. Durch den kleineren Durch¬ messer des vorderen Endes 181 kann der Schneideinsatzhalter bei Betätigung der Einstellschraube 17 dem verbleibenden Spiel entsprechend höhenverschoben werden. Der Bolzen 18 besitzt ferner eine mittlere Durchgangsbohrung 182, worüber Kühlmittel angefördert und über eine weitere Bohrung 21 im Schneideinsatz¬ halter abgefördert werden kann, von wo aus über eine weitere Bohrung 22 das Kühlmittel an den Zerspanungsort gefördert wird. Die Bohrungsanschlußstellen sind durch O-Ringe 23 abgedichtet.

Für den Fall, daß auf die Höhenverstellbarkeit des Schneidein¬ satzes 12 bzw. des Schneideinsatzhalters 11 verzichtet werden

soll, wird der Bolzen 18 aus der Bohrung 19 herausgezogen, um 180° gedreht und mit seinem anderen Ende eingesteckt, so daß der Bolzen sowohl in der Bohrung 19 als auch in der Bohrung 20 jeweils satt anliegt. Die Einstellschraube 17 ist selbstver¬ ständlich vorher mit ihrem vorderen Ende aus der Bohrung 20 herauszuschrauben. In dieser Lage des Bolzens 18 ist keine Hö¬ henverstellung mehr möglich. Das vordere Bolzenende 181 ist geringfügig kleiner als die Tiefe der Sackbohrung 20 ausge¬ führt, wobei diese Länge deutlich kleiner ist als die verblei¬ bende Länge des Bolzens 18, der in der in Fig. 4 dargestellten Lage mit seinem größeren Durchmesser einen genügenden festen Sitz in den Bohrungen 19 und 20 haben muß.

Wie aus Fig. 6b, 7b und 8b ersichtlich, kann der die verzahnte Anlagefläche 24, 25 oder 26 des Werkzeughalter 10, an der der Schneideinsatzhalter über die Spannschrauben 15 befestigt wird, mehrere Gewindebohrungen 28 aufweisen, deren Anzahl und Anordnung auf Werkzeughalter 10 unterschiedlicher Größe sowie unterschiedlicher Art hinsichtlich der Zerspanungsoperation ausgebildet ist. Es werden jeweils nur ein Teil der Gewindeboh¬ rungen 28 benötigt, wobei die Lagebestimmung jeweils eindeutig festgelegt ist. Auch kann zwischen rechts- und linksschneiden¬ den Werkzeugen entsprechend unterschieden werden, indem ent¬ sprechende Schneideinsatzhalter 11 rechts oder links einge¬ spannt werden. Wie Fig. 6a und 8a zeigen, können unterschiedli¬ che Größen und Arten von Schneideinsatzhaltern ebenso verwendet werden wie unterschiedliche Werkzeughalter 10 mit verzahnten Anlageflächen 24, 25 und 26, für deren Gewindebohrungen 28 Ent¬ sprechendes wie an Fig. 6b, 7b und 8b erläutert gilt. Möglich ist beispielsweise auch die Einspannung des Schneideinsatzhal¬ ters 11 nach Fig. 6a an einen Werkzeughalter 10. Fig. 7a und 8a zeigen eine mögliche Zentrierung bzw. Verstellung, die über Zentrierbohrungen 27 und Bolzen 18 erfolgen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 9a und 9b unterscheidet sich von dem vorliegend Beschriebenen dadurch, daß der Bolzen im

Schneideinsatzhalter 11 befestigt ist und in eine Bohrung 29 des Werkzeughalters hineinragt, deren Durchmesser größer als der der Schneideinsatzhalterbohrung ist. Der Bolzen 30 (Fig. 9a) ist zylindrisch und mit einem über seine Länge kon ^¬ stanten Durchmesser ausgebildet, während der Bolzen 31 einen kleineren, dem Schneideinsatzhalterdurchmesser entsprechenden Durchmesser und einen größeren Durchmesser hat, so daß der Bol ^¬ zenmantel in der Bohrung des Werkzeughalters (10) satt anliegt (d.h., beide Halter 10, 11 haben Maßbohrungen).