Urząd Patentowy Rzeczypospolitej
Polskiej
F16D1/112
(97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono:
24.02.2010 Europejski Biuletyn Patentowy 2010/08 EP 2097201 B1
(54) Tytuł wynalazku:
Sprzęgło narzędziowe
(30) Pierwszeństwo:
DE200610050454 20.10.2006
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
09.09.2009 Europejski Biuletyn Patentowy 2009/37
(45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono:
30.07.2010 Wiadomości Urzędu Patentowego 07/2010
(73) Uprawniony z patentu:
Kennametal Inc., Latrobe, US
PL/EP 2097201 T3
(72) Twórca (y) wynalazku:
HEINLOTH Markus, Postbauer-Heng, DE THURNWALD Walter, Stein, DE
(74) Pełnomocnik:
Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.
rzecz. pat. Tylińska Irena 00-950 Warszawa skr. poczt. 335
Uwaga:
W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
49P25840PL00 EP 2 097 201 B1
Opis
[0001] Wynalazek dotyczy sprzęgła narzędziowego do połączenia obrotowo napędzanego nośnika narzędzia, w szczególności narzędzia frezarskiego, z wrzecionem obrabiarki lub adapterem połączonym z tym wrzecionem obrabiarki, przy czym do przenoszenia momentu obrotowego między wymienionymi częściami są przewidziane 4 umieszczone na krzyż zabieraki, które w stanie zamocowanym wsuwają się w 4 zagłębienia.
5
10
15
20
25
[0002] W szczególności przy frezowaniu wałów korbowych już z powodów ekonomicznych konieczna jest szybka wymiana narzędzia po zużyciu wkładek skrawających. Do frezowania wałów korbowych są używane frezy zewnętrzne lub frezy wewnętrzne, w których na tarczy narzędziowej lub na tarczy pierścieniowej są umieszczone pojedyncze wkładki skrawające w kierunku promieniowym lub stycznym na zewnętrznym obwodzie (w wypadku frezów zewnętrznych) lub na wewnętrznym obwodzie (w wypadku frezów wewnętrznych). Omawiany wynalazek dotyczy łącznika między wrzecionem obrabiarki lub adapterem połączonym z wrzecionem obrabiarki, a wewnętrznie uzębionym narzędziem frezarskim lub nośnikiem narzędzia frezarskiego.
[0003] W znanych wariantach realizacji według stanu techniki (patrz, na przykład niemiecki dokument patentowy nr DE 3 438 978) na wspomnianym łączniku jest przewidziany tak zwany uchwyt krzyżowy, w którym są przewidziane 4 umieszczone na krzyż w płaszczu
wewnętrznym wrzeciona lub płaszczu wewnętrznym adaptera kamienie zabierakowe, za pomocą których może być centrowane narzędzie frezarskie, które ma w odpowiedni sposób umieszczone rowki. Jednocześnie jest przenoszony moment obrotowy z wrzeciona lub z adaptera na narzędzie frezarskie. Kamienie zabierakowe i odpowiadające im rowki są umieszczone w kierunku promieniowym, tak, że w wypadku (nieuniknionego) nagrzewania się narzędzia podczas frezowania, narzędzie frezarskie może się bez przeszkód rozszerzać. W sposób niekorzystny, z powodu przewidzianego niewielkiego luzu wynikającego z pasowania między zabierakami i rowkami, montaż lub demontaż narzędzia niekiedy jest trudny. Już niewielkie skośne ustawienie narzędzia frezarskiego lub nośnika narzędzia może prowadzić do zakleszczenia.
Zakleszczenie między wrzecionem obrabiarki i narzędziem nieraz może być zluzowane tylko w wyniku znacznego i czasochłonnego wysiłku, czasem przy zastosowaniu śrub wyciskających lub czegoś podobnego.
5
10
15
20
25
30
[0004] Dlatego dla uniknięcia powyżej wspomnianej wady wykonywane wcześniej rowki o przekroju prostokątnym, zostały wykonane w kształcie klina. Wykonanie zabieraków w kształcie klina może być umieszczone zarówno w kierunku osiowym (podobnie do połączenia wieloząbkowego płaskiego Hirth’a), jak i w kierunku promieniowym. Wprawdzie wykonanie zabieraków podobnie do klina (w powiązaniu z odpowiadającym im wykonaniem rowków) niesie ze sobą udoskonalenie przed zakleszczeniem, jednakże jest kosztowne.
[0005] Zadaniem omawianego wynalazku jest opracowanie sprzęgła narzędziowego, które umożliwia łatwość
obsługi, jest proste w budowie i przeciwdziała niepożądanemu zakleszczeniu oraz jest tanie w produkcji.
[0006] Dla rozwiązania tego zadania proponuje się sprzęgło narzędziowe według zastrzeżenia 1, które charakteryzuje się tym, że zabieraki każdorazowo na stronie przenoszącej moment obrotowy mają płaską powierzchnię, która w stanie zamocowanym na całej powierzchni przylega do jednej ściany wgłębienia w kształcie rowka, że na przeciwległej stronie zabierak posiada małą zamkniętą kształtowo lub zamkniętą siłą tarcia powierzchnię przylegania do znajdującej się tam ściany wgłębienia w kształcie rowka i że w celu osiowego zamocowania nośnika narzędzia i wrzeciona lub adaptera jest przewidziany przyrząd szybkomocujący.
5
10
15
20
25
30
[0007] Zasadnicza myśl omawianego wynalazku przyjmuje za punkt wyjścia, że jedynie na stronie przenoszącej moment obrotowy musi być zapewnione możliwie duże powierzchniowe przyleganie, podczas gdy na stronie odwróconej od niej, potrzebne są małe powierzchnie przylegania w celu odpowiedniego pozycjonowania obu części narzędzia względem siebie. Dotychczas stosowane miejsca połączenia zabieraków, które działają na zasadzie pióro – wpust, były zrealizowane w ten sposób, że każdorazowo wszystkie ramiona zabieraków są tej samej wielkości. Tego rodzaju wysokie ramię z powodu docisku jest potrzebne jednakże tylko na stronie połączenia na pióro-wpust przenoszącej moment obrotowy.
Natomiast na przeciwległej stronie wystarczy ustalenie nośnika narzędzia z wrzecionem. Takie ustalenie może być zrealizowane albo zamknięciem kształtowym, albo
zamknięciem siłowym, w każdym razie mają one odpowiedni środek do ustalenia małej powierzchni przylegania. Do zamocowania nośnika narzędzia i wrzeciona w kierunku osiowym jest przewidziany przyrząd szybkomocujący. Za pomocą opisanego powyżej układu można skutecznie zapobiegać skośnemu ustawieniu lub zakleszczeniu.
Zabierak oraz wystający, leżący naprzeciw wzdłuż średnicy środek, może być umieszczony zarówno od strony wrzeciona, jak i od strony nośnika narzędzia, odpowiednio odnosi się to do odpowiednio wykonanego rowka. Już istniejące sprzęgła narzędziowe można w ten sposób przezbroić bez dużych nakładów przez to, że zabieraki są odpowiednio przerabiane.
5
10
15
20
25
30
[0008] W korzystny sposób jako wchodzące jeden w drugi zamknięciem kształtowym środki są przewidziane obciążony sprężyną korpus, korzystnie obciążona sprężyną kulka i rowek lub wgłębienie w kształcie wnęki. Sprężyście obciążony kulkowy element naciskowy przejmuje zadanie ustalenia na stronie odwróconej od urządzenia do przenoszenia momentu obrotowego, przy czym odnośne połączenie może być wykonane jako połączenie zatrzaskowe. Takie zatrzaśnięcie się obciążonej sprężyną kulki w przewidzianym wgłębieniu jest wyraźnie słyszalne i ułatwia kontrolę ustalenia podstawowego. Obciążone sprężyną korpusy mogą być umieszczone albo od strony wrzeciona, albo od strony narzędzia.
[0009] Alternatywnie do tego zabierak, na stronie odwróconej od urządzenia do przenoszenia momentu obrotowego, może być wykonany co najmniej częściowo w kształcie klina, korzystnie z kątem klina wynoszącym
10°, tak, że w wypadku ekstremalnym powstaje tam w przybliżeniu liniowe oparcie zabieraka w rowku.
[0010] Do ostatecznego osiowego zamocowania nośnika narzędzia (narzędzia frezarskiego) na wrzecionie lub adapterze jest używany przyrząd szybkomocujący, w szczególności z obrotowo umieszczonymi łapami dociskowymi, które korzystnie są wykonane jako mimośrodowe korpusy zaciskowe.
5
10
15
20
25
30
[0011] Opisane powyżej połączenie umożliwia pozwalający zaoszczędzić czas montaż i demontaż narzędzia frezarskiego bez dużego wysiłku, ponieważ przyrząd szybkomocujący jest częścią wrzeciona obrabiarki.
[0012] Następne przykłady realizacji i zalety wynalazku są przedstawione na rysunkach. Na rysunkach przedstawiają:
fig. 1 i 5 przekroje cząstkowe w postaci części koła, częściowo przekrojonego widoku w przekroju połączenia narzędzia frezarskiego z adapterem,
fig. 2 w powiększeniu szczegół przekroju cząstkowego B z fig. 1,
fig. 3 i 4 przekroje wzdłuż linii C – C i D - D, fig. 6 szczegół według linii przekroju A – A na
fig. 5 i
fig. 7 szczegół przekroju cząstkowego E na fig. 6.
[0013] Omawiane odtworzenia przedstawiają adapter 10 połączony z wrzecionem obrabiarki oraz korpus frezarski 11, które są połączone ze sobą za pomocą 4 umieszczonych na krzyż zabieraków 12 lub 13 i przyrządu szybkomocującego 14 lub 14’.
[0014] Jak pokazano na fig. 1 i fig. 5 zabieraki 12 i
13, które w omawianym wypadku są montowane w adapterze 10 są wykonane w ten sposób, że ich strona 123 lub 132 przenosząca moment obrotowy jest wykonana na płask i całą powierzchnią przylega do ściany rowka. Na przeciwległej stronie zabierak 12, jest wykonany na swoim wystającym końcu 121 w kształcie klina, przy czym powierzchnia klinowa wraz ze ścianą rowka 15 w narzędziu frezarskim 11 tworzy kąt klina α, który korzystnie wynosi 10°. Sfazowanie poślizgowe 16, które korzystnie jest wykonane pod kątem sfazowania β wynoszącym 10° na górnym brzegu rowka prowadzi do tego, że zabierak 12 na tej stronie przylega do ściany rowka zamknięciem tarciowym jedynie za pomocą wąskiej powierzchni przylegania 17.
5
10
15
20
25
30
[0015] Alternatywne w kształcie przyleganie zamknięciem kształtowym przedstawiono na fig. 5 do fig. 7 z zabierakiem, który do przenoszenia momentu obrotowego z adaptera 10 lub wrzeciona obrabiarki na korpus frezarski 11 ma dużą płaską powierzchnię przylegania 132 i na przeciwległej, odwróconej stronie ma obciążony sprężyną korpus 18, mianowicie kulkę, na którą działa sprężyna 19. Wystająca część 131 służy na tej stronie jedynie do znalezienia wstępnego pozycjonowania, w którym kulka 18 zatrzaskuje się w odpowiednim rowku lub wnęce korpusu frezarskiego 11. Na górnym brzegu rowka, podobnie jak to przedstawiono na fig. 2, jest przewidziana faza 20 nachylona pod niewielkim kątem wynoszącym, na przykład 10°.
[0016] W kierunku osiowym narzędzie jest ustalone za pomocą przyrządu szybkomocującego 14, którego łapa dociskowa na fig. 4 jest przedstawiona w położeniu
otwartym i na fig. 3 w położeniu zaciśniętym. Łapa dociskowa jest wykonana mimośrodowo i przez obrót o 90°
może być zrealizowana jako korpus szybkomocujący.
Kennametal Inc.
Pełnomocnik:
49P25840PL00 EP 2 097 201 B1
Zastrzeżenia patentowe
1. Sprzęgło narzędziowe do połączenia obrotowo napędzanego nośnika narzędzia, w szczególności narzędzia frezarskiego (11), z wrzecionem obrabiarki lub adapterem (10) połączonym z tym wrzecionem obrabiarki, przy czym do przenoszenia momentu obrotowego między wymienionymi częściami są przewidziane 4 umieszczone na krzyż zabieraki, które w stanie zamocowanym wsuwają się w 4 zagłębienia, znamienne tym, że zabieraki każdorazowo na stronie przenoszącej moment obrotowy mają płaską powierzchnię, która w stanie zamocowanym na całej powierzchni przylega do ściany wgłębienia w kształcie rowka, że na przeciwległej stronie zabierak posiada małą zamkniętą kształtowo lub zamkniętą siłą tarcia powierzchnię przylegania do znajdującej się tam ściany wgłębienia w kształcie rowka i że w celu osiowego zamocowania nośnika narzędzia (11) i wrzeciona lub adaptera (10) jest przewidziany przyrząd szybkomocujący (14, 14’).
2. Sprzęgło narzędziowe według zastrz. 1, znamienne tym, że przyleganie zamknięciem kształtowym jest zrealizowane za pomocą korpusu (18) obciążonego sprężyną, korzystnie za pomocą kulki obciążonej sprężyną we wgłębieniu w kształcie rowka lub wnęki.
3. Sprzęgło narzędziowe według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zabierak (12) na stronie, która jest odwrócona od strony przenoszącej moment obrotowy, jest wykonany co najmniej częściowo w kształcie klina, korzystnie z kątem klina (α) między 5° a 45°.
4. Sprzęgło narzędziowe według zastrz. 3, znamienne tym, że rowek w górnym obszarze ma fazę, korzystnie pod kątem między 5° a 45°, pod tym krótką powierzchnię przylegania, korzystnie o wysokości 1 mm ± 0,3 mm, i pod tym zukosowanie, korzystnie pod kątem klina między 5° a 45°.
5. Sprzęgło narzędziowe według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienne tym, że przyrząd szybkomocujący (14, 14’) posiada obrotowo umieszczoną łapę dociskową, która korzystnie jest zrealizowana jako mimośrodowy korpus zaciskowy.
Kennametal Inc.
Pełnomocnik:
