-
Die Erfindung betrifft eine Festlegevorrichtung für Werkzeugmaschinen zum Festlegen von zumindest einem Werkzeughalter an einem Werkzeugträger, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Die
DE 10 2008 048 206 B4 beschreibt eine Festlegevorrichtung für Werkzeugmaschinen zum Festlegen von zumindest einem Werkzeughalter an einem als Werkzeugrevolver gebildeten Werkzeugträger. Eine aus Spannschrauben gebildete, erste Befestigungseinrichtung dient hierbei zur lagegenauen Festlegung des Werkzeughalters an dem Werkzeugträger. Die Spannschrauben sind in Bohrungen an Eckbereichen eines rechteckförmigen Grundkörpers des Werkzeughalters angeordnet und durchgreifen die Bohrungen, denen jeweils Gewindebohrungen in Eckbereichen einer Auflagefläche an dem Werkzeugträger zugeordnet sind. Die an der Oberseite des rechteckförmigen Grundkörpers des Werkzeughalters zugänglichen Schraubenköpfe der Spannschrauben weisen jeweils einen Innensechskant auf, sodaß die Spannschrauben mittels eines Werkzeuges festziehbar sind und eine Anlagefläche an der Unterseite des Werkzeughalters dadurch an der Auflagefläche des Werkzeugsträgers unter Wirkung einer Ausrichteinrichtung lagegenau festgelegt und verspannt ist.
-
Diese Arten von Festlegevorrichtungen mit Schraubbefestigungen benötigen einen hohen Zeitaufwand beim Wechseln und Ausrichten der Werkzeughalter, was die Wirtschaftlichkeit einer Werkzeugmaschine beeinträchtigt.
-
Die
DE 195 48 151 A1 beschreibt eine Werkzeugfixiereinrichtung für Werkzeugmaschinen, mit einem Werkzeughalter, welcher eine Anlagefläche und einen von dieser abstehenden, zylinderartigen Spannschaft zum Spannen des Werkzeugs aufweist. Ein Werkzeugträger in Form einer Revolverscheibe mit einer Vielzahl an Werkzeugstationen, von denen jede eine Auflagefläche und eine Aufnahme für den Spannschaft aufweist, dient zum Einspannen eines jeweiligen Schaftes in der jeweiligen Aufnahme. Eine Ausrichteinrichtung zwischen der Anlage- und Auflagefläche dient zur lagegenauen Festlegung des jeweiligen Werkzeughalters an der Revolverscheibe.
-
Die bereits im Einsatz und am Markt befindlichen Werkzeugmaschinen weisen somit unterschiedliche Festlegevorrichtungen mit Schaubbefestigungssystemen oder Schnellspannsystemen auf. Ebenso existieren mannigfach unterschiedliche Ausrichtsysteme zum exakten wiederholbaren Positionieren von Werkzeughaltern an Werkzeugträgern. Zum Teil sind die Rüst- oder Werkzeugwechselzeiten solcher Maschinen unverhältnismäßig hoch. Zudem ist eine Kompatibilität unterschiedlicher Werkzeughalter zu verschiedenen Werkzeugträgern nicht gegeben.
-
Der Erfindung liegt daher ausgehend von dem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Festlegevorrichtung für Werkzeugmaschinen anzugeben, die eine Kombination verschiedenster Werkzeugträger mit verschiedensten Werkzeughaltern ermöglicht.
-
Die Aufgabe wird mit einer Festlegevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
Dadurch, dass die Festlegevorrichtung erfindungsgemäß eine zweite Befestigungseinrichtung in der Art einer Schnellspanneinrichtung aufweist, mit zumindest einem von dem Werkzeughalter abragenden Spannschaft, welcher in eine Aufnahme in dem Werkzeugträger führbar und mit zumindest einer Spanneinrichtung arretierbar ist, ist eine Festlegevorrichtung für Werkzeugmaschinen geschaffen, die es ermöglicht, vorhandene Werkzeughalter mit einem Schraubbefestigungssystem als auch Werkzeughalter mit einem Spannschaft und einer Radialnut oder Greifernut für eine Schnellspanneinrichtung an ein und demselben Werkzeugträger einzusetzen. Dadurch ist ein Kostenvorteil gegenüber bestehenden Festlegevorrichtungen geschaffen, insbesondere aber eine Minimierung der Werkzeughalterwechselzeiten bewirkt, vergleicht man die Montagezeit für Werkzeugträger bei einem Schraubbefestigungssystem mit derjenigen eines Schnellspannsystems. Es lassen sich mit der erfindungsgemäßen Festlegevorrichtung Werkzeughalter mit Schraubbefestigungssystem und Werkzeughalter mit Schnellspanneinrichtungen an ein und demselben Werkzeugträger einsetzen. Die Einsatzmöglichkeiten bereits bei einem Anwender vorhandener Werkzeughalter ohne Schnellspannsystem, sowie von Werkzeughalter mit Schnellspannsystem und Spannschrauben oder aber von Werkzeughaltern, die nur mit einem Schnellspannsystem an einem entsprechenden Werkzeugträger festlegbar sind, werden durch die erfindungsgemäße Festlegevorrichtung erweitert.
-
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Eine besonders einfache und kostensparende Realisierung einer zweiten, als Schnellspanneinrichtung gebildeten Befestigungseinrichtung ist dadurch ermöglicht, dass der Spannschaft formschlüssig lösbar mit Zentriersitz in dem Werkzeughalter angeordnet ist. Der Spannschaft trägt hierbei bevorzugt über einen Teilbereich seiner axialen Erstreckung ein Außengewinde, welches in ein Innengewinde einer Sacklochbohrung an dem Werkzeughalter eingreift und den Spannschaft festlegt. Die Spannschrauben der ersten Befestigungseinrichtung können dabei an dem Werkzeughalter verbleiben und sind mit Abstand um den Spannschaft angeordnet. Es kann auch vorteilhaft sein, den Spannschaft unlösbar an dem Werkzeughalter anzuordnen oder ihn einstückig mit dem Werkzeughalter auszubilden.
-
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Spannschaft eine radiale Ausnehmung mit zumindest einer konischen Flanke zum arretierenden Eingriff von zumindest einem Spannelement der Spanneinrichtung auf.
-
Die Ausnehmung an dem Spannschaft ist hierbei bevorzugt in der Art einer um seinen Umfang eingestochenen Radialnut oder in der Art einer zumindest um einen Teilumfangsbereich angeordneten Greifernut gebildet, die auch Teil einer Verzahnung an dem Spannschaft sein kann.
-
Der Spannschaft kann verschiedene Längsschnitte aufweisen. So kann dieser zylindrisch geformt sein oder mit einer stetigen oder unstetigen Durchmesserverringerung von seinem, der Anlagefläche des Werkzeughalters zugewandten Ende zu dem, der Anlagefläche abgewandten Ende versehen sein. Der Spannschaft kann in der Art nach DIN 69880 oder als Werkzeugschaft für BMT (base mounted turret) -Werkzeughaltersysteme gebildet sein.
-
Um eine Spanneinrichtung, vorzugsweise in der Art eines mechanisch betätigten Spannschiebers, an dem jeweiligen Werkzeugträger mit Spannschrauben-Befestigungssystem anzuordnen, ist vorgesehen, in einer Wand, vorzugsweise einer Stirnwand des Werkzeugträgers zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme der Spanneinrichtung nachträglich einzubringen. Eine solche Ausnehmung kann eine taschenartige Ausfräsung oder ein Durchstich sein, wobei erstere deutliche Festigkeitsvorteile für den Werkzeugträger bewirkt. So können beispielsweise an einem als Revolver oder Werkzeugscheibe gebildeten Werkzeugträger 16 oder 20 Ausnehmungen vorzugsweise mit gleichem Querschnitt an einer Stirnwand des Revolvers eingebracht werden.
-
Eine jeweilige, in die Ausnehmung einzubringende Spanneinrichtung weist bevorzugt zumindest zwei Spannelemente auf, die in der Ausnehmung des Werkzeugträgers und quer zu einer Längsachse der Ausnehmung unter Wirkung eines Betätigungselementes gegen den Spannschaft verschiebbar sind und den Spannschaft von zwei Seiten umschließen. Vorzugsweise sind die beiden Spannelemente als Spannklauen mit einer Schrägfläche ausgestattet, die zur spannenden und den Spannschaft in der Aufnahme arretierenden Festlegung die konische Flanke seiner Radialausnehmung mit einer Klemmkraft beaufschlagen.
-
Die jeweilige Ausnehmung für die Spanneinrichtung im Werkzeugträger wird bevorzugt von einem Verschlußdeckel mit Schraubbolzen verschlossen. Das Betätigungselement der Spanneinrichtung durchragt hierbei den Verschlußdeckel. Handelt es sich bei dem Werkzeugträger um eine Werkzeugscheibe, so kann ein einziger Verschlussring oder -deckel zum Verschluß aller Ausnehmungen für die Spanneinrichtungen verwendet werden.
-
Es sind alle Arten von Werkzeughalter, wie etwa statische oder angetriebene Werkzeughalter mit unterschiedlichen Ausrichteinrichtungen mit der erfindungsgemäßen Festlegevorrichtung einsetzbar. Begleitend zu den oben beschriebenen Maßnahmen der Modifikation an Werkzeughaltern und Werkzeugträgern lassen sich insbesondere die Anlagefläche und die Auflagefläche nachträglich mit Vorteil mit einer Ausrichteinrichtung gemäß der veröffentlichten Anmeldung
DE 10 2013 015 767 A1 des Anmelders ausstatten.
-
Bei besonders schwerer Zerspanarbeit kann der Werkzeughalter sowohl mit der beschriebenen, ersten Befestigungseinrichtung mit Spannschrauben als auch mit der zweiten Befestigungseinrichtung in der Art einer Schnellspanneinrichtung am Werkzeugträger festgelegt werden.
-
Die Erfindung wird nun näher anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben und anhand der Zeichnungen gezeigt. Es zeigen:
- 1a eine perspektivische Ansicht eines angetriebenen Werkzeughalters, der mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Festlegevorrichtung an einem Werkzeugträger festgelegt ist;
- 1b einen Längsschnitt durch den Werkzeugträger in 1 mit einer in Offen-Stellung befindlichen Schnellspanneinrichtung;
- 2 einen teilweisen, schematischen Längsschnitt durch einen Werkzeugträger mit einer Schnellspanneinrichtung mit gespanntem Spannschieber;
- 3 eine perspektivische Schrägansicht des Werkzeughalters in 1a von unten mit einer an einer Anlagefläche des Werkzeughalters angeordneten Ausrichteinrichtung für präzise und spielfreie Wiederholgenauigkeit und Lageorientierung bei Werkzeugträgern mit Kreuznutsystem;
- 4 eine perspektivische Schrägansicht eines statischen Werkzeughalters mit einer erfindungsgemäßen Festlegevorrichtung mit einem, in den Grundkörper des Werkzeughalters eingeschraubten Spannschaft;
- 5 einen Längsschnitt durch den Werkzeughalter nebst Spannschaft in 4;
- 6 eine perspektivische Ansicht eines als Revolverscheibe gebildeten Werkzeugträgers mit nachträglich eingebrachten, taschenartigen Ausnehmungen für eine Schnellspanneinrichtung und zur Festlegung von Werkzeughaltern mittels Spannschrauben; und
- 7 eine teilweise, schematische Ansicht des Werkzeugträgers in 6 durch drei Aufnahmen für jeweils einen Spannschaft.
-
In der 1a ist ein Werkzeughalter 2 für rotierende Werkzeuge gezeigt, der mit seinem rechteckförmigen Grundkörper mit einer erfindungsgemäßen Festlegevorrichtung, die als Ganzes mit 1 bezeichnet ist, an einem quaderförmigen Werkzeugträger 3 festgespannt ist. Die Festlegevorrichtung 1 weist eine erste Befestigungseinrichtung 4 auf, die aus vier Spannschrauben 5 und einem in 1b gezeigten Spannschaft 11 gebildet ist, wobei die Spannschrauben 5 jeweils in einem Eckbereich des Grundkörper angeordnet sind und in Gewindebohrungen im Werkzeugträger 3 eingreifen. Dabei gelangt eine Anlagefläche 7 unter Wirkung einer Ausrichteinrichtung 6 in lagegenauen Kontakt zu einer Auflagefläche 8 an dem Werkzeugträger 3. Beispiele der Ausrichteinrichtung 6 werden anhand der 3, 4 und 6 beschrieben.
-
Zusätzlich zu der aus Spannschrauben 5 und Gewindebohrungen gebildeten, ersten Befestigungseinrichtung 4 weist die Festlegevorrichtung 1 erfindungsgemäß eine weitere, zweite Befestigungseinrichtung 9 auf, die es, auch ohne die erste Befestigungseinrichtung 4 in Anspruch zu nehmen, ermöglicht, den Werkzeughalter 2 mittels einer Schnellspanneinrichtung 10 an dem Werkzeugträger in kürzester Zeit festzulegen. Die Schnellspanneinrichtung 10 ist beispielhaft in einem Längsschnitt in 1b gezeigt. In 1a sind von der Schnellspanneinrichtung 10 lediglich ein Verschlußdeckel 27 für eine Ausnehmung 22 gezeigt, der von einem, als Imbusschraube gebildeten Betätigungselement 26 der Schnellspanneinrichtung 10 durchragt wird. Der zu der zweiten Betätigungseinrichtung gehörige Spannschaft 11 ist, wie 1b zeigt, als Hohlschaft gebildet und von einer Antriebswelle 30 für das nicht gezeigte Werkzeug an dem Werkzeughalter 2 axial durchragt. Der Spannschaft 11 ist Teil der Schnellspanneinrichtung 10 und ist in dem Grundkörper des Werkzeughalters 2 mit einem Zentriersitz eingeschraubt. Er ragt aus dessen Anlagefläche 7 senkrecht hervor, um in einer im wesentlichen zylindrischen Aufnahme 12 in dem Werkzeugträger 3 mit einer Spanneinrichtung 13 der Schnellspanneinrichtung 10 spielfrei arretiert werden zu können. Die Spannschrauben 5 sind mit einem Abstand a jeweils um den Spannschaft 11 angeordnet (vgl. 3). Zur Wirkverbindung des Spannschaftes 11 mit der Spanneinrichtung 13 weist der Spannschaft 11 an einem, der Anlagefläche 7 abgewandten Ende 20 eine radiale Ausnehmung 14 mit einer konischen, unteren Flanke 15 auf.
-
In die als Radialnut 17 gebildete Ausnehmung 14 in dem Spannschaft 11 greifen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Spannelemente 16, 23 ein, wobei die Spannelemente 16, 23 diametral gegenüberliegend, den Spannschaft 11 von zwei Seiten zumindest teilweise umschließen.
-
In 1b ist die im Wesentlichen aus einem Spannschieber mit den zwei Spannelementen 16 und 23 und dem als Zylinderschraube ausgebildeten Betätigungselement 26 bestehenden Spanneinrichtung 13 in einer geöffneten, den Spannschaft 11 in der Ausnehmung 22 freigebenden Position gezeigt. In 2 ist der Spannschieber in einer gespannten Position gezeigt. Für gleiche Bauteil gelten dieselben Bezugszeichen.
-
Bezugnehmend auf die 1b und 2 sei nun die Funktion der Spanneinrichtung 13 erläutert. Die Spanneinrichtung 13 ist bei allen in den 1b, 2, 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispielen in der taschenartigen Ausnehmung 22 in dem jeweiligen Werkzeugträger 3 angeordnet. Die jeweilige Ausnehmung 22 ist quer zu einer jeweiligen Längsachse 31 des Spannschaftes 11 angeordnet. Die Spannelemente 16, 23 sind durch das als Schraube gebildete Betätigungselement 26 in entgegengesetzten Richtungen quer zu einer Längsachse 25 der Ausnehmung 22 verschiebbar. Hierzu ist das Spannelement 16 in der Art eines Ringabschnittes 32 gebildet, der den Spannschaft 11 auf seiner, dem Betätigungselement 26 gegenüberliegenden Seite umgreift. Von dem Ringabschnitt 32 ragt auf das Betätigungselement 26 ein Führungszapfen 33 mit Innengewinde 34. In das Innengewinde 34 ragt das Betätigungselement 26 mit einem Außengewinde 35. Das Betätigungselement 26 weist an seinem, dem Spannschaft 11 zugewandten Ende einen radialen Einstich 36 auf, in den das Spannelement 23 mit einer Nase 37 eingreift. Die beiden Spannelemente 16, 23 sind in der Ausnehmung 22 spielfrei gleitend geführt, sodaß sie bei einer Drehung des Betätigungselements 26 auseinander bewegt werden und bei einer Drehung des Betätigungselements 26 in die andere Richtung auf den Spannzapfen 11 zubewegt werden und in die Radialnut 17 am Spannzapfen bzw. an deren konischen Flanke 15 gelangen und selbstzentrierend und unter Bildung einer axialen Spannkraft auf den Spannschaft 11 diesen in der jeweiligen Aufnahme 12 in dem Werkzeugträger 3 festlegen. Das Betätigungselement 26 bewegt sich hierbei axial in einer Gleitführung in dem Verschlußdeckel 27.
-
Der Verschlußdeckel 27 wird hierbei von einem Kopf des Betätigungselements 26 so weit durchragt, dass in einer jeden Verfahrstellung des Betätigungselementes 26 ein Ende dessen mit einer Werkzeugeingriffsmöglichkeit, wie einem Innensechskant, nach außen ragt und mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs gedreht werden kann. Der Verschlussdeckel 27 kann vorteilhaft mit einer Befestigungseinrichtung 28 aus drei Schraubbolzen an dem Werkzeugträger 3 festgelegt sein und verhindert den Eintrag von Schmutz in die betreffende Ausnehmung 22.
-
In 2 ist die Spanneinrichtung 13 in einem geschlossenen, den Spannschaft 11 in seiner Aufnahme 12 klemmenden Position gezeigt. Für gleiche Bauteile gelten dieselben Bezugszeichen wie in den übrigen Figuren.
-
In den 1a und 2 sind an diametral gegenüberliegenden Stirnseiten des Grundkörpers des Werkzeughalters 2 zwei Standardpassfedern 38, die in Passnuten 39 an dem Werkzeugträger 3 eingreifen, als Ausrichteinrichtung 6 zwischen Werkzeughalter 2 und Werkzeugträger 3 gezeigt.
-
In
3 sind an der Anlagefläche
7 des Werkzeughalters
2 vier Ausrichtelemente
40 in Kreuz-Anordnung um den Spannschaft
11 gezeigt. Die Ausrichtelemente
40 greifen im montierten Zustand des Werkzeughalters
2 in nicht gezeigte Ausnehmungen an der betreffenden Auflagefläche
8 am Werkzeugträger
3 ein. Sowohl die Ausrichtelemente
40 als auch die dazugehörigen Ausnehmungen können auch nachträglich in Werkzeughalter
2 bzw. Werkzeugträger
3 eingesetzt sein, gemäß der in der
DE 10 2013 015 767 A1 offenbarten Ausrichteinrichtung des Anmelders. Werkzeugträgerseitig ist eine solche Ausrichteinrichtung in
6 gezeigt.
-
In 4 ist ein statischer Werkzeughalter 2 gezeigt, der sowohl eine aus vier Spannschrauben 5 gebildete erste Befestigungseinrichtung 4 aufweist, als auch einen nachtäglich angebrachten Spannschaft 11 als Teil einer zweiten Befestigungseinrichtung aufweist. Der Spannschaft 11 weist eine stufenweise Durchmesserreduzierung von seinem, der Anlagefläche 7 zugewandten Ende 19 zu dem, der Anlagefläche 7 abgewandten Ende 20 auf (vgl. 5).
-
6 zeigt ein Beispiel eines mit einer erfindungsgemäßen Festlegevorrichtung 1 ausgestatteten, als Werkzeugträgerscheibe oder Revolverscheibe gebildeten Werkzeugträgers 3. Dieser war ursprünglich mit einem Schraubbefestigungssystem mit Gewindeöffnungen für Spannschrauben versehen und wurde zur zusätzlichen Anwendung von Schnellspanneinrichtungen, wie oben beschrieben, umgebaut. Hierzu wurden von einer Stirnwand 21 mit einem Abstand von etwa 25 bis 35 mm von der jeweiligen Auflagefläche 8, die Ausnehmungen 22 eingefräst. Die Ausnehmungen 22 haben im Wesentlichen eine Querschnittsform, die einem flachen Rechteck entspricht, wobei an den oberen, der jeweiligen Auflagefläche 8 zugewandten Ecken des jeweiligen Rechteckes zusätzlich Radien 41 ausgespart sind. Dies ist in einer vergrößerten, teilweisen Ansicht in 7 deutlicher gezeigt. In Abhängigkeit von dem zur Herstellung der Ausnehmungen 22 verwendeten Werkzeug können die Radien 41 auch entfallen. Sie stellen jedoch eine konstruktive Maßnahme zur Vermeidung von Rissbildung dar.
-
Um den Werkzeugträger 3 so wenig wie möglich zu schwächen, sind die Ausnehmungen 22 taschenartig gebildet und reichen nicht bis zu der anderen Stirnwand der Werkzeugträgerscheibe. Es versteht sich, dass alle Einzelkomponenten der zweiten Befestigungseinrichtung 9 an kundenspezifische Erfordernisse und Wünsche angepasst werden können und dass mannigfach verschiedene Ausführungsarten dieser Komponenten von der Erfindung umfasst sind.
-
7 zeigt eine teilweise Ansicht des Werkzeugträgers in 6. Es sind jeweils 3 Gewindebohrungen 42 in die Stirnwand 21 eingebracht, die zur Festlegung jeweils eines in 1a und 1b gezeigten Verschlußdeckels 27 dienen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Festlegevorrichtung
- 2
- Werkzeughalter
- 3
- Werkzeugträger
- 4
- Befestigungseinrichtung, erste
- 5
- Spannschraube
- 6
- Ausrichteinrichtung
- 7
- Anlagefläche
- 8
- Auflagefläche
- 9
- Befestigungseinrichtung, zweite
- 10
- Schnellspanneinrichtung
- 11
- Spannschaft
- 12
- Aufnahme
- 13
- Spanneinrichtung
- 14
- Ausnehmung, radial
- 15
- Flanke, konisch
- 16
- Spannelement
- 17
- Radialnut
- 18
- Greifernut
- 19
- Ende, von 11
- 20
- Ende, von 11
- 21
- Wand, Stirnwand
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Spannelement
- 24
-
- 25
- Längsachse
- 26
- Betätigungselement
- 27
- Verschlussdeckel
- 28
- Befestigungseinrichtung, von 27
- 29
- Ausrichteinrichtung
- 30
- Antriebswelle
- 31
- Längsachse, von 11
- 32
- Ringabschnitt, von 16
- 33
- Führungszapfen
- 34
- Innengewinde
- 35
- Außengewinde
- 36
- Einstich, an 26
- 37
- Nase, an 23
- 38
- Paßfeder
- 39
- Paßnut
- 40
- Ausrichtelement
- 41
- Radius
- 42
- Gewindebohrung
- a
- Abstand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008048206 B4 [0002]
- DE 19548151 A1 [0004]
- DE 102013015767 A1 [0017, 0028]