DE20020618U1 - Vorrichtung zur Halterung von Bearbeitungswerkzeugen spanabhebender Bearbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

03DEGM/J/wkm
04.12.2000

Göltenbodt Präzisionswerkzeug- und Maschinenfabrik GmbH + Co., D-71229 Leonberq-Höfinaen

Vorrichtung zur Halterung von Bearbeitunqsverkzeuqen spanabhebender Bearbeitungsmaschine!!

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung von Bearbeitungswerkzeugen spanabhebender Bearbeitungsmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Mehrspindelmaschinen bekannt, bei denen die jeweiligen Bearbeitungswerkzeuge wie beispielsweise Drehmeißel oder dergleichen in einen Werkzeughalter eingespannt sind, der seinerseits in hochgenauer Position auf einem Wechselhalter fixiert wird.

So geht ein solcher Wechselhalter aus der EP 0 485 662 Bl hervor, bei dem ein Zwischenhalter und der Werkzeughalter für das Werkzeug relativ zueinander, je nach Bearbeitungswerkzeug bzw. zu bearbeitendem Werkstück, in verschiedene Relativpositionen gebracht werden können. Diese sind dabei auf Führungen gegen einen verstellbaren Anschlag positionierbar und senkrecht zur Führungsebene verspannbar angeordnet. Dieser Freiheitsgrad wird durch Hochpräzisionsführungen gewährleistet, die in der genannten Richtung verlaufen und die beim Zwischenhalter beispielsweise in einer Halbrundform präzisionsbearbeitete, schienenartige Führungsvorsprünge darstellen, welche in entsprechende präzisionsbearbeitete, ebenfalls halbrundförmige Gleitnuten am jeweiligen Werkzeughalter eingreifen. Hierdurch lässt sich der Werkzeughalter parallel zur Spindelachse und entsprechend der jeweiligen Drehlänge verändernd verschieben, während durch die Präzisionsbewegung der ineinandergreifenden Gleitvorsprünge und Gleitnuten der Abstand zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück sicher gewahrt bleibt.

Bei den hier betroffenen Bearbeitungsmaschinen wird das Werkstück im Bereich des jeweils ansetzenden Werkzeugs mittels eines Kühlmittels gekühlt. Das Kühlmittel wird bei diesen Maschinen dabei über im Außenbereich des Zwischenhalters und des Werkzeughalters angeordnete Kühlmittelleitungen zu dem Werkzeug hingeführt. Diese

Leitungen bzw. die jeweiligen Kühlmittelauslässe müssen nach dem Zusammenbau von Zwischenhalter und Werkzeughalter regelmäßig zunächst in eine für die Kühlung geeignete Stellung gebogen werden. Dadurch wird zum einen der Bewegungsspielraum der Zwischenhalter-/Werkzeughalterkombination erheblich eingeschränkt.

Darüber hinaus verhakt sich häufig abgehobener Span an diesen Leitungen, wodurch regelmäßige Reinigungen in diesem Bereich erforderlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorgenannten Nachteile hinsichtlich der Kühlmittelleitungen vermieden werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht darauf, daß die Kühlkanalöffnungen im Bereich des wenigstens einen Führungselementes und des wenigstens einen komplementären Führungselementes angeordnet sind, was den Vorteil hat, daß aufgrund der vorliegenden hochpräzisen Führung die Dichtheit des Kühlkanalübergangs automatisch gewährleistet ist, und zwar insbesondere auch bei einem Verfahren des

Werkzeughalters gegenüber dem Zwischenhalter entlang der Führungselemente.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das wenigstens eine Führungselement die Form eines Längswulstes und das wenigstens eine komplementäre Führungselement die Form einer Längsnut auf, oder jeweils umgekehrt, wobei der Längswulst in die Längsnut unter Ausbildung eines länglichen Hohlraums formschlüssig eingreift. Die Kühlkanalöffnungen sind dabei über den länglich ausgebildeten Hohlraum flüssigkeits- und druckdicht miteinander verbunden. Der längliche Hohlraum wird dabei zu beiden Längsseiten mittels in den Hohlraum eingreifenden Dichtelementen abgedichtet.

Der Längswulst und die Längsnut können dabei eine nahezu beliebige Querschnittsform aufweisen, also beispielsweise kreisförmig oder rechteckförmig ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Dichtelemente durch bevorzugt aus elastischem Rundmaterial, insbesondere aus Gummi-Vollmaterial, gebildet. Diese sind zu beiden Seiten der Längsnut angeordnet und in die Längsnut wenigstens teilweise schneidende Senk- bzw. Durchgangsbohrungen eingeführt, wobei die eigentliche Dichtung durch die aus den Schnittöffnungen der Bohrungen mit der Längsnut

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heraustretenden Teile der Dichtelemente gebildet ist. Durch Verwendung von in der Längsachse der Dichtung formstabil ausgebildetem Rundmaterial kann erreicht werden, daß die Dichtelemente komfortabel in die jeweiligen Bohrungen einzuführen sind, ohne dabei abzuknicken, was die Herstellung der Dichtungen maßgeblich vereinfacht.

Die Kühlkanalöffnungen bzw. die Kühlkanäle selbst können schließlich als durchgehende Schlitzbohrung ausgebildet sein oder durch wenigstens zwei entlang der Längsnut oder des Längswulstes angeordnete Rundbohrungen gebildet sein. Eine Anordnung von nebeneinander liegenden Bohrungen bietet gegenüber der Schlitzlösung den Vorteil der einfacheren Herstellbarkeit, da ein solcher Schlitz im Wege einer Fräsung herzustellen ist. Darüber hinaus lassen sich die Schlitz- und Bohrungsanordnung kombinieren, wobei sich beispielsweise ein an dem Zwischenhalter vorgesehener Schlitz und mehrere an dem Werkzeughalter vorgesehene Bohrungen gegenüberstehen können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei übereinstimmende oder funktional gleiche Merkmale mit identischen Bezugszahlen bezeichnet sind.

Im Einzelnen zeigen dabei

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Fig. 1 eine beispielsweise auf einem Querschlitten einer

Mehrspindeldrehmaschine zu befestigende erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht; und

Fig. 2a, b eine vergrößernde perspektivische

Seitenansicht (a.) und eine seitliche Schnittansicht (b.) der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur weiteren Verdeutlichung des Werkzeug- bzw. Meißelhalters.

Die Fig. 1 zeigt eine bereits vormontierte Haltevorrichtung 10, die auch als "Wechselhalter" bezeichnet wird, für einen Drehmeißel 2 0 in einer (nicht gezeigten) Drehmaschine. Der Wechselhalter setzt sich zusammen aus einem (nicht gezeigten) Grundhalter in einem Zwischenhalter 30 und einem mittels des Zwischenhalters 3 0 gelagerten Meißelhalter 40 zur Aufnahme des Drehmeißels 20. Der Zwischenhalter 30 umfaßt, zur eigenen Fixierung beispielsweise auf dem Querschlitten einer (nicht dargestellten) Mehrspindeldrehmaschine, nach unten gerichtete, in einer Doppelreihe angeordnete T-Nutsteine 50 auf, die über von oben bedienbare, zugeordnete Schraubbolzen festgespannt werden können. Hierdurch wird u.a. eine Justierung des Werkzeuges 20 in der gezeigten X-

Richtung ermöglicht. Eine Justierung des Werkzeuges 20 in der gezeigten Y-Richtung ist durch in dieser Ansicht verdeckt dargestellte ebenfalls hochpräzise ausgeführte Führungsschienen ermöglicht. Auf diese Führungsschienen wird im Zusammenhang mit der Fig. 2 noch genauer eingegangen. Der gezeigte Meißelhalter 40 kann überdies um 180 Grad verschwenkt an den Zwischenhalter 3 0 montiert werden, um so eine Meißelaufnähme in Normaloder Überkopfmontage zu ermöglichen.

Der gezeigte Wechselhalter 10 weist insbesondere eine in den Zwischenhalterkörper 3 0 und den Meißelhalterkörper 40 integrierte Kühlmittelzufuhr 7 0 auf, die hier lediglich gestrichelt angedeutet ist. Das jeweilige Kühlmittel gelangt über einen Kühlmitteleinlaß 80 in einen in dem Zwischenhalter 30 innen angeordneten Kanal 90 und tritt auf Seiten des Meißelhalters 40 im Bereich des Werkzeuges 20 durch einen Kanal 100 wieder aus. Mittels eines Kühlmittelrohres 110 mit Spritzdüse 120 läßt sich eine präzise ausrichtbare und dosierbare Beaufschlagung des Werkzeuges 20 bzw. des Werkstückes mit dem Kühlmittel erreichen.

Im Bereich des Übergangs zwischen dem Zwischenhalter 30 und dem Meißelhalter 40 ist es nun erforderlich, einen möglichst druckdichten Übergang des Kühlmittelkanals 90, 100 zu erlangen, ohne jedoch die genannte Bewegungsfreiheit des Meißelhalters 40 in der Y-

Richtung einzuschränken. Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 im Bereich des Übergangs die in der Fig. 2 dargestellte Form auf. Diese Darstellung zeigt die Vorrichtung 10 in einer geöffneten Position, wobei der Meißelhalter 40 über ein Stiftscharnier 13 0 mit dem Zwischenhalter 30 verbunden und in der Darstellung gegenüber diesem herausgeklappt ist.

Der Meißelhalter 40 weist zwei durchlaufend präzisionsgeschliffene Längshalbnuten 140, 150 auf, mit denen der jeweilige Meißelhalter 40 auf den Zwischenhalter 3 0 aufsetzbar ist und längs welcher der Meißelhalter 40 auch relativ zum auf dem Querschlitten der Mehrspindelmaschine festgespannten Zwischenhalter 30 verschoben werden kann. Die Längshalbnuten 140, 150 greifen beim Zusammenführen des Zwischenhalters 30 und des Meißelhalters 4 0 in jeweils komplementär ausgebildete Längshalbwulste 160, 170 ein. Diese halbzylindrische Präzisions-Nut/Feder-Gleitverbindung 140 - 170 erlaubt eine Relatiwerschiebung zwischen Zwischenhalter 3 0 und Meißelhalter 40 bzw. parallel zur Spindelachse in der gezeigten Y-Richtung, so dass durch diese Präzisionsgleitverbindung jedenfalls der Abstand der Drehmeißelspitze als Bearbeitungswerkzeug zum Werkstück unverändert gesichert bleibt, auch wenn eine Relatiwerschiebung in Richtung "Drehlänge" hierdurch möglich ist.

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Der in Fig. 2 gezeigte Zwischenhalter 3 0 weist ferner entlang der beiden Längshalbwulste 160, 170 angeordnete in Form von Schlitzbohrungen ausgebildete Kühlkanalöffnungen 180, 190 auf. Eine der komplementär an dem Meißelhalter 40 vorgesehenen Längshalbnuten 150 weist dabei drei als Rundbohrungen ausgebildete Kühlkanalöffnungen 200 - 220 auf, welche in der gezeigten Mittelstellung des Meißelhalters 40 bzgl. der Y-Richtung mit der hier gegenüberliegenden Schlitzbohrung 180 überlappen.

Beim Zusammenführen des Meißelhalters 4 0 und des Zwischenhalters 3 0 entlang des gezeigten Rundpfeils 23 0 bilden sich zwischen den jeweils gegenüberstehenden Längswulsten 160, 170 und Längsnuten 140, 150 ein länglicher Hohlraum 24 0 aus, welcher besser aus der in Fig. 2b gezeigten Vergrößerungsdarstellung zu ersehen ist, welche den Meißelhalter 40 im Bereich einer von vier Dichtungen 250 - 280, und zwar in einem Schnitt entlang der Linie A-A, zeigt. Zu beiden Seiten der Längshalbnuten hin sind entsprechende Dichtelemente 250 - 280 vorgesehen, welche eine druckdichte Abdichtung dieses länglichen Hohlraums 240 zu den beiden Seiten hin gewährleisten. Quer dazu sind die Hohlräume 240, 290 ja bereits durch die besagte Präzisionsverbindung 140 - 170 abgedichtet. Die Dichtelemente 250 - 280 sind aus einem elastischen Rundmaterial gebildet und auf Seiten der Längsnut 140, 150 angeordnet, wobei die Dichtelemente 250 - 280 in die Längsnut 140, 150

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wenigstens partiell schneidende Senk- oder Durchgangsbohrungen eingebracht sind. Aus der Darstellung in Fig. 2b wird ferner deutlich, wie der gezeigte Längswulst 160 in die entsprechende, quer zu diesem verlaufende Runddichtung 250 dichtend eingreift

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Halterung von Bearbeitungswerkzeugen spanabhebender Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Drehautomaten, Mehrspindeldrehmaschinen oder dergleichen, aufweisend einen im wesentlichen plattenförmigen Zwischenhalter (30) und einen gegenüber dem Zwischenhalter mittels wenigstens eines Führungselementes (160, 170) gegen einen verstellbaren Anschlag positionierbar und mit dem Zwischenhalter verspannbar angeordneten, wenigstens ein komplementäres Führungselement (140, 150) aufweisenden Werkzeughalter (40) für das jeweilige Bearbeitungswerkzeug (20) sowie einen im Inneren des Zwischenhalters und des Werkzeughalters angeordneten, mit einem Kühlmittelauslass (110, 120) im Bereich des Bearbeitungswerkzeuges verbundenen Kühlmittelkanal (90, 100), welcher im Verbindungsbereich des Zwischenhalters und des Werkzeughalters Kühlkanalöffnungen (180-220) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanalöffnungen (180- 220) im Bereich des wenigstens einen Führungselementes (160, 170) und des wenigstens einen komplementären Führungselementes (140, 150) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Führungselement (160, 170) in Form eines Längswulstes und das wenigstens eine komplementäre Führungselement (140, 150) in Form einer Längsnut ausgebildet sind, oder jeweils umgekehrt, wobei der Längswulst in die Längsnut unter Ausbildung eines länglichen Hohlraums (240) formschlüssig eingreift, wobei die Kühlkanalöffnungen (180, 190) des Zwischenhalters (30) und die Kühlkanalöffnungen (200-220) des Werkzeughalters (40) wenigstens partiell einander gegenüberstehen, und wobei der längliche Hohlraum zu beiden Längsseiten mittels Dichtelementen (250-280) beim Zusammenführen des Zwischenhalters und des Werkzeughalters abdichtbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längswulst (160, 170) und die Längsnut (140, 150) jeweils einen kreisförmigen, ovalen, rechteckförmigen oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (250-280) aus einem elastischen Rundmaterial gebildet und auf Seiten der Längsnut (140, 150) angeordnet sind, wobei die Dichtelemente in die Längsnut wenigstens partiell schneidende Senk- oder Durchgangsbohrungen eingebracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente (250-280) aus elastischem, unter Druck verformbarem Material gebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Kühlkanalöffnungen durch Schlitzbohrungen (180, 190) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Kühlkanalöffnungen durch Rundbohrungen (200- 220) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens eine als Schlitzbohrung (180) und eine als Rundbohrung (200 -220) ausgebildete Kühlkanalöffnung beim Zusammenführen des Zwischenhalters (30) und des Werkzeughalters (40) gegenüberstehen.