DE20203783U1 - Voreinstellvorrichtung für einen Schrumpf-Werkzeughalter - Google Patents

Description

Weickmann &'W1eickmänn

Patentanwälte
European Patent Attorneys · European Trademark Attorneys

Unser Zeichen:

26528G DE/LAil

DiPL-iNO. H. WEICKMANN (bis 31.1.01) DIPL.-1NG. F. A. WEICKMANN

' DIPL-CHEM. B. HUBER

DR-iNG. H. LISKA

DIPL-PHYS. DR. J. PRECHTEL DIPL-CHEM. DR. B. BÖHM DIPL-CHEM. DR. W. WEISS

DiPLPHYS.dr. J. TIESMEYER

DIPL-PHYS. DR. M. HERZOG

DiPL-PHYS. B. RUTTENSPERGER

DIPL-PHYS. DR.-ING. V. JORDAN

DIPL-CHEM. DR. M. DEY DIPL-FORSTW. DR. J. LACHNIT

Anmelder:

Franz Haimer Maschinenbau KG
Weiherstr. 21

86568 Hollenbach-Igenhausen

Voreinstellvorrichtung für einen Schrumpf-Werkzeughalter

Postfach 860 820, 81635 München, Deutschland, Tel. (089) 45563 0, Fax (089) 45563 999, email@weickmann.de

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Voreinstellvorrichtug für einen den Schaft eines Rotationswerkzeugs, insbesondere eines Fräs- oder Bohrwerkzeugs, im Presssitz in einer Aufnahmeöffnung haltenden und bei Erwärmung, insbesondere mittels einer Induktions-Heizeinrichtung freigebenden Werkzeughalter.

Aus WO 01/89758 A1 ist es bekannt, Rotationswerkzeuge, wie z.B. Fräser oder Bohrer, in einer zentrischen Aufnahmeöffnung eines Werkzeughalters ausschließlich im Presssitz eines die Aufnahmeöffnung bildenden Hülsenteils des Werkzeughalters zu halten. Der Hülsenteil des Werkzeughalters kann mittels einer Induktions-Heizeinrichtung, beispielsweise in Form einer den Hülsenteil umschließenden, wechselstromgespeisten Induktionsspule so weit erwärmt werden, dass der Schaft des Rotationswerkzeugs in die Aufnahmeöffnung eingesteckt oder aus dieser wieder entnommen werden kann. Der Außendurchmesser des Schafts ist etwas größer als der Nenninnendurchmesser der Aufnahmeöffnung, so dass bei abgekühltem Hülsenteil dieser den Schaft im Presssitz hält.

Herkömmliche Werkzeughalter des vorstehenden Typs haben eine Normkupplung, beispielsweise eine Steilkegelkupplung oder eine HSK-Kupplung, mittels der der Werkzeughalter an die Spindel der Arbeitsmaschine gekuppelt wird. Eine Bezugsanschlagfläche erlaubt hierbei reproduzierbares Vermessen der axialen Position des Rotationswerkzeugs relativ zur Spindel bzw. zum Werkzeughalter mittels eines herkömmlichen, den Abstand zwischen einer Bezugsanschlagfläche der Spindel bzw. des Werkzeughalters und der Spitze des Rotationswerkzeugs vermessenden Längenmessvorichtung und damit eine reproduzierbare axiale Positionierung des Werkzeughalters relativ zur Spindel.

iV

&igr;. vi iV

Es ist ferner bekannt, in der Aufnahmeöffnung von Schrumpf-Werkzeughaltern des vorstehend erläuterten Typs eine axial justierbare Positionieranschlagfläche für den Werkzeugschaft anzuordnen. Eine solche Positionieranschlagfläche kann beispielsweise durch eine axial in die Aufnahmeöffnung ragende Schraube realisiert sein, die die Eintauchtiefe des Werkzeugschafts beim Einschrumpfen justierbar begrenzt.

Wenngleich Werkzeugmaschinen die nachträgliche Adaption der Maschineneinstellung an die Länge der Werkzeughalter-Rotationswerkzeug-Einheit erlauben, so hat es sich doch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Rotationswerkzeug durch Voreinstellen der Positionieranschlagfläche des Werkzeughalters in einer definierten Axialposition relativ zu dem Werkzeughalter, insbesondere einer Bezugsanschlagfläche des Werkzeughalters, eingeschrumpft werden kann. Da zur Vermeidung von Wärmeschäden an dem Werkzeughalter oder dem Rotationswerkzeug die Zeitspanne, in der diese Elemente aufgeheizt werden, möglichst kurz gehalten wird, ist es wünschenswert, dass der Werkzeughalter nicht während seiner Erwärmungsphase, sondern vor dem Einschrumpfvorgang so justiert wird, dass er nach dem Einschrumpfen das Rotationswerkzeug in vorgegebener Position hält.

Darüber hinaus ist die Voreinstellung der Positionieranschlagfläche bei noch kaltem Werkzeughalter genauer, da keine Wärmedehnungen des Werkzeughalters das Messergebnis beeinflussen.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der rasch und präzise axial justierbare Wärmeschrumpf-Werkzeughalter im kalten Zustand so voreingestellt werden können, dass nach dem Einschrumpfvorgang die Einheit aus Werkzeughalter und Rotationswerkzeug eine vorbestimmte axiale Länge hat.

Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Voreinstell-Vorrichtung für einen den Schaft eines Rotationswerkzeugs, insbesondere eines Fräs- oder Bohrwerkzeugs im Presssitz in einer Aufnahmeöffnung

haltenden und bei Erwärmung, insbesondere mittels einer Induktionsheizeinrichtung freigebenden Werkzeughalter, welcher innerhalb der Aufnahmeöffnung eine axial justierbare Positionieranschlagfläche für den Werkzeugschaft aufweist. Die erfindungsgemäße Verbesserung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

a) eine den Werkzeughalter axial positioniert haltende, eine axiale Gegenbezugsfläche definierende Halteraufnahme,

b) Mittel zum Messen der axialen Gesamtlänge des Rotationswerkzeugs und

c) eine den axialen Abstand zwischen der Positionieranschlagfläche des Werkzeughalters und der Gegenbezugsfläche der Halteraufnahme messende Messvorichtung mit einer Messwertanzeigeeinrichtung, deren Abstandsanzeigewert um den gemessenen Wert der Gesamtlänge des Rotationswerkzeugs erhöhbar ist.

Eine solche Voreinstellvorrichtung zeigt an ihrer Messwerteanzeigeeinrichtung unmittelbar den in der Praxis interessierenden Wert zwischen der Spitze des Rotationswerkzeugs und einer vorbestimmten reproduzierbaren Position in einer Halteraufnahme an. Während der Voreinstellmessung sitzt der Werkzeughalter praxisgerecht in einer Halteraufnahme der Voreinstellvorrichtung und für die Längenjustierung genügt es, wenn die Positionieranschlagfläche justiert wird, während ihr Abstand zur Gegenbezugsfläche der Halteraufnahme gemessen wird. Die Voreinstellvorrichtung kann von dem den Werkzeughalter induktiv erwärmenden Schrumpfgerät gesondert sein, bildet aber bevorzugt eine Baueinheit mit dem Schrumpfgerät, insbesondere dann, wenn das Schrumpfgerät einen Drehteller umfasst, auf dem der in der Halteraufnahme sitzende Werkzeughalter nacheinander durch eine Voreinstellstation, in welcher er für die vorbestimmte Länge justiert wird, eine Schrumpfstation, in welcher das Rotationswerkzeug eingesetzt wird und ggf. eine Kühlstation transportiert wird, in welcher der Werkzeug-

-A-

halter mit eingeschrumpftem Rotationswerkzeug wieder auf Raumtemperatur abgekühlt wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung, die aus handelsüblichen Längenmesskomponenten aufgebaut werden kann, ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung einen ersten elektrischen Positionsgeber aufweist, der ein den Abstand zwischen der Positionieranschlagfläche und der Gegenbezugsfläche repräsentierendes, erstes Abstandssignal liefert, dass die Mittel zum Messen der Gesamtlänge des Rotationswerkzeugs einen zweiten elektrisehen Positionsgeber umfassen, der ein die Gesamtlänge repräsentierendes zweites Abstandssignal liefert, und dass die Messwertanzeigeeinrichtung Mittel zur Summation des ersten und des zweiten Abstandssignals umfasst und einen die Summe der Abstandssignale repräsentierenden Wert anzeigt. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei den Positionsgebern um digitale Positionsgeber, die nicht einmal Messwertspeicher umfassen müssen, da das Rotationswerkzeug während der axialen Justierung des Werkzeughalters in der Messposition des zweiten Positionsgebers verbleiben kann.

In einer Variante der Voreinstellvorrichtung genügt ein einziges elektrisches oder mechanisches Längenmessgerät, wenn die Messvorrichtung zwei in axialer Richtung des Werkzeughalters relativ zur Gegenbezugsfläche verschiebbar geführte Messtaster aufweist, von denen ein erster Messtaster zur Messflächenanlage an der Positionsanschlagfläche des Werkzeughalters und der zweite Messtaster zur Messflächenanlage an einem axialen Ende des Rotationswerkzeugs bestimmt ist, während das Rotationswerkzeug parallel zur axialen Richtung des Werkzeughalters mit seinem anderen axialen Ende entweder auf einer Bezugsfläche des ersten Messtasters oder auf der Gegenbezugsfläche aufliegt, wobei die Messvorrichtung den Abstand zwischen den Messflächen der beiden Messtaster misst und die Messwertanzeigeeinrichtung auf Nullwertanzeige setzbar ist, wenn der erste Messtaster auf der Gegenbezugsfläche und der zweite Messtaster auf der Bezugsfläche des ersten Messtasters bzw. dem Rotationswerkzeug

• ·

• «

• ·

• (

&bull; <

aufliegt. Eine Voreinstellvorrichtung dieses Typs, die wiederum mit dem Schrumpfgerät zu einer Baueinheit vereinigt sein kann, sorgt für eine mechanische Summenbildung, so dass auch hier die Messwertanzeige den in der Praxis interessierenden Summenwert anzeigt.

Um die Handhabung zu vereinfachen, sind der erste und der zweite Messtaster zweckmäßigerweise an einer zur Gegenbezugsfläche senkrechten, stationären Führungssäule unabhängig voneinander verschiebbar geführt, wobei die Bezugsfläche, auf die das Rotationswerkzeug für den Voreinstell-Vorgang aufzusetzen ist, zweckmäßigerweise auf der oberen Seite des ersten Messtasters im Verschiebeweg des zweiten Messtasters angeordnet ist.

Alternativ kann der erste Messtaster an einer zur Gegenbezugsfläche senkrechten, stationären Führungssäule geführt sein, wobei der zweite Messtaster dann parallel zur Verschieberichtung des ersten Messtasters an diesem verschiebbar geführt ist und die Gegenbezugsfläche im Verschiebeweg des zweiten Messtasters liegt. In dieser Variante wird das Rotationswerkzeug für die Bestimmung seiner Länge auf der Gegenbezugsfläche aufgesetzt, was die gesamte Bauhöhe der Voreinstellvorrichtung verglichen mit der erstgenannten Variante verkürzt. In beiden Varianten können jedoch handelsübliche Längenmessgeräte eingesetzt werden.

Wenngleich die Voreinstellung des Werkzeughalters auch bei horizontal angeordneter Achse des Werkzeughalters durchgeführt werden könnte, so ist doch die Werkzeugaufnahme bevorzugt so angeordnet, dass sie den Werkzeughalter mit nach oben offener Aufnahmeöffnung aufnimmt, da dies die Handhabung erleichtert, insbesondere, wenn die Werkzeugaufnahme bereits Bestandteil des Schrumpfgeräts ist. Die Messvorrichtung hatzweckmäßigerweise einen langgestreckten, von der Werkzeugeinsteckseite des Werkzeughalters her in diesen bis an die Positionieranschlagfläche heran in die Aufnahmeöffnung einführbaren Messtasterfortsatz, vorzugsweise in

Form einer durchgängig offenen Hülse, die das Einführen eines Justierwerkzeugs für die Positionsjustierung eines die Positionieranschlagfläche bildenden Positierelements, beispielsweise einer Positionierschraube des Werkzeughalters ermöglicht. Der Messvorgang und der Justiervorgang können auf diese Weise von oben her durchgeführt werden. Das Justierwerkzeug kann von dem Messtasterfortsatz gesondert sein. Es kann aber auch mit dem Messtasterfortsatz eine Einheit bilden, sofern der Messtasterfortsatz drehbar an der Messvorrichtung gelagert ist, also zugleich als Justierwerkzeug ausgenutzt wird.

Bei herkömmlichen Rotationswerkzeugen verläuft die Stirnfläche des Schafts zumeist nicht exakt rechtwinklig zu dessen Drehachse. Wird ein solches Rotationswerkzeug zum Messen seiner Gesamtlänge auf eine Bezugsfläche aufgesetzt, so führt dies zu einer Fehlmessung bezogen auf die Position des Schafts in Bezug auf die Positionieranschlagfläche des Werkzeughalters. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Voreinstellvorrichtung, bei welcher mittels einer Messvorrichtung die Gesamtlänge des Rotationswerkzeugs gemessen wird, ist vorgesehen, dass der Schaft des Rotationswerkzeugs während der Gesamtlängenmessung mit seiner Stirnfläche an einem Stützhalter axial abgestützt ist, der die Stirnfläche an einer Bezugsanschlagfläche eines Stützvorsprungs abstützt, bei welchem der Durchmesser dieser Bezugsfläche kleiner ist als der Schaftdurchmesser. Bevorzugt ist der Durchmesser der Bezugsanschlagfläche des Stützvorsprungs etwa gleich dem Durchmesser der Positionieranschlagfläche des Werkzeughalters. Der Stützvorsprung "simuliert" damit während der Messung der Gesamtlänge des Rotationswerkzeugs die meist durch eine Justierschraube gebildete Positionieranschlagfläche des Werkzeughalters. Ein Stützhalter der vorgenannten Art kann auch bei anderen als den vorstehend erläuterten Voreinstellvorrichtungen genutzt werden, hat also selbständige erfinderische Bedeutung.

Zweckmäßigerweise hat der Stützhalter zusätzlich den Schaft des Rotationswerkzeugs an dessen Umfang radial stützende Stützflächen, insbesondere in Form von Prismenflächen, die den Schaft zentrieren. Bevorzugt sind den Prismenflächen federnde Andruckmittel zugeordnet, die den Schaft zwischen die Prismenflächen spannen.

Um die Gesamtlängenmessung zu vereinfachen, hat der Stützhalter im Abstand von der Bezugsanschlagfläche des Stützvorsprungs eine zur Bezugsanschlagfläche parallele, insbesondere mit ihr fluchtende, für die Messung zugängliche Bezugsfläche, die die Nullung der Messvorrichtung bezogen auf die Bezugsanschlagfläche des Stützvorsprungs erlaubt.

Zweckmäßigerweise umfasst der Stützhalter mehrere Gruppen von Stützflächen, insbesondere Prismenflächen, um so Rotationswerkzeuge mit unterschiedlich dicken Schäften messen zu können.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Schrumpfgeräts mit einer Voreinstellvorrichtung,·

Fig. 2 eine Detailansicht eines Justierwerkzeugs der Voreinstellvorrichtung; Fig. 3 eine Variante der Voreinstellvorrichtung;

Fig. 4 eine weitere Variante der Voreinstellvorrichtung;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines die Messgenauigkeit bei der Messung der Gesamtlänge eines Rotationswerkzeugs erhöhenden Stützhalters, gesehen entlang einer Linie V-V in Fig. 6, und

Fig. 6 eine Schnittansicht des Stützhalters, gesehen entlang einer Linie Vl-Vl in Fig. 5.

Das in Fig. 1 dargestellte Schrumpfgerät erlaubt es, Werkzeughalter 1, welche ein Rotationswerkzeug 3, beispielsweise einen Bohrer, einen Fräser oder ein Reibwerkzeug im Presssitz in einer zentrischen Aufnahmeöffnung 5 halten, mittels einer wechselstromgespeisten Induktionsspule 7 thermisch so weit aufzuweiten, dass das Werkzeug 3 in die Aufnahmeöffnung 5 eingesetzt oder aus ihr entnommen werden kann. Das Schrumpfgerät, welches im einzelnen in WO 01/89758 A1 beschrieben ist, hat einen Drehteller 9 mit mehreren um die Drehachse des Drehtellers 9 herum angeordneten Halteraufnahmen 11, in die die Werkzeughalter 1 mit vertikaler Achse und nach oben gerichteter Aufnahmeöffnung 5 einsetzbar sind. Die Induktionsspule 7 ist an einer vertikalen Führung 13 verschiebbar geführt und wird zur Aufweitung des Werkzeughalters 1 in eine diesen zentrisch umschließende Position gebracht. Im thermisch aufgeweiteten Zustand kann das Werkzeug 3 von oben her in den Werkzeughalter 1 eingeführt oder aus diesem entnommen werden. Zum Abkühlen des induktiv erwärmten Werkzeughalters 1 sind an einen Kühlflüssigkeitskreislauf angeschlossene Kühlmanschetten 15 vorgesehen, die gleichfalls von oben her auf den Werkzeughalter 1 aufgesteckt werden können. Der Drehteller 9 wird hierbei zweckmäßigerweise aus der durch die Induktionsspule 7 bestimmten Heizposition so weit heraus bewegt, dass die Kühlmanschette 15 problemlos von oben her aufgesetzt werden kann.

Das Werkzeug 3 soll in den Werkzeughalter 1 so eingeschrumpft werden, dass die Spitze des Werkzeugs 3 eine vorbestimmte axiale Position relativ zu dem Werkzeughalter 1 hat. Die Position kann hierbei durch eine Bezugsanschlagfläche auf der dem Werkzeug 3 axial abgewandten Seite eines Flansches 17 des Werkzeughalters 1 definiert sein, von der die Spitze des Werkzeugs 3 möglichst exakt einen vorgegebenen Abstand L haben soll. Die axiale Position kann also auch durch die Lage definiert sein, die der

Werkzeughalter 1 später in der ihm zugeordneten Spindelkupplung der Werkzeugmaschine einnimmt. Um die axiale Position des Werkzeugs 3 relativ zum Werkzeughalter 1, also beispielsweise den Abstand L justieren zu können, enthält der Werkzeughalter 3 eine axial verstellbare Justierschraube 19, deren Stirnfläche 21 in der Aufnahmeöffnung 5 eine axial justierbare Positionieranschlagfläche für den in den thermisch aufgeweiteten Werkzeughalter 3 einsetzbaren Schaft 23 des Werkzeugs 3 bildet.

In die Halteraufnahme 11 eingesetzt, sitzt der Werkzeughalter 1 in einer definierten axialen Position relativ zu einer Gegenbezugsfläche 25 der Halteraufnahme 11 bzw. liegt, wie z.B. bei Werkzeughaltern vom HSK-Typ, mit der Bezugsfläche seines Flansches 11 an der Gegenbezugsfläche 25 der Halteraufnahme 11 an, so dass der Abstand L1 der Positionieranschlagfläche 21 der Positionierschraube von der gleichsinnig gerichteten Gegenbezugsfläche 25 von oben her gemessen werden kann. Für die Messung des Abstandes L1 ist eine Messvorrichtung 27 mit einem längs eines Führungsmesslineals 29 verschiebbaren Messtaster 31 vorgesehen. Das Führungsmesslineal 29 ist zentrisch in Richtung der Drehachse des Drehtellers 9 angeordnet und relativ zu dem Drehteller 9 drehbar. Von dem Messtaster 31 steht ein langgestreckter Tasterfortsatz 33 ab, der durch Verschieben des Messtasters 31 längs des Führungsmesslineals 29 in die Aufnahmeöffnung 5 bis zum Anschlag an die Positionieranschlagfläche 21 einschiebbar ist. Der Tasterfortsatz 33 ist um seine Längsachse drehbar in dem Messtaster 31 gelagert und trägt an seinem in die Aufnahmeöffnung 5 einführbaren Ende ein formschlüssig in Eingriff mit der Positionierschraube 19 bringbares Justierwerkzeug 35 (Fig. 2). Das Justierwerkzeug 35 ist gegen den Druck einer Feder 37 drehfest, aber axial verschiebbar in dem Tasterfortsatz 33 geführt, so dass dessen Messfläche 39 sicher in Anlagekontakt mit der Positionieranschlagfläche 21 gebracht werden kann.

Am gegenüber liegenden Ende ist der Tasterfortsatz 33 mit einem Handgriff 41 versehen, mittels dem die Positionierschraube 19 gedreht werden kann, während die Messfläche 39 an der Positionieranschlagfläche 21 anliegt.

- 10-

Die vorgegebene Länge L zwischen der Spitze des Werkzeugs 3 und der Gegenbezugsfläche 25 der Halteraufnahme 11 ist die Summe aus dem Abstand L1 zwischen der Positionieranschlagfläche 21 und der Gegenbezugsfläche 25 der Halteraufnahme 11 und der Gesamtlänge L2 des Rotations-Werkzeugs 3. Die Gesamtlänge L2 des Werkzeugs 3 wird mittels einer zweiten Messvorrichtung 43 gemessen. Die Messvorrichtung 43 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Tisch 45, unter dem auf einer Bezugsfläche 47 das Werkzeug 3 mit seinem Schaft nach unten vertikal aufgestellt wird, sowie ein vertikal verschiebbares Messlineal 49, das gegen die Spitze des Werkzeugs 3 gestellt wird.

Jede der beiden Messvorrichtungen 27 und 43 hat einen elektrischen, beispielsweise digitalen Positionsgeber 51 bzw. 53, der in nachfolgend noch näher erläuterter Weise für sich rücksetzbar ist. Eine summenbildende Anzeigeeinrichtung 55 zeigt die Summe der von den Positionsgebern 51, 53 abgegebenen Positionssignale an.

Für die Voreinstellung des Werkzeughalters 1 auf einen vorbestimmten Längen wert L wird zunächst der Messtaster 31 mit seinem Tasterfortsatz 33 auf die Gegenbezugsfläche 25 der Halteraufnahme 11 aufgesetzt und sein Positionsgeber wird auf Null gestellt. Entsprechend wird das Messlineal 49 der Messvorrichtung 43 auf die Bezugsfläche 47 gesetzt und der Positionsgeber 53 gleichfalls auf Null gesetzt. Sodann wird das nachfolgend einzuschrumpfende Werkzeug 3 auf die Bezugsfläche 47 gestellt und das Messlineal 49 an die Werkzeugspitze angelegt. Nach dem Einsetzen des Werkzeughalters 1 in die Halteraufnahme 11 wird der Messtaster 31 verschoben, bis die Messfläche 39 des Tasterfortsatzes 33 an der Positionieranschlagfläche 21 anliegt. Die Anzeigevorrichtung 55 zeigt nunmehr die Summe der Abstände L1 und L2 an, die durch Drehen des Handgriffs 41 unter Nachführung des Messtasters 31 auf den gewünschten Wert L justiert werden kann.

Nachfolgend wird der so voreingestellte Werkzeughalter 1 durch Drehen des Drehtellers 9 zur Induktionsspule 7 ausgerichtet und das in der Messvorrichtung 43 vermessene Werkzeug 3 wird in den Werkzeughalter 1 eingeschrumpft.

Im Folgenden werden Varianten der anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Voreinstellvorrichtung beschrieben. Gleich wirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen der Figuren 1 und 2 bezeichnet und zur Unterscheidung mit einem Buchstaben versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus, der Wirkungsweise und eventueller Varianten wird auf die Beschreibung der Figuren 1 und 2 Bezug genommen.

Die Voreinstellvorrichtung der Figur 3 kommt mit einer einzigen Messvorrichtung aus und sorgt auf mechanischem Wege für die Summation der Längen L1 und L2. Die Voreinstellvorrichtung kann zu einer Baueinheit mit einem Schrumpfgerät verbunden sein und umfasst eine Basisplatte 9a, bei welcher es sich wiederum um den Drehteller des Schrumpfgeräts handeln kann. Die Basisplatte 9a ist mit einer Halteraufnahme 11a für einen Schrumpfwerkzeughalter 1 a versehen, dessen Flansch 17a im dargestellten Beispiel mit seiner Bezugsanschlagfläche 56 an der Gegenbezugsfläche 25a anliegt. Die zur Aufnahme des Rotationswerkzeugs 3a bestimmte Aufnahmeöffnung 5a ist hierbei mit vertikaler Achse nach oben offen. In der Aufnahmeöffnung 5a sitzt wiederum eine Positionierschraube 19a, deren zur Aufnahmeöffnung 5a gerichtete Stirnfläche 21a die Positionieranschlagfläche für den Schaft 23a des Rotationswerkzeugs 3a bildet.

Die Messvorrichtung umfasst zwei Messtaster 57 und 59, die an einer zur Basisplatte 9a stationären Messlinealführung 61 parallel zur Drehachse 63 des Werrkzeughalters 1a unabhängig voneinander verschiebbar geführt sind. Der im vorliegenden Fall untere Messtaster 57 trägt einen als durchgängig offene Hülse ausgebildeten Tasterfortsatz 33a, der von oben her in die Aufnahmeöffnung 5a bis zur Anlage an die Positionieranschlagfläche

21a einführbar ist. Auf der Oberseite des Messtasters 57 ist eine achsnormal zur Verschieberichtung des Messtasters 57 verlaufende Bezugsfläche 47a vorgesehen, auf die das Rotationswerkzeug 3a für die Messung seiner Gesamtlänge vertikal aufsetzbar ist. Der Messtaster 59 ist oberhalb des Messtasters 57 angeordnet und kann gegen das obere Ende des Rotationswerkzeugs 3a angelegt werden. Er umfasst einen wählbar auf Null setzbaren mechanischen oder elektrischen Positionsgeber mit einer Anzeigevorrichtung 55a, die den Verschiebeweg des Messtasters 59 bezogen auf die Position der Nullsetzung seiner Messvorrichtung anzeigt.

Zur Bestimmung der die Summe des Abstands L1 zwischen der Gegenbezugsfläche 25a und der Positionieranschlagfläche 21a sowie der Gesamtlänge L2 des Rotationswerkzeugs 3a wird der Messtaster 57 mit seinem Tasterfortsatz 33a auf die Gegenbezugsfläche 25a gestellt und der Messtaster 59 auf die Bezugsfläche 47a gesetzt. In dieser Position wird die Anzeigevorrichtung 55a auf Null gesetzt. Nach dem Aufsetzen des Tasterfortsatzes 33a des Messtasters 57 auf die Positionieranschlagfläche 21a und dem Einfügen des Werkzeugs 3a zwischen die Bezugsfläche 47a und den Messtaster 59 zeigt die Anzeigevorrichtung 55a den Summenwert von L1 plus L2 an. Durch den als Hülse ausgebildeten Tasterfortsatz 33a kann von oben her ein Justierwerkzeug 35a in Formschlusseingriff mit der Positionierschraube 19a gebracht werden, so dass durch Drehen der Positionierschraube 19a und Nachführen der Messtaster 57, 59 der gewünschte Wert L eingestellt werden kann.

Der Tasterfortsatz 33a ist auswechselbar an dem Messtaster 57 gehalten, so dass zur Anpassung an Werkzeughalter unterschiedlicher Größe ein passender Fortsatz aus einem Satz solcher Fortsätze ausgewählt werden kann. Es versteht sich, dass auch bei der Variante der Fig. 1 der Fortsatz 33 auswechselbar gestaltet sein kann. Alternativ zu dem in Fig. 2 dargestellten, teleskopierbaren Justierwerkzeug kann auch in der Vorrichtung der Fig. 1 der Tasterfortsatz 33 als Hülse ausgebildet sein, durch die ein Ju-

&bull; ·■· ·

»t ·»■

- 13 -

Stierwerkzeug ähnlich dem Werkzeug 35a einführbar ist. Im Gegensatz dazu kann auch bei der Vorrichtung der Fig. 3 ein mit einem Handgriff 1 versehener, teleskopierbarer Tasterfortsatz vorgesehen sein.

In der Ausführungsform der Fig. 3 bildet das Messlineal zugleich die Führung der Messtaster 57,59. Um die mechanische Stabilität zu erhöhen, kann neben dem Messlineal eine zusätzliche Führungsschiene für die Messtaster 57, 59 vorgesehen sein.

in der Ausführungsform der Fig. 3 sind die Messtaster 57, 59 übereinander angeordnet, was unter Umständen zu einer vergleichsweise großen Bauhöhe der Vorrichtung führt. Figur 4 zeigt eine Variante, die bei vergleichsweise geringem konstruktivem Aufwand eine Verringerung der Bauhöhe erlaubt. Die Vorrichtung nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Vorrichtung aus Fig. 3 in erster Linie in der Ausgestaltung der Messvorrichtung. Die Komponenten zur Aufnahme des Werkzeughalters 1b und des Werkzeughalters 1 b als solchem entsprechen der Vorrichtung aus Fig. 3. Zur Erläuterung wird auf die Fig. 3 Bezug genommen.

Die Messvorrichtung umfasst einen an einer zur Basisplatte 9b stationären, in Richtung der Drehachse 63b des Werkzeughalters 1 b sich erstreckenden Führungssäule 65 verschiebbar geführten Messtaster 67, der mit einem als Hülse ausgebildeten Tasterfortsatz 33b in die Aufnahmeöffnung 5b des Werkzeughalters 1b bis an die Positionieranschlagfläche 21b der Positionierschraube 19b heran einführbar ist. An dem Messtaster 67 ist ein zweiter Messtaster in Form eines Messlineals 69 parallel zur Führungssäule 65 verschiebbar geführt. Ferner trägt der Messtaster 67 einen mechanischen oder elektrischen Positionsgeber, der in einer wählbaren Relativstellung der beiden Messtaster 67, 69 auf Null gesetzt werden kann und dem eine Anzeigevorrichtung 55b zugeordnet ist, die die Positionsdifferenz der beiden Messtaster 67, 69, bezogen auf die Position bei Nullsetzung, anzeigt.

Zur Messung und Einstellung der gewünschten Länge L wird zunächst das Werkzeug 3b zwischen den Messtaster 69 und die Bezugsfläche 25b eingesetzt und der Tasterfortsatz 33b des Messtasters 67 auf die Bezugsfläche 25b gesetzt. Nach dem Nullsetzen der Messwertänzeigevorrichtung 55b wird das Werkzeug 3b entnommen, der Tasterfortsatz 33b auf die Positionieranschlagfläche 21b des Werkzeughalters 1b aufgesetzt und der Messtaster 69 bis zur Anlage an die Bezugsfläche 25b verschoben. Die Messwertänzeigevorrichtung 55b zeigt nun die Summe der Abstände L1 und L2, so dass mittels des Justierwerkzeugs 35b unter Nachführung der Messtaster 67, 69 der gewünschte Abstand L eingestellt werden kann.

Die Stirnfläche des Schafts herkömmlicher Rotationswerkzeuge verläuft in aller Regel nicht exakt achsnormal zur Drehachse des Werkzeugs, sondern ist aufgrund von Herstellungstoleranzen etwas geneigt. Wird ein solches Werkzeug für die Messung seiner Länge mit der Stirn seines Schafts auf eine ebene Bezugsfläche aufgesetzt, so führt dies zu einem Messfehler, wenn der durch den Durchmesser der Positionierschraube des Werkzeughalters bestimmte Durchmesser der Positionieranschlagfläche kleiner ist als der Schaftdurchmesser des Werkzeugs. Messfehler dieser Art können vermieden oder zumindest verringert werden, wenn das Werkzeug, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, für die Messung seiner Länge mit dem Stirnende 71 seines Werkzeugschafts 73 auf einen Stützhalter 75 aufgesetzt wird, der die zur Auflage des Stirnendes 71 bestimmte Bezugsfläche 77 auf den Durchmesser der im zugehörigen Werkzeughalter vorgesehenen Positionieranschlagfläche der Positionierschraube begrenzt. Der Stützhalter 75 hat hierzu eine oder mehrere Aussparungen 79, von deren Boden jeweils ein in der Bezugsfläche 77 endender Stützvorsprung 81 absteht. Die Aussparungen 79 sind mit senkrecht zur Bezugsfläche 77 verlaufenden Prismenflächen 83 versehen, die den Schaft 73 des Werkzeugs mit zur Bezugsfläche 77 senkrechter Achse im Wesentlichen mittig positioniert stützen. Den Prismenflächen 83 gegenüberliegend ist ein federbelastetes Andruckelement 85 vorgesehen, welches den Schaft 73 gegen die Prismenflächen 83

spannt. Außerhalb der Aussparung 79 ist an dem Stützhalter 75 wenigstens eine in der Ebene der Bezugsfläche 77 des Stützvorsprungs 81 verlaufende Bezugsfläche 87 vorgesehen, gegen die ein Messtaster der Messvorrichtung für Nullsetz-Zwecke angelegt werden kann.

Wie die Figuren 5 und 6 zeigen, umfasst der Stützhalter 75 mehrere solcher mit einem Stützvorsprung 81, mit Prismenflächen 83 und mit Andruckelementen 85 versehener Aussparungen 79, deren Abmessungen an unterschiedliche Schaftdurchmesser von Werkzeugen angepasst sind. Stützhalter der in den Fig. 5 und 6 erläuterten Art können bei jeder der vorstehend erläuterten Voreinstellvorrichtungen eingesetzt werden.

Claims (16)

1. Voreinstellvorrichtung für einen den Schaft eines Rotationswerkzeugs, insbesondere eines Fräs- oder Bohrwerkzeugs im Presssitz in einer Aufnahmeöffnung (5) haltenden und bei Erwärmung, insbesondere mittels einer Induktions-Heizeinrichtung (7) freigebenden Werkzeughalter (1), welcher innerhalb der Aufnahmeöffnung (5) eine axial justierbare Positionsanschlagfläche (21) für den Werkzeugschaft (23) aufweist, gekennzeichnet durch

a) eine den Werkzeughalter (1) axial positioniert haltende, eine axiale Gegenbezugsfläche definierende Halteraufnahme (11),

b) Mittel (43; 59; 69) zum Messen der axialen Gesamtlänge (L2) des Rotationswerkzeugs (3), und

c) eine den axialen Abstand (L1) zwischen der Positionieranschlagfläche (21) des Werkzeughalters (1) und der Gegenbezugsfläche (25) der Halteraufnahme (11) messende Messvorrichtung (27) mit einer Messwertanzeigevorrichtung (55), deren Abstands-Anzeigewert um den gemessenen Wert der Gesamtlänge (L2) des Rotationswerkzeugs (3) erhöhbar ist.

2. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (27) einen ersten elektrischen Positionsgeber (51) aufweist, der ein den Abstand zwischen der Positionsanschlagfläche (21) und der Gegenbezugsfläche (25) repräsentierendes, erstes Abstandssignal liefert,
dass die Mittel (43) zum Messen der Gesamtlänge des Rotationswerkzeugs (3) eines zweiten elektrischen Positionsgebers (53) umfassen, der ein die Gesamtlänge (L2) repräsentierendes zweites Abstandssignal liefert, und
dass die Messwertanzeigevorrichtung (55) Mittel zur Summation des ersten und des zweiten Abstandssignals umfasst und einen die Summe der Abstandssignale repräsentierenden Wert anzeigt.

3. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Messvorrichtung zwei in axialer Richtung des Werkzeughalters (1a, b) relativ zur Gegenbezugsfläche (25a, b) verschiebbar geführte Messtaster (57, 59; 67, 69) aufweist, von denen ein erster Messtaster (57; 67) zur Messflächenanlage an der Positionsanschlagfläche (21a, b) des Werkzeughalters (1a, b) und der zweite Messtaster (59; 69) zur Messflächenanlage an einem axialen Ende des Rotationswerkzeugs (3a, b) bestimmt ist, während das Rotationswerkzeug (3a, b) parallel zur axialen Richtung des Werkzeughalters (1a, b) mit seinem anderen axialen Ende entweder auf einer Bezugsfläche (47a) des ersten Messtasters (57) oder auf der Gegenbezugsfläche (25b) anliegt,
und dass die Messvorrichtung den Abstand zwischen den Messflächen der beiden Messtaster (57, 59; 67, 69) misst und die Messwertanzeigeeinrichtung (55a, b) auf Nullwertanzeige setzbar ist, wenn der erste Messtaster (57; 67) auf der Gegenbezugsfläche (25a, b) und der zweite Messtaster (59; 69) auf der Bezugsfläche (47a) des ersten Messtasters (57) bzw. auf dem Rotationswerkzeug (3b) aufliegt.

4. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (57) und der zweite (59) Messtaster an einer zur Gegenbezugsfläche (25a) senkrechten, stationären Führungssäule (61) unabhängig voneinander verschiebbar geführt sind, und dass die Bezugsfläche (47a) auf der oberen Seite des ersten Messtasters (57) im Verschiebeweg des zweiten Messtasters (59) angeordnet ist.

5. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messtaster (67) an einer zur Gegenbezugsfläche (25b) senkrechten, stationären Führungssäule (65) geführt ist, und dass der zweite Messtaster (69) parallel zur Verschieberichtung des ersten Messtasters (67) an diesem verschiebbar geführt ist, wobei die Gegenbezugsfläche (25b) im Verschiebeweg des zweiten Messtasters (69) liegt.

6. Voreinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung einen langgestreckten, von der Werkzeugeinsteckseite des Werkzeughalters (11) her in diesen bis an die Positionsanschlagfläche (21) heran in die Aufnahmeöffnung (5) einführbaren Messtasterfortsatz (33) aufweist.

7. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtasterfortsatz (33a, b) als durchgängig offene Hülse ausgebildet ist, die das Einführen eines Justierwerkzeugs (35a, b) für die Positionsjustierung eines die Positionsanschlagfläche (21a, b) bildenden Positionselements (19a, b) des Werkzeughalters (1a, b) ermöglicht.

8. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messtasterfortsatz (33) um seine Längsachse drehbar an der Messvorrichtung (27) gelagert ist und an seinem in die Aufnahmeöffnung (5) einführbaren Ende ein Justierwerkzeug (35) für die Positionsjustierung eines die Positionieranschlagfläche (21) bildenden Positionierelements (19) des Werkzeughalters (1) trägt.

9. Voreinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (27) zu einer Baueinheit mit einem Induktionsschrumpfgerät vereinigt ist, welches auf einem Drehteller (9) mehrere Halteraufnahmen (11) für Werkzeughalter (1) aufweist, die in den Halteraufnahmen (11) wechselweise voreingestellt oder induktiv erwärmt oder gegebenenfalls abgekühlt werden.

10. Voreinstellvorrichtung für einen den Schaft eines Rotationswerkzeugs, insbesondere eines Fräs- oder Bohrwerkzeugs im Presssitz in einer Aufnahmeöffnung haltenden und bei Erwärmung insbesondere mittels einer Induktions-Heizeinrichtung freigebenden Werkzeughalter, welcher innerhalb der Aufnahmeöffnung eine axial justierbare Positionieranschlagfläche für den Werkzeugschaft aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Mittel zum Messen der axialen Gesamtlänge des Rotationswerkzeugs umfassende Messvorrichtung mit einem den Schaft (73) des Rotationswerkzeugs während der Gesamtlängenmessung axial an dessen Stirnfläche (71) stützenden Stützhalter (75), wobei der Stützhalter (75) zur Abstützung der Stirnfläche (71) des Schafts (73) einen in einer Bezugsanschlagfläche (77) mit kleinerem Durchmessere als der Schaftdurchmesser endenden Stützvorsprung (81) aufweist.

11. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsanschlagfläche (77) im Wesentlichen Kreiskontur hat und ihr Durchmesser im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bezugsanschlagfläche in der Aufnahmeöffnung des Werkzeughalters bemessen ist.

12. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhalter (75) in Abstand von der Bezugsanschlagfläche (77) des Stützvorsprungs (81) eine zur Bezugsanschlagfläche (77) parallele, insbesondere mit ihr fluchtende, für die Messung zugängliche Bezugsfläche (87) aufweist.

13. Voreinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhalter (75) den Schaft (73) des Rotationswerkzeugs an dessen Umfang radial stützende Stützflächen (83) hat.

14. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Stützflächen (83) als Prismenflächen ausgebildet sind und der Stützvorsprung (81) in der Symmetrieebene der Prismenflächen angeordnet ist.

15. Voreinstellvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass den Prismenflächen federnde Andruckmittel (85) zugeordnet sind, die den Schaft (73) zwischen die Prismenflächen spannen.

16. Voreinstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhalter (75) mehrere Gruppen von den Schaft (73) radial stützenden Stützflächen (83) mit zugeordneten axialen Bezugsanschlagflächen (77) aufweist, wobei der Abstand der Bezugsanschlagflächen (77) zu den zugeordneten Stützflächen (83) von Gruppe zu Gruppe verschieden ist.