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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Werkzeugs
in einem Werkzeugfutter und ein Werkzeugfutter.
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Aus
der
DE 103 12 743
A1 ist ein Werkzeugfutter bekannt, bei dem ein Fluidanschlussstück an einen
Schaft eines im Werkzeugfutter gehaltenen Werkzeugs mit Kühlmittelkanälen angepresst
ist. Hierfür
wird das in Axialrichtung bewegliche Fluidanschlussstück nach
einem Befestigen des Werkzeugs im Werkzeugfutter in einem Gewinde
des Werkzeugfutters so lange zum Schaft geschraubt, bis es fest am
Schaft anliegt und somit ebenfalls im Werkzeugfutter befestigt ist.
Eine Dichtfläche
des Fluidanschlussstücks
ist an den Schaft des Werkzeugs angepresst und dichtet einen im
Inneren des Fluidanschlussstücks
verlaufenden Flüssigkeitskanal
nach außen
ab, so dass Kühlflüssigkeit
verlustarm durch das Werkzeugfutter zu den Kühlmittelkanälen des Werkzeugs geführt werden
kann.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befestigen
eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter sowie ein Werkzeugfutter
anzugeben, mit denen ein Kühlflüssigkeits raum im
Inneren des Werkzeugfutters besonders effizient nach außen abgedichtet
werden kann.
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Die
auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,
während
Weiterbildungen der Erfindung den Ansprüchen 2 bis 13 zu entnehmen
sind. Die auf das Werkzeugfutter gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
den Anspruch 13 gelöst,
wobei Weiterbildungen dieser Erfindung den Ansprüchen 14 bis 19 entnommen werden
können.
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Die
auf das Verfahren gerichtete Erfindung geht aus von einem Verfahren
zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter, bei dem
das Werkzeug in das Werkzeugfutter eingeführt und das Werkzeug und ein
Fluidanschlussstück
im Werkzeugfutter befestigt werden. Es wird vorgeschlagen, dass
das Werkzeug und das Fluidanschlussstück in einem gemeinsamen Befestigungsvorgang
im Werkzeugfutter befestigt werden. Hierdurch kann das Befestigen
des Werkzeugs und des Fluidanschlussstücks im Werkzeugfutter in einem
Arbeitsschritt durchgeführt
werden, wobei der Befestigungsvorgang insgesamt vereinfacht und
beschleunigt werden kann. Zweckmäßigerweise
werden das Werkzeug und das Fluidanschlussstück gleichzeitig im Werkzeugfutter
befestigt.
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Das
Werkzeug wird üblicherweise
an einer radialen Außenfläche eines
Werkzeugschafts im Werkzeugfutter eingespannt. Eine Befestigung
des Werkzeugs und des Fluidanschlussstücks in einem Befestigungsvorgang
im Werkzeugfutter kann besonders einfach erreicht werden, wenn das
Fluidanschlussstück
eine, insbesondere als Dichtfläche
ausgeführte,
radiale Außenfläche auf weist
und über
die Außenfläche im Werkzeugfutter
eingespannt wird. Durch das Einspannen des Fluidanschlussstücks an seiner
Außenfläche kann
gleichzeitig ein Dichtvorgang erreicht werden, so dass das Abdichten
und Einspannen in einem Arbeitsschritt vollzogen werden können. Hierbei
wird das Fluidanschlussstück
vorzugsweise in einer Werkzeugaufnahmeöffnung des Werkzeugfutters
eingespannt, die zum Aufnehmen des Werkzeugs dient. Die Außenfläche des
Fluidanschlussstücks
liegt auf diese Weise an einer radialen Innenfläche der Werkzeugaufnahmeöffnung an,
wodurch die Innenfläche
sowohl zum Einspannen des Werkzeugs als auch zum Einspannen des
Fluidanschlussstücks
verwendet werden kann. Die Außenfläche ist
zweckmäßigerweise
zylindrisch. Das Einspannen geschieht vorzugsweise in Radialrichtung, insbesondere
ausschließlich
in Radialrichtung. Außerdem
ist das Einspannen vorteilhafterweise unabhängig von einer Anlage des Fluidanschlussstücks am Werkzeug.
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Durch
ein Einschrumpfen des Fluidanschlussstücks im Werkzeugfutter kann
das Fluidanschlussstück
besonders einfach und fest im Werkzeugfutter befestigt werden, wodurch
eine besonders gute Dichtung mit einem schnellen Befestigungsverfahren
verbunden wird. Ein Gewinde zum Befestigen des Fluidanschlussstücks wird
im Werkzeugfutter nicht mehr benötigt.
Außerdem
kann ein Verziehen des Futters durch eine auf ein eingeschraubtes
Fluidanschlussstück
wirkende Kraft beim Einschrumpfen des Werkzeugs vermieden werden.
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Bei
einer Positionierung des Werkzeugs im Werkzeugfutter auf eine Sollposition
können
die Positionierung und das Befestigen besonders effizient durchgeführt werden,
wenn das Werk zeug und das Fluidanschlussstück aneinander angelegt werden und
das Werkzeug und das Fluidanschlussstück nach dem Anlegen im Werkzeugfutter
befestigt werden. Zweckmäßigerweise
wird das Werkzeug hierbei vom Fluidanschlussstück getragen und – ggf. über ein
weiteres Positioniermittel – in
die Sollposition gebracht.
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Es
wird außerdem
vorgeschlagen, dass das Fluidanschlussstück beim Anlegen zumindest teilweise
außerhalb
des Werkzeugfutters gehalten ist. Hierdurch kann das Fluidanschlussstück besonders einfach
an das Werkzeugfutter angelegt werden. Außerdem ist diese Ausgestaltung
besonders geeignet, wenn das Fluidanschlussstück und das Werkzeug in das
Werkzeugfutter eingeschrumpft werden sollen, da das Anlegen somit
vor einem Erwärmen
des Werkzeugfutters geschehen kann.
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Zweckmäßigerweise
wird das Fluidanschlussstück
an ein Positioniermittel zur Positionierung des Werkzeugs angelegt,
wobei zumindest ein Teil des Fluidanschlussstücks außerhalb des Werkzeugfutters
verbleibt. Das Fluidanschlussstück
kann besonders einfach auf das Positioniermittel angelegt, insbesondere
aufgesteckt werden, und das Fluidanschlussstück kann zum Positionieren des
Werkzeugs mit verwendet werden.
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Eine
Positionierung des Werkzeugs kann besonders einfach und exakt erfolgen,
wenn das Werkzeug durch das Positioniermittel im Werkzeugfutter positioniert
wird, wobei das Fluidanschlussstück
am Positioniermittel und am Werkzeug anliegt.
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Es
wird ferner vorgeschlagen, dass das Werkzeug an das Fluidanschlussstück angelegt
und im angelegten Zustand vermessen wird. Hierdurch bleibt das Werkzeug
sowohl beim Vermessen als auch beim Positionieren im Werkzeugfutter
an das Fluidanschlussstück
angelegt, wodurch eine genaue Positionierung erreicht werden kann.
Hierbei ist das Fluidanschlussstück
beim Anlegen vorteilhafterweise zumindest teilweise außerhalb
des Werkzeugfutters gehalten. Vermessen wird zweckmäßigerweise
ein charakteristisches Element des Werkzeugs, beispielsweise eine
Schneide, Spitze oder Kante.
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Wird
das Werkzeug beim Vermessen von einem am Werkzeugfutter abgestützten Haltemittel
gehalten, so kann auf einen Greifer zum Halten des Werkzeugs verzichtet
werden, ohne dass das Werkzeug zum Vermessen im Werkzeugfutter abgestützt sein
müsste.
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In
einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
das Werkzeug von einem Werkzeuggreifer in das Werkzeugfutter eingeführt wird.
Durch eine vielseitige Verwendung des Werkzeuggreifers kann das
Verfahren vollautomatisch erfolgen.
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Vorteilhafterweise
wird das Fluidanschlussstück
von einem mit dem Werkzeuggreifer beweglichen Positioniermittel
gehalten. Bei einem Einführen des
Werkzeugs in das Werkzeugfutter kann hierdurch das Fluidanschlussstück am Werkzeug
angelegt verbleiben. Hierbei ist das Positioniermittel vorteilhafterweise
federgelagert und wird im Werkzeugfutter vom Werkzeug bewegt.
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Bezüglich der
auf das Werkzeugfutter gerichteten Erfindung geht die Erfindung
aus von einem Werkzeugfutter mit einer Werkzeugaufnahmeöffnung zur
Aufnahme eines Werkzeugs, einer Befestigungsöffnung und einem zumindest
teilweise in der Befestigungsöffnung
befestigten Fluidanschlussstück
zur Abdichtung eines Flüssigkeitsraums
nach außen.
Es wird vorgeschlagen, dass das Fluidanschlussstück eine radiale Außenfläche aufweist, über die
es durch eine radiale Pressung befestigt ist. Durch die Außenfläche kann
das Fluidanschlussstück
besonders einfach zusammen mit dem Werkzeug in einem einzigen Befestigungsvorgang,
beispielsweise gleichzeitig, im Werkzeugfutter befestigt werden.
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Das
Fluidanschlussstück
ist hierbei vom Werkzeug verschieden und zweckmäßigerweise am Werkzeugschaft
angeordnet oder angelegt. Durch die radiale Pressung kann das Fluidanschlussstück in Radialrichtung
im Werkzeugfutter eingepresst werden. Die Befestigungsöffnung kann
die Werkzeugaufnahmeöffnung
sein. Die Außenfläche ist
vorteilhafterweise als Dichtfläche
ausgeführt,
wodurch eine Befestigung mit einer Dichtung verbunden ist. Eine besonders
einfach ausgeführte
Außenfläche kann durch
eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Außenfläche erreicht werden. Die Werkzeugaufnahmeöffnung weist
eine radiale Innenfläche
auf, wobei die Außenfläche vorteilhafterweise
an der Innenfläche
anliegt.
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Eine
besonders einfache, schnelle und dichte Befestigung des Fluidanschlussstücks kann
durch ein Einschrumpfen des Fluidanschlussstücks im Werkzeugfutter erreicht
werden.
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Bei
einer in Axialrichtung bauchig ausgeführten Außenfläche kann einem Verkanten der
Außenfläche in der
Befestigungsöffnung
bzw. der Werkzeugaufnahmeöffnung
entgegengewirkt werden.
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Dies
ist besonders vorteilhaft bei einer in Axialrichtung kurzen Außenfläche, die
eine nur geringe Führung
des Fluidanschlussstücks
in der Befestigungsöffnung
bzw. Werkzeugaufnahmeöffnung
zulässt.
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Ein
besonders leichtes Einführen
des Fluidanschlussstücks
in die Werkzeugaufnahmeöffnung kann
erreicht werden durch eine an die Außenfläche anschließende Fase
mit einer von einer Anlagefläche für ein Werkzeug
abgewandten Verjüngung.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Außenfläche in unmittelbarer Nachbarschaft
zu einer Auflagefläche
für ein
Werkzeug angeordnet ist. Hierdurch kann eine kompakte Ausführung des
Fluidanschlussstücks
erreicht werden.
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Bei
einer Anordnung der Außenfläche mit
einem Abstand von mindestens 3 mm zu einer Auflagefläche für ein Werkzeug
kann ein hoher Anpressdruck des Fluidanschlussstücks bei einem Zusammenziehen
des Werkzeugfutters bei einem Abkühlen nach einem Schrumpfvorgang – und damit
eine hohe Dichtwirkung des Fluidanschlussstücks – erreicht werden.
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Eine
besonders gut an das Fluidanschlussstück anpassbare Befestigung des
Fluidanschlussstücks
im Werkzeugfutter kann erreicht werden, wenn das Fluidanschlussstück in einem
Haltekanal eingepresst ist, der einen anderen Durchmesser aufweist
als die Werkzeugaufnahmeöffnung.
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Die
Erfindung ist außerdem
gerichtet auf ein Werkzeugfutter mit einer Werkzeugaufnahmeöffnung zur
Aufnahme eines Werkzeugs, einer Befestigungsöffnung und einem zumindest
teilwei se in der Befestigungsöffnung
befestigten Fluidanschlussstück
zur Abdichtung eines Flüssigkeitsraums
nach außen, insbesondere
wie oben beschrieben. Es wird vorgeschlagen, dass das Werkzeugfutter
ein elastisches Pressmittel zur Erzeugung einer abdichtenden Pressung
am Fluidanschlussstück
aufweist. Es kann auf einfache Weise eine gute Dichtwirkung, insbesondere
an einer radialen Außenfläche des
Fluidanschlussstücks,
erreicht werden.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche
enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 ein
Werkzeugfutter mit einem Positioniermittel und einem darauf aufsteckbaren
Fluidanschlussstück,
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2 das
Werkzeugfutter aus 1 mit einem aufgesteckten Haltemittel,
das ein Werkzeug hält,
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3 das
Werkzeugfutter mit dem darin befestigten Werkzeug und Fluidanschlussstück,
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4 das
fertig montierte Werkzeugfutter mit Werkzeug, Dichtmittel und einem Übergaberohr für Kühlmittel
in Schnittdarstellung,
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5–8 verschiedene
Ausführungsformen
eines Fluidanschlussstücks,
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9 das
Werkzeugfutter aus 1, durchdrungen von einem federgelagerten
Positioniermittel,
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10 das
von einem Greifer gehaltene Werkzeug über dem auf das Positioniermittel
aufgesteckten Dichtmittel,
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11 ein
durch eine Feder an das Werkzeug gedrücktes Fluidanschlussstück und
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12–14 mittels
eines oder mehrerer O-Ringe abgedichtete Fluidanschlussstücke.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
ein Werkzeugfutter 2 in einer Schnittdarstellung mit einer
Werkzeugaufnahmeöffnung 4 zur
Aufnahme eines Werkzeugs 6 (siehe 2). Durch
das Werkzeugfutter 2 ist ein Positioniermittel 8 in
Form einer langen Stange geführt,
die in Axialrichtung 10 beweglich gelagert und von einem schematisch
dargestellten Antrieb 12 in Axialrichtung 10 hin
und her verfahrbar ist. Das Positioniermittel 8 mündet an
seiner Spitze in ein Steckmittel 14, das in einen Kanal 16 eines
Fluidanschlussstücks 18 einsteckbar
ist, so dass das Fluidanschlussstück 18 vom Steckmittel 14 auf
dem Positioniermittel 8 gehalten ist.
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Zum
Befestigen des Werkzeugs 6 im Werkzeugfutter 2 wird
das Positioniermittel 8 durch den Antrieb 12 so
weit nach oben verfahren, dass das Fluidanschlussstück 18 auf
das Steckmittel 14 aufsteckbar ist, ohne dass eine als
Dichtfläche
ausgeführte
radiale Außenfläche 20 in
die Werkzeugaufnahmeöffnung 4 eingeführt werden
muss. Das Aufstecken des Fluidanschlussstücks 18 auf das Steckmittel 14 ist
besonders einfach, wenn das Positioniermittel 8 ein Stück weit
aus der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 herausragt,
wie in 1 gezeigt ist. Das Fluidanschlussstück 18 wird
nun auf das Steckmittel 14 aufgesteckt. Anschließend wird
ein in 2 gezeigtes Haltemittel 22 auf das Werkzeugfutter 2 aufgesetzt,
so dass es vom Werkzeugfutter 2 stabil, jedoch axial beweglich
gehalten ist. Das in 2 gezeigte Haltemittel 22 liegt
an einer Außenfläche 24 des
Werkzeugfutters 2 an.
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Als
nächstes
wird das Werkzeug 6 in einen Aufnahmebereich 26 des
Haltemittels 22 eingeführt und
an das Fluidanschlussstück 18 angelegt.
Sowohl das Fluidanschlussstück 18 als
auch das Werkzeug 6 sind hierbei mit einem kleinen radialen
Spiel im Aufnahmebereich 26 des Haltemittels 22 angeordnet,
so dass das Werkzeug 6 über
das am Positioniermittel 8 anliegende Fluidanschlussstück 18 mit
dem Antrieb 12 in Axialrichtung 10 auf und ab
verfahrbar ist. Mit dem Antrieb 12 wird das Werkzeug 6 nun – vorzugsweise
automatisch – in
einen Messbereich eines Messmittels 28 verfahren, beispielsweise
in ein Blickfeld einer Kamera, und ein charakteristisches Element 30,
beispielsweise eine Ecke des Werkzeugs 6, wird von dem
Messmittel 28 auf seine Position relativ zu einem am Werkzeugfutter 2 angebrachten
Nullpunkt, der in den Figuren nicht dargestellt ist, vermessen.
Auf der Grundlage dieser Vermessung wird von einer Steuereinheit 32 eine
Verfahrstrecke berechnet, um die das Werkzeug 6 in Axialrichtung 10 verfahren
werden muss, um im Werkzeugfutter 2 in einer Sollposition
positioniert zu sein.
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Zum
Positionieren des Werkzeugs 6 in diese Sollposition wird
ein Werkzeugaufnahmebereich 34 (siehe 3)
so bearbeitet, dass das Werkzeug 6 mit seinem Schaft 36 in
die Werkzeugaufnahmeöffnung 4 einführbar ist.
Dies kann beispielsweise durch eine Verspannung des Werkzeugaufnahmebereichs 34 geschehen.
Bei dem in den 1 bis 4 dargestellten
Werkzeugfutter 2 geschieht das Bearbeiten des Werkzeugaufnahmebereichs 34 durch
eine induktive Erwärmung
mit einem Induktionsheizgerät, wodurch
sich der Werkzeugaufnahmebereich 34 aufweitet. Hierzu werden
das Werkzeug 6 und das Haltemittel 22 vom Werkzeugfutter 2 entfernt
und es wird ein Induktionsheizgerät um den Werkzeugaufnahmebereich 34 gelegt
und dieser wird aufgeheizt. In den hierdurch aufgeweiteten Werkzeugaufnahmebereich 34 wird
nun – nach
Entfernen des Induktionsheizgeräts – das Fluidanschlussstück 18 und
der Schaft 36 des Werkzeugs 6 durch eine Bewegung
des Positioniermittels 8 durch den Antrieb 12 um
die Verfahrstrecke nach unten eingebracht. Das Werkzeug 6 verbleibt
hierbei in Anlage am Fluidanschlussstück 18, das durch die
Bewegung des Positioniermittels 8 nach unten ebenfalls
nach unten mitgeführt
wird. Durch ein anschließendes
Abkühlen
des Werkzeugaufnahmebereichs 34 verengt sich die Werkzeugaufnahmeöffnung 4,
die mit ihrer Innenfläche 38 (siehe 1)
den Schaft 36 des Werkzeugs 6 fest umschließt. Der
Schaft 36 ist hierdurch fest im Werkzeugaufnahmebereich 34 eingespannt.
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Bei
diesem Befestigungsvorgang wird auch das Fluidanschlussstück 18 mit
seiner Außenfläche 20 im
Werkzeugaufnahmebereich 34 eingespannt. Das Fluidanschlussstück 18 weist
im Bereich der Außenfläche 20 den
gleichen Durchmesser auf wie der Schaft 36 des Werkzeugs 6,
so dass sich die Innenfläche 38 bei
einem Abkühlen
und Zusammenziehen des Werkzeugaufnahmebereichs 34 um die
Außenfläche 20 des
Fluidanschlussstücks 18 legt
und das Fluidanschlussstück 18 in
der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 eingepresst
ist.
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Das
Positioniermittel 8 kann nun durch den Antrieb 12 nach
unten und ganz aus dem Werkzeugfutter 2 heraus verfahren
werden, und das Werkzeugfutter 2 kann aus einer nicht dargestellten
Spindel, die es während
des Positionier- und Befestigungsvorgangs gehalten hat, herausgenommen
werden. In den Kanal 16 des Fluidanschlussstücks 18 wird
nun ein in 4 gezeigtes Carbonrohr 40 eingeschoben, das
in dem Kanal 16 einen festen Sitz hat. Anschließend wird
auf das Carbonrohr 40 ein Übergaberohr 42 gesteckt
und mit einer Mutter 44 mit einem Außengewinde in einem Innengewinde
des Werkzeugfutters 2 verschraubt, so dass das Übergaberohr 42 mit einer
Dichtung 46 in Axialrichtung 10 fest an das Werkzeugfutter 2 gepresst
ist. Das Werkzeugfutter 2 mit dem Werkzeug 6 ist
nun fertig zum Gebrauch.
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Zum
Gebrauch wird das Werkzeugfutter 2 an beispielsweise einer
Spindel einer Bearbeitungsmaschine befestigt, so dass das Übergaberohr 42 fest
in ein Verbindungsmittel dieser Spindel eingreift. Kühl- und/oder
Schneidflüssigkeit
kann nun mit hohem Druck durch das Verbindungsmittel in das Übergaberohr 42 eingepresst
werden, so dass die Flüssigkeit von
dort weiter in das Carbonrohr 40, in den Kanal 16 und
von dort weiter in eine Quernut 48 des Werkzeugs 6 und
von dort in Kanäle 50 des
Werkzeugs 6 einströmt,
die in unmittelbarer Nähe
der Schneiden des Werkzeugs 6 münden, wie in den 2 und 3 gezeigt
ist. Der Kanal 16 ist hierbei durch die an der Innenfläche 38 anliegende
Außenfläche 20 des
Fluidanschlussstücks 18 und
durch die Verbindung des Werkzeugs 6 an der Innenfläche 38 nach außen abgedichtet.
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In
den 5 bis 8 sind verschiedene Ausführungsformen
eines Fluidanschlussstücks 18, 52, 54, 56 gezeigt.
Allen Fluidanschlussstücken 18, 52, 54, 56 gemein
ist der Kanal 16 zum Einführen des Steckmittels 14 und
zum Durchströmen
von Schneid- bzw. Kühlflüssigkeit.
Ebenfalls allen Fluidanschlussstücken 18, 52, 54, 56 gemein
ist eine Vertiefung 58, eine konische Dichtfläche 60 zur
Anlage an den Schaft 36 des Werkzeugs und ein Schaft 62 zum
Halten des Fluidanschlussstücks 18, 52, 54, 56 in
einem Haltekanal 64 des Werkzeugfutters 2. Um
ein Verkanten des Fluidanschlussstücks 18, 52, 54 bei
einer axialen Bewegung in der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 zu vermeiden,
sind die als Dichtflächen
ausgeführten
Außenflächen 20 in
Axialrichtung 10 bauchig ausgeführt, also etwas konvex nach
außen
gewölbt.
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Zur
Erleichterung der Einführung
des Fluidanschlussstücks 52, 54 von
außen
in die Werkzeugaufnahmeöffnung 4 ist
eine Fase 68 an die Außenfläche 20 angefügt, die
eine von einer Auflagefläche 66 für das Werkzeug 6 abgewandte
Verjüngung
aufweist. Bei den Fluidanschlussstücken 18, 52 ist
die als Dichtfläche
ausgestaltete Außenfläche 20 in
unmittelbarer Nachbarschaft zur Auflagefläche 66, die die konische
Dicht fläche 60 mit
umfasst, angeordnet. Die größte Breite
des Fluidanschlussstücks 18, 52, 54,
die den gleichen oder einen ganz geringfügig größeren Durchmesser wie der Schaft 36 des
Werkzeugs 6 aufweist, ist jedoch mit einem kleinen Abstand
von der Auflagefläche 66 angeordnet.
Dieser Abstand ist bei dem in 7 gezeigten
Fluidanschlussstück 54 etwas
größer, da
die Außenfläche 20 nicht
direkt an die Auflagefläche 66 anschließt, sondern
etwas nach unten versetzt ist und mit einem Abstand von 5 mm zur
Auflagefläche 66 angeordnet
ist.
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Noch
größer ist
der Abstand einer ebenfalls bauchig ausgeführten Außenfläche 70 des Fluidanschlussstücks 56 aus 8 von
der Auflagefläche 66 für das Werkzeug 6.
Der Abstand zwischen der Außenfläche 20, 70 und
der Auflagefläche 66 führt bei einem
Abkühlen
und Zusammenziehen des Werkzeugaufnahmebereichs 34 zu einem
Anpressen der Dichtfläche 60 des
sich nicht oder nicht in gleichem Maße zusammenziehenden Fluidanschlussstücks 54, 56 an
den Schaft 36 des Werkzeugs 6. Hierdurch kann
eine besonders gute Dichtwirkung erzielt werden. Bei dem in 8 gezeigten
Fluidanschlussstück 56 ist
die Außenfläche 70 zur
Anlage an eine Innenfläche
des Haltekanals 64 vorgesehen, der hierdurch als Befestigungsöffnung dient.
Eine nicht als Dichtfläche
vorgesehene radiale Außenfläche 72 des
Fluidanschlussstücks 56 weist
hierbei einen Außendurchmesser
auf, der etwas geringer ist als der Innendurchmesser der Werkzeugaufnahmeöffnung 4,
so dass das Fluidanschlussstück 56 lediglich
an der Außenfläche 70 und
nicht an der Außenfläche 72 im
Werkzeugfutter 2 befestigt ist.
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In
den 9 und 10 ist das Werkzeugfutter 2 aus
den 1 bis 4 gezeigt, das jedoch von einem
anderen Positio niermittel 74 durchgriffen wird. Das Positioniermittel 74 ist
hierbei nicht durch einen Antrieb beweglich, sondern mit Hilfe einer
Feder 76 federgelagert. Die Feder 76 ist als Druckfeder ausgeführt und
stützt
sich an einem ersten Lager 78 und einem zweiten Lager 80 ab,
wobei das zweite Lager 80 ein fester Bestandteil des Positioniermittels 74 ist
und das erste Lager 78 ein Teil eines nicht dargestellten
Geräts
ist, in dem das Werkzeugfutter 2 befestigt ist. Durch die
Feder 76 wird das Positioniermittel 74 nach oben
bis in eine Ruheposition gedrückt, die
in 9 dargestellt ist. In dieser Ruheposition durchdringt
das Positioniermittel 74 das Werkzeugfutter 2 vollständig, so
dass das Steckmittel 14 des Positioniermittels 74 aus
der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 herausragt.
Zum Befestigen des Werkzeugs 6 im Werkzeugfutter 2 wird
zunächst
das Fluidanschlussstück 18 auf
das Steckmittel 14 aufgesteckt. Anschließend wird
das Werkzeug 6 von einem Werkzeuggreifer 82 gegriffen,
aus einem nicht dargestellten Magazin gehoben und vor das Messmittel 28 zur Vermessung
des charakteristischen Elements 30 geführt. Nach Abschluss der Vermessung
wird das Werkzeugfutter 2 an seinem Werkzeugaufnahmebereich 34 bearbeitet,
beispielsweise erhitzt, so dass sich die Werkzeugaufnahmeöffnung 4 weitet.
In diesem Zustand wird das Werkzeug 6 durch den Werkzeuggreifer 82 nach
unten geführt,
so dass der Schaft 36 an das Fluidanschlussstück 18 angelegt wird.
Beim weiteren Herunterführen
des Werkzeugs 6 wird das Fluidanschlussstück 18 mit
dem Werkzeug 6 gegen die Federkraft der Feder 76 nach
unten in die Werkzeugaufnahmeöffnung 4 gedrückt, bis
das Werkzeug 6 die von der Steuereinheit 32 errechnete Sollposition
erreicht hat. Hierbei wird das Positioniermittel 74 durch
das Herunterdrücken
des Fluidanschlussstücks 18 mit
dem Werkzeuggreifer 82 mitbewegt. Nun wird der Werkzeugaufnahmebereich 34 abgekühlt, und
das Fluidanschlussstück 18 und
das Werkzeug 6 mit seinem Schaft 36 werden fest
im Werkzeugaufnahmebereich 34 eingespannt. Das Werkzeug 6 und
das Fluidanschlussstück 18 sind hierdurch
im Werkzeugfutter 2 in Sollposition positioniert, befestigt
und somit einsatzbereit. Nun werden das Carbonrohr 40 und
das Übergaberohr 42 im Werkzeugfutter
befestigt, wie zu 4 beschrieben ist.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
des in der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 befestigten
Fluidanschlussstücks 18 sind
in den 11 bis 14 dargestellt.
Den dort gezeigten Werkzeugaufnahmeöffnungen 4 ist gemein,
dass sie eine Aufweitung 84 bzw. Ausnehmung in Form eines
Einstichs aufweisen, in die das untere Ende des Schafts 36 des
Werkzeugs 6 hineinragt, um bei einer Beschädigung dieses
Endes nicht die zum Einspannen des Werkzeugs 6 verwendete
Innenfläche 38 zu
beschädigen.
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11 zeigt
ein als Druckfeder ausgeführtes Pressmittel 86,
das beim Einführen
des Werkzeugs 6 zusammengedrückt wird. Hierdurch wird das
Fluidanschlussstück 18 je
nach Druckfeder mehr oder weniger stark gegen das eingespannte Werkzeug 6 gedrückt und
so eine Dichtung zwischen Werkzeug 6 und Fluidanschlussstück 18 erreicht.
Nach dem Herunterdrücken
des Werkzeugs 6 gegen die Federkraft wird das Werkzeug 6 in
der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 thermisch
oder mechanisch eingespannt. Dieser Befestigungsvorgang ist gleichzeitig
der Befestigungsvorgang des Fluidanschlussstücks 18, das erst durch
ein unbewegliches Werkzeugs 6 selbst fest und unverlierbar
in seiner Sollposition gehalten ist.
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Bei
dem in 12 gezeigten Werkzeugfutter 2 ist
ein als O-Ring ausgeführtes elastisches
Pressmittel 88 aus einem Elastomer in einer Ausnehmung 90 des
Haltekanals 64 gehalten. Bei einem Herunterdrücken des
Werkzeugs 6 in der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 wird das
Fluidanschlussstück 18,
das beispielsweise auf dem Steckmittel 14 gehalten ist, heruntergedrückt, bis
das Positioniermittel 8 an der Sollposition blockiert und
ein weiteres Herunterdrücken
verhindert. Eine Dichtung zwischen dem Werkzeugfutter 2 und
dem Fluidanschlussstück 18 wird über eine
radiale Außenfläche 92 des
Schafts 62 in Verbindung mit dem O-Ring erreicht.
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In 13 ist
das gleiche Dichtprinzip wie in 12 gezeigt,
wobei drei jeweils als O-Ringe aus Elastomer ausgeführte Pressmittel 88 in
korrespondierenden als Nut geformte Ausnehmungen 90 gehalten
sind, die in die Aufweitung 84 der Werkzeugaufnahmeöffnung 4 eingebracht
sind. Durch die Vielzahl der O-Ringe kann das Fluidanschlussstück 18 in einem
weiten Bereich vom Werkzeug 6 verschoben werden, ohne dass
die Dichtwirkung zwischen Fluidanschlussstück 18 und Werkzeugfutter 2 beeinträchtigt wird.
Eine Dichtung kommt über
die radiale Außenfläche 20 des
Fluidanschlussstück 18 zustande.
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In
dem in 14 gezeigten Werkzeugfutter 2 ist
das Pressmittel 88 in eine Ausnehmung 94, die
als keilförmige
Ringnut im Haltekanal 64 ausgeführt ist, eingelegt. Wird das
Fluidanschlussstück 18 von
einer auf der rechten Seite der 14 gezeigten
oberen Stellung beispielsweise vom Werkzeug 6 nach unten gedrückt, so
nimmt es den O-Ring von seiner oberen und im Wesentlichen entspannten
Stellung nach unten mit und klemmt ihn zwischen seiner Außenfläche 92 und
dem verjüngenden
Ende der Ausnehmung 94 ein, wie auf der linken Seite der 14 gezeigt
ist. Bei einem Herausdrücken
des Fluidanschlussstücks 18 nach
oben wird der O-Ring wiederum mitgeführt und kehrt in seine obere,
entspannte Stellung zurück. Eine
Dichtwirkung des O-Rings wird durch Kühlflüssigkeit, die ggf. von oben
auf den eingeklemmten O-Ring drückt,
zusätzlich
verstärkt.
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Wie
bei dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird auch in den in den 12–14 dargestellten
Ausführungsbeispielen
das Werkzeug 6 und das Fluidanschlussstück 18 in einem gemeinsamen
Befestigungsvorgang im Werkzeugfutter 2 befestigt, wenn
das Werkzeug 6 befestigt wird und damit dem Fluidanschlussstück 18 seine
endgültige
Position gibt.
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- 2
- Werkzeugfutter
- 4
- Werkzeugaufnahmeöffnung
- 6
- Werkzeug
- 8
- Positioniermittel
- 10
- Axialrichtung
- 12
- Antrieb
- 14
- Steckmittel
- 16
- Kanal
- 18
- Fluidanschlussstück
- 20
- Außenfläche
- 22
- Haltemittel
- 24
- Außenfläche
- 26
- Aufnahmebereich
- 28
- Messmittel
- 30
- Element
- 32
- Steuereinheit
- 34
- Werkzeugaufnahmebereich
- 36
- Schaft
- 38
- Innenfläche
- 40
- Carbonrohr
- 42
- Übergaberohr
- 44
- Mutter
- 46
- Dichtung
- 48
- Quernut
- 50
- Kanal
- 52
- Fluidanschlussstück
- 54
- Fluidanschlussstück
- 56
- Fluidanschlussstück
- 58
- Vertiefung
- 60
- Dichtfläche
- 62
- Schaft
- 64
- Haltekanal
- 66
- Auflagefläche
- 68
- Fase
- 70
- Außenfläche
- 72
- Außenfläche
- 74
- Positioniermittel
- 76
- Feder
- 78
- Lager
- 80
- Lager
- 82
- Werkzeuggreifer
- 84
- Aufweitung
- 86
- Pressmittel
- 88
- Pressmittel
- 90
- Ausnehmung
- 92
- Außenfläche
- 94
- Ausnehmung