DE102014225914B3 - Kupplungsanordnung mit Einstellfläche - Google Patents

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Abstract

Kupplungsanordnung umfassend eine Werkzeugaufnahme zur Anordnung in einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine und ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung mit einer senkrecht zu einer Mittellängsachse angeordneten Stirnseite, an und/oder in deren Umfang wenigstens ein Schneidelement anordenbar ist, wobei das Werkzeug einen Werkzeugschaft und einen Werkzeugflansch zur Verbindung des Werkzeugs mit der Werkzeugaufnahme aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug am Werkzeugflansch auf seiner der Stirnseite abgewandten Seite eine sphärische Einstellfläche aufweist, wobei die Werkzeugaufnahme eine sphärische Gegeneinstellfläche aufweist, wobei die Einstellfläche und die Gegeneinstellfläche derart miteinander korrespondieren, dass die Mittellängsachse des Werkzeugs zu einer Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme einstellbar, insbesondere verkippbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung umfassend eine Werkzeugaufnahme zur Anordnung in einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine und ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung mit einer senkrecht zu einer Mittellängsachse angeordneten Stirnseite, an und/oder in deren Umfang wenigstens ein Schneidelement anordenbar ist, wobei das Werkzeug einen Werkzeugschaft und einen Werkzeugflansch zur Verbindung des Werkzeugs mit der Werkzeugaufnahme aufweist.
  • Derartige Kupplungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt. Dabei ist oftmals eine Werkzeugaufnahme vorgesehen, die einen senkrecht zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme angeordneten Flansch aufweist, wobei ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung vorgesehen ist, das zur Verschraubung mit der Werkzeugaufnahme ebenfalls einen senkrecht zur Mittellängsachse des Werkzeugs angeordneten Flansch aufweist. Wenn die beiden Flansche miteinander verschraubt werden, ist es dabei möglich, eine Verschiebung des Werkzeugs zur Werkzeugaufnahme in der Flanschebene vorzunehmen. Somit kann eine Mittellängsachse des Einstellkörpers zu einer Mittellängsachse des Grundkörpers parallel verschoben werden.
  • Die DE 41 27 770 A1 und die DE 197 36 741 A1 betreffen beispielsweise verschiedene Ausführungen von Kupplungsanordnungen mit parallel verschiebbaren Werkzeugen bzw. Werkzeughaltern. In der DE 10 2011 104 982 B4 wird ein Werkzeug mit neigbarer Mittellängsachse vorgeschlagen. Aus der DE 10 2007 011 193 B3 und der DE 30 42 939 C2 sind Kupplungsanordnungen bekannt, bei denen Winkelfehler mit sphärischen Führungsflächen im Zusammenhang mit einem Pendelfutter ausgeglichen werden können. Die DE 101 14 240 A1 zeigt eine Kupplungsanordnung, bei der ein Werkzeug eine gestufte Bohrung und eine Werkzeugaufnahme einen gestuften Bolzen aufweisen.
  • Dabei hat es sich jedoch insbesondere als schwierig erwiesen, eine präzise Einstellung des Werkzeugs zur Werkzeugaufnahme zu bewerkstelligen. Insbesondere bei so genannten Finishing-Bearbeitungsschritten ist jedoch eine hohe Präzision notwendig. Darüber hinaus ist die Verbindung nicht besonders stabil.
  • Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Kupplungsanordnung bereitzustellen, bei der eine präzise Einstellung des Werkzeugs gegenüber der Werkzeugaufnahme auf einfache und sichere Art ermöglicht werden kann, wobei eine stabile Verbindung von Werkzeug und Werkzeugaufnahme gewährleistet werden soll.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine solche Kupplungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeug am Werkzeugflansch auf seiner der Stirnseite abgewandten Seite eine sphärische Einstellfläche aufweist, wobei die Werkzeugaufnahme eine sphärische Gegeneinstellfläche aufweist, wobei die Einstellfläche und die Gegeneinstellfläche derart miteinander korrespondieren, dass die Mittellängsachse des Werkzeugs zu einer Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme einstellbar, insbesondere verkippbar ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Einstellfläche konkav ausgebildet ist und wenn die Gegeneinstellfläche konvex ausgebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Einstellfläche konvex und die Gegeneinstellfläche konkav ausgebildet ist. Durch die Balligkeit bzw. Sphärigkeit kann eine Verkippung des Werkzeugs zur Einstellung der Mittellängsachse gegenüber der Werkzeugaufnahme um wenige Grad ermöglicht werden. Dies erlaubt eine präzise Einstellung von bspw. Finishing-Werkzeugen zur abschließenden Oberflächenbearbeitung.
  • Eine erste vorteilhafte Weiterbildung der Kupplungsanordnung sieht vor, dass das Werkzeug auf seiner der Stirnseite abgewandten Seite eine gestufte Bohrung aufweist, die von der Einstellfläche ausgeht und sich in den Werkzeugschaft erstreckt, wobei die gestufte Bohrung sich zur Stirnseite hin stufenweise verjüngt und konzentrisch zur Mittellängsachse des Werkzeugs angeordnet ist und wobei die Werkzeugaufnahme einen gestuften Bolzen aufweist, der konzentrisch zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme angeordnet ist. Der gestufte Bolzen erhebt sich vorzugsweise von der Gegeneinstellfläche.
  • Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die gestufte Bohrung zur Stirnseite hin einen ersten, zweiten und einen dritten Bohrungsabschnitt aufweist und dass der Bolzen hin zu seinem freien Ende einen ersten, zweiten und einen dritten Bolzenabschnitt aufweist. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Bolzen am Werkzeug angeordnet ist und die Werkzeugaufnahme entsprechend eine gestufte Bohrung aufweist.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass das Werkzeug mantelseitig am Werkzeugschaft im Bereich des der Stirnseite zugewandten Endes wenigstens eine radial schräg zur Mittellängsachse des Werkzeugs angeordnete erste Einstellbohrung mit einem Innengewinde zur Aufnahme einer Madenschraube aufweist, die in den dritten Bohrungsabschnitt mündet. Vorteilhafterweise sind vier derartige erste Einstellbohrungen vorgesehen, die über den Umfang einer Mantelfläche des Werkzeugs verteilt angeordnet. Die Verteilung erfolgt vorzugsweise in einem Winkel von 90° zueinander. Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste Einstellbohrung in einem Winkel von 6 bis 10° zu einer senkrecht zur Mittellängsachse des Werkzeugs angeordneten Ebene angeordnet ist.
  • Besonders bevorzugt ist es ferner, wenn das Werkzeug mantelseitig am Werkzeugschaft im Bereich des dem Werkzeugflansch zugewandten Endes wenigstens eine radial schräg zur Mittellängsachse des Werkzeugs angeordnete zweite Einstellbohrung mit einem Innengewinde zur Aufnahme einer Madenschraube aufweist, die in den ersten Bohrungsabschnitt mündet. Vorteilhafterweise sind wiederum vier derartige zweite Einstellbohrungen vorgesehen, die über den Umfang der Mantelfläche des Werkzeugs verteilt angeordnet. Die Verteilung erfolgt auch hier bevorzugt in einem Winkel von 90° zueinander. Die zweite Einstellbohrung kann in einer bevorzugten Weise in einem Winkel von 2 bis 5° zu einer senkrecht zur Mittellängsachse des Werkzeugs angeordneten Ebene angeordnet werden.
  • Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahme am freien Ende des gestuften Bolzens einen konischen Fixierabschnitt aufweist, der sich zum freien Ende des Bolzens hin aufweitet. Vorteilhafterweise ist der konische Fixierabschnitt in einem Winkel von etwa 6 bis 10° zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme angeordnet. Der konische Fixierabschnitt ist dabei derart geneigt, dass eine in die erste Einstellbohrung eingeschraubte Madenschraube stirnseitig gegen den konischen Fixierabschnitt wirken kann, so dass eine erste Einstellung bzw. Verkippung der Mittellängsachse des Werkzeugs zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme erreicht werden kann.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der konische Fixierabschnitt in einem Querschnitt senkrecht zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme als regelmäßiges Achteck ausgebildet ist. Somit kann erreicht werden, dass der konische Fixierabschnitt von acht Fixierflächen gebildet wird.
  • Vorteilhafterweise sind in den ersten Bolzenabschnitt vier am Umfang des Bolzens gleichmäßig verteilte zur Mittellängsachse geneigte ebene Einstellflächen eingelassen. Die Einstellflächen sind vorzugsweise in einem Winkel von 90° zueinander in einer Ebene senkrecht zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme angeordnet. Vorteilhafterweise sind die Einstellflächen derart in den ersten Bolzenabschnitt eingelassen, dass sich der Bolzenabschnitt im Bereich der Einstellflächen zum freien Ende hin aufweitet. Die Einstellflächen sind dabei derart geneigt, dass in die zweite Einstellbohrung eingeschraubte Madenschrauben stirnseitig gegen die Einstellflächen wirken können, so dass eine zweite Einstellung bzw. Verkippung der Mittellängsachse des Werkzeugs zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme erreicht werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Kupplungsanordnung sieht vor, dass die Werkzeugaufnahme eine konzentrisch zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme angeordnete Kühlmitteleinlassbohrung aufweist, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Somit kann Kühlmittel von einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine in die Werkzeugaufnahme der Kupplungsanordnung eingeleitet werden.
  • Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Werkzeugaufnahme wenigstens einen Kühlmittelauslass aufweist, der in einen Übergangsbereich zwischen Bolzen und Gegeneinstellfläche mündet und mit der Kühlmitteleinlassbohrung der Werkzeugaufnahme fluidisch verbunden ist. Somit kann Kühlmittel von einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine durch die Kühlmitteleinlassbohrung der Werkzeugaufnahme in den Übergangsbereich zwischen Bolzen und Gegeneinstellfläche geleitet werden. Vorteilhafterweise erfolgt die fluidische Verbindung durch wenigstens eine in einem Winkel von etwa 45° zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme angeordnete Radialbohrung, die einerseits in die Kühlmitteleinlassbohrung und andererseits in den Kühlmittelauslass mündet.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Werkzeugaufnahme an der Gegeneinstellfläche radial außen wenigstens eine Gewindebohrung aufweist, die zur Mittellängsachse der Werkzeugaufnahme hin geneigt ist, und wenn das Werkzeug im Werkzeugflansch wenigstens eine Durchgangsbohrung aufweist, die sich von einer der Einstellfläche abgewandten Seite des Werkzeugflanschs zur Einstellfläche erstreckt. Vorteilhafterweise sind mehrere, vorzugsweise sechs derartige Gewindebohrungen und Durchgangsbohrungen vorgesehen. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Gewindebohrungen und Durchgangsbohrungen kreisförmig konzentrisch zur Mittellängsachse des Werkzeugs bzw. der Werkzeugaufnahme angeordnet sind und jeweils in einem Winkel von etwa 60° zueinander angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind die Durchgangsbohrungen dabei derart angeordnet, dass bei an der Werkzeugaufnahme angeordnetem Werkzeug die Durchgangsbohrungen mit den Gewindebohrungen derart koaxial ausgerichtet werden können, dass der Werkzeugflansch mittels durch die Durchgangsbohrungen hindurchgesteckter, in die Gewindebohrungen eingeschraubter Schrauben mit der Werkzeugaufnahme verschraubt werden kann.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Werkzeug an der Einstellfläche wenigstens eine nach radial außen verlaufende Radialnut aufweist, die parallel zu einer Oberfläche der Einstellfläche angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn vier derartige Radialnuten vorgesehen sind, die im Querschnitt rechteckig ausgebildet sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Werkzeug eine radial außen in der Einstellfläche angeordnete Ringnut aufweist, die konzentrisch zur Mittellängsachse des Werkzeugs angeordnet ist und in welche die wenigstens eine Radialnut mündet. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Ringnut im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist.
  • Vorteilhafterweise weist das Werkzeug dann wenigstens eine Kühlmittelauslassbohrung auf, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, wobei die Kühlmittelauslassbohrung sich zwischen der Ringnut und einer dem Werkzeugschaft zugewandten Seite des Werkzeugflanschs erstreckt. Als vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, dass die Kühlmittelauslassbohrung zur Mittellängsachse des Werkzeugs hin zum Werkzeugschaft geneigt angeordnet ist.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung mit den Merkmalen des Anspruchs 15, sowie durch eine Werkzeugaufnahme mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, der anhand derer die in den Figuren dargestellte Ausführungsform näher beschrieben und erläutert ist.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung;
  • 2 einen Schnitt durch die Kupplungsanordnung gemäß 1 entlang der Linie A-A;
  • 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Schnitts gemäß 2;
  • 4 eine Schrägansicht einer Werkzeugaufnahme für eine Kupplungsanordnung gemäß der 1 bis 3;
  • 5 eine Seitenansicht der Werkzeugaufnahme gemäß 4;
  • 6 einen Ausschnitt eines Schnitts durch die Werkzeugaufnahme gemäß 4 entlang der Linie B-B;
  • 7 eine Seitenansicht eines Werkzeugs zur spanabhebenden Bearbeitung für eine Kupplungsanordnung gemäß der 1 bis 3;
  • 8 einen Schnitt durch das Werkzeug gemäß 7 entlang der Linie C-C; und
  • 9 eine Unteransicht des Werkzeugs gemäß der 7 und 8.
  • 1 zeigt eine Kupplungsanordnung 10, die eine Werkzeugaufnahme 12 zur Anordnung in einer in den Figuren nicht dargestellten Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine umfasst. Die Kupplungsanordnung 10 umfasst ferner ein Werkzeug 14 zur spanabhebenden Bearbeitung, mit einer senkrecht zu einer Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 angeordneten Stirnseite 18, an und/oder in deren Umfang in den Figuren nicht dargestellte Schneidelemente in dafür vorgesehenen Schneidaufnahmen 20 angeordnet werden können.
  • Das Werkzeug 14 weist einen Werkzeugflansch 22 und einen Werkzeugschaft 24 auf, wobei die Schneidaufnahmen 20 an einem freien Ende des Werkzeugschafts 24 an der Stirnseite 18 angeordnet sind. Das Werkzeug 14 ist, wie in 1 erkennbar, mittels sechs dafür am Werkzeugflansch 22 vorgesehener, kreisförmig konzentrisch zur Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 angeordneter Durchgangsbohrungen 26 mit der der Werkzeugaufnahme 12 verschraubt.
  • In 2, welche einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 1 zeigt, ist die Verbindung zwischen Werkzeugaufnahme 12 und Werkzeug 14 besser zu erkennen. Dort ist erkennbar, dass das Werkzeug 14 am Werkzeugflansch 22 auf seiner der Stirnseite 18 abgewandten Seite eine konkave sphärische bzw. ballige Einstellfläche 28 aufweist. Ferner ist zu erkennen, dass die Werkzeugaufnahme eine konvexe sphärische Gegeneinstellfläche 30 aufweist, die mit der Einstellfläche 28 korrespondiert. Insbesondere weisen die Einstellfläche 28 und die Gegeneinstellfläche 30 eine identische oder nahezu identische Krümmung derart auf, dass die Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 zu einer Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 einstellbar bzw. verkippbar ist.
  • Wie 2 ebenfalls zu entnehmen ist, weist das Werkzeug 14 auf seiner der Stirnseite 18 abgewandten Seite eine gestufte Bohrung 34 auf, die von der Einstellfläche 28 ausgeht und sich in den Werkzeugschaft 24 erstreckt. Die gestufte Bohrung 34 verjüngt sich zur Stirnseite 18 hin stufenweise und ist konzentrisch zur Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 angeordnet. Die Werkzeugaufnahme 12 weist im Gegenzug einen gestuften Bolzen 36 auf, der ebenfalls konzentrisch zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 angeordnet ist.
  • Die gestufte Bohrung 34 weist zur Stirnseite 18 hin einen ersten Bohrungsabschnitt 38, einen zweiten Bohrungsabschnitt 40 und einen dritten Bohrungsabschnitt 42 auf, wobei der gestufte Bolzen 36 hin zu einem freien Ende 44 einen ersten Bolzenabschnitt 46, einen zweiten Bolzenabschnitt 48 und einen dritten Bolzenabschnitt 50 aufweist.
  • Die Anordnung des Bolzens 36 in der gestuften Bohrung 34 ist im vergrößerten Ausschnitt des Schnitts gemäß 2 in 3 deutlich erkennbar.
  • 4 zeigt eine Schrägdarstellung der Werkzeugaufnahme 12 der Kupplungsanordnung 10 gemäß der 1 bis 3. Die Werkzeugaufnahme 12 weist dabei eine Standardschnittstelle 52 zur Verbindung der Werkzeugaufnahme 12 mit einer nicht dargestellten Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine auf.
  • 5 zeigt die Werkzeugaufnahme 12 in einer Seitenansicht bei Blick in Richtung des Pfeils 54 in 4. Die Standardschnittstelle 52 ist dabei ebenfalls deutlich zu erkennen. Ferner sind vier am Umfang des Bolzens 36 angeordnete, über den Umfang gleichmäßig verteilte Einstellflächen vorgesehen, die zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 geneigt sind.
  • 6 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch die Werkzeugaufnahme 12 gemäß 5 entlang der Linie B-B. Dort sind der Bolzen 36 und die drei Bolzenabschnitte 46, 48, 50 sowie die Gegeneinstellfläche 30 deutlich zu erkennen. Ferner ist zu erkennen, dass die Werkzeugaufnahme 12 eine konzentrisch zu ihrer Mittellängsachse 32 angeordnete Kühlmitteleinlassbohrung 56 aufweist, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist. Mittels der Kühlmitteleinlassbohrung 56 kann Kühlmittel von einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine in die Werkzeugaufnahme 12 eingeleitet werden. Die Werkzeugaufnahme 12 weist ferner einen vier Kühlmittelauslässe 58, die in einem Übergangsbereich zwischen Bolzen 36 und Gegeneinstellfläche 30 münden und mit der Kühlmitteleinlassbohrung 56 der Werkzeugaufnahme 12 jeweils fluidisch durch eine in einem Winkel 60 von etwa 45° zur Mittellängsachse geneigte Verbindungsbohrung 62 verbunden sind. Die Kühlmittelauslässe 58 münden in den 4 bis 6 in einen Wellenfreistich 64.
  • Der Bolzen 36 weist am ersten Bolzenabschnitt 46 einen ersten Außendurchmesser 66 auf, wobei er am zweiten Bolzenabschnitt 48 einen zweiten Außendurchmesser 68 aufweist und wobei er am dritten Bolzenabschnitt 50 einen dritten Außendurchmesser 70 aufweist. Der erste Außendurchmesser 66 ist größer als der zweite Außendurchmesser 68, welcher wiederum größer als der dritte Außendurchmesser 70 ist. Folglich verjüngt sich der Bolzen 36 stufenweise zu seinem freien Ende 44.
  • Der Bolzen 36 weist am freien Ende 44 einen in 6 erkennbaren konischen Fixierabschnitt 72 auf, der sich zum freien Ende 44 des Bolzens 36 hin aufweitet und in einem Winkel 73 zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 angeordnet ist. Der Fixierabschnitt 72 ist im Querschnitt senkrecht zur Mittellängsachse 32 als regelmäßiges Achteck ausgebildet, so dass sich insgesamt acht in 5 und 6 erkennbare Fixierflächen 74 bilden.
  • 7 zeigt eine Seitenansicht eines Werkzeugs 14 zur spanabhebenden Bearbeitung für eine Kupplungsanordnung 10 gemäß der 1 bis 3.
  • In 8 ist wiederum ein Schnitt durch das Werkzeug 14 gemäß 7 entlang der Linie C-C gezeigt.
  • Dort sind die Bohrungsabschnitte 38, 40, 42 der Bohrung 34 deutlich erkennbar. Am ersten Bohrungsabschnitt 38 weist die Bohrung 34 einen ersten Innendurchmesser 76 auf, wobei sie am zweiten Bohrungsabschnitt 40 einen zweiten Innendurchmesser 78 und am dritten Bohrungsabschnitt 42 einen dritten Innendurchmesser 80 aufweist, wobei der erste Innendurchmesser 76 größer ist als der zweite Innendurchmesser 78, welcher wiederum größer ist als der dritte Innendurchmesser 80, so dass sich die Bohrung 34 zur Stirnseite 18 des Werkzeugs 14 hin stufenweise verjüngt. Die Innendurchmesser 76, 78, 80 der Bohrung 34 sind dabei derart größer gewählt als die Außendurchmesser 66, 68, 70 des Bolzens 36, dass eine Verstellbarkeit der Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme erreicht werden kann. Eine Zentrierung erfolgt durch den Bolzen 36 in der Bohrung 34 nicht.
  • Ferner ist in 8 erkennbar, dass die Durchgangsbohrungen 26 in einem Winkel 82 zur Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 geneigt angeordnet sind. In 6 sind entsprechend acht in der Gegeneinstellfläche 30 kreisförmig angeordnete Gewindebohrungen 84 dargestellt, die ebenfalls in einem Winkel 86 zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 geneigt angeordnet sind. Der Winkel 82 entspricht dabei in etwa dem Winkel 86, so dass bei einen koaxialen Anordnung der Durchgangsbohrungen 26 und der Gewindebohrungen 84 eine Verschraubung des Werkzeugs 14 mit der Werkzeugaufnahme 12 erreicht werden kann, wobei eine gewisse Einstellbarkeit bzw. Verstellbarkeit der Mittellängsachsen 16, 32 erhalten bleibt.
  • Das Werkzeug 14 weist mantelseitig am Werkzeugschaft 24 im Bereich des der Stirnseite 18 zugewandten Endes vier radial schräg zur Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 angeordnete erste Einstellbohrungen 88 mit einem Innengewinde zur Anordnung von Madenschrauben auf, die in den dritten Bohrungsabschnitt 42 münden und als Durchgangsbohrung ausgebildet sind. Die ersten Einstellbohrungen 88 sind über den Umfang einer Mantelfläche des Werkzeugschafts 24 in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, wobei die ersten Einstellbohrungen 88 in einem Winkel 90 von etwa 6 bis 10° zu einer senkrecht zur Mittellängsachse 16 angeordneten Ebene 92 angeordnet sind.
  • Das Werkzeug 14 weist ferner mantelseitig am Werkzeugschaft 24 im Bereich des dem Werkzeugflansch 22 zugewandten Endes vier radial schräg zur Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 angeordnete zweite Einstellbohrungen 94 mit einem Innengewinde zur Anordnung von Madenschrauben auf, die in den ersten Bohrungsabschnitt 38 münden und als Durchgangsbohrung ausgebildet sind. Die zweiten Einstellbohrungen 94 sind über den Umfang einer Mantelfläche des Werkzeugschafts 24 in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet, wobei die zweiten Einstellbohrungen 94 in einem Winkel 90 von etwa 2 bis 5° zu einer senkrecht zur Mittellängsachse 16 angeordneten Ebene 98 angeordnet sind.
  • 9 zeigt eine Unteransicht des Werkzeugs 14 bei Blick in Richtung des Pfeils 100 in 8. Dort ist deutlich zu erkennen, dass das Werkzeug an der Einstellfläche 28 vier nach radial außen verlaufende Radialnuten 102 aufweist, die parallel zu einer Oberfläche der Einstellfläche 28 angeordnet sind. Die Radialnuten 102 sind im Querschnitt rechteckig ausgebildet.
  • Ferner weist das Werkzeug 14 eine radial außen in der Einstellfläche 28 angeordnete Ringnut 104 auf, die konzentrisch zur Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 angeordnet ist und in welche die Radialnuten 102 münden. Die Ringnut 104 ist im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet.
  • Das Werkzeug 14 weist darüber hinaus acht Kühlmittelauslassbohrungen 106 auf, die als Durchgangsbohrung ausgebildet sind, wobei sich die Kühlmittelauslassbohrungen zwischen der Ringnut 104 und einer dem Werkzeugschaft 24 zugewandten Seite des Werkzeugflanschs 22 erstrecken. Insbesondere sind die Kühlmittelauslassbohrungen 106 zur Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 hin zum Werkzeugflansch 22 derart geneigt, dass Kühlmittel im Betrieb auf im Eingriff stehende, an der jeweiligen Schneidaufnahme 20 angeordnete Schneidelemente geleitet werden kann.
  • Zur Befestigung bzw. Einstellung eines Werkzeugs 14 an einer Werkzeugaufnahme 12 wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird der Bolzen 36 in die Bohrung 34 eingeführt, so dass die Einstellfläche 28 an der Gegeneinstellfläche 30 zur Anlage kommt. Anschließend kann in einem ersten Einstellschritt über in den ersten Einstellbohrungen 88 angeordnete, in den Figuren nicht dargestellte Einstellmadenschrauben eine erste Einstellung der Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 erfolgen.
  • In einem zweiten Einstellschritt kann dann über in den zweiten Einstellbohrungen 94 angeordnete, in den Figuren nicht dargestellte Einstellmadenschrauben eine zweite Einstellung der Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 erfolgen.
  • Wenn die Mittellängsachsen 16, 32 zueinander angeordnet und ausgerichtet sind, kann dann in einem dritten Schritt ein Anziehen von durch die Durchgangsbohrungen 26 durchgesteckten, in den Figuren nicht dargestellten und in die Gewindebohrungen 84 einschraubbaren Befestigungsschrauben erfolgen.
  • Somit kann eine Kupplungsanordnung 10 bereitgestellt werden, bei der eine Verstellbarkeit der Mittellängsachse 16 des Werkzeugs 14 zur Mittellängsachse 32 der Werkzeugaufnahme 12 erfolgen kann, wobei gleichzeitig eine hohe Stabilität gewährleistet ist.
  • Wenn nun über die Kühlmitteleinlassbohrung 56 Kühlmittel von einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine in die Werkzeugaufnahme 14 eingeleitet wird, kann das Kühlmittel durch Verbindungsbohrungen 62 zu den Kühlmittelauslässen 58 geleitet werden. Da die Kühlmittelauslässe 58 in dem Freistich 64 münden kann das Kühlmittel von dort in Kühlmittelkanäle geleitet werden, welche zwischen der Gegeneinstellfläche 30 der Werkzeugaufnahme 12 und den Radialnuten 102, welche in der Einstellfläche 28 des Werkzeugs 14 angeordnet sind, ausgebildet werden. Diese Kühlkanäle bzw. die Radialnuten 102 münden in die Ringnut 104, so dass Kühlmittel über die Ringnut 104 zu den Kühlmittelauslassbohrungen 106 auf der dem Werkzeugschaft 24 zugewandten Seite des Werkzeugflanschs 22 geleitet werden kann.

Claims (16)

  1. Kupplungsanordnung (10) umfassend eine Werkzeugaufnahme (12) zur Anordnung in einer Antriebsspindel einer Werkzeugmaschine und ein Werkzeug (14) zur spanabhebenden Bearbeitung mit einer senkrecht zu einer Mittellängsachse (16) angeordneten Stirnseite (18), an und/oder in deren Umfang wenigstens ein Schneidelement anordenbar ist, wobei das Werkzeug (14) einen Werkzeugschaft (24) und einen Werkzeugflansch (22) zur Verbindung des Werkzeugs (14) mit der Werkzeugaufnahme (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) am Werkzeugflansch (22) auf seiner der Stirnseite (18) abgewandten Seite eine sphärische Einstellfläche (28) aufweist, wobei die Werkzeugaufnahme (14) eine sphärische Gegeneinstellfläche (30) aufweist, wobei die Einstellfläche (28) und die Gegeneinstellfläche (30) derart miteinander korrespondieren, dass die Mittellängsachse (16) des Werkzeugs (14) zu einer Mittellängsachse (32) der Werkzeugaufnahme (12) einstellbar, insbesondere verkippbar ist.
  2. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) auf seiner der Stirnseite (18) abgewandten Seite eine gestufte Bohrung (34) aufweist, die von der Einstellfläche (28) ausgeht und sich in den Werkzeugschaft (24) erstreckt, wobei die gestufte Bohrung (34) sich zur Stirnseite (18) hin stufenweise verjüngt und konzentrisch zur Mittellängsachse (16) des Werkzeugs (14) angeordnet ist und wobei die Werkzeugaufnahme (12) einen gestuften Bolzen (36) aufweist, der konzentrisch zur Mittellängsachse (32) der Werkzeugaufnahme (12) angeordnet ist.
  3. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gestufte Bohrung (34) zur Stirnseite (18) hin einen ersten, zweiten und einen dritten Bohrungsabschnitt (38, 40, 42) aufweist und dass der Bolzen (34) hin zu seinem freien Ende (44) einen ersten, zweiten und einen dritten Bolzenabschnitt (46, 48, 50) aufweist.
  4. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) mantelseitig am Werkzeugschaft (24) im Bereich des der Stirnseite (18) zugewandten Endes wenigstens eine radial schräg zur Mittellängsachse (16) des Werkzeugs (14) angeordnete erste Einstellbohrung (88) aufweist, die in den dritten Bohrungsabschnitt (42) mündet.
  5. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) mantelseitig am Werkzeugschaft (24) im Bereich des dem Werkzeugflansch (22) zugewandten Endes wenigstens eine radial schräg zur Mittellängsachse (16) des Werkzeugs (14) angeordnete zweite Einstellbohrung (94) aufweist, die in den ersten Bohrungsabschnitt (38) mündet.
  6. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (12) am freien Ende (44) des gestuften Bolzens (36) einen konischen Fixierabschnitt (72) aufweist, der sich zum freien Ende (44) des Bolzens (36) hin aufweitet.
  7. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Fixierabschnitt (72) in einem Querschnitt senkrecht zur Mittellängsachse (32) der Werkzeugaufnahme (12) als regelmäßiges Achteck ausgebildet ist.
  8. Kupplungsanordnung (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten Bolzenabschnitt (46) vier am Umfang des Bolzens (36) gleichmäßig verteilte zur Mittellängsachse (32) geneigte ebene Einstellflächen (54) eingelassen sind.
  9. Kupplungsanordnung (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (12) eine konzentrisch zur Mittellängsachse (32) der Werkzeugaufnahme (12) angeordnete Kühlmitteleinlassbohrung (56) aufweist, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist.
  10. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (12) wenigstens einen Kühlmittelauslass (58) aufweist, der in einen Übergangsbereich zwischen Bolzen (36) und Gegeneinstellfläche (30) mündet und mit der Kühlmitteleinlassbohrung (56) der Werkzeugaufnahme (12) fluidisch verbunden ist.
  11. Kupplungsanordnung (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (12) an der Gegeneinstellfläche (30) radial außen wenigstens eine Gewindebohrung (84) aufweist, die zur Mittellängsachse (32) der Werkzeugaufnahme (12) hin geneigt ist, und dass das Werkzeug (14) im Werkzeugflansch (22) wenigstens eine Durchgangsbohrung (26) aufweist, die sich von einer der Einstellfläche (28) abgewandten Seite des Werkzeugflanschs (22) zur Einstellfläche (28) erstreckt.
  12. Kupplungsanordnung (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) an der Einstellfläche (28) wenigstens eine nach radial außen verlaufende Radialnut (102) aufweist, die parallel zu einer Oberfläche der Einstellfläche (28) angeordnet ist.
  13. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) eine radial außen in der Einstellfläche (28) angeordnete Ringnut (104) aufweist, die konzentrisch zur Mittellängsachse (16) des Werkzeugs (14) angeordnet ist und in welche die wenigstens eine Radialnut (102) mündet.
  14. Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) wenigstens eine Kühlmittelauslassbohrung (106) aufweist, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, wobei die Kühlmittelauslassbohrung (106) sich zwischen der Ringnut (104) und einer dem Werkzeugschaft (24) zugewandten Seite des Werkzeugflanschs (22) erstreckt.
  15. Werkzeug (14) zur spanabhebenden Bearbeitung für eine Kupplungsanordnung (10) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
  16. Werkzeugaufnahme (12) für eine Kupplungsanordnung (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14.
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