DE102018108167A1 - toolholder - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter (30) für eine Werkzeugspindel (11), wobei der Werkzeughalter eine Spindelpartie (31) zur drehfesten Befestigung an der Werkzeugspindel (11), durch die der Werkzeughalter um seine Längsachse (L) dreh-antreibbar ist, und eine Werkzeugpartie (40) aufweist, an der ein Arbeitswerkzeug (12) oder eine Werkzeugaufnahme (44) für ein Arbeitswerkzeug (12) angeordnet ist, wobei zwischen der Werkzeugpartie (40) und der Spindelpartie Bewegungsaussparungen (50, 51) vorhanden sind, sodass die Werkzeugpartie (40) relativ zu der Spindelpartie quer zu der Längsachse (L) zu einem, insbesondere radialen, Ausrichten des Arbeitswerkzeugs (12) oder der Werkzeugaufnahme (44) quer zu der Längsachse (L) beweglich ist. Der Werkzeughalter weist eine zwischen der Spindelpartie und der Werkzeugpartie (40) angeordnete Schwingungsreduzierungseinrichtung (60) zur Reduzierung von durch die Beweglichkeit der Werkzeugpartie (40) relativ zu der Spindelpartie verursachten Schwingungen auf.The invention relates to a tool holder (30) for a tool spindle (11), wherein the tool holder a spindle portion (31) for non-rotatable attachment to the tool spindle (11), by which the tool holder about its longitudinal axis (L) is rotatably driven, and a Tool part (40) on which a working tool (12) or a tool holder (44) for a working tool (12) is arranged, wherein between the tool part (40) and the spindle portion movement recesses (50, 51) are present, so that the tool part (40) relative to the spindle portion transversely to the longitudinal axis (L) to a, in particular radial, alignment of the working tool (12) or the tool holder (44) transversely to the longitudinal axis (L) is movable. The tool holder has a vibration reduction device (60) arranged between the spindle section and the tool section (40) for reducing vibrations caused by the mobility of the tool section (40) relative to the spindle section.
Description
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für eine Werkzeugspindel, wobei der Werkzeughalter eine Spindelpartie zur drehfesten Befestigung an der Werkzeugspindel, durch die der Werkzeughalter um seine Längsachse dreh-antreibbar ist, und eine Werkzeugpartie aufweist, an der ein Arbeitswerkzeug oder eine Werkzeugaufnahme für ein Arbeitswerkzeug angeordnet ist, wobei zwischen der Werkzeugpartie und der Spindelpartie Bewegungsaussparungen vorhanden sind, sodass die Werkzeugpartie relativ zu der Spindelpartie quer zu der Längsachse zu einem, insbesondere radialen, Ausrichten des Arbeitswerkzeugs oder der Werkzeugaufnahme quer zu der Längsachse beweglich ist.The invention relates to a tool holder for a tool spindle, wherein the tool holder has a spindle portion for rotationally fixed attachment to the tool spindle, through which the tool holder is rotatably driven about its longitudinal axis, and a tool section, on which a working tool or a tool holder for a working tool is arranged in that there are movement recesses between the tool section and the spindle section, so that the tool section is movable relative to the spindle section transversely to the longitudinal axis to a, in particular radial, alignment of the working tool or the tool holder transversely to the longitudinal axis.
Derartige Werkzeughalter werden beispielsweise im Zusammenhang mit Feinbohrspindeln verwendet. Das Arbeitswerkzeug kann quer zur Längsachse und somit Drehachse des Werkzeughalters quer ausgerichtet werden, um eine maßgenauen Bearbeitung eines Werkstücks zu ermöglichen. Beispielsweise kann dadurch eine gezielte radiale Auslenkung eines Schneidwerkzeugs bezüglich der Drehachse der Werkzeugspindel eingestellt werden, um einen Bohrungsdurchmesser zu vergrößern oder zu verkleinern. In der Praxis können jedoch bei einem solchen System Schwingungen auftreten, die das Arbeitsergebnis verschlechtern oder sogar eine Werkstückbearbeitung unmöglich machen.Such tool holders are used, for example, in connection with fine boring spindles. The working tool can be transversely aligned transversely to the longitudinal axis and thus the axis of rotation of the tool holder, in order to allow a dimensionally accurate machining of a workpiece. For example, a targeted radial deflection of a cutting tool with respect to the axis of rotation of the tool spindle can be adjusted in order to increase or decrease a bore diameter. In practice, however, such a system may experience vibrations that degrade the work result or even make workpiece machining impossible.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Werkzeughalter bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention to provide an improved tool holder.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem Werkzeughalter der eingangs genannten Art vorgesehen, dass er eine zwischen der Spindelpartie und der Werkzeugpartie angeordnete Schwingungsreduzierungseinrichtung zur Reduzierung von durch die Beweglichkeit der Werkzeugpartie relativ zu der Spindelpartie verursachten Schwingungen aufweist.To solve the problem is provided in a tool holder of the type mentioned that it has a arranged between the spindle portion and the tool part vibration reduction device for reducing caused by the mobility of the tool part relative to the spindle section vibrations.
Die Erfindung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugspindel, insbesondere einer Feinbohrspindel und/oder einer anhand von Lagern mit einander berührenden Lagerflächen, beispielsweise anhand mindestens eines Gleitlagers oder Wälzlagers, gelagerten Werkzeugspindel, und einem an der Werkzeugspindel angeordneten oder anordenbaren Werkzeughalter dieser Art.The invention further relates to a machine tool having a tool spindle, in particular a fine boring spindle and / or a bearing surfaces contacting one another by means of bearings, for example by means of at least one sliding bearing or roller bearing, and a tool holder of this type arranged or arrangeable on the tool spindle.
Das Arbeitswerkzeug ist zweckmäßigerweise ein zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks geeignetes Arbeitswerkzeug, zum Beispiel ein Bohrwerkzeug, insbesondere eine Bohrstange oder Ausbohrstange, ein Fräser oder dergleichen.The working tool is expediently a working tool suitable for machining a workpiece, for example a drilling tool, in particular a boring bar or boring bar, a milling cutter or the like.
Das Arbeitswerkzeug kann einen integralen Bestandteil des Werkzeughalters bilden, sodass der Werkzeughalter als Ganzes auszuwechseln ist, wenn das Arbeitswerkzeug auszuwechseln ist. Es ist aber auch möglich, dass das Arbeitswerkzeug auswechselbar an der Werkzeugaufnahme anordenbar ist. Die Werkzeugaufnahme kann beispielsweise eine Hohlschaft-Kegel-Werkzeugaufnahme, eine Steilkegel-Werkzeugaufnahme sein oder auch eine andere typische Werkzeugaufnahme, die für Arbeitswerkzeuge zur maschinellen und/oder spanenden Bearbeitung von Werkstücken üblich ist.The work tool may form an integral part of the tool holder so that the tool holder is replaced as a whole when the work tool is to be replaced. But it is also possible that the working tool can be arranged replaceable on the tool holder. The tool holder can be, for example, a hollow shaft-cone tool holder, a steep taper tool holder or also another typical tool holder which is customary for working tools for machining and / or machining workpieces.
Die Längsachse des Werkzeughalters ist vorzugsweise koaxial zu einer Drehachse, um die der Werkzeughalter durch die Werkzeugspindel drehantreibbar ist.The longitudinal axis of the tool holder is preferably coaxial with a rotation axis about which the tool holder is rotatably driven by the tool spindle.
Die Werkzeugspindel ist vorzugsweise eine anhand von Wälzlagern oder Gleitlagern gelagerte Werkzeugspindel. Sie kann aber auch eine hydrostatisch gelagerte, aerostatisch gelagerte oder magnetgelagerte Werkzeugspindel sein. Zwar treten bei hydrostatisch gelagertem Werkzeugspindeln in der Tendenz weniger Schwingungen bei Verwendung von Werkzeughaltern auf, bei denen die Werkzeugaufnahme oder das Arbeitswerkzeug relativ zur Schwenkachse ausrichtbar ist. Aber auch bei hydrostatisch gelagerten, aerostatisch gelagerten oder magnetgelagerten Werkzeugspindeln zeigt der erfindungsgemäße Werkzeughalter Vorteile.The tool spindle is preferably a tool spindle mounted on the basis of rolling bearings or slide bearings. But it can also be a hydrostatically mounted, aerostatically mounted or magnetically mounted tool spindle. Although hydrostatically supported tool spindles tend to produce less vibration when using tool holders in which the tool holder or the working tool can be aligned relative to the pivot axis. But even with hydrostatically mounted, aerostatically mounted or magnet-mounted tool spindles of the tool holder according to the invention shows advantages.
Es ist ein Grundgedanke, direkt am Werkzeughalter Schwingungen zu reduzieren, sodass optimale Arbeitsergebnisse erzielbar sind. Durch eine oder mehrere Bewegungsaussparungen ist zwar die Werkzeugpartie relativ zur Spindelpartie beweglich, sodass sie quer zur Längsachse relativ zur Spindelpartie ausgerichtet werden kann. Diese Beweglichkeit wird jedoch durch die Schwingungsreduzierungseinrichtung sozusagen wieder gehemmt oder die dadurch möglichen Schwingungen in einen Frequenzbereich verschoben, in welchem sie bei der Werkstückbearbeitung nicht stören.It is a basic idea to reduce vibrations directly on the tool holder, so that optimum work results can be achieved. Although one or more movement recesses, the tool part is movable relative to the spindle part, so that it can be aligned transversely to the longitudinal axis relative to the spindle section. However, this mobility is inhibited, as it were, again by the vibration reducing device, or the vibrations which are possible as a result are shifted into a frequency range in which they do not interfere with workpiece machining.
Eine jeweilige Bewegungsaussparung kann eine Durchtrittsöffnung sein, die mit mindestens einer Richtungskomponente parallel zur Längsachse des Werkzeughalters durchlässig ist. Es ist aber auch möglich, dass eine Bewegungsaussparung lediglich eine Vertiefung oder eine Kavität ist. Der Boden einer Bewegungsaussparung kann durch eine dünnere Partie oder Membran, die sich zwischen der Werkzeugpartie und der Spindelpartie erstreckt, gebildet sein.A respective movement recess may be a passage opening, which is permeable with at least one directional component parallel to the longitudinal axis of the tool holder. But it is also possible that a movement recess is only a depression or a cavity. The bottom of a motion recess may be formed by a thinner portion or membrane extending between the tool portion and the spindle portion.
Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Schwingungsreduzierungseinrichtung mindestens einen Schwingungsreduzierungskörper aufweist, der ein schwingungsdämpfendes Material und/oder eine Feder aufweist oder dadurch gebildet ist. Der Schwingungsreduzierungskörper ist also ein von der Spindelpartie und der Werkzeugpartie separater Schwingungsreduzierungskörper, der eigens die Funktion der Schwingungsreduzierung erfüllt. Ohne weiteres möglich ist es, dass bei dem Werkzeughalter beides verwendet ist, nämlich eine Feder und ein schwingungsdämpfendes Material. Der Schwingungsreduzierungskörper kann auch ein hybrider Körper sein, der sowohl ein schwingungsdämpfendes Material als auch eine Feder umfasst. Das schwingungsdämpfende Material ist beispielsweise als Materialblock, als Füllmaterial für eine der Bewegungsaussparungen oder dergleichen ausgestaltet oder geformt.It is advantageously provided that the vibration reduction device has at least one vibration reduction body which contains a vibration damping material and / or or comprises or is formed by a spring. The vibration reducing body is thus a separate from the spindle part and the tool part vibration reduction body, which specifically fulfills the function of vibration reduction. It is readily possible that both are used in the tool holder, namely a spring and a vibration-damping material. The vibration reducing body may also be a hybrid body comprising both a vibration damping material and a spring. The vibration damping material is configured or shaped, for example, as a material block, as a filling material for one of the movement recesses or the like.
Der Schwingungsreduzierungskörper kann weicher oder nachgiebiger als ein Material der Spindelpartie und/oder der Werkzeugpartie sein, welches die Bewegungsaussparung begrenzt. Bei dem Material handelt es sich beispielsweise um Stahl. Es ist aber auch möglich, dass der Schwingungsreduzierungskörper eine höhere Steifigkeit aufweist als die Spindelpartie oder die Werkzeugpartie oder beide im Bereich der Bewegungsaussparung, sodass er im Sinne einer Aussteifung wirkt. Auch eine Aussteifung kann eine schwingungsreduzierende Wirkung haben.The vibration reduction body may be softer or more compliant than a material of the spindle portion and / or the tool part which limits the motion recess. The material is, for example, steel. But it is also possible that the vibration reducing body has a higher rigidity than the spindle part or the tool part or both in the region of the movement recess, so that it acts in the sense of a stiffener. A stiffener can also have a vibration-reducing effect.
Beispielsweise kann das schwingungsdämpfende Material ein Elastomer umfassen oder dadurch gebildet sein. Das Elastomer umfasst beispielsweise Gummi und/oder Kautschuk oder einen dergleichen elastisch nachgiebigen Kunststoff. Die Feder ist vorzugsweise eine metallische Feder, insbesondere eine Blattfeder oder Schraubenfeder, oder ist dadurch gebildet. Weiter ist es möglich, dass ein Elastomer oder Elastomer-Körper als Feder vorgesehen ist.For example, the vibration damping material may comprise or be formed by an elastomer. The elastomer comprises, for example, rubber and / or rubber or a similar elastically yielding plastic. The spring is preferably a metallic spring, in particular a leaf spring or coil spring, or is formed thereby. Further, it is possible that an elastomer or elastomeric body is provided as a spring.
Das schwingungsdämpfende Material kann aber auch einen Schaum, insbesondere einen sogenannten technischen Schaum, umfassen oder dadurch gebildet sein.However, the vibration-damping material may also comprise or be formed by a foam, in particular a so-called technical foam.
Ein bevorzugtes Konzept sieht vor, dass der Schwingungsreduzierungskörper mindestens zwei voneinander verschiedene schwingungsdämpfende oder federnde, insbesondere in Schichten übereinander oder nebeneinander angeordnete, Materialien aufweist. So kann beispielsweise sandwichartig zwischen schwingungsdämpfenden Materialien mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften eine insbesondere metallische Feder angeordnet sein. Ferner ist es möglich, dass schwingungsdämpfende Materialien mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften schichtartig angeordnet sind, wobei eine Schicht beispielsweise näher bei der Werkzeugpartie oder an der Werkzeugpartie, die andere Schicht näher bei der Spindelpartie oder an der Spindelpartie angeordnet ist.A preferred concept provides that the vibration reduction body has at least two mutually different vibration damping or resilient, in particular in layers one above the other or juxtaposed, materials. Thus, for example, sandwiched between vibration damping materials with different damping properties a particular metallic spring can be arranged. Furthermore, it is possible for vibration damping materials with different damping properties to be arranged in layers, one layer being arranged closer to the tool part or to the tool part for example, the other layer closer to the spindle part or to the spindle part.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der mindestens eine Schwingungsreduzierungskörper neben und/oder in einer der Bewegungsaussparungen angeordnet ist. Der Schwingungsreduzierungskörper kann beispielsweise vollständig in der Bewegungsaussparung aufgenommen sein. Es ist auch möglich, dass der Schwingungsreduzierungskörper mit einem Teilabschnitt in die Bewegungsaussparung eingreift und mit einem anderen Teilabschnitt vor oder neben der Bewegungsaussparungen angeordnet ist. Weiterhin ist es möglich, dass der Schwingungsreduzierungskörper neben der Bewegungsaussparung angeordnet ist und in diese nicht eingreift, insbesondere die Bewegungsaussparung sozusagen überbrückt.It is advantageously provided that the at least one vibration reduction body is arranged next to and / or in one of the movement recesses. For example, the vibration reducing body may be completely received in the moving recess. It is also possible that the vibration reduction body engages with a partial section in the movement recess and is arranged with a different section before or next to the movement recesses. Furthermore, it is possible that the vibration reduction body is arranged next to the movement recess and does not engage in this, in particular bridging the movement recess so to speak.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn neben und/oder in sämtlichen Bewegungsaussparungen Schwingungsreduzierungskörper angeordnet sind. Es ist aber prinzipiell auch möglich, dass eine oder mehrere Bewegungsaussparungen keine Komponenten der Schwingungsreduzierungseinrichtung aufweisen.It is also advantageous if, next to and / or in all movement recesses, vibration reduction bodies are arranged. However, it is also possible in principle that one or more movement recesses have no components of the vibration reduction device.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der mindestens eine Schwingungsreduzierungskörper, beispielsweise in einem Bereich neben und/oder unmittelbar in der Bewegungsaussparung, mit der Spindelpartie und/oder der Werkzeugpartie stoffschlüssig und/oder durch eine Vulkanisierung und/oder durch einen Spritzvorgang und/oder einen Gussvorgang verbunden ist. So ist es beispielsweise möglich, Kautschuk, Gummi oder dergleichen durch eine Vulkanisierung mit der Spindelpartie oder der Werkzeugpartie zu verbinden. Möglich ist auch, dass beispielsweise eine Bewegungsaussparung mit einem Elastomer oder einem sonstigen nachgiebigen Kunststoff vergossen wird oder dass ein Elastomer oder Kunststoff an die Werkzeugpartie und/oder Spindelpartie angespritzt wird. Eine stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise eine Verklebung, Verschweißung oder dergleichen vorsehen. Auch ein additives Anfügen des Schwingungsreduzierungskörpers an die Spindelpartie und/oder die Werkzeugpartie ist möglich.Appropriately, it is provided that the at least one vibration reduction body, for example in a region next to and / or directly in the movement recess, integrally connected to the spindle section and / or the tool section and / or by a vulcanization and / or by an injection process and / or a casting process is. Thus, for example, it is possible to connect rubber, rubber or the like by vulcanization with the spindle part or the tool part. It is also possible that, for example, a movement recess is cast with an elastomer or another flexible plastic or that an elastomer or plastic is injected onto the tool section and / or spindle section. A cohesive connection can for example provide an adhesive bond, welding or the like. An additive addition of the vibration reduction body to the spindle section and / or the tool section is also possible.
Der Schwingungsreduzierungskörper wird vorzugsweise additiv zu einem die Spindelpartie und/oder Werkzeugpartie bildenden Grundkörper hergestellt, beispielsweise durch dreidimensionalen Druck, Gießen, Spritzen oder dergleichen.The vibration-reducing body is preferably produced in addition to a main body forming the spindle section and / or tool section, for example by three-dimensional pressure, casting, spraying or the like.
Der Schwingungsreduzierungskörper weist vorteilhaft mindestens eine von der Kontur der Bewegungsaussparung, welcher der Schwingungsreduzierungskörper zugeordnet ist oder in der der Schwingungsreduzierungskörper angeordnet ist, abweichende Außenkontur und/oder mindestens eine Aussparung oder Segmentierung auf. Der mindestens eine Schwingungsreduzierungskörper kann Segmente, Aussparungen oder dergleichen andere zur Anpassung der Schwingungseigenschaften oder Einstellung der Schwingungsreduzierung geeignete Konturen aufweisen.The vibration reducing body advantageously has at least one of the contour of the movement recess, which is associated with the vibration reduction body or in which the vibration reduction body is arranged, deviating outer contour and / or at least one recess or segmentation. The at least one vibration reduction body may be segments, recesses or the like have suitable contours for adjusting the vibration characteristics or setting the vibration reduction.
Der mindestens eine Schwingungsreduzierungskörpers kann bezüglich seiner Haupterstreckungsrichtung oder Längsachse radial zur Längsachse des Werkzeughalters und/oder radial zur Drehachse der Werkzeugspindel verlaufen, aber auch in einem Winkel zu einer Radialen. Weiterhin können zueinander parallele Schwingungsreduzierungskörper vorgesehen sein. Durch eine geeignete Orientierung der Haupterstreckungsrichtung oder Längsachse eines Schwingungsreduzierungskörpers bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters sind Dämpfungseigenschaften der Schwingungsreduzierung Einrichtung einstellbar.The at least one vibration reduction body may extend radially with respect to its main direction of extension or longitudinal axis to the longitudinal axis of the tool holder and / or radially to the axis of rotation of the tool spindle, but also at an angle to a radial. Furthermore, mutually parallel vibration reduction bodies can be provided. By a suitable orientation of the main extension direction or longitudinal axis of a vibration reduction body with respect to the longitudinal axis of the tool holder damping properties of the vibration reduction device are adjustable.
Ein vorteilhaftes Konzept sieht vor, dass der mindestens eine Schwingungsreduzierungskörper durch einen Fixierkörper an der Werkzeugpartie oder der Spindelpartie lösbar befestigt ist. Der Fixierkörper ist beispielsweise anhand einer Verschraubung und/oder einer Verklemmung an der Werkzeugpartie oder der Spindelpartie lösbar befestigt. Somit ist es möglich, den Schwingungsreduzierungskörper sozusagen abseits der Spindelpartie und der Werkzeugpartie des Werkzeughalters herzustellen und dann an dem Werkzeughalter anhand des Fixierkörpers zu befestigen. So ist beispielsweise eine Formgebung oder Formgestaltung, eine Herstellung oder dergleichen des Schwingungsreduzierungskörpers vereinfacht. Zugleich kann er bei Verschleiß oder bei einer anderen technischen Anforderung leicht gegen einen anderen Schwingungsreduzierungskörper ausgetauscht werden, wenn der Fixierkörper zuvor gelöst wird. Ohne weiteres können mehrere oder mehrteilige Fixierkörper vorgesehen sein.An advantageous concept provides that the at least one vibration-reducing body is detachably fastened by a fixing body to the tool part or the spindle part. The fixing body is releasably secured, for example, by means of a screw connection and / or a clamping on the tool part or the spindle part. Thus, it is possible to produce the vibration reduction body so to speak off the spindle portion and the tool part of the tool holder and then to attach to the tool holder based on the fixing body. For example, molding or molding, manufacturing or the like of the vibration reducing body is simplified. At the same time it can be easily replaced by another vibration reduction body when worn or other technical requirement when the fixing is previously solved. Without further notice, several or more part fixing bodies can be provided.
Der Fixierkörper kann beispielsweise eine Schraube, einen Schraubbolzen, ein Niet oder dergleichen umfassen. Weiterhin kann der Fixierkörper ein Druckstück, insbesondere eine Druckplatte, einen Druckstab oder dergleichen, zum Belasten des Schwingungsreduzierungskörpers mit Druck umfassen. Somit ist der Schwingungsreduzierungskörper durch den Fixierkörper beispielsweise hinsichtlich seiner schwingungsdämpfenden oder schwingungsreduzierenden Eigenschaften abstimmbar. Der Fixierkörper kann auch eine ringförmiger oder teilringförmiger Halter sein oder einen derartigen Halter aufweisen. Der Halter kann beispielsweise bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters von radial außen am Werkzeughalter montiert werden. Es ist auch möglich, dass der Halter beispielsweise an einer sich quer zur Längsachse erstreckenden Stirnseite der Spindelpartie oder der Werkzeugpartie oder beiden angeordnet oder montiert ist.The fixing body may comprise, for example, a screw, a bolt, a rivet or the like. Furthermore, the fixing body may comprise a pressure piece, in particular a pressure plate, a pressure rod or the like, for loading the vibration reduction body with pressure. Thus, the vibration reduction body is tunable by the fixing body, for example, in terms of its vibration damping or vibration-reducing properties. The fixing body may also be an annular or partially annular holder or have such a holder. The holder can be mounted, for example, with respect to the longitudinal axis of the tool holder from the outside radially on the tool holder. It is also possible for the holder to be arranged or mounted, for example, on an end face of the spindle section or of the tool section or both extending transversely to the longitudinal axis.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine Schwingungsreduzierungskörper in der oder einer Bewegungsaussparung verklemmt ist. Dabei ist es möglich, dass der Schwingungsreduzierungskörper auch ohne den Fixierkörper in der Bewegungsaussparung verklemmt ist. Zusätzlich zu der Verklemmung kann aber auch ein Fixierkörper vorgesehen sein.It is also advantageous if the at least one vibration reduction body is jammed in the or a movement recess. It is possible that the vibration reduction body is clamped without the fixing in the motion recess. In addition to the deadlock but also a fixing can be provided.
Bevorzugt ist es, wenn an dem mindestens einen Schwingungsreduzierungskörper mindestens ein Gleitkörper, zum Beispiel eine Gleitschiene, eine Gleitplatte oder dergleichen, angeordnet ist, der aus einem gegenüber dem Schwingungsreduzierungskörper härteren und/oder weniger nachgiebigen Material besteht, beispielsweise aus Metall oder einem Hartkunststoff. Der Gleitkörper dient zum Einbringen des Schwingungsreduzierungskörpers in eine Bewegungsaussparung. Der Gleitkörper kann zum Entlanggleiten an einer Fläche der Bewegungsaussparung, einer Kante der Bewegungsaussparung und/oder an einer mit der Bewegungsaussparung kommunizierenden Fläche vorgesehen und/oder ausgestaltet sein. Bevorzugt ist es, wenn der Schwingungsreduzierungskörper sandwichartig zwischen zwei derartigen Gleitkörpern, beispielsweise Gleitplatten angeordnet ist. Es ist möglich, dass der Schwingungsreduzierungskörper beispielsweise durch Betätigen der Gleitkörper zueinander hin komprimiert wird, sodass er in die Bewegungsaussparung eingebracht werden kann.It is preferred if at least one sliding body, for example a sliding rail, a sliding plate or the like, is arranged on the at least one vibration-reducing body, which consists of a material which is harder and / or less flexible compared to the vibration-reducing body, for example of metal or a hard plastic. The slider is used for introducing the vibration reducing body in a movement recess. The slider may be provided and / or configured to slide along a surface of the motion recess, an edge of the motion recess, and / or a surface communicating with the motion recess. It is preferred if the vibration-reducing body is sandwiched between two such sliding bodies, for example sliding plates. It is possible that the vibration-reducing body is compressed toward each other, for example, by actuating the sliding bodies, so that it can be introduced into the movement recess.
Eine vorteilhafte Maßnahme sieht vor, dass der Werkzeughalter eine Halteaufnahme für den Schwingungsreduzierungskörper aufweist. Eine derartige Halteaufnahme kann an und/oder in einer der Bewegungsaussparungen angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Halteaufnahme neben der Bewegungsaussparung vorzusehen. Die Halteaufnahme ist vorzugsweise eine Steckaufnahme, in die der Schwingungsreduzierungskörper eingesteckt werden kann.An advantageous measure provides that the tool holder has a holding receptacle for the vibration reduction body. Such a holding receptacle can be arranged on and / or in one of the movement recesses. It is also possible to provide the holding receptacle next to the movement recess. The holding receptacle is preferably a plug-in receptacle into which the vibration-reducing body can be inserted.
Bevorzugt ist es, wenn die Halteaufnahme mit einer Fixieraufnahme, insbesondere einer Schraubaufnahme, für einen Fixierkörper zum Fixieren des Schwingungsreduzierungskörpers in der Halteaufnahme kommuniziert oder fluchtet. Die Fixieraufnahme eignet sich beispielsweise zum Einschrauben einer Schraube, mit der der Schwingungsreduzierungskörper in der Halteaufnahme fixierbar ist.It is preferred if the holding receptacle communicates with a fixing receptacle, in particular a screw receptacle, for a fixing body for fixing the vibration reducing body in the holding receptacle or is aligned. The fixing receptacle is suitable, for example, for screwing in a screw with which the vibration reduction body can be fixed in the holding receptacle.
Die Halteaufnahme weißt zweckmäßigerweise einen Halteabschnitt an der Spindelpartie und/oder einen Halteabschnitt an der Werkzeugpartie auf.The holding receptacle expediently has a holding section on the spindle section and / or a holding section on the tool section.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Halteaufnahme quer zu der Längsachse erstreckt. Eine Längsachse der Halteaufnahme verläuft beispielsweise radial bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters. Die Längsachse der Halteaufnahme kann aber auch quer zur Längsachse des Werkzeughalters in der Art einer Sehne, die quer zur Längsachse des Werkzeughalters verläuft, ausgerichtet sein.It is preferably provided that the holding receptacle extends transversely to the longitudinal axis. A longitudinal axis of the holding receptacle extends, for example, radially with respect to the longitudinal axis of the Toolholder. However, the longitudinal axis of the holding receptacle can also be aligned transversely to the longitudinal axis of the tool holder in the manner of a chord which extends transversely to the longitudinal axis of the tool holder.
Es ist vorteilhaft, wenn der Schwingungsreduzierungskörper formschlüssig in der Halteaufnahme aufgenommen ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Schwingungsreduzierungskörper an zumindest einem Bereich, insbesondere einem Längsendbereich, in der Halteaufnahme abgestützt ist, während ein dazu entgegengesetzter Bereich, insbesondere Längsendbereich, beispielsweise an einem Fixierkörper, insbesondere einer Schraube, abgestützt ist und/oder an einer Kontur der Halteaufnahme abgestützt ist. Es ist auch möglich, dass der Schwingungsreduzierungskörper mit seinem Außenumfang vollständig oder zumindest partiell an einem Innenumfang der Halteaufnahme abgestützt ist.It is advantageous if the vibration reduction body is received positively in the holding receptacle. Furthermore, it is advantageous if the vibration-reducing body is supported on at least one region, in particular a longitudinal end region, in the holding receptacle, while an opposing region, in particular longitudinal end region, for example, on a fixing body, in particular a screw, is supported and / or on a contour of Support receptacle is supported. It is also possible that the vibration reduction body is supported with its outer circumference completely or at least partially on an inner periphery of the holding receptacle.
Der Werkzeughalter weist vorteilhaft mindestens eine, insbesondere mit einer Halteaufnahme für den Schwingungsreduzierungskörper kommunizierende, Spannaufnahme, insbesondere Kompressionsaufnahme für einen Spannkörper auf, mit dem der Schwingungsreduzierungskörper in eine Vorspannung bringbar ist. In der Spannaufnahme kann kein Spannkörper angeordnet sein. Zur Abstimmung der Vorspannung des Schwingungsreduzierungskörpers kann jedoch in der Spannaufnahme mindestens ein Spannkörper angeordnet sein. Der Spannkörper ist beispielsweise ein scheibenförmiger oder plattenförmiger Körper. Der Spannkörper kann durch einen vorgenannten Fixierkörper gebildet sein. Es ist auch möglich, dass der Spannkörper und der Fixierkörper voneinander verschiedene Körper sind. Der Spannkörper ist vorzugsweise durch den Fixierkörper, insbesondere eine Schraube, relativ zu dem Schwingungsreduzierungskörper verstellbar.The tool holder advantageously has at least one, in particular with a holding receptacle for the vibration reduction body communicating, clamping receptacle, in particular compression receptacle for a clamping body, with which the vibration reduction body can be brought into a bias. In the clamping receptacle no clamping body can be arranged. To tune the bias of the vibration reduction body, however, at least one clamping body can be arranged in the clamping receptacle. The clamping body is for example a disk-shaped or plate-shaped body. The clamping body may be formed by an aforementioned fixing body. It is also possible that the clamping body and the fixing body are different bodies from each other. The clamping body is preferably adjustable by the fixing body, in particular a screw, relative to the vibration reducing body.
Die Werkzeugpartie ist vorzugsweise um eine zur Längsachse des Werkzeughalters quer verlaufende Schwenkachse bezüglich der Spindelpartie schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse kann in Bezug auf die Spindelpartie ortsfest sein, beispielsweise durch ein entsprechendes Gleitlager, Wälzlager oder dergleichen definiert sein. Es ist aber auch möglich, dass die Schwenkachse bezüglich der Spindelpartie nicht ortsfest ist, d. h. dass die Schwenkachse beispielsweise quer zu der Längsachse mindestens zwei voneinander verschiedene Positionen einnehmen kann. Die nicht ortsfeste Schwenkachse nimmt beispielsweise abhängig von einem Schwenkwinkel, um den die Werkzeugpartie relativ zur Spindelpartie verschwenkt ist, verschiedene Positionen quer zur Längsachse des Werkzeughalters ein. Eine derartige nicht ortsfeste Schwenkachse ergibt sich beispielsweise dann, wenn die Spindelpartie und die Werkzeugpartie einstückig sind und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.The tool part is preferably mounted so as to be pivotable relative to the spindle part about a pivot axis running transversely to the longitudinal axis of the tool holder. The pivot axis may be stationary with respect to the spindle portion, for example, be defined by a corresponding sliding bearing, rolling bearing or the like. But it is also possible that the pivot axis is not stationary with respect to the spindle section, d. H. that the pivot axis can assume, for example transversely to the longitudinal axis at least two mutually different positions. The non-stationary pivot axis takes, for example, depending on a pivot angle to which the tool part is pivoted relative to the spindle part, different positions transverse to the longitudinal axis of the tool holder. Such a non-stationary pivot axis results, for example, when the spindle portion and the tool part are integral and / or are materially interconnected.
Es ist vorteilhaft, wenn die Werkzeugpartie und die Spindelpartie durch mindestens zwei oder exakt zwei quer zur Längsachse verlaufende Verbindungsstege und/oder durch eine Membran miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstege oder die Membran sind mit der Werkzeugpartie und der Spindelpartie einstückig oder fest verbunden. Zwischen den Verbindungsstegen oder neben der Membran sind die Bewegungsaussparungen angeordnet oder verlaufen die Bewegungsaussparungen, sodass die Werkzeugpartie relativ zu der Spindelpartie durch Verformung, insbesondere Torsion, der Verbindungsstege bzw. der Membran quer zu der Längsachse bewegbar ist. Die zwischen der Werkzeugpartie und der Spindelpartie angeordneten Bewegungsaussparungen können die einzigen Bewegungsaussparungen sein. Es können aber auch weitere Bewegungsaussparungen vorhanden sein. Weiterhin sind mehr als zwei Verbindungsstege möglich, beispielsweise an einem Außenumfang der Werkzeugpartie über einen vorbestimmten Winkelbereich, beispielsweise 10-20° oder 30°. An einander entgegengesetzten Seiten der Werkzeugpartie können beispielsweise paarweise angeordnete Verbindungsstege vorgesehen sein. Die Verbindungsstege des Paares können parallel oder winkelig zueinander verlaufen.It is advantageous if the tool part and the spindle section are connected to one another by at least two or exactly two connecting webs extending transversely to the longitudinal axis and / or by a membrane. The connecting webs or the membrane are integrally or firmly connected to the tool section and the spindle section. Between the connecting webs or next to the membrane, the movement recesses are arranged or extend the movement recesses so that the tool part is movable relative to the spindle part by deformation, in particular torsion, of the connecting webs or the membrane transversely to the longitudinal axis. The movement recesses arranged between the tool section and the spindle section may be the only movement recesses. But there may also be more movement recesses. Furthermore, more than two connecting webs are possible, for example on an outer circumference of the tool section over a predetermined angular range, for example 10-20 ° or 30 °. On opposite sides of the tool section, for example, pairs of connecting webs may be provided. The connecting webs of the pair may be parallel or angular to each other.
Eine nicht ortsfeste Schwenkachse verläuft beispielsweise durch die Verbindungsstege.A non-fixed pivot axis extends for example through the connecting webs.
Ein bevorzugtes Konzept sieht vor, dass die Verbindungsstege oder mindestens zwei der Verbindungsstege zueinander koaxial sind. Es könne nämlich mindestens zwei oder mehrere Paare von Verbindungsstegen vorgesehen sein, deren Verbindungsstege jeweils koaxial sind, jedoch drehwinkelversetzt bezüglich mindestens eines weiteren Verbindungsstegs oder eines Paares von Verbindungsstegen, die ebenfalls zueinander koaxial verlaufen.A preferred concept provides that the connecting webs or at least two of the connecting webs are coaxial with each other. It could in fact be provided at least two or more pairs of connecting webs, the connecting webs are each coaxial, but angularly offset with respect to at least one further connecting web or a pair of connecting webs, which also extend coaxially to each other.
Weiterhin ist es möglich, dass parallel zu den Verbindungsstegen Bewegungsaussparungen vorhanden sind. Die Längsendbereiche der Bewegungsaussparungen verlaufen beispielsweise bis zu den Verbindungsstegen oder neben den Verbindungsstegen.Furthermore, it is possible that motion recesses are present parallel to the connecting webs. The longitudinal end regions of the movement recesses run, for example, as far as the connecting webs or next to the connecting webs.
Von den Verbindungsstegen ausgehend können die Bewegungsaussparungen beispielsweise ringförmig oder bogenförmig verlaufen, z.B. bei den nachfolgend erläuterten Ausgestaltungen.Starting from the connecting webs, the movement recesses may be, for example, annular or arcuate, e.g. in the embodiments explained below.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Bewegungsaussparungen und/oder die Schwingungsreduzierungseinrichtung, insbesondere mindestens ein Schwingungsreduzierungskörper, ringförmig oder teilringförmig um die Längsachse verlaufen erstrecken. Beispielsweise verlaufen die Bewegungsaussparungen bzw. die Schwingungsreduzierungseinrichtung bogenförmig um die Werkzeugpartie herum. It is preferably provided that the movement recesses and / or the vibration reduction device, in particular at least one vibration reduction body, extend annularly or partially annularly around the longitudinal axis. For example, the movement recesses or the vibration reduction device extend around the tool section in an arcuate manner.
Ferner ist vorteilhaft, wenn sich mindestens zwei Bewegungsaussparungen und/oder Teilabschnitte der Schwingungsreduzierungseinrichtung teilringförmig an einander entgegengesetzten Seiten um die Längsachse des Werkzeughalters erstrecken. So die Teilringe oder Teilabschnitte können beispielsweise an einander entgegengesetzten Seiten um die Werkzeugpartie herum verlaufend zwischen der Werkzeugpartie und der Spindelpartie vorgesehen sein. It is also advantageous if at least two movement recesses and / or subsections of the vibration reduction device extend partially annularly on opposite sides about the longitudinal axis of the tool holder. Thus, the partial rings or sections may be provided, for example, on opposite sides around the tool section around running between the tool section and the spindle section.
Mindestens eine Bewegungsaussparung hat vorzugsweise einen Hinterschnitt oder eine Hintergreiffläche zur Aufnahme eines Schwingungsreduzierungskörpers. Die Hintergreiffläche oder der Hinterschnitt ist vorzugsweise quer zur Längsachse des Werkzeughalters orientiert. Durch die Hintergreiffläche oder den Hinterschnitt ist der Schwingungsreduzierungskörper in Richtung der Längsachse an oder in der Bewegungsaussparung gehalten.At least one movement recess preferably has an undercut or a rear engagement surface for receiving a vibration reduction body. The engagement surface or the undercut is preferably oriented transversely to the longitudinal axis of the tool holder. By the engagement surface or the undercut of the vibration reduction body is held in the direction of the longitudinal axis on or in the movement recess.
Ein Abstand einander gegenüberliegender, eine Bewegungsaussparung begrenzender Seitenwände, die der Werkzeugpartie und der Spindelpartie zugeordnet sind, kann parallel zur Längsachse des Werkzeughalters konstant sein oder mindestens zwei voneinander verschiedene Werte aufweisen. Es ist weiterhin möglich, dass der Abstand zwischen den vorgenannten Seitenwänden beispielsweise in Bezug auf die Längsachse des Werkzeughalters einen kontinuierlichen oder stufigen Verlauf hat.A distance of opposing, a movement recess limiting side walls, which are associated with the tool section and the spindle section, parallel to the longitudinal axis of the tool holder may be constant or at least two mutually different values. It is also possible that the distance between the aforementioned side walls, for example, with respect to the longitudinal axis of the tool holder has a continuous or stepped course.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn einander gegenüberliegende Seitenwände der Bewegungsaussparung bogenförmig um eine ortsfeste oder bewegliche Schwenkachse verlaufen, um die die Werkzeugpartie relativ zur Spindelpartie quer zur Längsachse des Werkzeughalters schwenkbar ist. Ein Krümmungsradius dieser bogenförmigen Seitenwände entspricht genau oder etwa dem radialen Abstand der jeweiligen Seitenwand zu der vorgenannten Schwenkachse.It is also advantageous if opposing side walls of the movement recess extend arcuately about a stationary or movable pivot axis about which the tool part is pivotable relative to the spindle section transversely to the longitudinal axis of the tool holder. A radius of curvature of these arcuate side walls corresponds exactly or approximately to the radial distance of the respective side wall to the aforementioned pivot axis.
Bevorzugt ist es, wenn der Abstand zwischen einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Bewegungsaussparung an zumindest einem Längsendbereich in Bezug auf die Längsachse enger ist als an einem davon entfernten Abschnitt zwischen den Seitenwänden, um beispielsweise ein Fluid, ein Gel, einen Schwingungsreduzierungskörper oder dergleichen in dem Zwischenraum zwischen den Seitenwänden und somit in der Bewegungsaussparung zu halten.It is preferable that the distance between opposing side walls of the moving recess at at least one longitudinal end portion is narrower with respect to the longitudinal axis than at a portion between the side walls remote therefrom, for example, a fluid, a gel, a vibration reducing body or the like in the space between to keep the side walls and thus in the movement recess.
Die mindestens zwei zueinander beabstandeten Teile der Schwingungsreduzierungseinrichtung sind in unterschiedlichem Winkelabstand und/oder unterschiedlichem Radialabstand und/oder unterschiedlichem Längsabstand zu der Längsachse des Werkzeughalters angeordnet. Die Teile der Schwingungsreduzierungseinrichtung können beispielsweise Schwingungsreduzierungskörper sein. Beispielsweise können in ein und derselben Bewegungsaussparung zwei separate Schwingungsreduzierungskörper eingesetzt sein, die einen Winkelabstand bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters haben oder auch einen Längsabstand zueinander bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters aufweisen. Des Weiteren können auch Schwingungsreduzierungskörper in unterschiedlichen Radialabständen bezüglich der Längsachse angeordnet sein, beispielsweise in verschiedenen Abständen in ein und derselben Bewegungsaussparung oder in voneinander separaten Bewegungsaussparungen.The at least two mutually spaced parts of the vibration reduction device are arranged at different angular distance and / or different radial distance and / or different longitudinal distance to the longitudinal axis of the tool holder. The parts of the vibration reduction device can be, for example, vibration reduction bodies. For example, two separate vibration reduction bodies may be used in one and the same movement recess, which have an angular distance with respect to the longitudinal axis of the tool holder or also have a longitudinal distance from each other with respect to the longitudinal axis of the tool holder. Furthermore, vibration reduction bodies can also be arranged at different radial distances with respect to the longitudinal axis, for example at different distances in one and the same movement recess or in mutually separate movement recesses.
Es kann vorgesehen sein, dass die Werkzeugpartie und die Spindelpartie einstückig sind oder durch einen gemeinsamen Körper gebildet sind. Es ist auch möglich, dass die Werkzeugpartie und die Spindelpartie stoffschlüssig, beispielsweise anhand einer Verschweißung, Verklebung oder dergleichen, miteinander verbunden sind. Insbesondere sind an oder in den Übergangsbereichen zwischen der Werkzeugpartie und der Spindelpartie die bereits erwähnten Verbindungsstege vorteilhaft. Es ist auch möglich, dass die Werkzeugpartie und die Spindelpartie durch ein additives Verfahren oder dreidimensionales Druckverfahren hergestellt sind, wobei beispielsweise Kavitäten oder sonstige Hohlräume als Bewegungsaussparungen zwischen der Werkzeugpartie und der Spindelpartie vorhanden sind, wodurch der Werkzeughalter als ein einziger, einstückiger Körper herstellen lässt. Weiterhin können eine oder mehrere Bewegungsaussparungen durch eine spanende Bearbeitung eines Rohlings, aus dem die Spindelpartie und die Werkzeugpartie hergestellt sind, hergestellt sein.It can be provided that the tool part and the spindle part are in one piece or are formed by a common body. It is also possible that the tool part and the spindle part are cohesively connected to one another, for example by means of a welding, gluing or the like. In particular, the already mentioned connecting webs are advantageous on or in the transition regions between the tool part and the spindle part. It is also possible that the tool part and the spindle part are produced by an additive method or three-dimensional printing method, for example cavities or other cavities being present as movement recesses between the tool part and the spindle part, whereby the tool holder can be produced as a single, one-piece body. Furthermore, one or more movement recesses may be produced by machining a blank from which the spindle section and the tool section are made.
Bei einem additiven oder dreidimensionalen Druckverfahren ist es auch möglich, dass versteifte Bereiche oder steifere Bereiche hergestellt werden, die zur Schwingungsreduzierung vorgesehen sind.In an additive or three-dimensional printing process, it is also possible that stiffened areas or stiffer areas are provided, which are provided for vibration reduction.
Wenn der Werkzeughalter durch einen einzigen Körper gebildet ist, kann er unterschiedliche Funktionsabschnitte oder Funktionsbereiche aufweisen, so zum Beispiel den Werkzeugabschnitt und den Spindelabschnitt.If the tool holder is formed by a single body, it may have different functional portions or functional areas, such as the tool portion and the spindle portion.
Möglich ist auch eine zweiteilige oder mehrteilige Ausgestaltung des Werkzeughalters. Die Werkzeugpartie und die Spindelpartie können beispielsweise voneinander separate Körper sein, wobei die Werkzeugpartie an der Spindelpartie anhand einer Lagereinrichtung, insbesondere eines Schwenklagerkörpers, um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Die Lagereinrichtung umfasst beispielsweise ein Wälzlager, insbesondere ein Nadellager oder Rollenlager, ein Gleitlager oder dergleichen.Also possible is a two-part or multi-part design of the tool holder. The tool section and the spindle section may, for example, be separate bodies from each other, the tool section being pivotally mounted on the spindle section on the basis of a bearing device, in particular a pivot bearing body, about a pivot axis. The bearing device comprises, for example, a rolling bearing, in particular a needle bearing or roller bearing, a plain bearing or the like.
Es ist z.B. möglich, dass an sich eine einzige Bewegungsaussparung vorhanden ist, die jedoch durch einander gegenüberliegende Schwenklagerkörper oder Verbindungsstege sozusagen in zwei Bewegungsaussparungen unterteilt ist. It is possible, for example, that a single movement recess is present per se, which, however, is subdivided, as it were, into two movement recesses by mutually opposite pivot bearing bodies or connecting webs.
Vorteilhaft ist es, wenn die Werkzeugpartie die Spindelpartie durchsetzt. Beispielsweise hat die Spindelpartie einen Trägerkörper, der eine Durchtrittsöffnung aufweist, die von der Werkzeugpartie durchdrungen ist. Vorzugsweise sind eine Einführöffnung oder Steckaufnahme einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugpartie und ein Betätigungsabschnitt der Werkzeugpartie an einander entgegengesetzten Seiten des Trägerkörpers oder der Spindelpartie vorgesehen.It is advantageous if the tool part passes through the spindle section. For example, the spindle part has a carrier body, which has a passage opening, which is penetrated by the tool part. Preferably, an insertion opening or plug-in receptacle of a tool holder of the tool section and an actuating section of the tool section are provided on mutually opposite sides of the carrier body or the spindle section.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Werkzeugpartie an einem Trägerkörper der Spindelpartie quer zu der Längsachse beweglich, insbesondere schwenkbeweglich, gehalten ist, wobei die Werkzeugpartie mit einem zum Betätigen der Spindelpartie quer zu der Längsachse vorgesehenen Betätigungsabschnitt vor den Trägerkörper in Richtung der Längsachse des Werkzeughalters vorsteht. Dabei ist es möglich, aber nicht notwendig, dass die Werkzeugaufnahme oder eine Einführöffnung derselben vor den Trägerkörper an der anderen Seite in Richtung der Längsachse vorsteht. Die Werkzeugaufnahme kann beispielsweise auch mit einer Stirnseite des Trägerkörpers fluchten oder hinter diese in der Richtung des Betätigungsabschnitts zurückstehen.Preferably, it can be provided that the tool part is held on a carrier body of the spindle section movable transversely to the longitudinal axis, in particular pivotally, wherein the tool part protrudes with a provided for actuating the spindle section transverse to the longitudinal axis actuating portion in front of the carrier body in the direction of the longitudinal axis of the tool holder , It is possible, but not necessary, for the tool holder or an insertion opening thereof to protrude in front of the carrier body on the other side in the direction of the longitudinal axis. The tool holder can, for example, also be aligned with an end face of the carrier body or stand behind it in the direction of the actuating section.
Die Bewegungsaussparungen können zumindest einseitig zugängliche oder offene Bewegungsaussparungen sein oder umfassen, beispielsweise Vertiefungen.The movement recesses may be or include at least one-sided accessible or open movement recesses, for example indentations.
Weiterhin möglich ist es, dass die Bewegungsaussparungen Durchtrittsöffnungen sind oder umfassen, die von zwei verschiedenen Seiten, beispielsweise einander entgegengesetzten Seiten, zugänglich sind. So können Durchtrittsöffnungen beispielsweise an einem Flanschkörper oder sonstigen Haltekörper der Spindelpartie zum Halten oder Tragen der Werkzeugpartie vorgesehen sein. Eine Durchtrittsöffnung vorzugsweise mindestens eine zur Drehachse der Werkzeugspindel parallele Achse auf, die die Durchtrittsöffnung durchsetzt.Furthermore, it is possible that the movement recesses are or comprise passage openings which are accessible from two different sides, for example opposite sides. For example, passage openings can be provided on a flange body or other holding body of the spindle section for holding or carrying the tool section. A passage opening preferably at least one axis parallel to the axis of rotation of the tool spindle axis, which passes through the passage opening.
Die Bewegungsaussparungen können beispielsweise durch eine Fräsbearbeitung, Schleifbearbeitung, Bohrbearbeitung oder dergleichen eines Grundkörpers oder Rohlings hergestellt sein, aus dem die Werkzeugpartie und/oder die Spindelpartie hergestellt sind.The movement recesses can be produced for example by a milling, grinding, drilling or the like of a basic body or blank, from which the tool part and / or the spindle part are made.
Weiterhin vorteilhaft ist auch ein Konzept, bei dem die Bewegungsaussparungen, insbesondere durch dreidimensionalen Druck des Werkzeughalters hergestellte, Kavitäten und/oder geschlossene Hohlräume umfassen oder dadurch gebildet sind. So können beispielsweise in einem additiven oder dreidimensionalen Druck-Verfahren die Spindelpartie und die Werkzeugpartie sowie die dazwischen liegenden Bewegungsaussparungen in Gestalt von Hohlräumen oder Kavitäten hergestellt werden. Durch die Ausgestaltung der Bewegungsaussparungen, beispielsweise deren Anzahl, Volumenanteil oder dergleichen, können Steifigkeit und Beweglichkeit der Werkzeugpartie relativ zu Spindelpartie vorbestimmt sein. So kann beispielsweise im Bereich einer Schwenkachse, um die die Werkzeugpartie relativ zu Spindelpartie zur Ausrichtung des Arbeitswerkzeugs schwenkt, zum Beispiel im Bereich der oben bereits erwähnten Verbindungsstege, eine Beweglichkeit der Werkzeugpartie relativ zur Spindelpartie kleiner sein, indem beispielsweise weniger und/oder kleinere Kavitäten oder Hohlräume im Grundmaterial des Werkzeughalters vorgesehen sind, als in einem von der Schwenkachse entfernten Bereich, beispielsweise in einem Bereich, der sich etwa rechtwinkelig zur Schwenkachse erstreckt.Also advantageous is a concept in which the movement recesses, in particular produced by three-dimensional pressure of the tool holder cavities and / or closed cavities include or are formed thereby. Thus, for example, in an additive or three-dimensional printing process, the spindle section and the tool section as well as the movement recesses therebetween can be produced in the form of cavities or cavities. Due to the configuration of the movement recesses, for example their number, volume fraction or the like, stiffness and mobility of the tool part relative to the spindle section can be predetermined. For example, in the region of a pivot axis about which the tool section pivots relative to the spindle section for aligning the working tool, for example in the region of the connecting webs already mentioned, mobility of the tool section relative to the spindle section may be smaller, for example by fewer and / or smaller cavities or Cavities are provided in the base material of the tool holder, as in a remote from the pivot axis region, for example in a region which extends approximately at right angles to the pivot axis.
Die Kavitäten oder Hohlräume können geschlossen sein. Es ist aber auch möglich, dass die Kavitäten oder Hohlräume miteinander kommunizieren. Zwischen den Kavitäten oder Hohlräumen, die miteinander kommunizieren, können verengte Bereiche vorgesehen sein, die beispielsweise einen Durchfluss von Luft oder einem sonstigen Fluid vom einen Hohlraum in den anderen Hohlraum oder von der einen Kavitäten die andere Kavität behindern.The cavities or cavities can be closed. But it is also possible that the cavities or cavities communicate with each other. Narrowed regions may be provided between the cavities or cavities which communicate with one another, for example obstructing a flow of air or another fluid from one cavity into the other cavity or from one cavity to the other cavity.
Es ist vorteilhaft, wenn die Schwingungsreduzierungseinrichtung Pulver oder Fluid, insbesondere Gel oder Öl, und/oder Fett und/oder einen viskosen Stoff umfasst oder dadurch gebildet ist. Das Pulver oder Fluid ist zweckmäßigerweise in einer Bewegungsaussparung, insbesondere in einem abgeschlossenen Raum mindestens einer Bewegungsaussparung, eingekammert. Das Pulver, Öl, Gel oder Fluid wirkt sozusagen als Schwingungsdämpfer.It is advantageous if the vibration reduction device comprises or is formed by powder or fluid, in particular gel or oil, and / or fat and / or a viscous substance. The powder or fluid is expediently chambered in a movement recess, in particular in a closed space of at least one movement recess. The powder, oil, gel or fluid acts as a vibration damper, so to speak.
Das Pulver oder Fluid kann beispielsweise in die bereits fertig gestellten Bewegungsaussparungen eingebracht werden. Zum Einbringen von Pulver und/oder Fluid in eine oder mehrere Hohlräume oder Kavitäten kann mindestens ein Einführkanal vorgesehen sein, der eine Einlassöffnung an einer Außenfläche des Werkzeughalters aufweist. Der Einführkanal wird beispielsweise als Bohrung oder durch einen Expander hergestellt.The powder or fluid can be introduced, for example, in the already completed motion recesses. For introducing powder and / or fluid into one or more cavities or cavities, at least one introduction channel may be provided which has an inlet opening on an outer surface of the tool holder. The insertion channel is made for example as a bore or through an expander.
Es ist auch möglich, dass das Pulver beispielsweise durch nicht gebundenes Material bei der additiven Herstellung des Werkzeughalters gebildet ist. In diesem Fall muss das Pulver nicht in eine Kavität eingefüllt werden, sondern ist sozusagen als Rest bei der Herstellung des Werkzeughalters übrig geblieben. Pulverkörner des Pulvers wirken beispielsweise als ein Reibungsdämpfer.It is also possible that the powder is formed for example by unbound material in the additive production of the tool holder. In this case, the powder does not have to be filled into a cavity, but is, so to speak, as the remainder remained in the production of the tool holder. Powder grains of the powder act, for example, as a friction damper.
Ohne weiteres möglich ist es, Pulver und Fluid, insbesondere Pulver und Gel, in Kombination als schwingungsreduzierende Materialien vorzusehen.It is readily possible to provide powder and fluid, in particular powder and gel, in combination as vibration-reducing materials.
Das Fluid, Öl, Gel oder dergleichen kann in einem Behälter aufgenommen sein, der sich zumindest partiell in eine Bewegungsaussparung hinein erstreckt und/oder sowohl mit der Spindelpartie als auch mit der Werkzeugpartie verbunden ist, sodass von der Werkzeugpartie oder Spindelpartie auf die jeweils andere Partie einwirkende oder übertragene Schwingungen reduzierbar sind. Der Behälter kann beispielsweise eine zumindest teilweise elastische oder nachgiebige Wand aufweisen.The fluid, oil, gel or the like can be accommodated in a container which extends at least partially into a movement recess and / or is connected both to the spindle section and to the tool section, so that from the tool section or spindle section to the respective other section acting or transmitted vibrations are reducible. For example, the container may have an at least partially elastic or compliant wall.
Es ist aber auch möglich, dass das Fluid, Pulver oder dergleichen unmittelbar in einer der Bewegungsaussparungen oder der Bewegungsaussparung angeordnet ist. Bevorzugt ist dieser Raum durch mindestens eine Dichtung verschlossen. Beispielsweise ist an einer oder beiden Längsendbereichen der Bewegungsaussparung bezüglich der Längsachse eine derartige Dichtung, zum Beispiel ein O-Ring, eine angespritzte oder in sonstiger Weise stoffschlüssig angebrachte Dichtmasse oder dergleichen, vorhanden.But it is also possible that the fluid, powder or the like is arranged directly in one of the movement recesses or the movement recess. Preferably, this space is closed by at least one seal. For example, at one or both longitudinal end regions of the movement recess with respect to the longitudinal axis such a seal, for example an O-ring, a molded or otherwise materially attached sealant or the like, is present.
Weiterhin ist es möglich, dass mindestens zwei Bewegungsaussparungen in einer Strömungsverbindung, beispielsweise anhand eines Strömungskanals, einer oder dergleichen, miteinander stehen, sodass Fluid, Pulver oder dergleichen andere nicht-feste Materie von der einen Bewegungsaussparung in die andere Bewegungsaussparung strömen kann.Furthermore, it is possible for at least two movement recesses to be in a flow connection, for example based on a flow channel, one or the like, so that fluid, powder or other non-solid matter can flow from one movement recess into the other movement recess.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn einander gegenüberliegende Flächen des abgeschlossenen Raums oder der Bewegungsaussparung derart eng sind, dass das Fluid zwischen den Flächen einen Film, insbesondere einen Sqeeze-Film-Dämpfer, bildet.Furthermore, it is advantageous if opposing surfaces of the closed space or the movement recess are so narrow that the fluid between the surfaces forms a film, in particular a Sqeeze film damper.
Aus den bisherigen Ausführungen wird deutlich, dass beispielsweise durch Einbringen eines oder mehrerer Schwingungsreduzierungskörper eine Schwingungsdämpfung der Werkzeugpartie relativ zur Spindelpartie erzielbar ist. Weiterhin können auch Fluide, Öl, Gel oder dergleichen, für eine Schwingungsdämpfung oder Schwingungsreduzierung sorgen.From the foregoing, it is clear that, for example, by introducing one or more vibration reduction body, a vibration damping of the tool part relative to the spindle part can be achieved. Furthermore, fluids, oil, gel or the like can provide vibration damping or vibration reduction.
Aber auch eine strukturelle Ausgestaltung des Werkzeughalters oder dessen Materials können als Schwingungsreduzierungseinrichtung oder Schwingungsreduzierungskörper wirken. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine die Kavitäten oder Hohlräume aufweisende Verbindungsstruktur, in der die Kavitäten oder Hohlräume vorgesehen sind, die Schwingungsreduzierungseinrichtung ganz oder teilweise bildet. So können beispielsweise Wände, Stege oder dergleichen zwischen Hohlräumen oder Kavitäten in der Art einer Schwingungsreduzierung wirken.But also a structural configuration of the tool holder or its material can act as a vibration reduction device or vibration reduction body. It is preferably provided that a connecting structure having the cavities or cavities, in which the cavities or cavities are provided, forms the vibration-reducing device completely or partially. For example, walls, webs or the like between cavities or cavities in the manner of a vibration reduction act.
Die Kavitäten oder Hohlräume können leer sein, einen Unterdruck aufweisen oder dergleichen. Es ist auch möglich, dass die Kavitäten oder Hohlräume mit einem schwingungsdämpfenden Material, so zum Beispiel einem Fluid, Fett, Pulver oder dergleichen zumindest teilweise gefüllt sind.The cavities or cavities may be empty, have a negative pressure or the like. It is also possible that the cavities or cavities are at least partially filled with a vibration-damping material, for example a fluid, grease, powder or the like.
Die Schwingungsreduzierungseinrichtung ist vorzugsweise in einem Längsabstand bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters zu den Bewegungsaussparungen und/oder zu einer Schwenkachse, um die die Werkzeugpartie bezüglich der Spindelpartie schwenkbar ist, an der Spindelpartie und/oder der Werkzeugpartie angeordnet oder abgestützt. Es ist beispielsweise möglich, dass ein Schwingungsreduzierungskörper außerhalb der Bewegungsaussparungen oder einer Bewegungsaussparung angeordnet ist. So kann beispielsweise ein Schwingungsreduzierungskörper bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters zu der Bewegungsaussparung, der er zugeordnet ist, angeordnet sein. Der Vorteil besteht beispielsweise darin, dass der Schwingungsreduzierungskörper vor einer Ebene, in der die Schwenkachse liegt, eingeordnet ist, so dass er bei Schwenkbewegungen der Werkzeugpartie relativ zur Spindelpartie weniger auf Schub, sondern mehr auf Druck oder Zug beansprucht wird.The vibration reduction device is preferably arranged or supported on the spindle section and / or the tool section at a longitudinal distance with respect to the longitudinal axis of the tool holder to the movement recesses and / or to a pivot axis about which the tool section is pivotable relative to the spindle section. For example, it is possible for a vibration reduction body to be arranged outside the movement recesses or a movement recess. For example, a vibration reducing body with respect to the longitudinal axis of the tool holder to the movement recess, which it is assigned, be arranged. The advantage, for example, is that the vibration reduction body is arranged in front of a plane in which the pivot axis is located, so that it is less stressed on thrust, but more on pressure or train during pivotal movements of the tool section relative to the spindle section.
Ein bevorzugtes Konzept sieht beispielsweise vor, dass eines oder mehrere Dämpfungselemente oder einer oder mehrere Schwingungsreduzierungskörper beispielsweise freier ausgestaltet sein können, beispielsweise größer als die Bewegungsaussparung sein, der der jeweilige Schwingungsreduzierungskörper zugeordnet ist.A preferred concept provides, for example, that one or more damping elements or one or more vibration reduction bodies can be designed, for example, more freely, for example, be larger than the movement recess to which the respective vibration reduction body is assigned.
Ein bevorzugtes Konzept sieht vor, dass der Schwingungsreduzierungskörper nicht in einer Ebene der Verbindungsstege oder von Achselemente, mit denen die Werkzeugpartie an der Spindelpartie gehalten ist, bezüglich der Längsachse des Werkzeughalters angeordnet ist, sondern in einer Ebene in einem Längsabstand bezüglich der Längsachse. So kann beispielsweise ein ringförmiger Schwingungsreduzierungskörper sich um die Werkzeugaufnahme oder das Arbeitswerkzeug herum erstrecken und durch einen oder mehrere Fixierkörper, beispielsweise ringförmige Fixierkörper oder teilringförmige Fixierkörper mit der Spindelpartie und/oder der Werkzeugpartie verbunden sein. Es kann ausreichen, nur einen einzigen Fixierkörper vorzusehen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Schwingungsreduzierungskörper sich an einer Stützkontur des einen Teils von Werkzeugpartie und Spindelpartie abstützt, beispielsweise einer Stützschulter, und der Fixierkörper mit dem anderen Teil von Werkzeugpartie und Spindelpartie fest verbunden ist, beispielsweise verschraubt, verspannt oder dergleichen.A preferred concept provides that the vibration reduction body is not arranged in a plane of the connecting webs or axle elements, with which the tool part is held on the spindle part, with respect to the longitudinal axis of the tool holder, but in a plane at a longitudinal distance with respect to the longitudinal axis. Thus, for example, an annular vibration reduction body extending around the tool holder or the working tool around and be connected by one or more fixing, for example, annular fixing or partially annular fixing with the spindle portion and / or the tool section. It may be sufficient to provide only a single fixing body. In this case, it is advantageous if the Vibration reduction body is supported on a support contour of a part of the tool part and spindle part, for example, a support shoulder, and the fixing is firmly connected to the other part of the tool section and spindle section, for example screwed, braced or the like.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer als Feinbohrmaschine ausgestaltete Werkzeugmaschine mit einem Werkzeughalter, -
2 einen ersten Werkzeughalter für die Werkzeugmaschine gemäß1 in einem Längsschnitt, etwa entlang einer SchnittlinieA-A in3 , -
3 den Werkzeughalter gemäß2 im Querschnitt entsprechend einer SchnittebeneX-X in2 , -
4 einen weiteren bei der Werkzeugmaschine gemäß1 verwendbaren Werkzeughalter im Querschnitt entsprechend einer SchnittebeneY-Y in5 , -
5 ein Längsschnitt des Werkzeughalters gemäß4 etwa entlang einer SchnittlinieB-B in4 , -
6 eine Teilansicht des Werkzeughalters gemäß4 ,5 aus einer BlickrichtungV2 in4 , -
7 einen Querschnitt durch den Werkzeughalter gemäß4 entlang einer SchnittlinieC-C , -
8 einen weiteren bei der Werkzeugmaschine gemäß1 verwendbaren Werkzeughalter im Querschnitt entsprechend einer SchnittebeneZ-Z in9 , von dem in -
9 ein Längsschnitt entlang einer SchnittlinieF-F in8 dargestellt ist, -
10 eine Teil-Schnittdarstellung eines Werkzeughalters mit einer Squeeze-Film-Dämpfungseinrichtung, etwa entsprechend einem AusschnittD1 in9 , -
11 einen Teilschnitt eines Werkzeughalters mit einer unregelmäßigen Bewegungsaussparung zwischen dessen Werkzeugpartie und Spindelpartie, etwa entsprechend dem AusschnittD1 in9 , -
12 einen Teilschnitt eines Werkzeughalters mit einer Schwingungsreduzierungseinrichtung, die anhand einer Montagehalterung gehalten ist, etwa entsprechend dem AusschnittD1 in9 , -
13 einen Teilschnitt eines Werkzeughalters mit einer oder zwei frontal angeordneten Schwingungsreduzierungseinrichtungen, etwa entsprechend dem AusschnittD1 in9 , -
14 einen Teilschnitt eines Werkzeughalters mit Bewegungsaussparungen in Gestalt von Kavitäten, etwa entsprechend dem AusschnittD1 in9 , -
15 einen Teilschnitt eines Werkzeughalters, bei dem ein Schwingungsreduzierungskörper in eine Bewegungsaussparung eingesetzt ist, etwa entsprechend dem AusschnittD1 in9 , und -
16 einen weiteren bei der Werkzeugmaschine gemäß1 verwendbaren Werkzeughalter im Längsschnitt, etwa entsprechend9 .
-
1 FIG. 2 a schematic side view of a machine tool configured as a precision boring machine with a tool holder, FIG. -
2 a first tool holder for the machine tool according to1 in a longitudinal section, approximately along a cutting lineAA in3 . -
3 the tool holder according to2 in cross-section corresponding to a sectional planeXX in2 . -
4 another in the machine tool according to1 usable tool holder in cross section corresponding to a sectional planeYY in5 . -
5 a longitudinal section of the tool holder according to4 approximately along a cutting lineBB in4 . -
6 a partial view of the tool holder according to4 .5 from a line of sightV2 in4 . -
7 a cross section through the tool holder according to4 along a cutting lineCC . -
8th another in the machine tool according to1 usable tool holder in cross section corresponding to a sectional planeZZ in9 of which in -
9 a longitudinal section along a section lineFF in8th is shown -
10 a partial sectional view of a tool holder with a squeeze-film damping device, approximately corresponding to a sectionD1 in9 . -
11 a partial section of a tool holder with an irregular movement recess between the tool section and spindle portion, approximately corresponding to the cutoutD1 in9 . -
12 a partial section of a tool holder with a vibration reduction device, which is held by a mounting bracket, approximately corresponding to the cutoutD1 in9 . -
13 a partial section of a tool holder with one or two frontally arranged vibration reduction devices, approximately corresponding to the cutoutD1 in9 . -
14 a partial section of a tool holder with movement recesses in the form of cavities, approximately corresponding to the cutoutD1 in9 . -
15 a partial section of a tool holder, in which a vibration reduction body is inserted into a movement recess, approximately corresponding to the cutoutD1 in9 , and -
16 another in the machine tool according to1 Suitable tool holder in longitudinal section, approximately corresponding9 ,
Eine Werkzeugmaschine
Die Werkzeugspindel
Weiterhin weist die Werkzeugspindel
Zur Betätigung des Betätigungskörpers
Der Werkzeughalter
Die Spindelpartie
Der Befestigungskörper
Die Werkzeugpartie
An der Werkzeugpartie
Weiterhin ist an der Werkzeugpartie eine Werkzeugaufnahme
Der Befestigungskörper
Zur Beweglichkeit der Werkzeugpartie
Weiterhin erstrecken sich zwischen den Verbindungsstegen
Die Durchtrittsöffnungen
Die Bewegungsaussparungen
Die Bewegungsaussparungen
Neben den Verbindungsstegen
Bei einer Betätigung durch die Verstelleinrichtung
Alternativ zu dem „Torsionskonzept“ oder „Biegekonzept“, d.h. zu der einstückigen Ausgestaltung des Werkzeughalters
In all diesen Situationen können Schwingungen beim Betrieb des Werkzeughalters
Zur Verringerung der vorgenannten Schwingungen oder deren Beseitigung ist eine Schwingungsreduzierungseinrichtung
Der Schwingungsreduzierungskörper
Der Schwingungsreduzierungskörper
An den Halteschenkeln
An dem Verbindungsabschnitt
Der Fixiervorsprung
Bei einem Werkzeughalter
Eine Spindelpartie
Die Werkzeugpartie
Zwischen den Verbindungsstegen
Die Schwingungsreduzierungseinrichtung
Es versteht sich, dass auch Schwingungsreduzierungskörper mit zueinander parallelen Längsachsen und/oder zu der Drehachse
Daran wird deutlich, dass durch geeignete Ausrichtung bezüglich der Längsachse
Die Schwingungsreduzierungskörper
Die Schwingungsreduzierungskörper
Die Halteaufnahmeabschnitte
Somit können die Schwingungsreduzierungskörper
Die Schwingungsreduzierungskörper
Die Fixierkörper
Die Fixierkörper
Es ist auch möglich, dass die Fixierkörper
Der Fixierkörper
Der Fixierkörper
In der Fixieraufnahme
Der Fixierkörper
Andere den Fixierkörper
Das Sicherungselement
Ein Werkzeughalter
Weiterhin ist es möglich, dass nicht die jeweils vollständige Bewegungsaussparungen
In
Eine Schwingungsreduzierungseinrichtung
Allerdings haben einander gegenüberliegende Seitenwände
Die Seitenwände
Das Fluid
Ein vorteilhaftes Konzept kann vorsehen, dass die Bewegungsaussparung
An dieser Stelle sei erwähnt, dass eine Kombination aus harten und weichen Schwingungsreduzierungsmaterialien möglich ist. Beispielsweise könnte in der Bewegungsaussparung
Zwischen einer Spindelpartie
In der Bewegungsaussparung
Bei einem Werkzeughalter
Ein Trägerkörper
Der Schwingungsreduzierungskörper
Der Fixierkörper
Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsmethoden möglich, bei denen beispielsweise der Fixierkörper
Jedenfalls ist der Schwingungsreduzierungskörper
Alternativ oder ergänzend zu der Befestigung anhand des Fixierkörpers
Bei einem Werkzeughalter
An der Bewegungsaussparung
Beispielsweise sind die Schwingungsreduzierungskörper
Die Schwingungsreduzierungskörper
Die Schwingungsreduzierungskörper
An den Fixierkörpern
Bei einem Werkzeughalter
Die Bewegungsaussparungen
Als zusätzliche oder ergänzende Maßnahme kann schwingungsreduzierendes Material, beispielsweise ein Fluid
Das Fluid
Der Kanal
Bei einem Werkzeughalter
In der Bewegungsaussparung
Der Schwingungsreduzierungskörper
Der Schwingungsreduzierungskörper
Ein Werkzeughalter
Ein Befestigungskörper
Der Fixierkörper
Ergänzend oder alternativ zu dem Konzept mit den Achskörpern
Auf, in oder neben der Membran
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- 2019-03-01 WO PCT/EP2019/055103 patent/WO2019192786A1/en unknown
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