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Die Erfindung betrifft einen Fräskopf für eine Fräsmaschine, insbesondere für eine Profilfräsmaschine. Die Erfindung betrifft weiter ein Bearbeitungssystem umfassend einen Fräskopf und ein Werkzeug sowie ein Werkzeug und eine Vorrichtung für einen Werkzeugwechsel.
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Fräsköpfe umfassen üblicherweise eine mittels eines Antriebsmotors angetriebene Antriebsspindel mit einer Kupplungseinrichtung für ein Werkzeug. Für Profilfräsmaschinen sind dabei mit der Antriebsspindel kuppelbare Spanndorne bekannt, an deren Außenumfang ein Profilfräser axial- und drehfest angeordnet ist.
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Profilfräsmaschinen sind insbesondere zur Herstellung von Außenprofilen und Außenverzahnungen bei Bauteilen mit unterschiedlichen Losgrößen vorteilhaft einsetzbar. Dabei wirken während der Bearbeitung hohe Kräfte auf das Werkzeug.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Fräskopf für eine Fräsmaschine zu schaffen, welcher eine einfache Anbindung eines Werkzeugs ermöglicht. Es sind weitere Aufgaben der Erfindung, ein Bearbeitungssystem umfassend einen Fräskopf und ein Werkzeug sowie ein Werkzeug und eine Vorrichtung für einen Werkzeugwechsel zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Fräskopf für eine Fräsmaschine, insbesondere für eine Profilfräsmaschine, umfassend eine Antriebsspindel mit einer ersten Kupplungseinrichtung für ein Werkzeug, insbesondere einen Profilfräser, wobei die erste Kupplungseinrichtung wenigstens ein erstes Mitnahmeelement für eine formschlüssige Drehmomentkopplung mit dem Werkzeug aufweist.
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Die Antriebsspindel ist in einem Spindelgehäuse ortsfest und um eine Spindelachse drehbar gelagert und wird mittels eines Antriebsmotors angetrieben. Die Richtung der Spindelachse wird auch als Axialrichtung bezeichnet. Zum Antreiben ist die Antriebsspindel beispielsweise mittels Riementrieb oder mittels Getriebe mit dem Antriebsmotor gekoppelt.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen ist weiter ein Antriebsmotor vorgesehen, wobei die Antriebsspindel direkt mit einem Antriebsmotor, insbesondere mit einem hochpoligen, permanentmagneterregten Synchronmotor, gekoppelt ist. Die Antriebsspindel ist hierfür in vorteilhaften Ausgestaltungen mittels einer Schrumpfscheibe mit dem Antriebsmotor gekoppelt. Durch den direkten Antrieb werden Nachgiebigkeiten, beispielsweise aufgrund eines Getriebespiels, vermieden. Je nach abzugebender Leistung des Antriebsmotors ist in einigen Ausgestaltungen eine geeignete Kühlung des Antriebsmotors, beispielsweise eine Wasserkühlung vorgesehen.
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Um trotz wechselnder Belastung des Antriebsmotors beim Fräsen einen Gleichlauf zu erzielen, ist in vorteilhaften Ausgestaltungen eine dem Antriebsmotor zugeordnete Steuereinrichtung vorgesehen, wobei mittels der Steuereinrichtung die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Antriebsmotors regelbar ist.
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In einer Ausgestaltung des Fräskopfs ist weiter eine von der Antriebsspindel in Axialrichtung beabstandete Gegenspindel vorgesehen, wobei das Werkzeug zwischen der Antriebsspindel und der Gegenspindel aufnehmbar ist. Die Antriebsspindel und die Gegenspindel bilden somit ein Lager für das Werkzeug. Durch die in Axialrichtung beabstandete Anordnung der Spindeln ist ein einfacher Werkzeugwechsel mit geringer Rüstzeit möglich. Zudem erlauben die axial beabstandeten Spindeln eine sichere Fixierung, wobei über die Kupplungseinrichtung ein Antrieb des Werkzeugs erfolgt. Das Werkzeug ist beispielsweise als Blockprofilfräser, Fräsersatz, Kippstollenfräser oder Wendeplattenfräser gestaltet. Dabei sind in vorteilhaften Ausgestaltungen verschiedene Werkzeuge mit unterschiedlicher Länge zwischen der Antriebsspindel und der Gegenspindel aufnehmbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Spanneinrichtung vorgesehen, wobei das Werkzeug mittels der Spanneinrichtung zwischen der Antriebsspindel und der Gegenspindel in Axialrichtung klemmbar ist. Mittels der Spanneinrichtung ist die Gegenspindel in Richtung der Antriebsspindel verstellbar, sodass ein Abstand zwischen Antriebsspindel und Gegenspindel verringert und ein dazwischen angeordnetes Werkzeug geklemmt wird. Dadurch wird eine exakte Fixierung des Werkzeugs in Axialrichtung möglich. Die Spanneinrichtung ist dabei vorzugsweise derart gestaltet, dass keine Drehmomentübertragung über die Spanneinrichtung von der Antriebsspindel auf die Gegenspindel erfolgt. Die Spanneinrichtung und die Gegenspindel sind in anderen Worten rotationsentkoppelt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Spanneinrichtung einen koaxial zu der Antriebsspindel und der Gegenspindel verschieblich gelagerten, mit der Antriebsspindel in Axialrichtung koppelbaren Zuganker mit einer Spannmutter. Der Zuganker weist in einer Ausgestaltung an einem Ende ein Gewinde auf, über welches der Zuganker mit der Antriebsspindel verbindbar ist. Die Spannmutter greift an der Gegenspindel an. Durch Anziehen der Spannmutter wird das Werkzeug zwischen der Antriebsspindel und der Gegenspindel verspannt. Dadurch, dass der Zuganker in Axialrichtung verschieblich gelagert ist, kann der Zuganker für einen Werkzeugwechsel verschoben werden, sodass ein Werkzeug quer zur Axialrichtung in den Freiraum zwischen den Spindeln führbar ist. Das Werkzeug weist eine zentrale Durchgangsöffnung auf, durch welche der Zuganker geführt ist. Der Durchmesser des Zugankers ist vorzugsweise deutlich kleiner gewählt als der Durchmesser des Werkzeugs, sodass keine Berührung über den Umfang erfolgt. In anderen Worten ist der Zuganker mit Spiel durch das Werkzeug geführt, sodass keine Kopplung über den Umfang des Zugankers erfolgt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Gegenspindel eine zweite Kupplungseinrichtung mit wenigstens einem zweiten Mitnahmeelement für eine formschlüssige Drehmomentkopplung mit dem Werkzeug auf. Die Mitnahmeelemente und an dem Werkzeug vorgesehene Koppelelemente sind in einer Ausgestaltung als in Umfangrichtung angeordnete Verzahnungselemente ausgestaltet.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen sind die erste und die zweite Kupplungseinrichtung an einander gegenüberliegenden freien Enden der Antriebsspindel und der Gegenspindel für eine stirnseitige Werkzeugmitnahme angeordnet. Als stirnseitige Werkzeugmitnahme wird dabei eine Kopplung für eine Drehmomentübertragung bezeichnet, welche mit einer Stirnseite eines Werkzeugs, insbesondere mit einer Stirnseite eines Profilfräsers oder Profilformfräsers zusammenwirkt. Durch die stirnseitige Werkzeugmitnahme ist eine hohe Drehsteifigkeit gegeben.
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Die Gegenspindel ist vorzugsweise freirollend gelagert. Als freirollende Lagerung wird eine Lagerung ohne antreibende Kopplung zu einem Antriebsmotor bezeichnet. In anderen Worten ist die Gegenspindel vorzugsweise weder mit dem die Antriebsspindel antreibenden Antriebsmotor noch mit einem ihr zugeordneten zweiten Antriebsmotor antreibend verbunden. Eine Drehmomentkopplung von dem Antriebsmotor auf die Gegenspindel erfolgt somit ausschließlich über das Werkzeug. Aufgrund der formschlüssigen Drehmomentkopplung ist eine hohe Drehsteifigkeit gewährleistet.
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In einer Ausgestaltung sind die Kupplungseinrichtungen korrespondierend gestaltet, sodass das Werkzeug in zwei Orientierungen zwischen den Spindeln aufnehmbar ist. In anderen Ausgestaltungen ist eine Montage in nur einer Orientierung vorgesehen, wobei die Kupplungseinrichtungen unterschiedlich gestaltet sind, um eine Fehlmontage zu vermeiden.
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Die Antriebsspindel und die Gegenspindel sind in vorteilhaften Ausgestaltungen in einem gemeinsamen Spindelgehäuse gelagert.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Gegenspindel in einem Gegenlager axialfest und drehbar gelagert, wobei das Gegenlager axial verschieblich in dem Spindelgehäuse gelagert ist. Das Gegenlager ist somit in Axialrichtung für einen Werkzeugwechsel verschiebbar. Dies erlaubt eine einfache Handhabung. In vorteilhaften Ausgestaltungen sind Spannelemente vorgesehen, mittels welchen das Gegenlager an dem Spindelgehäuse in einer Gebrauchsstellung für eine Bearbeitung fixierbar ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung weisen die erste Kupplungseinrichtung und/oder die zweite Kupplungseinrichtung einen Abstimmring für eine Anpassung an ein aufzunehmendes Werkzeug auf. Die Kupplungseinrichtungen dienen auch einer Zentrierung des Werkzeugs. Das Werkzeug weist vorzugsweise eine rotationssymmetrische Durchgangsöffnung auf, sodass eine Zentrierung über die Durchgangsöffnung möglich ist.
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Die Aufgaben werden weiter gelöst durch ein Bearbeitungssystem umfassend wenigstens einen erfindungsgemäßen Fräskopf mit einer wenigstens ein erstes Mitnahmeelement für eine stirnseitige, formschlüssige Drehmomentkopplung aufweisenden ersten Kupplungseinrichtung, und ein durch den Fräskopf aufnehmbares Werkzeug mit wenigstens einem zu dem wenigstens einen ersten Mitnahmeelement des Fräskopfs komplementären ersten Koppelelement.
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Das Bearbeitungssystem weist dabei in einer Ausgestaltung mehrere Frässtellen mit jeweils einem Fräskopf auf. Die Spindelachse der Frässtellen verlaufen vorzugsweise parallel. In einer Ausgestaltung sind zwei übereinander angeordnete Frässtellen vorgesehen.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine erste Mitnahmeelement und das wenigstens eine erste Koppelelement als komplementäre Nut-Nutstein-Verbindung gestaltet sind. Dadurch ist eine einfache, drehsteife Kupplung mit hoher Genauigkeit möglich. In einer Ausgestaltung ist an wenigstens einer Stirnseite des Werk zeugs ein Nutstein, auch als Keil oder Feder bezeichnet, vorgesehen. In vorteilhaften Ausgestaltungen weist das Werkzeug wenigstens eine Nut an wenigstens einer Stirnseite auf, in welche ein komplementärer Nutstein an der zugehörigen Kupplungseinrichtung eingreift.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen weist der Fräskopf eine angetriebene Antriebsspindel und eine von der Antriebsspindel in Axialrichtung beabstandete Gegenspindel auf. Die Antriebsspindel und die Gegenspindel weisen vorzugsweise jeweils eine Kupplungseinrichtung mit wenigstens einem Mitnahmeelement für eine stirnseitige, formschlüssige Drehmomentkopplung mit dem Werkzeug auf.
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Das wenigstens eine zweite Mitnahmeelement der an der Gegenspindel vorgesehenen zweiten Kupplungseinrichtung und wenigstens ein zweites, an dem Werkzeug vorgesehenes Koppelelement sind vorzugsweise ebenfalls als komplementäre Nut-Nutstein-Verbindung gestaltet sind.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine erste und/oder das wenigstens eine zweite Koppelelement als Nut ausgebildet ist. Dadurch ist eine einfache Fertigung des Werkzeugs möglich.
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Eine Spindelachse des Fräskopfs ist je nach Einsatzgebiet geeignet angeordnet, beispielsweise senkrecht oder windschief. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist die Spindelachse des Fräskopfs waagrecht ausgerichtet.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Werkzeug für ein Bearbeitungssystem, wobei an wenigstens einer Stirnseite des Werkzeugs wenigstens ein Koppelelement für eine formschlüssige Drehmomentkopplung vorgesehen ist.
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Das Werkzeug ist beispielsweise als Fräsersatz, Kippstollenfräser, Wendeplattenfräser oder dergleichen ausgebildet. In vorteilhaften Ausgestaltungen ist das Werkzeug als Blockprofilfräser gestaltet.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen weist das Werkzeug einen stirnseitigen Flansch oder Bund auf, wobei das wenigstens eine Koppelelement an dem Flansch oder Bund angeordnet ist. Der Flansch oder Bund erlaubt eine einfache Fertigung des Kopplungselements. Mittels des Flanschs oder Bunds ist zudem eine einfache Handhabung des Werkzeugs ohne Kontakt mit am Umfang angeordneten Schneidzähnen möglich.
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Das Werkzeug weist in vorteilhaften Ausgestaltungen eine Durchgangsbohrung zur Durchführung eines Zugankers auf.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung für einen Werkzeugwechsel umfassend wenigstens ein Bearbeitungssystem und eine Wechselhilfe, wobei mittels der Wechselhilfe das Werkzeug dem Fräskopf quer zur Spindelachse zustellbar ist. Durch die stirnseitige Kopplung und insbesondere die mehrteilige Gestaltung ist so ein einfacher Werkzeugwechsel möglich.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen einheitliche Bezugszeichen verwendet.
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Die Zeichnungen zeigen schematisch:
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1: eine Schnittdarstellung eines Bearbeitungssystems umfassend einen Fräskopf und ein Werkzeug;
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2: eine perspektivische Darstellung eines Bearbeitungssystems umfassend einen Fräskopf gemäß 1; und
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3 bis 5: perspektivische Darstellungen des Bearbeitungssystems gemäß 2 bei einem Werkzeugwechsel.
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1 zeigt in einer Schnittansicht ein Bearbeitungssystem umfassend einen als Frässpindelkopf gestalteten Fräskopf 1 und ein als Profilfräser gestaltetes Werkzeug 3. 2 zeigt das Bearbeitungssystem umfassend den Fräskopf 1 und das Werkzeug 3 in einer perspektivischen Darstellung, wobei das Werkzeug 3 in 2 von dem Fräskopf 1 getrennt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fräskopf 1 derart angeordnet, dass eine Axialrichtung oder Spindelachse A waagrecht oder horizontal orientiert ist. In anderen Ausgestaltungen ist eine vertikale und/oder eine schräge Orientierung der Spindelachse A vorgesehen. Das dargestellte Werkzeug 3 ist als Profilfräser gestaltet und vorteilhaft zur Herstellung einer Verzahnung, beispielsweise zur Herstellung einer Lenkstange verwendbar.
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Beim Schneiden der Verzahnung wirken hohe Kräfte auf das Werkzeug 3, wobei für eine hohe Fertigungsgenauigkeit das Werkzeug 3 trotz einwirkender Kräfte eine hohe Drehgenauigkeit aufweisen soll.
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Für eine präzise Lagerung und eine hohe Drehgenauigkeit ist das Werkzeug, wie in 1 erkennbar ist, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine zweigeteilte Spindel 2 aufgenommen. Die zweigeteilte Spindel 2 umfasst eine angetriebene Antriebsspindel 20 und eine von der Antriebsspindel 20 in Axialrichtung A beabstandete, freirollende Gegenspindel 21, wobei das Werkzeug 3 zwischen der Antriebsspindel 20 und der Gegenspindel 21 aufgenommen ist.
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Der Fräskopf 1 umfasst weiter einen schematisch dargestellten hochpoligen, permanentmagneterregten Synchronmotor 4, wobei die Antriebsspindel 20 mittels einer Schrumpfscheibe 40 direkt, d. h. ohne Getriebe, mit dem Synchronmotor 4 gekoppelt ist. Dadurch wird eine hohe Drehgenauigkeit durch Vermeidung von Spiel zwischen Antrieb und Antriebsspindel 20 erzielt.
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Die Antriebsspindel 20 weist an ihrem freien Ende eine Kupplungseinrichtung 5 auf. Die Kupplungseinrichtung 5 und die Antriebsspindel 20 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als getrennte Bauteile gestaltet. In anderen Ausgestaltungen sind die Kupplungseinrichtung 5 und die Antriebsspindel 20 als ein einteilig gefertigtes Bauteil gestaltet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kontaktiert das Werkzeug 3 über eine Stirnfläche 3 ein dem Werkzeug zugewandtes, als Planfläche gestaltetes freies Ende der Antriebsspindel 20. Die Kupplungseinrichtung 5 umfasst, wie in 2 erkennbar ist, in Axialrichtung A von der Planfläche abragende Nutsteine 50, 51, welche mittels geeigneter Befestigungsmittel, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Befestigungsschrauben, mit der Antriebsspindel 20 verbunden sind. Die Kupplungseinrichtung 5 umfasst weiter einen Abstimmring 52, wobei über den Abstimmring 52 eine Zentrierung des Werkzeugs 3 erfolgt.
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Die Gegenspindel 21 weist an ihrem freien Ende eine zweite Kupplungseinrichtung 6 auf. Die zweite Kupplungseinrichtung 6 und die Gegenspindel 21 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls als getrennte Bauteile gestaltet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Gegenspindel 21 eine dem Werkzeug 3 zugewandete, die Stirnfläche des Werkzeugs kontaktierende Planfläche auf. Die Kupplungseinrichtung 6 umfasst in Axialrichtung A von der Planfläche abragende Nutsteine 60, 61, welche mittels geeigneter Befestigungsmittel, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Befestigungsschrauben, mit der Gegenspindel 21 verbunden sind. Die zweite Kupplungseinrichtung 6 umfasst weiter einen Abstimmring 62 für eine Zentrierung des Werkzeugs 3.
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An seinen Stirnseiten weist das Werkzeug 3 Koppelelemente 30 auf, welche in der dargestellten Ausgestaltung wie in 2 erkennbar als Nuten gestaltet sind. Mittels der Koppelelemente 30 ist das Werkzeug 3 mit der Antriebsspindel 20 und der Gegenspindel 21 für eine Drehmomentübertragung formschlüssig verbindbar.
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Das Werkzeug 3 weist eine Durchgangsöffnung 31 auf, wobei die Abstimmringe 52, 62 für eine Zentrierung des Werkzeugs 3 in die Durchgangsöffnung 31 eingreifen. Durch Wahl geeigneter Abstimmringe 52, 62 ist so eine Anpassung an Werkzeuge mit innerhalb bestimmter Grenzwerte variierenden Innendurchmessern möglich.
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Die Antriebsspindel 20 ist in einem Spindelgehäuse 10 axial fest und um die Axialrichtung A drehbar gelagert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebsspindel 20 mittels zwei vorgespannter Radiallager 22 sowie mittels eines vorgespannten Axiallagers 23 in dem Spindelgehäuse 10 gelagert. In anderen Ausgestaltungen sind andere Lagerkombinationen für eine Lagerung der Antriebsspindel 20 vorgesehen.
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Der dargestellte Fräskopf 1 weist weiter ein als Radiallager gestaltetes Gegenlager 7 umfassend eine Gegenlageraufnahme 70 für die Gegenspindel 21 auf. Die Gegenspindel 21 ist in der Gegenlageraufnahme 70 mittels eines vorgespannten Radiallagers 71 sowie mittels eines Rillenkugellagers 72, welches mit einem Federpaket axial vorgespannt ist, gelagert. In anderen Ausgestaltungen sind andere Lagereinrichtungen vorgesehen.
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Das Gegenlager 7 ist axial verschieblich in dem Spindelgehäuse 10 gelagert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Gleitflächen 73 für eine Verschiebung des Gegenlagers 7 relativ zu dem Spindelgehäuse 10 vorgesehen. Die Gleitflächen 73 umfassen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei parallele Stirnflächen und eine zur Spindelachse A zentrisch ausgerichtete Halbbohrung. Zur spielfreien Fixierung des Gegenlagers 7 an dem Spindelgehäuse 10 sind zudem Spannpratzen 74 vorgesehen.
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Die Antriebsspindel 20 und die Gegenspindel 21, genauer die zugehörigen Kupplungseinrichtungen 51, 61 bilden eine Axiallagerung für das Werkzeug 3, wobei das Werkzeug 3 mittels der Antriebsspindel 20 zur Rotation angetrieben und in dem Gegenlager 7 mittels der Gegenspindel 21 drehbar gelagert ist.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiels ist zur sicheren Klemmung des Werkzeugs 3 in Axialrichtung A eine Spanneinrichtung 8 vorgesehen, mittels der das Werkzeug 3 zwischen der Antriebsspindel 20 und der Gegenspindel 21 in Axialrichtung A klemmbar oder spannbar ist.
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Die dargestellte Spanneinrichtung 8 umfasst einen Zuganker 80 mit einem Gewindeende 81 und eine Spannmutter 82. Die Antriebsspindel 20 weist eine Gewindebohrung auf, welche mit dem Gewindeende 81 zusammenwirkt. Der Zuganker 80 erstreckt sich in Axialrichtung A durch das Werkzeug 3, wobei das Werkzeug 3 zu diesem Zweck die Durchgangsbohrung 31 aufweist. Um eine mehrfach Passung zu vermeiden und um das Gewicht des Werkzeugs 3 gering zu halten, ist ein Durchmesser der Durchgangsbohrung 31 größer gewählt als ein Außendurchmesser des Zugankers 80. Zwischen Zuganker 80 und Werkzeug 3 ist somit ein ausreichend großes Spiel vorgesehen, dass über den Umfang des Zugankers 80 keine Drehmomente von der Antriebsspindel 20 auf das Werkzeug 3 und/oder zu der Gegenspindel 21 übertragen. Durch Anziehen des Zugankers 80 wird die Spannmutter 82 in Richtung des Gegenlagers 7 verstellt und das Gegenlager 7 in Richtung der Antriebsspindel 20 gezwungen. Die Spanneinrichtung 8 ermöglicht so eine sichere Klemmung des Werkzeugs 3, wobei auftretende Axialkräfte über die an beiden Seiten des Werkzeugs 3 angeordneten Lagerstellen aufnehmbar sind.
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Durch die geteilte Antriebsspindel 2 ist zudem ein einfacher Werkzeugwechsel mittels einer Wechseleinheit 9 möglich, wobei das Werkzeug 3 quer zur Spindelachse zugestellt wird. Das Werkzeug 3 weist an den Stirnseiten jeweils einen Bund 32 auf, in welchen die Nuten 30 eingearbeitet sind. Die Gestaltung mit Bund 32 ermöglicht auch eine Handhabung des Werkzeugs 3 ohne Kontaktierung der am Umfang angeordneten Zahnreihen. Im Folgenden wird der Werkzeugwechsel unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 im Detail beschrieben.
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Die 2 bis 5 zeigen schematisch in perspektivischen Darstellungen das Bearbeitungssystem gemäß 1 bei einem Werkzeugwechsel. Für gleiche Bauteile werden einheitliche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf eine detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile verzichtet.
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Dabei zeigt 2 das Bearbeitungssystem vor einer Anbringung des als Profilfräser gestalteten Werkzeugs 3 an dem Fräskopf 1. In dem in 2 dargestellten Zustand ist das Gegenlager 7 zur Vergrößerung des Abstands zwischen den zwei Kupplungseinrichtungen 5, 6 in Axialrichtung A verschoben. Zu diesem Zweck wird zunächst die Spannmutter 82 gelöst und der Zuganker 80 wie durch einen Pfeil schematisch dargestellt verschoben, bis ein Freiraum zwischen der Antriebsspindel 20 und der Gegenspindel 21 freiliegt. Weiter werden die Spannpratzen 74 geöffnet. Nach dem Lösen der Spannpratzen 74 ist das Gegenlager 7 in Axialrichtung A entlang der Gleitschienen 73 verschieblich, sodass ein Freiraum zwischen der Kupplungseinrichtung 5 und dem Gegenlager 7 geschaffen wird, dessen Länge in Axialrichtung A größer als die Länge des Werkzeugs 3 ist. Ein maximaler Verstellweg des Gegenlagers 7 ist in vorteilhaften Ausgestaltungen durch einen Anschlag begrenzt.
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Das Werkzeug 3 ist durch die Wechseleinrichtung 9 aufgenommen. Die Wechseleinrichtung 9 weist zu diesem Zweck zwei Lagerfinger 90 auf, wobei das Werkzeug 3 an den zwei Enden jeweils über den Bund 32 auf den Lagerfingern 90 aufliegt. Mittels der Wechseleinrichtung 9 ist das Werkzeug 3 dem Fräskopf 1 quer zur Axialrichtung zustellbar. Das Werkzeug 3 wird in einem darauffolgenden Schritt oder zuvor so ausgerichtet, dass die als Nuten ausgebildeten Koppelelemente 30 zur Verbindung mit den dazu komplementären Mitnahmeelementen 51, 61 ausgerichtet sind.
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Wie in 3 dargestellt, wird in einem nächsten Schritt das Werkzeug 3 relativ zu der Kupplungseinrichtung 5 bewegt, sodass das Werkzeug 3 mit seiner Stirnfläche an der Planfläche der Antriebsspindel 20 anliegt und mit der Kupplungseinrichtung 5 zentriert und stirnseitig verbunden wird. In einem nächsten Schritt wird das Gegenlager 7 in Axialrichtung A verschoben, bis eine Planfläche der Gegenspindel 21 an einer Stirnfläche des Werkzeugs 3 anliegt. Die Mitnahmeelemente 61 der Kupplungseinrichtung 6 greifen dabei in die als Nuten ausgebildeten Koppelelemente 30 ein. Das Werkzeug 3 ist zu diesem Zeitpunkt noch durch die Wechseleinrichtung 9 abgestützt. Die Wechseleinrichtung 9 umfasst Linearführungselemente 92, welche eine exakte Verstellbewegung des Werkzeugs 3 ermöglichen.
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Wie in 4 dargestellt, wird anschließend das Werkzeug 3 in Axialrichtung A zwischen der Antriebsspindel 20 und der Gegenspindel 21 verspannt. Zu diesem Zweck wird der Zuganker 80 in Axialrichtung A verschoben, an einem freien Ende 83 des Zugankers 80 kann hierfür eine Kurbel (nicht dargestellt) angebracht werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Zuganker 80 in das in 1 sichtbare Gegengewinde soweit mittels der Kurbel eingedreht, dass ein Spalt zwischen der Spannmutter 82 und der der Spannmutter 82 zugeordneten Gegenfläche des Gegenlagers 7 verbleibt. In einem nächsten Schritt wird die Spannmutter 82 für eine endgültige Klemmung des Werkzeugs 3 angezogen. Ein Anziehen der Spannmutter 82 erfolgt dabei vorzugsweise von Hand. An der Spannmutter 82 sind Sicherungsschrauben 84 vorgesehen, welche ebenfalls festgezogen werden. Schließlich wird das Gegenlager 7 noch mittels der Spannpratzen 74 an dem Spindelgehäuse 10 fixiert. Nach Festziehen der Spannpratzen 74 ist der Werkzeugwechsel vollendet.
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Wie in 5 dargestellt kann die Wechselhilfe 9 nach erfolgreichem Werkzeugwechsel weg von dem Fräskopf 1 verfahren werden. Ein Werkzeugwechsel ist dabei je nach Gestaltung der Wechselhilfe 9 und/oder eines Betätigungselements für den Zuganker 80 manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch möglich.
