-
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme für eine Bearbeitungsmaschine, insbesondere eine einstellbare Werkzeugaufnahme, bei der die Abweichung des in der Werkzeugaufnahme angebrachten Werkzeugs von der Drehspindel der Bearbeitungsmaschine verringert werden kann.
-
Eine herkömmliche Werkzeugaufnahme wird derart angebracht, dass ein Werkzeug mit dem Vorderende der herkömmlichen Werkzeugaufnahme verbunden wird und das Hinterende der herkömmlichen Werkzeugaufnahme mit einer Spindel einer Bearbeitungsmaschine verbunden wird. Durch Drehen der Spindel wird die Werkzeugaufnahme angetrieben, um das Werkzeug zum Arbeiten zu bringen.
-
Wenn ein Werkzeug im Inneren einer Werkzeugaufnahme angebracht wird, wird es mitteils eines Bauteils wie eines Spannfutters oder einer Schraubenmutter angeklemmt, kraftschlüssig befestigt und verschraubt. So wird die Konzentrizität des Werkzeugs in Bezug auf die Achse der Spindel sowohl von der beim Zusammenbauen der Werkzeugaufnahme mit der Spindel sich ergebenden Konzentrizität der Werkzeugaufnahme in Bezug auf die Achse der Spindel als auch von dem Verhältnis zwischen der Werkzeugaufnahme, dem Werkzeug, der Schraubenmutter und dem Spannfutter im zusammengebauten Zustand beeinflusst. Deshalb weicht das Werkzeug leicht von der Achse der Spindel der Bearbeitungsmaschine ab, wodurch die Bearbeitungspräzision beeinträchtigt wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine axial einstellbare Werkzeugaufnahme zu schaffen, bei der die Abweichung des in der Werkzeugaufnahme angebrachten Werkzeugs mittels einer Einstellanordnung der Werkzeugaufnahme feineingestellt werden kann, um die Abweichung des Werkzeugs von der Spindel einer Berarbeitungsmaschine zu verringern und dadurch die Bearbeitungspräzision der Bearbeitungsmaschine zu erhöhen.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine axial einstellbare Werkzeugaufnahme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Merkmale in den Unteransprüchen.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine axial einstellbare Werkzeugaufnahme, umfassend:
- einen Hauptkörper, umfassend:
- ein erstes Ende;
- ein zweites Ende, das sich an einer dem ersten Ende gegenüberliegenden Seite befindet;
- eine Einstellbasis, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende befindet und vom Hauptkörper radial erhöht ist, wobei die Einstellbasis eine Basis-Stirnseite und mindestens drei Gewindebohrungen umfasst, wobei die Basis-Stirnseite dem ersten Ende zugewandt ist, wobei die mindestens drei Gewindebohrungen ringförmig beabstandet angeordnet und an der Basis-Stirnseite vertieft ausgebildet sind; und
- einen Stellflansch, der sich zwischen der Einstellbasis und dem ersten Ende befindet und am Hauptkörper radial erhöht ist, wobei der Außendurchmesser des Stellflansches kleiner als der Außendurchmesser der Einstellbasis ist, wobei zwischen dem Stellflansch und der Einstellbasis eine Rille ausgebildet ist, wobei der Stellflansch eine Anschlagfläche umfasst, die dem ersten Ende zugewandt ist;
- einen Stellring, der über den Stellflansch des Hauptkörpers gesteckt ist, umfassend:
- eine erste Stirnseite, die dem ersten Ende des Hauptkörpers zugewandt ist;
- eine zweite Stirnseite, die der Einstellbasis des Hauptkörpers zugewandt ist;
- eine Aufnahme, die von der zweiten Stirnseite ausgehend axial verläuft und am Stellring vertieft ausgebildet ist, wobei der Stellflansch in der Aufnahme aufgenommen ist, wobei die Aufnahme eine innere Stirnseite aufweist, die an der Anschlagfläche des Stellflansches anliegt, wobei die Entfernung von der inneren Stirnseite zur zweiten Stirnseite kleiner als die Entfernung von der Anschlagfläche des Hauptkörpers zur Basis-Stirnseite ist, sodass zwischen der zweiten Stirnseite des Stellrings und der Basis-Stirnseite ein Abstand entsteht, der kleiner als die axiale Entfernung der Rille des Hauptkörpers ist; und
- mindestens drei Einstelldurchgangsbohrungen, die axial durch den Stellring hindurch verlaufen und um den Außenumfang der Aufnahme herum angeordnet sind, wobei die mindestens drei Einstelldurchgangsbohrungen hinsichtlich der Stelleund der Anzahl
- den mindestens drei Gewindebohrungen entsprechen; und mindestens drei Gewindebolzen, die hinsichtlich der Anzahl den mindestens drei Gewindebohrungen entsprechen und jeweils durch die mindestens drei Einstelldurchgangsbohrungen hindurch gesteckt und so mit den mindestens drei Gewindebohrungen zusammengeschraubt sind, wobei der jeweilige Gewindebolzen einen Gewindezapfen und einen an einem Ende des Gewindezapfens ausgebildeten Kopf umfasst.
-
Die erfindungsgemäße einstellbare Werkzeugaufnahme zeichnet sich dadurch aus, dass die zwischen dem Stellflansch und der Einstellbasis ausgebildete Rille und der zwischen der zweiten Stirnseite des Stellrings und der Basis-Stirnseite entstehende Abstand dafür sorgen, dass sich der Hauptkörper beim weiteren kraftschlüssigen Befestigen der Gewindebolzen derart flexibel verformen kann, dass der axiale Winkel des ersten Endes des Hauptkörpers ein wenig abweicht, sodass das in der axial einstellbaren Werkzeugaufnahme angebrachte Werkzeug in Bezug auf die Konzentrizität der Spindel feineingestellt werden kann, um die Abweichung des Werkzeugs während der Rotation zu verringern und dadurch die Bearbeitungspräzision der Bearbeitungsmaschine zu erhöhen.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und in Bezug auf die Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen axial einstellbaren Werkzeugaufnahme,
- 2 eine teilweise Schnittansicht und eine Explosionsdarstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme,
- 3 eine Schnitt- und Seitenansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme,
- 4 eine vergrößerte Darstellung und eine Schnitt- und Seitenansicht eines Ausschnitts des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme,
- 5 eine schematische Darstellung des Einsatzes des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme, und
- 6 eine schematische Darstellung der Bewegung des Einsatzes des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme.
-
Im Folgenden werden Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Die Erfindung soll nicht auf die in der Beschreibung und auf die aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale beschränkt werden.
-
1 bis 4 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen axial einstellbaren Werkzeugaufnahme, die einen Hauptkörper 10, einen Stellring 20 und mindestens drei Gewindebolzen 30 umfasst.
-
Der Hauptkörper 10 umfasst ein erstes Ende 101, ein zweites Ende 102, einen Flansch 11, ein Schaftteil 12, ein Kopfteil 13, eine Einstellbasis 15, einen Stellflansch 17 und eine Rille 16.
-
Das erste Ende 101 und das zweite Ende 102 sind jeweils an zwei gegenüberliegenden Enden des Hauptkörpers 10 ausgebildet. Der Flansch 11 ist kreisförmig ausgebildet, am Außenumfang des Hauptkörpers 10 radial erhöht und befindet sich zwischen dem ersten Ende 101 und dem zweiten Ende 102. Das Schaftteil 12 ist am zweiten Ende 102 des Hauptkörpers 10 ausgebildet. Das Kopfteil 13 ist am ersten Ende 101 des Hauptkörpers 10 ausgebildet. Der Außenumfang des Schaftteils 12 ist kegelförmig und der Außendurchmesser des Schaftteils 12 nimmt in Richtung auf das zweite Ende 102 allmählich ab, damit das Schaftteil 12 mit der Spindel der Bearbeitungsmaschine verbunden und vom Flansch 11 angeschlagen werden kann. Am Flansch 11 ist eine Vielzahl von Positionier-Stecköffnungen 112 radial vertieft angeordnet, durch die der mit der Spindel verbundene Hauptkörper 10 an seiner Stelle, an der er montiert ist, gehalten wird.
-
Der Außendurchmesser des Kopfteils 13 ist kleiner als der Außendurchmesser des Flansches 11. Das Kopfteil 13 umfasst ein Außengewinde 131 und eine konische Aussparung 132, wobei das Außengewinde 131 an der äußeren Umfangsfläche des Kopfteils 13 ausgebildet ist und dem Zusammenschrauben mit einer Schraubenmutter dient, wobei die konische Aussparung 132 derart vom ersten Ende 101 nach innen vertieft ausgebildet ist, dass der Durchmesser der konischen Aussparung 132 in Richtung auf das erste Ende 101 allmählich zunimmt, sodass ein hinsichtlich der Abmessung passendes Spannfutter in die konische Aussparung 132 eingebaut werden kann.
-
Die Einstellbasis 15 befindet sich zwischen dem ersten Ende 101 und dem zweiten Ende 102 und zwar an der nahe dem ersten Ende 101 liegenden Seite des Flansches 11. Die Einstellbasis 15 ist am Hauptkörper 10 radial hervorragend angeordnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ragt die Einstellbasis 15 von der nahe dem ersten Ende 101 liegenden Stirnseite des Flansches 11 in Richtung auf das erste Ende 101 hervor. Die Einstellbasis 15 umfasst eine Basis-Stirnseite 151 und mindestens drei Gewindebohrungen 153, wobei die Basis-Stirnseite 151 dem ersten Ende 101 zugewandt ist, wobei die mindestens drei Gewindebohrungen 153 ringförmig beabstandet angeordnet und an der Basis-Stirnseite 151 vertieft ausgebildet sind. Die Anzahl der mindestens drei Gewindebohrungen 153 ist je nach Bedarf variierbar. Bevorzugt sind die mindestens drei Gewindebohrungen 153 ringförmig in einem gleichen Abstand zueinander angeordnet und befinden sich nahe dem Außenumfang der Einstellbasis 15.
-
Der Stellflansch 17 befindet sich zwischen der Einstellbasis 15 und dem ersten Ende 101 und ist am Hauptkörper radial erhöht, wobei der Außendurchmesser des Stellflansches 17 kleiner als der Außendurchmesser der Einstellbasis 15 und größer als der Außendurchmesser des Kopfteils 13 ist, wobei die Rille 16 zwischen dem Stellflansch 17 und der Einstellbasis 15 ausgebildet ist. Der Stellflansch 17 umfasst eine Anschlagfläche 171, die dem ersten Ende 101 zugewandt ist.
-
Der Stellring 20 ist über den Stellflansch 17 gesteckt und umfasst eine erste Stirnseite 22, eine zweite Stirnseite 21, eine Aufnahme 23 und mindestens drei Einstelldurchgangsöffnungen 25. Die erste Stirnseite 22 ist dem ersten Ende 101 des Hauptkörpers 10 zugewandt. Die zweite Stirnseite 21 ist der Einstellbasis 15 des Hauptkörpers 10 zugewandt. Die Aufnahme 23 verläuft von der zweiten Stirnseite 21 ausgehend axial und ist am Stellring 20 vertieft ausgebildet, wobei der Stellflansch 17 in der Aufnahme 23 aufgenommen ist. Der Durchmesser der Aufnahme 23 kann wesentlich dem Durchmesser des Stellflansches 17 gleich sein, damit der Stellring 20 den Stellflansch 17 umhüllen kann. Alternativ ist ein Gewinde 235 an der Umfangsfläche der Aufnahme 23 ringförmig angeordnet und an der äußeren Umfangsfläche des Stellflansches 17 ist ein passendes Gewinde 175 angeordnet, sodass der Stellring 20 und der Stellflansch 17 mittels der Gewinde 235 und 175 in Eingriff gebracht und dadurch miteinander verbunden werden können. Die Aufnahme 23 weist eine innere Stirnseite 231 auf, die an der Anschlagfläche 171 des Stellflansches 17 anliegt, wobei die Entfernung von der inneren Stirnseite 231 zur zweiten Stirnseite 21 kleiner als die Entfernung von der Anschlagfläche 171 des Hauptkörpers 10 zur Basis-Stirnseite 151 ist, sodass zwischen der zweiten Stirnseite 21 des Stellrings 20 und der Basis-Stirnseite 151 ein Abstand T entsteht, der kleiner als die axiale Entfernung D der Rille 16 des Hauptkörpers 10 ist. Die mindestens drei Einstelldurchgangsbohrungen 25 verlaufen axial durch den Stellring 20 hindurch und sind um den Außenumfang der Aufnahme 23 herum angeordnet, wobei die mindestens drei Einstelldurchgangsbohrungen 25 hinsichtlich der Stelle und der Anzahl den mindestens drei Gewindebohrungen 153 entsprechen.
-
Hinsichtlich der Anzahl entsprechen die mindestens drei Gewindebolzen 30 den mindestens drei Gewindebohrungen 153 und sind jeweils durch die mindestens drei Einstelldurchgangsbohrungen 25 hindurch gesteckt und so mit den mindestens drei Gewindebohrungen 153 zusammengeschraubt, wobei der jeweilige Gewindebolzen 30 einen Gewindezapfen 31 und einen an einem Ende des Gewindezapfens 31 ausgebildeten Kopf 33 umfasst. Diese Ausgestaltung ermöglicht, dass der Kopf 33 beim Schrauben des Gewindezapfens 31 nach unten eine auf die Einstellbasis 15 gerichtete Kraft auf den Stellring 20 ausüben kann. Bevorzugt ist an den den Stellen der mindestens drei Einstelldurchgangsbohrungen 25 entsprechenden Stellen an der ersten Stirnseite 22 des Stellrings 20 jeweils eine Aussparung 26 vertieft ausgebildet, die der Aufnahme des Kopfes 33 des jeweiligen Gewindebolzens 30 dient, wobei die Aussparung 26 derart ausgestaltet ist, dass der in der Aussparung 26 aufgenommene Kopf 33 niedriger als die erste Stirnseite 22 des Stellrings 20 ist.
-
Bevorzugt ist der Hauptkörper 10 derart ausgebildet, dass sich ein gerades Röhrenteil 135 von der konischen Aussparung 132 nach hinten erstreckt, wobei das gerade Röhrenteil 135 und die konische Aussparung 132 eine und dieselbe Achse besitzen und sich an Stellen befinden, die der Rille 16 entsprechen. Der Bereich des geraden Röhrenteils 135 entspricht dem axialen Bereich, den der Stellring 20 und die Einstellbasis 15 zusammen umfassen. Der Durchmesser des geraden Röhrenteils 135 ist größer als der Durchmesser der an dem geraden Röhrenteil 135 angrenzenden Stirnseite der konischen Aussparung 132, sodass die Axialrichtung des Kopfteils 13 des Hauptkörpers 10 leichter durch die kraftschlüssige Befestigung des Bolzens 30 beeinflusst wird. Somit kann der Winkel des Kopfteils 13 verändert werden.
-
Weiter wird auf 5 und 6 verwiesen . Zum Einsatz der erfindungsgemäßen axial einstellbaren Werkzeugaufnahme wird zunächst ein Werkzeug 40 mittels eines Spannfutters 50 und einer Schraubenmutter 60 in das Kopfteil 13 des Hauptkörpers 10 eingebaut. Anschließend wird der Hauptkörper 10 an einer Spindel einer Bearbeitungsmaschine angebracht. Nun wird die Konzentrizität des Werkzeugs 40 bei Rotation der Spindel mit einem Messgerät 70 gemessen. Weicht die Achse des Werkzeugs 40 von der Rotationsachse der Spindel ab, so kann der Bolzen 30 an der gegenüberliegenden Seite kraftschlüssig befestigt werden, um den Bolzen 30 weiter in die Gewindebohrung 153 einzuschrauben, damit der Stellring 20 gezwungen wird, sich an seiner an der entsprechenden Stelle befindlichen zweiten Stirnseite 21 der Basis-Stirnseite anzunähern, damit der Abstand T' zwischen der zweiten Stirnseite 21 an dieser Stelle und der Basis-Stirnseite 151 verkleinert wird. Zudem bildet die Rille 16 einen flexibel verformbaren Raum, durch den der axiale Winkel des Kopfteils 13 des Hauptkörpers 10 etwas verändert werden kann, wodurch die axiale Abweichung des Werkzeugs 40 von der Spindel verringert wird. Des Weiteren ist es möglich, durch kraftschlüssiges Befestigen der ringförmig angeordneten mindestens drei Gewindebolzen 30 die Abstände T und T' zwischen der Umfangskante der zweiten Stirnseite 21 und der Basis-Stirnseite 151 zu variieren, um den axialen Winkel des Kopfteils 13 feineinzustellen und dadurch die axiale Abweichung des Werkzeugs 40 zu verringern und so die Bearbeitungspräzision zu erhöhen.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Hauptkörper
- 101
- erstes Ende
- 102
- zweites Ende
- 11
- Flansch
- 112
- Positionier-Stecköffnung
- 12
- Schaftteil
- 13
- Kopfteil
- 131
- Außengewinde
- 132
- konische Aussparung
- 135
- gerades Röhrenteil
- 15
- Einstellbasis
- 151
- Basis-Stirnseite
- 153
- Gewindebohrung
- 16
- Rille
- 17
- Stellflansch
- 171
- Anschlagfläche
- 175
- Gewinde
- 20
- Stellring
- 21
- zweite Stirnseite
- 22
- erste Stirnseite
- 23
- Aufnahme
- 231
- innere Stirnseite
- 235
- Gewinde
- 25
- Einstelldurchgangsbohrung
- 26
- Aussparung
- 30
- Gewindebolzen
- 31
- Gewindezapfen
- 33
- Kopf
- 40
- Werkzeug
- 50
- Spannfutter
- 60
- Schraubenmutter
- 70
- Messgerät
- D
- Entfernung
- T, T'
- Abstand
