DE2341663A1 - Rotierendes werkzeug fuer holzbearbeitungsmaschinen, insbesondere spanwerkzeug wie messerkopf oder fraeser, mit einer zentralen aufnahmebohrung fuer eine antriebswelle der bearbeitungsmaschine - Google Patents
Rotierendes werkzeug fuer holzbearbeitungsmaschinen, insbesondere spanwerkzeug wie messerkopf oder fraeser, mit einer zentralen aufnahmebohrung fuer eine antriebswelle der bearbeitungsmaschineInfo
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Description
Patentanwalt
DIp!.-In3. Kalter !.icklccfi Z O 4 1 O D 3
DIp!.-In3. Kalter !.icklccfi Z O 4 1 O D 3
A 33 765
Michael Weinig KG 16. Aug. 1973
6972 Tauberbisohofsheim
Michael-Weinig-Str. 1
Michael-Weinig-Str. 1
Rotierendes Werkzeug für Hoü&earbeitungsmaschinen,
insbesondere Spanwerkzeug wie Messerkopf oder Fräser, mit einer zentralen Aufnahmebohrung für eine Antriebswelle der
Bearbeitungsmaschine
Bei der Bearbeitung von Holz beispielsweise mit Fräsern oder Messerkcjofen mit einsetzbaren Messern treten etwa im
Vergleich zu einer Bearbeitung von Metall vergleichsweise kleine Spankräfte auf. Daher können derartige Holäearbeitungswerkzeuge
mit vielfach höheren Umfangsgeschwindigkeiten als entsprechende Metallbea.rbeitungswerkzeuge arbeiten,
weshalb sie bei wesentlich erhöhten Rotationsgeschwindigkeiten in der Regel größere radiale Abmessungen aufweisen.
Die damit erzielte Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Holzbearbeitungswerkzeuge hat jedoch zur Folge, daß bereits
kL eine Unwuchten zu erheblichen radialen Kräften und Verformungen
führen. Solche Unwuchten werden insbesondere durch einen nicht exakt zentrischen Sitz des Werkzeuges auf der
Antriebswelle hervorgerufen.
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Zur Erzielung eines möglichst exakten und spielfreien Sitzes des Werkzeuges auf der Antriebswelle werden
Bohrungind Welle nach einem Passungssystem hergestellt;
die Bohrung ist dabei nach der DIN-Passung Hf * die Welle
nach der DIN-Passung g6 ausgeführt. Dies kann bei den gebräuchlichen Bohrungs- und Wellendurehmessern, die
zwischen 30 und 50 mm im Durchmesser liegen, ein Passungsspiel von bis zu 0,05 mm ergeben.
Dieses Passungsspiel hat zur Folge, daß die Schneiden von Werkzeugen, die, wie üblich , außerhalb der Bearbeitungsmaschine
auf einer speziellen Werkzeugschleifmaschine scharf geschliffen wurden, nach dem Umspannen auf die Antriebswelle
der Bearbeitungsmaschine nicht mehr exakt rund-laufen, sondern vielmehr durch das Passungsspiel
hervorgerufene Rundlauffehler aufweisen. Mit Rücksicht auf die hohen Drehzahlen des Werkzeuges von häufig mehr
als 10 000 U/min kann dieser Rundlauffehler durch die vom Passungsspiel herrührende Unwucht noch merklich vergrößert
werden, so daß letztlich bei einem mehrschneidigen Werkzeug nur noch eine vorstehende Schneide arbejt et, während
die durch den RundlaufJäiler radial etwas weiter innen
liegenden Senneiden gar nicht mehr zum Eingriff kommen.
Die Folge hiervon ist, daß sich selbst bei einer hcehpräzisen.
und .tiodernen Bearbeitungsmaschine die Vorschubgeschwindigkeit
nach der dem Zufall überlassenen Rundlaufgenauigkeit
der Werkzeugschneiden bzw. der durch die Rundlaufungenauigkeit verminderten Anzahl der voll zum Eingriff
kommendeil Schneiden richtet; analog bestimmt bei einer Maschine mit mehreren Antriebswellen und Werkzeugen dasjenige
Werkzeug die zulässige Vorschubgesehwindigkeit, das den größten Rundlauffehler aufweist.
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Somit zwingt ein Rundlauffehler zu einer drastischen
Verminderung der Vorsehubgesehwindigkeit des Werkzeuges, wenn eine verlangte Oberflächengüte des bearbeiteten
Holzes aufrechterhalten werden soll, da nur die infolge des Rundlauffehlers radial am weitesten außen liegende
Schneide voll zum Eingriff* gelangt und nutzbar ist.
Zur Verminderung dieses Runälauffehlers ist es seit
langem bekannt, das Werkzeug nicht nur mit ausschließlich axial spannenden Gliedern auf der Antriebswelle zu befestigen,
sondern mit auch radial spannenden Gliedern wie Konusbüchsen oder dgl.; hierdurch soll eine Selbstzentrierung
des Werkzeuges erreicht werden. Da aber auch die Konusbüchsen Herstellungstoleranzen in der Passung der Bohrung
sowie im Kegel haben, kann auch mit einer solchen Werkzeugspannung die zu einer wirksamen Erhöhung der Vorschubgesehwindigkeit
erforderliche Rundleufgenauigkeit nicht erreicht
werden.
Da somit eine spielfreie, exakt zentrierte Lagerung des Werkzeuges auf der Antriebswelle nicht erreichbar war,
sind seit langem andere Wege bekanntgeworden, um den Rundlauffehler schnell rotierender Holzbearbeitungswerkzeuge
auszuschalten. Hierbei wird der Rundlauffehler durch eine Nachbearbeitung unmittelbar an dem auf der Antriebswelle
der Bearbeitungsmaschine festgespannten und mit der Betrids-r
drehzahl umlaufenden Werkzeug durchgeführt. Bei diesem, vielfach als " Jointen" bezeichneten Verfahren wird das auf
einer Werkzeug«chieifmaschine geschärfte V/erkzeug bei seinem
Lauf in der Bearbeitungsmaschine durch einen Schleifstein bearbeitet, der entweder in der Maschine eingebaut oder
separat ansetzbar ist und an dem die Werkzeugschneiden vorbeigeführt werden, bis alle Schneiden eine sogenannte Rund-
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laufphase aufweisen, bis also auch die durch den Rundlauffehler radial am weitesten innen liegende Schneide von dem
Schleifstein berührt ist.
Zwar ergeben auf eine solche V/eise nachbearbeitete Werkzeuge durch die Veränderung an den Sehneiden bei feuchtem Holz
und bei Querwuehs im Bereich der weichen Jahresringe des Holzes eine rauhe Oberfläche, die nachgearbeitet werden muß,
jedoch kann infolge der Beseitigung des Rundlauffehlers mit einem vielfach höheren Vorschub gearbeitet werden, jedoch
verringert sich die Standzeit eines derart bearbeiteten Werkzeuges sehr erheblich. Der Grund hierfür liegt vermutlich
in der durch die Rundlaufphase bedingten teilweisen Beseitigung des Freiwinkels hinter der Schneide, da durch den
Schleifstein der außerhalb eines bestimmten Radius liegende Teil der Schneidenspitze abgenommen wird. Dabei kann die
Standzeit einer Messerschneide bereits auf weniger als die Hälfte der normalen Standzeit abfallen, wenn die Länge der
Rundlaufphase in Umfangsrichtung gemessen, also die Länge der Basis des vom Schleifstein abgenommenen Teils der Schneidenspitze,
nur einen halben Millimeter beträgt. Daher führt die Beseitigung eines vergleichsweise großen Rundlauffehlers
durch e ine solche Nachbearbeitung zu einer entsprechend großen Verminderung der Standzeit. Zwar ist es bei Messerköpfen
mit einsetzbaren Messern grundsätzlich möglich, durch entsprechenden Aufwand für ein präzises Einsetzen der Messer
die bei der Nachbearbeitung in der Bearbeitungsmaschine an den Messerschneiden etstehende Rundlaufphase in erträglichen
Grenzen zu halten; jedoch führt dies zu so hohen Rüstzeiten, daß der dadurch erzielte Gewinnen Standzeit des Werkzeuges
wieder aufgehoben wird.
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Neben, der zwangsläufigen Verminderung der Stanfceit führt
jedoch auch die an der Maschine selbst erforderliche Nachbearbeitung
der beschriebenen Art zu einem erheblichen Anstieg der Rüstzeit und einer entsprechenden Verringerung
der Maschinenlaufzeiten, so daß der durch die dadurch mögliche Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit erzielte Gewinn
selbst bei günstigen Bedingungen weitgehend kompensiert wird. Hinzu .kommt, daß eine solche Nachbearbeitung des Werkzeugs
in der "Bearbeitungsmaschine selbst allenfalls nur dann Gewinn bringt, wenn das Werkzeug in einer großen Serie bis
zum Ende seiner StandsLt ununterbrochen eingesetzt wird und in der Bearbeitungsmaschine eingespannt bleibt. Muß
das Werkzeug nämlich bei kleinen Serien oder bei zwischengeschalteten Umrüstungen der Maschine auf andere Werkzeuge
aus der Bearbeitun-gsmaschine genommen werden, so ist beim
erneuten Einspannen eine erneute Nachbearbeitung erforderlich, da in jeder Einspannlage andere Rundlauftoleranzen
auftreten. Eine solche mehrfache Nachbearbeitung des Werkzeuges in der Bearbeitungsmaschine würde die Rüstzeit jedoch
untragbar erhöhen.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein HoläBarbeitungsierkzeug der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei welchem ein einwandfreier Rundlauf der Werkzeugschneiden ohne zusätzliche Nachber.rbeitung in der Bearbeitungsmaschine
selbst gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgeDäß dadurch geBst, daß in
der Wand der Aufnahmebohrung - nach Art eines sogenannten Schrumpffutters - wenig£ens ein ringförmiger, von der Innenoberfläche
der Bohrung durch einen elastisch verformbaren Mantel abgetrennter Druckraum vorgesehen ist, der mit einem
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"0?6"C
lnkompressiblen Druckmedium angefüllt 1st, welches durch
eine Preßvorrichtung unter Druck setzbar 1st. Bei der Druokbeaufschlagung des Mantels durch das Inkompressible
Druckmedium legt sich dieser mit völlig gleichmäßigem Druck an die Oberfläche der Antriebswelle an, so daß jedes
verbleibende Spiel zwischen der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung
und dem Wellenumfang Überbrückt wird und eine selbsttätige exakte Zentrierung des Werkzeugs auf der Antriebswelle
erfolgt, die einen einwandfreien Rundlauf sicherstellt. Durch die Beseitigung oder zumindest weltestgehende Verringerung der Rundlauffehler gelangen sämtliche Werkzeugschneiden
voll zum Eingriff und können bei der Bearbeitung genutzt werden, so daß die bei der geforderten Oberflächengüte und
der vorhandenen Schneidenanzahl maximale Vorschubgeschindigkelt gefahren werden kann. Die Werkzeugschneiden können
an einer speziellen Werkzeugsohleifmaschine derart bearbeitet
werden, daß optimale Arbeltsbedingungen vorliegen und auch bei feuchten Hölzern und bei Querwuohs ein sauberer, glatter
Schnitt entsteht. Da die vollständige Bearbeitung der Werkzeugschneiden abseits der Bearbeitungsmaschine erfolgen
kann, fällt als Rüstzelt für die Bearbeitungsmaschine lediglich das Einspannen des Werkzeugs an, so daß mit hohen Maschinen·
laufzeiten gearbeitet werden kann. Die nutzbare Laufzelt der
Bearbeitungsmaschine wird weiter dadurch erhöht, daß auoh die Standzelt des Werkzeugs in keiner Weise beeinträchtigt
ist, da die Werkzeugschneiden auf der speziellen Werkzeugschleif
maschine mit Freiwinkel geschliffen sind und keinerlei Abweichungen von der optimalen Schneidenform zur Erzielung
des Rundlaufs erforderlich werden· Auch ein häufiger Wechsel der Werkzeuge bei kleinen Serien oder bei in der Serie erforderlichen
Umrüstungen bringt lediglich den für den einfachen Werkzeugtausch erforderlichen zusätzlichen Zeltaufwand.
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In einer ganz besonder bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung findet als Druckmedium zähflüssiges Fett
Verwendung. Eine besonders sichere und in der Herstellung billige Ausgestaltung der Spannvorrichtung wird dadurch
erzielt, daß im Werkzeugkörper, vorzugsweise in einer am Druokraum anschließenden Bohrung, ein mit einem Hochdruek-Schmiernippel
versehenes Rückschlagventil vorgesehen ist. An den Hoohdruck-Schmiemippel kann eine handelsübliche
Hochdruck-Schmierpresse angeschlossen werden, welche über das Rückschlagventil und die Bohrung Fett in den Druckraum
drückt, wobei das Rückschlagventil einen Rückfluß des Fettes verhindert; der Grad des Anpreßdruckes, mit dem der
elastisch verformbare Mantel des Werkzeuges an der Oberfläche der Antriebswelle anliegt, kann an einem Manometer
der Hochdruck-Schmierpresse abgelesen werden.
Eine besonders einfache Ausgestaltung des mit einem Rückschlagventil versehenen Hochdruck-Schmlemippels ergibt
sich, wenn zur Druckentlastung für ein Abnehmen des Werkzeugs
ein lösbarer separater Versohlußkörper in einer zweiten, mit dem Druokraum in Verbindung stehenden Bohrung vorgesehen
ist. Ein besonders einfacher und funktionssicherer Verschluß dieser zweiten Bohrung ergibt sich dadurch, daß
der Versohlußkörper mittels einer, vorzugsweise in einem Gewinde der Bohrung geführten Verschlußschraube auf seinem
Diohtsitz pressbar ist; zweckmäßig wird der Versohlußkörper dabei durch eine Stahlkugel gebildet, die mit einer konischen
Ringfläche als Diohtsitz zusammenarbeitet. Zwischen dem Verschlußkörper und der Verschlußschraube ist die HtHdung
einer Abflußbohrung für das austretende Druokmedium vorgesehen,
so daß auf eine Schaffung besonderer Abflußmögliohkeiten im Bereich der Verschlußschraube verziohtet werden kann.
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Da das Aufsetzen des Mundstücks der Hochdruok-Sohmierpresse
auf den Hochdruck-Schmiemippel sehr schnell vor sich
geht, ist zur Erzielung eines Spannsitzes für das Werkzeug auf der Antriebswelle lediglich ein kurzer Handgriff
erforderlich, durch den ein exakt zentrierter Sitz des Werkzeuges auf der Antriebswelle erreicht wird. Zum
Abnehmen des Werkzeuges ist lediglich eine geringfügige Drehung der Verschlußschraube erforderlich, wodurch das
unter Überdruck stehende Fett den als Stahlkugel ausgebildeten Verschlußkörper vom Dichtsitz abhebt und solange
über die vor der Verschlußschraube angeordnete, seitliche Abflußbohrung austritt, bis der Überdruck im Druckraum
abgebaut ist. Die dabei austretende Fettmenge ist gering und liegt bei üblicher Dimensionierung des Druokraumes
weit unterhalb von 1 cnr. Die ausgetretene Fettmenge wird
beim nachfolgenden Spannvorgang durch die Hochdruck-Schmierpresse wieder ersetzt.
Somit wird bei jeden Spannvorgang der Spannvorrichtung frisches Fett zugeführt, während bei der Abnahme des
Werkzeugs von der Antriebswelle altes Fett entweicht. Insbesondere dann, wenn die zweite, den Verschlußkörper
enthaltende Bohrung an einer der Mündung der ersten Bohrung gegenüberliegenden Stelle des Druckraumes mündet, wird
so der wesentliche Vorteil erreicht, daß ohne jegliche Zusatzmaßnahmen eine ständige Erneuerung des Druckmediums,
vorzugsweise Fett, stattfindet und eine schädliche Alterung von im Druckraum eingeschlossenem Druckmedium vermieden ist.
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Um ein Taumeln der Werkzeuge auf der Antriebswelle mit
Sicherheit auszuschließen, ist in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in
Richtung der Drehachse nebeneinander mehrere, insbesondere zwei ringförmige, bei den auftretenden Drücken unter
elastischer Verformung am Umfang der Antriebswelle aufliegende Bereiche des vorzugsweise als separates Bauteil
gefertigten Mantels vorgesehen sind. Dadurch entstehen bei der Druckbelastung des Mantels zwei im Abstand voneinander
liegende ringförmige Anpreßzonen, die auch in Richtung der Drehachse wirkende Kräfte sicher auffangen
können.
Besonders vorteilhaft wird ein erfindungsgemäßes Werkzeug zusätzlich an radial verlaufenden Stirnflächen durch Axialspannglieder
auf der Antriebswelle gesichert. Dabei wird nach dem Aufschieben des Werkzeugs auf die Antriebswelle
zunächst der Druck im Druckmedium aufgebaut, so daß die elastisch verformbaren Bereiche des Mantels gleichmäßig
an die Antriebswelle angepreßt werden und sich das Werkzeug unter Zentrierung gegenüber der Antriebswelle ausrichtet.
In dieser Lage wird es durch die zusätzlichen Axialspannglieder zusätzlich gesichert, wobei Kräfte aur in Achsrichtung,
nicht jedoch in radialer Richtung auf das Werkzeug ausgeübt werden.
Um eine Behinderung der exakten Zentrierung des Werkzeuges gegenüber der Antriebswelle bei der Druckbelastung des
Mantels zu vermeiden, ist die der Antriebswelle benachbarte Oberfläche des Mantels in denjenigen axialen Bereichen,
welche bei den auftretenden Drücken im Druokraum
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nicht unter elastischer Verformung an dem Wellenumfang angepreßt sind, von der Wellenoberfläche abgesetzt. Damit gelangen
lediglich die von der elastischen Verformung erfaßten Bereiche des Mantels mit der Wellenoberfläche in Berührung,
wohingegen die von der Wellenoberfläche abgesetzten anderen Bereiche des Mantels die zur Ausrichtung erforderliche
Korrekturbewegung des Werkzeugs se^enüber der Antriebswelle
gestatten.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von AusfUhrungsbeisplelen
anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den zusätzlichen Unteransprüchen. Ss zeigt
Pig. 1 in schematisch vereinfachter Darstellung und
. im Schnitt ein erfindungsgemäßes, auf einer Antriebswelle festgespanntes Holzbearbeitungswerkzeug;
tig. und andere Ausführungsformen der Erfindung in
ε* ^ einer Darstellung entsprechend Pig. I.
Das gemäß Fig. 1 auf einer Antriebswelle 1 einer Holzbearbeitungsmaschine
festgespannte Bearbeitungswerkzeug weist einen Werkzeugkörper 2 auf, der die nicht näher dargestellten
Werkzeugschneiden trägt. Im Werkzeugkörper 2 1st ein Druckraum 3 vorgesehen, der mit Fett als inkompressiblem
Druckmedium ausgefüllt ist. Zur Antriebswelle 1 hin ist der Druckraum 3 durch einen Mantel 4 abgeschlossen, der
in seinen axialen Außenbereichen 5, 6 dicht mit dem Werkzeugkörper
2 verbunden, beispielsweise verschweißt, ist.
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Das Fett im Druokraum 3 erfüllt eine radial zur Drehachse
7 verlaufende Bohrung 8. In ein Gewinde der Bohrung 8 ist ein Verschlußkörper 9 eingeschraubt, der einen von
außerhalb des Werkzeugkörpers 2 zugänglichen Hochdruck-Schmiernippel 10 trägt. Zwischen dem Hochdruck-Schmiernippel
10 und der Bohrung 8 1st im Verschlußkörper 9 ein Rückschlagventil 11 angeordnet, welches einen federbelasteten
Schließzylinder 12 aufweist, der mit einer konischen Spitze an einen zugeordneten konischen Dichtsitz 20 gedrückt wird
und in seinem zylindrischen Teil an seiner Oberfläche Übertrittskanäle 21 für das Fett aufweist. Durch diese
Ausbildung des Schließkörpers 12 des Rückschlagventiles 11 wird erreicht, daß beim Schließen des RUckschlagventiles
keine Saugwirkung auftritt und so das Fett im Druckraum 3 nach Abnahme der Hochdruck-Schmierpresse vom Schmiernippel
in etwa unter dem Druck steht, den das Manometer der Hochdruck-Schmierpresse anzeigt.
Der den Druckraum 3 zur Antriebswelle 1 hin abschließende Mantel 4 weist im mittleren Bereich seiner axialen Erstreckung
einen verstärkten Mantelbereich 12 auf, zwischen dem und den beiden axialen Außen~>ereichen 5 und 6 unter dem Druck des
Druckmediums elastisch verformbare Mantelbereiche 1? und
liegen. Die elastisch verformbaren Mantelbereiche 13 und Ik
liegen im gleichen axialen Abstand von der an den Hoehdruck-SchmiernLppel
10 anschließenden Bohrung 8, so daß im Verein mit der zur Bohrung 8 symmetrischen Ausbildung des Druokraumes
3 sichergestellt ist, daß beide Mantelbereiche von etwaigen Drosselverlusten oder dgl. unabhängig stets mit
dem gleichen Druck beaufschlagt werden. Durch die Druckbeaufschlagung der elastisch verformbaren Mantelbereiohe
13 und 14 legen diese sich unter Überbrückung jedes
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vorhandenen Passungsspieles fest an die Umfangsfläche
der Antriebswelle 1 an, wobei durch die über den Umfang der Antriebswelle 1 gleichmäßige Bruckbeaufsohlagung
eine selbsttätige Zentrierung des Werkzeugkörpers 2 erreicht wird.
Dabei ist auch eine entsprechende Anpressung des verstärkten Mittelteils 12 nicht zu umgehen, da dieses lediglioh
von den geschwächten, elastisch verformbaren Mantelbereichen 13 und 14 gehalten ist. Um aber zu vermeiden, daß nicht
bei den elastisch verformbaren Mantelbereichen zwei diskrete ringförmige Druckzonen entstehen, sondern vielmehr eine
einzige zentrale Druckzone mit geringerer Sicherheit gegen Taumelbewegungen des Werkzeugkörpers 2, weist die der
Antriebswelle 1 zugewandte Oberfläche des verstärkten Mantelbereichs 12 eine Eindrehung 15 geringer Tiefe auf,
so daß diese Oberfläche vom Wellenumfang abgesetzt ist. Ebensolche Eindrehungen kämen in dem von der elastischen
Verformung In den Mantellereichen 13 und 14 nicht mehr
erfaßten Teilen der axialen Außenbereiche 5 und 6 des Mantels 4 vorgesehen sein, so daß dort geringfügige
radiale Kdrekturverschiebungen möglich sind, die bei der
Druckbeaufschlagung der Mantelbereiche 13 und 14 zur
exakten Zentrierung des Werkzeugkörpers 2 auf der Antriebswelle 1 auftreten können.
Die dargestellte radiale Anordnung der an den Hochdruok-Schmiernippel
10 anschließenden Bohrung 8 empfiehlt sich deshalb, weil das Weiteeug und damit der Gewindebolzen
10 unabhängig von der Lage des Werkzeuges in der Bearbeitungsmaschine vom Werkzeugumfang her zugänglich ist.
Bei mit vielen Schneiden ausgestatteten Präswerkzeugen kann jedoch die Zugängliohkeit des Hochdruck-Sohmlernippels
durch die Schneidenanordnung behindert sein. In einem solchen Falle kann dadurch Abhilfe geschaffen werden, daß
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in nicht näher dargestellter Weise anstelle der radialen Bohrung 8 eine parallel zur Drehachse 7 verlaufende
und den Hochdruck-Sohmiernippel aufnehmende Bohrung vorgesehen wird, die gegebenenfalls über eine radiale Stichleitung
mit dem Druckraum 3 in Verbindung steht. Der Hochdruckechmiernippel
10 liegt dann an einer Stirnseite des Werkzeugkörpers 2, so daß diese Stirnseite beim Einspannen
des Werkzeugs frei zugänglich bleiben muß. Um auch in einem solchen Falle das Werkzeug in Jeder Arbeitslage
in der Arbeitsmaschine spannen zu können, beispielsweise sowohl an einer oberhalb des Arbeitstisches angeordneten
Antriebswelle wie auch, naoh einer Drehung um l8o°, an einer zweiten Antriebswelle unterhalb des Arbeitstisches,
kann - anstelle zweier unabhängiger Bohrungen - die parallel zur Drehachse 7 verlaufende Bohrung von einer Stirnseite
des Werkzeugkörpers 2 zur gegenüberliegenden t führt und an jeder Stirnseite des Werkzeugkörpers 2 mittels
eines Verschlußkörpers 9 abgeschlossen werden.
Grundsätzlich wäre es möglich, im Bereich des Verschlußkörpers 9 Mittel zur Druckentlastung für ein Abnehmen
des Werkzeuges vorzusehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch schließt an den
Druckraum 5 eine zweite Bohrung 25 an, die ebenso wie
die Bohrung 8 bezüglich der Drehachse 7 radial verläuft. Die Bohrung 25 ist mittels eines als Stahlkugel ausgebildeten
Verschlußkörpers 26 abgeschlossen, wozu der Verschlußkörper 26 mit einem als konische Ringfläche
ausgebildeten Diohtsitz 27 an der äusseren Mündung der Bohrung 25 zusammenarbeitet. Der Verschlußkörper 26
wird in seiner Schließlage durch eine als !«ladenschraube
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ausgebildete Verschlußschraube 28 gehalten, die in ein
Gewinde eines erweiterten Endteiles der Bohrung 8 eingeschraubt ist. Wird die Verschlußschraube 8 um einen
geringen Betrag aus dem Werkzeugkörper 2 herausgedreht, so drückt das Fett im Druckraum 3 und der Bohrung 25
den Verschlußkörper 26 von seinem Dichtsitz 27 weg, so daß sich für das Fett ein Austrittsspalt öffnet, durch den
hindurch es auf die Rückseite des mit radialem Spiel angeordneten Verschlußkörper 26 gelangen kann. Zwischen dem
Verschlußkörper 26 und der Verschlußschraube28 liegt die
Mündung einer quer zur Bohrung 25 verlaufenden Abflußbohrung 2y, durch die hindurch das austretende Fett ins
Freie gelangt; dadurch 1st die Schaffung eines Abflusses im Bereich der Verschlußschraube 28 nicht erforderlich, so
daß hierfür eine handelsübliche Madenschraube oder dergl.
verwendet werden kann.
Für die Anordnung des Verschlußkörpers 26 und insbesondere
der Verschlußschraube 28 gelten mit Rücksicht auf deren Zugängliohkeit dieselben Grundsätze, wie sie vorstehend
ik; Zusammenhang aiit dem Schmiernippel 10 erläutert sind;
im Zusammenhang mit dem Ausfiihrungsbeispiel rxach Flg. 2
ist eine zur Drehachse 7 parallele Anordnung einer zusätzlichen Bohrung 30 veranschaulicht, welche die mit einem
zusätzlichen Verschlußkörper 31 blind verschlossene Bohrung
25 kreuzt unc in deren Verlängerung Verschlußkörper 26 bzw. Verschlußschrauben 28 an den Stirnseiten des Werkzeugkörpers
2 ?«ji2eordnet sind. Nach einem wesentlichen
Merkmal der Erfindung mündet die Bohrung 25 an einer der Mündung der Bohrung 8 gegenüberliegenden Stelle des Druokraumes
3* so daß bei den Einspann- und Aus spann vorgängen des
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Werkzeugkörpers 2 eine ständige Erneuerung des Fettes im Druokraum 3 stattfindet, so daß schädliche Alterungsprozesse
vermieden sindj dies hat selbstverständlich auch für andere Druckmedien als Fett entscheidende
Bedeutung.
Fig. 2 und 3 zeigen abgewandelte AusfUhrungsformen, die
sich vom AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 1 hauptsächlich
durch eine Verwendung eines zweigeteilten Mantels 4 unterscheiden. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit
sind in beiden Figuren entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeiohen versehen.
Jedem Teil 4a bzw. 4b des Mantels 4 ist beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 3 ein eigener ringförmiger Druckraum Ja bzw. 3b zugeordnet, der in zum AusfUhrungsbeispiel
gemäß Fig. 1 gleicher Weise durch je einen Verschlußkörper 9 und 26 abgeschlossen ist. Die Druckräume 3a und
3b sind, wie auch das AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 2 zeigt, in ihrer axialen Ausdehnung auf die geschwächten,
elastisch verformbaren Mantelbereiche 13 und 14 beschränkt, können jedoch zur Herbeiführung eines Druckausgleiches
untereinander verbunden sein, wie anhand der Bohrung 30 in Fig. 2 veranschaulicht ist. Wie Fig. 2 weiterhin zeigt,
kann anstelle zweier Bohrungen 8 mit Verschlußkörpern 9 und zugehörigen Rückschlagventilen 11 bzw. Hochdruck-Schmiernippeln
10 analog dem AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 1 lediglich eine solche Bohrung 8 vorgesehen sein,
welche - über die Bohrung 30 - mit den beiden Druckräumen 3a und 3b verbunden ist.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3>
das einen Werkzeugkörper großer axialer Breite, beispielsweise für große Hobelbreiten, zeigt, ist auf eine Verbindung der beiden
Druckräume 3a und 3b verzichtet, zumal mit Rücksicht auf
die große Breite des Werkzeugkörpers eine solche Verbindung eine große Entfernung überbrücken muß und durch die dabei
auftretenden Drosselverluste und dgl. einen exakt gleichmäßigen Druckaufbau in den Druckräumen 3a und 3b nicht
mit Sicherheit gewährleisten kann. Um auoh in einem solchen Falle zweier völlig «oneinander getrennter Druokräume 3a
und 3b einen möglichst gleichmäßigen Druckaufbau zu gewährleisten, wird bei dieser Ausführungsform zum Spannen auf
der Antriebswelle 1 eine Hochdruck-Fettpresse verwendet, die zwei abgehende Hochdrucksohläuche für je einen der beiden
Schmiernippel 10 hat.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 und 3 ist anstelle eines verstärkten mittleren Bereiches 12 des Mantels 4 eine
von zwei verstärkten Enden 12a, 12b der Mantelteile 4a und 4b begrenzte Trennfuge 16 vorgesehen, die im Falle des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 3 über einen großen Teil der axialen Länge des Werkzeugkörpers 2 reicht. Die TeilstUoke
12a und 12b des Mantels 4 grenzen mit ihrer radialen Außenfläche unmittelbar an den Werkzeugkörper 2 und werden somit
nicht vom Druckmedium beaufschlagt. Dennoch können auoh die
TeilstUoke 12a, 12b mit einer der Eindrehung 15 des verstärkten mittleren Bereiches 12 gemäß Fig. 1 entsprechenden
Eindrehung versehen sein, ebenso wie die axialen Außenbereiche 5 und 6, um außerhalb des Einflußbereiches der Verformung
der Mantelbereiche/und 14 eine feste Anlage des Mantels 4 am Umfang der Antriebswelle 1 zu vermeiden.
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An ihren axialen Außenbereichen 4 und 5 weisen die als
separate Flanschbuchsen ausgebildeten Mantelteile 4a und 4b radial nach außen abgewinkelte Plansche 17 und 18
auf, welche in einer zur Drehachse 7 senkrechten Ebene liegende Stirnflächen 19 haben. Mit Vorteil sind die die
Mantelteile 4a und 4b bildenden Flanschbuohsen in die
Aufnahmebohrung des Werkzeugkörpers eingepresst und an ihren Flanschen 17 und 18 in nicht näher dargestellter
Welse mit dem Werkzeugkörper 2 verschraubt. Zum Werkzeugkörper 2 hin sind die Flansche 17 und 18 an rückwärtigen
Stützflächen 22 abgestützt, die zur Stirnfläche 19 parallel liegen. Die Flansche 17 und 18 stehen mit
ihren Stirnflächen I9 axial über die Stirnfläche des
Werkzeugkörpers 2 vor. Durch eine solche Ausbildung wird eine zusätzliche Axialverspannung des Werkzeugs auf der
Antriebswelle 1 an den Mantelteilen 4a und 4b ermöglicht, ohne daß dabei in radialer Richtung wirkende Kräfte
auftreten, welche die durch die Mantelbereiche 13 und 14
bewirkte Zentrierung stören. Die beidseitig auf der Antriebswelle 1 axial neben dem Werkzeugkörper 2 angeordneten
Axialspannglieder liegen an den Stirnflächen 19 der Flansche 17 und 18 auf und führen so im Bereich der
rückwärtigen Stützfläche 22 der Flansche 17 und 18 eine zusätzliche Abdichtung gegen einen Austritt von Druckmedium
im Spalt zwischen dem Mantel 4 und dem Werkzeugkörper 2 herbei. Durch an der Außenfläche des zylindrischen
Teils der Mantelteile 4a und 4b beidseits der jeweiligen Druokräume 3a und 3b angeordnete Rundschnurringe 32 wird
die Abdichtung gegen einen Austritt von Druckmedium aus den Druckräumen zusätzlich gesichert. Selbstverständlich
ist eine zusätzliche Verspannung mit Axialspanngliedern auch beim AusfUhrungabeispiel gemäß Fig. 1 möglth, wobei
die Axialspannglieder hier vorteilhaft an den Stirnseiten
- 18 509809/0160
des Werkzeugkörpers 2 selbst angreifen.
Eine solche zusätzliche Axialverspannung ergibt eine zusätzliche Sicherheit für die Befestigung des Werkzeugs
auf der Antriebswelle 1. In jedem Falle darf aber eine solche zusätzliche Axialverspannung nur über exakt radial
ausgerichtete Flächen ohne radiale Krafteinleitung und insbesondere erst nach erfolgter Zentrierung des Werkzeuges
auf der Antriebswelle 1 erfolgen. Eine solche zusätzliche Axialverspannung schafft die Möglichkeit, den Mantel und
insbesondere dessen elastisch verformbare Bereiche 13 und 14 praktisch ausschließlich dem Erfordernis einer exakten
Zentrierung entsprechend auszulegen, ohne dabei auch die Aufgabe einer kraftschlUssigen Mitnahme des Werkzeugs auf
der Antriebswelle 1 zu berücksichtigen. Demzufolge können die geschwächten, elastisch verformbaren Mantelbereiche
und 14 in ihrer Wandstärke sehr gering, etwa membranartig
ausgeführt werden, um eine von überlagerten Spannungen im Mantel 4 möglichst freie, feinfühlige Zentrierung des Werkzeuges
gegenüber der Antriebswelle zu erhalten, die dann mit zusätzlichen Axialspanngliedern fixiert wird. Dadurch
wird trotz der exakten Zentrierung eine robuste und sichere Befestigung des Werkzeugs auf der Antriebswelle erreicht,
wozu auch der Umstand beiträgt, daß die Antriebswelle selbst nicht durch konstruktive Maßnahmen inabesondere für eine
Zentrierung geschwächt werden muß.
509809/0160
Claims (1)
- AnsprücheRotierendes Werkzeug für Holzbearbeitungsmasohinen, insbesondere Spanwerkzeug wie Messerkopf oder Fräser, mit einer zentralen Aufhahmebohrung für eine Antriebswelle der Bearbeitungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Aufhahmebohrung - nach Art eines sogenannten Schrumpffutters - wenigstens ein ringförmiger, von der Innenoberfläche der Aufnahmebohrung durch einen elastisch verformbaren Mantel (4) abgetrennter Druokraum (5) vorgesehen ist, der mit einem Druckmedium angefüllt ist, welches durch eine Preßvorrichtung unter Druck setzbar ist.2. Werkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von zähflüssigem Fett als Druckmedium.Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Hochdruok-Schmierpresse als Preßvorrichtung.Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeugkörper (2) vorzugsweise in einer am Druokraum (5) anschließenden Bohrung (8) ein mit einem Hochdruck-Schmiernippel (lo) versehenes Rückschlagventil (11) vorgesehen ist.509809/016023A16635. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckentlastung fUr ein Abnehmendes Werkzeug ein lösbarer separater VerschluÄ-körper (26) in einer zweiten, mit dem Druckraum (2) in Verbindung stehenden Bohrung (25) vorgesehen ist.6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise als Stahlkugel ausgebildete Verschlußkörper (26) mittels einer vorzugsweise in einem Gewinde der Bohrung (25) geführten Verschlußschraube (28) auf seinen vorzugsweise als konische Ringfläche ausgebildeten Diohtsitz (27) pressbar ist.7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Versohlußkörper (26) und der Verschlußschraube (27) die Mündung einer Abflußbohrung (29) für das austretende Druckmedium vorgesehen 1st.8. Werkzeug nach einem der Ansprüohe 1 bis 1J3 dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, den Verschlußkörper (26) enthaltende Bohrung (25) an einer der Mündung der ersten Bohrung (8) gegenüberliegenden Stelle des Druckraums (3) mündet.9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Drehaohse (7) nebeneinander mehrere, insbesondere zwei ringförmige, bei den auftretenden Drücken unter elastischer Verformung am Umfang der Antriebswelle (1) aufliegende Bereiche (13# 1^) des vorzugsweise als separates Bauteil gefertigten Mantels (4) vorgesehen sind.509809/016010. Werkzeug naoh einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß die am Wellenumfang anliegenden Mantelbereiche (15, 14) durch einen dazwischen liegenden verstärkten ringförmigen Mantelbereich (12) voneinander getrennt sind.11. Werkzeug naoh einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druckraum (3) abgewandte Oberfläche des verstärkten Mantelbereiches (12) gegenüber dem Wellenumfang radial nach außen versetzt, inabesondere durch eine Eindrehung (15) abgesetzt ist.12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) zum Abschluß ie eines Druckraumes (5a, 3b) geteilt ausgebildet ist.13· Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Mehrzahl voneinander abgetrennter Druckräume jedem der Druckräume (3a, 3b) ein eigener Hochdruck-Schmiemippel (10)' zum Spannen zugeordnet ist und als Preßvorrichtung eine Hochdruck-Schmierpresse mit einer der Anzahl der Hoohdruok-Schmiernippel (10) entsprechenden Anzahl von Hoohdruokschläuohen vorgesehen ist.14. Werkzeug naoh einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl vor^Druckräumen (3a> 3b) vorzugsweise mittels einer parallel zur Drehachse (7) verlaufenden Bohrung (30) untereinander in Verbindung steht.509809/0160-A-15. Werkzeug naoh einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Werkzeuges auf der Antriebswelle (1) zusätzlich an radial verlaufenden Stirnflächen durch Axialspannglieder gesichert ist.16. Werkzeug naoh Anspruch 12 und I5* dadurch gekennzeichnet, daß die Axialspannglieder am axial über die umgebende Werkzeugstirnflache vorstehenden, radial abgewinkelten Flansch (17 bzw. 18) wenigstens eines der äußeren Mantelteile (4a bzw. 4b) anliegen, wobei die Rüokseite des Flansches (I7 tzw, 18) sich an einer radial verlaufenden inneren Stützfläche (22) des Werkzeugkörpers (2) abstützt.17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, daiurch gekennzeichnet, daß die der Antriebswelle (1) benachbarte Oberfläche des Mantels (4) in denjenigen axialen Bereichen (5* 6, 12a, 12b), welche bei den auftretenden Drücken nicht unter elastischer Verformung am Wellenumfang angepreßt sind, von der Wellenoberfläche abgesetzt ist.509809/0160Leerseite
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