DE3850450T2 - Werkzeugmontage, Werkzeugbauteile und Verfahren zum Zusammenbau dieser Bauteile. - Google Patents
Werkzeugmontage, Werkzeugbauteile und Verfahren zum Zusammenbau dieser Bauteile.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugaufbau und Werkzeugteile hiervon. Der Aufbau weist ein erstes Teil und ein zweites Teil auf, die ein Werkzeug oder einen Adapter für ein Werkzeug und einen Halter bilden bzw. aufweisen, wobei das erste Teil einen stumpfförmigen, konischen bzw. verjüngt zulaufenden Vorsprung hat, welcher dem zweiten Teil zugewandt ist, während der zweite Teil einen Sitz aufweist, der durch eine konische bzw. sich verjüngende Aussparung definiert ist, um den Vorsprung aufzunehmen, wobei der Aufbau weiterhin Einrichtungen für das Festklemmen bzw. Festspannen des ersten Teiles an dem zweiten Teil aufweist, der Aufbau eine Mittellinie bzw. Mittelachse hat und der Vorsprung und der Sitz miteinander zusammenwirkende Flächen aufweisen, welche einen nicht kreisförmigen Querschnitt haben.
- Ein derartiger Aufbau und Bauteile hierfür sind aus der GB-A-505,727 bekannt. Dieses Dokument offenbart einen Vorsprung und eine entsprechende, passende Aussparung, die einen nicht kreisförmigen Querschnitt haben, insbesondere ein dreiseitiges Dreieck mit abgerundeten Ecken und genauer gesagt mit einer im wesentlichen dreieckigen Form, die durch eine geschlossene Zykloidenkurve gebildet wird.
- Diese besondere Form ist dafür vorgesehen, eine wirkungsvollere und zuverlässige Antriebsverbindung zwischen dem Halter und dem Werkzeug bereitzustellen. Der Aufbau nach der GB 505,727 hat jedoch verschiedene Nachteile. Ein Problem besteht darin, daß die axiale Position des Vorsprunges in der entsprechenden Aussparung und damit auch die axiale Position des Werkzeuges nicht klar definiert ist und von Toleranzen und der Klemm- bzw. Spannkraft abhängig ist, die bei dem Montieren des Werkzeuges oder Adapters in der entsprechenden Aussparung aufgebracht wird. Eine derartige unzureichende axiale Positionierung kann auch zu ungleichmäßig verteilten Kräften entlang eines Längenabschnittes des Vorsprunges führen, welcher sich in die Aussparung hinein erstreckt. Darüberhinaus hat es sich herausgestellt, daß die allgemeine Lehre einer Dreieckform, die durch eine geschlossene Zykloidenkurve gebildet wird, wie sie in der D2 offenbart ist, nicht ausreicht, um eine bessere Verschleißfestigkeit und eine hohe Positioniergenauigkeit beim wiederholten Festspannen zu gewähren.
- Ein weiterer bekannter Aufbau der oben erwähnten Art offenbart konische Verbindungs- bzw. Anschlußflächen des Halters und des Werkzeuges. Das Werkzeug wird in Rotationsrichtung des Aufbaues mit Hilfe von Keilen angetrieben, die mit Nuten in dem Halter zusammenwirken. Die Keile und Nuten sind Schmutz und Spänen völlig ausgesetzt, was beim Spannen Probleme mit sich bringt und Stabilitätsprobleme verursacht.
- Weiterhin ist der Aufbau nur relativ kompliziert herzustellen, d. h. die Herstellung erfordert eine Vielzahl von maschinellen Bearbeitungsvorgängen. Außerdem verringert die Verwendung der Keile und Nuten die Stützfläche zwischen dem Werkzeug und dem Halter.
- Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Werkzeugaufbau und entsprechende Werkzeugbauteile nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 11 bzw. 12 bereitzustellen, welche nicht nur ein stabiles und sicheres Spannen des Werkzeuges hervorrufen und unempfindlich gegen Schmutz und Späne sind, jedoch zusätzlich verbessert sind bezüglich der Verschleißfestigkeit und der Positioniergenauigkeit beim wiederholten Festspannen.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand, der in den Ansprüchen 1 bzw. 11 bzw. 12 definiert ist.
- Die Erfindung wird jetzt im Anschluß genauer beschrieben in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen:
- Die Fig. 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A und 10A zeigen verschiedene Ausführungsformen von Werkzeugen, welche Komponenten des Aufbaues sind, und zwar in Stirnansichten;
- die Fig. 1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B und 10B zeigen Seitenansichten verschiedener Ausführungsformen der Erfindung, teilweise im Schnitt, von denen die jeweiligen Werkzeuge gemäß Fig. 1A bis 6A und 10A Teile bilden;
- die Fig. 1C, 2C, 3C, 4C, 5C, 6C und 10C zeigen Querschnitte der verschiedenen Ausführungsformen des Aufbaues entlang der Linien I-I, II-II, III-III, IV-IV, V-V, VI-VI bzw. X-X;
- die Fig. 7A, 7B, 8A, 8B und 9A, 9B zeigen verschiedene Ausführungsformen des Werkzeuges in Stirnansichten und Seitenansichten;
- Fig. 9C zeigt eine Ausführungsform eines Halters in einer Stirnansicht;
- Fig. 10D und 10E zeigen eine Ausführungsform des Aufbaues, teilweise im Schnitt, bzw. eine Ausführungsform eines Werkzeuges in einer Seitenansicht.
- In den Fig. 1A, 1B und 1C ist eine Ausführungsform eines Werkzeugaufbaues 10A gemäß der Erfindung dargestellt, welche eine Maschinenspindel oder einen Halter 11, ein Werkzeug 12 für die Spanentfernung bzw. spanende Bearbeitung oder einen Adapter für ein Werkzeug (nicht dargestellt) aufweist, sowie Spanneinrichtungen 19. Das Werkzeug kann stationär oder vom drehbaren Typ sein, d. h. ein Fräser, ein Bohrer, ein Drehmeißel oder dergleichen. Der Aufbau oder die Kupplung haben zylindrische Form und eine Mittellinie bzw. Mittelachse CL.
- Das Werkzeug 12 hat eine in etwa zylindrische Hüllfläche 13, einen axial vom liegenden (nicht dargestellten) Stirnabschnitt, der mit einer Schneidkante ausgestattet ist und einen axial hinteren Endabschnitt, der mit einer ebenen Stützfläche 14 versehen ist, von welcher aus ein Zapfen oder Vorsprung 15A in Form eines verjüngt zulaufenden Stumpfes bzw. eines konischen Stumpfes vorspringt. Die Stirnfläche 14 liegt in einer Ebene, die normal oder senkrecht zur Mittelachse CL verläuft und sich in Umfangsrichtung um 360º um die Mittelachse erstreckt. Der Zapfen 15A hat eine konische Hüllfläche 16, welche senkrecht zur Mittelachse einen nicht kreisförmigen oder nicht runden Querschnitt hat. Der Querschnitt gemäß dieser Ausführungsform des Werkzeuges hat ein dreiseitiges, in etwa epitrochoidales Profil mit drei konvexen Lappen bzw. Keulen, d. h., der Abstand zwischen zwei parallelen Tangenten der Hüllfläche 16A in einem gegebenen Querschnitt ist immer konstant. Das dreiseitige Epitrochoid zentriert sich damit selbst in Eingriff mit einer Aussparung, welche ein entsprechendes dreiseitiges, in etwa epitrochoidales Profil hat. Der Abstand d&sub1; zwischen den beiden parallelen Tangenten der Hüllfläche in einem gegebenen Querschnitt, hier in der Stirnfläche 17A des Zapfens 15A, ist immer größer als der Durchmesser D eines einbeschriebenen Kreises C in diesem Querschnitt. Man kann sagen, daß der Kreis C ein Ende eines konischen bzw. kegelförmigen Befestigungsteiles eines bekannten Werkzeuges ist und daß die drei Teile, die in radialer Richtung über diesen Kegelstumpf hinausragen, Antreibelemente oder Mitnehmer oder Mittel zum Antreiben sind. Die Spitzenbereiche der Antreibelemente sind um den Kreis herum mit einer Abstufung oder einem Abstand von 120º angeordnet. Die Beziehung zwischen dem Durchschnittsdurchmesser des Zapfens 15A und dem Vorsprung des Zapfens von der Stirnfläche 14 beträgt 2 : 1 oder liegt, allgemeiner gesprochen, im Bereich von 1 : 1 bis 5 : 1. Der Konusgradient des Zapfens liegt im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 20, vorzugsweise zwischen 1 : 4 bis 1 : 10. Eine zentrale Gewindebohrung 24 ist am hinteren Ende des Werkzeuges vorgesehen.
- Die Maschinenspindel oder der Halter 11 weisen ein zylindrisches Gehäuse 18 und eine Spanneinrichtung 19 auf. Das Gehäuse 18 hat eine zentrale erste Längsbohrung 20, die eine axiale Verbindung nach vorn zu einer zweiten Bohrung 21 über eine ringförmige Schulter 22 bildet. Die zweite Bohrung 21 hat einen kleineren Durchmesser als die erste Bohrung 20. Die zweite Bohrung 21 stellt auch eine Verbindung zu einer ringförmigen Nut 23 her, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der zweiten Bohrung. Die Nut 23 ist dafür vorgesehen, den Biegewiderstand am vorderen Ende der Spindel um eine konische Aussparung 25A oder einen konischen Sitz zu vermindern und um ein Spiel oder einen Freiraum während der Herstellung des Sitzes 25A bereitzustellen. Der Sitz erstreckt sich von einer in etwa ebenen Vorderfläche 26 der Spindel und endet an der Nut 23. Die Vorderfläche 26 liegt in einer Ebene, die senkrecht zur Mittelachse CL verläuft und erstreckt sich in Umfangsrichtung um 360º um die Mittelachse herum. Die Wand 25'A, welche die Aussparung 25A definiert, und die Hüllfläche 16A des Zapfens 15 sind in ihrer Querschnittform identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß der durchschnittliche Durchmesser der Aussparung etwas kleiner ist als der Durchschnittsdurchmesser des Zapfens, und zwar um etwa 5 bis 100 um. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß bei einem gegebenen Querschnitt, den man im Abstand x von der Bezugsebene aus legt, die durch die Stirnfläche 14 definiert ist, die Hüllfläche 16A des Zapfens im nicht montierten Zustand einen etwas größeren Durchmesser hat als der einbeschriebene Kreis im Vergleich zu dem einbeschriebenen Kreis, der durch die Wand 25'A der Aussparung 25A definiert wird, wenn der Querschnitt in demselben Abstand x von der Ebene der Vorderfläche 26 aus gelegt wird. Der Konusgradient bzw. Verjüngungsgradient oder die Neigung der Wand 25'A ist in etwa identisch mit dem Gradienten bzw. der Steigung der Fläche 16A; mit "in etwa identisch" ist gemeint, daß innerhalb normaler Toleranzen ein Unterschied vorliegen kann. Ein Bolzen 19, der in Schraubeingriff mit der Bohrung 24 des Werkzeuges steht und dessen Kopf 27 an der Schulter 22 anliegt, zieht beim Festziehen den Zapfen 15A in den Sitz 25A hinein, so daß die komplementären Flächen 16A und 25'A sich in Paßeingriff aneinander anlegen. Die Montage der Spindel und des Werkzeuges ergeben damit einen wechselseitigen Klemmpassungs- bzw. Spannpassungseingriff, der keinerlei Spiel aufweist, zentriert ist und Antriebs- bzw. Mitnehmerelemente aufweist, die mit der Fläche 16A und der Wand 25'A einstückig sind.
- Bei der Demontage des Werkzeuges von der Spindel wird der Vorgang umgekehrt, wobei die Einrichtung 19 - in axial fixierter Position - in Gegenrichtung gedreht wird. Die axiale Position bzw. Positionierung des Bolzens 19 kann durch eine Sicherungsscheibe bereitgestellt werden, die axial hinter dem Kopf des Bolzens angebracht ist. Die Wand 25'A des Sitzes 25A schrumpft dann auf ihr ursprüngliches Maß zurück, wenn der Vorsprung aus ihr abgezogen bzw. entfernt wird, woraufhin sie für die Aufnahme eines neuen Werkzeuges oder Adapters bereit ist.
- Die Klemmvorrichtung 19 in Form eines Bolzens kann alternativ durch konventionelle Klemm- oder Spanneinrichtungen ersetzt werden, von denen Beispiele in den Fig. 7A und 7B, 8A und 8B sowie 9A, 9B und 9C dargestellt sind.
- Wahlweise kann der Vorsprung 15A auch auf der Spindel vorgesehen sein und der Sitz 25A an dem Werkzeug. Die Spannvorrichtung 19 kann wahlweise ebenfalls in dem Werkzeug 12 vorgesehen sein für den Eingriff mit einer Gewindebohrung in dem Halter 11.
- In den Fig. 2A, 2B und 2C ist eine alternative Ausführungsform eines Aufbaues 10B gemäß der Erfindung dargestellt. Abgesehen von der Hüllfläche 16B und der Stirnfläche 17B des Vorsprunges 15B und der Wand des Sitzes ist der Aufbau identisch mit dem oben beschriebenen. Der folgende Text konzentriert sich deshalb in erster Linie auf die Unterschiede zwischen diesen Ausführungsformen.
- Der Zapfen 15B hat eine konische Hüllfläche 16B, die einen nicht kreisförmigen Querschnitt hat. Der Querschnitt gemäß dieser Ausführungsform hat eine elliptische oder ovale Form. Die Hauptachse der Ellipse ist vorzugsweise parallel zur X-Z-Ebene der (nicht dargestellten) Maschine angeordnet, d. h. der Ebene, welche definiert wird durch den radialen und axialen Vorschub beim Drehen. In Fig. 2A ist ein Kreis G an der Stirnfläche 17B des Zapfens 15B einbeschrieben. In der Ebene, die durch die Stirnfläche definiert ist, ebenso wie in allen Querschnitten parallel hierzu, verläuft die Grenzlinie der Stirnfläche entlang eines Weges, der in radialer Richtung von dem Kreis abweicht mit Ausnahme von zwei Punkten entlang der Nebenachse der Ellipse. In diesem Fall hat man zwei Antriebselemente oder Mitnehmer, die radial jenseits des Kreises angeordnet sind, wobei die Spitzen oder Vorsprünge bzw. am weitesten vorstehenden Teile unter einer Abstufung von 180º oder einem Abstand von 180º in Umfangsrichtung angeordnet sind.
- Der Sitz 25B in der Maschinenspindel hat eine komplementäre elliptische Wand 25'B. Die Wand des Sitzes ist konisch und ihre Grenzlinie in einem Querschnitt beschreibt, in einem nicht montierten Zustand, einen Weg, dessen Abmessungen etwas geringer sind als die Abmessungen des Zapfens 15B in einem entsprechenden Querschnitt.
- Die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen noch eine weitere Ausführungsform eines Werkzeugaufbaues 10C gemäß der Erfindung. Mit Ausnahme der Hüllfläche 16C und der Stirnfläche 17C des Zapfens 15C sowie der Wand 25'C und des Sitzes 25C des Aufbaues ist diese Ausführungsform mit der in Verbindung mit den Fig. 2A, 2B und 2C beschriebenen Ausführungsform identisch und deshalb werden im folgenden hauptsächlich die Unterschiede zwischen diesen beschrieben.
- Der Zapfen 15C hat eine konische Hüllfläche 16C mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt. Der Querschnitt in dieser Ausführungsform ist eine Kombination aus einer halb elliptischen und halb kreisförmigen Form. In Fig. 3A ist ein Kreis C in der Stirnfläche 17C des Zapfens 15C einbeschrieben worden. In der Ebene der Stirnfläche ebenso wie in allen Querschnitten parallel hierzu verläuft die Grenzlinie der Stirnfläche 17C entlang eines Weges, der über in etwa 180º mit dem Kreis C zusammenfällt, während der Rest dieser Grenzlinie einem in radialer Richtung über diesen Kreis hinausgehenden elliptischen Weg folgt. Damit ist nur ein Mitnehmer bzw. Antriebselement in dieser Ausführungsform ausgebildet und der Zusammenbau kann ausschließlich auf eine Art und Weise (in einer Orientierung) erfolgen.
- Der Sitz 25C hat eine entsprechende halb elliptische und halb kreisförmige Form. Die Wand 25'C des Sitzes 25C verläuft konisch verjüngt.
- Die Montage des Aufbaues erfolgt wie oben beschrieben.
- Die Fig. 4A, 4B und 4C zeigen noch eine weitere Ausführungsform eines Aufbaues 10D gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau 10D ist mit dem Aufbau 10A identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß die Hüllfläche 16D des Zapfens 15D und die Wand 25'D des Sitzes 25D sich in Längsrichtung erstreckende, radial zurückspringende oder sich in Längsrichtung erstreckende ebene Abschrägungen 29 bzw. Längsnuten 30 aufweisen. Die Abschrägungen 29 und die Nuten 30 sind an ihrem jeweiligen Element in einer regelmäßigen Abstufung, d. h. mit einer Stufung von 120º um die Mittelachse CL angeordnet. Die Abschrägungen und Nuten sind an der Hüllfläche bzw. der Wand vorgesehen, wo sie in radialer Richtung am weitesten über den einbeschriebenen Kreis hinausragen. Jede Abschrägung und Nut umschließt in Umfangsrichtung einen Abschnitt des Zapfens 15D oder des Sitzes 25D, der in einem Bereich von näherungsweise 20 bis 30º liegt. Die Abschrägungen und Nuten sind in erster Linie als Freiräume während der bzw. für die Herstellung des Aufbaues vorgesehen.
- Eine weitere Ausführungsform eines Aufbaues 10E gemäß der Erfindung ist in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellt. Der Aufbau 10E ist mit dem Aufbau 10D identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß die Abschrägungen 29 und die Nuten 30 durch gerade Abschnitte 1 6E miteinander verbunden sind. Damit bildet der Zapfen 15 einen Pyramidenstumpf, dessen Querschnitt ein gleichmäßiges Dreieck mit abgeschrägten Ecken ist. Die Wand 25'E des Sitzes 25E bildet in einem Querschnitt ein regelmäßiges Dreieck mit aufgeweiteten Ecken in Form der Nuten 30.
- Noch eine weitere Ausführungsform eines Aufbaues 10F gemäß der Erfindung ist in den Fig. 6A, 6B und 6C dargestellt. Mit Ausnahme der Hüllfläche 16F und der Stirnfläche 17F des Zapfens 15F sowie der Wand 25'F des Sitzes 25F ist der Aufbau identisch mit dem in Verbindung mit den Fig. 1A, 1B und 1C beschriebenen, und deshalb werden hauptsächlich die Unterschiede zwischen diesen im folgenden beschrieben.
- Der Zapfen 15F hat eine konische Hüllfläche 16F, die einen Querschnitt und eine Stirnfläche 17F in Form eines vierseitigen Epitrochoids mit vier konvexen Lappen bzw. Keulen hat. In Fig. 6A ist ein Kreis C einbeschrieben und die Abstufung der Mitnehmer bzw. Antreibelemente, die sich in radialer Richtung über diesen Kreis hinaus erstrecken, ist gleichmäßig, d. h. die Versetzung bzw. Abstufung der Mitnehmerspitzen bzw. -peaks beträgt etwa 90º.
- Die Wand 25'F des Sitzes 25F hat eine komplementäre Epitrochoidform.
- Das Verfahren zum Montieren der Werkzeugbauteile mit einem Werkzeug oder einem Adapter in einem Halter, welches oben beschrieben wurde, weist die Schritte auf:
- Bereitstellen des Werkzeuges oder des Adapters und des Halters mit vorspringenden Teilen 12 und Aussparungsteilen 11, so daß ein konischer bzw. verjüngt zulaufender Vorsprung 15A-15F des Vorsprunges, welcher einen nicht kreisförmigen Querschnitt hat, in eine Aufnahmeöffnung 25A-25F des Aussparungsteiles paßt,
- Bereitstellung von Einrichtungen 19; 19'; 19'' und 19''', um das Werkzeug oder den Adapter in Richtung des Halters zu spannen,
- Einsetzen des konischen Vorsprunges in die Aufnahme bzw. Aussparung, bis der Vorsprung in der Aufnahme anliegt, so daß ein Spiel von etwa 0,05 mm zwischen den Flächen 14 und 16 erzeugt wird,
- weiteres Drücken oder Ziehen bzw. Spannen des Vorsprunges in die Aufnahme hinein und dadurch Ausdehnen des Aufnahmeteils um weniger als 50 um, bis die Stützflächen 14 und 16 des vorspringenden Teils und des Aufnahmeteils ein weiteres Einsetzen stoppen, um so das Werkzeug oder den Adapter während maschineller Bearbeitungsvorgänge fest bzw. starr zu halten.
- Die Fig. 7A und 7B zeigen ein Werkzeug 12, welches mit einer alternativen Spannvorrichtung 19' von einem konventionellen Typ für das Zusammenwirken mit einer nicht dargestellten Zugstange versehen ist. Das axial vordere Ende der Zugstange weist eine klauenartige Einrichtung auf, welche so ausgelegt ist, daß sie den Kopf 27' der Einrichtung 19' umfaßt und in axialer Richtung nach hinten zieht.
- Die Fig. 8A und 8B zeigen ein Werkzeug 12, welches mit einer weiteren alternativen Spannvorrichtung 19'' versehen ist, die genauer in dem schwedischen Patent mit der Veröffentl.- Nr. 447,712 beschrieben ist, welches hiermit in die Beschreibung aufgenommen wird. Die Einrichtung 19'' ist dafür vorgesehen, mit zwei nicht dargestellten, zylindrischen Hälften zusammenzuwirken. Die zylindrischen Hälften werden in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse CL mit Hilfe einer Schraube zusammengezogen, die durch einen Schlitz 31 verläuft. Die Hälften und die Einrichtungen weisen zusammenwirkende Rillen bzw. Riffelungen auf, die das Werkzeug in axialer Richtung in die Spindel hineinziehen.
- Die Fig. 9A, 9B und 9C zeigen noch eine weitere alternative Spannvorrichtung 19'''. Der Vorsprung des Werkzeuges 12 ist mit einer Querbohrung 32 in einem gewissen Abstand von seiner Stützfläche versehen, um einen zylindrischen Stab 33 aufzunehmen, der ein konisch konvexes Ende und ein konisch konkaves Ende hat. Der Halter 11 ist mit einer quer verlaufenden Gewindebohrung versehen, die den Sitz des Halters unter einem gewissen Abstand von ihrer Vorderfläche schneidet. Der ersterwähnte Abstand ist etwas kleiner als der letzterwähnte Abstand. Zwei radial bewegbare Schrauben 34 und 35 stehen in Eingriff mit der Gewindebohrung, wobei die eine 34 dieser Schrauben ein konisch konvexes radial inneres Ende und die andere 35 dieser Schrauben ein konisch konkaves, radiales inneres Ende hat. Der Zapfen des Werkzeuges 12 oder der Adapter wird in den Sitz des Halters 11 eingesetzt und die Schraube 34 wird radial nach innen eingeschraubt, um so den Stab 33 in Eingriff mit der anderen Schraube 35 zu drücken. Das Werkzeug oder der Adapter bewegt sich damit in axialer Richtung nach hinten aufgrund des Nockeneingriffes der Schrauben und des Stabes. Der Anschlag der Stützfläche des Werkzeuges oder Adapters und der Vorderfläche des Halters beendet die Werkzeugbewegung.
- Die Fig. 10A, 10B, 10C, 10D und 10E zeigen noch eine weitere Ausführungsform eines Aufbaues 10G gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau 10G ist mit dem Aufbau 10A identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß der Vorsprung 15G des Werkzeuges 12 oder Adapters mit drei unter gleichmäßigen Winkeiabständen angeordneten Schlitzen 36 versehen ist. Jeder Schlitz 36 erstreckt sich in Längsrichtung des Vorsprunges von der Stirnfläche 17G des Vorsprunges und endet kurz vor der Stützfläche 14. Jeder Schlitz 36 erstreckt sich außerdem in radialer Richtung von der Hüllfläche 16G zu der Gewindebohrung 24. Die Schlitze 36 sind dafür vorgesehen, den Biegewiderstand des Vorsprunges 15G zu vermindern.
- Die Schlitze sind in Umfangsrichtung um näherungsweise 120º voneinander beabstandet. Bei der Montage bzw. dem Zusammenbau des Aufbaues 10G wird der Vorsprung 15G des Werkzeuges 12 oder Adapters in den Sitz 25G eingesetzt, bis die Stützfläche 14 an der Vorderfläche 26 anschlägt. Der Konuswinkel des Vorsprunges ist um etwa einige wenige Sekunden größer als der Konuswinkel des Sitzes (Fig. 10D), auch wenn sie im wesentlichen dieselben Grundabmessungen haben können, und damit wird der Einsetzvorgang durch die Wechselwirkung zwischen Vorsprung und Sitz nicht gestoppt. Der Bolzen 19 wird dann zu irgendeinem gewünschten Zeitpunktin die Bohrung 24 eingeschraubt, um so die Flächen 14 und 26 zusammenzuziehen. Die Flanken des Gewindes des Bolzens und der Bohrung spreizen den Vorsprung auf, so daß hierdurch die durch die verschiedenen Konuswinkel verursachte schmale Lücke bzw. der Spalt geschlossen bzw. aufgefüllt wird. Das Werkzeug oder der Adapter wird also fest und starr in dem Halter verankert.
- Genauer gesagt weist das Verfahren zum Montieren dieser Werkzeugbauteile, welche ein Werkzeug oder einen Adapter für ein Werkzeug sowie einen Halter aufweisen, die Schritte auf:
- Bereitstellen des Werkzeuges oder Adapters und des Halters mit vorspringenden (12) und aufnehmenden Teilen (11), so daß ein geschlitzter konischer Vorsprung 15G des vorspringenden Teiles den Vorsprung in der konischen Aussparung 25G des aufnehmenden Teiles ausdehnbar bzw. expansionsfähig macht,
- Bereitstellen des Vorsprunges und der Aussparung mit nicht kreisförmigen Querschnitten, so daß es zwischen diesen in zumindest einem Querschnitt senkrecht zur Mittelachse CL des Aufbaues eine radiale Maßabweichung gibt,
- Bereitstellen von Einrichtungen zum Dehnen des Vorsprunges,
- Einsetzen des Vorsprunges in die Aussparung, bis die Stützflächen 14 und 16 des vorspringenden und des aufnehmenden Teiles ein weiteres Einsetzen stoppen,
- Dehnen der Hüllfläche oder der äußeren Umfangsfläche des Vorsprunges, so daß er mit der Innenwand 25'G der Aussparung in Kontakt tritt,
- Bereitstellen von genügend Reibungskraft zwischen der Hüllfläche und der Wand, um so während maschineller Arbeitsvorgänge den vorspringenden Teil in dem aufnehmenden Teil fest bzw. starr zu halten.
- Es versteht sich, daß verschiedene Kombinationen der vorstehend beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen vorgenommen werden können. Beispielsweise hängen das Vorsehen und die Anzahl der Schlitze in dem Vorsprung nicht von dem Querschnitt des Vorsprunges ab. Zumindest ein Schlitz sollte in dem Vorsprung vorgesehen sein. Darüberhinaus kann die Spannvorrichtung generell ohne Berücksichtigung des Querschnittes des Vorsprunges und des Sitzes verwendet werden.
Claims (12)
1. Werkzeugaufbau mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil, die aus einem Werkzeug
oder einem Adapter für ein Werkzeug und aus einem Werkzeughalter bestehen, wobei das
erste Teil (12) einen verjüngt zulaufenden, als Stumpf ausgebildeten Vorsprung (15A-15G)
hat, welcher dem zweiten Teil (11) zugewandt ist, das zweite Teil einen Sitz aufweist, der
definiert wird durch eine sich verjüngende Aussparung (25A-25G), um den Vorsprung
aufzunehmen, wobei der Aufbau (10A-10G) weiterhin Einrichtungen (19; 19'; 19''; 19''') für
das Festklemmen des ersten Teiles an dem zweiten Teil aufweist, der Aufbau eine
Mittellinie (CL) hat, der Vorsprung (15A-15G) und der Sitz (25A-25G) zusammenwirkende
Flächen (16A-16G; 25'A-25'G) haben, die einen nicht kreisförmigen Querschnitt haben,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil (12) eine erste Stützfläche (14) hat, die in einer
Ebene liegt, welche senkrecht zu der Mittellinie (CL) verläuft und sich in Umfangsrichtung
über 360º um den Grund des Vorsprunges (15A-15G) erstreckt, das zweite Teil (11) eine
zweite Stützfläche (26) für den Anschlag gegen die erste Stützfläche hat, die sich in
Umfangsrichtung um die Öffnung der Aussparung (25A-25G) erstreckt, daß der Vorsprung
(15A-15G) und der Sitz (25A-25G) in einem Querschnitt senkrecht zu der Mittellinie ein
dreiseitiges oder vierseitiges Epitrochoid-Profil oder eine Kombination aus einem halb
elliptischen und einem halb kreisförmigen Profil haben, und daß der Vorsprung oder die
Aussparung dehnbar sind.
2. Werkzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittmaß des
Vorsprunges (15A-15G) für einen gegebenen Querschnitt in einem nicht montierten Zustand
sich von dem Querschnittmaß der Aussparung (25A-25G) im nicht montierten Zustand und
in dem entsprechenden Querschnitt unterscheidet.
3. Werkzeugaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (15A-15G)
und der Sitz (25A-25G) in etwa identische Konussteigungen haben.
4. Werkzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllfläche (16A-16G)
des konischen bzw. verjüngt zulaufenden Vorsprunges (15A-15G) im Querschnitt zumindest
ein Element aufweist, das sich in radialer Richtung über einen Kreis (G) hinaus erstreckt,
der dem Querschnitt einbeschrieben ist, wobei das Element mit der Hüllfläche des
Vorsprunges einstückig ist.
5. Werkzeugaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konussteigung bzw.
der Konusgradient in dem Bereich von 1 : 2 bis 1 : 20, vorzugsweise im Bereich von 1 : 4 bis
1 : 10 liegt.
6. Werkzeugaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (11) eine
erste zentrale Bohrung (20) hat, die zu der Mittellinie (CL) des Aufbaues koaxial ist und in
welche sich ein axial hinteres Ende (27; 27'; 31) der Einrichtung (19; 19', 19'') sich erstreckt
und daß ein axial vorderes Ende der Einrichtung mit dem ersten Teil (12) in Eingriff tritt.
7. Werkzeugaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vorsprung (15A) und der Sitz (25A) ein dreiseitiges Epitrochoid-Profil haben, wobei der
Abstand zweier beliebiger, paralleler Tangenten an die Hüllfläche (16A) in einem gegebenen
Querschnitt des Profils einen konstanten Wert hat.
8. Werkzeugaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (15D; 15E)
ein drei- oder vierseitiges Epitrochoid-Profil oder ein dreieckiges Profil hat und abgeschrägte
Längsabschnitte (29) in den Eckbereichen des Profiles hat, die entsprechenden Längsnuten
(30) in der Wand (25'D; 25'E) der Aussparung (25D; 25E) gegenüberliegen.
9. Werkzeugaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß (d&sub1;) der
Hüllfläche des Vorsprunges (15A-15F) in einem gegebenen Querschnitt 5 bis 100
Mikrometer größer ist als das Maß der Wand (25'A-25'F) der Aussparung (25A-25E) in
demselben Querschnitt im nicht zusammenmontierten Zustand der Teile.
10. Werkzeugaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (15G) mit
zumindest einem Schlitz (36) versehen ist, der sich in radialer Richtung von der Hüllfläche
(16G) aus zu einer zentralen Gewindebohrung (24) des Vorsprunges erstreckt und sich in
Längsrichtung von dem hinteren Ende (17G) des Vorsprunges aus erstreckt und kurz vor
der Stützfläche (14) des Bauteiles (12) endet.
11. Werkzeugkomponente eines Werkzeugaufbaues, wobei die Komponente ein Werkzeug für
die spanende Bearbeitung oder ein Adapter für ein Werkzeug oder ein Halter für ein
Werkzeug ist und eine zentrale verjüngt bzw. konisch zulaufende Aussparung (25A-25G)
an einem ihrer Enden hat, eine Stützfläche (26), Befestigungseinrichtungen (19; 34, 35) und
eine Mittellinie bzw. Mittelachse (CL) hat, wobei die Aussparung in einem Querschnitt
senkrecht zu der Mittelachse (CL) nicht kreisförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Komponente eine Stützfläche (26) aufweist, die in Umfangsrichtung um die Öffnung der
Aussparung verläuft, und daß der Querschnitt ein drei- oder vierseitiges Epitrochoid-Profil
oder eine Kombination aus einem halb elliptischen und halb kreisförmigen Profil hat.
12. Werkzeugkomponente eines Werkzeugaufbaues, wobei die Komponente (12) ein Werkzeug
für die spanabhebende Bearbeitung, ein Adapter für ein Werkzeug oder ein Halter für ein
Werkzeug ist und einen zentralen, verjüngt bzw. konisch zulaufenden, stumpfförmigen
Vorsprung (15A-15G) an ihrem einen Ende hat, sowie Befestigungseinrichtungen (24; 19';
19''; 32) und eine zentrale Achse (CL), wobei der Vorsprung (15A-15G) in einem
Querschnitt senkrecht zu der zentralen Achse (CL) nicht kreisförmig ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Komponente eine Stützfläche (14) aufweist, die in
Umfangsrichtung um die Basis des Vorsprunges herum verläuft und daß der Querschnitt des
Vorsprunges (15A-15G) ein drei- oder vierseitiges Epitrochoid-Profil oder eine Kombination
eines halb elliptischen und halb kreisförmigen Profiles hat.
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