EP1302286B1

EP1302286B1 - Werkzeugmaschine mit Befestigungsflansch

Info

Publication number: EP1302286B1
Application number: EP02021591A
Authority: EP
Inventors: Hansjörg Besch
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: EP1302286A1; US20030100251A1; DE20117159U1; DE50205737D1; US6802764B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer Antriebswelle zum Antrieb eines Werkzeugs, mit einer Ausnehmung an einem freien Ende der Antriebswelle, mit einem abnehmbaren Befestigungsflansch, der auf einer der Antriebswelle zugewandten Seite einen Befestigungsabschnitt aufweist, der formschlüssig in die Ausnehmung der Antriebswelle einsetzbar ist, und der auf der gegenüberliegenden Seite einen Flanschabschnitt aufweist, wobei das Werkzeug eine Befestigungsausnehmung aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner einen Befestigungsflansch zur formschlüssigen Befestigung eines Werkzeuges mit einer Befestigungsöffnung an einer Ausnehmung an einem freien Ende einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine.
Eine derartige Werkzeugmaschine und ein derartiger Befestigungsflansch sind aus der US-A-6,093,090 bekannt.
Bei der bekannten Werkzeugmaschine handelt es sich um eine Schleifmaschine, bei der die Drehrichtung der Schleifscheibe umkehrbar ist. Um ein Lösen der Schleifscheibe bei Umkehrung der Drehrichtung zu verhindern, ist die Antriebswelle der Schleifmaschine hohl ausgebildet. Die Antriebswelle weist ein Außengewinde sowie ein Innengewinde innerhalb des Hohlraums auf, das sich gegenläufig zu dem Außengewinde erstreckt. Zur Verbindung des Werkzeuges mit der Antriebswelle ist eine hohle Hülse vorgesehen, die an einem ersten Ende ein Innengewinde aufweist, das auf das Außengewinde der Antriebswelle aufschraubbar ist. Das Werkzeug weist ein kreisförmiges Mittelloch auf und kann durch eine Haltebuchse, die formschlüssig in den hexagonalen Rückhalter eingreift, mittels einer Schraube, die durch das Loch des Werkzeuges, die Hülse und den werkzeughalter in die Öffnung der Antriebswelle eingeschraubt wird, befestigt werden.
Auf diese Weise ist zwar durch die gegenläufigen Gewinde zwischen Antriebswelle, hohler Hülse und dem Innengewinde der Antriebswelle eine Sicherung gegen ein Lösen des Werkzeuges bei Umkehrung der Drehrichtung ermöglicht, jedoch ist die Befestigung aufwendig und kompliziert.
Ferner sei auf die EP-A-1 213 107 A1 hingewiesen, die prioritätsälter als die vorliegende Anmeldung, jedoch nicht vorveröffentlicht ist.
Hieraus ist eine Aufnahme zur Befestigung eines Werkzeugs an einer Antriebswelle bekannt, mit einer Befestigungsöffnung, die am Werkzeug oder an der Antriebswelle ausgebildet ist und mit einem entsprechend geformten, erhaben ausgebildeten Befestigungsabschnitt an dem anderen der beiden Elemente zusammenwirkt, um eine formschlüssige Verbindung zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen der Antriebswelle und dem Werkzeug zu bilden, wobei die Befestigungsöffnung rotationssymmetrisch zu einer durch die Befestigungsöffnung verlaufenden Mittelachse ausgebildet ist, und wobei die Befestigungsöffnung mindestens drei nach außen weisende, abgerundete Spitzen aufweist, und wobei je zwei benachbarte Spitzen durch einen zur Mittelachse hin vorlaufenden Krümmungsabstand verbunden sind.
Eine weitere aus der EP-A-0 369 390 bekannte Werkzeugmaschine weist einen Oszillationsantrieb auf, mittels dessen ein auf dem freien Ende der Antriebswelle befestigtes Werkzeug in Oszillationen mit hoher Frequenz im Bereich von etwa 5.000 bis 25.000 Schwingungen pro Minute und kleinem Verschwenkwinkel, im Bereich zwischen 0,5° und 5° versetzt wird. Das Werkzeug kann so durch seine Oszillation um die Längsachse der Antriebswelle für besondere Schneidaufgaben eingesetzt werden, um bspw. die Klebewülste von Windschutzscheiben zu durchtrennen, wenn diese ausgewechselt werden müssen. Darüber hinaus gibt es zahlreiche andere Einsatzmöglichkeiten im Bereich des Schneidens, Sägens, Schleifens, Polierens oder dgl.
Aus der EP 0 369 390 A2 ist es bekannt, das Werkzeug mit einer Befestigungsöffnung zu versehen, mit der dieses auf einen Befestigungsabschnitt der Antriebswelle formschlüssig aufsetzbar ist und sodann mittels einer Mutter, die auf das Ende der Antriebswelle aufschraubbar ist, zu fixieren.
Darüber hinaus sind Ausführungen durch Benutzung bekannt geworden, bei denen am freien Ende der Antriebswelle ein Gewindesackloch vorgesehen ist, in das eine Befestigungsschraube einschraubbar ist, die mit einem Kopf ausreichenden Durchmessers auf der Werkstückoberfläche aufliegt, um dieses an der Antriebswelle zu fixieren.
Um eine sichere Kraftübertragung zu gewährleisten, und um gleichzeitig eine präzise Ausrichtung des Werkzeuges in Bezug auf eine Arbeitsstelle zu ermöglichen, ist ein Formschluß zwischen der Befestigungsöffnung des Werkzeuges und dem Befestigungsabschnitt der Antriebswelle erwünscht.
Als nachteilig hat sich hierbei erwiesen, daß eine endgültige Fixierung der Winkellage des Werkzeuges in Bezug auf die Antriebswelle erst dann erreichbar ist, wenn die betreffende Befestigungsmutter bzw, die Befestigungsschraube ausreichend weit auf dem Gewinde der Antriebswelle angezogen ist. Erst im letzten Bereich, kurz vor dem Festziehen der Mutter bzw. der Schraube, wird das Werkzeug gegen eine weitere Verdrehung gesichert.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine formschlüssige Festlegung und Sicherung eines zu befestigenden Werkzeuges gegen Verdrehen bereits zu einem früheren Zeitpunkt gestattet, möglichst bereits bei der Positionierung auf dem freien Ende der Antriebswelle der Werkzeugmaschine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Werkzeugmaschine gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Befestigungsausnehmung des Werkzeuges auf die Form des Befestigungsabschnittes des abnehmbaren Befestigungsflansches derart abgestimmt ist, daß das Werkzeug mit seiner Befestigungsausnehmung formschlüssig an dem Befestigungsabschnitt gehalten ist, wenn dieser von außen durch die Befestigungsausnehmung hindurch in die Ausnehmung der Antriebswelle eingreift.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
Anstelle eines erhabenen Befestigungsabschnittes am freien Ende der Antriebswelle wird nunmehr eine Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle vorgesehen. Das Werkzeug wird mit Hilfe eines Befestigungsflansches, der mit einem Befestigungsabschnitt formschlüssig in die Befestigungsausnehmung des Werkzeuges eingreift und der ferner formschlüssig in die Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle einsetzbar ist, insgesamt formschlüssig mit der Antriebswelle verbunden. Hierbei ist es nicht notwendig, zunächst eine Schraube oder eine Mutter anzuziehen, bis schließlich eine endgültige formschlüssige Fixierung, d. h. auch eine Sicherung gegen eine winkelmäßige Verdrehung, erreicht wird. Vielmehr kann das Werkzeug zusammen mit dem Befestigungsflansch auf die Antriebswelle aufgesetzt werden und sogleich durch den Befestigungsflansch formschlüssig an der Antriebswelle gehalten werden, während anschließend ein Fixierelement, z. B. eine Schraube, verwendet wird, um das Werkzeug in dieser Stellung endgültig an der Antriebswelle zu fixieren.
Hierzu ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Gewindesackloch an der Antriebswelle vorgesehen, in das eine Befestigungsschraube einschraubbar ist. Der Befestigungsflansch ist bei dieser Ausführung von einer Öffnung zur Aufnahme der Befestigungsschraube durchsetzt.
Somit kann das Werkzeug zunächst zusammen mit dem Befestigungsflansch an der Antriebswelle angesetzt und formschlüssig fixiert werden, während anschließend die Befestigungsschraube durch die Öffnung des Befestigungsflansches hindurchgesteckt und in das Gewindesackloch eingeschraubt wird, um das Werkzeug so an der Antriebswelle zu befestigen.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Befestigungsabschnitt des Befestigungsflansches durchgehend mit einem einheitlichen Querschnitt sowohl zur formschlüssigen Aufnahme in der Ausnehmung der Antriebswelle, als auch zur formschlüssigen Aufnahme in der Befestigungsöffnung ausgebildet.
Eine solche Ausführung bietet sich dann an, wenn die Form der Befestigungsöffnung des Werkzeuges und der Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle übereinstimmt. In diesem Fall kann der mit einem einheitlichen Querschnitt ausgebildete Befestigungsabschnitt des Befestigungsflansches sowohl mit der Befestigungsöffnung des Werkzeuges, als auch mit der Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle einen Formschluß bilden.
Gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung weist der Befestigungsabschnitt einen ersten Bereich auf, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Ausnehmung der Antriebswelle ausgebildet ist, sowie einen zweiten Bereich, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Befestigungsöffnung ausgebildet ist, wobei der erste und der zweite Bereich voneinander abweichend ausgebildet sind.
Eine solche Ausführung ist dann sinnvoll, wenn die Form der Befestigungsöffnung des Werkzeuges abweichend und nicht kompatibel mit der Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle ausgebildet ist. In diesem Fall können die beiden Bereiche des Befestigungsabschnittes des Befestigungsflansches entsprechend angepaßt ausgebildet sein, um sowohl mit der Befestigungsöffnung des Werkzeuges, als auch mit der Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle einen Formschluß zu bilden.
In diesem Fall dient der Befestigungsflansch gleichzeitig als Adapter zwischen den unterschiedlichen Formen der Befestigungsöffnung des Werkzeuges einerseits und der Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle andererseits.
Der Befestigungsflansch weist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung an der der Werkzeugmaschine abgewandten Seite eine Erweiterung zur zumindest teilweise versenkten Aufnahme eines Schraubkopfes auf.
Auf diese Weise kann eine Befestigungsschraube, die zur Fixierung von Befestigungsflansch und Werkzeug auf der Antriebswelle verwendet wird, versenkt oder zumindest teilweise versenkt am Befestigungsflansch aufgenommen werden, was ein vorteilhaftes Arbeiten ermöglicht.
Die Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle kann bspw. die Form eines regelmäßigen Polygons, vorzugsweise die Form eines Sechskants aufweisen.
In diesem Falle kann ein durchgehender Befestigungsabschnitt am Befestigungsflansch mit einer passend ausgebildeten Polygonform verwendet werden, um sowohl die Befestigungsöffnung des Werkzeuges als auch die Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle formschlüssig miteinander zu verbinden. Das Werkzeug kann hierbei, wie im Stand der Technik bekannt, z. B. eine Befestigungsöffnung in Form eines Zwölfkants gemäß der EP 0 369 390 A2 aufweisen, bei dem zwischen benachbarten Außenecken jeweils eine näher nach innen hin versetzte Innenecke gebildet ist, so daß sich insgesamt eine Sternform ergibt. Eine derartige Befestigungsöffnung kann etwa mit einem durchgehenden Befestigungsabschnitt in Form eines Sechskants, dessen Querschnitt entsprechend angepaßt ist, formschlüssig an der Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle mit Hilfe des Befestigungsflansches festgelegt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind bei dieser Ausführung die Eckbereiche der polygonförmigen Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle durch runde Abschnitte nach außen hin verbreitert.
Auf diese Weise wird ein Festklemmen des Befestigungsabschnittes des Befestigungsflansches in der Ausnehmung der Antriebswelle vermieden. Es erleichtert auch die Herstellbarkeit.
Es versteht sich, daß die Ausnehmung an der Antriebswelle, der Befestigungsabschnitt des Befestigungsflansches und die Befestigungsöffnung am Werkzeug auch beliebig anders geformt sein können, sofern die jeweiligen Formen entsprechend aufeinander abgestimmt sind.
So ist es bspw. denkbar, am freien Ende der Antriebswelle eine Mehrzahl von Vertiefungen an vorbestimmten Stellen zur Aufnahme von Vorsprüngen des Befestigungsflansches vorzusehen.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung weist die Ausnehmung eine Mehrzahl von vorzugsweise sechs abgerundeten Spitzen auf, die in regelmäßigen Winkelabständen zueinander von der Längsachse der Antriebswelle radial beabstandet angeordnet sind, wobei jedes Paar von benachbarten Spitzen durch Krümmungsabschnitte verbunden ist, die von den benachbarten Spitzen aus in Richtung zur Längsachse vorlaufen und in einem gemeinsamen Scheitelpunkt zusammenlaufen.
Eine derartige Form weist besondere Vorteile zwecks einer gleichmäßigen Drehmomentübertragung auch bei hohen Belastungen auf. Da keine scharfkantigen Spitzen vorgesehen sind und die Kraftübertragung im wesentlichen über die Krümmungsabschnitte zwischen den abgerundeten Spitzen erfolgt, werden punktförmige Belastungen und hohe Flächenpressungen vermieden, wodurch ein Ausschlagen der formschlüssigen Verbindung auch nach langer Gebrauchszeit sicher vermieden wird.
Sofern gewünscht, kann natürlich auch diese Form mit anderen Formen kombiniert werden, sofern bspw. das Werkzeug eine anders geformte Befestigungsöffnung aufweist. Umgekehrt kann auch ein Werkzeug mit einer derartig geformten Befestigungsöffnung an einer anders geformten Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle mittels des Befestigungsflansches formschlüssig festgelegt werden, sofern dieser zwei in geeigneter Weise angepaßte Bereiche an seinem Befestigungsabschnitt aufweist.
Die Aufgabe wird ferner durch einen Befestigungsflansch zur formschlüssigen Befestigung eines Werkzeuges mit einer Befestigungsöffnung an einer Ausnehmung an einem freien Ende einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine gelöst, wobei ein Befestigungsabschnitt vorgesehen ist, dessen Außenkontur an die Innenkontur der Befestigungsöffnung des Werkzeuges und der Ausnehmung der Antriebswelle angepaßt ist, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Werkzeug, Befestigungsflansch und der Ausnehmung zu erlauben, und wobei ein vom Befestigungsabschnitt aus nach außen hervorstehender Flanschabschnitt vorgesehen ist, der eine Anlage auf einer Oberfläche des Werkzeugs im Bereich der Befestigungsöffnung erlaubt.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebswelle mit darüber im Abstand angeordnetem Werkzeug, auf dessen Befestigungsöffnung ein Befestigungsflansch aufgesetzt ist, bevor die so gebildete Einheit in einer Ausnehmung am freien Ende der Antriebswelle eingesetzt werden kann;
Fig. 2: eine Ansicht des Werkzeuges gemäß Fig. 1 von oben;
Fig. 3: eine Ansicht des Befestigungsflansches gemäß Fig. 1 von der Antriebswelle aus gesehen;
Fig. 4: eine Seitenansicht des Befestigungsflansches gemäß Fig. 3;
Fig. 5: einen Querschnitt des Befestigungsflansches gemäß Fig. 3;
Fig. 6: eine Zusammenstellung von Befestigungsschraube, Befestigungsflansch, Werkzeug und Antriebswelle in einer Montageposition voneinander beabstandet;
Fig. 7: eine Ansicht der Antriebswelle von außen;
Fig. 8: eine abgewandelte Ausführung eines Befestigungsflansches von der Antriebswelle aus gesehen;
Fig. 9: eine weitere Abwandlung des Befestigungsflansches, von der Antriebswelle aus gesehen;
Fig. 10: eine Abwandlung der Antriebswelle, in der Ansicht von außen.

In Fig. 1 ist eine Werkzeugmaschine lediglich rein schematisch mit einer strichpunktierten Linie angedeutet und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 10 umfaßt ein Gehäuse 12, in dem ein Elektromotor aufgenommen ist, der über ein geeignetes Getriebe eine Antriebswelle 16 um deren Längsachse 17 mit hoher Frequenz im Bereich von etwa 5.000 bis 25.000 Schwingungen pro Minute und mit kleinem Verschwenkwinkel im Bereich von etwa 0,5 bis 5° hin und her oszillierend antreibt. Der vom Elektromotor und dem zugeordneten Oszillationsgetriebe insgesamt gebildete Antrieb, der in Fig. 1 nicht näher dargestellt ist, ist rein schematisch mit der Ziffer 14 angedeutet. Die Antriebswelle 16 steht mit einem freien Ende aus dem Gehäuse 12 hervor, wobei das freie Ende als Aufnahmeflansch 18 ausgebildet ist. Im Aufnahmeflansch 18 ist eine Befestigungsöffnung 20 mit einer Sechskantform, die nachfolgend noch näher erläutert wird, vertieft angeordnet. An der Antriebswelle 16 ist ferner ein Gewindesackloch 22 vorgesehen, das zur Aufnahme einer Befestigungsschraube ausgebildet ist. In Fig. 1 ist, beabstandet von der Antriebswelle 16, ein Werkzeug 24 dargestellt, bei dem es sich im gezeigten Fall um ein Schneidmesser handelt, das in Verbindung mit dem oszillierenden Antrieb 14 der Werkzeugmaschine 10 verwendet werden kann, um etwa die Klebewülste an Scheiben, wie z. B. Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen durchtrennen zu können. Das Werkzeug 24 weist gemäß Fig. 2 an einem Ende eine zwölfkantförmige Befestigungsöffnung 26 auf, bei der zusätzlich zwischen benachbarten Außenecken jeweils eine nach innen hin versetzte Innenecke gebildet ist, so daß sich insgesamt eine sternförmige Befestigungsöffnung 26 ergibt. Am der Befestigungsöffnung 26 gegenüberliegenden Ende weist das Werkzeug 24 ein rechtwinklig abstehendes Schneidteil 28 auf, das an beiden Seitenkanten geschärft ist und in einer gemeinsamen Spitze ausläuft.
Zur Befestigung dieses Werkzeuges 24 an der Antriebswelle 16 ist ein Befestigungsflansch 30 vorgesehen, der sich durch die Befestigungsöffnung 26 mit einem entsprechend geformten Befestigungsabschnitt erstreckt und der in die Ausnehmung 20 der Antriebswelle formschlüssig einsetzbar ist. Der Befestigungsflansch 30 kann somit durch die Befestigungsöffnung 26 mit seinem Befestigungsabschnitt hindurchgesteckt werden und in die Ausnehmung 20 der Antriebswelle 16 eingreifen, so daß insgesamt das Werkzeug 24 über den Befestigungsflansch 30 formschlüssig mit der Antriebswelle 16 verbunden wird, wie im folgenden noch näher erläutert wird.
Die Form des Befestigungsflansches 30 ist aus den Figuren 3 bis 5 näher zu ersehen. Der Befestigungsflansch 30 weist an einer der Antriebswelle 16 zugewandten Seite einen Befestigungsabschnitt 34 auf, der sechskantförmig ausgebildet ist und natürlich in Form und Abmessung auf die Ausnehmung 20 am Ende der Antriebswelle 16 abgestimmt ist. Der Befestigungsabschnitt 34 endet in einem Flanschabschnitt 32, der vom Befestigungsabschnitt 34 nach außen hervorsteht und somit eine Anschlagfläche zur Auflage auf dem Werkzeug 24 bildet. Der Befestigungsflansch 30 ist von einer zentralen Öffnung 36 durchsetzt, die an ihrer der Antriebswelle 16 abgewandten Seite mit einer Erweiterung 38 versehen ist, so daß eine Schraube mit ihrem Schaft durch die Öffnung 36 hindurchgesteckt und mit ihrem Kopf in der Erweiterung 38 versenkt aufgenommen werden kann.
Die Form der sechskantförmigen Ausnehmung 20 im Aufnahmeflansch 18 der Antriebswelle 16 ist aus Fig. 7 näher zu ersehen. Die Ausnehmung 20 ist sechskantförmig ausgebildet, weist jedoch runde Eckbereiche 44 auf, deren Form aus Fig. 7 näher zu ersehen ist. Diese abgerundete Verbreiterung der Ecken nach außen verhindert es, daß der Befestigungsflansch mit seinem Befestigungsabschnitt 34 nach längerem Gebrauch in der Ausnehmung 20 derart festsitzt, daß dieser nur noch mit einem Werkzeug entfernt werden kann. Außerdem ist diese Form leichter herstellbar.
In Fig. 6 ist die Befestigung des Werkzeuges 24 mit Hilfe des Befestigungsflansches 30 und der Befestigungsschraube 40 schematisch dargestellt.
Zunächst wird der Befestigungsflansch 30 mit seinem Befestigungsabschnitt 34 durch die Befestigungsöffnung 26 hindurch gesteckt, so daß der Befestigungsflansch 30 mit seinem Flanschabschnitt 32 auf der Oberfläche des Werkzeuges 24 zur Anlage kommt. Die so gebildete Einheit wird mit dem aus dem Werkzeug 24 hervorstehenden Teil des Befestigungsabschnittes 34 in die Ausnehmung 20 am Aufnahmeflansch 18 der Antriebswelle 16 eingesetzt. Falls notwendig, kann hierbei noch die Winkelstellung des Werkzeuges 24 in Bezug auf die Antriebswelle 16 korrigiert werden. Anschließend wird die Befestigungsschraube 40 durch die Öffnung 36 des Befestigungsflansches 30 hindurch gesteckt und in das Gewindesackloch 22 eingeschraubt, bis das Werkzeug 24 mit dem Befestigungsflansch 30 sicher fixiert ist. Zur Betätigung der Schraube ist im Kopf 42 der Schraube ein nicht dargestellter Inbus vorgesehen.
Einige Varianten der Form des Befestigungsabschnittes bzw. der Form der Ausnehmung am Aufnahmeflansch der Antriebswelle sind im folgenden anhand der Figuren 8, 9 und 10 erläutert.
Dabei werden für entsprechende Teile entsprechende Bezugsziffern verwendet.
Fig. 8 zeigt einen abgewandelten Befestigungsflansch 30a in der Ansicht von der Antriebswelle 16 aus gesehen. Der einzige Unterschied zum zuvor anhand von Fig. 3 erläuterten Befestigungsflansch 30 besteht in einer geänderten Form des Befestigungsabschnittes 34a. Der Befestigungsabschnitt 34a weist in gleichmäßigen Winkelabständen von 60° zueinander versetzt sechs abgerundete Spitzen 46 auf, wobei jeweils ein Paar von benachbarten Spitzen 46 durch Krümmungsabschnitte oder Flanken 48 miteinander verbunden ist, die in Richtung zum Mittelpunkt der Öffnung 36 hin vorlaufen und jeweils in einem gemeinsamen Scheitelpunkt 50 ineinander übergehen. Auf diese Weise wird ein regelmäßiges Polygon mit sechs abgerundeten Spitzen gebildet, die jeweils über nach innen hin vorlaufende Krümmungsabschnitte 48 miteinander verbunden sind.
Eine derartige Form ist vorteilhaft für eine gleichmäßige Drehmomentübertragung und verhindert ein Ausschlagen der formschlüssigen Verbindung, da keine scharfkantigen Eckbereiche und dgl. vorhanden sind.
Im dargestellten Fall ist sowohl die Ausnehmung 20 der Antriebswelle 16 als auch die Befestigungsöffnung 26 in entsprechender Weise an die Form des Befestigungsabschnittes 34a angepaßt, so daß, wie vorstehend anhand von Fig. 6 beschrieben, das Werkzeug unter Zuhilfenahme des Befestigungsflansches 30a und der Befestigungsschraube formschlüssig am Aufnahmeflansch 18 der Antriebswelle 16 befestigt werden kann.
Eine abgewandelte Ausführung des Befestigungsflansches ist in Fig. 9 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 30b bezeichnet. In der Ansicht von der Antriebswelle her zeigt sich, daß der Befestigungsabschnitt 34b des Befestigungsflansches 30b zwei Bereiche aufweist, nämlich einen ersten Bereich 54, der einen sechskantförmigen Umriß aufweist, an den sich in Richtung zur Antriebswelle 16 hin ein zweiter Bereich 52 anschließt, dessen Querschnitt dem Querschnitt des Befestigungsabschnittes 34a gemäß Fig. 8 entspricht.
Dies ermöglicht es nunmehr, ein Werkzeug 24 mit einer sternförmigen Befestigungsöffnung 26 gemäß Fig. 2 unter Zuhilfenahme des Befestigungsflansches 30b an einer Antriebswelle zu befestigen, deren Ausnehmung 20 eine der Polygonform gemäß Fig. 8 entsprechende Form aufweist.
In diesem Fall dient der Befestigungsflansch 30b gleichzeitig als Adapter für die unterschiedlichen Formen der Befestigungsöffnung 26 und der Vertiefung am Aufnahmeflansch der Antriebswelle.
Eine weitere Variante ist in Fig. 10 dargestellt. Fig. 10 zeigt lediglich die Ansicht einer abgewandelten Antriebswelle 16c von der Außenseite her. Es versteht sich, daß die Form des Befestigungsabschnittes des zugehörigen Befestigungsflansches entsprechend angepaßt ist. Die Vertiefung 20c, die im Aufnahmeflansch 18 der Antriebswelle 16c vorgesehen ist, besteht im dargestelltem Fall aus zwei zylinderförmigen Vertiefungen 56, 58, die einander gegenüberliegend, um 180° zueinander versetzt jeweils im gleichen Abstand zum Gewindesackloch 22 im Aufnahmeflansch 18 angeordnet sind.
Es versteht sich, daß diese Beispiele nur eine kleine Auswahl der möglichen Varianten der Formen der Ausnehmung 20 am freien Ende der Antriebswelle 16 und des zugehörigen Befestigungsflansches 30 sowie der Formen der Befestigungsöffnung des Werkzeuges 24 darstellen und daß beliebige weitere Abwandlungen im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche möglich sind.

Claims

Werkzeugmaschine mit einer Antriebswelle (16) zum Antrieb eines Werkzeuges (24), mit einer Ausnehmung (20, 20c) an einem freien Ende (18) der Antriebswelle (16), mit einem abnehmbaren Befestigungsflansch (30, 30a, 30b), der auf einer der Antriebswelle (16) zugewandten Seite einen Befestigungsabschnitt (34, 34a, 34b) aufweist, der formschlüssig in die Ausnehmung (20, 20c) der Antriebswelle (16) einsetzbar ist, und der auf der gegenüberliegenden Seite einen Flanschabschnitt (32) aufweist, wobei das Werkzeug (24) eine Befestigungsausnehmung (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsausnehmung (26) auf die Form des Befestigungsabschnitts (34, 34a, 34b) des Befestigungsflansches (30, 30a, 30b) derart abgestimmt ist, daß das Werkzeug (24) mit seiner Befestigungsausnehmung (26) formschlüssig an dem Befestigungsabschnitt (34, 34a, 34b) gehalten ist, wenn dieser von außen durch die Befestigungsausnehmung (26) hindurch in die Ausnehmung (20, 20c) der Antriebswelle (16) eingreift.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (16) ein Gewindesackloch (22) zur Aufnahme einer Befestigungsschraube (40) aufweist, und der Befestigungsflansch (30, 30a, 30b) von einer Öffnung (36) zur Aufnahme der Befestigungsschraube (40) durchsetzt ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (34, 34a) durchgehend mit einem einheitlichen Querschnitt sowohl zur formschlüssigen Aufnahme in der Ausnehmung (20, 20c) der Antriebswelle (16), als auch zur formschlüssigen Aufnahme in der Befestigungsöffnung (26) ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (34b) einen ersten Bereich (54) aufweist, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Ausnehmung der Antriebswelle (16) ausgebildet ist, sowie einen zweiten Bereich (52) aufweist, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Befestigungsöffnung (26) ausgebildet ist, wobei der erste (54) und der zweite (52) Bereich voneinander abweichend ausgebildet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (36) des Befestigungsflansches (34, 34a, 34b) an der der Werkzeugmaschine (10) abgewandten Seite eine Erweiterung (38) zur zumindest teilweise versenkten Aufnahme eines Schraubkopfes (42) aufweist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (20) am freien Ende der Antriebswelle (16) die Form eines regelmäßigen Polygons, vorzugsweise die Form eines Sechskants aufweist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckbereiche durch runde Abschnitte (44) erweitert sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung eine Mehrzahl von vorzugsweise sechs abgerundeten Spitzen (46), die in regelmäßigen Winkelabständen zueinander von der Längsachse (17) der Antriebswelle (16) radial beabstandet angeordnet sind, aufweist, wobei jedes Paar von benachbarten Spitzen (46) durch Krümmungsabschnitte (48) verbunden ist, die von den benachbarten Spitzen (46) aus in Richtung zur Längsachse (17) hin vorlaufen und in einem gemeinsamen Scheitelpunkt (50) zusammenlaufen.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (20, 20c) eine Mehrzahl von Vertiefungen (56, 58) an vorbestimmten Stellen zur Aufnahme von Vorsprüngen des Befestigungsflansches aufweist.
Befestigungsflansch zur formschlüssigen Befestigung eines Werkzeuges (24) mit einer Befestigungsöffnung (26) an einer Ausnehmung (20, 20c) an einem freien Ende einer Antriebswelle (16) einer Werkzeugmaschine (10), insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Befestigungsabschnitt (34, 34a, 34b), dessen Außenkontur an die Innenkontur der Befestigungsöffnung (26) des Werkzeugs (24) und der Ausnehmung (20, 20c) der Antriebswelle (16) angepaßt ist, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Werkzeug (24), Befestigungsflansch (30, 30a, 30b) und der Ausnehmung (20, 20c) zu erlauben, und der einen sich vom Befestigungsabschnitt 34, 34a, 343b) aus nach außen hervorstehenden Flanschabschnitt (32) aufweist, der eine Anlage auf einer Oberfläche des Werkzeugs (24) im Bereich der Befestigungsöffnung (26) erlaubt.
Befestigungsflansch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (36) zur Aufnahme einer Befestigungsschraube (40) durchsetzt ist.
Befestigungsflansch nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (34b) einen ersten Bereich (54) aufweist, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Ausnehmung (20, 20c) der Antriebswelle (16) ausgebildet ist, sowie einen zweiten Bereich (52) aufweist, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Befestigungsöffnung (26) ausgebildet ist, wobei der erste (54) und der zweite (52) Bereich voneinander abweichend ausgebildet sind.
Befestigungsflansch nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (34, 34a) einen ersten Bereich aufweist, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Ausnehmung (26) der Antriebswelle (24) ausgebildet ist, sowie einen zweiten Bereich aufweist, der zur formschlüssigen Aufnahme in der Befestigungsöffnung (26) ausgebildet ist, wobei der erste und der zweite Bereich mit identischem Querschnitt ausgebildet sind.
Befestigungsflansch nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (36) an der der Werkzeugmaschine (10) abgewandten Seite eine Erweiterung (38) zur zumindest teilweise versenkten Aufnahme eines Schraubkopfes (42) aufweist.
Befestigungsflansch nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der beiden Bereiche des Befestigungsabschnittes (34, 34a, 34b) die Form eines regelmäßigen Polygons, vorzugsweise die Form eines Sechskants aufweist.
Befestigungsflansch nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der beiden Bereiche des Befestigungsabschnittes eine Mehrzahl von vorzugsweise sechs abgerundeten Spitzen (46), die in regelmäßigen Winkelabständen zueinander von der Längsachse (17) der Antriebswelle (16) radial beabstandet angeordnet sind, aufweist, wobei jedes Paar von benachbarten Spitzen (46) durch Krümmungsabschnitte (48) verbunden ist, die von den benachbarten Spitzen (46) aus in Richtung zur Längsachse (17) hin vorlaufen und in einem gemeinsamen Scheitelpunkt (50) zusammenlaufen.
Befestigungsflansch nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der beiden Bereiche des Befestigungsabschnittes eine Mehrzahl von Vorsprüngen an vorbestimmten Stellen aufweist, die zur Aufnahme in entsprechenden Vertiefungen (56, 58) der Antriebswelle (16) angepaßt sind.