EP3969199A1 - Processing unit and processing machine for processing a workpiece on a workpiece wall and method for producing a processing unit of the stated type - Google Patents

Processing unit and processing machine for processing a workpiece on a workpiece wall and method for producing a processing unit of the stated type

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EP3969199A1
EP3969199A1 EP20722307.4A EP20722307A EP3969199A1 EP 3969199 A1 EP3969199 A1 EP 3969199A1 EP 20722307 A EP20722307 A EP 20722307A EP 3969199 A1 EP3969199 A1 EP 3969199A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
abutment
tool
machining
support surface
working axis
Prior art date
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Granted
Application number
EP20722307.4A
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German (de)
French (fr)
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EP3969199C0 (en
EP3969199B1 (en
Inventor
Udo TRAUTZ
Alexander Muthny
Matthias Kluge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Felss Systems GmbH
Original Assignee
Felss Systems GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3969199B1 publication Critical patent/EP3969199B1/en
Active legal-status Critical Current
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
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    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/76—Making machine elements elements not mentioned in one of the preceding groups

Definitions

  • the processing tool of the abutment-side advance stroke support surface in the Vorhubrich device is upstream and wherein the processing tool during the advance stroke of the processing unit on the abutment-side advance stroke support surface opposite to the advance stroke direction and in the return stroke of the processing unit on the abutment-side return stroke support surface is supported against the return stroke direction
  • the processing tool during the advance stroke of the processing unit on the abutment-side advance stroke support surface opposite to the advance stroke direction and in the return stroke of the processing unit on the abutment-side return stroke support surface is supported against the return stroke direction
  • the tensile stress on the tension element is lifted and the machining unit can be separated from the tensioning device.
  • the clamping element of the clamping device impacts the return stroke support surface of the tool abutment.
  • the machining tool is pulled towards the pre-stroke support surface.
  • an adjusting element designed as an adjusting nut can be in thread engagement with the tension element of the tensioning device (patent claim 9).
  • the adjusting nut is provided with an outer contour, which in turn is adapted to an actuating tool.

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Abstract

A processing unit (1) for processing a workpiece (7) on a workpiece wall has a processing tool (3), a tool abutment (4) and also a clamping device (5). In the processing of the workpiece, the processing unit (1) performs along a working axis (8) a forward stroke in a forward-stroke direction (9) and a return stroke in a return-stroke direction (10) with respect to a workpiece (7) to be processed. The processing tool (3) is supported In the forward stroke on an abutment-side forward-stroke supporting surface (11) of the tool abutment (4) and in the return stroke on an abutment-side return-stroke supporting surface (13) of the tool abutment (4) along the working axis (8). The abutment-side return-stroke supporting surface (13) is kept at a distance from the abutment-side forward-stroke supporting surface (11) in the return-stroke direction (10) and is facing away from the abutment-side forward-stroke supporting surface (11). The clamping device (5) comprises a tensioning element (14), which is structurally separate from the tool abutment (4) and, along the working axis (8), on one side is connected to the processing tool (3) and on the other side has an adjusting thread (19), with which an adjusting element (15) of the clamping device (5) is in threaded engagement. The tensioning element (14) of the clamping device (5) can be pretensioned along the working axis. With the tensioning element (14) pretensioned, the processing tool (3) is clamped against the abutment-side forward-stroke supporting surface (11) and against the abutment-side return-stroke supporting surface (13) by means of the tensioning element (14) and by means of the adjusting element (15) acting on the abutment-side return-stroke supporting surface (13) along the working axis (8) in the direction of the processing tool (3). A processing machine has a processing unit (1) of the aforementioned type. A processing unit (1) of the aforementioned type is produced by the tensioning element (14) of the processing unit (1) being pretensioned by means of a tensioning apparatus.

Description

Bearbeitunaseinheit und Bearbeitunasmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks an einer Werkstückwand sowie Verfahren zur Herstellung einer Bearbeitunasein heit der genannten Art Processing unit and processing machine for processing a workpiece on a workpiece wall and a method for producing a processing unit of the type mentioned
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung eines Werkstücks an einer Werkstückwand unter Relativbewegung des Werkstücks und der Bear beitungseinheit längs einer Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Vorhubrichtung der Bearbeitungseinheit zu dem Werkstück hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Rückhubrichtung der Bearbeitungseinheit von dem Werkstück weg aus geführten Rückhub, The invention relates to a machining unit for machining a workpiece on a workpiece wall with relative movement of the workpiece and the machining unit along a working axis of the machining unit with a forward stroke performed by the machining unit in a forward stroke direction of the machining unit towards the workpiece and with a forward stroke carried out by the machining unit in a return stroke direction return stroke of the machining unit away from the workpiece,
• mit einem Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung der Werkstückwand, wobei das Bearbeitungswerkzeug bei dem Vorhub und bei dem Rückhub der Bearbei tungseinheit mit dem Werkstück in Kontakt ist, • With a machining tool for machining the workpiece wall, the machining tool being in contact with the workpiece during the forward stroke and the return stroke of the machining unit,
• mit einem für das Bearbeitungswerkzeug vorgesehenen Werkzeugwiderlager, welches eine in die Vorhubrichtung weisende widerlagerseitige Vorhub-Stütz- fläche sowie eine von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche längs der Ar- beitsachse der Bearbeitungseinheit beabstandete und in die Rückhubrichtung weisende widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche aufweist, wobei das Bearbei tungswerkzeug der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche in der Vorhubrich tung vorgeordnet ist und wobei das Bearbeitungswerkzeug bei dem Vorhub der Bearbeitungseinheit an der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche entge- gen der Vorhubrichtung und bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit an der widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche entgegen der Rückhubrichtung abge stützt ist sowie • With a tool abutment provided for the machining tool, which has an abutment-side forward-stroke support surface pointing in the forward-stroke direction and one that is spaced from the abutment-side forward-stroke support surface along the working axis of the machining unit and in the return-stroke direction pointing abutment-side return stroke support surface, the processing tool of the abutment-side advance stroke support surface in the Vorhubrich device is upstream and wherein the processing tool during the advance stroke of the processing unit on the abutment-side advance stroke support surface opposite to the advance stroke direction and in the return stroke of the processing unit on the abutment-side return stroke support surface is supported against the return stroke direction abge and
• mit einer Spannvorrichtung, mittels derer das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche und gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche spannbar ist. • with a clamping device, by means of which the machining tool can be clamped along the working axis against the abutment-side forward stroke support surface and against the abutment-side return stroke support surface.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung ei nes Werkstücks an einer Werkstückwand, mit einer Bearbeitungseinheit und mit einem Bearbeitungsantrieb, mittels dessen das Werkstück und die Bearbeitungs einheit relativ zueinander längs einer Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Vorhubrichtung der Bearbeitungsein heit zu dem Werkstück hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbei tungseinheit in einer Rückhubrichtung der Bearbeitungseinheit von dem Werk stück weg ausgeführten Rückhub bewegbar sind. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Bearbei tungseinheit der eingangs genannten Art. The invention also relates to a processing machine for processing a workpiece on a workpiece wall, with a processing unit and with a processing drive, by means of which the workpiece and the processing unit relative to one another along a working axis of the processing unit with one of the processing unit in a forward stroke direction of the processing unit The forward stroke carried out towards the workpiece and can be moved with a return stroke carried out away from the workpiece by the processing unit in a return stroke direction of the processing unit. Finally, the invention relates to a method for producing a processing unit of the type mentioned above.
Bearbeitungseinheiten und Bearbeitungsmaschinen der vorgenannten Art werden beispielsweise in der Metallbearbeitung und dort unter anderem zur Profilierung der Wand von Löchern in metallischen Bauteilen verwendet. Ein häufiger Anwen- dungsfall ist dabei die Erzeugung einer Verzahnung an der Wand eines an dem betreffenden Bauteil vorgesehenen Sacklochs. Während des Bearbeitungsprozes ses führt die Bearbeitungseinheit relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück einen längs einer Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit zu dem Werkstück hin gerichte ten Vorhub sowie einen sich an den Vorhub anschließenden und in Gegenrichtung des Vorhubs in einer Rückhubrichtung von dem Werkstück weg ausgeführten Rückhub aus. Zur Erzeugung der Relativbewegung von Bearbeitungseinheit und Werkstück können ausschließlich die Bearbeitungseinheit oder ausschließlich das Werkstück oder sowohl die Bearbeitungseinheit als auch das Werkstück längs der Arbeitsachse bewegt werden. Die Bearbeitung kann insbesondere trennender und/oder umformender Natur sein. Processing units and processing machines of the aforementioned type are used, for example, in metal processing and there, among other things, for profiling the wall of holes in metallic components. A frequent application is the creation of a toothing on the wall of a blind hole provided on the relevant component. During the machining process, the machining unit executes a forward stroke directed along a working axis of the machining unit towards the workpiece relative to the workpiece to be machined and a return stroke following the forward stroke and in the opposite direction of the forward stroke in a return stroke direction away from the workpiece. To generate the relative movement of the machining unit and workpiece, only the machining unit or only the Workpiece or both the machining unit and the workpiece are moved along the working axis. The processing can in particular be of a separating and / or reshaping nature.
Sowohl bei dem Vorhub als auch bei dem Rückhub befindet sich das an dem Werk- zeugwiderlager der Bearbeitungseinheit angeordnete Bearbeitungswerkzeug mit dem Werkstück in Kontakt. Infolgedessen wirken auf das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse bearbeitungsbedingte Kräfte in wechselnden Richtungen. Im Interesse eines qualitativ hochwertigen Bearbeitungsergebnisses muss sicher gestellt sein, dass sich während eines Bearbeitungsprozesses die Position des Be- arbeitungswerkzeugs an dem Werkzeugwiderlager ungeachtet der auf das Bear beitungswerkzeug wirkenden Bearbeitungskräfte nicht verändert. The machining tool arranged on the tool abutment of the machining unit is in contact with the workpiece during both the forward stroke and the return stroke. As a result, machining-related forces act on the machining tool in alternating directions along the working axis. In the interest of a high-quality machining result, it must be ensured that the position of the machining tool on the tool abutment does not change during a machining process, regardless of the machining forces acting on the machining tool.
Dies wird im Falle des in DE 20 2009 005 552 Ul offenbarten gattungsgemäßen Standes der Technik auf zweierlei Weise erreicht. In the case of the generic prior art disclosed in DE 20 2009 005 552 U1, this is achieved in two ways.
Beiden Varianten des Standes der Technik gemeinsam ist ein als Werkzeugwider- lager fungierender Werkzeugkörper einer Bearbeitungseinheit, der an dem in der Vorhubrichtung der Bearbeitungseinheit gelegenen Ende mit einem längs der Ar beitsachse der Bearbeitungseinheit verlaufenden zylindrischen Befestigungsbe reich versehen ist. Der zylindrische Befestigungsbereich ist gegenüber dem in der Rückhubrichtung angrenzenden restlichen Werkzeugkörper unter Ausbildung einer sich quer zu der Arbeitsachse erstreckenden Schulter querschnittsreduziert. Common to both variants of the prior art is a tool body of a machining unit which functions as a tool abutment and which is provided with a cylindrical fastening area extending along the working axis of the machining unit at the end located in the forward stroke direction of the machining unit. The cylindrical fastening area is reduced in cross-section compared to the rest of the tool body adjoining in the return stroke direction, with the formation of a shoulder extending transversely to the working axis.
Im Falle einer ersten Bauart des Standes der Technik weist der zylindrische Befes tigungsbereich einen glattwandigen axialen Abschnitt auf, der an dem restlichen Werkzeugkörper ansetzt. Auf den glattwandigen axialen Abschnitt folgt in der Vor hubrichtung der vorbekannten Bearbeitungseinheit ein mit einem Außengewinde versehener axialer Gewindeabschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs. Das Bearbeitungswerkzeug ist hülsenartig ausgebildet und besitzt eine axiale Länge, die in etwa der Länge des glattwandigen axialen Abschnitts des an dem Werkzeug körper vorgesehenen zylindrischen Befestigungsbereichs entspricht. Zur Fixierung an dem Werkzeugkörper wird das Bearbeitungswerkzeug auf den glattwandigen axialen Abschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs aufgeschoben. Anschlie ßend wird auf den Gewindeabschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs eine Arretierungsmutter aufgeschraubt und durch Anziehen der Arretierungsmutter wird das Bearbeitungswerkzeug zwischen der Arretierungsmutter einerseits und der von dem restlichen Werkzeugkörper ausgebildeten Schulter andererseits ver spannt. Durch die Arretierungsmutter und die Schulter an dem restlichen Werk- zeugkörper ist das Bearbeitungswerkzeug während eines Bearbeitungsprozesses sowohl gegen eine unerwünschte Verlagerung in der Vorhubrichtung als auch ge gen eine unerwünschte Verlagerung in der Rückhubrichtung formschlüssig gesi chert. Aufgrund des beidseitigen Formschlusses behält das Bearbeitungswerkzeug seine Sollposition an dem Werkzeugkörper der vorbekannten Bearbeitungseinheit auch dann bei, wenn auf das Bearbeitungswerkzeug große bearbeitungsbedingte Kräfte längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit wirken. Der Einsatz dieser Bauart der vorbekannten Bearbeitungseinheit scheidet allerdings in Anwendungs fällen aus, in denen der gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug in der Vorhubrich tung vorstehende Gewindeabschnitt des an dem Werkzeugkörper vorgesehenen zylindrischen Befestigungsbereichs und die auf dem Gewindeabschnitt aufsitzende Arretierungsmutter etwa aufgrund der räumlichen Gegebenheiten an dem zu be arbeitenden Werkstück hinderlich wären. In the case of a first type of prior art, the cylindrical fastening area has a smooth-walled axial section which attaches to the rest of the tool body. The smooth-walled axial section is followed in the stroke direction of the previously known machining unit by an axial thread section of the cylindrical fastening area provided with an external thread. The machining tool is sleeve-like and has an axial length which corresponds approximately to the length of the smooth-walled axial section of the cylindrical fastening area provided on the tool body. To fix it on the tool body, the machining tool is pushed onto the smooth-walled axial section of the cylindrical fastening area. Then ßend is on the threaded portion of the cylindrical fastening area Locking nut screwed on and by tightening the locking nut, the machining tool is clamped ver between the locking nut on the one hand and the shoulder formed by the rest of the tool body on the other. Through the locking nut and the shoulder on the rest of the tool body, the machining tool is positively secured during a machining process both against undesired displacement in the forward stroke direction and against undesired displacement in the return stroke direction. Due to the positive locking on both sides, the machining tool maintains its desired position on the tool body of the previously known machining unit even when large machining-related forces act on the machining tool along the working axis of the machining unit. The use of this type of previously known machining unit, however, is ruled out in application cases in which the thread section of the cylindrical fastening area provided on the tool body and the locking nut seated on the thread section, for example due to the spatial conditions on the to be worked, that protrudes from the machining tool in the Vorhubrich device Workpiece would be a hindrance.
Einen in dieser Hinsicht erweiterten Anwendungsbereich besitzt die zweite Bauart der Bearbeitungseinheit des Standes der Technik, die in der Vorhubrichtung von dem glattwandigen axialen Abschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs des Werkzeugkörpers und dem auf diesem aufsitzenden Bearbeitungswerkzeug be grenzt wird und an der dementsprechend kein gegenüber dem Bearbeitungswerk zeug in der Vorhubrichtung vorstehender Gewindeabschnitt mit Arretierungsmut ter vorgesehen ist. Die Einsatzmöglichkeiten der zweiten Bauart der vorbekannten Bearbeitungseinheit sind aber insofern beschränkt, als die Verbindung zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem glattwandigen axialen Abschnitt des an dem Werkzeugkörper vorgesehenen zylindrischen Befestigungsbereichs weniger last aufnahmefähig ist als die formschlüssige Verbindung im Falle der ersten Bauart des Standes der Technik. Grund für die verminderte Lastaufnahmefähigkeit ist der Umstand, dass das Bearbeitungswerkzeug, welches die Bearbeitungseinheit zwei- ter Bauart in der Vorhubrichtung begrenzt, durch stoffschlüssiges Fügen, insbe sondere durch Löten oder Kleben, auf dem glattwandigen axialen Abschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs des Werkzeugkörpers fixiert wird. The second type of machining unit of the prior art, which is limited in the forward stroke direction by the smooth-walled axial section of the cylindrical fastening area of the tool body and the machining tool seated on it, has an extended field of application and accordingly has no tool compared to the machining tool the Vorhubrichtung protruding threaded portion is provided with Arretierungsmut ter. The possible uses of the second design of the known machining unit are limited in that the connection between the machining tool and the smooth-walled axial section of the cylindrical fastening area provided on the tool body is less load-bearing than the positive connection in the case of the first design of the prior art. The reason for the reduced load-bearing capacity is the fact that the machining tool, which the machining unit has two ter design limited in the Vorhubrichtung, is fixed by integral joining, in particular special by soldering or gluing, on the smooth-walled axial portion of the cylindrical fastening area of the tool body.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungseinheit und eine Bearbeitungsmaschine mit einem umfassenden Anwendungsbereich so wie ein Verfahren zur Herstellung einer umfassend einsetzbaren Bearbeitungsein heit bereitzustellen. The present invention is based on the object of providing a processing unit and a processing machine with a comprehensive field of application as well as a method for producing a processing unit that can be used comprehensively.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Bearbeitungseinheit gemäß Patentanspruch 1, durch die Bearbeitungsmaschine gemäß Patentanspruch 13 und durch das Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 14. According to the invention, this object is achieved by the processing unit according to claim 1, by the processing machine according to claim 13 and by the manufacturing method according to claim 14.
Im Falle der Erfindung ist das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit sowohl in der Vorhubrichtung als auch in der Rückhubrichtung formschlüssig an dem Werkzeugwiderlager abgestützt, ohne dass es zu diesem Zweck eines gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug in der Vorhubrichtung vorge- ordneten Befestigungsmittels bedarf. Folglich eignet sich die erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit sowohl für Anwendungsfälle, in denen ein gegenüber dem Be arbeitungswerkzeug in der Vorhubrichtung vorgeordnetes Befestigungsmittel hin derlich wäre als auch für Anwendungsfälle, in denen bearbeitungsbedingt große Kräfte auf das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse der Bearbeitungsein- heit wirken und von dem Bearbeitungswerkzeug in das Werkzeugwiderlager abzu tragen sind. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit durch das Bearbeitungswerkzeug in der Vorhubrichtung begrenzt. Die mit der erfin dungsgemäßen Bearbeitungseinheit ausgerüstete Bearbeitungsmaschine ist insbe sondere als Axialformmaschine ausgeführt. Bei einem Vorhub der Bearbeitungseinheit ist das Bearbeitungswerkzeug an der in der Vorhubrichtung gelegenen Seite des Werkzeugwiderlagers an der dort vorge sehenen Vorhub-Stützfläche formschlüssig abgestützt. Bei einem auf einen Vorhub folgenden Rückhub erfolgt die formschlüssige Abstützung des Bearbeitungswerk zeugs an der von der Vorhub-Stützfläche in der Rückhubrichtung beabstandeten Rückhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers. Dabei wird die Rückhub-Stützflä- che des Werkzeugwiderlagers von dem Stellelement der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in der Vorhubrichtung beaufschlagt. Die Beaufschlagung der Rückhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers durch das Stellelement wird mittels des Zugelements der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung bewirkt, das mit dem Bearbeitungswerkzeug verbunden ist und das auch bei einem Rückhub der Bear- beitungseinheit sowohl das Stellelement der Spannvorrichtung gegen die Rückhub- Stützfläche als auch das Bearbeitungswerkzeug gegen die Vorhub-Stützfläche zieht. In the case of the invention, the machining tool is positively supported on the tool abutment along the working axis of the machining unit both in the forward stroke direction and in the return stroke direction, without the need for a fastening means in front of the machining tool in the forward stroke direction for this purpose. Consequently, the machining unit according to the invention is suitable both for applications in which a fastening means arranged upstream of the machining tool in the forward stroke direction would be obstructive and for applications in which large forces due to machining act on the machining tool along the working axis of the machining unit and from the machining tool are to be carried into the tool abutment. The machining unit according to the invention is preferably limited in the forward stroke direction by the machining tool. The processing machine equipped with the processing unit according to the invention is designed in particular as an axial forming machine. During a forward stroke of the machining unit, the machining tool is positively supported on the side of the tool abutment located in the forward stroke direction on the forward stroke support surface provided there. In the case of a return stroke following a forward stroke, the machining tool is positively supported on the return stroke support surface of the tool abutment, which is spaced from the forward stroke support surface in the return stroke direction. The return stroke support surface of the tool abutment is thereby acted upon by the adjusting element of the invention Clamping device applied in the forward stroke direction. The actuation of the return stroke support surface of the tool abutment by the adjusting element is effected by means of the tension element of the clamping device according to the invention, which is connected to the machining tool and which, even when the machining unit is returning, both the adjusting element of the clamping device against the return stroke support surface and the machining tool pulls against the forward stroke support surface.
Um zu verhindern, dass das Bearbeitungswerkzeug bei einem Rückhub der erfin dungsgemäßen Bearbeitungseinheit aufgrund der bei dem Rückhub auf das Bear- beitungswerkzeug wirkenden Kräfte entgegen der Vorhubrichtung von der Vorhub- Stützfläche abhebt und dadurch seine Position an dem Werkzeugwiderlager längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit unerwünschterweise ändert, ist das Zug element der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung längs der Arbeitsachse der Be arbeitungseinheit hinreichend stark vorgespannt. Die Vorspannung des Zugelements der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit wird im Rahmen des erfindungs gemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit mittels eines Zugspanngeräts erzeugt. An einem geräteseitigen Widerlager des Zugspanngeräts wird die Bearbeitungseinheit mit dem Werkzeugwiderlager in der Rückhubrichtung abgestützt. Mittels eines Zugorgans des Zugspanngeräts, das mit dem Zugelement der Spannvorrichtung der Bearbeitungseinheit verbunden ist, wird das Zugelement dann auf Zug in der Rückhubrichtung beansprucht. Zu die sem Zweck wird das Zugorgan des Zugspanngeräts in der Rückhubrichtung beauf schlagt. Dabei ist das Zugelement der Spannvorrichtung der Bearbeitungseinheit an der von dem Zugorgan des Zugspanngeräts abliegenden Seite mit dem Bear beitungswerkzeug verbunden und über das Bearbeitungswerkzeug an der Vorhub- Stützfläche des Werkzeugwiderlagers in der Rückhubrichtung abgestützt. In order to prevent the machining tool from lifting off the preliminary stroke support surface during a return stroke of the machining unit according to the invention due to the forces acting on the machining tool during the return stroke against the forward stroke direction and thereby undesirably changing its position on the tool abutment along the working axis of the machining unit, is the train element of the clamping device according to the invention along the working axis of the loading processing unit sufficiently strongly biased. The pretension of the tension element of the tensioning device according to the invention along the working axis of the machining unit is generated within the scope of the fiction, contemporary method for producing the machining unit according to the invention by means of a tensioning device. The machining unit with the tool abutment is supported in the return stroke direction on a device-side abutment of the tensioning device. By means of a tension member of the tensioning device, which is connected to the tension element of the tensioning device of the machining unit, the tension element is then subjected to tension in the return stroke direction. For this purpose, the tension member of the tensioning device is acted upon in the return stroke. The tension element of the tensioning device of the machining unit is connected to the machining tool on the side remote from the tension member of the tensioning device and is supported in the return stroke direction via the machining tool on the forward stroke support surface of the tool abutment.
Bei auf Zug beanspruchtem Zugelement der Spannvorrichtung wird das auf dem Zugelement aufsitzende und sich dabei mit dem Zugelement in einem Gewinde- eingriff befindende Stellelement der Spannvorrichtung durch Drehbetätigung längs der Arbeitsachse in eine Sollposition bewegt. Die Sollposition des Stellelements der Spannvorrichtung ist vorzugsweise derart gewählt, dass unmittelbar mit Aufhe bung der mittels des Zugorgans des Zugspanngeräts bewirkten Zugbeanspruchung des Zugelements der Spannvorrichtung die Vorspannung des Zugelements zwi schen dem die Rückhub-Stützfläche beaufschlagenden Stellelement der Spannvor- richtung und dem die Vorhub-Stützfläche beaufschlagenden Bearbeitungswerk zeug den gewünschten Betrag aufweist. Erfindungsgemäß denkbar ist auch eine Nachjustage durch Drehbetätigung des Stellelements im Anschluss an die Tren nung des Zugelements der Spannvorrichtung von dem Zugorgan des Zugspann geräts, sofern sich an dem Zugelement unmittelbar mit dessen Freigabe durch das Zugspanngerät noch nicht die gewünschte Vorspannung eingestellt hat. When the tension element of the tensioning device is subjected to tensile stress, the adjusting element of the tensioning device seated on the tension element and in thread engagement with the tension element is moved into a desired position along the working axis by rotary actuation. The target position of the actuating element of the The tensioning device is preferably selected in such a way that immediately when the tensile stress on the tensioning element of the tensioning device caused by the tension member of the tensioning device is canceled, the tensioning of the tensioning element between the adjusting element of the tensioning device acting on the return stroke support surface and the machining tool acting on the forward stroke support surface is generated the desired amount. According to the invention, readjustment is also conceivable by rotating the actuating element following the separation of the tensioning element of the tensioning device from the tensioning element of the tensioning device, provided that the tensioning device has not yet set the desired pretensioning immediately when it is released by the tensioning device.
Die Drehbetätigung des Stellelements während der Zugbeanspruchung des Zug elements der Spannvorrichtung erfolgt vorzugsweise bei von der Rückhub-Stütz fläche des Werkzeugwiderlagers beabstandetem Stellelement. Ist das Stellelement bei der Drehbetätigung von der Rückhub-Stützfläche beabstandet, so wird eine ansonsten auftretende und die Genauigkeit der Positionierung des Stellelements möglicherweis beeinträchtigende Reibung zwischen dem Stellelement und dem Werkzeugwiderlager vermieden. Da keine Reibung zwischen dem Stellelement und dem Werkzeugwiderlager zu überwinden ist, bedarf es für die Drehbetätigung des Stellelements auch nur eines verhältnismäßig geringen Anzugsmoments. Nach der zweckentsprechenden Positionierung des Stellelements auf dem Zugele ment der Spannvorrichtung wird die Zugbeanspruchung des Zugelements aufge hoben und die Bearbeitungseinheit kann von dem Zugspanngerät getrennt wer den. Unter der Wirkung der zuvor erzeugten Vorspannung des Zugelements be aufschlagt das Spannelement der Spannvorrichtung die Rückhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers. Ebenfalls unter der Wirkung der zuvor erzeugten Vorspan nung des Zugelements wird das Bearbeitungswerkzeug zu der Vorhub-Stützfläche hin gezogen. The rotary actuation of the actuating element during the tensile loading of the tension element of the clamping device is preferably carried out with the actuating element spaced apart from the return stroke support surface of the tool abutment. If the actuating element is spaced apart from the return stroke support surface during the rotary actuation, then friction between the actuating element and the tool abutment which would otherwise occur and which could impair the accuracy of the positioning of the actuating element is avoided. Since no friction has to be overcome between the adjusting element and the tool abutment, only a relatively small tightening torque is required for the rotary actuation of the adjusting element. After the appropriate positioning of the actuating element on the tension element of the tensioning device, the tensile stress on the tension element is lifted and the machining unit can be separated from the tensioning device. Under the effect of the previously generated bias of the tension element, the clamping element of the clamping device impacts the return stroke support surface of the tool abutment. Also under the effect of the pre-tensioning of the tension element generated previously, the machining tool is pulled towards the pre-stroke support surface.
Besondere Ausführungsarten der Bearbeitungseinheit gemäß Patentanspruch 1 und des Herstellungsverfahrens gemäß Patentanspruch 14 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 und 15. Ausweislich Patentanspruch 15 wird die Vorspannung des Zugelements der Spann vorrichtung der Bearbeitungseinheit mittels eines hydraulischen Zugspanngeräts erzeugt. Die hydraulische Zugbeanspruchung des Zugelements ermöglicht eine betragsmäßig exakte Zugbeanspruchung des Zugelements. Dies ist insofern von besonderer Bedeutung, als die Vorspannung des Zugelements einerseits auf einen Maximalwert eingestellt werden sollte, gleichzeitig aber die werkstoffabhängige Zugfestigkeit des Zugelements nicht überschritten werden darf. Die Einstellung der Vorspannung des Zugelements auf einen Maximalwert empfiehlt sich vor dem Hin tergrund, dass bei einem Rückhub der Bearbeitungseinheit das Bearbeitungswerk- zeug umso besser gegen ein Abheben von der Vorhub-Stützfläche des Werkzeug widerlagers gesichert ist, je größer der Betrag der Kraft ist, mit welcher das Bear beitungswerkzeug durch das Zugelement der Spannvorrichtung gegen die Vorhub- Stützfläche an dem Werkzeugwiderlager gezogen wird. Ist die Vorspannung des Zugelements exakt einstellbar, kann die Zugfestigkeit des Zugelements maximal ausgenutzt werden. Special embodiments of the processing unit according to claim 1 and of the manufacturing method according to claim 14 result from the dependent claims 2 to 12 and 15. According to patent claim 15, the bias of the tension element of the clamping device of the machining unit is generated by means of a hydraulic tensioning device. The hydraulic tensile stress on the tensile element enables the tensile stress to be applied to the tensile element with an exact amount. This is of particular importance insofar as the bias of the tension element should be set to a maximum value on the one hand, but at the same time the material-dependent tensile strength of the tension element must not be exceeded. The setting of the pre-tension of the tension element to a maximum value is recommended in view of the fact that with a return stroke of the processing unit, the greater the force, the better the processing tool is secured against lifting off the pre-stroke support surface of the tool abutment. with which the Bear processing tool is pulled by the tension element of the clamping device against the pre-stroke support surface on the tool abutment. If the pre-tensioning of the tension element can be precisely adjusted, the tensile strength of the tension element can be utilized to the maximum.
Im Falle der Erfindungsbauarten gemäß den Patentansprüchen 2 und 3 ist das Zugelement mittels Drehbetätigung des Stellelements der Spannvorrichtung (Pa tentanspruch 2) oder mittels eines Zugspanngeräts (Patentanspruch 3) auf Zug längs der Arbeitsachse der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit vorgespannt. Denkbar ist überdies eine Erfindungsbauart, im Falle derer das Zugelement der Spannvorrichtung sowohl durch Drehbetätigung des Stellelements als auch unter Zuhilfenahme eines Zugspanngeräts vorgespannt ist. In the case of the invention types according to claims 2 and 3, the tension element is biased by means of rotary actuation of the adjusting element of the clamping device (Pa tentanskret 2) or by means of a tensioning device (claim 3) to train along the working axis of the machining unit according to the invention. In addition, a design of the invention is conceivable in which the tension element of the tensioning device is pretensioned both by rotating the actuating element and with the aid of a tensioning device.
Zur Anbindung des Zugelements der Spannvorrichtung an das Zugorgan des Zug spanngeräts ist das Zugelement in Weiterbildung der Erfindung mit einer entspre- chenden Kupplungseinrichtung versehen (Patentanspruch 4). Als Kupplungsein richtung bevorzugt wird dabei ein an dem Zugelement vorgesehenes Kupplungs gewinde, mittels dessen sich eine lösbare Gewindeverbindung mit dem Zugorgan des Zugspanngeräts hersteilen lässt (Patentanspruch 5). To connect the tension element of the tensioning device to the tension element of the tensioning device, the tension element is provided with a corresponding coupling device in a further development of the invention (patent claim 4). A coupling thread provided on the tension element is preferred as a coupling device, by means of which a detachable threaded connection with the tension member of the tensioning device can be established (claim 5).
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsein- heit ist das Zugelement der Spannvorrichtung als Zugstange ausgebildet (Pa tentanspruch 6). Ausweislich Patentanspruch 7 ist das Werkzeugwiderlager der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit vorzugsweise als Hohlkörper ausgeführt, der mit einer sich längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit erstreckenden Aufnahme für das Zugelement, insbesondere die Zugstange, der Spannvorrichtung versehen ist. Um eine dauerhaft wirksame Abstützung des Bearbeitungswerkzeugs an der Vor- hub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers zu gewährleisten, ist in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Zugelement der Spannvorrichtung eine formschlüssige Verbindung vor gesehen, über welche die Vorspannung des Zugelements in eine Beaufschlagung der Vorhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers durch das Bearbeitungswerk zeug umgesetzt wird (Patentanspruch 8). Zur Herstellung des Formschlusses wei sen das Bearbeitungswerkzeug und das Zugelement der Spannvorrichtung eine entsprechende Bauteilgeometrie auf. Erfindungsgemäß bevorzugt werden einan der zugeordnete Flächen an dem Bearbeitungswerkzeug und an dem Zugelement, die im Wesentlichen senkrecht zu der Arbeitsachse der erfindungsgemäßen Bear beitungseinheit verlaufen oder eine konische Form an dem einen und eine ent sprechende gegenkonische Form an dem anderen der formschlüssig miteinander zu verbindenden Bauteile. In a further preferred embodiment of the processing unit according to the invention, the tension element of the clamping device is designed as a tension rod (patent claim 6). According to patent claim 7, the tool abutment of the machining unit according to the invention is preferably designed as a hollow body, which is provided with a receptacle for the tension element, in particular the tie rod, of the clamping device extending along the working axis of the machining unit. In order to ensure a permanently effective support of the machining tool on the forward stroke support surface of the tool abutment, in a further development of the machining unit according to the invention, a form-fitting connection is provided between the machining tool and the tension element of the clamping device, via which the tension of the tension element is applied to the forward stroke -Support surface of the tool abutment is implemented by the processing tool (claim 8). To produce the form fit, the machining tool and the tension element of the clamping device have a corresponding component geometry. According to the invention, preference is given to one of the assigned surfaces on the machining tool and on the tension element, which run essentially perpendicular to the working axis of the machining unit according to the invention, or a conical shape on one and a corresponding counter-conical shape on the other of the components to be positively connected to one another.
Mit dem Zugelement der Spannvorrichtung kann sich insbesondere ein als Stell- mutter ausgeführtes Stellelement im Gewindeeingriff befinden (Patentanspruch 9). Für Fälle, in denen die Vorspannung des Zugelements wenigstens teilweise durch Drehbetätigung des Stellelements erzeugt wird, ist die Stellmutter mit einer Au ßenkontur versehen, die ihrerseits an ein Betätigungswerkzeug angepasst ist. In particular, an adjusting element designed as an adjusting nut can be in thread engagement with the tension element of the tensioning device (patent claim 9). For cases in which the pretensioning of the tension element is at least partially generated by rotary actuation of the adjusting element, the adjusting nut is provided with an outer contour, which in turn is adapted to an actuating tool.
In Falle einer bevorzugten Erfindungsbauart begrenzt das Bearbeitungswerkzeug die Bearbeitungseinheit in der Vorhubrichtung. Ergänzend oder alternativ ist aus weislich Patentanspruch 10 vorgesehen, dass das Werkzeugwiderlager der erfin dungsgemäßen Bearbeitungseinheit durch die Rückhub-Stützfläche in der Rück hubrichtung begrenzt wird. Bildet die Rückhub-Stützfläche die rückhubseitige Be grenzung des Werkzeugwiderlagers, so steht an dem Werkzeugwiderlager für das Stellelement der Spannvorrichtung eine hinreichend große Beaufschlagungsfläche zur Verfügung. Außerdem ist das der Rückhub-Stützfläche zugeordnete Stellele ment insbesondere zur Einstellung der Vorspannung des Zugelements der Spann vorrichtung gut zugänglich. In the case of a preferred embodiment of the invention, the machining tool limits the machining unit in the forward stroke direction. In addition or as an alternative, patent claim 10 clearly provides that the tool abutment of the machining unit according to the invention is limited in the return stroke direction by the return stroke support surface. If the return stroke support surface forms the limit of the tool abutment on the return stroke side, there is a sufficiently large application area on the tool abutment for the actuating element of the clamping device to disposal. In addition, the Stellele element assigned to the return stroke support surface is easily accessible, especially for setting the bias of the tension element of the clamping device.
Gemäß Patentanspruch 11 ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die Einheit mit Bearbeitungswerkzeug, Werkzeugwiderlager und Spannvorrichtung nicht unmittelbar sondern vielmehr über ein Kupplungselement an einen Bearbei tungsantrieb angebunden. Der Bearbeitungsantrieb dient zur Erzeugung der Rela tivbewegung eines zu bearbeitenden Werkstücks und der erfindungsgemäßen Be arbeitungseinheit. Das Kupplungselement zwischen der Einheit mit Bearbeitungs werkzeug, Werkzeugwiderlager und Spannvorrichtung einerseits und dem Bear beitungsantrieb andererseits kann als Adapter dienen, dessen Bauweise etwa auf der Antriebsseite anwendungsbezogen variiert und der es dann ermöglicht, ein und dieselbe Einheit mit Bearbeitungswerkzeug, Werkzeugwiderlager und Spannvor richtung in einer anwendungsspezifischen Weise an einen Bearbeitungsantrieb an zubinden. According to claim 11, in a further preferred embodiment of the invention, the unit with the machining tool, tool abutment and clamping device is not connected directly but rather via a coupling element to a machining drive. The machining drive is used to generate the relative movement of a workpiece to be machined and the machining unit according to the invention. The coupling element between the unit with processing tool, tool abutment and clamping device on the one hand and the processing drive on the other hand, can serve as an adapter, the design of which varies depending on the application, for example on the drive side and which then makes it possible to use one and the same unit with processing tool, tool abutment and clamping device in one application-specific way to connect to a machining drive.
Damit die Verbindung zwischen der Einheit mit Bearbeitungswerkzeug, Werkzeug widerlager und Spannvorrichtung einerseits und dem Kupplungselement anderer seits auch großen Bearbeitungskräften standhält, ist in weiterer bevorzugter Aus gestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit eine formschlüssige Ver bindung zwischen dem Werkzeugwiderlager und dem Kupplungselement vorgese hen. Insbesondere sind das Werkzeugwiderlager und das Kupplungselement mit einander verschraubt. So that the connection between the unit with processing tool, tool abutment and clamping device on the one hand and the coupling element on the other hand withstand large processing forces, a positive connection between the tool abutment and the coupling element is provided in another preferred embodiment of the processing unit according to the invention. In particular, the tool abutment and the coupling element are screwed to one another.
Eine erfindungsgemäß bevorzugte Schraubverbindung zwischen dem Werkzeug widerlager und dem Kupplungselement ergibt sich aus Patentanspruch 12. Im Falle dieser Erfindungsbauart bewirkt die Herstellung der Schraubverbindung zwischen dem Werkzeugwiderlager und dem Kupplungselement der erfindungsgemäßen Be arbeitungseinheit eine in der Rückhubrichtung wirksame Zugbeanspruchung eines Gewindevorsprungs des Werkzeugwiderlagers und dadurch eine Zugbeanspru chung und Vorspannung des Zugelements der Spannvorrichtung. Der Gewindevor sprung des Werkzeugwiderlagers wird nach Art eines Schraubenbolzens in ein In nengewinde an dem Kupplungselement eingeschraubt. Wie ein Schraubenkopf läuft dabei der gegenüber dem Gewindevorsprung quer zu der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit bestehende Überstand des Werkzeugwiderlagers mit einer wi derlagerseitigen Anschlagfläche auf eine kupplungselementseitige Anschlagfläche auf. Ein mit einer Drehbewegung des in axialer Richtung an dem Kupplungsele- ment abgestützten Werkzeugwiderlagers relativ zu dem Kupplungselement ver bundenes Anziehen des Werkzeugwiderlagers führt folglich zu einer Längung des widerlagerseitigen Gewindevorsprungs. Da der widerlagerseitige Gewindevor sprung an einer in die Rückhubrichtung weisenden Stirnfläche die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche für das Stellelement der Spannvorrichtung ausbildet, bewirkt die Längung des widerlagerseitigen Gewindevorsprungs über das an der Stirnflä che des Gewindevorsprungs abgestützte Stellelement eine Zugbeanspruchung und Vorspannung des mit dem Stellelement verbundenen Zugelements der Spannvor richtung. A preferred screw connection according to the invention between the tool abutment and the coupling element results from patent claim 12. In the case of this type of invention, the production of the screw connection between the tool abutment and the coupling element of the processing unit according to the invention causes a tensile stress on a thread projection of the tool abutment that is effective in the return stroke direction and thus a tensile stress chung and pretensioning of the tension element of the tensioning device. The threaded projection of the tool abutment is screwed into an internal thread in the manner of a screw bolt on the coupling element. Like a screw head The protrusion of the tool abutment with a stop surface on the wi derlagerseite runs onto a stop surface on the coupling element side, opposite the thread projection transversely to the working axis of the machining unit. A tightening of the tool abutment in connection with a rotary movement of the tool abutment supported in the axial direction on the coupling element relative to the coupling element consequently leads to an elongation of the abutment-side thread projection. Since the abutment-side threaded projection on an end face pointing in the return stroke direction forms the abutment-side return stroke support surface for the adjusting element of the clamping device, the elongation of the abutment-side thread projection via the adjusting element supported on the end face of the thread projection causes tensile stress and prestressing of the tension element connected to the adjusting element the clamping device.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen : The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary schematic representations. Show it :
Figur la: eine Teileinheit einer Bearbeitungseinheit erster Bauart zur Erstel lung einer Verzahnung an einer Wand eines Sacklochs an einem metallischen Werkstück, Figure la: a sub-unit of a machining unit of the first type for the creation of a toothing on a wall of a blind hole on a metallic workpiece,
Figur lb: eine Teileinheit einer Bearbeitungseinheit zweiter Bauart zur Erstel lung einer Verzahnung an einer Wand eines Sacklochs an einem metallischen Werkstück, Figure lb: a sub-unit of a machining unit of the second type for the creation of a toothing on a wall of a blind hole on a metallic workpiece,
Figur 2: die Teileinheit gemäß Figur lb an einem Zugspanngerät bei der Er zeugung einer Vorspannung einer Zugstange der Teileinheit und Figure 2: the sub-unit according to Figure lb on a tensioning device in the generation of a pretensioning of a pull rod of the sub-unit and
Figur 3: die Bearbeitungseinheit erster Bauart umfassend die Teileinheit ge mäß Figur la. FIG. 3: the processing unit of the first type comprising the sub-unit according to FIG.
In Figur la ist eine Bearbeitungseinheit 1 im Umfang einer Teileinheit 2 darge stellt, die ihrerseits ein Bearbeitungswerkzeug 3, ein Werkzeugwiderlager 4 und eine Spannvorrichtung 5 umfasst. Bei dem Bearbeitungswerkzeug 3 handelt es sich um eine herkömmliche Um formmatrize aus Hartmetall, die dazu dient an einer Wand eines Sacklochs 6 in einem in Figur la gestrichelt angedeuteten metallischen Werkstück 7 eine Ver zahnung zu erstellen. Zu diesem Zweck ist das Bearbeitungswerkzeug 3 in ge- wohnter Weise mit einer formgebenden Verzahnung versehen. Die Zähne der formgebenden Verzahnung an dem Bearbeitungswerkzeug 3 verlaufen längs ei ner Arbeitsachse 8 der Bearbeitungseinheit 1. In FIG. 1 a, a machining unit 1 in the scope of a sub-unit 2 is Darge, which in turn comprises a machining tool 3, a tool abutment 4 and a clamping device 5. The machining tool 3 is a conventional molding die made of hard metal, which is used to create a toothing on a wall of a blind hole 6 in a metal workpiece 7 indicated by dashed lines in FIG. For this purpose, the machining tool 3 is provided with a shaping toothing in the usual way. The teeth of the shaping toothing on the machining tool 3 run along a working axis 8 of the machining unit 1.
Zur Herstellung der Verzahnung an der Wand des Sacklochs 6 werden die Bear beitungseinheit 1 und das Werkstück 7 längs der Arbeitsachse 8 relativ zueinan- der bewegt. Auf einen von der Bearbeitungseinheit 1 in einer Vorhubrichtung (Pfeil 9) zu dem Werkstück 7 hin ausgeführten Vorhub folgt dabei ein von dem Werkstück 7 weg gerichteter Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 in einer Rück hubrichtung 10. To produce the toothing on the wall of the blind hole 6, the processing unit 1 and the workpiece 7 are moved relative to one another along the working axis 8. A forward stroke executed by the machining unit 1 in a forward stroke direction (arrow 9) towards the workpiece 7 is followed by a return stroke of the machining unit 1 in a return stroke direction 10, which is directed away from the workpiece 7.
Sowohl bei dem Vorhub als auch bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 be- findet sich das Bearbeitungswerkzeug 3 im Kontakt mit der Wand des Werk stücks 7. Die auf das Bearbeitungswerkzeug 3 bearbeitungsbedingt längs der Ar beitsachse 8 wirkenden Kräfte werden in das Werkzeugwiderlager 4 abgetragen. During both the forward stroke and the return stroke of the machining unit 1, the machining tool 3 is in contact with the wall of the workpiece 7. The forces acting on the machining tool 3 along the working axis 8 due to the machining process are transferred to the tool abutment 4.
Bei dem Vorhub der Bearbeitungseinheit 1 ist das in die Wand des Sacklochs 6 eingreifende Bearbeitungswerkzeug 3 an einer widerlagerseitigen Vorhub-Stütz- fläche 11 entgegen der Vorhubrichtung 9 abgestützt. Ebenso wie eine der Vor- hub-Stützfläche 11 des Werkzeugwiderlagers 4 gegenüberliegende Gegenfläche 12 des Bearbeitungswerkzeugs 3 erstreckt sich die widerlagerseitige Vorhub- Stützfläche 11 im Wesentlichen senkrecht zu der Arbeitsachse 8. During the forward stroke of the machining unit 1, the machining tool 3 engaging in the wall of the blind hole 6 is supported on an abutment-side forward stroke support surface 11 against the forward stroke direction 9. Just like a mating surface 12 of the machining tool 3 opposite the forward stroke support surface 11 of the tool abutment 4, the forward stroke support surface 11 on the abutment side extends essentially perpendicular to the working axis 8.
Bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 in der Rückhubrichtung 10 ist das mit der Wand des Sacklochs 6 in Kontakt befindliche Bearbeitungswerkzeug 3 bestrebt, längs der Arbeitsachse 8 von der Vorhub-Stützfläche 11 des Werkzeug widerlagers 4 abzuheben. Dies wird durch eine entgegen der Rückhubrichtung 10 wirksame Abstützung des Bearbeitungswerkzeugs 3 an einer widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche 13 verhindert. Die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche 13 ist von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 in der Rückhubrichtung 10 beabstandet und dabei von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 abge wandt. During the return stroke of the machining unit 1 in the return stroke direction 10, the machining tool 3 in contact with the wall of the blind hole 6 tries to lift off the forward stroke support surface 11 of the tool abutment 4 along the working axis 8. This is prevented by an effective support of the machining tool 3 against the return stroke direction 10 on an abutment-side return stroke support surface 13. The abutment-side return stroke support surface 13 is separated from the abutment-side advance stroke support surface 11 in the return stroke direction 10 spaced apart and facing abge from the abutment-side forward stroke support surface 11.
Die Abstützung des Bearbeitungswerkzeugs 3 an der Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 erfolgt nicht unmittelbar sondern über eine als Zugele ment vorgesehene und von dem Werkzeugwiderlager 4 baulich getrennte Zug stange 14 sowie über ein auf der Zugstange 14 aufsitzendes und als Stellmutter 15 ausgebildetes Stellelement der Spannvorrichtung 5. The support of the machining tool 3 on the return stroke support surface 13 of the tool abutment 4 does not take place directly but via a tension rod 14 provided as a Zugele element and structurally separate from the tool abutment 4 and via an adjusting element of the clamping device that sits on the tie rod 14 and is designed as an adjusting nut 15 5.
Die Zugstange 14 der Spannvorrichtung 5 erstreckt sich in einer Aufnahme 16 des als Hohlkörper ausgebildeten Werkzeugwiderlagers 4 längs der Arbeitsachse 8. In der Vorhubrichtung 9 endet die Zugstange 14 flächenbündig mit dem Bear beitungswerkzeug 3. Folglich begrenzt in dem dargestellten Beispielsfall das Be arbeitungswerkzeug 3 gemeinsam mit der in der Vorhubrichtung 9 gelegenen Stirnfläche der Zugstange 14 die Bearbeitungseinheit 1 in der Vorhubrichtung 9. Alternativ kann die in der Vorhubrichtung 9 gelegene Stirnfläche der Zugstange 14 gegenüber der in der Vorhubrichtung 9 gelegenen Stirnfläche des Bearbei tungswerkzeugs 3 entgegen der Vorhubrichtung 9 zurückgesetzt sein. In beiden Fällen kann die Wand des Sacklochs 6 mittels des Bearbeitungswerkzeugs 3 über ihre gesamte axiale Länge bearbeitet werden. The tie rod 14 of the clamping device 5 extends in a receptacle 16 of the tool abutment 4, which is designed as a hollow body, along the working axis 8. In the forward stroke direction 9, the tie rod 14 ends flush with the processing tool 3. Consequently, in the example shown, the processing tool 3 is limited together with the end face of the pull rod 14 located in the pre-stroke direction 9, the machining unit 1 in the pre-stroke direction 9. Alternatively, the front surface of the pull rod 14 located in the pre-stroke direction 9 can be set back in relation to the front surface of the machining tool 3 located in the pre-stroke direction 9 against the pre-stroke direction 9. In both cases, the wall of the blind hole 6 can be machined over its entire axial length by means of the machining tool 3.
An der in der Vorhubrichtung 9 gelegenen Seite ist die Zugstange 14 mit dem Bearbeitungswerkzeug 3 formschlüssig verbunden. Zu diesem Zweck erweitert sich der Querschnitt der Zugstange 14 unter Ausbildung einer senkrecht zu der Arbeitsachse 8 verlaufenden zugstangenseitigen Schulter 17. Die Schulter 17 an der Zugstange 14 wirkt zur Herstellung des Formschlusses zwischen der Zug stange 14 und dem Bearbeitungswerkzeug 3 mit einer werkzeugseitigen, gleich falls senkrecht zu der Arbeitsachse 8 verlaufenden werkzeugseitigen Schulter 18 zusammen. On the side located in the forward stroke direction 9, the pull rod 14 is positively connected to the machining tool 3. For this purpose, the cross-section of the tie rod 14 expands to form a tie rod-side shoulder 17 running perpendicular to the working axis 8. The shoulder 17 on the tie rod 14 acts to establish the positive connection between the tie rod 14 and the machining tool 3 with a tool-side, the same if the tool-side shoulder 18 running perpendicular to the working axis 8.
Das in die Rückhubrichtung 10 weisende Ende der Zugstange 14 ist mit einem zugstangenseitigen Außengewinde 19 versehen. Das zugstangenseitige Außenge winde 19 bildet ein Stellgewinde 19a, mit welchem sich die Stellmutter 15 der Spannvorrichtung 5 im Gewindeeingriff befindet. Durch Drehbetätigung der Stell mutter 15 um die Arbeitsachse 8 kann die Stellmutter 15 längs der Zugstange 14 wahlweise in der Vorhubrichtung 9 oder in der Rückhubrichtung 10 verlagert werden. Aufgrund der selbsthemmenden Ausbildung des Stellgewindes 19a und des mit diesem kämmenden Innengewindes an der Stellmutter 15 behält die Stellmutter 15 eine eingestellte Position längs der Arbeitsachse 8 auch dann bei, wenn auf die Stellmutter 15 eine Kraft längs der Arbeitsachse 8 wirkt. Die Stell mutter 15 ist mit einer Außenkontur versehen. Mit Hilfe eines an die Außenkontur der Stellmutter 15 angepassten Werkzeugs ist eine Drehbetätigung der Stellmut ter 15 um die Arbeitsachse 8 möglich. The end of the pull rod 14 pointing in the return stroke direction 10 is provided with an external thread 19 on the pull rod side. The pull rod-side Außenge thread 19 forms an adjusting thread 19a, with which the adjusting nut 15 of the clamping device 5 is in thread engagement. By rotating the adjusting nut 15 about the working axis 8, the adjusting nut 15 can be moved along the tie rod 14 can be shifted either in the forward stroke direction 9 or in the return stroke direction 10. Due to the self-locking design of the adjusting thread 19a and the internal thread on the adjusting nut 15 that meshes with it, the adjusting nut 15 maintains a set position along the working axis 8 even when a force acts on the adjusting nut 15 along the working axis 8. The adjusting nut 15 is provided with an outer contour. A rotary actuation of the adjusting nut 15 about the working axis 8 is possible with the aid of a tool adapted to the outer contour of the adjusting nut 15.
Ein widerlagerseitiges Außengewinde 20 ist an dem in der Rückhubrichtung 10 gelegenen Ende des Werkzeugwiderlagers 4 an einem bolzenartigen Gewindevor sprung 21 des Werkzeugwiderlagers 4 vorgesehen. Die in die Rückhubrichtung 10 weisende Stirnfläche des Gewindevorsprungs 21 bildet die Rückhub-Stützflä- che 13 des Werkzeugwiderlagers 4. Der Gewindevorsprung 21 ist gegenüber dem in der Vorhubrichtung 9 angrenzenden Teil des Werkzeugwiderlagers 4 quer- schnittsreduziert. Infolgedessen ist an dem Werkzeugwiderlager 4 eine ringför mige, mit dem Gewindevorsprung 21 konzentrische und sich in Querrichtung der Arbeitsachse 8 erstreckende widerlagerseitige Anschlagfläche 22 ausgebildet. An abutment-side external thread 20 is provided on the end of the tool abutment 4 located in the return stroke direction 10 on a bolt-like threaded projection 21 of the tool abutment 4. The end face of the thread projection 21 pointing in the return stroke direction 10 forms the return stroke support surface 13 of the tool abutment 4. The thread projection 21 has a reduced cross-section compared to the part of the tool abutment 4 adjoining in the advance stroke direction 9. As a result, a ringför shaped, with the thread projection 21 concentric and in the transverse direction of the working axis 8 extending abutment-side stop surface 22 is formed on the tool abutment.
Eine in Figur lb dargestellte Teileinheit 52 einer Bearbeitungseinheit 51 unter scheidet sich von der Teileinheit 2 gemäß Figur la lediglich durch die konstruk- tive Realisierung des Formschlusses zwischen der Zugstange 14 der Spannvor richtung 5 und dem Bearbeitungswerkzeug 3. A sub-unit 52 of a machining unit 51 shown in FIG. 1 b differs from sub-unit 2 according to FIG. 1 a only in the constructive implementation of the form fit between the pull rod 14 of the clamping device 5 and the machining tool 3.
Anstelle der zugstangenseitigen Schulter 17 und der mit dieser zusammenwir kenden werkzeugseitigen Schulter 18 der Teileinheit 2 sind im Falle der Teilein heit 52 als miteinander zusammenwirkende Formschlusselemente ein zugstan- genseitiger Konus 53 und ein werkzeugseitiger Gegenkonus 54 vorgesehen. Instead of the shoulder 17 on the pull rod side and the shoulder 18 of the subunit 2 on the tool side that cooperate with it, a pull rod side cone 53 and a tool side counter cone 54 are provided in the case of the part unit 52 as mutually interacting positive locking elements.
Damit das Bearbeitungswerkzeug 3 bei dem gegenüber dem Werkstück 7 ausge führten Rückhub der Bearbeitungseinheit 1, 51 nicht von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 abhebt, ist die Zugstange 14 auf Zug längs der Arbeits achse 8 vorgespannt. Aufgrund der Vorspannung zieht die Zugstange 14 das Be- arbeitungswerkzeug 3 gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche 11 und die Stellmutter 15 gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche 13. Zur Erzeugung der Vorspannung der Zugstange 14 längs der Arbeitsachse 8 dient ein hydraulisches Zugspanngerät 23, wie es in Figur 2 schematisch darge stellt ist. So that the machining tool 3 does not lift from the abutment-side forward stroke support surface 11 during the return stroke of the machining unit 1, 51 carried out against the workpiece 7, the pull rod 14 is biased to train along the working axis 8. Due to the bias, the pull rod 14 pulls the machining tool 3 against the forward stroke support surface 11 on the abutment side and the adjusting nut 15 against the return stroke support surface 13 on the abutment side. A hydraulic tensioning device 23 is used to generate the bias of the tie rod 14 along the working axis 8, as is shown schematically in FIG.
Anhand von Figur 2 werden die Abläufe zur Erzeugung der Vorspannung der Zug stange 14 der Bearbeitungseinheit 51 beziehungsweise der Teileinheit 52 von Fi gur lb erläutert. In entsprechender Weise wird mittels des Zugspanngeräts 23 die Zugstange 14 der Bearbeitungseinheit 1 beziehungsweise der Teileinheit 2 von Figur la vorgespannt. With reference to Figure 2, the processes for generating the bias of the pull rod 14 of the processing unit 51 or the sub-unit 52 of Fi gur lb are explained. In a corresponding manner, the pull rod 14 of the machining unit 1 or of the subunit 2 of FIG. 1 a is pretensioned by means of the tensioning device 23.
In einem Zustand, in welchem die Zugstange 14 der Stellvorrichtung 5 nicht oder nur geringfügig auf Zug längs der Arbeitsachse 8 vorgespannt ist, wird die Teil einheit 52 der Bearbeitungseinheit 51 mit dem Außengewinde 20 des Werkzeug widerlagers 4 in ein Innengewinde einer Gewindebohrung 24 an einem als gerä teseitiges Widerlager 25 vorgesehenen Teil des Zugspanngeräts 23 einge schraubt. Dadurch wird das Werkzeugwiderlager 4 an dem geräteseitigen Wider lager 25 in der Rückhubrichtung 10 wirksam abgestützt. Die auf der Zugstange 14 aufsitzende Spannmutter 15 liegt kraftlos oder unter der Wirkung der gering fügigen Vorspannung der Zugstange 14 an der widerlagerseitigen Rückhub- Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 an. In a state in which the pull rod 14 of the adjusting device 5 is not or only slightly biased to train along the working axis 8, the part unit 52 of the machining unit 51 with the external thread 20 of the tool abutment 4 in an internal thread of a threaded hole 24 on a than gerä teseitiges abutment 25 provided part of the tensioning device 23 is screwed. As a result, the tool abutment 4 is effectively supported on the device-side abutment 25 in the return stroke direction 10. The clamping nut 15 seated on the pull rod 14 rests without force or under the effect of the slight pretensioning of the pull rod 14 on the return stroke support surface 13 of the tool abutment 4 on the abutment side.
Außerdem wird die Zugstange 14 der Teileinheit 52 mit einem als Kupplungsge winde 19b vorgesehenen Abschnitt des zugstangenseitigen Außengewindes 19 in eine Gewindebohrung 26 an einem Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 einge schraubt und dadurch an das Zugorgan 27 angebunden. In addition, the pull rod 14 of the sub-unit 52 is screwed into a threaded hole 26 on a pulling element 27 of the tensioning device 23 with a section of the pulling rod-side external thread 19 provided as a coupling thread 19b and thereby connected to the pulling element 27.
Bei an dem geräteseitigen Widerlager 25 in der Rückhubrichtung 10 abgestütz tem Werkzeugwiderlager 4 wird nun das mit der Zugstange 14 der Teileinheit 52 verbundene Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 in einer in Figur 2 durch einen Pfeil 28 veranschaulichten und mit der Rückhubrichtung 10 übereinstimmenden Zugrichtung beaufschlagt und aufgrund der Beaufschlagung des Zugorgans 27 in der Zugrichtung 28 wird die an dem gegenüberliegenden Ende über das Bearbei tungswerkzeug 3 an dem Werkzeugwiderlager 4 abgestützte Zugstange 14 auf Zug in der Rückhubrichtung 10 der Bearbeitungseinheit 51 beziehungsweise der Teileinheit 52 beansprucht. Aufgrund der Zugbeanspruchung der Zugstange 14 hebt die Stellmutter 15 der Spannvorrichtung 5 von der Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 ab und die Stellmutter 15 kann durch Drehbetätigung um die Arbeitsachse 8 auf der Zugstange 14 in eine zuvor definierte Sollposition längs der Arbeitsachse 8 zugestellt werden, ohne dass bei der Drehbetätigung der Stellmutter 15 zwischen dieser und der Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 eine die Drehbetätigung der Stellmutter 15 erschwerende und die Genauigkeit der Ein stellung der Stellmutter 15 möglicherweise beeinträchtigende Reibung auftritt. In the case of the tool abutment 4 supported on the device-side abutment 25 in the return stroke direction 10, the tension member 27 of the tensioning device 23 connected to the pull rod 14 of the sub-unit 52 is now acted upon in a pulling direction illustrated in FIG the application of the pulling element 27 in the pulling direction 28, the pull rod 14 supported at the opposite end via the machining tool 3 on the tool abutment 4 is subjected to tensile stress in the return stroke direction 10 of the machining unit 51 or sub-unit 52. Due to the tensile stress on the pull rod 14, the adjusting nut 15 of the clamping device 5 lifts from the return stroke support surface 13 of the tool abutment 4 and the adjusting nut 15 can be moved to a previously defined target position along the working axis 8 by rotating it about the working axis 8 on the pulling rod 14, without friction occurring between this and the return stroke support surface 13 of the tool abutment 4 during the rotary actuation of the adjusting nut 15, which makes the rotary actuation of the adjusting nut 15 more difficult and which may impair the accuracy of the setting of the adjusting nut 15.
Sobald die Stellmutter 15 in die Sollposition auf der Zugstange 14 zugestellt ist, wird die Zugstange 14 von dem Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 getrennt. Nach der Trennung der Zugstange 14 von dem Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 beaufschlagen unter der Wirkung der nun erzeugten Vorspannung der Zug stange 14 die Stellmutter 15 die Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderla gers 4 und das Bearbeitungswerkzeug 3 die Vorhub-Stützfläche 11 des Werk zeugwiderlagers 4. As soon as the adjusting nut 15 has been advanced into the desired position on the pull rod 14, the pull rod 14 is separated from the pull element 27 of the tensioning device 23. After the pull rod 14 has been separated from the pulling element 27 of the tensioning device 23, the adjusting nut 15 acts on the return stroke support surface 13 of the tool abutment 4 and the machining tool 3 acts on the advance stroke support surface 11 of the tool abutment 4 under the effect of the now generated bias of the pull rod 14 .
Die Sollposition der Stellmutter 15 auf der Zugstange 14 ist derart definiert, dass sich nach dem Trennen der Zugstange 14 von dem Zugorgan 27 des Zugspann geräts 23 eine Vorspannung der Zugstange 14 einstellt, die derart bemessen ist, dass bei dem im Rahmen der Bearbeitung des Werkstücks 7 ausgeführten Rück hub der Bearbeitungseinheit 51 einerseits ein Abheben des Bearbeitungswerk zeugs 3 von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 wirksam verhindert wird und andererseits die resultierende Zugbeanspruchung der Zugstange 14, zu der sich die durch den Rückhub der Bearbeitungseinheit 51 bedingte Zugbean spruchung der Zugstange 14 und die zuvor eingestellte Vorspannung der Zug stange 14 summieren, die materialabhängige Zugfestigkeit der Zugstange 14 nicht überschreitet. The target position of the adjusting nut 15 on the tie rod 14 is defined in such a way that after the tie rod 14 has been separated from the tension member 27 of the tensioning device 23, a bias of the tie rod 14 is set, which is dimensioned such that in the context of the machining of the workpiece 7 executed return stroke of the machining unit 51, on the one hand, a lifting of the machining tool 3 from the abutment-side forward stroke support surface 11 is effectively prevented and, on the other hand, the resulting tensile stress on the drawbar 14, to which the tensile stress on the drawbar 14 and caused by the return stroke of the machining unit 51 sum the previously set bias of the pull rod 14, the material-dependent tensile strength of the pull rod 14 does not exceed.
Um die Zugfestigkeit der Zugstange 14 maximal nutzen zu können, wird das Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 zum Vorspannen der Zugstange 14 hydrau lisch in der Zugrichtung 28 beaufschlagt. Die hydraulische Zugbeanspruchung der Zugstange 14 ermöglicht eine betragsmäßig exakte Einstellung der Vorspan nung der Zugstange 14. Infolgedessen kann die Vorspannung der Zugstange 14 funktionssicher auf einen Maximalwert eingestellt werden, der auch in Summe mit der bearbeitungsbedingten Zugbeanspruchung der Zugstange 14 nicht zu ei nem Bruch der Zugstange 14 führt. In order to be able to use the tensile strength of the drawbar 14 to the maximum, the tension member 27 of the tensioning device 23 is applied to the tensioning of the drawbar 14 hydrau cally in the pulling direction 28. The hydraulic tensile stress on the tie rod 14 enables the preload of the tie rod 14 to be set exactly in terms of amount. As a result, the preload of the tie rod 14 be functionally set to a maximum value that does not lead to a breakage of the tie rod 14 even in sum with the machining-related tensile stress on the tie rod 14.
Die Teileinheit 52 mit der in der vorstehenden Weise vorgespannten Zugstange 14 wird aus dem geräteseitigen Widerlager 25 des Zugspanngeräts 23 ausge schraubt und dadurch von dem Zugspanngerät 23 getrennt. The subunit 52 with the tension rod 14 prestressed in the above manner is screwed out of the device-side abutment 25 of the tensioning device 23 and thereby separated from the tensioning device 23.
Anschließend wird die Teileinheit 52 mit einem als Kupplungselement vorgesehe nen Adapter zu der Bearbeitungseinheit 51 gefügt. Subsequently, the sub-unit 52 is joined to the processing unit 51 with an adapter provided as a coupling element.
Entsprechend wird ausweislich Figur 3 bei der Herstellung der Bearbeitungsein- heit 1 verfahren. An der Teileinheit 2 wird zunächst die Zugstange 14 in der vor stehend beschriebenen Weise vorgespannt. Anschließend wird die Teileinheit 2 mit einem als Adapter 29 ausgebildeten Kupplungselement zu der Bearbeitungs einheit 1 verbunden. According to FIG. 3, a corresponding procedure is used in the manufacture of the processing unit 1. On the sub-unit 2, the tie rod 14 is initially biased in the manner described before. Subsequently, the sub-unit 2 is connected to the processing unit 1 with a coupling element designed as an adapter 29.
Mittels des Adapters 29 wird die Bearbeitungseinheit 1 in einer in Figur 3 gestri- chelt angedeuteten Werkzeugaufnahme 30 eines Bearbeitungsantriebs 34 einer als Axialformmaschine 31 ausgebildeten Bearbeitungsmaschine fixiert. Mit Hilfe des Bearbeitungsantriebs 34 der Axialformmaschine 31 werden der Vorhub und der Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 gegenüber dem zu bearbeitenden Werk stück 7 erzeugt. Zur Anbindung der Teileinheit 2 an den Adapter 29 werden das Werkzeugwiderla ger 4 und der Adapter 29 miteinander verschraubt. By means of the adapter 29, the processing unit 1 is fixed in a tool holder 30, indicated by dashed lines in FIG. 3, of a processing drive 34 of a processing machine designed as an axial forming machine 31. With the aid of the machining drive 34 of the axial forming machine 31, the forward stroke and the return stroke of the machining unit 1 relative to the workpiece 7 to be machined are generated. To connect the subunit 2 to the adapter 29, the Werkzeugwiderla ger 4 and the adapter 29 are screwed together.
Zu diesem Zweck wird der mit dem Außengewinde 20 versehene Gewindevor sprung 21 des Werkzeugwiderlagers 4 nach Art eines Schraubenbolzens in ein In nengewinde an der Wand einer an dem Adapter 29 vorgesehenen Bolzenaufnahme 32 eingeschraubt. Wie ein Schraubenkopf läuft dabei der gegenüber dem Gewin devorsprung 21 quer zu der Arbeitsachse 8 der Bearbeitungseinheit 1 bestehende Überstand des Werkzeugwiderlagers 4 mit der widerlagerseitigen Anschlagfläche 22 auf eine kupplungselement- beziehungsweise adapterseitige Anschlagfläche 33 auf. Ein mit einer Drehbewegung des in axialer Richtung an dem Adapter 29 abgestütz ten Werkzeugwiderlagers 4 relativ zu dem Adapter 29 verbundenes Anziehen des Werkzeugwiderlagers 4 führt zu einer Längung des in die Bolzenaufnahme 32 des Adapters 29 eingeschraubten widerlagerseitigen Gewindevorsprungs 21. Da der widerlagerseitige Gewindevorsprung 21 an der in die Rückhubrichtung 10 weisen den Stirnfläche die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche 13 für die Stellmutter 15 der Spannvorrichtung 5 ausbildet, bewirkt die Längung des widerlagerseitigen Gewindevorsprungs 21 über die an der Stirnfläche des Gewindevorsprungs 21 ab gestützte Stellmutter 15 eine geringfügige Zugbeanspruchung und Vorspannung der Zugstange 14 über die zuvor erzeugte Vorspannung hinaus. Diese montage bedingte zusätzliche Vorspannung der Zugstange 14 ist bei der Bemessung der mittels des Zugspanngeräts 23 erzeugten Vorspannung der Zugstange 14 zu be rücksichtigen. For this purpose, the threaded pre-jump 21 of the tool abutment 4 provided with the external thread 20 is screwed into an internal thread on the wall of a bolt receptacle 32 provided on the adapter 29 in the manner of a screw bolt. Like a screw head, the protrusion of the tool abutment 4 with the abutment-side stop surface 22, which is transverse to the working axis 8 of the machining unit 1, runs onto a coupling element or adapter-side stop surface 33. A tightening of the tool abutment 4 connected with a rotational movement of the tool abutment 4 supported in the axial direction on the adapter 29 relative to the adapter 29 leads to an elongation of the abutment-side threaded projection 21 screwed into the bolt receptacle 32 of the adapter 29, since the abutment-side thread projection 21 on the in the return stroke direction 10, the end face is formed by the abutment-side return stroke support surface 13 for the adjusting nut 15 of the clamping device 5, the elongation of the abutment-side threaded projection 21 via the adjusting nut 15 supported on the end face of the threaded projection 21 causes a slight tensile stress and pretensioning of the tie rod 14 the previously generated preload. This installation-related additional bias of the pull rod 14 is to be taken into account when dimensioning the bias of the pull rod 14 generated by the tension device 23.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung eines Werkstücks (7) an einer Werk stückwand unter Relativbewegung des Werkstücks (7) und der Bearbei tungseinheit längs einer Arbeitsachse (8) der Bearbeitungseinheit mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Vorhubrichtung (9) der Bearbeitungs einheit zu dem Werkstück (7) hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Rückhubrichtung (10) der Bearbeitungsein heit von dem Werkstück (7) weg ausgeführten Rückhub, 1. Processing unit for processing a workpiece (7) on a workpiece wall with relative movement of the workpiece (7) and the processing unit along a working axis (8) of the processing unit with one of the processing unit in a forward stroke direction (9) of the processing unit to the workpiece (7) forward stroke and with a return stroke carried out by the machining unit in a return stroke direction (10) of the machining unit away from the workpiece (7),
• mit einem Bearbeitungswerkzeug (3) zur Bearbeitung der Werkstück wand, wobei das Bearbeitungswerkzeug (3) bei dem Vorhub und bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit mit dem Werkstück (7) in Kontakt ist, • with a machining tool (3) for machining the workpiece wall, the machining tool (3) being in contact with the workpiece (7) during the forward stroke and the return stroke of the machining unit,
• mit einem für das Bearbeitungswerkzeug (3) vorgesehenen Werkzeugwi derlager (4), welches eine in die Vorhubrichtung (9) weisende widerlager seitige Vorhub-Stützfläche (11) sowie eine von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) längs der Arbeitsachse (8) der Bearbeitungsein heit beabstandete und in die Rückhubrichtung (10) weisende widerlager seitige Rückhub-Stützfläche (13) aufweist, wobei das Bearbeitungswerk zeug (3) der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) in der Vorhub richtung (9) vorgeordnet ist und wobei das Bearbeitungswerkzeug (3) bei dem Vorhub der Bearbeitungseinheit an der widerlagerseitigen Vorhub- Stützfläche (11) entgegen der Vorhubrichtung (9) und bei dem Rückhub an der widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche (13) entgegen der Rück hubrichtung (10) abgestützt ist sowie • with a tool support (4) provided for the machining tool (3), which has an abutment-side advance-stroke support surface (11) pointing in the advance-stroke direction (9) and one of the abutment-side advance-stroke support surface (11) along the working axis (8) the machining unit has spaced apart and in the return stroke direction (10) facing abutment-side return stroke support surface (13), the machining tool (3) of the abutment-side advance stroke support surface (11) is upstream in the advance stroke direction (9) and wherein the machining tool (3) during the forward stroke of the machining unit on the abutment-side forward stroke support surface (11) against the forward stroke direction (9) and during the return stroke on the abutment-side return stroke support surface (13) against the return stroke direction (10) and
• mit einer Spannvorrichtung (5), mittels derer das Bearbeitungswerkzeug (3) längs der Arbeitsachse (8) gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stütz fläche (11) und gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) spannbar ist, • with a clamping device (5), by means of which the machining tool (3) can be clamped along the working axis (8) against the abutment-side forward stroke support surface (11) and against the abutment-side return stroke support surface (13),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) an dem Werkzeugwi derlager (4) von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) in der Rückhubrichtung (10) beabstandet und von der widerlagerseitigen Vorhub- Stützfläche (11) abgewandt ist, dass die Spannvorrichtung (5) ein von dem Werkzeugwiderlager (4) baulich getrenntes Zugelement (14) umfasst, das sich längs der Arbeitsachse (8) erstreckt und das längs der Arbeitsachse (8) einerseits mit dem Bearbei tungswerkzeug (3) verbunden ist und andererseits ein Stellgewinde (19a) aufweist, mit welchem sich ein Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) im Gewindeeingriff befindet, that the abutment-side return stroke support surface (13) on the tool winder (4) is spaced apart from the abutment-side advance stroke support surface (11) in the return stroke direction (10) and faces away from the abutment-side advance stroke support surface (11), that the clamping device (5) comprises a tension element (14) which is structurally separate from the tool abutment (4), which extends along the working axis (8) and which is connected to the machining tool (3) along the working axis (8) on the one hand and on the other has an adjusting thread (19a) with which an adjusting element (15) of the clamping device (5) is in thread engagement,
dass bei der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) längs der Arbeits achse (8) gegenüberliegendem Bearbeitungswerkzeug (3) das Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) der von der widerlagerseitigen Vorhub-Stütz fläche (11) abgewandten widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche (13) längs der Arbeitsachse (8) gegenüberliegt, that with the abutment-side forward stroke support surface (11) along the working axis (8) opposite machining tool (3) the adjusting element (15) of the clamping device (5) of the abutment-side return stroke support surface (13) facing away from the abutment-side advance stroke support surface (11) ) is opposite along the working axis (8),
dass das von dem Werkzeugwiderlager (4) baulich getrennte Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vor spannbar ist und that the tension element (14) of the tensioning device (5), which is structurally separate from the tool abutment (4), can be tensioned to tension along the working axis (8) and
dass bei auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vorgespanntem Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) die von der widerlagerseitigen Vorhub-Stütz fläche (11) abgewandte widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) durch das Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) in Richtung auf das Bearbeitungswerkzeug (3) beaufschlagt ist und das Be arbeitungswerkzeug (3) mittels des Stellelements (15) und des auf Zug be anspruchten Zugelements (14) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeit sachse (8) gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche (11) und gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) gespannt ist. that when the tension element (14) of the tensioning device (5) is pre-tensioned along the working axis (8), the abutment-side return stroke support surface (13) facing away from the abutment-side forward stroke support surface (11) by the adjusting element (15) of the tensioning device (5) along the working axis (8) in the direction of the machining tool (3) and the machining tool (3) by means of the adjusting element (15) and the tensile element (14) of the clamping device (5) along the working axis (8) ) is tensioned against the abutment-side forward stroke support surface (11) and against the abutment-side return stroke support surface (13).
2. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) durch Drehbetätigung des Stell elements (15) der Spannvorrichtung (5) in einer Spann-Drehrichtung auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vorspannbar ist. 2. Processing unit according to claim 1, characterized in that the tension element (14) of the tensioning device (5) can be biased by rotating the actuating element (15) of the tensioning device (5) in a tensioning direction of rotation on train along the working axis (8).
3. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) mit tels eines Zugspanngeräts (23) auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vor spannbar ist, • indem das Zugelement (14) bei an der widerlagerseitigen Vorhub-Stütz- fläche (11) abgestütztem Bearbeitungswerkzeug (3) mittels des Zug spanngeräts (23) auf Zug beanspruchbar ist, 3. Processing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the tension element (14) of the clamping device (5) can be tensioned by means of a tensioning device (23) on train along the working axis (8), • in that the tension element (14) can be subjected to tension by means of the tensioning device (23) when the machining tool (3) is supported on the abutment-side pre-stroke support surface (11),
• indem bei mittels des Zugspanngeräts (23) auf Zug beanspruchtem Zug element (14) das Stellelement (15) durch Drehbetätigung in eine Sollpo sition an dem Zugelement (14) längs der Arbeitsachse (8) zustellbar ist und • by means of the tensioning device (23) on train stressed train element (14) the adjusting element (15) can be advanced by turning in a Sollpo position on the tension element (14) along the working axis (8) and
• indem bei in die Sollposition zugestelltem Stellelement (15) die Zugbean spruchung des Zugelements (14) durch das Zugspanngerät (23) aufheb bar und dadurch die von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) abgewandte widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) durch das Stell element (15) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) in Richtung auf das Bearbeitungswerkzeug (3) beaufschlagbar ist. • in that when the adjusting element (15) is advanced into the target position, the tensile stress of the tension element (14) is lifted by the tensioning device (23) and thereby the abutment-side return stroke support surface (13) facing away from the abutment-side forward stroke support surface (11) by the setting element (15) of the clamping device (5) can be acted upon along the working axis (8) in the direction of the machining tool (3).
4. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) eine Kupplungseinrichtung zur Anbindung des Zugele ments (14) an ein in einer Zugrichtung (28) beaufschlagbares Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23) aufweist. 4. Processing unit according to claim 3, characterized in that the tension element (14) has a coupling device for connecting the Zugele element (14) to a tension member (27) of the tensioning device (23) which can be acted upon in a tension direction (28).
5. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungseinrichtung des Zugelements (14) ein Kupplungsgewinde (19b) vorgesehen ist zur Herstellung einer Gewindeverbindung mit dem Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23). 5. Processing unit according to claim 4, characterized in that a coupling thread (19b) is provided as the coupling device of the tension element (14) for producing a threaded connection with the tension member (27) of the tensioning device (23).
6. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) als Zugstange ausgebildet ist. 6. Processing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the pulling element (14) is designed as a pull rod.
7. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugwiderlager (4) als Hohlkörper ausgebil det ist und eine sich längs der Arbeitsachse (8) erstreckende Aufnahme (16) für das Zugelement (14) aufweist. 7. Machining unit according to one of the preceding claims, characterized in that the tool abutment (4) is designed as a hollow body and has a receptacle (16) for the tension element (14) extending along the working axis (8).
8. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) formschlüssig mit dem Bearbei tungswerkzeug (3) verbunden ist. 8. Processing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the tension element (14) is positively connected to the processing tool (3).
9. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) als Stellmutter ausgebildet ist und eine an ein Betätigungswerkzeug angepasste Außenkontur aufweist. 9. Processing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting element (15) of the clamping device (5) is designed as an adjusting nut and has an outer contour adapted to an actuating tool.
10. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugwiderlager (4) durch die widerlagersei tige Rückhub-Stützfläche (13) in der Rückhubrichtung (10) begrenzt ist. 10. Processing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the tool abutment (4) is limited in the return stroke direction (10) by the abutment side term return stroke support surface (13).
11. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit ein Kupplungselement (29) umfasst, das an der in die Rückhubrichtung (10) weisenden Seite des Werk zeugwiderlagers (4) angeordnet und mit dem Werkzeugwiderlager (4) ver bunden, vorzugsweise lösbar verbunden, ist und dass das Kupplungsele ment (29) zur Anbindung der Bearbeitungseinheit an einen Bearbeitungsan trieb (34) ausgebildet ist, mittels dessen die Relativbewegung des Werk stücks (7) und der Bearbeitungseinheit längs der Arbeitsachse (8) erzeug bar ist. 11. Processing unit according to one of the preceding claims, characterized in that the processing unit comprises a coupling element (29) which is arranged on the side of the work tool abutment (4) pointing in the return stroke direction (10) and connected to the tool abutment (4), is preferably releasably connected, and that the coupling element (29) is designed to connect the processing unit to a processing drive (34), by means of which the relative movement of the workpiece (7) and the processing unit along the working axis (8) can be generated.
12. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, 12. Processing unit according to claim 11, characterized in that
• dass das Werkzeugwiderlager (4) und das Kupplungselement (29) form schlüssig längs der Arbeitsachse (8) wirksam miteinander verbunden, vorzugsweise verschraubt, sind, • that the tool abutment (4) and the coupling element (29) are effectively connected to one another, preferably screwed, with a positive fit along the working axis (8),
• dass das Werkzeugwiderlager (4) an der zu dem Kupplungselement (29) hin weisenden Seite eine sich quer zu der Arbeitsachse (8) erstreckende widerlagerseitige Anschlagfläche (22) und einen gegenüber der widerla gerseitigen Anschlagfläche (22) quer zu der Arbeitsachse (8) zurücksprin genden und längs der Arbeitsachse (8) zu dem Kupplungselement (29) hin vorstehenden bolzenartigen Gewindevorsprung (21) aufweist, der mit einem Außengewinde (20) versehen ist und an einer in die Rückhubrich tung (10) weisenden Stirnfläche die widerlagerseitige Rückhub-Stützflä- che (13) ausbildet, • that the tool abutment (4) on the side facing the coupling element (29) has an abutment-side stop surface (22) extending transversely to the working axis (8) and a stop surface (22) opposite the abutment-side transverse to the working axis (8) has backsprin ing and along the working axis (8) to the coupling element (29) protruding bolt-like threaded projection (21) which is provided with an external thread (20) and on an end face in the Rückhubrich device (10) facing the abutment-side return stroke support surface - che (13) trains,
• dass das Kupplungselement (29) an der zu dem Werkzeugwiderlager (4) hin weisenden Seite eine sich längs der Arbeitsachse (8) erstreckende und mit einem Innengewinde versehene Bolzenaufnahme (32) für den Gewindevorsprung (21) des Werkzeugwiderlagers (4) sowie eine gegen über der Bolzenaufnahme (32) quer zu der Arbeitsachse (8) vorsprin gende kupplungselementseitige Anschlagfläche (33) aufweist und• that the coupling element (29) on the side facing the tool abutment (4) has a side extending along the working axis (8) and provided with an internal thread bolt receptacle (32) for the threaded projection (21) of the tool abutment (4) and a coupling element-side abutment surface (33) projecting across from the bolt receptacle (32) transversely to the working axis (8) and
• dass das Werkzeugwiderlager (4) und das Kupplungselement (29) bei an der widerlagerseitigen Anschlagfläche (22) und an der kupplungselement seitigen Anschlagfläche (33) längs der Arbeitsachse (8) wirksamer gegen seitiger Beaufschlagung des Werkzeugwiderlagers (4) und des Kupp lungselements (29) miteinander verschraubt sind. • that the tool abutment (4) and the coupling element (29) on the abutment-side stop surface (22) and on the coupling-element-side stop surface (33) along the working axis (8) more effectively against side impact of the tool abutment (4) and the coupling element ( 29) are screwed together.
13. Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks (7) an einer Werk stückwand, mit einer Bearbeitungseinheit (1) und mit einem Bearbeitungs antrieb (34), mittels dessen das Werkstück (7) und die Bearbeitungseinheit (1) relativ zueinander längs einer Arbeitsachse (8) der Bearbeitungseinheit (1) mit einem von der Bearbeitungseinheit (1) in einer Vorhubrichtung (9) der Bearbeitungseinheit (1) zu dem Werkstück (7) hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbeitungseinheit (1) in einer Rückhubrichtung (10) der Bearbeitungseinheit (1) von dem Werkstück (7) weg ausgeführten Rückhub bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbei tungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. 13. Processing machine for processing a workpiece (7) on a workpiece wall, with a processing unit (1) and with a processing drive (34), by means of which the workpiece (7) and the processing unit (1) relative to one another along a working axis (8 ) the machining unit (1) with a forward stroke performed by the machining unit (1) in a forward stroke direction (9) of the machining unit (1) towards the workpiece (7) and with a forward stroke performed by the machining unit (1) in a return stroke direction (10) of the Machining unit (1) are movable away from the workpiece (7) executed return stroke, characterized in that the machining unit (1) is designed according to one of the preceding claims.
14. Verfahren zur Herstellung einer Bearbeitungseinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 14. A method for producing a machining unit (1) according to claim 3, characterized in that
• dass das Werkzeugwiderlager (4) der Bearbeitungseinheit (1) an einem geräteseitigen Widerlager (25) des Zugspanngeräts (23) in der Rückhub richtung (10) wirksam abgestützt wird, • that the tool abutment (4) of the machining unit (1) is effectively supported on a device-side abutment (25) of the tensioning device (23) in the return stroke direction (10),
• dass das Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) an der in der Rück hubrichtung (10) weisenden Seite an ein Zugorgan (27) des Zugspannge räts (23) angebunden wird, • that the tension element (14) of the tensioning device (5) is connected to a tension element (27) of the tensioning device (23) on the side facing in the return stroke direction (10),
• dass das an das Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23) angebundene Zugelement (14) bei in der Rückhubrichtung (10) an dem geräteseitigen Widerlager (25) des Zugspanngeräts (23) abgestütztem Werkzeugwider lager (4) und bei über das Bearbeitungswerkzeug (3) an der Widerlager- seitigen Vorhub-Stützfläche (11) in der Rückhubrichtung (10) abgestütz tem Zugelement (14) mittels des in einer Zugrichtung (28) beaufschlag ten Zugorgans (27) des Zugspanngeräts (23) auf Zug in der Rückhub richtung (10) beansprucht wird, • that the tension element (14) connected to the tension member (27) of the tensioning device (23) when the tool abutment (4) is supported in the return stroke direction (10) on the device-side abutment (25) of the tensioning device (23) and when it is over the machining tool ( 3) at the abutment lateral forward stroke support surface (11) in the return stroke direction (10) braced tension element (14) by means of the tension member (27) of the tensioning device (23) acted upon in a tension direction (28) is subjected to tension in the return stroke direction (10),
· dass bei mittels des Zugorgans (27) des Zugspanngeräts (23) auf Zug in der Rückhubrichtung (10) beanspruchtem Zugelement (14) das Stellele ment (15) durch Drehbetätigung in eine Sollposition an dem Zugelement That when the tension element (14) is subjected to tension in the return stroke direction (10) by means of the tension element (27) of the tensioning device (23), the actuating element (15) is moved into a target position on the tension element by rotating it
(14) längs der Arbeitsachse (8) zugestellt wird und (14) is delivered along the working axis (8) and
• dass bei in die Sollposition zugestelltem Stellelement (15) die Zugbean- spruchung des Zugelements (14) durch das Zugorgan (27) des Zugspan ngeräts (23) aufgehoben und dadurch die widerlagerseitige Rückhub- Stützfläche (13) des Werkzeugwiderlagers (4) durch das Stellelement • that when the adjusting element (15) is advanced into the target position, the tensile stress on the tension element (14) is lifted by the tension element (27) of the tensioning device (23) and the return stroke support surface (13) of the tool abutment (4) on the abutment side is removed Control element
(15) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) in Richtung auf das Bearbeitungswerkzeug (3) beaufschlagt und das Bearbeitungswerk- zeug (3) mittels des Stellelements (15) und des auf Zug vorgespannten(15) of the clamping device (5) along the working axis (8) in the direction of the machining tool (3) and the machining tool (3) by means of the adjusting element (15) and the tension preloaded
Zugelements (14) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche (11) und gegen die wi derlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) gespannt wird. Tension element (14) of the clamping device (5) is tensioned along the working axis (8) against the abutment-side forward stroke support surface (11) and against the wi derlagers-side return stroke support surface (13).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23), mittels dessen das Zugelement (14) der15. The method according to claim 14, characterized in that the pulling element (27) of the tensioning device (23), by means of which the pulling element (14) of the
Spannvorrichtung (5) auf Zug in der Rückhubrichtung (10) beansprucht wird, hydraulisch in der Zugrichtung (28) beaufschlagt wird. Clamping device (5) is stressed on train in the return stroke direction (10), is acted upon hydraulically in the pulling direction (28).
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