WO2021047942A1

WO2021047942A1 - Verstellvorrichtung und zerspanungssystem

Info

Publication number: WO2021047942A1
Application number: PCT/EP2020/074269
Authority: WO
Inventors: Gregor Maier; Wolfgang Rittler; Roland Hoerl
Original assignee: Blum-Novotest Gmbh; Komet Deutschland Gmbh
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2021-03-18
Also published as: JP2022551051A; US20220314339A1; EP4028188A1; DE102019006414A1; DE102019006414B4; CN114728345A

Abstract

Um eine Verstellvorrichtung (1), welche um eine Längsachse (2) drehantreibbar ist, zur Verstellung eines Zerspanungswerkzeugs, umfassend ein zur Ausführung einer Verstellbewegung (6) gelagertes Zerspanungswerkzeugträgerelement (3), eine Antriebseinheit (13, 13b) zum Antreiben des Zerspanungswerkzeugträgerelements (3) und ein Schaltungsträgerelement (200), welches einen der Antriebseinheit (13, 13b) zugewandten Oberflächenbereich aufweist, zur Ausbildung mindestens einer zur Steuerung der Antriebseinheit (13, 13b) vorgesehenen elektronischen Steuerschaltung (500, 510, 520, 530), bereitzustellen, welche eine verbesserte Kompaktbauweise ermöglicht, so dass Instabilitäten des Hauptantriebselements, insbesondere einer Werkzeugspindel, besser vermieden und der Bearbeitungsbauraum besser ausgenutzt werden, wird vorgeschlagen, dass zwei Oberflächenpunkte (600, 610) des Oberflächenbereichs (220) durch eine Verbindungsgerade (620), deren Endpunkte die Oberflächenpunkte (600, 610) sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements (200) verbindbar sind.

Description

VERSTELLVORRICHTUNG UND ZERSPANUNGSSYSTEM

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung, welche um eine Längsachse drehantreibbar ist, zur Verstellung eines Zerspanungswerkzeugs, umfassend ein zur Ausführung einer Verstellbewegung gelagertes Zerspanungswerkzeugträgerelement, eine Antriebseinheit zum Antreiben des Zerspanungswerkzeugträgerelements und ein Schaltungsträgerelement, welches einen der Antriebseinheit zugewandten Oberflächenbereich aufweist, zur Ausbildung mindestens einer zur Steuerung der Antriebseinheit vorgesehenen elektronischen Steuerschaltung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Zerspanungssystem, umfassend ein Zerspanungswerkzeug, eine mit dem Zerspanungswerkzeug wirkmäßig verbundene Verstellvorrichtung zur Verstellung des Zerspanungswerkzeugs und ein mit der Verstellvorrichtung wirkmäßig verbundenes drehantreibbares Hauptantriebselement zur Bereitstellung einer Bearbeitungsbewegung des Zerspanungswerkzeugs.

Gemäß dem in Fig. 1 der DE 4431 845 A1 gezeigten Stand der Technik umfasst ein Zerspanungssystem der eingangs genannten Art ein senkbares, verschiebbares und um die Längsachse 12 drehbares Hauptantriebselement 14, an dessen Werkzeugaufnahme 16 eine Verstellvorrichtung 18 der eingangs genannten Art eingespannt ist. Die Verstellvorrichtung 18 weist ein motorisch in Richtung des Doppelpfeils 22 verschiebbares Zerspanungswerkzeugträgerelement 24 mit einer Werkzeugaufnahme 26 für ein mit einer Schneidplatte 28 bestücktes Zerspanungswerkzeug 30 auf. Wenn das Hauptantriebselement 14 und damit die Verstellvorrichtung 18 um die Längsachse 12 gedreht werden, wird die Schneidplatte 28 gemäß einer motorisch eingestellten radialen Verstellung relativ zur Längsachse 12 entlang einer kreisförmigen Bahn um die Längsachse 12 bewegt und auf diese Weise in Eingriff mit einem zu bearbeitenden Werkstück, zum Beispiel um darin eine Bohrung zu erzeugen oder eine Bohrung aufzuweiten, gebracht werden zu können. Der Durchmesser der kreisförmigen Bahn wird üblicherweise als Flugkreisdurchmesser bezeichnet. Indem das Zerspanungswerkzeugträgerelement 24 zur Ausführung der Verstellbewegung gelagert ist, kann der Flugkreisdurchmesser motorisch in Richtung des Doppelpfeils 22 verändert werden. Danach können gegenüber der Längsachse 12 radial unterschiedlich beabstandete innen- und/oder außenliegende Bereiche des Werkstücks bearbeitet und damit beispielsweise unterschiedliche Bohrungsdurchmesser realisiert werden. Insbesondere kann mittels der Verstellvorrichtung 18 ein Schneidkeilverschleiß zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Bearbeitungsdurchmessers kompensiert werden, indem der Flugkreisdurchmesser mittels der motorischen Verstellung des Zerspanungswerkzeugträgerelements 24 dementsprechend angepasst wird.

Die Verstellvorrichtung 18 bzw. das Zerspanungssystem benötigen insbesondere entlang der Längsachse 12, also axial, relativ viel Bauraum. Dies ist nachteilhaft, weil dadurch die Stabilität des Hauptantriebselements 14, also insbesondere einer Werkzeugspindel, und zugleich, insbesondere im Falle eines ortsfest eingespannten zu bearbeitenden Werkstücks, der Bearbeitungsraum verringert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Verstellvorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Zerspanungssystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche jeweils eine verbesserte Kompaktbauweise ermöglichen, so dass Instabilitäten des Hauptantriebselements, insbesondere einer Werkzeugspindel, besser vermieden und der Bearbeitungsbauraum besser ausgenutzt werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Verstellvorrichtung durch eine Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den davon abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Verstellvorrichtung, welche um eine Längsachse drehantreibbar ist, zur Verstellung eines Zerspanungswerkzeugs, umfasst ein zur Ausführung einer Verstellbewegung gelagertes Zerspanungswerkzeugträgerelement, eine Antriebseinheit zum Antreiben des Zerspanungswerkzeugträgerelements und ein Schaltungsträgerelement, welches einen der Antriebseinheit zugewandten Oberflächenbereich aufweist, zur Ausbildung mindestens einer zur Steuerung der Antriebseinheit vorgesehenen elektronischen Steuerschaltung, wobei zwei Oberflächenpunkte des Oberflächenbereichs durch eine Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verbindbar sind. Dadurch, dass die zwei Oberflächenpunkte des Oberflächenbereichs durch die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verbindbar sind, kann das Schaltungsträgerelement, welches vorzugsweise als, insbesondere mehrschichtige, Leiterplatine ausgestaltet sein kann, die Antriebseinheit, zum Beispiel im Bereich eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder eines Wellenelements, insbesondere eines Getriebewellenelements und/oder eines Motorwellenelements, der Antriebseinheit und/oder eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Antriebseinheit, in eine Umfangsrichtung der Antriebseinheit umgeben. Dementsprechend wird insbesondere eine axiale Abmessung des Schaltungsträgerelements und damit der Verstellvorrichtung, insbesondere wenn das Schaltungsträgerelement in einem Gehäuse und/oder einem Grundkörper der Verstellvorrichtung angeordnet ist, verringert. Dadurch wird insbesondere das auf ein Hauptantriebselement, insbesondere eine Werkzeugspindel, welche mit der Verstellvorrichtung verbunden sein kann, mittels der Verstellvorrichtung wirkende Beigemoment reduziert. Folglich kann die Werkzeugspindel mit höheren Drehzahlen betrieben werden, was in einer kürzeren Bearbeitungszeit und damit einer kostengünstigeren spanabhebenden Bearbeitung resultiert, sprich, die Abtragsleistung wird gesteigert. Indem die zwei Oberflächenpunkte des Oberflächenbereichs durch die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verbindbar sind, wird durch die entsprechend verkürzte axiale Bauweise des Schaltungsträgerelements, insbesondere wenn das Schaltungsträgerelement in einem Gehäuse und/oder einem Grundkörper der Verstellvorrichtung angeordnet ist, der maximal verfügbare Abstand zwischen einem zu bearbeitenden, ortsfest eingespannten Werkstück und der Verstellvorrichtung in vorteilhafterWeise vergrößert, so dass die in dem eingespannten Zustand des Werkstücks bemessene axiale Abmessung des Werkstücks größer gewählt werden kann. Folglich können aufgrund des damit einhergehenden größeren Bearbeitungsraums, insbesondere im Falle einer Anordnung der Verstellvorrichtung in einem Bearbeitungszentrum, in vorteilhafter weise verschieden große Werkstücke und auch schlecht zugängliche Werkstückkonturen solcher Werkstücke in verbesserterWeise bearbeitet werden.

Dadurch, dass die zwei Oberflächenpunkte des Oberflächenbereichs durch die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verbindbar sind, kann das Schaltungsträgerelement außerdem derart um die Längsachse, insbesondere mittels einer Ausnehmung, gekrümmt ausgeformt sein, dass eine durch eine Drehung um die Längsachse der Verstellvorrichtung hervorrufbare Unwucht reduziert wird, weil eine Masse des Schaltungsträgerelements aufgrund der Form des Oberflächenbereichs, also dass die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verlaufend ist, gleichförmig oder zumindest gleichförmiger um die Längsachse herum anordenbar ist. Ein besonderer Vorteil ist also dadurch gegeben, dass eine Massenverteilung des Schaltungsträgerelements bezüglich einer Umfangsrichtung der Antriebseinheit um die Längsachse homogener verteilt wird. Demnach kann das Schaltungsträgerelement vorzugsweise als Hohlzylinder oder vorzugsweise als Platte, insbesondere Leiterplatine, welche eine Ausnehmung aufweist, ausgeformt sein, wobei die Längsachse abschnittsweise innerhalb des Hohlzylinders bzw. der Ausnehmung, insbesondere einer Bohrung, verläuft. Im Falle des Hohlzylinders verbindet die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, zum Beispiel zwei diametrale Oberflächenpunkte auf der Innenseite des Hohlzylinders miteinander. Im Falle der Platte, also insbesondere der Leiterplatine, verbindet die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, zum Beispiel zwei Oberflächenpunkte, welche Oberflächenpunkte der die Ausnehmung radial begrenzenden Oberfläche, also insbesondere einer Bohrungsinnenwand des Schaltungsträgerelements sind, miteinander. In diesen beiden Fällen werden in besonders einfacher Weise das Bauraumvolumen der Verstellvorrichtung und zugleich eine Unwucht, welche durch das Schaltungsträgerelement bei einer Drehung dieser um die Längsachse hervorgerufen werden kann, reduziert. Dadurch, dass die zwei Oberflächenpunkte des Oberflächenbereichs durch die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verbindbar sind, wird die axiale und radiale Zugänglichkeit der Verstellvorrichtung verbessert. Folglich kann die Verstellvorrichtung konstruktiv besonders einfach und damit kostengünstig montierbar bzw. demontierbar, zum Beispiel im Falle einer Justage der Verstellvorrichtung bzw. eines Austausches zum Beispiel der Antriebseinheit oder Bauteile dieser, bereitgestellt werden.

Dadurch, dass die zwei Oberflächenpunkte des Oberflächenbereichs durch die Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verbindbar sind, können die Abmessungen und damit Material der Verstellvorrichtung reduziert werden, und zwar insbesondere dann, wenn das Schaltungsträgerelement in einem Gehäuse und/oder einem Grundkörper der Verstellvorrichtung angeordnet ist, weil das Gehäuse bzw. der Grundkörper ohne Funktionsbeeinträchtigung kürzer und damit leichter gebaut werden können. Aufgrund der verkürzten axialen Bauweise des Schaltungsträgerelements kann daher zugleich die Masse der Verstellvorrichtung reduziert werden, was sich positiv auf die Stabilität eines Hauptantriebselements, insbesondere einer Werkzeugspindel, auswirkt.

An dieser Stelle wird ausdrücklich festgehalten, dass das Schaltungsträgerelement vorzugsweise monolithisch, zum Bespiel eine, insbesondere mehrschichtige, Grundplatte, insbesondere in Form einer Leiterplatine, umfassend, oder vorzugsweise modular, zum Beispiel mehrere miteinander lösbar verbundene, insbesondere mehrschichtige, Grundplatten, insbesondere Leiterplatinen, umfassend, ausgestaltet sein kann. Ersteres ist vorzugsweise für die Biegefestigkeit vorteilhaft, letzteres vorzugsweise für die konstruktive Gestaltungsfreiheit.

Indem das Schaltungsträgerelement zur Ausbildung der elektronischen Steuerschaltung ausgeformt ist, ist das Schaltungsträgerelement insbesondere dazu geeignet, dass elektrische Leiterbahnen auf und/oder in dem, zum Beispiel zwischen zwei Schaltungsträgerelementschichten des Schaltungsträgerelements, Schaltungsträgerelement vorgesehen werden können und/oder dass das Schaltungsträgerelement mit mindestens einem elektronischen Bauteil wie einem Mikrochip, einem elektrischen Widerstandselement, einem elektrischen Kondensator oder einer Induktionsspule schaltungsgemäß bestückbar und/oder bestückt ist.

Mit der Steuerschaltung ist insbesondere eine Steuerschaltung gemeint, welche dazu geeignet ist, auf Basis eines oder mehrerer Eingangssignale die Antriebseinheit in vorgegebenerWeise zu aktivieren, also um zum Beispiel einen Motor, insbesondere einen Elektromotor der Antriebseinheit, in einen energiedurchflossenen Zustand zu versetzen.

Vorzugsweise weist das Schaltungsträgerelement bereits die Steuerschaltung auf. Noch bevorzugter weist das Schaltungsträgerelement Mittel zum Empfangen, zum Beispiel umfassend mindestens ein elektrisches Steckerelement, des mindestens einen Eingangssignals auf. Noch bevorzugter weist das Schaltungsträgerelement Mittel, zum Beispiel umfassend mindestens einen Mikrochip, zur datengemäßen Verarbeitung des mindestens einen Eingangssignals auf. Noch bevorzugter weist das Schaltungsträgerelement Mittel zum Senden des mindestens einen Eingangssignals, sei es in datengemäß verarbeiteter Form und/oder in datengemäß unverarbeiteter Form, an die Antriebseinheit auf.

Mit dem der Antriebseinheit zugewandten Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements ist vorzugsweise gemeint, dass ein Oberflächenbereich der Antriebseinheit mit dem Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements durch eine Orientierungsgerade, deren Endpunkte auf der Antriebseinheit und dem Schaltungsträgerelement liegen, verbindbar ist, wobei die Orientierungsgerade außerhalb des Schaltungsträgerelements zwischen diesen beiden verschiedenen Oberflächenbereichen verläuft. Die Orientierungsgerade kann dabei in einer Orientierungsebene liegen, deren Normalenvektor einen Orientierungswinkel mit der Längsachse einschließt, wobei der Orientierungswinkel größer oder gleich 0°, 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75°, 80°, 85° und kleiner 90° ist. Der Orientierungswinkel beträgt vorzugsweise 0°, wonach die Orientierungsebene senkrecht zu der Längsachse orientiert ist, so dass eine durch das Schaltungsträgerelement hervorrufbare Unwucht besonders optimal reduziert werden kann, und zwar in radialer und axialer Richtung jeweils bezüglich der Längsachse.

Mit außerhalb des Schaltungsträgerelements verlaufend ist insbesondere gemeint, dass die Verbindungsgerade zwischen den zwei Oberflächenpunkten außerhalb eines stofflich festen Bereichs des Schaltungsträgerelements verläuft bzw. verlaufend ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn diese Verbindungsgerade innerhalb einer Ausnehmung, vorzugsweise einer Bohrung, des Schaltungsträgerelements verläuft bzw. verlaufend ist.

An dieser Stelle wird ausdrücklich festgehalten, dass im Sinne der vorliegenden Offenbarung der Begriff „Längsachse“ im geometrischen Sinne zu verstehen ist, sofern nichts anderes offenbart ist. Besonders bevorzugt ist die Längsachse mit einer Drehachse eines Hauptantriebselements, insbesondere einer Werkzeugspindel, fluchtend oder fluchtend anordenbar.

Dier Verstellvorrichtung ist insbesondere entlang der Längsachse erstreckend ausgeformt. Vorzugsweise ist die Längsachse innerhalb der Verstellvorrichtung angeordnet.

Der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements kann vorzugsweise aus einem oder mehreren gekrümmten einzelnen Oberflächenbereichen des Schaltungsträgerelements zusammengesetzt sein. Alternativ oder ergänzend kann der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements aus mehreren ebenen Oberflächenbereichen, welche zueinander angewinkelt angeordnet sind, zum Beispiel gemäß einem Innenflächenwinkel von jeweils 90°, 95°, 100°, 105°, 110°, 115°, 120°, 125°, 130°, 135°, 140°, 145°, 150°, 155°, 160°, 165°, 170° oder 175°, zusammengesetzt sein. Die ebenen Oberflächenabschnitte können vorzugsweise paarweise jeweils einen rechten, also 90°, Innenflächenwinkel bildend angeordnet sein. Denkbar und auch möglich ist es, dass der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements aus den erwähnten gekrümmten und ebenen Oberflächenbereichen zusammengesetzt ist. Der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements ist vorzugsweise der Oberflächenbereich, welcher erst durch eine Ausnehmung des Schaltungsträgerelements gebildet wird.

Dabei handelt es sich um eine bauraumvolumensparende sowie kostengünstige Maßnahme.

In Blickrichtung von der Antriebseinheit auf das Schaltungsträgerelement ist der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements vorzugsweise als konkaver Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements ersichtlich. Diese Maßnahme reduziert eine durch das Schaltungsträgerelement hervorrufbare Unwucht noch weiter und reduziert zugleich das Bauraumvolumen der Verstellvorrichtung. Besonders bevorzugt ist der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich in Blickrichtung auf diesen in hemisphärischer Form konkav.

Die Antriebseinheit ist im Sinne der vorliegenden Offenbarung dazu eingerichtet, das Zerspanungswerkzeugträgerelement anzutreiben, so dass dieses die Verstellbewegung ausführen kann. Dazu umfasst die Antriebseinheit zum Beispiel einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, mit einer Motorwelle. Noch bevorzugter ist die Motorwelle mit einem Getriebe, welches besonders bevorzugt eine Getriebeabtriebswelle umfasst, wirkmäßig, insbesondere mittels einer Zahnradverbindung, verbunden, wobei eine Drehzahl n1 der Getriebeabtriebswelle in einem angetriebenen Zustand des Getriebes kleiner ist als eine Drehzahl n2 der Motorwelle, wonach das Getriebe als Untersetzungsgetriebe ausgestaltet ist. Dadurch kann eine besonders präzise Verstellung des Zerspanungswerkzeugträgers bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist die Drehzahl n2 der Motorwelle um mindestens einen Faktor 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000 oder mehr größer als die Drehzahl n1 der Getriebeabtriebswelle. Durch diese Maßnahme können in besonders vorteilhafterWeise hochdrehend ausgestaltete kompakte Elektromotoren, wie sie zum Beispiel im Bereich des Spielzeugbaus verwendet werden, verwendet werden. Die Verstellbewegung ist vorzugsweise linear, weil dies zum Beispiel für das Aufbohren einer Bohrung besonders zweckmäßig ist. Noch bevorzugter ist die Verstellbewegung danach translatorisch linear.

Die Verstellbewegung ist vorzugsweise radial orientiert bzw. orientierbar, also insbesondere quer zur Längsachse. Vorzugsweise kann der Verstellbewegung eine dementsprechend radiale, insbesondere maximal erreichbare, Strecke zugeordnet werden, die kleiner oder gleich 100 mm, 95 mm, 90 mm, 85 mm,

80 mm, 75 mm, 70 mm, 65 mm, 60 mm, 55 mm, 50 mm, 45 mm, 40 mm,

35 mm, 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6 mm,

5 mm, 4 mm, 3 mm, 2 mm, 1 mm, 0,9 mm, 0,8 mm, 0,7 mm, 0,6 mm, 0,5 mm, 0,4 mm, 0,3 mm, 0,25 mm, 0,2 mm, 0,15 mm, 0,1 mm, 500 pm, 400 pm,

300 pm, 100 pm, 50 pm, 25 pm, 10 pm, 5 pm, 1 pm, 0,5 pm oder 0,25 pm. Hierbei handelt es sich um besonders zweckmäßige Bereiche der Verstellbewegung für die Bearbeitung von metallischen Werkstücken.

Vorzugsweise ist die Antriebseinheit dazu eingerichtet, dass die Verstellbewegung inkrementeil mit einer linearen Schrittweite gleich 10 pm,

9 pm, 8 pm, 7 pm, 6 pm, 5 pm, 4 pm, 3 pm, 2 pm, 1 pm oder 0,5 pm ausführbar ist. Dies kann auch durch entsprechende inkrementeile Drehwinkel einer Getriebewelle ausgedrückt werden.

Vorzugsweise ist die Antriebseinheit selbstarretierend ausgestaltet, so dass in einem antriebslosen Zustand der Antriebseinheit eine Verstellposition des Werkzeugträgerelements, vorzugsweise in radialer Richtung, konstant ist, also insbesondere, dass ein radialer Abstand des Werkzeugträgerelements relativ zur Längsachse konstant gehalten wird. Dadurch wird in vorteilhafterweise eine präzise spanabhebende Bearbeitung mittels der Verstellvorrichtung bereitgestellt, wenn das Zerspanungswerkzeug mit dem Zerspanungswerkzeugträgerelement verbunden ist.

Vorzugsweise ist das Zerspanungswerkzeugträgerelement zur reversibel lösbaren Befestigung des Zerspanungswerkzeugs ausgestaltet. Vorzugsweise ist danach mindestens ein mechanisches Befestigungselement, insbesondere ein Schraubenelement, vorgesehen, welches mit mindestens einem Gewindeelement des Zerspanungswerkzeugträgerelements reversibel lösbar verbindbar ist. Durch diese Maßnahme wird ein besonders einfacher Austausch des Zerspanungswerkzeugs bereitgestellt.

Das Schaltungsträgerelement weist vorzugsweise mindestens eine elektrische Isolatorschicht oder noch bevorzugter mindestens zwei Isolatorschichten auf, zum Beispiel umfassend einen Kunststoff, insbesondere einen ausgehärteten Kunststoff. Im Falle von mindestens zwei Isolatorschichten sind vorzugsweise zwischen mindestens zwei benachbarten Isolatorschichten eine oder mehrere elektrische Leiterbahnen, vorzugsweise umfassend Kupfer oder eine Legierung daraus oder Gold oder eine Legierung oder Silber oder eine Legierung daraus, angeordnet und/oder anordenbar. In gleicherweise kann das Material der Leiterbahn bzw. Leiterbahnen für den Fall von einer Isolatorschicht ausgewählt werden, wobei die Leiterbahn bzw. Leiterbahnen auf einer Oberfläche dieser angeordnet und/oder anordenbar sind.

Noch bevorzugter weist das Schaltungsträgerelement Bestückungsausnehmungen, vorzugsweise Bohrungen, auf, in welche elektrische Kontaktelemente eines oder mehrerer Bauelemente zur Bildung der elektronischen Steuerschaltung, vorzugsweise zumindest abschnittsweise formschlüssig, anordenbar sind, um diese auf diese Weise mittels einer oder mehrerer Lötverbindungen mit dem Schaltungsträgerelement und dessen elektrischer Leiterbahn bzw. elektrischen Leiterbahnen zu verbinden.

Vorzugsweise weist das Schaltungsträgerelement bereits die elektronische Steuerschaltung auf, zum Beispiel indem das Schaltungsträgerelement mit einem Mikrochip bestückt ist. Hierbei handelt es sich jeweils um eine besonders zweckmäßige Maßnahme, wonach die Steuerung der Antriebseinheit besonders kostengünstig bereitgestellt wird. Zur Bildung der elektronischen Steuerschaltung kommt ferner, alternativ oder ergänzend, mindestens ein elektrisches Widerstandselement, mindestens ein elektrischer Kondensator oder mindestens eine elektrische Spule, insbesondere mindestens eine Induktionsspule, in Betracht.

Vorzugsweise umfasst die Verstellvorrichtung eine Steuerungsbaugruppe, welche das Schaltungsträgerelement umfasst, besonders bevorzugt umfasst die Steuerungsbaugruppe das Schaltungsträgerelement mit der ausgebildeten elektronischen Steuerschaltung. Vorzugsweise ist die Steuerungsbaugruppe, zum Beispiel indem das Schaltungsträgerelement Empfangs- und Signalverarbeitungsmittel umfasst, dazu eingerichtet, die Antriebseinheit in vorgegebener Weise zu aktivieren.

Das Zerspanungswerkzeugträgerelement kann vorzugsweise plattenförmig ausgestaltet sein, wobei eine Trägerplatte des Zerspanungswerkzeugträgerelements eine mit Rillen versehene Kontaktierungsoberfläche aufweist, welche in eine dieser korrespondierend ausgeformte Kontaktierungsoberfläche eines, insbesondere u-förmigen, Schneidkeilhalters des Zerspanungswerkzeugs eingreift und/oder in Eingriff bringbar ist. Der Schneidkeilhalter, welcher von der Verstellvorrichtung umfasst sein kann und vorzugsweise u-förmig ausgeformt ist, und der entsprechende Schneidkeil, welcher von der Verstellvorrichtung umfasst sein kann und mindestens eine Schneidkante sowie eine dieser zugeordnete Freifläche und eine dieser zugeordnete Spanfläche aufweist, bilden dabei optional das Zerspanungswerkzeug, welches je nach Ausformung des Schneidkeilhalters und der Geometrie des Schneidkeils ein Fräser, ein Bohrer, eine Reibahle oder ein anderes Zerspanungswerkzeug sein kann. Denkbar und auch möglich sind dabei jeweils auch mehrere Schneidkeile in und/oder an dem Zerspanungswerkzeug.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist die Verbindungsgerade die Antriebseinheit durchstoßend. Dadurch kann die Antriebseinheit von dem Schaltungsträgerelement besonders eng, zumindest abschnittsweise, in tangentialer umschlossen werden. Dies reduziert das Bauraumvolumen der Verstellvorrichtung insbesondere in axialer Richtung und eine durch das Schaltungsträgerelement hervorrufbare Unwucht noch weiter. Mit durchstoßend ist vorzugsweise gemeint, dass die Verbindungsgerade an einer Stelle der Antriebseinheit im geometrischen Sinne eintritt und an einer anderen Stelle der Antriebseinheit im geometrischen Sinne austritt. Vorzugsweise sind diese beiden Stellen diametral zueinander angeordnet. Vorzugsweise ist die Verbindungsgerade die Antriebseinheit zum Beispiel im Bereich eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder eines Wellenelements, insbesondere eines Getriebewellenelements und/oder eines Motorwellenelements, der Antriebseinheit und/oder eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Antriebseinheit durchstoßend.

Denkbar und auch möglich ist es, dass die Verbindungsgerade die Antriebseinheit tangiert, zum Beispiel im Bereich eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder eines Wellenelements, insbesondere eines Getriebewellenelements und/oder eines Motorwellenelements, der Antriebseinheit und/oder eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Antriebseinheit. Dies ist ein Grenzfall dessen, dass die Verbindungsgerade die Antriebseinheit durchstoßend ist. Auch auf diese Weise lässt sich Bauraumvolumen einsparen. Denkbar und auch möglich ist es aber auch, dass dieser Grenzfall entfällt.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist die Antriebseinheit zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung des Schaltungsträgerelements durchgeführt angeordnet. Danach weist das Schaltungsträgerelement eine Ausnehmung auf, welche zum Beispiel durch Bohren und/oder Fräsen erhältlich ist, wobei der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements ein Oberflächenbereich einer die Ausnehmung radial begrenzenden Oberfläche, also insbesondere eine Bohrungsinnenwand, des Schaltungsträgerelements ist. Dadurch kann die Antriebseinheit von dem Schaltungsträgerelement noch enger, zumindest abschnittsweise, in tangentialer Richtung umschlossen werden. Dies reduziert das Bauraumvolumen und eine durch das Schaltungsträgerelement hervorrufbare Unwucht dementsprechend noch weiter. Der Ausnehmung sind vorzugsweise zwei miteinander kommunizierend verbundene Öffnungen des Schaltungsträgerelements zuordenbar, durch welche die Längsachse abschnittsweise verläuft. Die Öffnungen sind vorzugsweise kreisförmig oder polygonal ausgeformt.

An dieser Stelle wird ausdrücklich festgehalten, dass die Ausnehmung des Schaltungsträgerelements ringförmig geschlossen, wie dies zum Beispiel durch Bohren und/oder Fräsen in eine Vorschubrichtung parallel zur Längsachse erhältlich ist, oder in radialer Richtung offen, wie dies zum Beispiel durch Bohren und/oder Fräsen in eine Vorschubrichtung parallel und quer zur Längsachse erhältlich ist, ausgeformt sein kann. Eine ringförmig geschlossene Ausnehmung reduziert eine durch das Schaltungsträgerelement hervorrufbare Unwucht besonders vorteilhaft. Eine radial offene Ausnehmung ermöglicht eine besonders vorteilhafte radiale Montage des Schaltungsträgerelements, indem dieses seitlich über die Antriebseinheit geschoben werden kann.

Besonders bevorzugt ist die Ausnehmung im Sinne der vorliegenden Offenbarung kreisförmig mit einem Zentrum, dessen Koordinaten den, vorzugsweise zweidimensionalen, Schwerpunktkoordinaten des Schaltungsträgerelements, insbesondere in einem schaltungsfreien Zustand, entsprechen. Dadurch wird eine durch das Schaltungsträgerelement hervorrufbare Unwucht besonders optimal reduziert.

Vorzugsweise ist ein an die Ausnehmung angrenzender ebener Flächenabschnitt des Schaltungsträgerelements ein parallel zur Längsachse orientierter Normalenvektor zuordenbar. Danach ist das Schaltungsträgerelement zumindest im Bereich des Flächenabschnitts senkrecht zur Längsachse orientiert, was Bauraumvolumen spart.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist die Ausnehmung durch einen umlaufend geschlossenen Rand des Schaltungsträgerelements begrenzt. Dadurch wird vorzugsweise eine umlaufend geschlossene, vorzugsweise ringförmige, Ausnehmung bereitgestellt, so dass das Schaltungsträgerelement dementsprechend die Antriebseinheit zum Beispiel im Bereich eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder eines Wellenelements, insbesondere eines Getriebewellenelements und/oder eines Motorwellenelements, der Antriebseinheit und/oder eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Antriebseinheit, in eine Umfangsrichtung der Antriebseinheit umlaufend geschlossen umgebend ist. Ein umlaufend geschlossener Rand ist insbesondere durch Bohren und/oder Fräsen eines Schaltungsträgerrohkörperelements erhältlich. Dies reduziert das Bauraumvolumen und eine durch das Schaltungsträgerelement hervorrufbare Unwucht dementsprechend noch weiter, insbesondere weil dadurch eine rotationssymmetrische Anordnung des Schaltungsträgerelements um die Längsachse möglich ist. Der umlaufend geschlossene Rand ist danach vorzugsweise rotationssymmetrisch, wobei die Längsachse eine entsprechende Rotationssymmetrieachse ist. Der umlaufend geschlossene Rand kann vorzugsweise kreisförmig oder polygonal, also vorzugsweise quadratisch, rechteckig, tetragonal, pentagonal, hexagonal, heptagonal, oktogonal, nonagonal oder dekagonal, ausgeformt sein. Vorzugsweise sind im Falle einer polygonalen Ausnehmung die Ecken, d. h. die Übergange zwischen zwei benachbarten Oberflächenbereichen, anhand eines endlich bemessenen Krümmungsradius charakterisierbar, so dass diese Übergange stetig ausgeformt sind. Noch bevorzugter ist die polygonale Ausnehmung gleichseitig.

Vorzugsweise ist ein Schwerpunkt des Schaltungsträgerelements innerhalb der Ausnehmung angeordnet. Dadurch ist das Schaltungsträgerelement ausgewuchtet oder zumindest im Wesentlichen ausgewuchtet, was die Beweglichkeit der Verstellvorrichtung in vorteilhafter Weise steigert.

Vorzugsweise ist das Schaltungsträgerelement plattenförmig ausgeformt. Dabei handelt es sich um eine besonders zweckmäßige Maßnahme, weil dies das Bauraumvolumen noch weiter reduziert. Danach ist das Schaltungsträgerelement vorzugsweise als, noch bevorzugter entlang eines äußeren Umfangs dessen kreisförmige, insbesondere mehrschichtige, Leiterplatine ausgestaltet. Wenn das Schaltungsträgerelement plattenförmig ausgeformt ist, ist diesem eine Plattendicke zuordenbar, welche vorzugsweise konstant ist, so dass das Kollisionsrisiko bei der Montage des Schaltungsträgerelements reduziert und zugleich Bauraumvolumen eingespart werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist eine parallel zur Längsachse bemessene maximale Längsabmessung des Schaltungsträgerelements kleiner oder gleich einer parallel zu einer senkrecht zur Längsachse orientierten Querachse bemessenen maximalen Querabmessung des Schaltungsträgerelements. Dadurch wird das Bauraumvolumen, insbesondere in Richtung der Längsachse, noch weiter reduziert. Im Falle einer plattenförmigen Ausformung des Schaltungsträgerelements kann dies dadurch realisiert werden, dass das Schaltungsträgerelement dementsprechend gegenüber der Längsachse geneigt ist oder noch bevorzugter senkrecht zur Längsachse orientiert ist. Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist ein mit dem Zerspanungswerkzeugträgerelement und der Antriebseinheit kinematisch koppelbarer Bewegungsumwandler zur Umwandlung einer Bewegung eines Bewegungselements der Antriebseinheit in die Verstellbewegung vorgesehen. Dadurch kann in vorteilhafter weise eine durch die Antriebseinheit bereitgestellte Bewegung, zum Beispiel eine Drehbewegung, des Bewegungselements, bei welchem es sich zum Beispiel um eine Getriebeabtriebswelle eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder eine Motorwelle, zum Beispiel ein Ritzel, eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Antriebseinheit handeln kann, in die, insbesondere lineare sowie quer zur Längsachse orientierte, Verstellbewegung umgewandelt werden. Besonders bevorzugt ist der Bewegungsumwandler als ein Exzentergetriebe, mit welchem eine Drehbewegung einer Getriebeabtriebswelle eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder einer Motorwelle, zum Beispiel eines Ritzel, eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Antriebseinheit in die, insbesondere lineare sowie quer zur Längsachse orientierte, Verstellbewegung umgewandelt werden kann, ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist der Bewegungsumwandler dem Schaltungsträgerelement benachbart angeordnet, weil dies die Kompaktheit der Verstellvorrichtung noch weiter erhöht.

Vorzugsweise ist der Bewegungsumwandler mit der Antriebseinheit derart kinematisch gekoppelt, dass in einem antriebslosen Zustand des Bewegungsumwandlers eine Verstellposition des

Zerspanungswerkzeugträgerelements, vorzugsweise in radialer Richtung, also quer zur Längsachse, konstant gehalten werden kann. Dadurch wird in vorteilhafterweise eine präzise spanabhebende Bearbeitung mittels der Verstellvorrichtung bereitgestellt, wenn das Zerspanungswerkzeug mit dem Zerspanungswerkzeugträgerelement verbunden ist. Eine solchermaßen bereitgestellte Selbsthemmung kann insbesondere mittels eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit realisiert werden, wenn dieses als Untersetzungsgetriebe ausgestaltet ist. Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung weisen der Bewegungsumwandler ein Mitnehmerelement, welches in einem angetriebenen Zustand des Bewegungsumwandlers eine Drehachse orbitierend und mit einer zur Drehachse unterschiedlich verlaufend orientierten

Mitnehmerelementführung des Zerspanungswerkzeugträgerelements in Eingriff bringbar ist, und das Zerspanungswerkzeugträgerelement die Mitnehmerelementführung auf. Dadurch wird ein besonders bauraumvolumensparender Exzentrizitätsmechanismus, welcher zudem eine besonders robuste Realisierung der Verstellbewegung ermöglicht, bereitgestellt. Vorzugsweise ist die Drehachse mit der Längsachse fluchtend angeordnet, wonach in axialer Richtung noch mehr Bauraumvolumen eingespart wird. Das Mitnehmerelement ist vorzugsweise als axialer Vorsprung, zum Beispiel als Wellenzapfen, vorzugsweise zylindrischer Wellenzapfen, eines gegenüber einem Grundkörper und/oder Gehäuses der Verstellvorrichtung drehbar gelagerten Koppelelements, welches zum Beispiel scheibenförmig ausgeformt sein kann, ausgebildet, wobei das Koppelelement zum Beispiel wälzkörpergelagert oder gleitkörpergelagert ist, so dass dieses zum Beispiel um die Längsachse drehbar ist. Hierbei handelt es sich um eine besonders kostengünstige sowie mechanisch robuste Maßnahme. Das Mitnehmerelement kann auch als Exzenterzapfen bezeichnet werden. Vorzugsweise ist die Mitnehmerelementführung quer zur Längsachse verlaufend orientiert. Die Mitnehmerelementführung ist vorzugsweise als eine Ausnehmung, vorzugsweise Längsnut, in welche das Mitnehmerelement eingreift, des Zerspanungswerkzeugträgerelements ausgeformt. Hierbei handelt es sich um eine besonders kostengünstige sowie mechanisch robuste Maßnahme, insbesondere hinsichtlich des Zusammenwirkens mit dem Mitnehmerelement. Mit quer zur Längsachse verlaufend kann beispielsweise gemeint sein, dass eine orthogonale Projektion der Mitnehmerelementführung in eine senkrecht zur Längsachse orientierte Projektionsebene flächenmäßig größer ist als eine orthogonale Projektion der Mitnehmerelementführung in eine parallel zur Längsachse orientierte Projektionsebene. Vorzugsweise ist die Mitnehmerelementführung gegenüber der Längsachse radial verlaufend. Das Bewegungsumwandlerelement weist vorzugsweise eine Ausnehmung zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Aufnahme des Antriebselements auf. Vorzugsweise ist das Koppelelement mit einem Bewegungselement der Antriebseinheit drehtest verbunden, wobei es sich bei dem Bewegungselement um eine Getriebewelle, insbesondere eine Getriebeabtriebswelle, eines Getriebes, vorzugsweise eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder eine Motorwelle, insbesondere ein Ritzel, eines Motors, vorzugsweise eines Elektromotors, der Antriebseinheit handeln kann. Danach kann die Antriebseinheit das Koppelelement drehantreiben, so dass das Mitnehmerelement die Längsachse orbitiert, also in radialer Richtung in einem von Null verschiedenen Abstand der Längsachse beabstandet ist und die Längsachse auf einer vorzugsweise kreisförmigen Bahn umkreist.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung sind der Bewegungsumwandler in einem Lagergehäuse gelagert und die Antriebseinheit mit dem Lagergehäuse einseitig reversibel lösbar verbunden. Durch diese Maßnahme wird eine besonders einfache Montage bzw. Demontage der Verstellvorrichtung bereitgestellt. In dem Lagergehäuse kann insbesondere ein Koppelement, welches das Mitnehmerelement, insbesondere in Form eines axialen Vorsprung, zum Beispiel eines Wellenzapfens, vorzugsweise eins zylindrischen Wellenzapfens, aufweist, wälzkörpergelagert oder gleitkörpergelagert angeordnet sein. An dem Lagergehäuse kann insbesondere eine Halterungsplatte eines Getriebes, insbesondere eines Planetenrädergetriebes oder Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit und/oder Halterungsstreben, welche mit einem Motor, vorzugsweise einem Elektromotor, der Antriebseinheit verbunden sind, angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Lagergehäuse drehfest mit einem Gehäuse und/oder Grundkörper der Verstellvorrichtung verbunden.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist mindestens ein Gleitelement zum Gleiten in und/oder an der Mitnehmerelementführung vorgesehen und ist das Mitnehmerelement mit dem Gleitelement wirkmäßig verbunden. Dadurch wird eine für das Gleiten in der Mitnehmerelementführung optimierte Maßnahme bereitgestellt, was insbesondere den Wirkungsgrad und damit den Wirkungsgrad des Bewegungsumwandlers und damit der Verstellvorrichtung erhöht. Das Gleitelement ist vorzugsweise als Nutenstein, dessen Geometrie im Falle einer Ausformung der Mitnehmerelementführung als Längsnut an die Form einer solchen Nut angepasst ist, ausgeformt, was den Reibungswiderstand noch weiter reduziert. Vorzugsweise weist das Gleitelement eine Ausnehmung zur Aufnahme des Mitnehmerelements auf. Vorzugsweise ist das Gleitelement derart ausgeformt, dass ein freie maximale Gleitstrecke des Gleitelements in eine Gleitrichtung in der Mitnehmerelementführung, insbesondere einer Längsnut, kleiner ist als eine in radialer Richtung bemessene Länge des Gleitelements. Diese Maßnahme stellt eine besonders stabile Führung des Gleitelements in der Mitnehmerelementführung bereit.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist das Mitnehmerelement in und/oder an dem Gleitelement wälzkörpergelagert und/oder gleitkörpergelagert. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Bewegungsumwandlers und damit der Verstellvorrichtung noch weiter gesteigert, weil nach dieser Weiterbildung eine Reibung zwischen dem Gleitelement und dem Mitnehmerelement reduziert wird. Wenn das Gleitelement wälzkörpergelagert ist, ist das Gleitelement vorzugsweise mittels mindestens eines Nadellagers und/oder mindestens eines Kugellagers gelagert. Hierbei handelt es sich um eine besonders zweckmäßige Maßnahme zur Reduzierung der Reibung.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist das Schaltungsträgerelement mit einem um die Längsachse drehbaren Grundkörper der Verstellvorrichtung drehfest verbunden, wobei der Grundkörper einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden mit einer Werkzeugspindel aufweist. Dadurch wird die Kompaktheit der Verstellvorrichtung noch weiter erhöht, weil der Grundkörper einerseits der Befestigung des Schaltungsträgerelements und andererseits der Verbindung mit der Werkzeugspindel dient, so dass im Falle einer Drehung des Grundkörpers das Schaltungsträgerelement mit einer Drehzahl des Grundkörpers bzw. der Werkzeugspindel gedreht wird. Die drehfeste Verbindung kann direkt oder indirekt realisiert werden. Wenn sie direkt realisiert wird, ist das Schaltungsträgerelement direkt mit dem Grundkörper drehfest verbunden, zum Beispiel mittels einer Schraubenelementverbindung, wobei mindestens eine Schraube zur Befestigung des Schaltungsträgerelements in einem Gewinde des Grundkörpers angeordnet ist. Wenn sie indirekt realisiert wird, ist das Schaltungsträgerelement mit einem von dem Grundkörper verschiedenen Gehäuse, welches drehtest mit dem Grundkörper verbunden ist, drehtest verbunden, wobei mindestens eine Schraube zur Befestigung des Schaltungsträgerelements in einem Gewinde des Gehäuses angeordnet ist. Der Verbindungsabschnitt ist insbesondere zur Verbindung des Grundkörpers und damit der Verstellvorrichtung mit einer Verdrehsicherung und/oder Mitteln zur axialen Vorspannung des Grundkörpers ausgestaltet.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist die Antriebseinheit axial angeordnet. Dadurch wird in besonders vorteilhafterweise eine durch die Antriebseinheit hervorrufbare Unwucht bei einer Drehung der Verstellvorrichtung um die Längsachse reduziert. Außerdem wird im Falle eines oder mehrerer Schmiermittel, welche von der Antriebseinheit zur Reibungsreduzierung von relativ zur einander beweglichen Teilen umfasst sein kann, eine Zentrifugierung dieser vermieden, was die Standzeit der Antriebseinheit und damit der Verstellvorrichtung verbessert. Bei den relativ zur einander beweglichen Teilen kann es sich zum Beispiel um eine Motorwelle eines Elektromotors der Antriebseinheit und ein entsprechendes Lager und/oder um eine Getriebewelle eines Getriebes der Antriebseinheit und ein entsprechendes Lager und/oder um zwei oder mehr einander kämmende Zahnräder eines Getriebes, zum Beispiel eines Planetenrädergetriebes oder eines Stirnradgetriebes, der Antriebeinheit handeln. Danach ist es besonders bevorzugt, wenn die Längsachse mit einer Motorwelle eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, der Antriebseinheit, und/oder eine Getriebeabtriebswelle eines Getriebes, zum Beispiel eines Planetenrädergetriebes oder eines Stirnradgetriebes, der Antriebseinheit fluchtend ist bzw. sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung sind die Antriebseinheit und der Bewegungsumwandler zur Bildung einer getrennt von dem Schaltungsträgerelement axial demontierbaren bzw. axial montierbaren ersten Baugruppe miteinander verbunden. Dadurch wird die Demontage, zum Beispiel im Wartungsfalle, und die Montage, zum Beispiel im Montagefalle, der Verstellvorrichtung erhöht, weil jeweils der Zeitaufwand reduziert und zugleich eine Vorkonfektionierung der ersten Baugruppe ermöglicht werden. So kann die Antriebseinheit, insbesondere wenn diese ein Getriebe umfasst, an einem Lagergehäuse, in welchem der Bewegungsumwandler drehbar gelagert ist, reversibel lösbar mittels mindestens eines Schraubenelements befestigt werden, so dass die Antriebseinheit und der Bewegungswandler zur Bildung der axial demontierbaren bzw. axial montierbaren ersten Baugruppe mithilfe des Lagergehäuses miteinander verbunden sind. Indem die erste Baugruppe axial demontierbar bzw. axial montierbar ist, ist die erste Baugruppe insbesondere von einer Seite, zum Beispiel der Stirnseite der Verstellvorrichtung, zugänglich, was zur Demontage- bzw. Montagefreundlichkeit weiter beiträgt. Mit getrennt von dem Schaltungsträgerelement axial demontierbar bzw. axial montierbar ist insbesondere gemeint, dass das Schaltungsträgerelement in und/oder an einem Gehäuse odereinem Grundkörper der Verstellvorrichtung verbleibt, wenn die erste Baugruppe demontiert bzw. montiert wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung sind die Antriebseinheit, der Bewegungsumwandler, das Zerspanungswerkzeugträgerelement und das Schaltungsträgerelement zur Bildung einer axial demontierbaren bzw. axial montierbaren zweiten Baugruppe miteinander verbunden. Dadurch wird die Demontage, zum Beispiel im Wartungsfalle, und die Montage, zum Beispiel im Montagefalle, der Verstellvorrichtung noch weiter erhöht, weil jeweils der Zeitaufwand reduziert und zugleich eine Vorkonfektionierung der zweiten Baugruppe ermöglicht werden. So kann die Antriebseinheit, insbesondere wenn diese ein Getriebe umfasst, an einem Lagergehäuse, in welchem der Bewegungsumwandler drehbar gelagert ist, reversibel lösbar mittels mindestens eines Schraubenelements befestigt werden, so dass die Antriebseinheit und der Bewegungswandler zur Bildung der axial demontierbaren bzw. axial montierbaren ersten Baugruppe mithilfe des Lagergehäuses miteinander verbunden sind und das Lagergehäuse in und/oder an einem Gehäuse der Verstellvorrichtung reversibel lösbar, insbesondere mittels mindestens eines Schraubenelements, befestigt ist und das Gehäuse eine Gleitfläche zum Gleiten des Zerspanungswerkzeugträgerelements aufweist und das Zerspanungswerkzeugträgerelement in axialer Richtung durch einen mit dem Gehäuse reversibel lösbar, insbesondere mittels mindestens eines Schraubenelements, verbundenen Gehäusedeckel arretiert ist, so dass auf diese Weise zum Beispiel die zweite Baugruppe gebildet wird. Indem die zweite Baugruppe axial demontierbar bzw. axial montierbar ist, ist die zweite Baugruppe insbesondere von einer Seite, zum Beispiel der Stirnseite der Verstellvorrichtung, zugänglich, was zur Demontage- bzw. Montagefreundlichkeit weiter beiträgt.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist das Schaltungsträgerelement auf einer dem Zerspanungswerkzeugträgerelement abgewandten Seite zur Datenkommunikation mit der Antriebseinheit ausgestaltet. Dies verbessert die Montage- bzw. Demontagefreundlichkeit, weil zum Beispiel die Antriebseinheit, bei welcher es sich um ein Bauteil der ersten und/oder zweiten Baugruppe handeln kann, von dem Schaltungsträgerelement besonders einfach getrennt bzw. mit diesem verbunden werden kann. Dass das Schaltungsträgerelement auf einer dem Zerspanungswerkzeugträgerelement abgewandten Seite zur Datenkommunikation mit der Antriebseinheit ausgestaltet ist, bedeutet vorzugsweise, dass mindestens ein Steckkontakt zum Verbinden mit einem Leitungsmittel, insbesondere einem mehradrigen Stromleitungskabel, vorgesehen ist, wobei das Leitungsmittel vorzugsweise mit einer Leiterplatine eines Elektromotors der Antriebseinheit verbunden ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung weist das Schaltungsträgerelement eine dem Zerspanungswerkzeugträgerelement abgewandte und/oder zugewandte Funktionsoberfläche zur schaltungsgemäßen Bestückung auf. Im Falle der abgewandten Funktionsoberfläche kann das Schaltungsträgerelement besonders vorteilhaft nah an dem Zerspanungswerkzeugträgerelement positioniert werden, weil die Funktionsoberfläche in einem bestückten Zustand mindestens eine Erhebung aufweist, wenn das Schaltungsträgerelement zumindest mit einem Bauteil der elektronischen Steuerschaltung schaltungsgemäß bestückt ist oder wird. Im Falle der zugewandten Funktionsoberfläche wird das Risiko einer montagebedingten Beschädigung der Funktionsoberfläche minimiert, weil diese bei der Montage dem entsprechenden Monteur zugewandt ist, so dass dieser die Montage dementsprechend überwachen kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist ein Datenleitungsmittel zur Datenkommunikation mit der Antriebseinheit vorgesehen und ist der der Antriebseinheit zugewandte Oberflächenbereich zumindest abschnittsweise dem Datenleitungsmittel zugewandt. Dadurch wird ein besonders einfacher Aufbau der Verstellvorrichtung bereitgestellt. Vorzugsweise ist das Datenleitungsmittel als mehradriges Stromkabel, insbesondere eines in Flachbauweise, welches durch eine Ausnehmung des Schaltungsträgerelements durchgeführt ist, ausgestaltet. Ein Ende des Datenleitungsmittels ist vorzugsweise im Sinne eines Steckkontakts mit dem Schaltungsträgerelement und ein anderes Ende des Datenleitungsmittels ist vorzugsweise im Sinne eines anderen Steckkontakts mit einem zweiten Schaltungsträgerelement, welches vorzugsweise eine Leistungselektronik bzw. eine entsprechend ausgebildete Schaltung aufweist, verbunden. Das zweite Schaltungsträgerelement ist vorzugsweise senkrecht zu der Längsachse angeordnet. Vorzugsweise ist das zweite Schaltungsträgerelement als Leiterplatine ausgestaltet. Vorzugsweise ist das zweite Schaltungsträgerelement mit einem Motor, vorzugsweise einem Elektromotor, der Antriebseinheit wirkmäßig verbunden, also insbesondere mit einer oder mehreren Statorwicklungen des Elektromotors. Bei der Datenkommunikation kann es sich vorzugsweise um eine unidirektionale oder bidirektionale Übertragung elektrischer Signale, welche als Steuer- bzw. Rückmeldesignale bezeichnet werden können, handeln, welche von einer Steuerschaltung des bezüglich des zweiten Schaltungsträgerelements als erstes Schaltungsträgerelements bezeichneten Schaltungsträgerelements bereitgestellt werden, so dass die Antriebseinheit das

Zerspanungswerkzeugträgerelement, vorzugsweise mittels eines Getriebes der Antriebseinheit und/oder des Bewegungsumwandlers, in vorgegebenerWeise zur Ausführung der vorzugsweise linearen sowie vorzugsweise quer zur Längsachse orientierten Verstellbewegung antreiben kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung sind dem Schaltungsträgerelement benachbarte Messmittel zur Messung einer der Verstellbewegung zuordenbaren Verstellstrecke vorgesehen und ist das Schaltungsträgerelement zur Bereitstellung eines Steuersignals auf Basis mittels der Messmittel gewonnener Messdaten ausgestaltet. Dies ist vorteilhaft, weil überprüft werden kann, ob eine vorgegebene Verstellbewegung vor allem unter dem Aspekt, dass das Zerspanungswerkzeug, insbesondere im Bereich eines oder mehrerer Schneidkeile, verschleißt, eingehalten wird. Vorzugsweise umfassen die Messmittel ein elektronisches Datenverarbeitungsmittel zur Verarbeitung mittels der Messmittel gewonnener Messdaten, mit welchem das Schaltungsträgerelement schaltungsgemäß bestückt oder bestückbar ist. Vorzugsweise umfassen die Messmittel eine Wegmessvorrichtung, welche nach einem induktiven und/oder resistiven und/oder kapazitiven und/oder optischen Prinzip die Verstellstrecke erfassend ausgestaltet ist. Noch bevorzugter ist es, wenn das Zerspanungswerkzeugträgerelement mindestens eine Messskala und ein Grundkörper und/oder Gehäuse, gegenüber welchen das Zerspanungswerkzeugträgerelement jeweils die Verstellbewegung ausführbar gelagert ist, der Verstellvorrichtung einen die Messskala abtastbar ausgestalteten Sensor aufweisen oder umgekehrt.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung umfasst die Antriebseinheit ein Zahnradgetriebe und einen wirkmäßig mit dem Zahnradgetriebe verbundenen Elektromotor, wobei eine Getriebewelle des Zahnradgetriebes mit dem Bewegungsumwandler in Eingriff bringbar ist und das Schaltungsträgerelement senkrecht zu einer der Getriebewelle zuordenbaren Getriebeachse angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um eine besonders zweckmäßige Maßnahme, weil durch das Zahnradgetriebe, bei welchem es sich um ein Planetenrädergetriebe und/oder ein Stirnradgetriebe handeln kann, je nach Anzahl, Anordnung oder Größe entsprechender Zahnräder eine Mehrzahl unterschiedlicher Drehzahlen der Getriebewelle, insbesondere in Form einer Getriebeabtriebswelle, bei einer vorgebebenen Antriebsdrehzahl einer Motorwelle des Elektromotors bereitgestellt werden können. Dass das Schaltungsträgerelement dabei senkrecht zu der Getriebeachse angeordnet ist, zum Beispiel indem ein Normalenvektor eines Flächenabschnitts des Schaltungsträgerelements parallel zu der Getriebeachse angeordnet ist, reduziert zugleich Bauraumvolumen.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung umfasst sie ein Kühlmittelkanalsystem, welches mit einem Kühlmittelkanalsystem des Zerspanungswerkzeugträgerelements kommunizierend verbunden ist und wobei das Schaltungsträgerelement zumindest einem der Kühlmittelkanalsysteme benachbart angeordnet ist. Dadurch wird die Verstellvorrichtung zur Erhöhung der Standzeit des Zerspanungswerkzeugs optimiert, weil mittels der beiden Kühlmittelkanalsysteme das Zerspanungswerkzeug in einem spanabhebenden Zustand gekühlt und abgehobene Späne von zum Beispiel einer Bohrungsinnenwand wegtransportiert werden können, indem die beiden Kühlmittelkanalsysteme mit einem Kühlmittel geflutet werden. Vorzugsweise umfasst das Kühlmittelkanalsystem des Zerspanungswerkzeugträgerelements eine Kühlmittelkanalöffnung, so dass Kühlmittel aus dem Zerspanungswerkzeugträgerelement heraustreten kann. Vorzugsweise sind Dichtmittel vorgesehen, um eine Grenzfläche zwischen dem Zerspanungswerkzeugträgerelement und einem Gehäuse und/oder Grundkörper, gegenüber welchen das Zerspanungswerkzeugträgerelement beweglich gelagert sein kann bzw. ist, der Verstellvorrichtung gegenüber einem Austritt von Kühlmittel abzudichten.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung ist sie zum Verbinden mit einer Werkzeugspindel ausgestaltet. Dadurch kann die Verstellvorrichtung mit Vorteil mit einer Werkzeugspindel verbunden werden, so dass auf diese Weise eine Drehbewegung der Werkzeugspindel auf die Verstellbewegung und damit auf das Zerspanungswerkzeugträgerelement übertragen werden kann. Vorzugsweise weist die Verstellvorrichtung einen Hohlschaftkegel zum Verbinden mit einer bzw. der Werkzeugspindel auf. Dabei handelt es sich um eine besonders zweckmäßige Maßnahme, welche eine kraftschlüssige sowie formschlüssige Verbindung mit einer korrespondierend ausgeformten Werkzeugspindel bereitgestellt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Verstellvorrichtung umfasst sie das Zerspanungswerkzeug, welches reversibel lösbar mit dem Zerspanungswerkzeugträgerelement wirkmäßig verbunden ist, so dass das Zerspanungswerkzeug in einem aktivierten Zustand der Antriebseinheit die Verstellbewegung ausführend ist, wobei das Zerspanungswerkzeug mindestens einen Schneidkeil zur Spanabhebung aufweist. Dadurch wird mit Vorteil ein verstellbares Zerspanungswerkzeug bereitgestellt, welches mit einer relativ hohen Drehzahl um die Längsachse drehangetrieben werden kann, weil die Verstellvorrichtung keine oder zumindest im reduzierten Maßen eine Unwucht verursachend ist und zugleich kompakt aufgebaut ist. Die Verstellvorrichtung ist nach dieser Weiterbildung vorzugsweise als Plandrehkopf und/oder Ausdrehkopf ausgestaitet. Das Zerspanungswerkzeug kann vorzugsweise ein Schneidwerkzeug, Bohrwerkzeug, Fräswerkzeug oder Reibwerkzeug oder dergleichen sein. Wenn bei der Verstellvorrichtung nach dieser Weiterbildung die Messmittel vorgesehen sind, wird vorzugsweise ein Messwerkzeug bereitgestellt, mit welchem insbesondere ein Bohrungsdurchmesser mittels eines Schneidkeilkontakts mit einer Bohrungsinnenwand messbar ist.

Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist diese auf eine Verwendung der Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder Weiterbildungen der Verstellvorrichtung gerichtet, um ein Zerspanungswerkzeug zu verstellen, vorzugsweise in radialer Richtung, also quer zur Längsachse.

Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist diese auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verstellvorrichtung, welche um eine Längsachse drehantreibbar ist, zur Verstellung eines Zerspanungswerkzeugs gerichtet, umfassend zumindest die Schritte: a) Lagern eines Zerspanungswerkzeugträgerelements zur Ausführung einer Ve rste II beweg ung, b) Bereitstellen einer Antriebseinheit zum Antreiben des Zerspanungswerkzeugträgerelement, c) optionales kinematisches Koppeln des Zerspanungswerkzeugträgerelements mit einem Bewegungsumwandlerzur Umwandlung einer Bewegung eines Bewegungselements der Antriebseinheit in die Verstellbewegung und optionales kinematisches Koppeln des Bewegungselements mit dem Bewegungsumwandler, d) Bereitstellen eines Schaltungsträgerelements zur Ausbildung mindestens einer zur Steuerung der Antriebseinheit vorgesehenen elektronischen Steuerschaltung, e) Anordnen des Schaltungsträgerelements derart, dass ein Oberflächenbereich des Schaltungsträgerelements der Antriebseinheit zugewandt wird, f) Anordnen des Schaltungsträgerelements derart, dass zwei Oberflächenpunkte des Oberflächenbereichs durch eine Verbindungsgerade, deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements verbindbar werden. Dadurch wird eine bauraumvolumenreduzierte Verstellvorrichtung hergestellt, welche zugleich eine durch diese hervorrufbare Unwucht reduzierend ausgestaltet ist. Optional werden vor und/oder während Schritt d) eine Ausnehmung, zum Beispiel durch Bohren und/oder Fräsen in und/oder an dem Schaltungsträgerelement erzeugt und/oder in Schritt f) die Antriebseinheit zumindest abschnittsweise in der Ausnehmung, insbesondere wenn diese eine Bohrung ist, durchgeführt angeordnet.

Die Aufgabe wird außerdem durch ein Zerspanungssystem nach Anspruch 14 gelöst.

Das Zerspanungssystem umfasst ein Zerspanungswerkzeug, eine mit dem Zerspanungswerkzeug wirkmäßig verbundene Verstellvorrichtung zur Verstellung des Zerspanungswerkzeugs und ein mit der Verstellvorrichtung wirkmäßig verbundenes drehantreibbares Hauptantriebseinheitselement zur Bereitstellung einer Bearbeitungsbewegung des Zerspanungswerkzeugs, wobei die Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und/oder der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder Weiterbildungen der Verstellvorrichtung ausgestaltet ist. Dadurch wird ein Zerspanungssystem bereitgestellt, welches insbesondere im Bereich der Verstellvorrichtung bauraumvolumenreduziert und zugleich eine durch die Verstellvorrichtung hervorrufbare Unwucht reduzierend ausgestaltet ist, wonach das Hauptantriebseinheitselement vorzugsweise mit einer relativ hohen Drehzahl betrieben werden kann und ein zu bearbeitendes Werkstück sonach besonders nah an dem Zerspanungswerkzeug positioniert werden kann, um von dem Werkstück Späne zur Erzeugung einer vorgegebenen Kontur abzutragen. Danach ist vorzugsweise die Längsachse eine Längsachse des Hauptantriebseinheitselements, zum Beispiel einer Werkzeugspindel oder dergleichen, welche optional mit einem Bearbeitungszentrum wirkmäßig verbunden ist. Die Verste II beweg ung ist vorzugsweise quer zur Längsachse orientiert und linear.

Nach einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Offenbarung ist diese auf eine Verwendung des Zerspanungssystems nach Anspruch 14 und/oder der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder Weiterbildungen des Zerspanungssystems gerichtet, um ein, vorzugsweise metallisches, Werkstück, spanabhebend zu bearbeiten. Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.

Von den Figuren zeigen: Fig. 1 : eine schematische perspektivische Darstellung einer

Verstellvorrichtung nach einer Ausführungsform in Blickrichtung von schräg oben rechts auf die Verstellvorrichtung;

Fig. 2: eine schematische Darstellung der Verstellvorrichtung aus Fig. 1 in einer Vorderansicht in Blickrichtung des Pfeils II aus Fig. 1; Fig. 3: eine schematische Schnittdarstellung der Verstellvorrichtung aus

Fig. 1 gemäß der Schnittlinie III aus Fig. 2 in Blickrichtung der der Schnittlinie III zugeordneten Pfeile aus Fig. 2;

Fig. 4: eine schematische Schnittdarstellung der Verstellvorrichtung aus Fig. 1 gemäß der Schnittlinie IV aus Fig. 3 in Blickrichtung der der Schnittlinie IV zugeordneten Pfeile aus Fig. 3;

Fig. 5: eine schematische Darstellung der Verstellvorrichtung aus Fig. 1 in einer Rückansicht in Blickrichtung des Pfeils V aus Fig. 1.

In den Figuren 1 bis 5 werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Verstellvorrichtung 1 nach einer Ausführungsform in Blickrichtung von schräg oben rechts auf die Verstellvorrichtung 1. Die Verstellvorrichtung 1 ist um eine Längsachse 2 in eine beliebige der Drehrichtungen 2a drehbar, so dass ein Zerspanungswerkzeug, welches nicht dargestellt ist, um die Längsachse 2 gedreht wird, wenn das Zerspanungswerkzeug mit einer Trägerplatte 3 verbunden ist und die Verstellvorrichtung 1 durch eine nicht dargestellte Spindel um die Längsachse 2 gedreht wird. Dazu werden die Verstellvorrichtung 1 an einem Verbindungsabschnitt 8 eines Grundkörpers 12 mit der Spindel und das Zerspanungswerkzeug über einen nicht dargestellten Werkzeughalter an einer mit Rillen versehenen Oberfläche 4 der Trägerplatte 3 mittels nicht dargestellter Schrauben, welche in Gewindebohrungen 5 der Trägerplatte 3 in Eingriff bringbar sind, reversibel lösbar befestigt. Die Rillen der Oberfläche 4 greifen in diese korrespondierende Rillen des Werkzeughalters ein, so dass in eine Richtung quer zu dem Verlauf der Rillen ein Formschluss gebildet und eine Positionierung des Werkzeughalters in paralleler Richtung des Verlaufs der Rillen geführt werden. Die Trägerplatte 3 und damit das Zerspanungswerkzeug sind in Richtungen 6, welche radial zur Längsachse orientiert sind, motorisch verstellbar, so dass das Zerspanungswerkzeug gemäß einer Verstellung auf einem Flugkreisdurchmesser um die Längsachse 2 bewegt werden kann, um zum Bespiel eine Bohrung in einem Werkstück mit einem Durchmesser, welcher dem Flugkreisdurchmesser entspricht, zu erzeugen. Eine Verstellung der Trägerplatte 3 in eine der Richtungen 6, also eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung zur Anpassung des Flugkreisdurchmessers, ist von einer Drehung der Verstellvorrichtung 1 um die Längsachse 2 entkoppelt, so dass der Flugkreisdurchmesser von einer Drehzahl, welche einer Drehung der Verstellvorrichtung 1 um die Längsachse 2 zuordenbar ist, unabhängig ist. Eine maximale Verstellung der Trägerplatte 3 in eine der Richtungen 6 beträgt zum Beispiel 0,25 mm, bemessen quer zur Längsachse 2. Denkbar und auch möglich sind aber auch davon betragsmäßig unterschiedliche Verstellwege der Trägerplatte 3.

In Fig. 1 ist ferner ersichtlich, dass die Trägerplatte 3 eine Bohrung 7 aufweist, welche mit einem Kühlmittelkanalsystem verbunden ist, auf das Bezug nehmend auf Fig. 3 näher eingegangen wird. Die Bohrung 7 dient ferner als Verankerungen für einen Verankerungsabschnitt, welcher in einem in die Bohrung 7 eingeführten Zustand mittels eines Zapfens 7a vorgespannt arretiert ist, des Werkzeughalters.

In Fig. 1 ist ferner ersichtlich, dass die Trägerplatte 3 aus einer Öffnung 9a einer Deckplatte 9 herausragt, so dass die Öffnung 9a entlang einer diese begrenzenden Wandung der Deckplatte 9 einen radialen Anschlag für die Trägerplatte 3 bildet. Die Deckplatte 9 ist mittels nicht dargestellter Gewindebolzen, welche in Bohrungen 9b (die Darstellung der der ersichtlichen Bohrung 9b gegenüberliegenden gleichen Bohrung 9b wird durch die Darstellung der Trägerplatte 7 verdeckt und ist in Fig. 2 in einer Draufsicht ersichtlich) der Deckplatte 9 eingeführt sind bzw. werden können, mit einem Gehäuse 11 , welches entsprechende Gewinde aufweist, verschraubt, so dass die Deckplatte 9 gegenüber der Längsachse 2 zentriert sowie tangential arretiert und die Trägerplatte 3 axial arretiert sind. Zwischen dem Gehäuse 11 und der Deckplatte 9 ist ein Mantelring 10 aus einer Aluminiumlegierung (denkbar und auch möglich ist Glas oder Stahl jeweils anstelle der Aluminiumlegierung) axial vorgespannt, welcher einen Übergangsbereich zwischen der Deckplatte 9 und dem Gehäuse 11 hermetisch abdichtet.

Die Deckplatte 9 und das Gehäuse 11 sind mittels nicht dargestellter anderer, größerer Gewindebolzen, welche in entsprechende Bohrungen 9c (die sämtlich in Fig. 2 in einer Draufsicht ersichtlich sind) der Deckplatte 9 eingeführt sind bzw. werden können, mit dem Gehäuse 11 , welches entsprechende Gewinde aufweist, verschraubt, so dass auf diese Weise eine durch Lösen bzw. Festziehen der Gewindebolzen axial demontierbare bzw. axial montierbare Baugruppe gebildet wird, welche die Trägerplatte 3, die Deckplatte 9, den Mantelring 10 und das Gehäuse 11 nebst eines in Fig. 1 nicht ersichtlichen motorischen Verstellmechanismus, der an dem Gehäuse 11 befestigt ist, umfasst. Auf den motorischen Verstellmechanismus wird Bezug nehmend auf Fig. 3 näher eingegangen.

Das Gehäuse 11 ist umfangsseitig mit Gewindebohrungen 11a zur Befestigung von Gewindebolzen, welche erforderlichenfalls dem Ausgleichen einer Unwucht der Verstellvorrichtung dienen und dafür verschieden tief in die Gewindebohrungen 11 eingeschraubt werden können, um dementsprechend einen Schwerpunkt der Verstellvorrichtung 1 auf der Längsachse 2 zu positionieren, versehen.

Das Gehäuse 11 ist mit dem Grundkörper 12 der Verstellvorrichtung 1 mittels Gewindebolzen verbunden, welche abschnittsweise durch entsprechende Bohrungen des Grundkörpers 12 durchgeführt angeordnet sind bzw. werden können und wobei das Gehäuse 11 entsprechende Gewinde aufweist. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Verstellvorrichtung 1 in einer Vorderansicht in Blickrichtung des Pfeils II aus Fig. 1. In Fig. 2 ist besonders gut ersichtlich, dass die Richtungen 6 radial zur Längsachse 2 orientiert sind.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Verstellvorrichtung 1 gemäß der Schnittlinie III aus Fig. 2 in Blickrichtung der der Schnittlinie III zugeordneten Pfeile aus Fig. 2. In Fig. 3 ist der innere Aufbau der Verstellvorrichtung 1 besonders gut ersichtlich. So ist aus Fig. 3 ersichtlich, dass ein Elektromotor 13 innerhalb der Verstellvorrichtung 1 fliegend gelagert ist. Der Elektromotor 13 ist ferner um die Längsachse 2 herum angeordnet, so dass der Elektromotor 13 im Wesentlichen (d. h. soweit der Elektromotor 13 rotationssymmetrisch ist) ausgewuchtet ist, wenn die Verstellvorrichtung 1 um die Längsachse 2 gedreht wird. Dies kann auch als axiale Anordnung des Elektromotors 13 bezeichnet werden. Wenn der Elektromotor 13 aktiviert ist, zum Beispiel indem elektrischer Strom durch seine nicht dargestellte Statorwicklungen fließt, zum Beispiel mittels einer nicht dargestellten Induktionsvorrichtung, wird ein Ritzel 13a, welches mit einer Motorwelle des Elektromotors 13 drehfest verbunden ist, des Elektromotors 13 um die Längsachse 2 gedreht, wobei das Ritzel 13a mit der Längsachse 2 fluchtet. Das Ritzel 13a greift in ein mehrstufiges Stirnradgetriebe 13b ein, so dass eine relativ hohe Drehzahl des Ritzels 13a, zum Beispiel 1000 Umdrehungen pro Minute, in eine relativ niedrige Drehzahl einer Abtriebswelle 13c, zum Beispiel eine Umdrehung pro Minute, des Stirnradgetriebes 13b untersetzt wird. An dieser Stelle wird ausdrücklich festgehalten, dass der Elektromotor 13, welcher das Ritzel 13a umfasst, mit dem Stirnradgetriebe 13b, welches die Getriebeabtriebswelle 13c umfasst, eine Antriebseinheit bildet.

Das Getriebe 13b, welches mit dem Elektromotor 13 außerhalb eines Bereichs des Ritzels 13 drehfest verschraubt ist, ist mittels Schrauben 14 mit einem Lagerdeckel 15 verbunden. Die Abtriebswelle 13c ist dabei durch den Lagerdeckel 15 durchgeführt angeordnet und drehfest mit einem Zapfenträgerrad 16 verbunden, welches mittels eines Wälzkugellagers 17 in dem Lagerdeckel 15 um die Längsachse 2 drehbar gelagert ist. Ein radial innen liegender Ring 17a des Wälzkugellagers 17 wird dabei mittels eines auf das Zapfenträgerrad 16 aufgeschraubten Gewinderings 17b axial vorgespannt, so dass der Ring 17a gegen einen radial vorstehenden Anschlag des Zapfenträgerrads 16 gepresst wird. Ein radial außenliegender Ring 17c des Wälzkugellagers 17 wird mittels einer Halterungsplatte 17d gegen das Gehäuse 11 axial vorgespannt, wobei die Halterungsplatte 17d mit dem Gehäuse 11 verschraubt ist. Um dabei eine definierte Vorspannung einzustellen, sind die Halterungsplatte 17d und der Lagerdeckel 15 durch einen tangential umlaufender Spalt zueinander beabstandet. Die Halterungsplatte 17d dient danach dazu, dass der Gehäusedeckel 15 und damit das in diesem gelagerte Zapfenträgerrad 16 mit dem Gehäuse 11 verbunden sind, so dass das Zapfenträgerrad 16 über die Getriebeabtriebswelle 13c von dem Elektromotor 13 angetrieben werden kann. In einem solchen angetriebenen Zustand orbitiert ein monolithisch mit dem Zapfenträgerrad 16 verbundener Exzenterzapfen 18 um die Längsachse 2 auf einer kreisförmigen Bahn, weil eine Rotationssymmetrieachse des Exzenterzapfens 18 gegenüber der Längsachse 2 radial versetzt verläuft.

Der Elektromotor 13, das Getriebe 13b, der Lagerdeckel 14 und das Zapfenträgerrad 16 bilden eine weitere Baugruppe, insbesondere weil das Getriebe 13 und das Zapfenträgerrad 16 jeweils mit dem Lagerdeckel 15 wie offenbart verbunden sind, welche durch eine Leiterplatine 200 durchgeführt ist, so dass diese Baugruppe axial montierbar bzw. axial demontierbar ist, ohne dass die Leiterplatine 200 dafür demontiert oder montiert werden muss (auf die Leiterplatine 200 wird weiter unten näher eingegangen). Dies insbesondere durch Festziehen bzw. Lösen von Schrauben, welche die Halterungsplatte 17b mit dem Gehäuse 11 reversibel lösbar verbinden.

Die Exzentrizität, also der radiale Abstand zwischen der Rotationssymmetrieachse des Exzenterzapfens 18 und der Längsachse 2, beträgt exemplarisch 0,25 mm, wonach die Verstellvorrichtung 1 auch als Feinverstellvorrichtung oder Feinverstellkopf bezeichnet werden kann. Der Exzenterzapfen 18, welcher zylindrisch ist, ist mittels eines Nadellagers 19 in einem Nutenstein 20 drehbar gelagert. Der Nutenstein 20 ist in einer sich senkrecht zu der Zeichnungsebene der Fig. 3 erstreckenden Längsnut 21 der Trägerplatte 3 gleitend gelagert. Wenn der Exzenterzapfen 18 angetrieben wird, gleitet der Nutenstein 20 entlang der Längsnut 21 aufgrund der Exzentrizität des Exzenterzapfens 18 gegenüber der Längsachse 2 und damit einer Längsachse der Ritzels 13a, wohingegen aufgrund des aus Fig. 3 ersichtlichen Formschlusses des Nutensteins 20 mit der Längsnut 21 in die Richtungen 6 die Trägerplatte 3 in die Richtungen 6 gegenüber der Längsachse 2 und damit der Längsachse der Ritzels 13a translatorisch zwischen dem Gehäusedeckel 9 und dem Gehäusering 6 oszillierend bewegt wird, wenn die Getriebeabtriebswelle 13c und damit das Zapfenträgerrad 16 eine ganze Umdrehung um die Längsachse 2 ausführt. Zur Einstellung einer bestimmten Verstellung, welche im Falle eines antriebslosen Zustands des Elektromotors 13 aufgrund einer Selbsthemmung des Getriebes 13b arretiert ist, der Trägerplatte 3 in eine der Richtungen 6 wird die Getriebeabtriebswelle 13c daher um einen Bruchteil einer ganzen Umdrehungen um die Längsachse 2 mithilfe des Getriebes 13b und des Elektromotors 13 gedreht.

Aus Fig. 3 ist ferner besonders gut ersichtlich, dass eine Leiterplatine 200 mit einer Steuerschaltung, welche elektronische Bauteile umfasst, auf einer Funktionsoberfläche 210, welche der Trägerplatte 3 abgewandt ist, bei der Verstellvorrichtung 1 realisiert ist, um den Elektromotor 13 und dadurch das Ritzel 13a, das Zapfenträgerrad 16 und schließlich die Trägerplatte 3 auf Basis eines oder mehrerer Messsignale, welche auch als Eingangssignal bzw. Eingangssignale bezeichnet werden können, anzusteuern (das Messignal bzw. die Messignale kann/können beispielsweise einer Information über einen vorgegebenen Bohrungsdurchmesser oder eine Abweichung von einem vorgegebenen Bohrungsdurchmesser entsprechen). Die Leiterplatine 200 weist eine zylindrische Oberfläche 220 auf, welche eine entsprechende Bohrung 230 der Leiterplatine 200 kreisförmig geschlossen mit einem Mittelpunkt auf der Längsachse 2 umgibt, so dass die Leiterplatine 200 gegenüber einer Drehung um die Längsachse 2 in einem Zustand ohne Steuerschaltung ausgewuchtet ist (soweit die Leiterplatine 200 rotationssymmetrisch ausgeformt ist). Die Leiterplatine 200 wird um die Längsachse 2 im Falle einer Drehung der Verstellvorrichtung 1 um die Längsachse 2 gedreht, weil die Leiterplatine 200 mittels Befestigungsschrauben 240 (deren Draufsicht in Fig. 4 dargestellt ist) drehfest mit dem Gehäuse 11 verbunden ist, wobei die Schrauben 240 in Hülsen 240a abschnittsweise angeordnet sind und die Leiterplatine 200 dementsprechend auf den Hülsen 240 aufliegt. Die Schrauben 240 sind in das Gehäuse 11 eingeschraubt.

Die Leiterplatine 200 bzw. deren Steuerschaltung kann mit einer anderen Leiterplatine 300, weiche mit einer nicht näher dargestellten Leistungselektronik versehen ist, mittels nicht dargestellter Leitungsmittel oder dergleichen datenkommunizierend direkt oder indirekt verbunden werden, wobei die Leitungsmittel abschnittsweise durch die Bohrung 230 durchgeführt werden können, so dass diese mit einem auf einer der Trägerplatte 3 zugewandten Seite, also gegenüberliegend von der Funktionsoberfläche 210 mit einem Steckkontakt verbunden werden können. Die Leiterplatine 300 ist dabei mit Statorwicklungen des Elektromotors 13 elektrisch verbunden.

Aus Fig. 3 ist ferner besonders gut ersichtlich, dass in dem Gehäuse 11 und dem Grundkörper 12 ein erstes Kühlmittelkanalsystem gebildet ist, welches aus einem in dem Verbindungsabschnitt 8 und dem Grundkörper 12 parallel zur Längsachse 2 angeordneten Kühlmittelrohr 400, welches in einem Endbereich in dem Grundkörper 12 eingeschraubt ist, einer gegenüber der Längsachse 2 winklig, also nicht parallel, angeordneten Kanalbohrung 410 des Grundkörpers 12, einer parallel zur Längsachse 2 angeordneten Kanalbohrung 420 des Grundkörpers 12, einem in der Kanalbohrung 420 abschnittweise eingeführten Kühlmittelrohr 430, welches parallel zur Längsachse 2 angeordnet ist, und einer parallel zur Längsachse 2 angeordneten Kanalbohrung 440 des Gehäuses 11 gebildet wird, und aufseiten der Trägerplatte ein zweites Kühlmittelkanalsystem gebildet wird, welches aus einer in der T rägerplatte 3 durch eine gegenüber der Längsachse 2 winklig angeordneten Kanalbohrung 450 der Trägerplatte 3 gebildet wird. Sonach sind die zwei Kühlmittelkanalsysteme miteinander kommunizierend verbunden, so dass ein in das Kühlmittelrohr 400 eintretendes Kühlmittel aus der Kanalbohrung 450 austritt und auf diese Weise die Bohrung 7 bereichsweise flutet, wonach das nicht dargestellte Zerspanungswerkzeug und/oder eine nicht dargestellte Bohrungswand in einem Werkstück mit dem Kühlmittel versorgt wird bzw. werden.

Aus Fig. 3 ist ferner besonders gut ersichtlich, dass in einer Bohrung 5000 des Verbindungsabschnitts 8 quer zur Längsachse 2 ein Bolzen 5100 angeordnet ist, welcher mit einem Spindeladapterelement formschlüssig in Eingriff bringbar ist, so dass ein Drehmoment von einer Werkzeugspindel auf die Verstellvorrichtung 1 übertragen werden kann.

Aus Fig. 3 ist ferner besonders gut ersichtlich, dass eine axiale Länge, welche mit dem Bezugszeichen 1000 bezeichnet und von dem Grundkörper 12 bis zu der Trägerplatte 3 bemessen ist, gegenüber einer axialen Länge, welche mit dem Bezugszeichen 1100 bezeichnet und mit welcher der Verbindungsabschnitts 8 bemessen wird, um einen Faktor 3,4 größer ist, was einem reziproken Maß für die Kompaktheit der Verstellvorrichtung 1 entspricht. . Denkbar und auch möglich sind kleinere Beträge dieses Faktors (< 3,4), zum Beispiel 3,3, 3,2, 3,1 , 3,0, 2,9, 2,8, 2,7, 2,6, 2,7, 2,6, 2,5, 2,4, 2,3, 2,2, 2,1 oder 2,0.

Außerdem ist aus Fig. 3 ersichtlich, dass die Länge 1000 von den Abmessungen der Leiterplatine 200 unabhängig ist, weil diese in axialer Richtung kürzer als der Elektromotor 13 und um diesen tangential umschließend angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Verstellvorrichtung 1 gemäß der Schnittlinie IV aus Fig. 3 in Blickrichtung der der Schnittlinie IV zugeordneten Pfeile aus Fig. 3. In Fig. 4 ist die Leiterplatine 200 besonders gut ersichtlich. So wird dementsprechend die Steuerschaltung unter anderem durch mittels Leiterbahnen, welche innerhalb der Leiterplatine 200 verlaufen, schaltungsgemäß miteinander verbundener elektronischer Bauteile 500, 510, 520 und 530 gebildet, wobei das Bauteil 530 als elektronischer Stecker zum Verbinden mit einer anderen Leiterplatine ausgebildet ist, so dass die Steuerschaltung ein Eingangssignal empfangen und ein dementsprechendes Ausgangssignal, welches mittels der Steuerschaltung berechnet wird, ausgeben kann, um die Trägerplatte 3 in vorgegebenerWeise zu verstellen. Zwei Oberflächenpunkte 600 und 610 der Oberfläche 220 können durch eine Verbindungsgerade 620 verbunden werden, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Verbindungsgerade 620 schneidet bzw. durchstößt exemplarisch den Elektromotor 13. Die Bohrung 230, in welcher abschnittsweise der Elektromotor 13, das Ritzel 13a und das Getriebe 13b durchgeführt angeordnet sind, wird von einem in Fig. 4 ersichtlichen kreisförmigen Rand 630 ringförmig umschlossen, wobei die Längsachse 2 eine Rotationssymmetrieachse der Bohrung 230 bzw. des Rands 630 ist. Ohne Weiteres ist dabei ersichtlich, dass dem Zentrum der Bohrung 230, also einem von dem Rand 630 begrenzten Kreis, die zweidimensionalen Schwerpunktkoordinaten der Leiterplatine 200, welche von einem schmetterlingsförmigen äußeren Rand 640 begrenzt ist, zugeordnet sind. Die Schwerpunktkoordinaten sind zudem ein Punkt auf der Längsachse 2 im geometrischen Sinne.

In Fig. 4 ist ferner ersichtlich, dass das Gehäuse 11 Gewindebohrungen 1500a aufweist, in welche entsprechende Gewindebolzen im Bereich ihrer jeweiligen Gewinde eingeschraubt werden können, um den Grundkörper 12 mit dem Gehäuse 11 zu verbinden.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Verstellvorrichtung 1 in einer Rückansicht in Blickrichtung des Pfeils V aus Fig. 1 , so dass aus einer Zusammenschau der Fig. 1 bis Fig. 5 die Verstellvorrichtung 1 , die entlang der Längsachse 2 kompakt und eine Unwucht bezüglich einer Drehung um die Längsachse 2 reduzierend gebaut ist, schematisch gezeigt wird.

In Fig. 5 ist schließlich ersichtlich, dass der Grundkörper 12 Bohrungen 1500 aufweist, durch welche nicht dargestellte Gewindebolzen durchgeführt werden können bzw. sind, um den Grundkörper 12 mit dem Gehäuse 11 mittels der Gewindebohrungen 1500a (diese sind in Fig. 4 in einer Draufsicht dargestellt) zu verbinden.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Verstellvorrichtung (1 ), welche um eine Längsachse (2) drehantreibbar ist, zur Verstellung eines Zerspanungswerkzeugs, umfassend ein zur Ausführung einer Verstellbewegung (6) gelagertes

Zerspanungswerkzeugträgerelement (3), eine Antriebseinheit (13, 13b) zum Antreiben des Zerspanungswerkzeugträgerelements (3) und ein Schaltungsträgerelement (200), welches einen der Antriebseinheit (13, 13b) zugewandten Oberflächenbereich aufweist, zur Ausbildung mindestens einer zur Steuerung der Antriebseinheit (13,13b) vorgesehenen elektronischen Steuerschaltung (500, 510, 520, 530), dadurch gekennzeichnet, dass zwei Oberflächenpunkte (600, 610) des Oberflächenbereichs (220) durch eine Verbindungsgerade (620), deren Endpunkte die zwei Oberflächenpunkte (600, 610) sind, außerhalb des Schaltungsträgerelements (200) verbindbar sind.

2. Verstellvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsgerade (620) die Antriebseinheit (13, 13b) durchstoßend ist.

3. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, d a s s die Antriebseinheit (13, 13b) zumindest abschnittsweise in einer Ausnehmung (230) des Schaltungsträgerelements (200) durchgeführt angeordnet ist.

4. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (230) durch einen umlaufend geschlossenen Rand (630) des Schaltungsträgerelements (200) begrenzt ist.

5. Verstellvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine parallel zu der Längsachse (2) bemessene maximale Längsabmessung des Schaltungsträgerelements (200) kleiner oder gleich einer parallel zu einer senkrecht zur Längsachse (2) orientierten Querachse bemessenen maximalen Querabmessung des Schaltungsträgerelements (200) ist.

6. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem

Zerspanungswerkzeugträgerelement (3) und der Antriebseinheit (13, 13b) kinematisch koppelbarer Bewegungsumwandler (16) zur Umwandlung einer Bewegung eines Bewegungselements (13b) der Antriebseinheit (13, 13b) in die Verstellbewegung (6) vorgesehen ist.

7. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das

Schaltungsträgerelement (200) mit einem um die Längsachse (2) drehbaren Grundkörper (12) der Verstellvorrichtung (1) drehfest verbunden ist, wobei der Grundkörper (12) einen Verbindungsabschnitt (8) zum Verbinden mit einer Werkzeugspindel aufweist.

8. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, d a s s die Antriebseinheit (13, 13b) axial angeordnet ist.

9. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, d a s s die Antriebseinheit (13, 13b) und der Bewegungsumwandler (16) zur Bildung einer getrennt von dem Schaltungsträgerelement (200) axial demontierbaren bzw. axial montierbaren ersten Baugruppe (13, 13b, 16) miteinander verbunden sind.

10. Verstellvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (13, 13b), der Bewegungsumwandler (16), das Zerspanungswerkzeugträgerelement (3) und das

Schaltungsträgerelement (200) zur Bildung einer axial demontierbaren bzw. axial montierbaren zweiten Baugruppe (3, 13, 13b, 16, 200) miteinander verbunden sind.

11. Verstellvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungsträgerelement (200) auf einer dem Zerspanungswerkzeugträgerelement (3) abgewandten Seite zur Datenkommunikation mit der Antriebseinheit (13, 13b) ausgestaltet ist.

12. Verstellvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schaltungsträgerelement (200) benachbarte Messmittel zur Messung einer der Verstellbewegung (6) zuordenbaren Verstellstrecke vorgesehen sind und dass das Schaltungsträgerelement (200) zur Bereitstellung eines Steuersignals auf Basis mittels der Messmittel gewonnener Messdaten ausgestaltet ist.

13. Verstellvorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, d a s s die Antriebseinheit (13, 13b) ein Zahnradgetriebe (13b) und einen wirkmäßig mit dem Zahnradgetriebe (13b) verbundenen Elektromotor (13) umfasst, wobei eine Getriebewelle (13c) des Zahnradgetriebes (13b) mit dem Bewegungsumwandler (16) in Eingriff bringbar ist und das Schaltungsträgerelement (200) senkrecht zu einer der Getriebewelle (13c) zuordenbaren Getriebeachse (2) angeordnet ist.

14. Zerspanungssystem, umfassend ein Zerspanungswerkzeug, eine mit dem Zerspanungswerkzeug wirkmäßig verbundene Verstellvorrichtung (1) zur Verstellung des Zerspanungswerkzeugs und ein mit der Verstellvorrichtung (1 ) wirkmäßig verbundenes drehantreibbares

Hauptantriebselement zur Bereitstellung einer Bearbeitungsbewegung (2a) des Zerspanungswerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgestaltet ist.