PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE20320068U1 13.05.2004
Titel Verbindung zweier Maschinenteile
Anmelder Hainbuch GmbH Spannende Technik, 71672 Marbach, DE
Vertreter Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner, 70174 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 20320068
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 13.05.2004
Registration date 08.04.2004
Application date from patent application 10.07.2003
File number of patent application claimed PCT/EP03/07466
IPC-Hauptklasse F16B 2/16
IPC-Nebenklasse F16B 2/00   B23B 29/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zweier Maschinenteile, vorzugsweise einer Vorrichtungspalette bzw. -platte und einem Maschinentisch, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Verbindungen zwischen beispielsweise einer Werkzeugmaschinenspindel und einem Maschinenwerkzeug mit Kegeln sind nach bekannter Art und Weise dadurch ausgeführt, dass die Kegel ineinander gespannt und dadurch gefügt werden. Die Fügeflächen liegen dabei aneinander an oder verlaufen aneinander und drücken gegeneinander, so dass hohe Reibung auftritt. Gleichzeitig ist dieses Aneinanderliegen und Drücken in vielen Fällen erforderlich, um eine genaue Fügung und feste Verbindung zu schaffen.

Die Erfindung ist für die allgemeine genaue Ausrichtung und Verbindung zweier sonstiger Teile vorgesehen, die im Maschinenbau verwendet werden. Beispielsweise müssen Vorrichtungspaletten bzw. -platten auf Trägerflächen wie Maschinentischen lagegenau positioniert aufgespannt werden. Zur Positionierung werden Indexierstifte verwendet. Diese Stifte weisen zumeist eine zylindrische Form auf. Teilweise werden zum leichteren Fügen lineare Kugelführungsbüchsen, wie sie von Schnittwerkzeugen bekannt sind, eingesetzt. Die bekannten Indexierelemente weisen den Nachteil auf, dass sie zum einen sehr genau gesetzt werden müssen und zum anderen teilweise schwer zu fügen sind. Dies trifft besonders für große Vorrichtungen zu, die wegen der zylindrischen Form der Stifte parallel gefügt werden müssen.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Verbindung zu schaffen, bei der die Reibung bei gleichzeitiger exakter Verbindung reduziert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß weisen die beiden Maschinenteile pro Maschinenteil auch jeweils zwei oder mehrere Kegel auf. Mit diesen Kegeln werden die beiden Maschinenteile zueinander ausgerichtet und befestigt. Die Verbindung erfolgt mit einer Axialbewegung von jeweils zwei zueinander gehörenden Kegeln ineinander. Dabei erfolgt im Bereich der Fügeflächen eine Verformung zumindest eines der beiden Kegel. Erfindungsgemäß sind hier Lager mit Wälzkörpern vorgesehen. Diese Wälzkörper haben den Vorteil, dass sie zum einen lediglich Rollreibung unterliegen und somit einen erheblich geringeren Reibungswiderstand aufweisen. Des weiteren können über Wälzkörper auch große Kräfte bzw. Drücke übertragen werden, so dass eine Verformung der Kegel weiterhin möglich ist. Durch die verringerte Reibung kann die Axialbewegung entweder leichter durchgeführt werden oder aber die in axialer Richtung aufgebrachte Fügekraft besser in Kraft zur Verformung des Kegels umgesetzt werden.

Die Lager oder Wälzkörper können in Umfangsrichtung verteilt zwischen Innenkegel und Außenkegel vorgesehen sein. Die Wälzkörper sind dabei vorteilhaft kontinuierlich und mit gleichem Abstand zueinander vorgesehen. Dadurch wird zum einen eine gute Lagerung und zum anderen eine einigermaßen gleichmäßige Kraftübertragung gewährleistet.

Zusätzlich zu einer Verteilung von Wälzkörpern in Umfangsrichtung kann vorgesehen sein, dass in axialer Richtung mehrere Wälzkörper oder mehrere Reihen von Wälzkörpern vorgesehen sind. Vorteilhaft sind hier zwei bis vier solcher Reihen von Wälzkörpern entlang des Umfangs vorgesehen. Es können grundsätzlich verschiedene oder beliebige Wälzkörper verwendet werden. Vorteilhaft sind es jedoch Kugeln. Diese weisen den Vorteil der einfachen Herstellung sowie der einfachen Ausgestaltung der Lagerflächen auf. Die Lagerflächen sind nämlich vorteilhaft gleichzeitig die Oberflächen der Kegel. Bei einem Einsatz von Kugeln können die Kegel exakt kegelförmig und beispielsweise durch Drehen relativ einfach hergestellt werden.

In der einfachsten Variante bestehen die Lager aus den Oberflächen der Kegel und den Wälzkörpern selber. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lager eine Führung auf, in der die Wälzkörper geführt und gehaltert sind. Dies ist beispielsweise eine sogenannte Kugelbüchse. Des weiteren ist es möglich, die Führung elastisch auszubilden. Beispielsweise kann es eine Gummimatte sein, in welcher die Wälzkörper gelagert sind. Dabei stehen sie an beiden Oberflächen geringfügig über, so dass die Gummimatte selber nicht mit den Lagerflächen bzw. den Kegelflächen in Berührung kommt. Vorteilhaft ist es möglich, eine Führung oder Gummimatte ringförmig und/oder geschlossen auszubilden. So kann sie entlang des gesamten Umfangs der Fügeflächen verlaufen ohne Unterbrechung.

Die Lager, insbesondere mit einer vorgenannten Führung, sind vorteilhaft an einem der Kegel befestigt. Dies hat den Vorteil, dass sie nicht jedes Mal neu eingebracht, ausgerichtet oder überprüft werden müssen. Sie können abgenommen werden, beispielsweise zur Wartung, Reparatur oder Ersatz. So ist ein Austausch eines verbrauchten Lagers möglich. Besonders vorteilhaft ist ein Lager an der Werkzeugmaschinenspindel bzw. dem zugehörigen Kegel befestigt. So braucht für eine Vielzahl von in eine Spindel einzusetzenden Maschinenwerkzeugen nur ein Lager vorgesehen zu sein. Des weiteren ist es von Vorteil, wenn an dem im wesentlichen nicht frei umhertragbaren Teil der Werkzeugmaschine das Lager vorgesehen ist.

Die Erfindung ist für die allgemeine genaue Ausrichtung und Verbindung zweier sonstiger Teile mit den gleichen Merkmalen und Ausprägungen der Fügung mittels kegeliger Wälzkörperbüchse und elastischer Deformation im Bereich der Wälzkörper vorgesehen. Hier ist ein Kegelbolzen vorgesehen, der die Wälzkörperbüchse trägt und am hinteren Ende einen zylindrischen Teil ausgebildet hat. Der zylindrische Ansatz wird eine entsprechende Bohrung in einem der beiden zu verbindenden Teile eingepresst. Als zweites Teil der genauen Ausrichtung und Verbindung kommt bei dieser Ausführung ein Konusring zum Einsatz, der an seiner Außenfläche ebenfalls zylindrisch ist. Auch dieser wird in eine entsprechende Bohrung des anderen Teils eingepresst.

Für eine genaue Positionierung in allen Richtungen sind mindestens zwei derartige Elementpaare erforderlich. Nach dem Fügen der Teile werden sie axial verspannt bzw. zusammengezogen. Die Verspannung kann auf unterschiedliche bekannten Arten erfolgen, beispielsweise Schrauben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung einen axialen Anschlag oder radial oder in etwa radial verlaufende Stoßflächen aufweisen. Mit diesen Stoßflächen können die beiden Maschinenteile in axialer Richtung als Anschlag der Verbindung genau miteinander verbunden werden. So ist es möglich, einen genau definierten Endpunkt des Fügevorgangs und somit eine genaue Position der beiden Maschinenteile zueinander festzulegen.

Eine solche Stoßfläche kann an einem Flansch vorgesehen sein, welcher von dem Außenkegel nach außen absteht. Vorteilhaft steht der Flansch im wesentlichen senkrecht ab, kleinere Winkelabweichungen sind hier jedoch möglich und können unter Umständen vorteilhaft sein. Die andere Stoßfläche ist dazu an einer Stirnfläche um den Innenkegel herum vorgesehen. So sind die Stoßflächen vom Durchmesser relativ groß, was wiederum aufgrund des radialen Abstands eine entsprechende Genauigkeit bei der Position der beiden Maschinenteile zueinander bewirkt.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und aus anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 einen Schnitt durch eine Verbindung einer Werkzeugmaschinenspindel mit einem Maschinenwerkzeug und umlaufenden Lager zwischen beiden Teilen,

2 eine Schnittdarstellung einer weiteren Verbindung einer Werkzeugmaschinenspindel mit einem Maschinenwerkzeug,

3 eine Detailvergrößerung der Anordnung des Lagers bei der Verbindung gemäß 2,

4 eine Draufsicht auf einen Schnitt in einer Radialebene durch eine Verbindung ähnlich derjenigen aus 1 mit einer äußeren Lagerfläche, welche Erhebungen aufweist,

5 eine Vergrößerung aus 4, aus der die Ausgestaltung der Erhebungen hervorgeht,

6 eine Darstellung der Ausbildung der Erfindung mit zwei zu verbindenden Teilen im auseinandergezogenen Zustand und

7 einen Querschnitt durch 6 im zusammengesetzten Zustand.

Dabei ist zu beachten, dass die 1 bis 5 Ausführungen zeigen, die zur Erläuterung der Erfindung dienen sollen. Sie sind jedoch nicht unbedingt vom Schutz umfasst.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungen

In 1 ist im Schnitt eine vereinfachte Darstellung einer Verbindung einer Werkzeugmaschinenspindel 11a mit einem Maschinenwerkzeug 20a dargestellt. Im Prinzip entsprechen diese Bauteile üblichen und bekannten Standardbauteilen. Die Spindel 11a weist an ihrer Innenseite, die kegelförmig zulaufend ausgebildet ist, eine innenliegende Nut 12 auf. Die Innenseite der Nut 12a bildet die Lager- oder Fügefläche 13 der Spindel 11a. In der Nut 12a ist ein Lager 14a angeordnet. Das Lager 14a weist Kugeln 15a als Lager- oder Wälzkörper auf. Die Kugeln 15a sind in einer Gummimatte 16a gelagert bzw. bis auf an beiden Seiten gering vorstehende Bereiche von dieser vollkommen umhüllt. Derartige Lager 14a sind, wie bereits oben erwähnt ist, an sich aus dem Stand der Technik bekannt.

Des weiteren weist die Spindel 11a am rechten Ende eine Art Flansch 18a auf. Dessen Stirnseite bildet die Stoßfläche 19a.

Dadurch, dass die Nut 12a der Spindel 11a sowohl an der umlaufenden Lagerfläche 13a als auch an zwei seitlichen Flächen und somit auch das Lager 14a umgebend ausgebildet ist, ist dieses an sich fest in der Spindel 11a gehaltert. Bei der dargestellten Ausbildung des Lagers 14a mit der elastischen Gummimatte 16a kann es aber durch Verbiegen des Gummis nach innen entnommen werden, beispielsweise zum Austauschen nach Verschleiß.

Das Maschinenwerkzeug 20a ragt mit der Kegelfläche 21a bzw. dem entsprechenden Kegel in die Spindel 11a. Dabei weist der Kegel 21a an seiner Außenseite die Lager- oder Fügefläche 22a auf, welche ebenfalls kegelförmig ausgebildet ist.

Daran anschließend weist das Maschinenwerkzeug 20a einen Flansch 24a auf, welcher eine Stoßfläche 25a bildet. Die Stoßfläche 25a liegt dabei bei geschlossener Verbindung an der Stoßfläche 19a der Spindel 11a an. Diese dient als axialer Anschlag der Verbindung der beiden Teile 11a und 20a.

Nach rechts schließt sich an dem Flansch 24a ein Futter 27a an. Dieses ist auf bekannte Art und Weise ausgebildet, im vorliegenden Fall entspricht es einem Schrumpffutter. in dem Futter 27a bzw. einer entsprechenden Bohrung befindet sich ein Werkzeugschaft 28a. Das Werkzeug kann dabei beliebig sein, beispielsweise ein Bohrer oder Fräser.

Des weiteren weist sowohl die Spindel 11a als auch das Maschinenwerkzeug 20a einen Innenraum 31a auf, welcher entlang der gestrichelt dargestellten Längsachse verläuft. In den Innenraum 31a wird von Seiten der Spindel 11a aus eine Spanneinrichtung eingeführt. Diese greift an Anschlagflächen 32a im Innenraum 31a des Maschinenwerkzeugs 20a an und zieht das Maschinenwerkzeug in die Spindel hinein. Somit wird durch diese Einrichtung eine axiale Verspannung erzielt. Die Stoßflächen 19a und 25a bilden dabei einen axialen Anschlag für eine genau definierte Verbindung bzw. Stellung der beiden Teile 11a und 20a zueinander. Die Lager 14a zwischen den Lagerflächen 13a und 22a geben das radiale Maß zwischen den beiden Teilen vor.

Die genaue Funktion des Lagers 14a sowie die damit erzielten Vorteile werden weiter nachstehend beschrieben.

In 2 ist eine weitere Verbindung einer Werkzeugmaschinenspindel 11b mit einem Maschinenwerkzeug 20b im Schnitt dargestellt. Anders als in 1 weist hier die Spindel 11b einen vorstehenden Kegel 17b auf, welcher nach rechts konisch verjüngt ist. Das Maschinenwerkzeug 20b dagegen weist einen Innenkegel auf mit Kegelflächen 21b.

Der Kegel 17b der Spindel 11b wiederum weist eine Nut 12b auf, in welcher ein umlaufendes Lager 14b eingelegt ist. Dieses Lager 14b entspricht mit den Kugeln 15b in der Gummimatte 16b vom Prinzip her demjenigen aus 1.

Die Spindel 11b weist eine Art Flansch 18b auf mit einer Stoßfläche 19b. Ebenso weist das Maschinenwerkzeug 20b eine Art Flansch 24b mit einer ebensolchen Stoßfläche 25b auf. In Analogie zu 1 stoßen die beiden Teile 11b und 20b mit den Stoßflächen 19b und 25b aneinander und sind so in axialer Richtung zueinander definiert.

Anstelle einer innenliegenden Zugverbindung zur Sicherung der Verbindung, wie sie vorstehend für 1 beschrieben worden ist, ist in 2 vorgesehen, mit Schrauben 34 das Maschinenwerkzeug 20b an die Spindel 11b zu schrauben. Dabei nehmen die Schrauben 34b lediglich die Sicherung in axialer Richtung vor. Die Passung wird in axialer Richtung durch die Stoßflächen 19b und 25b und in radialer Richtung durch die Kegel bzw. Lagerflächen 13b und 22b erreicht.

In 3 ist eine Vergrößerung des in 2 oben dargestellten Lagers 14b mit den entsprechenden Lagerflächen 13b und 22b dargestellt. Hieraus ist gut zu erkennen, dass die Kugeln 15b an beiden Lager- oder Fügeflächen 13b und 22b anliegen. Somit kann eine Kraftübertragung als eine Art Spann- oder Druckkraft erfolgen, welche auf den inneren Kegel, in diesem Falle der Kegel 17b, und den äußeren Kegel, in diesem Fall den Kegel 21b, wirkt. Diese Kraft bewirkt ein Zusammendrücken des inneren Kegels 17b bzw. ein entsprechendes Weiten des äußeren Kegels 21b. Dabei ist vorausgesetzt, dass die beiden eine gewisse Elastizität oder Verformbarkeit aufweisen, um dieses Zusammendrücken oder Weiten zu ermöglichen.

Besonders gut ist dies wiederum bei 1 vorstellbar, wo durch die hohle Ausbildung des inneren Kegels 21a, in diesem Fall des Maschinenwerkzeugs 20a, ein Zusammendrücken gut möglich ist. In analoger Ausgestaltung weist der innere Kegel 17b der Spindel 11b nach 2 einen Innenraum auf und kann so ebenfalls zusammengedrückt werden. Da dieses Weiten oder Zusammendrücken noch während des axialen Spannens bzw. Bewegens der beiden Teile 11 und 20 gegeneinander erfolgt, werden hier die Kugeln 15 des Lagers 14 zwischen den beiden Lagerflächen 13 und 22 rollen entsprechend ihrer Lagerfunktion. Gleichzeitig können sie eine entsprechende Fügekraft, hervorgerufen durch die kegelige Ausbildung der Lagerflächen 13 und 22, übertragen. Schließlich ist dies eine der vorteilhaften Eigenschaften von Lagern mit Wälzkörpern.

Da bei dieser Bewegung die Kugeln 15 zwischen den beiden Teilen 11 und 20 rollen, tritt lediglich Rollreibung auf. Diese ist, wie bereits zuvor ausgeführt worden ist, erheblich geringer als eine Flächenreibung, wenn die Lagerflächen 13 und 22 direkt aneinander anliegen und vorbeigleiten würden.

Das Vorsehen der Kugeln 15 in der elastischen Gummimatte 16 des Lagers 14 weist zum einen den Vorteil auf, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung solcher Lager möglich ist. Zum anderen ist ein solches Lager 14 leicht als geschlossenes und ringförmiges Lager herstellbar. Durch Dehnung kann es über den Kegel 17b beispielsweise in die Nut 12b gebracht werden. Es sitzt dort sicher und unverlierbar. Alternativ kann ein solches Lager 14 einfach streifenförmig hergestellt werden, wobei es an den Enden nicht zu einem Ring verbunden ist. Es kann als Streifen in die Nut 12 eingelegt werden. Dies bietet sich beispielsweise bei einer Ausbildung nach 1 an. Durch eine gewisse Eigensteifigkeit legt sich das Lager 14a von selber in die Nut 12a und fällt nicht nach innen heraus. Alternativ zu solchen Lagern mit Gummimatten 16 könnten auch übliche Lager mit Metallkäfigen für die Kugeln 15 vorgesehen werden.

Um eine exakte Verpressung der beiden Kegelflächen 17 und 21 gegeneinander zu erreichen bei definierten axialem Anschlag, wird die außenliegende Kegelfläche und/oder die innenliegende Kegelfläche ein gewisses Unter- oder Übermaß aufweisen. Wie hoch dieses Unter- oder Übermaß zu wählen ist, hängt von den einzelnen Gegebenheiten, insbesondere dem konstruktiven Aufbau der beiden Teile 11 und 20, ab.

Dargestellt sind Lager 14 mit drei oder vier Kugeln 15 in axialer Richtung. Selbstverständlich können dies auch mehr oder weniger sein, wobei mindestens zwei Kugeln vorhanden sein sollten. Des weiteren kann auch der Abstand der Kugeln 15 in axialer Richtung variiert werden, vorteilhaft besteht ein gewisser Zwischenraum zwischen ihnen. Selbstverständlich verringert sich der Verschleiß und es verbessert sich die Übertragung der radialen Fügekräfte mit Erhöhung der Anzahl der Kugeln 15.

In der 4 und mit entsprechender Vergrößerung in der 5 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Hier ist im Schnitt gemäß einer radialen Ebene durch eine Verbindung einer Spindel 11c mit einem Maschinenwerkzeug 20c bzw. einem äußeren Kegel 17c und einem inneren Kegel 21c eine Verdrehsicherung dargestellt.

Zwischen der äußeren Lagerfläche 13c und der inneren Lagerfläche 22c befindet sich ein umlaufendes Lager 14c mit Kugeln 15c, welche in eine umlaufenden Gummimatte 16c eingebettet sind. Dies dient auch als beispielhafte Anschauung für die Lager 14a und 14b aus den 1 bis 3, wie die Kugeln 15 in Umfangsrichtung verteilt sein können.

Die Lagerfläche 22c des inneren Kegels 21c ist genau kreisrund. In Abweichung davon ist die Lagerfläche 13c des äußeren Kegels 17c mit Erhebungen 36c versehen. Dabei sind die Erhebungen 36c so ausgebildet, dass die Lagerfläche 13c von einer kreisrunden Form nach innen abweichend die Form eines Vielecks aufweist. Insbesondere sieht dies so aus, dass genau mittig zwischen zwei Anlagepunkten von Kugeln 15c an der Lagerfläche 13c ein Zwischenpunkt 37c gewählt wird, zu dem hin die Lagerfläche als Gerade verläuft.

Aus 5 lässt sich sehr gut erkennen, dass somit die Lagerfläche 13c bzw. deren Erhebung 36c in einem Winkel &agr; von der Kreisfläche nach innen abweicht. Dies lässt sich dadurch veranschaulichen, dass an dem Anlagepunkt der Kugel 15c mit dem äußeren Kegel 17c bzw. der Lagerfläche 13c die gestrichelt dargestellte Tangente angelegt wird. Zwischen dieser Tangente und dem tatsächlichen Verlauf der Lagerfläche 13c mit einem geraden Abschnitt liegt der Winkel &agr;. Somit steigt die Erhebung 36c zwischen dem Anlagepunkt und dem Zwischenpunkt 37c mit dem Winkel &agr; an.

Die Erhebungen 36c bzw. der Winkel &agr; sind hierbei derart ausgebildet, dass &agr; einerseits größer als 0 ist. Andererseits ist &agr; kleiner als ein Reibwinkel, welcher durch die Materialkombination zwischen Kugel 15c und äußerem Kegel 17c bzw. Lagerfläche 13c vorgegeben ist. Dieser Reibwinkel ist von der Materialkombination bestimmt und an sich von konstruktiven Gegebenheiten unabhängig. Wird der Winkel &agr; größer als 0 und kleiner als dieser Reibwinkel gewählt, so kann die Lagerfläche 13c bzw. der Kegel 17c nicht an den Kugeln 15c vorbeirutschen bzw. sich mit Reibung bewegen. Es besteht also eine Blockierung zwischen dem äußeren Kegel 17c und dem Lager 14c.

Bereits dadurch kann eine gewisse Verdrehsicherung zwischen dem äußeren Kegel 17c und dem inneren Kegel 21c erzielt werden. Dabei wird, wenn die Lagerfläche 13c bzw. die Erhebungen 36c in gleicher Form bzw. mit gleichem Winkel &agr; in axialer Richtung fortgeführt sind, eine gewisse Verdrehsicherung bei gleichzeitig aufrechterhaltener axialer Bewegbarkeit erreicht werden. Hier kann es auch vorgesehen sein, dass der vorgesehene Winkel &agr; erst beim axialen Anschlag der beiden Teile 11 und 20 zueinander vorliegt und davor noch geringer ist, was ein axiales Fügen erleichtert.

Falls sich die beiden Kegel 17c und 21c gegeneinander verdrehen sollten, müssten die Kugeln 15c an der Lagerfläche 22c des inneren Kegels 21c entlang reiben. Da hierzu eine sehr große Kraft notwendig wäre, wird hier bereits eine Art Verdrehsicherung bzw. eine Drehmomentübertragung erreicht. Wird auch die Kegelfläche 21c entsprechend mit Erhebungen und einem Winkel kleiner als der Reibwinkel der Materialkombination zwischen Kugeln 15c und Lagerfläche 22c gewählt, so erfolgt eine absolute Blockierung einer Verdrehbewegung. So kann für ein Arbeiten mit dem Maschinenwerkzeug eine gute Drehmomentübertragung erreicht werden.

Dies kann den Vorteil haben, dass zusätzlich zu einer axialen Verspanneinrichtung sowie der Kraftübertragung durch das Aneinanderliegen der Stoßflächen 19 und 25 aneinander eine Drehmomentübertragung über die Lagerflächen 13 und 22 in Verbindung mit den Lagern 14 erreicht werden kann.

Bei einer Ausgestaltung gemäß 4 ist also nur eine Lagerfläche mit Erhebungen versehen, und es bietet sich an, diese an dem Kegel der Spindel 11 vorzusehen. Somit können übliche, exakt konische kegelförmige Maschinenwerkzeuge 20, welche keine Erhebungen 26 aufzuweisen brauchen, in die Spindel 11 eingespannt werden.

In 6 ist dargestellt, wie zwei beliebige Maschinenteile, nämlich eine Gegenplatte 11d und eine Grundplatte 20d, miteinander verbunden werden können und dabei exakt ausgerichtet sind. Dazu wird das gleiche Grundprinzip angewendet, wie es vorstehend beschrieben ist. Die Grundplatte 20d trägt zwei abstehende Kegel 17d mit Außenflächen 21d. An diesen sind Kugeln 15d angebracht, beispielsweise wie zuvor beschrieben in einer Gummimatte odgl. Sie können auch an der anderen Lagerfläche angebracht sein.

Die Kegel 17d werden in entsprechende Lagerflächen 13d eingebracht, wie dies auch 7 zeigt. Das Prinzip der Ausrichtung und Verspannung ist dasselbe wie zuvor beschrieben.


Anspruch[de]
  1. Verbindung zweier Maschinenteile, vorzugsweise einer Werkzeugmaschinenspindel (11) und eines Maschinenwerkzeugs (20), wobei die beiden Maschinenteile mittels mindestens eines Außenkegels (17a, 21b) und eines korrespondierenden Innenkegels (17b, 21a) an Fügeflächen (13, 22) zueinander ausgerichtet und befestigt werden, wobei die beiden Kegel (17, 21) in einer Axialbewegung gefügt werden unter elastischer Verformung eines der beiden Kegel im Bereich der Fügeflächen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fügeflächen Lager (14) mit Wälzkörpern (15) angeordnet sind, wobei an beiden zu verbindenden Teilen (11d, 20d) jeweils mindestens zwei Paare von Außenkegel (17d, 21d) und Innenkegel (13d) vorgesehen sind.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Außenkegel (17d, 21d) und Innenkegel (13d) jeweils an einer gemeinsamen Ebene vorgesehen sind.
  3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (14) bzw. die Wälzkörper (15) in Umfangsrichtung verteilt sind, vorzugsweise im wesentlichen kontinuierlich oder mit gleichen Abständen.
  4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (14) in axialer Richtung mehrere Wälzkörper (15) aufweisen, vorzugsweise mehr als zwei.
  5. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper Kugeln (15) sind.
  6. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (15) in einer Führung (16) des Lagers (15) gehalten sind, vorzugsweise in einer Kugelbüchse.
  7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung elastisch ist, insbesondere eine Gummimatte (16) ist, in welcher die Wälzkörper (15) gelagert sind und geringfügig überstehen.
  8. Verbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung ringförmig und geschlossen entlang des gesamten Umfangs der Fügeflächen (13, 22) verläuft.
  9. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (14) an einem der Kegel (17, 21) befestigt sind, wobei sie insbesondere an dem Kegel (17) des einen Teils (11) befestigt sind.
  10. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch radial verlaufende Stoßflächen (19, 25), mit denen die beiden Maschinenteile (11, 20) als Anschlag der Verbindung in axialer Richtung verbunden sind.
  11. Verbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stoßfläche (19a, 25b) an einem Flansch (18a, 24b) vorgesehen ist, welcher von dem Außenkegel (21b) radial nach außen absteht, und vorzugsweise die andere Stoßfläche (19b, 25a) an einer Stirnfläche um den Innenkegel (17a) herum vorgesehen ist.
  12. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Erhebung (36c) im Bereich eines Wälzkörpers (15c), wobei die Erhebung in axialer Richtung an einem der Kegel (17c) verläuft und wobei die Erhebung in einer Richtung entlang der Umfangsrichtung eine ansteigende Fläche aufweist, wobei der Winkel zwischen der ansteigenden Fläche und der Tangente an die Kegelfläche im Bereich des Wälzkörpers (15c) zwischen 0° und einem Reibwinkel der Materialkombination zwischen Wälzkörper (15c) und dem anderen Kegel (21c) liegt.
  13. Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Erhebungen (36c) in Umfangsrichtung verteilt vorgesehen sind, wobei vorzugsweise alle Wälzkörper (15c) in einer Reihe an einer ansteigenden Fläche einer Erhebung vorgesehen sind.
  14. Verbindung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Erhebungen (36c) aneinander schließen mit dem Ansatz der ansteigenden Fläche, so dass eine V-förmige Vertiefung entsteht, wobei die Wälzkörper (15c) in den Vertiefungen verlaufen.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com