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Dokumentenidentifikation DE10317097B4 15.11.2007
Titel Vorrichtung zum Einspannen von Werkzeugen oder Werkstücken
Anmelder Vollmer Werke Maschinenfabrik GmbH, 88400 Biberach, DE
Erfinder Bailer, Peter, 88433 Schemmerhofen, DE;
Beck, Ernst, 88400 Biberach, DE;
Bayer, Johann, 88454 Hochdorf, DE
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Anmeldedatum 14.04.2003
DE-Aktenzeichen 10317097
Offenlegungstag 11.11.2004
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.11.2007
IPC-Hauptklasse B23B 31/103(2006.01)A, F, I, 20060111, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen von Werkzeugen oder Werkstücken mit Koppelschäften verschiedener Geometrie auf einer Achsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Einspannen in Werkzeugmaschinen besitzen Werkzeuge Koppelschäfte, die in entsprechenden Werkzeugaufnahmeeinrichtungen aufgenommen und fixiert werden können. So ist es üblich, eine Achsanordnung, beispielsweise für eine Fräsmaschine, mit einer Werkzeugaufnahme eines bestimmten Typs auszubilden. In diese Werkzeugaufnahme können verschiedene Werkzeuge eingesetzt und darin fixiert werden, sofern sie Koppelschäfte desselben Typs aufweisen. Die Verwendung von Werkzeugen mit einheitlichen Koppelschäften, die auf einen bestimmten Aufnahmentyp abgestimmt sind, bietet insbesondere Vorteile bei automatischen Werkzeugmaschinen, bei welchen zur Bearbeitung komplexer Werkstücke eine Vielzahl verschiedener Werkzeuge eingesetzt und automatisch gewechselt werden müssen.

Der Einsatz eines bestimmten Aufnahmesystems mit darauf abgestimmten Koppelschäften ist bei Werkzeugmaschinen zur Werkstückbearbeitung in der Regel problemlos möglich, da für verschiedene auftretende Bearbeitungssituationen in der Regel auch geeignete Werkzeuge mit dem für die gegebene Werkzeugaufnahme erforderlichen Koppelschaft zur Verfügung stehen. Eine andere Situation ergibt sich allerdings dann, wenn auf ein und derselben Achsanordnung Werkzeuge eingespannt werden sollen, welche verschiedenartige Koppelschäfte aufweisen. Dies ist beispielsweise bei der Instandhaltung von Werkzeugen erforderlich. So ist es üblich, aufwendig gestaltete und in der Anschaffung kostenintensive Werkzeuge regelmäßig einer Instandhaltungsbearbeitung zu unterziehen, beispielsweise um diese nachzuschärfen, so dass deren Lebensdauer erheblich verlängert werden kann. Hierfür gibt es entsprechende Bearbeitungsmaschinen, welche gewünschtenfalls automatisiert derartige Werkzeuge nachbearbeiten. Solange Werkzeuge mit dem jeweils gleichen Koppelschafttyp auf derartigen Bearbeitungsmaschinen nachbearbeitet werden, ist eine zügige und gegebenenfalls automatisierte Nachbearbeitung möglich. Sobald allerdings Werkzeuge mit unterschiedlichen Koppelschafttypen auf ein und derselben Bearbeitungsmaschine nachbearbeitet werden sollen, ergeben sich Probleme, insbesondere aufgrund eines erheblichen Umrüstungsaufwands, der häufig darin resultiert, dass die komplette Achsanordnung ausgewechselt werden muss. Dadurch kommt es zu langen Ausfallzeiten der Bearbeitungsmaschine, was deren Wirtschaftlichkeit erheblich beeinträchtigt.

An der deutschen Patentschrift DE 35 06 901 C2 ist ein Werkzeugadapter für eine Spindel von Werkzeugmaschinen bekannt, wobei die Spindel eine konische Aufnahmebohrung an ihrem Spindelkopf und eine verschiebbare Zugstange aufweist, die eine erste Spannzange trägt. Der Werkzeugadapter weist hierbei einen zur Aufnahmebohrung passenden Kegelschaft, eine Adapteraufnahmebohrung und eine zweite Spannzange auf. Beim Einsetzen des Werkzeugadapters wird dieser durch Verriegelungsglieder in der Spindelaufnahmebohrung gehalten. Wenn nun ein Werkzeug in den Werkzeugadapter eingeführt wird, verschiebt sich zunächst die Zugstange, was die erste Spannzange dazu veranlasst, einen Kopplung zwischen der Zugstange und dem Werkzeugadapter herzustellen. In der Folge stellt die zweite Spannzange eine Verbindung zwischen dem Koppelschaft des Werkzeugs und dem Adapter her, so dass durch weiteres Bewegen der Zugstange das Werkzeug weiter in die Spindel gespannt wird.

Im Dokument DE 44 15 466 A1 wird ein Spindelstock mit einer Universal-Spannvorrichtung offenbart. Dieser weist einen Spannkörper auf, in dem schräge Spannbolzen unter Federkraft nach innen verschiebbar geführt werden, die ein Werkzeug oder auch einen Universal-Spannadapter in dem Spindelstock spannen können. Bei Einführen eines Werkzeugs in den Spannadapter wird durch dieses Einführen ein Element des Adapters so verschoben, dass es in einen gekoppelten Eingriff mit dem Spannelement der Spindel kommt und dann das Werkzeug weiter in die Spindel eingezogen werden kann.

Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, welche eine einfache und schnelle Adaptierung an Werkzeuge mit verschiedenen Koppelschäften ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Einspannen von Werkzeugen oder Werkstücken mit Koppelschäften verschiedener Geometrie auf einer Achsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung bietet demzufolge die Möglichkeit, ein und dieselbe Achsanordnung unter verhältnismäßig geringem Aufwand in Anpassung an Koppelschäfte verschiedener Geometrie umzurüsten. So ist es möglich, die Achsanordnung mit einer auf einen bestimmten Koppelschaft abgestimmten Aufnahmebuchse auszubilden und dann nach Maßgabe der weiteren einzuspannenden Koppelschafttypen entsprechende Adapterbuchsen und korrespondierende Adapterspannorgane bereitzustellen. Die Erfindung erlaubt somit auch eine automatisierte Nutzung der Achsanordnung, unabhängig davon, welcher Koppelschafttyp auf dieser einzuspannen ist. Dies rührt daher, dass die Achsanordnung kurzfristig auf einen bestimmten Koppelschafttyp zu adaptieren ist und dann Werkzeuge mit entsprechendem Koppelschaft auf dieser Achsanordnung bearbeitet, beispielsweise einer Schleifbehandlung unterzogen werden können. Nach abschließender Bearbeitung von Werkzeugen dieses einen Koppelschafttyps kann dann kurzfristig die Achsanordnung auf einen davon abweichenden Koppelschafttyp umgerüstet werden und erneut eine automatisierte Bearbeitung entsprechender Werkzeuge durchgeführt werden.

Wenn im Rahmen dieser Erfindung von „Werkzeugen oder Werkstücken" die Rede ist, so bedeutet dies, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl zur Aufnahme von Werkzeugen an einer Werkzeugmaschine ausgebildet sein kann als auch an einer Bearbeitungsmaschine zur Aufnahme von Werkstücken ausgebildet sein kann.

Wird im folgenden von Werkzeugen oder Werkstücken gesprochen, so sind stets beide Fälle, nämlich die unmittelbare Werkstückbearbeitung mittels einer Werkzeugmaschine sowie die Werkzeugnachbearbeitung in Betracht zu ziehen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich das Adapterspannorgan in Richtung der Längsachse in die Adapterbuchse hinein erstreckt. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass das Adapterspannorgan spielarm in der Adapterbuchse in Richtung der Längsachse geführt ist. So ist es erfindungsgemäß möglich, eine Kombination aus Adapterspannorgan und Adapterbuchse in Abstimmung auf den Koppelschafttyp bereitzustellen, der in einfacher Weise und mit geringem Zeitaufwand an der Aufnahmebuchse und dem korrespondierenden Spannelement angebracht werden kann. Die spielarme Führung des Adapterspannorgans in der Adapterbuchse erlaubt ein einfaches Einspannen von Werkzeugen oder Werkstücken, insbesondere ein automatisiertes Einspannen von Werkzeugen oder Werkstücken auf der Achsanordnung, da das Adapterspannorgan stets in einer definierten Position relativ zu der Adapterbuchse gehalten wird.

Erfindungsgemäß kann weiter vorgesehen sein, dass das Adapterspannorgan unmittelbar mit dem Spannelement koppelbar ist, vorzugsweise auf dieses aufschraubbar ist. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass zur Kopplung von Adapterspannorgan und Spannelement eine Verbindungshülse vorgesehen ist. Je nach Adapterbuchse ist eine der beiden vorstehend genannten Optionen zu wählen. Es kann mit einer Verbindungshülse beispielsweise ein Adapterspannorgan mit dem Spannelement unter Überdrückung einer verhältnismäßig großen Entfernung in axialer Richtung gekoppelt werden.

Vorstehend wurde dargelegt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sich insbesondere zum automatisierten Einspannen von Werkzeugen oder Werkstücken auf der Achsanordnung eignet. Ein derartiges automatisiertes Einspannen wird dadurch erleichtert, dass die verschiedenen Adapterkomponenten, nämlich die Adapterbuchse und das Adapterspannorgan, nach einer Umrüstung sich stets in derselben Relativposition zu der Achsanordnung befinden. Dies kann bezüglich der Adapterbuchse beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Aufnahmebuchse eine Bezugsfläche zur Ausrichtung der Adapterbuchse relativ zur Längsachse aufweist. Im einzelnen kann hierfür vorgesehen sein, dass die Bezugsfläche von einer zur Längsachse im wesentlichen orthogonal verlaufenden, planen Stirnfläche der Aufnahmebuchse gebildet ist. So ist es möglich, beim Umrüsten der Achsanordnung die Adapterbuchse in Anlage mit der Bezugsfläche und somit in eine definierte Axialposition bezüglich der Achsanordnung zu bringen.

Neben der axialen Positionierung der Adapterbuchse mittels der vorstehend angesprochenen Bezugsfläche ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Adapterbuchse eine Zentriereinrichtung aufweist, mittels welcher die Adapterbuchse bezüglich der Längsachse zentrierbar ist. Obgleich die Aufnahmebuchse und die darin zu positionierenden Adapterbuchsen bereits mit einer verhältnismäßig hohen Genauigkeit gefertigt werden können, so dass aufgrund der engen Fertigungstoleranzen bereits eine gute Zentrierung der Adapterbuchse relativ zu der Längsachse der Achsanordnung möglich ist, wird durch diese erfindungsgemäße Maßnahme weiter die Genauigkeit einer Zentrierung der jeweiligen Adapterbuchse zur Längsachse verbessert. Bildet man die Zentriereinrichtung mit Stellschrauben aus, so kann in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß weiter vorgesehen sein, dass wenigstens drei Stellschrauben über den Umfang der Adapterbuchse verteilt vorgesehen sind. Die Stellschrauben können beispielsweise in Form von Madenschrauben in einem ein freies Ende der Aufnahmebuchse umgebenden Ringflansch angeordnet sein, welcher mit einer Axialstirnfläche an der Bezugsfläche anliegt. Alternativ zu der verhältnismäßig einfachen Ausgestaltung der Zentriereinrichtung mittels Stellschrauben ist es jedoch auch möglich, aufwendigere Zentriereinrichtungen vorzusehen oder beispielsweise eine Lageranordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere der Achsanordnung, mit einer Zentrierfunktion auszubilden.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Aufnahmebuchse gibt es verschiedene Möglichkeiten. So sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Aufnahmebuchse mit einer kegelförmigen Aufnahmeöffnung zur Aufnahme der Adapterbuchse ausgebildet ist. In entsprechender Weise kann dann die Adapterbuchse mit einem zur Aufnahmeöffnung korrespondierenden Außenkegel ausgebildet sein. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Adapterbuchse mit einer Werkstückaufnahmeöffnung ausgebildet ist, welche auf die Geometrie des Koppelschafts des jeweils aufzunehmenden Werkzeugs oder Werkstücks abgestimmt ist.

Vorstehend wurde mehrfach von einer automatischen Achsanordnung gesprochen. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Achsanordnung als numerisch gesteuerte Achsanordnung ausgebildet ist, welche bei Einführen eines Werkzeugs oder Werkstücks in die Aufnahmebuchse oder in die in die Aufnahmebuchse eingesetzte Adapterbuchse dieses selbsttätig unter Einbindung des Spannelements oder des mit diesem gekoppelten Adapterspannorgans um die Längsachse drehbar einspannt.

Mit anderen Worten ist es möglich, die einzelnen Werkzeuge oder Werkstücke automatisch der Achsanordnung zuzuführen und in dieser einzuspannen. Ein manuelles Eingreifen kann somit auf die wenigen Situationen begrenzt werden, in welchem die Achsanordnung mit einer andersartigen Adapterbuchse und einem korrespondierenden Adapterspannorgan umzurüsten ist. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auch das Umrüsten automatisch erfolgt, indem numerisch gesteuert eine entsprechende Adapterbuchse und ein entsprechendes Adapterspannorgan auf der Achsanordnung angebracht wird.

Zum Fixieren der jeweiligen Adapterbuchse an der Aufnahmebuchse können Fixierschrauben verwendet werden. Gleichermaßen sind Schnellverschlüsse, beispielsweise Bajonettverschlüsse oder dergleichen, möglich.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es stellen dar:

1 ein schematisierter Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und eine Seitenansicht eines darin einzuspannenden Werkstücks mit einem bestimmten Koppelschaft;

2 eine Vorrichtung entsprechend 1, adaptiert an ein Werkstück mit von dem gemäß 1 gezeigten Werkstück abweichender Koppelschaftgeometrie;

3 die Vorrichtung gemäß 1 und 2 und ein entsprechendes Werkstück mit abweichender Koppelschaftgeometrie und

4 die Vorrichtung entsprechend 1-3 und ein entsprechendes Werkstück mit wiederum abweichender Koppelschaftgeometrie.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Man erkennt eine Achsanordnung 12 mit einer Längsachse A. Die Achsanordnung 12 umfaßt ein Gehäuse 14. In dem Gehäuse 14 ist eine Aufnahmebuchse 16 über eine Lageranordnung mit zwei sowohl Radial- als auch Axialkräfte aufnehmenden Lagern 18 und 20 um die Längsachse A drehbar gelagert. Die Lager 18 und 20 sind über Distanzhülsen 22 und 24 in vorbestimmtem Abstand zueinander gehalten. Sie sind über einen Sicherungsdeckel 26 gegen axiale Verschiebung gesichert und in axialer Richtung zueinander verspannt. Die Lager 18 und 20 sorgen für eine spielfreie Lagerung der Aufnahmebuchse 16 innerhalb des Gehäuses 14.

Die Aufnahmebuchse 16 ist an ihrem in 1 linken freien Ende mit einer kegelförmigen Aufnahmeöffnung 28 versehen und ist über ihre gesamte axiale Länge hohl ausgebildet. Durch sie erstreckt sich ein axial bewegbares, in der Aufnahmebuchse 16 in axialer Richtung geführtes Spannelement 30. Das Spannelement 30 ist an seinem in 1 rechten Ende mit einem nicht gezeigten Betätigungsglied zur axialen Verlagerung koppelbar. An seinem in 1 linken Ende ist auf das Spannelement 30 ein Spannorgan 32 mit einem deformierbaren Spannkörper 34 aufgeschraubt. Der Spannkörper 34 ist buchsenartig ausgebildet und über einen Teil seiner axialen Länge mehrfach geschlitzt. Dadurch lässt er sich in radialer Richtung deformieren, d.h. durch radiales Belasten an seinem Außenumfang kann der Spannkörper 34 zusammengedrückt werden, so dass sich sein Außen- sowie Innendurchmesser reduziert. Der Spannkörper 34 ist derart im Inneren der Aufnahmebuchse 16 aufgenommen, dass er bei einer axialen Verlagerung in 1 nach rechts mit seiner Außenumfangsfläche an einer konisch zulaufenden Innenumfangsfläche 35 der Aufnahmebuchse 16 zur Anlage kommt. Bei einer weiteren Axialverlagerung in 1 nach rechts kommt es zu der vorstehend angesprochenen radialen Belastung über dem Umfang des Spannkörpers 34, so dass sich dieser an seinem in 1 linken Ende zusammenzieht.

1 zeigt ferner eine Anschlaghülse 36, die an ihrer Außenumfangsfläche stufig ausgebildet ist und mit einem korrespondierenden Axialanschlag 38 an der Innenumfangsfläche der Aufnahmebuchse 16 zusammenwirkt. Die Anschlaghülse 36 ist axial verschiebbar auf dem Spannelement 30 geführt. Das Spannelement 30 umfaßt in axialer Entfernung von seinem in 1 linken Ende einen Ringansatz 40. Zwischen dem Ringansatz 40 und der Anschlaghülse 36 ist ein Tellerfederpaket 42 aufgenommen. Dieses Tellerfederpaket 42 wirkt derart mit dem Ringansatz 40 und der Anschlaghülse 36 sowie dem Axialanschlag 38 zusammen, dass sich das Spannelement 30 entlang der Achse A in Richtung in 1 nach links lediglich unter Komprimierung des Tellerfederpakets 42 verlagern lässt. Bei Freigabe des Spannelements 30 bewegt sich dieses unter der relaxierenden Wirkung des Tellerfederpakets 42 wieder in seine Ausgangslage zurück und zieht dabei den Spannkörper 34 in eine Axialposition, in welcher dieser mit der Innenumfangsfläche 35 der Aufnahmebuchse 16 derart zusammenwirkt, dass sich sein in 1 linkes Ende zusammen zieht, wie vorstehend geschildert.

In 1 ist ferner schematisch ein Getriebe 44 zum Drehantreiben der Aufnahmebuchse 16 dargestellt. Das Getriebe 44 ist in dem Gehäuse 14 fixiert. Hierzu dient ferner ein Zwischenflansch 46 an dessen radial innen liegender Umfangsfläche ein Axiallager 47 angebracht ist. Ferner ist in 1 in schematischer Darstellung ein Innenläufermotor 48 zu erkennen, welcher mit dem Getriebe 44 antriebsmäßig gekoppelt ist. Vom Innenläufermotor 48 geht ein Stromkabel 50 aus, dass sich in nicht dargestellter Weise in eine Kabelführungseinrichtung 52 hineinerstreckt. Radial innerhalb des Stromkabels 50 erkennt man einen schematisch dargestellten Positionsgeber 54, der sowohl mit der drehangetriebenen Aufnahmebuchse 16 als auch mit dem Gehäuse 14 gekoppelt ist.

Im Folgenden soll die Gestaltung der Aufnahmebuchse 16 und des Spannorgans 34 zum Aufnehmen eines in 1 auf der linken Seite gezeigten Werkstücks 60 diskutiert werden. Das Werkstück 60 ist mit einem kegelförmigen Schaft 62 und einem sich daran anschließenden Anzugbolzen 64 ausgebildet. An seinem von dem Schaft 62 abgewandten Ende weist das Werkstück 60 verschiedenartige Schneiden 66 auf, die beispielsweise bei der Fräsbearbeitung von Werkstücken verschlissen wurden und nun eingespannt in der Achsanordnung 12 einer Schleifbehandlung zu unterziehen sind. Der Schaft 62 entspricht den Dimensionen einer Aufnahme „SK 50" nach DIN 69871.

Die Aufnahmebuchse 16 weist eine entsprechend dem Schaft 62 ausgebildete kegelförmige Innenoberfläche 67 der Aufnahmeöffnung 28 auf. An ihrem in 1 linken Ende ist die Aufnahmebuchse 16 mit einer zur Längsachse A orthogonalen Bezugsfläche 68 versehen. Die Aufnahmeöffnung 28 ist in ihrem in 1 linken Bereich von einem Flansch 70 umgeben, der an seiner radialen Außenseite von einer ringförmigen Umfangsfläche 72 begrenzt ist.

Zum Einspannen des Werkstücks 60 in die Achsanordnung 12 wird der kegelförmige Schaft 62 in die Aufnahmeöffnung 28 eingeführt. Dabei bewegt sich der Anzugbolzen 64 zu dem Spannkörper 34 hin. Damit der Anzugbolzen 64 in das Innere des Spannkörpers 34 eindringen kann, wird der Spannkörper 34 durch axiales Verschieben des Spannelements 30 in 1 nach links geöffnet. Dabei wird das Tellerfederpaket 42 komprimiert. Sobald der Anzugbolzen 64 in das Innere des Spannkörpers 34 eingedrungen ist, wird das Spannelement 30 wieder freigegeben, so dass sich dieses unter der relaxierenden Wirkung des Tellerfederpakets 42 in 1 zurück nach rechts bewegt. Dabei wird der Schaft 62 in axialer Richtung A weiter in die Aufnahmeöffnung 28 eingezogen, bis er schließlich formschlüssig in dieser anliegt. Unter der Wirkung des Tellerfederpakets 42 wird der Spannkörper 34 an seinem in 1 linken Ende weiter zusammengezogen, indem er an der konischen Innenumfangsfläche 35 der Aufnahmebuchse 16 abgleitet und dadurch in radialer Richtung komprimiert wird. Das Werkstück 60 ist somit drehfest und belastbar auf der Achsanordnung 10 eingespannt und kann bearbeitet werden. Eine Freigabe des Werkstücks 60 erfolgt in umgekehrter Abfolge der einzelnen Spannschritte.

2 stellt dieselbe Achsanordnung 10 dar, wie in 1 gezeigt, jedoch adaptiert an ein Werkstück 60a mit einem Schaft 62a, dessen Dimensionierung von dem des Schafts 62 aus 1 abweicht. Der Schaft 62a ist entsprechend „SK 40" nach DIN 69871 ausgebildet.

Zur Adaptierung der Achsanordnung 10 an den Schaft 62a ist in die Aufnahmebuchse 16 eine Adapterbuchse 74a eingesetzt. Die Adapterbuchse 74a weist einen kegelförmigen Abschnitt 76a auf, mit welchem sie in die Aufnahmeöffnung 28 (siehe 1) der Aufnahmebuchse 16 eingesetzt ist. Der kegelförmige Abschnitt 76a der Adapterbuchse 74a ist an seiner Außenoberfäche 75a an die Innenoberfläche 67 der Aufnahmeöffnung 28 angepasst. Die Adapterbuchse 74a weist ferner eine Aufnahmeöffnung 78a auf, wobei deren Innenoberfläche 79a an die Geometrie des Schafts 62a des Werkstücks 60a angepasst ist. Im Inneren der Adapterbuchse 74a ist wiederum ein Spannkörper 34a vorgesehen, der über ein Adapterspannorgan 80a mit dem Spannelement 30 zur gemeinsamen Axialbewegung gekoppelt ist.

Die Adapterbuchse 74a ist fest mit der Aufnahmebuchse 16 über Kopfschrauben 82 verschraubt. Zum Ausrichten der Adapterbuchse 74a bezüglich der Längsachse A sind verschiedene Stellschrauben vorgesehen, nämlich zum Einen Stellschrauben 84a, die eine Ausrichtung der Adapterbuchse 74a in radialer Richtung ermöglichen. Hierfür sind vier Stellschrauben über den Umfang der Adapterbuchse 74a in einem axial vorspringenden Ringbereich 86a vorgesehen, so dass diese mit der Außenumfangsfläche 72 des Flansches 70 der Aufnahmebuchse 16 zusammenwirken können. Zum axialen Ausrichten sind Stellschrauben 88a vorgesehen (nur eine gezeigt), welche eine Positionierung der Adapterbuchse 74a durch Wechselwirkung mit der Bezugsfläche 68 der Aufnahmebuchse 16 zulassen.

Es ist noch bezüglich 2 anzumerken, dass an der Außenumfangsfläche 75a der Adapterbuchse 74a eine Ringnut mit einem darin eingelegten Gummiring 90 vorgesehen ist. Dieser dient ebenfalls zum Positionieren der Adapterbuchse 74a innerhalb der Aufnahmebuchse 16.

Die Aufnahme und das Einspannen des Werkstücks 60a auf der Achsanordnung 10 gemäß 2 erfolgt in gleicher Weise wie für 1 bereits im Detail erläutert.

3 zeigt auf der linken Seite ein weiteres Werkzeug 60b, welches mit einem Schaft 62b ausgebildet ist. Die Geometrie des Schafts 62b ist gegenüber den Schaftgeometrien der Werkzeuge 60 und 60a aus 1 und 2 andersartig ausgebildet. Der Schaft 62b antspricht „HSK 63" nach DIN 69893.

Zum Aufnehmen des Werkstücks 60b auf der Achsanordnung 10 ist in deren Aufnahmebuchse 16 eine Adapterbuchse 74b eingesetzt und über Zentrier- und Positionierschrauben 84b und 88b bezüglich der Längsachse A positioniert. Nach Positionierung der Adapterbuchse 74b ist diese über die Kopfschrauben 82 an der Aufnahmebuchse 16 fixiert. In der Adapterbuchse 74b aufgenommen ist wiederum ein Spannkörper 34b, der auf einem Adapterspannorgan 80b befestigt und innerhalb der Adapterbuchse 74b spielarm geführt ist. Das Adapterspannorgan 80b ist über eine Verbindungshülse 92 mit dem Spannelement 30 gekoppelt.

Aus 3 ist wiederum ersichtlich, dass die in 1 gezeigte Achsanordnung 12 durch Anbringen der Aufnahmebuchse 74b und des Spannkörpers 34b mittels des Adapterspannorgans 80b und der Verbindungshülse 92 mit wenigen Arbeitsschritten und unter geringem Nachrüstaufwand zum Aufnehmen des Werkstücks 60b mit dem Koppelschaft 62b adaptiert werden kann.

4 zeigt, wie die Achsanordnung 10 zum Aufnehmen des Werkstücks 60c mit einem zylindrischen Schaft 62c adaptiert werden kann. Hierzu ist wiederum eine entsprechende Adapterbuchse 74c an der Aufnahmebuchse 16 angebracht und, wie vorstehend mehrfach beschrieben, positioniert bzw. zentriert. In der Adapterbuchse 74c, welche ebenfalls mit einem Durchbruch ausgebildet ist, ist eine mehrteilige Spannzange 94c aufgenommen, die zur gemeinsamen Bewegung entlang der Längsachse A mit dem Adapterspannorgan 80c gekoppelt ist. Das Adapterspannorgan 80c ist wiederum zur gemeinsamen Bewegung mit dem Spannelement 30 verbunden.

Durch axiale Verlagerung der Spannzange 94c innerhalb der Adapterbuchse 74c in 4 nach rechts kann deren freies Ende 96c, welches ebenfalls axial geschlitzt ist, mit seiner Außenoberfläche 98c entlang der Innenoberfläche 79c der Aufnahmeöffnung der Adapterbuchse 74c entlang gleiten. Dadurch kann der Innendurchmesser der Spannzange 94c zum Einspannen des Koppelschafts 62c des Werkstücks 60c entsprechend reduziert werden.

Auch 4 zeigt die einfache Adaptierbarkeit der Achsanordnung 10 an eine Aufnahmesituation zum Aufnehmen des Werkstücks 60c. Dabei wird zunächst das Adapterspannorgan 80c auf das Spannelement 30 aufgeschraubt und anschließend die Adapterbuchse 74c in bereits mehrfach beschriebener Weise in die Aufnahmebuchse 16 eingesetzt, in dieser positioniert und schließlich fixiert. Schließlich wird die Spannzange 94c in die Aufnahmeöffnung der Aufnahmebuchse 74c eingesetzt und mit dem Adapterspannorgan 80c gekoppelt.

Vorstehend wurden mit Bezug auf 2 bis 4 drei Varianten zur Adaptierung der Achsanordnung 10 gemäß 1 zum Einspannen von Werkstücken verschiedener Koppelschaftgeometrie vorgestellt. Diese Varianten sollen lediglich beispielhaft zeigen, dass durch einfache Adaptionsmaßnahmen gemäß der Erfindung eine vielfältige Verwendung der Achsanordnung 10 möglich ist. Es ist selbstverständlich, dass in Abhängigkeit weiterer Koppelschaftgeometrien auch weitere Adaptionsmöglichkeiten mittels einer korrespondierenden Adapterbuchse und eines entsprechenden Adapterspannorgans möglich sind. Weitere von den 2 bis 4 abweichende Varianten zur Adaptierung der Achsanordnung 10 auf entsprechende Koppelschaftgeometrien, welche ebenfalls eine Adapterbuchse und ein entsprechendes Adapterspannorgan aufweisen, fallen ebenfalls in den Rahmen dieser Erfindung.


Anspruch[de]
Vorrichtung (10) zum Einspannen von Werkzeugen (60, 60a, 60b, 60c) oder Werkstücken mit Koppelschäften (62, 62a, 62b, 62c) verschiedener Geometrie auf einer Achsanordnung (12), wobei die Achsanordnung (12) eine drehbare, um eine Längsachse (A) gelagerte Aufnahmebuchse (16) und ein mit der Aufnahmebuchse (16) drehbares, relativ zu der Aufnahmebuchse (16) in Richtung der Längsachse (A) verlagerbares Spannelement (30) aufweist und wobei in Abstimmung auf den Koppelschaft (62, 62a, 62b, 62c) des auf der Achsanordnung (12) einzuspannenden Werkzeugs (60, 60a, 60b, 60c) oder Werkstücks eine Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) an der Aufnahmebuchse (16) anbringbar ist und ein Adapterspannorgan (32, 80a, 80b, 80c) mit dem Spannelement (30) koppelbar ist, wobei das Adapterspannorgan (32, 80a, 80b, 80c) mit einem zum Einspannen des jeweiligen Koppelschaftes (62, 62a, 62b, 62c) vorgesehenen Spannkörper (34, 34a, 34b, 94c) verbundenen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterspannorgan (32, 80a, 80b, 80c) unmittelbar zur gemeinsamen axialen Bewegung mit dem Spannelement (30) dauerhaft koppelbar ist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Adapterspannorgan (32, 80a, 80b, 80c) in Richtung der Längsachse in die Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) hinein erstreckt. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterspannorgan (32, 80a, 80b, 80c) spielarm in der Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) in Richtung der Längsachse (A) geführt ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterspannorgan (32, 80a, 80b, 80c) auf das Spannelement (30) aufschraubbar ist. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kopplung von Adapterspannorgan (80b) und Spannelement (30) eine Verbindungshülse (92) vorgesehen ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebuchse (16) eine Bezugsfläche (68) zur Ausrichtung der Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) relativ zur Längsachse (A) aufweist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsfläche (68) von einer zur Längsachse (A) im wesentlichen orthogonal verlaufenden, planen Stirnfläche der Aufnahmebuchse (16) gebildet ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebuchse (16) eine Zentriereinrichtung auf- weist, mittels welcher die Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) bezüglich der Längsachse (A) zentrierbar ist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentriereinrichtung Stellschrauben (84a, 84b, 84c) aufweist, welche an der Aufnahmebuchse (16) zur Lageveränderung der Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) bezüglich der Aufnahmebuchse (16) im wesentlichen orthogonal zur Längsachse (A) angreifen. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Stellschrauben (84a, 84b, 84c) über den Umfang der Aufnahmebuchse (16) verteilt vorgesehen sind. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebuchse (16) mit einer kegelförmigen Aufnahmeöffnung (28) zur Aufnahme der Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) ausgebildet ist. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) mit einem zur Aufnahmeöffnung (28) korrespondierenden Außenkegel (76a, 76b, 76c) ausgebildet ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) mit einer Werkstückaufnahmeöffnung (78a, 78b) ausgebildet ist, welche auf die Geometrie des Koppelschafts (62a, 62b, 62c) des jeweils aufzunehmenden Werkzeugs (60a, 60b, 60c) oder Werkstücks abgestimmt ist. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsanordnung (12) als numerisch gesteuerte Achsanordnung ausgebildet ist, welche bei Einführen eines Werkzeugs (60, 60a, 60b, 60c) oder Werkstücks in die Aufnahmebuchse (16) oder in die in die Aufnahmebuchse (16) eingesetzte Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) dieses selbsttätig unter Einbindung des Spannelements (30) oder des mit diesem gekoppelten Adapterspannorgans (80a, 80b, 80c) um die Längsachse (A) drehbar einspannt. Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterbuchse (74a, 74b, 74c) vermittels Fixierschrauben (82) an der Aufnahmebuchse (16) fixierbar ist.






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