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Dokumentenidentifikation DE202006020109U1 15.11.2007
Titel Vorrichtung zum Spannen eines Werkzeughalters
Anmelder EWS Weigele GmbH & Co. KG, 73066 Uhingen, DE
Vertreter Hansmann & Vogeser, 73033 Göppingen
DE-Aktenzeichen 202006020109
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 15.11.2007
Registration date 11.10.2007
Application date from patent application 25.02.2006
File number of patent application claimed 10 2006 008 818.2
IPC-Hauptklasse B23B 29/04(2006.01)A, F, I, 20070731, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B23B 31/107(2006.01)A, L, I, 20070731, B, H, DE   B23B 29/24(2006.01)A, L, I, 20070731, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und wird zum Schnellspannen eines Werkzeughalters in einer Aufnahme eines Werkzeugrevolvers einer Maschine verwendet, die z.B. eine Dreh- oder Fräsmaschine, ein Fräs- oder Drehzentrum oder ein Bearbeitungszentrum -Drehen, Fräsen, Bohren-, ist.

Bekannt sind eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Spannen von Werkzeughaltern. Insbesondere dienen radial wirkende Druckelemente oder Sperrstifte zum Arretieren eines Spannschaftes des Werkzeughalters in der betreffenden Aufnahmeausnehmung des Werkzeugrevolvers der Maschine.

Es sind auch Vorrichtungen zum Schnellspannen bekannt. Ein Nachteil dieser bekannten Lösungen ist deren hoher Fertigungsaufwand. Zudem sind die Forderungen der Anwender derartiger Vorrichtungen betreffend sehr genauer Aufnahme der Werkzeughalter, also ein Einspannen mit möglichst geringsten Toleranzen, permanent.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zu finden, die ein schnelles, sicheres und genaues Einspannen des Werkzeughalters in der Aufnahme gewährleistet und deren Fertigungsaufwand gering ist; zudem soll auch eine schnelle Entnahme des Werkzeughalters aus der Aufnahme möglich sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung zum Spannen eines Werkzeughalters mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst; die abhängigen Ansprüche 2 bis 11 offenbaren Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele der neuen Vorrichtung.

Der Kerngedanke der Erfindung umfasst eine spezielle Gestaltung des in einer Aufnahme des Werkzeugrevolvers einsteckbaren Schaftes des Werkzeughalters nebst Gestaltung der korrespondierenden Teile in der Aufnahme.

Die neue Vorrichtung zum Spannen eines Werkzeughalters in einer Aufnahme eines Revolvers einer spanabhebenden Werkzeugmaschine bzw. Bearbeitungszentrums, nutzt das aus der DE 20 2005 020 586 U1 des gleichen Anmelders bekannte Spannprinzip und entwickelt selbiges weiter.

Der Werkzeughalter besitzt, entlang seiner Zentrumsachse gesehen, einen ein Werkzeug aufnehmenden Aufnahmebereich und einen Schaft. Zwischen dem Aufnahmebereich und dem Schaft ist ein gemeinsamer Bund vorgesehen. Der Bund weist schaftseitig eine Präzisions-Planfläche auf, zur Anlage an einer Ausrichtfläche des Revolvers.

Der Schaft ist in die Aufnahme des Werkzeugrevolvers einsteckbar und in selbiger lösbar arretierbar. Hierzu weist der Schaft in seiner Umfangsfläche eine axial und zum Bund hin gerichtete Ausnehmung auf, die in Bundnähe in eine quergerichtete Hinterschneidung mündet, wobei diese Hinterschneidung eine zur Planfläche des Bundes hin zeigende Spannfläche besitzt, und der im Revolver angeordneten Aufnahme ein quer zur Einsteckrichtung liegender, bevorzugt radial ausgerichteter Spannbolzen derart zugeordnet ist, dass bei eingestecktem Schaft und dem Arbeitsschritt "Spannen" der Spannbolzen an der Spannfläche angreift und die Planfläche präzise an der Ausrichtfläche des Revolvers herangezogen und zugleich arretiert wird. In spezieller Gestaltung sind nun am Schaft mehrere Ausnehmungen mitsamt zugehöriger Hinterschneidung angeordnet und der Aufnahme im Revolver entsprechend mehrere Spannbolzen zugeordnet. Nach dem Einführen des Schaftes des Werkzeughalters in die in dem Werkzeugrevolver vorgesehene Aufnahme wird durch Betätigung des Spannbolzens die Planfläche präzise an der Ausrichtfläche des Werkzeugrevolvers herangezogen und zugleich arretiert.

Nach einer Ausführung sind die Spannbolzen in Form von Spannzapfen an einem Spannring angeordnet. Der Spannring ist im Stirnflächenbereich der Aufnahme in selbiger aufgenommen. Zudem ist an der Aufnahme eine Stelleinheit zur Bewegung des Spannringes vorgesehen.

Eine spezielle Ausführung ist, dass jeder Spannzapfen an seiner der Spannfläche des Werkzeughalters zugewandten Stirnfläche eine Führungsfläche, eine Gleitfläche und eine Spannfläche aufweist.

Zudem ist eine bevorzugte Ausführung, dass die Stelleinheit wenigstens aus einer Stellschraube und einer Zahnstange besteht, wobei die Zahnstange mit einem gezahnten Abschnitt an der Außenfläche des Spannringes in Wirkverbindung steht. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Stelleinheit eine Sicherung zugeordnet ist, welche die Längsbewegung der Zahnstange begrenzt und ein Verdrehen der Zahnstange verhindert.

Nach einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass die Aufnahme für den Werkzeughalter integraler Bestandteil des Werkzeugrevolvers ist.

Eine andere Ausführung sieht vor, dass die Aufnahme für den Werkzeughalter in einem Adapter angeordnet ist, welcher in einer Bohrung des Werkzeugrevolvers aufnehmbar und lösbar arretierbar ist.

Eine spezielle Ausführung sieht zudem vor, dass im Bereich der Hinterschneidung an der Planfläche ein Nocken vorgesehen ist, an den der im Revolver gelagerte Spannbolzen anschlägt, wenn er zum Lösen der Arretierung betätigt wird, sodass die Planfläche von der Ausrichtfläche des Revolvers weggedrückt wird. Der Schaft des Werkzeughalters wird also in axialer Richtung vom Werkzeugrevolver wegbewegt.

Nach einer weiteren Ausführung ist am Umfang des Schaftes wenigstens eine axial gerichtete Nute eingearbeitet, als Bestandteil einer Führungseinheit, deren anderes, vorzugsweise führendes Teil vorzugsweise in der den Schaft aufnehmenden Aufnahme angeordnet ist.

Bevorzugt ist zudem eine Ausführung, bei der die Spannfläche am Schaft des Werkzeughalters an einem Spannteil vorgesehen ist, welches in und auf der Ausnehmung angeordnet ist, wobei das Spannteil vorzugsweise auswechselbar auf der Ausnehmung befestigt ist, sodass bei starker Beanspruchung nur dieses Teil und nicht der gesamte Werkzeughalter ausgetauscht werden muss; die Werkzeugkosten können also um ein Weiteres minimiert werden.

Die Aufnahme für den Werkzeughalter kann, bei Anordnung im Werkzeugrevolver und auch bei Anordnung im Adapter, feststehend ausgeführt oder drehbar gelagert sein, je nachdem, ob das im Werkzeughalter aufzunehmende Werkzeug sich um seine Längsachse drehen soll oder nicht.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass mit der neuen Vorrichtung ein schnelles, sicheres und genaues Spannen des Werkzeughalters in der Aufnahme des Revolvers erfolgen kann. Zudem noch in der Verringerung des Herstellungsaufwandes für diese Vorrichtung selbst, inbegriffen die Verringerung der Anzahl der Bauteile. Die neue Vorrichtung ermöglicht weiterhin, dass das aus der DE 20 2005 020 586 U1 des gleichen Anmelders bekannte Spannprinzip auch für das Spannen von Werkzeughaltern mit einem Schaftdurchmesser größer 40 mm sicher und genau anwendbar ist.

Die Erfindung wird folgend anhand von Ausführungsbeispielen näher und in weiteren Details erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in schematischer Darstellung mehrere Arten von Werkzeughaltern und Aufnahmen, an denen das neue Spannsystem, die Vorrichtung, verwendet ist. Dabei zeigen:

1 eine Spannzange in Perspektive;

1a die Spannzange nach 1, mit Sicht auf die Arretierungsstelle an deren Schaft;

2 einen Fräsdorn in Perspektive;

2a den Fräsdorn nach 2, mit Sicht auf die Arretierungsstelle an deren Schaft;

3 eine Gewindebohrzange in Perspektive;

3a die Gewindebohrzange nach 3, mit Sicht auf die Arretierungsstelle an deren Schaft;

4 eine Zylinderaufnahme (Werkzeughalter) in Seitenansicht;

5, 5a, u. 5b einen in einen Werkzeugrevolver aufnehmbaren Adapter, in welchen die Aufnahme für den Werkzeughalter angeordnet ist

6a, 6b u. 6c einen der Aufnahme zugeordneten Spannbolzen zur Arretierung des Schaftes des Werkzeughalters;

7a, 7b u. 7c eine spezielle Ausführung der Spannbolzen;

8 einen Längsschnitt durch einen Adapter gemäß 5, der für die Aufnahme der speziellen Spannbolzen vorgesehen ist;

9a, 9b u. 9c verschiedene Ansichten eines Adapters und

10a u. 10b Detailansichten zu den spannenden Elementen des in den

9a bis 9c gezeigten Adapters.

In der 1 ist zunächst einmal ein für die Aufnahme in der neuen Vorrichtung vorgesehener Werkzeughalter in Ausbildung einer Spannzange in Perspektive gezeigt. Dieser Werkzeughalter 1 hat entlang seiner Zentrumsachse 26 einen ein Werkzeug aufnehmenden Aufnahmebereich 9 und einen Schaft 3, der in eine Aufnahme 14 eines besagten Werkzeugrevolvers 15, siehe hierzu in 4, einsteckbar ist. Der Aufnahmebereich 9 ist vom Schaft 3 durch einen gemeinsamen Bund 2 getrennt, der schaftseitig eine Präzisions-Planfläche 2a, siehe auch in 1a, zur Anlage an einer Ausrichtfläche des Werkzeugrevolvers aufweist.

Der Schaft 3 hat in seiner Umfangsfläche eine von der maschinenseitigen Stirnfläche ausgehende axial und zum Bund 2 hin gerichtete Ausnehmung 5. Diese Ausnehmung 5 mündet in Bundnähe in eine quergerichtete Hinterschneidung 6 ein, wobei diese Hinterschneidung 6 an deren revolverseitige Fläche eine zur Planfläche 2a des Bund 2 hin zeigende Spannfläche 7 besitzt. An diese Spannfläche 7 greift ein quer zur Einsteckrichtung in der Aufnahme 14 des Werkzeugrevolvers 15 angeordneter und im Wesentlichen radial gerichteter Spannbolzen 20 an. Bei Betätigung des Spannbolzens 20, also dem Spannen, wird die Planfläche 2a präzise an der Ausrichtfläche des Werkzeugrevolvers, genauer gesagt an die Stirnfläche der Aufnahme 14, herangezogen und zugleich arretiert. Dies erfolgt derart, dass durch Drillung des Spannbolzens 20 um seine Längsachse die Außenfläche mit der Spannnase 24 des Spannbolzens an der Spannfläche 7 angreift und den Schaft 3 des Werkzeughalters in axialer Richtung in die Aufnahme 14 hineinzieht, bis die Planfläche 2a an der Ausrichtfläche anliegt.

Bei diesem in den 1 und 1a gezeigten Ausführungsbeispiel ist in spezieller Ausführung im Bereich der Hinterschneidung 6, an der Planfläche 2a ein Nocken 8 vorgesehen ist, an den der im Werkzeugrevolver gelagerte Spannbolzen 20 bei dessen Betätigung zum Lösen anschlägt und somit die Planfläche 2a der Spannzange 1 von der Ausrichtfläche 18 des Werkzeugrevolvers löst, also den Schaft 3 und somit den Werkzeughalter 1 in axialer Richtung vom Werkzeugrevolver weg bewegt.

Die die Spannbolzen 20 enthaltende Aufnahme 14 sowie der Spannbolzen 20 selbst sind in den 5 bis 6c gezeigt.

Bei dem in den 5, 5a und 5b gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahme 14 nicht direkt im Werkzeugrevolver 15 angeordnet, sondern in einem Adapter 16, welcher in dem Werkzeugrevolver gehaltert wird. Am Gehäuse 16a des Adapters 16 ist ein Gehäusezapfen 16b angeordnet, welcher in besagtem Werkzeugrevolver 15, der hier im Detail nicht weiter dargestellt und in 4 durch eine Strich-Punkt-Linie angedeutet ist, aufgenommen und arretiert wird.

In dem Gehäuse 16a ist die Aufnahme 14 vorgesehen, mit einem Frontteil 17, dessen Stirnfläche 18 die Ausrichtfläche für die Planfläche 2a des Bundes 2 des Werkzeughalters 1 ist. Das Frontteil 17 setzt sich im Inneren des Gehäuses 16a als Innenteil 16c fort und endet maschinenseitig in Ausbildung eines Mitnahmezapfens 16d, siehe hierzu auch in die 8.

In dem Frontteil 17 der Aufnahme 14 sind radial gerichtet zwei Spannbolzen 20 sowie, vorzugsweise jeweils um 90° zum Spannbolzen 20 versetzt, zwei Führungsstifte 19 angeordnet. Diese Führungsstifte bilden zusammen mit den am Schaft 3 des Werkzeuges 1 vorgesehenen Nuten 4 die besagte Führungseinheit, die ein Verdrehen des Werkzeughalters um die Zentrumsachse 26 verhindert und zudem für eine wiederholbare genaue Positionierung des Werkzeughalters 1 genutzt wird.

Eine Ansicht auf die Stirnfläche dieses Adapters 16 zeigt die 5a. Dort ist die vorzugsweise um 90° versetzte Anordnung der Führungsstifte 19 zu den Spannbolzen 20 zu sehen. Von den Spannbolzen 20 ragt jeweils dessen Spannnase 24 in den aufnehmenden Bereich der Aufnahme 14 hinein.

Die 5b zeigt einen Teilschnitt entlang der Zentrumsachse 26 durch das Frontteil 17 und durch einen der Spannbolzen 20 hindurch. In dieser Ansicht ist weiterhin einer der Führungsstifte 19 zu sehen sowie der vordere Abschnitt des aufnehmenden Bereiches der Aufnahme 14, die Spannnase 24 des Spannbolzens 20 sowie die Stirnfläche 18 des Frontteiles 17. Die Spannnase 24 ist hier in einer Position zwischen den Stellungen "Öffnen" und "Gespannt".

Der Spannbolzen 20 selbst ist in den 6a, 6b und 6c in Details gezeigt. Eine Perspektive in der 6a. Eine Seitenansicht des aufrecht stehenden Spannbolzens 20 in der 6b, der hier als Spannschraube ausgebildet ist. Diese Spannschraube 20 ist unterteilt in einen ersten Abschnitt 21, der mit einem Außengewinde 23 versehen ist und in einen zweiten Abschnitt 22, an welchem die Spannnase 24 ausgebildet ist. Die Spannnase 24 sitzt außermittig zur Längsachse des Spannbolzens 20 und hat vorzugsweise die Form eines Zylindersegmentes, im Querschnitt ein Kreissegment, bevorzugt kleiner als die Halbfläche, wobei in vorteilhafter Ausführung dessen Kreisbogen keinen konstanten Radius hat.

Gegenüber der Darstellung in 6a ist der Spannbolzen, die Spannschraube 20 in dieser Ansicht etwa um 120° um seine Längsachse gedreht gezeigt.

In der 6c ist die Spannschraube 20 in Schnittdarstellung gezeigt sowie gegenüber der Darstellung in 6a um 45° um die Längsachse gedreht. Die Innenfläche der Spannnase 24 ist in voller Breite zu sehen sowie der Schlüsseleingriff 25, hier ausgebildet zur Aufnahme eines Inbus-Schlüssels.

Eine weitere spezielle Ausgestaltung der Erfindung ist noch in den 1a, 2a und 3a gezeigt. So ist in bevorzugter Ausführung die Spannfläche 7 an einem auswechselbar im und auf der Ausnehmung 5angeordneten Spannteil 10 vorgesehen angeordnet. Die Vorteile des auswechselbaren Spannteiles 10 sind weiter vorn in der Beschreibung bereits genannt worden.

In den 2, 2a, 3, 3a und 4 sind weitere Ausführungsvarianten des Werkzeughalters 1 gezeigt, bei denen der Aufnahmebereich, 9a, 9b und 9c eine andere Form besitzt als bei der in der 1 und 1a gezeigten Ausführung. Gezeigt wird ein Fräsdorn 11, eine Gewindebohrzange 12 und eine sogenannte Zylinderaufnahme 13. Bei der Darstellung in 4, der Zylinderaufnahme 13, ist dieser spezielle Werkzeughalter gegenüber den Darstellungen in den 1a, 2a und 3a um 90° um deren Zentrumsachse 26 gedreht gezeigt, sodass hier eine Draufsicht auf die Nute 4 erfolgt. In dieser 4 ist mit strichpunktierter Linie der Werkzeugrevolver 15 einer Werkzeugmaschine angedeutet, in welchem mehrere Aufnahmen 14 für Werkzeughalter 1 vorgesehen sind. In dieser Figur ist ebenfalls strichpunktiert die Lage des bzw. der Spannbolzen bezüglich der Aufnahme 14 angedeutet.

In den 7a bis 10b ist eine Ausführungsvariante der neuen Vorrichtung gezeigt, bei der die Spannbolzen zum Arretieren des Schaftes 3 in der Aufnahme 14 in einer weiteren speziellen Ausführung verwendet werden. So ist in den 7a bis 7c gezeigt, dass die Spannbolzen speziell als Spannzapfen 40 ausgebildet und an der Innenfläche 31 eines Spannringes 30 angeordnet sind. Dieser Spannring 30 hat die besagte Innenfläche 31, eine Außenfläche 32, sowie zwei Stirnflächen 33 und 34. In einem Abschnitt der Außenfläche 32 ist ein gezahnter Abschnitt 35 vorgesehen. Jeder der Spannzapfen 40 ist an seiner Stirnfläche, die mit der Spannfläche 7 des Schaftes 3 des Werkzeughalters 1, 11, 12 und 13 zusammenwirkt um ein Weiteres speziell ausgebildet. So weist diese Stirnfläche eine Führungsfläche 41 auf, gefolgt von einer Gleitfläche 42 und einer anschließenden Spannfläche 43. Diese Ausgestaltung gewährleistet, dass bei der drehenden Bewegung zum Spannen die Spannzapfen sicher in die Hinterschneidung 6 und somit hinter die Spannfläche 7 des Schaftes geführt werden kann, falls die Planfläche 2a des Bundes 2 des Werkzeughalters nach dem Einstecken des Schaftes 3 in die Aufnahme 14 nicht unmittelbar dicht an die Ausrichtfläche herangeführt ist.

An der der Spannfläche 43 des Spannzapfens 40 gegenüberliegenden Stirnfläche ist zumindest eine schräg gestellte Anschlagfläche 44 vorgesehen, der eine Einbuchtung 45 folgt. Diese beiden Flächen stehen bei der Drehbewegung "Lösen" des Spannringes mit dem jeweiligen an der Planfläche 2a vorgesehenen Nocken 8 in Wirkverbindung derart, dass bei der Bewegung "Lösen" die Planfläche 2a von der Ausrichtfläche 18 weggedrückt wird.

In der 8 ist ein Längsschnitt durch einen Adapter 16 gezeigt, der in seinem Grundaufbau dem Adapter gemäß 5 gleicht. Jedoch ist das Frontteil 17 hier zur Aufnahme eines Spannringes 30 ausgebildet. Von der Stirnfläche 18 des Frontteiles 17 aus sind körpereinwärts nacheinander folgend eine vordere Bohrung 17a, eine im Durchmesser etwas kleinere mittlere Bohrung 17b und eine im Durchmesser wiederum etwas kleinere hintere Bohrung 17c angeordnet. Das Frontteil 17 setzt sich in Maschinenrichtung als Innenteil 16c fort und endet in einem Mitnahmezapfen 16d. In dieser Schnittdarstellung sind weiterhin nicht mit Bezugsziffern versehene Lager- und Führungselemente bekannter Art angeordnet, in denen das Innenteil 16c und teils das Frontteil 17 drehbar und in axialer Richtung gesichert angeordnet sind.

In der mittleren Bohrung 17b wird der Spannring 30 drehbeweglich aufgenommen. In der vorderen Bohrung 17a werden nach dem Einsetzen des Spannringes 30 Sicherungselemente angeordnet, die eine axiale Bewegung des Spannringes 30 nur in den vorgegebenen Toleranzen zulässt. In der Figur ist oberhalb der mittleren Bohrung 17b noch ein Durchgang 17d gezeigt. In diesem Durchgang 17d wird die Stelleinheit zur Bewegung/Drehung des Spannringes 30 aufgenommen. Details zu der Stelleinheit 50 werden folgend noch anhand der 9a bis 9c beschrieben.

Die hintere Bohrung 17c dient ebenfalls zur Aufnahme des Schaftes 3.

In den 9a, 9b und 9c ist das innere Teil eines Adapters 16, das einstückig mit dem Innenteil 16c verbundene Frontteil 17 gezeigt.

9a zeigt eine Seitenansicht besagten Teiles, in welches ein Werkzeughalter 1 mit seinem Schaft 3 eingeführt ist. Das Innenteil 16c als auch der endseitige Mitnahmezapfen 16d sind gegenüber dem in der 8 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer anderen Kontur versehen. Diese Kontur ist bedingt durch Vorgaben in der Konstruktion eines Werkzeugrevolvers. Die neue Vorrichtung ist, wie diese Darstellung zeigt, vielfach variabel einsetzbar. Die 9b zeigt einen Schnitt BB. Gegenüber der Darstellung in 8 und 5 ist das gezeigte Teil um 180° geschwenkt dargestellt. Der Werkzeughalter 1 ist mit seinem Schaft 3 in dem Frontteil 17 des Adapters aufgenommen. Die Stellschraube 51 und die Zahnstange 52 der Stelleinheit befinden sich in der Position "Gespannt". Es ist gezeigt, dass die Zahnstange 52 am Spannring 30 angreift und diesen in seiner Position hält. Die Planfläche 2a des Bundes 2 liegt an der Stirnfläche 18 des Frontteiles 17 an.

Der Spannring 30 ist in der mittleren Bohrung 17b gehalten und geführt. Auf eine Darstellung der in der vorderen Bohrung 17a angeordneten Sicherungselemente für den Spannring 30 wurde hier der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet. Es sind aus dem Stand der Technik an sich bekannte Sicherungselemente. Weiterhin ist in dieser Ansicht die Lage der Ausnehmung 5 deutlich erkennbar.

Die 9c zeigt einen Querschnitt CC von der in der 9a gezeigten Ansicht. In dieser Ansicht ist insbesondere die Anordnung der Stelleinheit 50 zu sehen. Wie schon erwähnt, besteht diese Stelleinheit 50 aus einer Stellschraube, die an einer Zahnstange 52 angreift, wobei die Zahnstange 52 in dem Durchgang 17d geführt ist und mit ihrem Zahnteil mit dem gezahnten Abschnitt 35 des Spannringes 30 in Einriff steht. Eine Sicherung 53 verhindert einerseits ein Verdrehen der Zahnstange 52 in dem vorzugsweise zylindrischen Durchgang 17d und begrenzt in Bewegungsrichtung die Bewegung der Zahnstange 52 und somit die Drehbewegung des Spannringes 30. Auch hier ist deutlich die Lage an der Innenfläche 31 des Spannringes 30 angeordneten Spannzapfen 40. Die Spannzapfen 40 sind mit dem Spannring 30 einstückig ausgeführt. Die Spannzapfen 40 befinden sich in der Position "Gespannt", liegen also vor den Spannflächen 7 des Schaftes 3, wodurch auch ein freier Blick in die Ausnehmungen 5 gegeben ist.

In der 10a ist zur weiteren Verdeutlichung des neuen Spannprinzipes und der neuen Ausführung der Spannteile der Spannring 30 ohne die ihn haltenden weiteren Bauteile gezeigt. In den Schaft 3 sind mehrere Ausnehmungen 5 eingearbeitet. Die Zahl entspricht der in dem Spannring 30 vorgesehenen Anzahl von Spannzapfen 40. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind drei Ausnehmungen 5 und demzufolge auch drei Spannzapfen 40 vorgesehen. Bei dieser Ausführung ist keine Führung durch Führungsstifte 19 in Verbindung mit Nuten 4 vorgesehen. Die Führungsfunktion wird von den drei Spannzapfen 40 und den drei Ausnehmungen 5 mit übernommen. An der maschinenseitigen Stirnseite des Schaftes 3 ist eine Mitnahme 27 angeordnet; die aus der Stirnfläche hervorsteht (s. 10a). Diese Mitnahme 27 sitzt bei eingestecktem Werkzeughalter 1 formschlüssig in einer Ausnehmung 17e, die an die hintere Bohrung 17c anschließt. Hierdurch können sehr große Drehmomente übertragen werden.

Nach Anlage der Planfläche 2a an der betreffenden Stirnfläche des Spannringes 30 wird der Spannring 30 mittels seines Zahnsegmentes 35 und der – hier nicht gezeigten – Stelleinheit 50 nach rechts gedreht, sodass die Führungsfläche 41 gefolgt von der Gleitfläche 42 und dann die Spannfläche 43 hinter der Spannfläche 7 des Schaftes 3 liegen, das heißt, die Spannfläche 43 an der Spannfläche 7 vollflächig anliegt, siehe hierzu auch in die 10b.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

1
Werkzeughalter (Spannzange)
2
Bund
2a
Planfläche
3
Schaft
4
Nute (Führungseinheit)
5
Ausnehmung
6
Hinterschneidung
7
Spannfläche
8
Nocken
9, 9a, 9b, 9c
Aufnahmebereich (fürs Werkzeug)
10
Spannteil
11
Fräsdorn
12
Gewindebohrzange
13
Zylinderaufnahme
14
Aufnahme für Pos. 3 von Pos. 1, 11, 12 und 13
15
Werkzeugrevolver einer Maschine
16
Adapter
16a
Gehäuse
16b
Gehäusezapfen
16c
Innenteil
16d
Mitnahmezapfen
17
Frontteil
17a
vordere Bohrung
17b
mittlere Bohrung
17c
hintere Bohrung
17d
Durchgang
17e
Ausnehmung
18
Stirnfläche v. Pos. 17
19
Führungsstifte
20
Spannbolzen
21
erster Abschnitt
22
zweiter Abschnitt
23
Außengewinde
24
Spannnase
25
Schlüsseleingriff
26
Zentrumsachse
27
Mitnahme
30
Spannring
31
Innenfläche
32
Außenfläche
33, 34
Stirnflächen
35
gezahnter Abschnitt
40
Spannzapfen
41
Führungsfläche
42
Gleitfläche
43
Spannfläche
44
Anschlagfläche
45
Einbuchtung
50
Stelleinheit
51
Stellschraube
52
Zahnstange
53
Sicherung


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Spannen eines Werkzeughalters in einer Aufnahme eines Revolvers einer spanabhebenden Werkzeugmaschine bzw. Bearbeitungszentrums, wobei

der Werkzeughalter (1; 11; 12; 13), entlang seiner Zentrumsachse (26) gesehen, einen ein Werkzeug aufnehmenden Aufnahmebereich (9; 9a; 9b; 9c) und einen Schaft (3) besitzt,

zwischen dem Aufnahmebereich (9; 9a; 9b; bzw. 9c) und dem Schaft (3) ein gemeinsamer Bund (2) vorgesehen ist,

der Bund (2) schaftseitig eine Präzisions-Planfläche (2a) aufweist, zur Anlage an einer Ausrichtfläche des Revolvers,

der Schaft (3) in die Aufnahme des Werkzeugrevolvers einsteckbar und in selbiger lösbar arretierbar ist,

hierzu der Schaft (3) in seiner Umfangsfläche eine axial und zum Bund (2) hin gerichtete Ausnehmung (5) aufweist, die in Bundnähe in eine quergerichtete Hinterschneidung (6) mündet, wobei

diese Hinterschneidung (6) eine zur Planfläche (2a) des Bundes (2) hin zeigende Spannfläche (7) besitzt,

der im Revolver angeordneten Aufnahme ein quer zur Einsteckrichtung liegender, bevorzugt radial ausgerichteter Spannbolzen (20) derart zugeordnet ist,

dass bei eingestecktem Schaft (3) und dem Arbeitsschritt "Spannen" der Spannbolzen (20) an der Spannfläche (7) angreift und die Planfläche (2a) präzise an der Ausrichtfläche des Revolvers herangezogen und zugleich arretiert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

am Schaft (3) mehrere Ausnehmungen (5) mitsamt zugehöriger Hinterschneidung (6) angeordnet und der Aufnahme im Revolver entsprechend mehrere Spannbolzen (20) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbolzen in Form von Spannzapfen (40) an einem Spannring (30) angeordnet sind, der Spannring (30) im Stirnflächenbereich der Aufnahme angeordnet ist und an der Aufnahme eine Stelleinheit (50) zur Bewegung des Spannringes (30) vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spannzapfen (40) an seiner der Spannfläche (7) des Werkzeughalters zugewandten Stirnfläche eine Führungsfläche (41), eine Gleitfläche (42) und eine Spannfläche (43) aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (50) wenigstens aus einer Stellschraube (51) und einer Zahnstange (52) besteht, wobei die Zahnstange (52) mit einem gezahnten Abschnitt (35) an der Außenfläche (32) des Spannringes (30) in Wirkverbindung steht. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stelleinheit (50) eine Sicherung (53) zugeordnet ist, welche die Längsbewegung der Zahnstange (52) begrenzt und ein Verdrehen der Zahnstange (52) verhindert. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme für den Werkzeughalter integraler Bestandteil des Werkzeugrevolvers ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme für den Werkzeughalter in einem Adapter (16) angeordnet ist, welcher (16) in einer Bohrung des Werkzeugrevolvers (15) aufnehmbar und lösbar arretierbar ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Hinterschneidung (6) an der Planfläche (2a) ein Nocken (8) vorgesehen ist, an den der im Revolver gelagerte Spannbolzen (20) anschlägt, wenn er (20) zum Lösen der Arretierung betätigt wird, sodass die Planfläche (2a) von der Ausrichtfläche des Revolvers weggedrückt wird. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Schaftes (3) wenigstens eine axial gerichtete Nute (4) eingearbeitet ist, als Bestandteil einer Führungseinheit, deren anderes, vorzugsweise führendes Teil vorzugsweise in der den Schaft (3) aufnehmenden Aufnahme angeordnet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfläche (7) am Schaft (3) des Werkzeughalters an einem Spannteil (10) vorgesehen ist, welches (10) in und auf der Ausnehmung (5) angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (10) auswechselbar auf der Ausnehmung (5) befestigt ist.






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