DE19831743A1

DE19831743A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken

Info

Publication number: DE19831743A1
Application number: DE19831743A
Authority: DE
Inventors: Max Hobe
Original assignee: Individual
Current assignee: Hobe De GmbH
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2018-07-16
Also published as: DE19831743B4; DE19800424C2; DE19800424A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Werkzeug, welches in eine Axialbohrung in einem Halter eingesetzt ist und dort mit einer Stirnfläche endet.

Derartige Vorrichtungen sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. Sie dienen vor allem zum Bearbeiten von Werkstücken innerhalb von Bearbeitungsstationen, wie beispielsweise Drehbänken, Fräsmaschinen und dergl. Viele derartige Maschinen sind auch mit einer Vielzahl von Werkzeugen im Revolversystem ausgestattet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, bei der eine Positionierung des Werkzeuges auf einfache Art und Weise möglich wird, gleichzeitig aber auch ein Austauschen des Werkzeuges ohne Schwierigkeiten vonstatten gehen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Stirnfläche des Werkzeugs im Halter abgeschrägt ist und mit einem Queranschlag zusammenwirkt.

Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß beim Einsetzen des Werkzeuges in den Halter die Stirnfläche auf den Queranschlag trifft, an diesem abgleitet und so sicher und lagegenau in Axial- sowie Radialpositionen festgelegt wird. Gegenüber bekannten Systemen mit seitlicher Anordnung der Druckflächen bzw. -schrauben ist dies ein wesentlicher Vorteil, da beim Arretieren des Bearbeitungswerkzeuges eine Positionsveränderung ausgeschlossen ist.

Der Queranschlag kann im übrigen die Axialbohrung in dem Halter radial durchsetzen oder axial in sie eingesetzt sein. Er kann in eine entsprechende Querausnehmung oder die Axialbohrung eingesetzt, eingeklebt, geschweißt, genietet, geschraubt od. dgl. sein. Ferner ist ein Schaft des Werkzeuges mit einer Ringnut zur Aufnahme eines Sicherungsringes versehen. Dieser Sicherungsring befindet sich nach dem Zusammenbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Abstand von der Ringkante des Halters, wobei auf den Halter eine Überwurfmutter aufgeschraubt ist, die mit einem Innenflansch den Sicherungsring gegen die Ringkante drückt. Gleichzeitig erfolgt ein axialer Druck auf die abgeschrägte Stirnfläche, so daß diese gegen den Queranschlag gedrückt wird, wodurch ein Verdrehen des Bearbeitungswerkzeuges ausgeschlossen ist.

Die gesamte Montage der Vorrichtung kann ohne zusätzliches Werkzeug erfolgen, da die Überwurfmutter von Hand festgezogen werden kann. Durch die Verwendung eines Sicherungsringes in einer Ringnut am einzusetzenden Werkzeug entfällt eine aufwendige Herstellung einer Anlageschulter, die mehr Material und Bearbeitungszeit erfordert.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel soll das Werkzeug auch mit einem flüssigen oder als Aerosol ausgebildeten Kühlmittel beaufschlagt werden. Damit dieses Kühlmittel zur Bearbeitungsspitze vordringen kann, ist in den Schaft des Bearbeitungswerkzeuges zumindest eine achsparallele oder spiralförmige Nut eingeformt. Diese Nut kommuniziert mit der Axialbohrung, durch die das Kühlmittel herangebracht werden kann.

Der weiteren Führung des Kühlmittels hin zu der Bearbeitungsspitze dient eine Leithülse, welche die Bearbeitungsspitze zumindest teilweise umfängt.

Wenn in dem Fall, in dem ein Kühlmittel in das Bearbeitungswerkzeug bzw. die Axialbohrung eingebracht wird, die Stirnfläche des Werkzeuges nur abgeschrägt ist, so bietet sie keine Prallfläche für das ankommende Aerosol, das sonst abkondensieren würde. Zur Verbesserung der Aerodynamik kann nun der Queranschlag so angepaßt werden bzw. einen stromlinienförmigen Bereich ausbilden, der als Anschlag dient, so daß dem ankommenden Aerosolstrom keine Prallfläche geboten wird. Hierdurch wird der Aerosolstrom immer trichterförmig zu einem Kanal oder einer Nut hin geleitet, durch die dann das Aerosol zur Werkzeugspitze hingelangt. Ähnliches kann auch durch ein zusätzliches Ableitelement erreicht werden, welches in den Halter eingesetzt wird.

Anstelle der Überwurfmutter ist auch an eine automatisierbare Spanneinrichtung gedacht, so daß ein automatisierter Wechsel mit der bekannten Wiederholbarkeit gewährleistet ist. Diese Spanneinrichtung kann mechanisch, magnetisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch wirken. In diesem Fall kann auf eine bisher verwendete Zwischenvorrichtung (Kegelaufnahmen) für den automatischen Werkzeugwechsel verzichtet werden und ebenso auch auf eine Spannzange, welche den Nachteil hat, daß eine radiale Fixierung nicht gewährleistet ist.

Durch die vorliegende Erfindung besteht auch die Möglichkeit, die Axialbohrung exzentrisch anzuordnen. Ein Zusammenspiel zwischen dem Queranschlag und dem Werkzeug gewährleistet dann, daß das Werkzeug, je nach dem, wie es in die Axialbohrung eingesetzt wird und wie es von dem Queranschlag gehalten wird, eine Bearbeitung eines gewünschten Durchmessers.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken in Explosionsdarstellung;

Fig. 2a einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 2b einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken;

Fig. 3 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht von Teilen der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das weitere Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 einen teilweisen dargestellten Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeug;

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Bearbeitungswerkzeug gemäß Fig. 5 entlang Linie VI-VI;

Fig. 7 einen teilweise dargestellten Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bearbeitungswerkzeuges;

Fig. 8 einen Querschnitt durch das Bearbeitungswerkzeug gemäß Fig. 7 entlang Linie VIII-VIII;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken;

Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken.

Gemäß Fig. 1 weist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken ein Bearbeitungswerkzeug 1 auf, welches in Gebrauchslage gemäß Fig. 2 in einem Halter 2 sitzt. Hierzu ist der Halter 2 als eine Aufnahmehülse ausgebildet, die eine Axialbohrung 3 besitzt.

Das Bearbeitungswerkzeug 1 weist einen Schaft 4 auf, der einenends eine Stirnfläche 5 besitzt, die abgeschrägt ist. Anderenends ist dem Schaft 4 eine Bearbeitungsspitze 6 angeformt.

In den Schaft 4 ist eine Ringnut 7 eingeformt, in die ein Sicherungsring 8 eingesetzt werden kann.

Der Halter 2 weist einen Hülsenschaft 9 auf, dem eine Gewindehülse 10 mit einem Außengewinde 11 aufgesetzt ist. Dieser Gewindehülse 10 wird in Gebrauchslage eine Überwurfmutter 12 aufgeschraubt.

Ferner besitzt der Hülsenschaft 9 eine Querbohrung 13, welche auch die Axialbohrung 3 radial durchquert. In diese Querbohrung 13 kann ein Queranschlag 14 eingesetzt werden.

Der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken geschieht folgendermaßen:

Zuerst wird der Sicherungsring 8 auf das Bearbeitungswerkzeug 1 bzw. auf den Schaft 4 aufgeschoben, so daß er in die Ringnut 7 einschnappen kann. Der Queranschlag 14 wird in die Querbohrung 13 eingesetzt. Nunmehr wird das Bearbeitungswerkzeug 1 in die Axialbohrung 3 eingeführt. Dabei trifft die abgeschrägte Stirnfläche 5 auf den Queranschlag 14, wobei die Spitze der Stirnfläche 5 an dem Queranschlag 14 entlanggleitet, bis die Stirnfläche 5 dem Queranschlag 14 entlang einer Berührungslinie anliegt. Hierdurch erfolgt eine sichere und lagegenaue Axial- sowie Radialpositionierung des Bearbeitungs werkzeuges 1.

Nunmehr wird die Überwurfmutter 12 auf den Schaft 4 aufgeschoben, wobei der Schaft 4 eine Bohrung 16 in einem Innenflansch 17 der Überwurfmutter 12 durchgreift. Beim Aufschrauben der Überwurfmutter 12 auf die Gewindehülse 10 drückt der Innenflansch 17 auch auf den Sicherungsring 8 und drückt diesen in Richtung Ringkante 15, wobei gleichzeitig die Stirnfläche 5 gegen den Queranschlag 14 gedrückt und damit das Werkzeug 1 verspannt wird.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gem. Fig. 2b fehlt die Überwurfmutter 12. Dagegen ist eine automatisierbare Spanneinrichtung 25 angedeutet, die hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch betätigt werden kann. Nur schematisch sind zwei Zugpratzen 26.1 und 26.2 angedeutet, mit denen auf den Sicherungsring 8 gedrückt wird. Diese Zugpratzen können bspw. auch schwenkbar ausgestaltet sein.

Mit einer derartigen Spanneinrichtung kann ein automatisierter Wechsel mit der bekannten Wiederholbarkeit gewährleistet werden.

Das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich tung zum Bearbeiten von Werkstücken gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß in den Schaft 4.1 eines Bearbeitungs werkzeuges 1.1 zumindest eine achsparallele Nut 18 eingeformt ist, die in Gebrauchslage mit der Axialbohrung 3 in dem Halter 2 kommunizieren kann. Ferner ist der Überwurfmutter 12 eine Leithülse 19 zugeordnet, welche in Gebrauchslage gemäß Fig. 4 den Schaft 4.1 und einen Teil der Bearbeitungsspitze 6 umfängt, wobei die achsparallelen Nuten 18 in die Leithülse 19 ausmünden.

Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels ist folgende:

Die Bearbeitungsspitze 6 des Bearbeitungswerkzeuges 1.1 soll mit einem Kühlmittel während der Bearbeitung beaufschlagt werden. Dieses Kühlmittel kann flüssig oder als ein Aerosol vorliegen. Das Kühlmittel wird durch die Axialbohrung 3 des Halters 2 eingebracht und umfließt den Queranschlag 14. Falls notwendig, kann der Queranschlag 14 noch entsprechende Bohrungen oder Nuten zum Durchlassen des Kühlmittels aufweisen.

Nach dem Queranschlag 14 fließt das Kühlmittel in die achsparallelen Nuten 18 und tritt nahe der Bearbeitungs spitze 6 aus diesen Nuten 18 aus, die im übrigen tiefer sind als die Ringnut 7, so daß das Kühlmittel unter dem Sicherungsring 8 durchfließen kann.

Das flüssige Kühlmittel bildet innerhalb der Leithülse 19 einen Strahl, der bis an die Bearbeitungsspitze 6 spritzt. Ein Aerosol verteilt sich sehr rasch, so daß es nicht zu einer gebündelten Strahlbildung kommt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den Fig. 5 und 6 ist das Bearbeitungswerkzeug 1.1, wie in den vorhergegangenen Figuren beschrieben, in den Halter 2 eingesetzt. Die abgeschrägte Stirnfläche 5 trifft auf den Queranschlag 14, über dem jedoch ein zusätzliches Ableitelement 20 in die Axialbohrung 3 eingesetzt ist. Wie insbesondere in Fig. 6 erkennbar, ist das Ableitelement 20 trichterförmig ausgebildet und leitet Aerosoltröpfchen 21 zu der Nut 18 hin.

Eine andere Möglichkeit besteht gemäß den Fig. 7 und 8 darin, den Queranschlag 14.1 selbst aerodynamisch auszugestalten, wobei er im vorliegenden Fall stromlinienförmige Ableitflächen 22.1 und 22.2 aufweist. Die Ableitflächen 22.1 und 22.2 leiten die Aerosoltröpfchen 21 in Längskanäle 23.1 und 23.2, welche das Bearbeitungswerkzeug 1.2 in Längsrichtung durchziehen.

Zusätzlich ist auch eine Stirnfläche 5.1 des Bearbeitungswerkzeuges 1.1 trichter- bzw. keilförmig ausgebildet, wobei sich der Queranschlag 14.1 in der Trichter- bzw. Keilspitze befindet.

Gemäß den Fig. 9 und 10 ist in einem Halter 2.1 eine Axialbohrung 3.1 exzentrisch zu einer Längsachse A des Halters 2.1 angeordnet. In Fig. 9 ist ein Queranschlag 14.2 mit zwei Schrägflächen 27.1 und 27.2 versehen, die keilförmig zueinander verlaufen. Diese Anordnung ermöglicht, daß das Werkzeug 1 jeweils um 180° gedreht in die Axialbohrung 3.1 eingesetzt werden kann, so daß seine Stirnfläche 5 mit dem Queranschlag 14.2 in zwei unterschiedlichen Lagen zusammenwirken kann. Dies wiederum hat zur Folge, daß eine Spitze 28 des Werkzeuges 1 je nach Einsatz einen unterschiedlichen Durchmesser d₁ oder d₂ bearbeiten kann.

In Fig. 10 ist ferner gezeigt, daß ein Queranschlag 14.3 auch axial in die Axialbohrung 3.1 eingesetzt werden kann. In diesem Fall ist es möglich, entweder die Stirnfläche 5.2 des Werkzeuges oder aber die Stirnfläche 29 des Queranschlags 14.3 in gewünschter Form abzuschrägen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 erfolgt die Abschrägung durch eine eher gerundete Form. Die Stirnfläche 29 ist als kanalförmige Mulde ausgebildet, in der eine entsprechend geformte Stirnfläche 5.2 des Werkzeuges 1 sitzt. Die umgekehrte Ausgestaltung ist selbstverständlich auch möglich.

Diese Anordnung ermöglicht, daß durch Drehen des Queranschlages 14.3 in der Axialbohrung 3.1 eine Bearbeitung eines beliebigen Durchmessers zwischen einem maximalen und einem minimalen Durchmesser durch das Werkzeug 1 möglich ist.

Bezugszeichenliste

1

Bearbeitungswerkzeug

2

Halter

3

Axialbohrung

4

Schaft

5

Stirnfläche

6

Bearbeitungsspitze

7

Ringnut

8

Sicherungsring

9

Hülsenschaft

10

Gewindehülse

11

Außengewinde

12

Überwurfmutter

13

Querbohrung

14

Queranschlag

15

Ringkante

16

Bohrung

17

Innenflansch

18

Nut

19

Leithülse

20

Ableitelement

21

Aerosoltröpfchen

22

Ableitfläche

23

Längskanal

25

Spanneinrichtung

26

Zugpratzen

27

Schrägfläche

28

Spitze

29

Stirnfläche
A Längsachse
d₁

Durchmesser
d₂

Durchmesser

Claims

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Werkzeug (1, 1.1, 1.2), welches in eine Axialbohrung (3) eines Halters (2) eingesetzt ist und dort mit einer Stirnfläche (5, 5.1) endet, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (5, 5.1) des Werkzeuges (1, 1.1, 1.2) im Halter (2) abgeschrägt ist und mit einem Queranschlag (14, 14.1) zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Queranschlag (14, 14.1) die Axialbohrung (3) in dem Halter (2) radial durchsetzt, wobei das Werkzeug (1, 1.1, 1.2) in diese Axialbohrung (3) eingesetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Queranschlag (14.3) in die Axialbohrung (3) in dem Halter axial eingesetzt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (1, 1.1, 1.2) einen Schaft (4, 4.1) aufweist, in den eine Ringnut (7) zur Aufnahme eines Sicherungsringes (8) eingeformt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das der Sicherungsring (8) von einer Ringkante (15) des Halters (2) einen Abstand einhält, wobei auf den Halter (2) eine Überwurfmutter (12) aufgeschraubt ist, die mit einem Innenflansch (17) den Sicherungsring (8) gegen die Ringkante (15) drückt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sicherungsring (8) eine automatisierte Spanneinrichtung (25) zugeordnet ist, welche ihn gegen eine Ringkante (15) des Halters (2) drückt.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) eine Aufnahmehülse (9) aufweist, der eine Gewindehülse (10) aufgesetzt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaft (4.1) zumindest eine achsparallele oder spiralförmige Nut (18) und/oder ein Kanal (23) eingeformt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallele oder spiralförmige Nut (18) und/oder der Kanal (23) mit der Axialbohrung (3) kommuniziert.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwurfmutter (12) bzw. Spanneinrichtung (25) eine Leithülse (19) zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Queranschlag (14.1) zumindest eine Ableitfläche (22.1, 22.2) für ein Kühlmittel od. dgl. aufweist.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Queranschlag (14) ein Ableitelement (20) für ein Kühlmittel od. dgl. zugeordnet ist.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (5.1) des Werkzeuges (1.2) von außen nach innen von zwei Seiten her trichterförmig abgeschrägt ist, wobei sich der Queranschlag (14, 14.1) in der Trichterspitze befindet.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Queranschlag mit zwei Schrägflächen versehen ist, welche keilförmig zueinander verlaufen.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnfläche des Queranschlages in der Axialbohrung eine Mulde zur Aufnahme einer gerundet ausgebildeten Stirnfläche des Werkzeuges oder eine gerundet ausgebildete Stirnfläche zum Einsetzen in eine Mulde in der Stirnfläche des Queranschlages aufweist.

16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrung in dem Halter exzentrisch angeordnet ist.