AT505361B1 - Werkzeughalter und verfahren zum ausrichten von werkzeugaufnahmen am werkzeughalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter (10) und ein Verfahren zum Ausrichten einer ersten Werkzeugaufnahme achsparallel und konzentrisch zu einer zweiten Werkzeugaufnahme in einem gegenseitigen Abstand an dem Werkzeughalter. Erfindungsgemäß wird ein Richtwerkzeug zum Ausrichten der beiden Werkzeugaufnahmen verwendet sowie eine aushärtende Vergussmasse zum Festlegen der ersten und/oder der zweiten zueinander ausgerichteten Werkzeugaufnahmen am Werkzeughalter.

Description

österreichisches Patentamt AT 505 361 B1 2011-04-15

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter und ein Verfahren zum Ausrichten einer ersten Werkzeugaufnahme achsparallel und konzentrisch zu einer zweiten Werkzeugaufnahme in einem gegenseitigen Abstand an dem Werkzeughalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder 4.

STAND DER TECHNIK

[0002] Derartige Werkzeughalter werden beispielsweise für Werkstattpressen oder Stanzvorrichtungen verwendet. Die Werkzeughalter umfassen oftmals ein Säulengestell, das aus einer Grundplatte und zwei an der Grundplatte angeordneten Säulen besteht sowie einer über die zwei Säulen geführten beweglichen Platte. In der Grundplatte und der beweglichen Platte sind entsprechende Werkzeugaufnahmen vorgesehen, in welche die Werkzeuge eingesetzt werden. Bei diesen Säulengestellen besteht das Problem, dass eine genaue Ausrichtung der in der Grundplatte und der beweglichen Platte eingesetzten Werkzeuge, insbesondere eine achspa-rallele und konzentrische Ausrichtung, nur über kostspielig und kompliziert herstellbare Fertigungsteile mit engen Fertigungstoleranzen erreichbar ist. Die Parallelität der beweglichen Platte relativ zur Grundplatte ist abhängig von der Rechtwinkligkeit der beiden Säulen in der Grundplatte. Eine Werkstattpresse mit Säulenführungsgestell bekannter Bauart ist beispielsweise aus der DE 201 14 565 U1 bekannt. Die US 5,788,903 beschreibt eine Methode zum Ausrichten der Lagerung eines Führungsstiftes eines Presswerkzeugs.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

[0003] Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Werkzeughalter mit mindestens zwei Werkzeugaufnahmen zu schaffen, bei dem eine gute Konzentrizität und gute Rechtwinkligkeit zwischen den beiden Werkzeughaltern zur hochgenauen Bearbeitung von Werkstücken gegeben ist.

[0004] Ein entsprechendes Verfahren zum hochgenauen Ausrichten der beiden Werkzeugaufnahmen soll ebenfalls angegeben werden.

[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, sowie einen Werkzeughalter gemäß Anspruch 4 gelöst.

[0006] Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung und weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

[0007] Das Verfahren zum Ausrichten der Werkzeugaufnahmen besteht darin, dass ein Richtwerkzeug zum Ausrichten der beiden Werkzeugaufnahmen verwendet wird, und eine aushärtende Vergussmasse zum Festlegen der zueinander ausgerichteten ersten und/oder der zweiten Werkzeugaufnahme am Werkzeughalter.

[0008] Es wird eine erste Werkzeugaufnahme verwendet mit einer ersten Bohrung und einer darin anzuordnenden ersten Führungsbuchse sowie eine zweite Werkzeugaufnahme mit einer zweiten Bohrung, wobei der Außendurchmesser der ersten Führungsbuchse kleiner ist als der Außendurchmesser der ersten Bohrung, so dass zwischen der Wandung der ersten Bohrung und der ersten Führungsbuchse ein erster ringförmiger Zwischenraum verbleibt. In einem nächsten Schritt wird nun das Richtwerkzeug bereitgestellt, das aus einer Grundplatte und einer dazu senkrecht angeordneten Präzisionswelle besteht, deren Durchmesser an den Innendurchmesser der ersten Führungsbuchse und der zweiten Bohrung angepasst ist. In einem nächsten Schritt erfolgt ein gegenseitiges Positionieren des Werkzeughalters und des Richtwerkzeugs derart, dass die Welle durch die erste und die zweite Bohrung verläuft. In einem nächsten Schritt wird die erste Führungsbuchse auf der Welle derart positioniert, dass sie sich innerhalb der ersten Bohrung befindet. In einem weiteren Schritt wird nun der erste Zwischen- 1/8 österreichisches Patentamt AT 505 361 B1 2011-04-15 raum zwischen der ersten Bohrung und der ersten Führungsbuchse mit der aushärtenden Vergussmasse ausgefüllt und dadurch die erste Führungsbuchse unverrückbar in der ersten Bohrung festgelegt. Nach dem Aushärten der Vergussmasse kann das Richtwerkzeug schließlich entfernt werden. Die beiden Werkzeugaufnahmen sind nun achsparallel und konzentrisch zueinander ausgerichtet.

[0009] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird auch die zweite Werkzeugaufnahme mittels einer Vergussmasse am Werkzeughalter festgelegt. Dies erfolgt durch Verwenden einer zweiten Werkzeugaufnahme die eine zweite Bohrung und eine darin anzuordnende zweite Führungsbuchse umfasst, wobei der Außendurchmesser der zweiten Führungsbuchse kleiner ist als der Durchmesser der zweiten Bohrung, so dass zwischen der Wandung der zweiten Bohrung und der zweiten Führungsbuchse ein zweiter ringförmiger Zwischenraum verbleibt. Die zweite Führungsbuchse wird nun derart auf der Welle positioniert, dass sie sich innerhalb der zweiten Bohrung befindet. Dann wird der zweite Zwischenraum mit der aushärtenden Vergussmasse ausgefüllt, so dass die zweite Führungsbuchse unverrückbar in der zweiten Bohrung festgelegt wird.

[0010] Gemäß einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Vergussmasse ein Epoxydharz verwendet. Es können jedoch auch andere, entsprechend geeignete Harze oder Kunststoffe verwendet werden.

[0011] Ferner kann eine erste Führungsbuchse mit einer Kugellagerführung zur Führung eines Werkzeugs verwendet werden.

[0012] Der Werkzeughalter kann einteilig oder auch zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei vorzugsweise ein Werkzeughalter mit einem C-Rahmen verwendet wird. Die erste Werkzeugaufnahme kann dabei an einem Teil des Werkzeughalters und die zweite Werkzeugaufnahme an einem zweiten Teil des Werkzeughalters befestigt sein.

[0013] Der entsprechende Werkzeughalter zeichnet sich also dadurch aus, dass die erste und/oder die zweite Werkzeugaufnahme mittels einer aushärtenden Vergussmasse am Werkzeughalter befestigt ist, wobei vor dem Aushärten der Vergussmasse mindestens eine der Werkzeugaufnahmen mit Hilfe eines Richtwerkzeugs derart ausgerichtet war, dass sie achsparallel und konzentrisch zur anderen Werkzeugaufnahme ist.

[0014] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren näher beschrieben. Aus den Zeichnungen und der Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.

[0015] Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0016] Figur 1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Werkzeughalters mit eingesetztem Richt werkzeug.

[0017] Figur 2 zeigt den Werkzeughalter aus Figur 1 nach dem Ausrichten der Werkzeugauf nahmen und mit eingesetzten Werkzeugen.

[0018] Figur 3 zeigt schematisch das Richtwerkzeug zum Ausrichten der Werkzeugaufnahmen.

[0019] Figur 4 zeigt schematisch eine zweite Ausgestaltung eines Werkzeughalters mit einge setztem Richtwerkzeug.

[0020] Figur 5 zeigt schematisch den Werkzeughalter gemäß Figur 4 mit zwei vergossenen

Werkzeugaufnahmen und eingesetzten Werkzeugen.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG

[0021] Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Werkzeughalter 10, der einen C-förmigen Rahmen aufweist und aus einem ersten Teil 12 sowie einem zweiten Teil 14 besteht. Die beiden Teile 12,14 werden beispielsweise durch Schrauben miteinander verbunden.

[0022] Im ersten Teil 12 ist eine erste Bohrung 16 beispielsweise vertikal vorgesehen. Im zwei- 2/8 österreichisches Patentamt AT 505 361 B1 2011-04-15 ten Teil 14 ist ebenfalls eine Bohrung 18 vorgesehen, die in etwa achsparallel und konzentrisch zur ersten Bohrung 16 angeordnet ist. Die Bohrungen 16 und 18 dienen als Werkzeugaufnahmen für Werkzeuge, die achsparallel und konzentrisch zueinander angeordnet sein müssen. Es ist jedoch problematisch die Bohrungen 16 und 18 ohne zusätzliche Maßnahmen konzentrisch und achsparallel zu fertigen. Aus diesem Grund hat die erste Bohrung 16 einen größeren Durchmesser als die zweite Bohrung 18, so dass darin eine erste Führungsbuchse 20 eingesetzt werden kann. Der Außendurchmesser der Führungsbuchse 20 ist kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 16. Durch entsprechende Maßnahmen muss nun die Führungsbuchse 20 in der Bohrung 16 relativ zur Bohrung 18 achsparallel und konzentrisch ausgerichtet und festgelegt werden.

[0023] Erfindungsgemäß wird dies durch die Verwendung eines Richtwerkzeuges 38 erreicht. Das Richtwerkzeug 38 besteht aus einer ebenen Grundplatte 40 sowie einer darin rechtwinklig befestigten Präzisionswelle 42. Der Durchmesser der Welle 42 ist an den Durchmesser der Bohrung 18 angepasst, vorzugsweise in Form einer Spielpassung ohne merkliches Spiel. Dasselbe gilt für die Passung zwischen der Welle 42 und der Führungsbuchse 20, die ebenfalls eine Spielpassung aufweisen. Im gezeigten Beispiel umfasst die Führungsbuchse 20 eine Kugellagerführung 24, so dass zwischen Welle und Kugellagerführung 24 eine Spielpassung vorgesehen werden muss. Alternativ kann anstelle der Kugellagerführung beispielsweise ein Gleitlager verwendet werden.

[0024] Das Richtwerkzeug 38 wird nun relativ zum Werkzeughalter 10 so ausgerichtet, dass die Welle 42 durch die Bohrung 18 hindurchreicht und ebenfalls durch die Bohrung 16. Auf die Welle 42 werden nun die erste Führungsbuchse 20 zusammen mit der Kugellagerführung 24 aufgeschoben und so positioniert, dass sie sich innerhalb der Bohrung 16 befinden. In diesem Zustand sind die Bohrung 18 sowie die Führungsbuchse 20 mit Kugellagerführung 24 parallel und konzentrisch zur Achse 44 der Welle 42 ausgerichtet. Zwischen dem Außendurchmesser der Führungsbuchse 20 und dem Innendurchmesser der Bohrung 16 ist noch ein ringförmiger Zwischenraum 26 vorhanden. Der Zwischenraum 26 wird durch entsprechende Abdeckungen 30 und 32 verschlossen. Nun wird der Zwischenraum 26 mit einer aushärtenden Vergussmasse ausgefüllt. Die Führungsbuchse 20 mitsamt der Kugellagerführung 24 bleibt nach wie vor gegenüber der Bohrung 18 ausgerichtet.

[0025] Nach dem Aushärten der Vergussmasse im Zwischenraum 26 kann das Richtwerkzeug 38 vom Werkzeughalter 10 entfernt werden. Wie in Figur 2 dargestellt ist, verbleiben nun präzise entlang der Achse 44 zueinander ausgerichtete Werkzeugaufnahmen in Form der Bohrung 18 und der Kugellagerführung 24. In den Werkzeughalter 10 können nun Werkzeuge 34 und 36 eingesetzt werden, die präzise zueinander ausgerichtet sind und ein hochgenaues Bearbeiten von Werkstücken erlauben.

[0026] Die Figuren 3 bis 5 zeigen eine gegenüber den Figuren 1 und 2 abgewandelte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeughalters 10. Wiederum wird ein in Figur 3 schematisch dargestelltes Richtwerkzeug 38 mit Grundplatte 40 und Welle 42 zum Ausrichten der Werkzeugaufnahmen verwendet. Bauteile mit gleicher Funktion wie in den Figuren 1 und 2 sind in den Figuren 3 bis 5 mit denselben Bezugszeichen versehen.

[0027] Figur 4 zeigt das im Werkzeughalter 10 eingesetzte Richtwerkzeug 38. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ist hier sowohl in der ersten Bohrung 16 des Werkzeughalters 10 als auch der zweiten Bohrung 18 eine Führungsbuchse 20 bzw. 22 vorgesehen. Die Führungsbuchse 22 und die Welle 42 weisen eine Spielpassung auf, wobei die Führungsbuchse 22 auf die Welle geschoben wird, bis sie in der unteren Bohrung 18 angeordnet ist. Die erste Führungsbuchse 20 ist wiederum mit einer Kugellagerführung 24 versehen und wird ebenfalls auf die Welle 42 geschoben, bis sie in der ersten Bohrung 16 zu liegen kommt. Die Zwischenräume 26 und 28 zwischen dem Außendurchmesser der Führungsbuchsen 20 und 22 und dem Innendurchmesser der Bohrungen 16 bzw. 18 werden mit der Vergussmasse gefüllt. Nach dem Aushärten der Vergussmasse in den Zwischenräumen 26 und 28 wird das Richtwerkzeug 38 entfernt. Die Werkzeugaufnahmen sind nun parallel und konzen- 3/8

Claims (9)

1. österreichisches Patentamt AT 505 361 B1 2011-04-15 trisch zur Achse 44 angeordnet. [0028] Wie in Figur 5 zu ersehen ist, können nun Werkzeuge 34 und 36 in die Werkzeugaufnahmen eingesetzt werden und erlauben eine hochpräzise Bearbeitung von Werkstücken. Patentansprüche 1. Verfahren zum Ausrichten einer ersten Werkzeugaufnahme achsparallel und konzentrisch zu einer zweiten Werkzeugaufnahme in einem gegenseitigen Abstand an einem Werkzeughalter, mit einem Richtwerkzeug zum Ausrichten der beiden Werkzeugaufnahmen und einer aushärtenden Vergussmasse zum Festlegen der ersten und/oder der zweiten zueinander ausgerichteten Werkzeugaufnahmen am Werkzeughalter, gekennzeichnet durch die Schritte: Verwenden einer ersten Werkzeugaufnahme mit einer ersten Bohrung (16) und einer darin anzuordnenden ersten Führungsbuchse (20), sowie einer zweiten Werkzeugaufnahme mit einer zweiten Bohrung (18), wobei der Außendurchmesser der ersten Führungsbuchse (20) kleiner ist als der Durchmesser der ersten Bohrung (16), so dass zwischen der Wandung der ersten Bohrung (16) und der ersten Führungsbuchse (20) ein erster ringförmiger Zwischenraum (26) verbleibt, Bereitstellen des Richtwerkzeugs (38) bestehend aus einer an der Bodenplatte (14) des Werkzeughalters (10) angesetzten Grundplatte (40) mit einer dazu senkrecht angeordneten Achse (42), deren Durchmesser an den Innendurchmesser der ersten Führungsbuchse (20) und der zweiten Bohrung (18) angepasst ist, gegenseitiges Positionieren des Werkzeughalters (10) und des Richtwerkzeugs (38) derart, dass die Achse (42) durch die erste (16) und die zweite Bohrung (18) verläuft, Positionieren der ersten Führungsbuchse (20) auf der Achse (42) derart, dass sie sich innerhalb der ersten Bohrung (16) befindet, wobei die zweite Bohrung (18) sowie die Führungsbuchse (20) mit Kugellagerführung (24) parallel und konzentrisch zu einer geometrischen Achse (44) der Achse (42) ausgerichtet sind, Ausfüllen des ersten Zwischenraums (26) mit der aushärtenden Vergussmasse zur unverrückbaren Festlegung der ersten Führungsbuchse (20) in der ersten Bohrung (16), und Entfernen des Richtwerkzeugs (38) vom Werkzeughalter (10) nach dem Aushärten der Vergussmasse.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte: Verwenden einer zweiten Werkzeugaufnahme umfassend eine zweite Bohrung (18) und eine darin anzuordnende zweite Führungsbuchse (22), wobei der Außendurchmesser der zweiten Führungsbuchse (22) kleiner ist als der Durchmesser der zweiten Bohrung (18), so dass zwischen der Wandung der zweiten Bohrung (18) und der zweiten Führungsbuchse (22) ein zweiter ringförmiger Zwischenraum (28) verbleibt, Positionieren der zweiten Führungsbuchse (22) auf der Achse (42) derart, dass sie sich innerhalb der zweiten Bohrung (18) befindet, und Ausfüllen des zweiten Zwischenraums (28) mit der aushärtenden Vergussmasse zur unverrückbaren Festlegung der zweiten Führungsbuchse (22) in der zweiten Bohrung (18).
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergussmasse ein Epoxydharz verwendet wird.
4. 4. Werkzeughalter mit einer ersten Werkzeugaufnahme die zu einer beabstandeten zweiten Werkzeugaufnahme achsparallel und konzentrisch ausgerichtet ist, wobei die erste und/oder die zweite Werkzeugaufnahme mittels einer aushärtenden Vergussmasse am Werkzeughalter befestigt sind, und wobei vor dem Aushärten der Vergussmasse eine Werkzeugaufnahme mit Hilfe eines Richtwerkzeugs achsparallel und konzentrisch zur anderen Werkzeugaufnahme ausgerichtet worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Werkzeugaufnahme eine erste Bohrung (16) und eine darin angeordnete erste Führungsbuchse (20) umfasst und die zweite Werkzeugaufnahme eine zweite Bohrung (18), 4/8 österreichisches Patentamt AT 505 361 B1 2011-04-15 wobei der Außendurchmesser der ersten Führungsbuchse (20) kleiner ist als der Durchmesser der ersten Bohrung (16), so dass zwischen der Wandung der ersten Bohrung (16) und der ersten Führungsbuchse (20) ein erster ringförmiger Zwischenraum (26) verbleibt, der mit einer aushärtenden Vergussmasse ausgefüllt ist, wobei vor dem Aushärten der Vergussmasse die erste Führungsbuchse (20) in der ersten Bohrung (16) durch das Richtwerkzeug (38) derart festgelegt war, dass sie achsparallel und konzentrisch zur zweiten Werkzeugaufnahme ausgerichtet ist, und dass das Richtwerkzeug (38) eine an einer Bodenplatte (14) des Werkzeughalters (10) angesetzte Grundplatte (40) und eine dazu senkrecht angeordnete Achse (42) umfasst, deren Durchmesser an den Innendurchmesser der ersten Führungsbuchse (20) und der zweiten Bohrung (18) angepasst ist, und dass die Achse (42) durch die zweite Bohrung (18) und ebenfalls durch die erste Bohrung (16) hindurchreicht, wobei die zweite Bohrung (18) sowie die Führungsbuchse (20) mit Kugellagerführung (24) parallel und konzentrisch zu einer geometrischen Achse (44) der Achse (42) ausgerichtet sind.
5. 5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Werkzeugaufnahme eine zweite Bohrung (18) und eine darin anzuordnende zweite Führungsbuchse (22) umfasst, wobei der Außendurchmesser der zweiten Führungsbuchse (22) kleiner ist als der Durchmesser der zweiten Bohrung (18), so dass zwischen der Wandung der zweiten Bohrung (18) und der zweiten Führungsbuchse (22) ein zweiter ringförmiger Zwischenraum (28) verbleibt, wobei die zweite Führungsbuchse (22) auf der Achse (42) innerhalb der zweiten Bohrung (18) angeordnet war, und der zweite Zwischenraum (28) mit einer aushärtenden Vergussmasse ausgefüllt ist zur unverrückbaren Festlegung der zweiten Führungsbuchse (22) in der zweiten Bohrung (18).
6. 6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse ein Epoxydharz ist.
7. 7. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (10) aus mindesten zwei Teilen besteht.
8. 8. Werkzeughalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass er ein erstes Teil (12) und die Bodenplatte (14) umfasst, wobei das erste Teil die erste Werkzeugaufnahme und die Bodenplatte (14) die zweite Werkzeugaufnahme umfasst.
9. 9. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter (10) einen C-Rahmen umfasst. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 5/8