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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugspannvorrichtung, mit einem Spindeleinsatz und einem Adapter zwischen dem Spindeleinsatz und einer Werkzeugaufnahme, wobei der Adapter axial zur Längsachse der Vorrichtung in eine Aufnahme des Spindeleinsatzes einschiebbar und mittels eines Befestigungsmittels festlegbar ist und wobei zusätzlich zu dem Befestigungsmittel zwischen Spindeleinsatz und Adapter eine Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen ist, die eine Formschlussverbindung zwischen Spindeleinsatz und Adapter herstellt.
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Durch die
DE 102 19 600 B4 ist ein Werkzeugträger für feststehende oder umlaufende Werkzeuge bekannt mit einer an Werkzeugträgermitteln ausgebildeten Spannzangenaufnahme für eine Spannzange zum Spannen eines Werkzeugschaftes von der Werkzeugseite her, wobei die Spannzangenaufnahme eine kegelige Bohrung zur Aufnahme einer Spannzange und ein der Bohrung zugeordnetes koaxiales Gewinde zur Aufnahme einer Spannmutter aufweist, mit einer der kegeligen Bohrung zugeordneten, rechtwinklig zu der Bohrungsachse verlaufenden exakt fein bearbeiteten ersten Planfläche an den Werkzeugträgermitteln und mit Befestigungsmitteln an den Werkzeugträgermitteln für einen mit einem kegeligen Aufnahmezapfen anstelle einer Spannzange in die kegelige Bohrung eingesetzten Werkzeugspanneinsatz, wobei die Befestigungsmittel ausschließlich von der Werkzeugseite her zugänglich sind.
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Mit der bekannten Lösung ist es erreicht, einen Werkzeugträger mit einer axial sehr kurz bauenden Spannzangenaufnahme zu schaffen, die derart gestaltet ist, dass auf engstem Raum auch andere Werkzeugaufnahmen wie eine Spannzange eingesetzt werden können. Für den eigentlichen Werkzeugspannvorgang ist bei der bekannten Lösung neben dem Spindeleinsatz und dem Adapter eine mit den Befestigungsmitteln von der Werkzeugseite her festlegbare Spannmutter für das Werkzeug vorgesehen, so dass eine entsprechende Teilevielzahl zur Realisierung der bekannten Lösung notwendig ist.
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Durch die
DE 299 13 650 U1 ist eine gattungsgemäße Werkzeugspannvorrichtung bekannt, mit einem Spindeleinsatz und einem Adapter zwischen dem Spindeleinsatz und einer Werkzeugaufnahme, wobei der Adapter axial in den Spindeleinsatz einschiebbar und durch mindestens eine Schraube als Befestigungsmittel an diesem befestigbar ist. Der Adapter weist in seinem vorderen Bereich mindestens eine in Längsrichtung verlaufende Nut auf, die an ihrem Ende in eine quer zu ihr verlaufende Ausnehmung mündet und mittels der der Adapter über die mindestens eine ins Innere des Spindeleinsatzes hineinragende Schraubenspitze des Befestigungsmittels in den Spindeleinsatz einschiebbar ist. Durch anschließendes Verdrehen des Adapters, ragt die Schraubenspitze des Befestigungsmittels in die Ausnehmung hinein und sichert dergestalt den Adapter gegen ein Herausfallen aus dem Spindeleinsatz. Bei dieser bekannten Lösung wird der Adapter ausschließlich in dem Spindeleinsatz über die Anpresskräfte des jeweiligen Schraubenbefestigungsmittels gehalten, was zum einen in axialer Richtung zu einer entsprechenden groß aufbauenden Werkzeugspannvorrichtung führt, und zum andern ist, insbesondere bei stoßartiger Krafteinleitung an dem Bearbeitungswerkzeug mit hoher Drehmomenteinleitung in den Adapter mit dem Werkzeug eine ungewollte Relativbewegung zwischen Adapter und Spindeleinsatz möglich, in der Art eines die Verbindung lösenden Rutsch- oder Abgleitvorganges.
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Die
EP 0 059 513 B1 offenbart eine Werkzeugspannvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der zusätzlich zu einem Befestigungsmittel zwischen Spindeleinsatz und Adapter eine Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen ist, die eine Formschlussverbindung zwischen Spindeleinsatz und Adapter herstellt. Durch die zusätzlich vorhandene Drehmomentübertragungseinrichtung ist das eigentliche Befestigungsmittel des Adapters von Beanspruchungen und Belastungen befreit, die insbesondere dann in erheblichem Maße auftreten, wenn durch stoßartige Einleitung von Bearbeitungskräften in das Werkzeug und/oder bei Bearbeitungsvorgängen mit hohen Drehmomentübertragungen der Bereich üblicher Schneidkräfte verlassen wird. Bei der bekannten Vorrichtung müssen jedoch die Vorteile, die sich durch die zusätzlich Drehmomentübertragungseinrichtung ergeben, mit dem Nachteil der umständlichen Handhabung erkauft werden. Die Drehmomentübertragungseinrichtung der bekannten Vorrichtung weist einen keilförmigen Mitnehmerkörper auf, der in einen seitlichen Mitnehmerschlitz des Spindeleinsatzes eingesetzt werden muss und mittels einer Halteschraube gesichert werden muss, die in eine radiale Gewindebohrung des Adapters einschraubbar ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehalten der Vorteile der bekannten Lösungen eine Werkzeugspannvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die vergleichsweise einfacher handhabbar ist.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Werkzeugspannvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist. Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 an den aneinander zugewandten Stirnseiten von Spindeleinsatz und Adapter mindestens ein Vorsprung an einem Teil und eine korrespondierende Ausnehmung im anderen Teil vorgesehen sind, kommt die formschlüssige Drehmomentübertragung zustande, ohne dass zusätzliche Einzelteile gehandhabt oder angebracht und befestigt werden müssten. Mit anderen Worten gesagt, kommt die Drehmomentübertragung, ohne dass weitere Maßnahmen erforderlichen wären, zur Wirkung, sobald der Adapter in die Spindelaufnahme eingesetzt und darin festgelegt wird.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung ist vorgesehen, dass das eigentliche Bearbeitungswerkzeug in der Werkzeugaufnahme über ein weiteres Befestigungsmittel, vorzugsweise mittels einer Schraube festgelegt ist. Das dahingehende Befestigungsmittel greift in eine plane Aussparung im zylindrischen Schaft des Bearbeitungswerkzeuges ein, und mit der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung ist sichergestellt, dass die dahingehende Befestigungsstelle derart gesichert ist, dass ein ungewolltes Durchrutschen des Werkzeuges in der Werkzeugaufnahme des Adapters an der Stelle des Befestigungsmittelseingriffs mit Sicherheit vermieden ist. Sofern bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform das eine Befestigungsmittel, in Form von Befestigungsschrauben einen schrägen Eingriff durch den Spindeleinsatz ermöglicht, läßt sich dergestalt schräg gestellt ein Anzugsmoment für den Adapter in Richtung des Grundes des Spindeleinsatzes erreichen. Insbesondere wenn dann der Adapter an seinem einem freien Ende ein konisches Aufnahmestück aufweist, ist derart eine sichere, spielfreie Festlegemöglichkeit erreicht.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Werkzeugspannvorrichtung sind Gegenstand der sonstigen Unteransprüche.
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Im folgenden, wird die erfindungsgemäße Werkzeugspannvorrichtung anhand zweier Ausführungsbeispiele nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
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1 in perspektivischer Ansicht teilweise aufgeschnitten die Werkzeugspannvorrichtung,
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2 u. 3 in verschiedenen Längsschnitten die Werkzeugspannvorrichtung nach der 1,
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4a, 4b zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Drehmomentübertragungseinrichtung, einmal die rückwärtige Ansicht des Adapters gemäß der Darstellung nach den 1 bis 3 bzw. die stirnseitige Ansicht des Spindeleinsatzes bei einer entsprechend geänderten Ausführungsform.
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Die in 1 gezeigte Werkzeugspannvorrichtung weist einen Spindeleinsatz 10 auf, sowie einen Adapter 12. Zwischen dem Spindeleinsatz 10 und einer Werkzeugaufnahme 14 erstreckt sich der bereits angesprochene Adapter 12. Der Adapter 12 ist axial zur Längsachse 16 der Vorrichtung in einer Aufnahme 18 des Spindeleinsatzes 10 reversibel einschiebbar. Ferner läßt sich der Adapter 12 im Spindeleinsatz 10 über ein als ganzes mit 20 bezeichnetes Befestigungsmittel festlegen. Zusätzlich zu dem genannten Befestigungsmittel 20 ist zwischen Spindeleinsatz 10 und Adapter 12 eine als ganzes mit 22 bezeichnete Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen, die eine Formschlußverbindung zwischen Spindeleinsatz 10 und Adapter 12 herstellt. Gemäß der Darstellung nach der 1 ist an den einander zugewandten Stirnseiten 24, 26 der beiden Teile, gebildet aus Spindeleinsatz 10 und Adapter 12 mindestens ein Vorsprung 28 an einem Teil angeordnet, hier in Form des Spindeleinsatzes 10, der in eine korrespondierende Ausnehmung 30 im andern Teil, hier in Form des Adapters 12 unter Bildung der Drehmomentübertragungseinrichtung 22 formschlüssig eingreift.
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Der einfacheren Darstellung wegen, sind die Stirnseiten 24, 26 unter Bildung eines Spaltes auf Abstand dargestellt; in der tatsächlichen Realisierung kann der dahingehende Spaltabstand auf null gesetzt werden. Der genannte Vorsprung 28 besteht aus einem klötzchenartigen Materialüberstand an der Stirnseite 26 des Spindeleinsatzes 10. Anstelle eines einzigen Vorsprunges 28, kann bei einer geänderten Ausführungsform gemäß der Darstellung nach der 4b dieser mehrfach am stirnseitigen Außenumfang des Spindeleinsatzes 10 vorhanden sein. So zeigt die Ausgestaltung nach der 4b zur Längsachse 16 einander diametral gegenüberliegend zwei Vorsprünge 28a, b. In diesem Fall sind dann zwei korrespondierende Ausnehmungen (nicht dargestellt) am anderen Teil notwendig. Wie in den gezeigten Ausführungsbeispielen besteht natürlich die Möglichkeit, auch in alternierender Reihenfolge einen Vorsprung dem Adapter 12 bzw. dem Spindeleinsatz 10 zuzuordnen. Ebenso liegt es noch im Bereich der Erfindung, den jeweiligen Vorsprung 28 an der Stirnseite 24 des Adapters 12 anzuordnen. Um jedoch eine sichere Entlastung des ersten Befestigungsmittels 20 zu erreichen, sollte jedenfalls die aufgezeigte Drehmomentübertragungseinrichtung 22 an hiervon unterschiedlicher Stelle in der Werkzeugspannvorrichtung angeordnet sein.
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Ferner weist der Spindeleinsatz 10 an seiner einen freien Stirnseite 26 einen stufenförmigen Absatz 32 auf, der dem Übergriff eines Ringflanschsegmentes 34 des Adapters 12 dient. Bei der ersten Ausführungsform gemäß der Darstellung nach den 1 und 4a greift wie bereits aufgezeigt nur ein rechteckförmiger Vorsprung 28 in die zuordenbare Ausnehmung 30 des Adapters 12. Bei der Ausführungsform nach der 4b ist jedoch vorgesehen, dass die jeweiligen Vorsprünge 28a, b der Drehmomentübertragungseinrichtung 22 über Verbindungsstege 36 miteinander verbunden sind, die in der Art von Kreisbögen sich nach außen hin orientierend um die Längsachse 16 der Vorrichtung erstrecken. Insbesondere sind gemäß der Darstellung nach der 4b zwei Vorsprünge 28a, b vorgesehen, die sich einander diametral gegenüberliegend zur Längsachse 16 der Vorrichtung erstrecken, und vorzugsweise erstrecken sich gleichfalls gegenüberliegend die kreisbogenförmigen Verbindungsstege 36. Wie sich des weiteren aus der 4b ergibt, ist außerhalb der beiden Verbindungsstege 36 unter Bildung des stufenförmigen Absatzes 32 der Spindeleinsatz 10 frei geschnitten und ferner weist dieser Plananlagen 38 auf für den Angriff eines Betätigungswerkzeuges, beispielsweise in Form eines Betätigungsschlüssels mit vorgebbarer Maulweite (nicht dargestellt).
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Wie sich des weiteren aus der 3 ergibt, besteht das Befestigungsmittel 20 aus zwei diametral zur Längsachse 16 gegenüberliegenden Befestigungsschrauben 40; die Einschraubrichtung für die beiden Befestigungsschrauben 40 ist dabei derart schräg zur Längsachse 16 der Vorrichtung gewählt, dass das konische Endstück 42 des Adapters 12 in die Aufnahme 18 des Spindeleinsatzes 10 bei erfolgter Festlegung gezogen ist. Damit das Ende der jeweiligen Befestigungsschraube 40 entsprechend an dem Adapter 12 angreifen kann, ist dieser an dem einen Ende des konischen Endstückes 42 mit einer im Durchmesser verbreiternden Ringschulter 44, zumindest bereichs- oder segmentweise versehen. Ausgehend von der Ringschulter 44 verbreitert sich nach außen hin der Adapter 12 wiederum, und bildet dergestalt einen Aufnahmering 46 aus, der den Werkzeugschaft 48 eines Betätigungswerkzeuges im Bereich seines freien Endes umfasst. Zum Festlegen des Bearbeitungswerkzeuges 50 in der Werkzeugaufnahme 14 des Adapters 12 dient wiederum ein weiteres Befestigungsmittel 52 in Form einer Befestigungsschraube. Die dahingehende Festlegesituation für das Werkzeug 50 ist insbesondere in der Darstellung nach der 2 aufgezeigt. Für den Angriff des weiteren Befestigungsmittels 52 in Form der Schraube, ist das Werkzeug 50 an seinem zylindrischen Werkzeugschaft 48 mit einer nutartigen Aussparung 54 mit eben verlaufendem Nutgrund versehen. Das eine Befestigungsmittel 20 durchgreift also den Spindeleinsatz 10 und wirkt festlegend auf den Adapter 12, wobei das weitere Befestigungsmittel 52 den Adapter 12 durchgreift und auf das Werkzeug 50 festlegend einwirkt. Dank der Entlastung durch den Formschluß der Drehmomentübertragungseinrichtung 22 ist insoweit auch für das weitere Befestigungsmittel 52 sichergestellt, dass dieses nicht aus der Aussparung 54 rutschend herausgleiten kann, was gegebenenfalls die Festlegung des Bearbeitungswerkzeuges 50 im Adapter 12 und mithin im Spindeleinsatz 10 unmöglich machen würde.
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Die erfindungsgemäße Werkzeugspannvorrichtung baut in axialer Richtung klein auf, legt sicher das Bearbeitungswerkzeug 50 mit Adapter 12 im Spindeleinsatz 10 fest, und verhindert schädliche Relativbewegungen zwischen den genannten Teilen, sowie gegebenenfalls ein Versagen der einzelnen Befestigungsmittel 20 sowie 52. Innerhalb des konischen Endstückes 42 des Adapters 12 ist mittels eines Gewindes ein Anschlagstück 56 aufgenommen mit dem es möglich ist, durch einen Längseinstellvorgang entlang der Längsachse 16 der Vorrichtung, die mögliche Einschiebtiefe für das Werkzeug 50 festzulegen. Neben dem in den Figuren gezeigten Bohrwerkzeug 50, kann auch ein anderes Werkzeug, beispielsweise ein Fräser, ein Inneneinstichwerkzeug und dergleichen mehr in die gezeigte Halteranordnung aufgenommen werden. Ferner läßt sich das jeweilige Werkzeug 50 bei Verschleiß gegen ein neues austauschen. Sofern der Spindeleinsatz 10 Bestandteil eines nicht näher dargestellten Spindelkopfes ist, läßt sich die dahingehende Anordnung, vorzugsweise bei sogenannten Werkzeugrevolvern, insbesondere Scheibenrevolvern einsetzen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Spindeleinsatz 10 stationär zu halten und das nicht näher dargestellte Werkstück, beispielsweise für eine Bohr- oder Drehbearbeitung über eine nicht näher dargestellte Maschinendreheinrichtung anzutreiben oder bei festgehaltenem Werkstück den Spindeleinsatz, beispielsweise über eine drehbare Werkzeugaufnahme (nicht dargestellt) für einen spanbearbeitenden Vorgang anzutreiben. Ebenso ist in Sonderfällen denkbar durch eine Relativbewegung zueinander sowohl Werkzeug, als auch Werkstück anzutreiben. Ferner ist die erfindungsgemäße Lösung nicht auf Adapter 12 eingeschränkt mit konisch verlaufenden Endstücken 42; vielmehr sind hier auch Werkzeugauslegungen denkbar, bei denen das Endstück zylindrisch ausgebildet ist (nicht dargestellt).
