DE102005049225A1 - Vorrichtung und Verfahren zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005049225A1 DE102005049225A1 DE200510049225 DE102005049225A DE102005049225A1 DE 102005049225 A1 DE102005049225 A1 DE 102005049225A1 DE 200510049225 DE200510049225 DE 200510049225 DE 102005049225 A DE102005049225 A DE 102005049225A DE 102005049225 A1 DE102005049225 A1 DE 102005049225A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sleeve
- spindle shaft
- tool
- shaft
- spindle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/14—Tools, e.g. nozzles, rollers, calenders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/117—Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
- B23B31/02—Chucks
- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/117—Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers
- B23B31/1179—Retention by friction only, e.g. using springs, resilient sleeves, tapers using heating and cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for
- B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
- B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
- B23P11/027—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold for mounting tools in tool holders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/12—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for securing to a spindle in general
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
- H05B6/40—Establishing desired heat distribution, e.g. to heat particular parts of workpieces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B2240/00—Details of connections of tools or workpieces
- B23B2240/32—Press fits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Gripping On Spindles (AREA)
Abstract
In der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs 1 an einer drehbaren Spindelwelle 2 einer Werkzeugmaschine offenbart, wobei die Spindelwelle 2 an ihrem Ende 3 rohrförmig ausgebildet ist und wobei im Bereich des rotierenden Endes 3 der Spindelwelle 2 eine Induktionsheizung 4 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem rohrförmigen Ende 3 der Spindelwelle 2 lösbar eine rohrförmige Hülse 5 mittels eines Passsitzes eingesetzt ist, in welcher mittels eines Passsitzes lösbar ein Schaft 6 des Werkzeugs 1 angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie ein Verfahren gemäß dem jeweiligen Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer drehbaren Spindelwelle mittels eines Passsitzes oder Schrumpfsitzes.
- Für die Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen in Antriebsspindeln mit hohen Drehzahlen gibt es unterschiedliche Verfahren. Die Bearbeitungswerkzeuge haben meistens unterschiedliche Schaftdurchmesser. Daher werden diese zunächst in einen Werkzeughalter reibschlüssig aufgenommen. Für hohe Drehzahlen hat sich das Schrumpfverfahren durchgesetzt. Die Werkzeugaufnahme hat eine Bohrung mit einer Passung, die etwas kleiner als der Schaft des Bearbeitungswerkzeuges ist. Über eine geeignete Heizung, z.B. durch Induktion, wird die Werkzeugaufnahme erwärmt, so dass sich die Bohrung so weit aufweitet, dass der Schaft des Bearbeitungswerkzeuges in die Bohrung eingeführt werden kann. Anschließend wird die Werkzeugaufnahme wieder abgekühlt und damit verkleinert sich die Bohrung so, dass der in der Bohrung befindliche Werkzeugschaft reibschlüssig gespannt wird. Dieses Verfahren erlaubt eine hohe Genauigkeit der Werkzeugsspannung in Werkzeugaufnahmen, insbesondere hinsichtlich des erreichbaren Rundlaufs.
- Für das Spannen der Werkzeugaufnahme mit dem darin befindlichen Bearbeitungswerkzeug in der Antriebsspindel wird für hohe Drehzahlen meist eine Variante der Hohlschaftkegel-Spannung verwendet. Dazu hat die Werkzeugaufnahme an dem der Bohrung für die Spannung des Bearbeitungswerkzeuges gegenüberliegenden Ende einen entsprechenden Kegel. Die Antriebsspindel verfügt über einen entsprechenden Spannmechanismus und eine Schnittstelle um den Hohlschaftkegel der Werkzeugaufnahme aufzunehmen.
- Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Spannung über Hohlschaftkegel in der Genaugikeit, besonders was den erreichbaren Rundlauf angeht, begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Spannung des Hohlschaftkegels von innen erfolgt. Die Spannung des Bearbeitungswerkzeuges findet auf der anderen Seite der Werkzeugaufnahme statt. Die Werkzeugaufnahme befindet sich somit zwischen der Spindelwelle der Antriebsspindel und dem Bearbeitungswerkzeug. Somit entsteht ein relativ großer Abstand zwischen Spindelwelle der Antriebsspindel und Bearbeitungswerkzeug. Auch kleinste Winkelfehler bei der Spannung der Werkzeugaufnahme in der Spindelwelle der Antriebsspindel führen daher zu zusätzlichen Ungenauigkeiten am Bearbeitungswerkzeug bezüglich Rundlauf.
- Aus der
EP 0 382 079 A1 ist eine Vorrichtung zum Spannen von Werkzeugen bekannt, bei welcher am freien Ende der Spindel ein hülsenförmiger Abschnitt ausgebildet ist, in welchen direkt ein Werkzeug einschrumpfbar ist. Der hülsenförmige Abschnitt muss exakt zu der Dimensionierung des Werkzeugs passen. Die Verwendung unterschiedlich dimensionierter Werkzeuge ist nicht möglich. - Die
EP 0 437 322 A2 offenbart die Spindeleinheit einer Werkzeugmaschine. Die Spindel ist mit einem zylindrischen Ansatz versehen, auf welchen ein mit einer zu dem Ansatz passenden Ausnehmung versehener Werkzeughalter aufschrumpfbar ist. Der Werkzeughalter wird mittels einer Induktionserwärmung entsprechend erwärmt, um die Schrumpfpassung zu lösen. An dem gegenüberliegenden, freien Ende des Werkzeughalters ist ein Werkzeug befestigt. Bei dieser Ausgestaltung erweist es sich ebenfalls als nachteilig, dass der Werkzeughalter jeweils exakt passend zu der Spindelwelle gefertigt werden muss. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Realisierbarkeit eine schnelle und universelle Spannung von Werkzeugen ermöglichen.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombinationen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Spannung von Werkzeugen somit mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern an der Spindelwelle mit höchstmöglichem Rundlauf und möglichst kurzem Abstand zur Spindelwelle zur Vermeidung der Auswirkung von Winkelfehlern auf den Rundlauf gelöst.
- Die Spindelwelle wird erfindungsgemäß am Ende für die Aufnahme des Werkzeughalters rohrförmig ausgeführt. Es ist vorgesehen, den Schaft des Bearbeitungswerkzeuges in einer entsprechend ausgeführten Hülse zu spannen. Die Spannung des Bearbeitungswerkzeuges in der Hülse erfolgt ebenfalls über Schrumpftechnik, d.h. Erwärmung der Hülse zwecks Aufweitung der Passbohrung in der Hülse, Einführen des Werkzeuges und anschließende Abkühlung zur Spannung des Werkzeuges über Reibschluss. Dieser Vorgang erfolgt außerhalb der Maschine.
- Für den Werkzeugwechsel in der Maschine wird eine Induktionsspule in den Bereich des Endes der Spindelwelle der Antriebsspindel gebracht, entweder fest montiert oder temporär für den Werkzeugwechselvorgang. Das Ende der Spindelwelle enthält eine Passbohrung mit einem Innendurchmesser, der etwas kleiner als der Außendurchmesser der Hülse ist. Zunächst wird das Spindelende im Bereich der Passbohrung über Induktion erwärmt. Damit weitet sich die Passbohrung in der Spindelwelle. Die Hülse mit dem eingeschrumpften Bearbeitungswerkzeug kann in die Spindelwelle eingeschoben werden. Anschließend wird die Spindelwelle wieder abgekühlt. Damit verringert sich der Durchmesser der Passbohrung in der Spindelwelle und die Hülse wird reibschlüssig gespannt.
- Um eine nur lokale Erwärmung der Spindelwelle im rohrförmigen Endbereich sicherzustellen, insbesondere auch um die Lager der Spindelwelle vor zu großer Erwärmung zu schützen, können die Induktionsspulen mit Ferritkernen abgeschirmt werden. Damit wird sichergestellt, dass die Erwärmung nur in dem gewünschten Bereich erfolgt.
- Um ein Werkzeug aus der Spindel zu entfernen, wird analog vorgegangen. Wichtig ist dabei aber eine ausreichende Erwärmungsgeschwindigkeit der Spindelwelle, damit sich die Schrumpfpassung zwischen der Hülse und der Spindelwelle löst, bevor sich die Schrumpfpassung zwischen Bearbeitungswerkzeug und Hülse löst. Wenn die Erwärmungsgeschwindigkeit durch die Induktion ausreichend hoch ist, entsteht ein Temperaturgradient in dem Verbund Bearbeitungswerkzeug, Hülse und Spindelwelle, der genau dazu führt, dass sich zuerst die Hülse von der Spindelwelle löst, während der Verbund Hülse Bearbeitungswerkzeug noch unverändert ist. Wesentlich ist, dass die Induktionserwärmung von außen und mit ausreichender Leistung erfolgt. Dann ist das Verfahren auch für größere Durchmesser und relativ schlanke Hülsen (geringe Differenz zwischen Innen- -und Außendurchmesser der Hülse) einsetzbar.
- Wenn die Erwärmung ausreichend schnell erfolgt, ist eine zusätzliche Kühlung nicht erforderlich. Die tatsächlich eingebrachte Wärmemenge ist so gering, dass das Ende der Spindelwelle über Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung relativ schnell wieder abkühlt. Die Spannung der Hülse über Reibschluss erfolgt dann auch ohne zusätzliche Kühlung ausreichend schnell.
- Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass Spindelwelle, Hülse und das Bearbeitungswerkzeug nicht hintereinander angeordnet sind und dadurch das Bearbeitungswerkzeug lang aus der Spindelwelle auskragt, bzw. relativ weit von dieser entfernt ist, sondern dass Spindelwelle, Werkzeugaufnahme (Hülse) und Bearbeitungswerkzeug in einander geschoben sind. Damit lassen sich sehr kurze Abstände zwischen der Spindelwelle und dem Bearbeitungswerkzeug realisieren, was sehr wesentlich für die Genauigkeit bzw. den Rundlauf des Bearbeitungswerkzeuges ist.
- Die doppelte Schrumpfpassung (Spindelwelle zu Hülse und Hülse zu Bearbeitungswerkzeug) kann in ihrem Verhalten auch durch die Materialpaarung (Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten) beeinflusst werden. Dies ist aber nicht erforderlich. Wesentlich für ein zuverlässiges Ein- und Ausspannen der Hülse in der Spindelwelle ist der bei der Induktion entstehende Temperaturgradient.
- Auf Grund des entfallenden Spannmechanismus für den Hohlschaftkegel oder ähnliches kann die Spindelwelle massiv ausgeführt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine Kühlung vorzusehen. Der durch den Wegfall des Spannmechanismus entstehende Platz in der Spindelwelle kann für Kühlbohrungen verwendet werden, auch wenn die Spindelwelle relativ schlank ist. Die Kühlung der Spindelwelle unterstützt außerdem den Abkühlvorgang des Endes der Spindelwelle nach dem Abschalten der Induktionserwärmung.
- Am aus der Spindelwelle herausstehenden Ende der Hülse kann ein Anschlag vorgesehen werden, der beim Einschieben in die Spindelwelle die Einschubtiefe bestimmt und begrenzt.
- Am aus der Spindelwelle herausstehenden Ende der Hülse können ein oder zwei Greiferrillen für den Werkzeugwechsel vorgesehen werden.
- Die Hülse und/oder die Spindelwelle können mit einer Einführschräge versehen werden, um vor dem Einschieben der Hülse in die Spindelwelle eventuell bestehenden radialen Versatz zwischen Hülse und Spindelwelle auszugleichen.
- Die Spindelwelle kann Entlüftungsbohrungen enthalten, damit die Luft beim Ein- bzw. Ausschieben der Hülse aus der Spindelwelle entweichen bzw. hineinkommen kann.
- Die Passung für den Schrumpfsitz des Bearbeitungswerkzeuges muss nicht auf der ganzen Länge der Hülse vorgesehen werden. Sie kann vielmehr nach den für die Schrumpfspannung von Bearbeitungswerkzeugen in Werkzeugaufnahmen bekannten Verfahren ausgelegt und z.B. nur auf der Seite der Hülse vorgesehen werden, auf der das Bearbeitungswerkzeug aus der Hülse heraussteht. Auf der anderen Seite kann der Durchmesser der Hülse größer ausgelegt werden, so dass die Passung für den Schrumpfsitz des Bearbeitungswerkzeuges nicht so auf voller Länge der Hülse gefertigt werden muss.
- Für eine schnellere Angleichung der Temperatur der Spindelwelle an die Umgebung können radial umlaufende Kühlrippen in der Spindelwelle vorgesehen sein. Die Hülse wird bereits durch das Profil der Greiferrillen gekühlt.
- In der Hülse kann ein Boden (Wand) als Anschlag für das einzuspannende Bearbeitungswerkzeug vorgesehen werden. In diesem Boden sollte jedoch eine oder mehrere Bohrungen zur Entlüftung beim Einspannen des Bearbeitungswerkzeuges in die Hülse vorgesehen werden.
- Für den Werkzeugwechsel ist es vorteilhaft, wenn die Induktionsspule die Spindelwelle relativ dicht umschließt. Damit ist eine radiale Bewegung der Spindelwelle in der Induktionsspule nur eingeschränkt möglich. Für den Werkzeugwechsler werden daher Kunststoffzangen zur Aufnahme der Hülsen vorgeschlagen, bei denen die Hülse mit dem gespannten Bearbeitungswerkzeug mit einer sehr geringen radialen Bewegung und einer überwiegend axialen Bewegung an die Kunststoffzange übergeben wird, bei gleichzeitig guter Spannung in axialer Richtung.
- Die Kunststoffzange ist dazu auf einer Seite geöffnet. Damit kann die Hülse prinzipiell auch radial in die Zange eingeschoben werden. Während dieses Vorgangs werden die beiden Zangenarme elastisch aufgeweitet und umschließen die Hülse, wenn diese ihre zentrische Position in der Zange eingenommen hat. In den Zangen sind drei Stege vorgesehen, die die Hülse in axialer Richtung in ihrer Position sichern. Außerdem ist am unteren Ende der Hülse eine Einführschräge vorgesehen. Damit wird eine zweite Art der Übergabe der Hülse an die Zange möglich, die einen erheblich geringeren radialen Hub erfordert. Die Hülse kann axial in die Zange eingefahren werden. Dabei muss diese nur soweit aus der Mitte der Zange versetzt sein, dass die Hülse beim axialen Einfahren in die Zange den mittleren Steg nicht berührt. Die beiden Zangenarme werden dabei durch die unten an der Hülse befindliche Einführschräge elastisch auseinander gebogen, besonders im Bereich der beiden an den Zangenarmen befindlichen Stege. Wenn die Hülse in axialer Richtung die Position zur Übergabe erreicht hat, schnappen die beiden Stege an den Zangenarmen bereits in die dafür vorgesehene Nut ein. Anschließend kann eine kurze radiale Bewegung der Hülse in Richtung des mittleren Steges erfolgen, so dass dieser auch in die vorgesehene Nut einfasst. Damit wird eine gute Sicherung der Hülse in axialer Richtung erreicht.
- Die Zangen können so ausgelegt sein, dass diese ohne Hülse einen etwas kleineren Durchmesser haben (entspannter Zustand), als wenn die Hülse darin aufgenommen ist. So entsteht eine leichte Vorspannung der Zangenarme bei aufgenommener Hülse.
- Wesentlich ist, dass die Einführschräge am Ende der Hülse ausreichend groß gewählt ist, um einen eventuellen radialen Versatz in der Position zwischen Hülse und Zange am Beginn der Übergabe auszugleichen.
- Für die Entnahme der Hülse aus der Zange erfolgt der Bewegungsablauf in umgekehrter Reihenfolge. Die Hülse wird zunächst radial etwas in Richtung der offenen Zangenarme relativ zur Zange bewegt. Dabei weiten sich die Zangenarme schon geringfügig auf. Wenn der mittlere Steg ganz aus der Nut der Hülse heraus ist, kann die Hülse axial aus der Zange herausgefahren werden. Dabei weiten sich die beiden Zangenarme elastisch weiter, bis die beiden Stege an den Zangenarmen ebenfalls ganz aus der Nut heraus sind.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 eine Teil-Längs-Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Spindelwelle mit Hülse und Werkzeug im gespannten Zustand; -
2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Hülse mit aufgesetzter Greiferzange; -
3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Greiferzange; -
4 eine Schnittansicht der Greiferzange gemäß Linie A-A von3 ; und -
5 bis8 unterschiedliche Arbeitsschritte bei der Entnahme des Werkzeugs zusammen mit der Hülse aus der Spindelwelle. -
1 zeigt in Teil-Ansicht ein Spindelgehäuse19 mit Lagern20 , in welchem drehbar eine Spindelwelle2 gelagert ist. - Am unteren, freien Endbereich der Spindelwelle
2 ist ein rohrförmiges Ende3 ausgebildet, welches mit einer Vielzahl von umlaufenden Kühlrippen21 versehen ist. In das Ende3 ist eine zentrische Ausnehmung22 eingebracht, an deren Boden seitlich Entlüftungsbohrungen23 vorgesehen sind. Diese sind aus Gründen der Auswuchtung symmetrisch oder in anderer geeigneter Weise angeordnet. - Im Inneren der massiv ausgeführten Spindelwelle
2 verläuft ein mittiger Kühlmittelkanal8 zur Zuführung von Kühlmittel. Weiterhin sind achsparallele Kühlmittelkanäle9 und10 vorgesehen, um das Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal8 durch Querbohrungen in diese Kühlmittelkanäle9 und10 einzuleiten und rückzuführen. Die Einleitung des Kühlmittels erfolgt über eine nicht dargestellte Drehzuführung mit geeigneten Dichtungen. Gleiches gilt für die Abführung des Kühlmittels aus den Kühlmittelkanälen9 und10 . - Der Innendurchmesser der Ausnehmung
22 ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser einer Hülse5 , welche in das Ende3 einsetzbar ist. Bei Betriebstemperatur ergibt sich somit ein Schrumpfsitz oder Passsitz, durch welchen die Hülse5 reibschlüssig in dem Ende3 der Spindelwelle2 gehalten wird. - Weiterhin zeigt die
1 eine Induktionsheizung4 mittels Induktionsspulen. Diese sind mit einer Ferritabschirmung7 nach außen hin abgeschirmt, um eine möglichst effektive Erwärmung des rohrförmigen Endes3 zu erzielen. - Die Kühlrippen
21 dienen bei schneller Drehung der Spindelwelle2 zur Kühlung des Endes3 . - Die Hülse
5 ist vergrößert in2 dargestellt. Diese umfasst eine stirnseitige Wand17 , welche vorderseitig eine Ausnehmung24 begrenzt. Die Wand17 ist mit einer Entlüftungsbohrung versehen. Außen weist das vordere Ende der Hülse5 eine bevorzugt konische Einführschräge12 auf. Diese dient, zusammen mit einer Einführschräge11 des Endes3 der Spindelwelle2 zum leichteren Einschieben der Hülse5 . - An ihrem hinteren Endbereich ist die Hülse
5 mit einer Verdickung versehen, in welcher zumindest eine Ringnut13 ausgebildet ist. Diese dient zum Einrasten von Greiferarmen15 einer Greiferzange14 (siehe3 und4 ). - Die Verdickung des Endes der Hülse
5 bildet eine Anschlagfläche25 zur exakten Positionierung der Hülse5 in dem Ende3 der Spindelwelle2 . Der Durchmesser der Ausnehmung24 ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser eines Schaftes6 eines Werkzeugs1 , wodurch sich ein reibschlüssiger Schrumpfsitz oder Passsitz ergibt. Durch Erwärmung der Hülse5 kann diese mit dem Schaft6 des Werkzeugs1 verbunden werden. Es versteht sich, dass auch andere Möglichkeiten der Verbindung zwischen dem Werkzeug1 und der Hülse5 möglich sind. - Die
3 und4 zeigen eine Ausgestaltung der Greiferzange14 mit seitlichen Greiferarmen15 , die elastisch verformbar sind. Sowohl die Greiferarme15 als auch der mittlere Bereich der Greiferzange14 ist jeweils mit einem Steg16 versehen, der zum sicheren Einrasten in die Ringnut13 dient. Der Steg16 kann auch durchgehend ausgebildet sein. - Die
5 bis8 zeigen unterschiedliche Schritte zum Entnehmen der Hülse5 zusammen mit dem Werkzeug1 von der Spindelwelle2 . Das Einsetzen eines Werkzeugs folgt in analoger Weise. Die5 zeigt die Anfahrposition der Greiferzange14 an das untere Ende des Werkzeugs1 bzw. der Spindelwelle2 . Dabei ist ein geringfügiger radialer Versatz der Mittelachse der Spindelwelle und des Werkzeugs relativ zu der Mittelachse der durch die Greiferarme15 gebildeten Ausnehmung ersichtlich. Bei der in6 gezeigten Eintauchposition wird die Greiferzange14 geringfügig radial bewegt, nachdem diese an die Hülse5 angenähert wurde. Dabei schnappen bei der Bewegung von5 zu6 die Stege16 , unterstützt durch die Einführschräge18 , am freien Ende der Hülse5 in die Ringnut13 ein. Durch die radiale Bewegung wird auch der mittlere Steg16 mit der Ringnut13 in Eingriff gebracht. Die7 zeigt eine Ablageposition, bei welcher eine Erwärmung des Endes3 der Spindelwelle2 erfolgt, um die Hülse5 frei zu geben. Die8 zeigt den Zustand, in welchem durch axiale Bewegung der Greiferzange14 das Werkzeug1 zusammen mit der Hülse5 von dem Ende2 der Spindelwelle1 entnommen wird. Die Montage eines Werkzeugs erfolgt in analog umgekehrter Weise. Alternativ kann an Stelle der Greiferzange14 auch die Spindel2 bewegt werden. -
- 1
- Werkzeug
- 2
- Spindelwelle
- 3
- rohrförmiges Ende
- 4
- Induktionsheizung
- 5
- Hülse
- 6
- Schaft
- 7
- Ferritabschirmung
- 8
- Kühlmittelkanal
- 9
- Kühlmittelkanal
- 10
- Kühlmittelkanal
- 11
- Einführschräge
- 12
- Einführschräge
- 13
- Ringnut
- 14
- Greiferzange
- 15
- Greiferarm
- 16
- Steg
- 17
- Wand
- 18
- Einführschräge
- 19
- Spindelgehäuse
- 20
- Lager
- 21
- Kühlrippe
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Entlüftungsbohrung
- 24
- Ausnehmung
- 25
- Anschlagfläche
Claims (19)
- Vorrichtung zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs (
1 ) an einer drehbaren Spindelwelle (2 ) einer Werkzeugmaschine, wobei die Spindelwelle (2 ) an ihrem Ende (3 ) rohrförmig ausgebildet ist und wobei im Bereich des rotierenden Endes (3 ) der Spindelwelle (2 ) eine Induktionsheizung (4 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem rohrförmigen Ende (3 ) der Spindelwelle (2 ) lösbar eine rohrförmige Hülse (5 ) mittels eines Passsitzes eingesetzt ist, in welcher mittels eines Passsitzes lösbar ein Schaft (6 ) des Werkzeugs (1 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (
6 ) der Werkzeugs (1 ), die Hülse (5 ) und das rohrförmige Ende (3 ) der Spindelwelle (2 ) im Wesentlichen in gleicher axialer Position relativ zueinander angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsheizung (
4 ) mit einer Ferritabschirmung (7 ) versehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Ende (
3 ) der Spindelwelle (2 ), die Hülse (5 ) und der Schaft (6 ) des Werkzeugs (1 ) jeweils unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelwelle (
2 ) mit zumindest einem axialen Kühlmittelkanal (8 bis10 ) versehen ist, welcher angrenzend an das rohrförmige Ende (3 ) der Spindelwelle (2 ) mündet. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Ende (
3 ) der Spindelwelle (2 ) mit einer Einführschräge (11 ) versehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
5 ) mit einer Einführschräge (12 ) versehen ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
5 ) mit zumindest einer Ringnut (13 ) für eine Greiferzange (14 ) versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferzange (
14 ) mit zwei elastisch verformbaren Greiferarmen (15 ) versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferzange (
14 ) mit Stegen (16 ) zum Eingriff in die Ringnut (13 ) der Hülse (5 ) versehen ist. - Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
- Verfahren zum lösbaren Spannen von Werkzeugen (
1 ) an einer Spindelwelle (2 ) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1 ) durch Erwärmen der Hülse (5 ) in diese eingeführt bzw. von dieser getrennt wird, dass die Hülse (5 ) zusammen mit dem Werkzeug (1 ) zu der Spindelwelle (2 ) transportiert bzw. von dieser entfernt wird, und dass das rohrförmige Ende (3 ) der Spindelwelle (2 ) mit großer Leistung zum Einsetzen bzw. Lösen der Hülse (5 ) erwärmt wird. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
5 ) mittels der Greiferzange (14 ) transportiert wird. - Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiferzange (
14 ) radial und axial relativ zu der Hülse bewegt wird. - Hülse zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs (
1 ) in einer Spindelwelle (2 ) einer Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5 ) im Wesentlichen in Form eines zylindrischen Rohres ausgebildet ist und zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge einen Außendurchmesser aufweist, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser einer Ausnehmung der Spindelwelle (2 ) und dass die Hülse zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge einen Innendurchmesser aufweist, der geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser eines Schafts (6 ) des Werkzeugs (1 ). - Hülse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
5 ) mit einer vorderseitigen Wand (17 ) versehen ist. - Hülse nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
5 ) im vorderen Bereich mit einer Einführschräge (12 ) versehen ist. - Hülse nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
5 ) am hinteren Bereich mit einer Einführschräge (18 ) versehen ist. - Hülse nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
5 ) mit zumindest einer äußeren Ringnut (13 ) versehen ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510049225 DE102005049225A1 (de) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Vorrichtung und Verfahren zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine |
DE202006000983U DE202006000983U1 (de) | 2005-10-14 | 2006-01-23 | Vorrichtung zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine |
DE202006002763U DE202006002763U1 (de) | 2005-10-14 | 2006-02-21 | Vorrichtung zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine |
PCT/EP2006/008404 WO2007042104A2 (de) | 2005-10-14 | 2006-08-28 | Vorrichtung und verfahren zum lösbaren spannen eines werkzeugs an einer spindelwelle einer werkzeugmaschine |
EP06777090A EP1943050B1 (de) | 2005-10-14 | 2006-08-28 | Vorrichtung zum lösbaren spannen eines werkzeugs an einer spindelwelle einer werkzeugmaschine |
TW095137786A TW200714405A (en) | 2005-10-14 | 2006-10-13 | Apparatus and method for detachably clamping a working tool at a rotatable spindle shaft of a tool machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510049225 DE102005049225A1 (de) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Vorrichtung und Verfahren zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005049225A1 true DE102005049225A1 (de) | 2007-04-19 |
Family
ID=37896384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510049225 Withdrawn DE102005049225A1 (de) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Vorrichtung und Verfahren zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005049225A1 (de) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0382078A1 (de) * | 1989-02-10 | 1990-08-16 | BASF Aktiengesellschaft | Aromatische Ketoverbindungen, ihre Herstellung und Arzneimittel sowie Kosmetika daraus |
EP0437322A2 (de) * | 1990-01-08 | 1991-07-17 | Kabushiki Kaisha Mori Seiki Seisakusho | Spindel-Einheit für Werkzeugmaschine |
EP0532824A1 (de) * | 1991-08-28 | 1993-03-24 | Mercedes-Benz Ag | Standardschaft für rotierende Bearbeitungswerkzeuge zur unmittelbaren Aufnahme in eine Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine |
DE19915412A1 (de) * | 1999-04-06 | 2000-10-12 | Innovat Ges Fuer Sondermaschin | Vorrichtung zum Spannen von Werkzeugen |
WO2001019558A1 (de) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Rego-Fix Ag | Vorrichtung zum thermischen einschrumpfen von werkzeugen |
DE10305691A1 (de) * | 2003-02-12 | 2004-08-26 | E. Zoller Gmbh & Co. Kg | Adapter und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkzeugs |
-
2005
- 2005-10-14 DE DE200510049225 patent/DE102005049225A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0382078A1 (de) * | 1989-02-10 | 1990-08-16 | BASF Aktiengesellschaft | Aromatische Ketoverbindungen, ihre Herstellung und Arzneimittel sowie Kosmetika daraus |
EP0437322A2 (de) * | 1990-01-08 | 1991-07-17 | Kabushiki Kaisha Mori Seiki Seisakusho | Spindel-Einheit für Werkzeugmaschine |
EP0532824A1 (de) * | 1991-08-28 | 1993-03-24 | Mercedes-Benz Ag | Standardschaft für rotierende Bearbeitungswerkzeuge zur unmittelbaren Aufnahme in eine Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine |
DE19915412A1 (de) * | 1999-04-06 | 2000-10-12 | Innovat Ges Fuer Sondermaschin | Vorrichtung zum Spannen von Werkzeugen |
WO2001019558A1 (de) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Rego-Fix Ag | Vorrichtung zum thermischen einschrumpfen von werkzeugen |
DE10305691A1 (de) * | 2003-02-12 | 2004-08-26 | E. Zoller Gmbh & Co. Kg | Adapter und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkzeugs |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3925641C2 (de) | ||
EP1761354B1 (de) | Werkzeughalter für ein rotationswerkzeug | |
EP1345721B1 (de) | Werkzeughalter für ein um eine drehachse drehbares werkzeug | |
DE19964550B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Spannen von Werkzeugen | |
EP1943050B1 (de) | Vorrichtung zum lösbaren spannen eines werkzeugs an einer spindelwelle einer werkzeugmaschine | |
WO2001089758A1 (de) | Schrumpfvorrichtung für einen werkzeughalter | |
EP1222984A1 (de) | Spannfutter zum Spannen von Werkzeugen durch Schrumpfsitz | |
DE19636701B4 (de) | Vorrichtung zum Einspannen von Gegenständen für die Spindel einer Werkzeugmaschine | |
DE102015117590B3 (de) | Spanneinrichtung zum Fixieren eines Werkzeugs in einer Werkzeugmaschine | |
EP1171259B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum bruchtrennen eines werkstücks | |
EP1178866B1 (de) | Spannfutter zum spannen von werkzeugen durch schrumpfsitz | |
DE3819799A1 (de) | Werkzeugmaschine | |
EP0382079B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Spannen von Werkzeugen | |
DE102005038582B4 (de) | Werkzeugspanneinsatz und Werkzeugspanneinrichtung | |
DE202006002763U1 (de) | Vorrichtung zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine | |
DE19926209C1 (de) | Spannfutter zum Spannen von Werkzeugen | |
DE102005049225A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine | |
DE19543734C1 (de) | Werkzeughaltevorrichtung für den automatischen Werkzeugwechsel | |
DE202006000983U1 (de) | Vorrichtung zum lösbaren Spannen eines Werkzeugs an einer Spindelwelle einer Werkzeugmaschine | |
EP1728573A1 (de) | Werkzeugmaschine mit Werkzeug- bzw. Werkstück-Spanneinrichtung | |
DE102013114644B3 (de) | Kühlmantel einer Vorrichtung und Vorrichtung zum Einspannen und/oder Ausspannen von Werkzeugen in/aus Schrumpfspannfutter(n) | |
DE102016107244B4 (de) | Hydraulische Dehnspanneinrichtung | |
DE3223748A1 (de) | Spannvorrichtung | |
DE202005011770U1 (de) | Werkzeugmaschine und Spindelwelle mit Werkzeug- bzw. Werkstück-Spanneinrichtung | |
DE10324670B4 (de) | Spannfutter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |