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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Adaptereinrichtung für eine Geradschleifmaschine sowie ein Geradschleifmaschinensystem, umfassend eine Geradschleifmaschine sowie eine damit lösbar verbindbare Adaptereinrichtung.
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Bekannte Geradschleifmaschinen weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, das von dem Benutzer mit wenigstens einer Hand umgriffen werden kann und in dem zumindest ein Teil der Antriebseinheit sowie eine damit verbundene und von der Antriebseinheit angetriebene Werkzeugspindel drehbar aufgenommen ist. Gegebenenfalls kann zusätzlich ein Getriebe die Antriebseinheit mit der Abtriebsspindel verbinden und je nach Ausgestaltung kann dieses Getriebe schaltbar ausgebildet sein. Mit der Spindel kann üblicherweise ein Bearbeitungswerkzeug verbunden werden, wobei das Bearbeitungswerkzeug mittels einer Spannzange in einer an der Spindelstirnfläche ausgebildeten Aufnahmeöffnung, wie nachfolgend näher ausgeführt, fixiert werden kann. Hierdurch wird grundsätzlich ein Wechsel des Bearbeitungswerkzeugs der Geradschleifmaschine ermöglicht.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Arten von Geradschleifmaschinen bekannt. So ist beispielsweise in der
DE 30 21 267 eine durch Druckluft angetriebene Geradschleifmaschine beschrieben, während die
DE 27 39 982 A1 eine tragbare Geradschleifmaschine mit eingebautem Antriebsmotor offenbart.
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Unabhängig von der Art der Antriebsart können bekannte Geradschleifmaschinen mit dem passenden Bearbeitungswerkzeug für die unterschiedlichsten Bearbeitungsvorgänge beispielsweise bei der Bearbeitung von Metallteilen eingesetzt werden. So können beispielsweise Gussoberflächen und Schweißnähte mit größeren Schleifscheiben als Bearbeitungswerkzeug verputzt werden, für die Bearbeitung der inneren Oberfläche von metallischen Formen und Gesenken kann eine Geradschleifmaschine mit kleineren Schleifscheiben und Schleifstiften bestückt werden, und für die Bearbeitung von Leichtmetallteilen können auch Hartmetallfräser als Bearbeitungswerkzeuge eingesetzt werden. Gerade bei komplexeren mit einer Geradschleifmaschine zu bearbeitenden Bauteilen kann es daher notwendig sein, für die einzelnen Bearbeitungsschritte immer wieder das an der Geradschleifmaschine aufgenommene Bearbeitungswerkzeug zu wechseln.
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Zur lösbaren Fixierung eines Bearbeitungswerkzeugs an der Geradschleifmaschine ist an dem freien Ende der Spindel regelmäßig eine Aufnahme vorgesehen, in der eine sogenannte Spannzange aufgenommen werden kann. Eine solche Spannzange umfasst üblicherweise mehrere durch Schlitze voneinander getrennte Backen, die sich beim Zuspannen der Spannzange um ein zuvor in die Spannzange eingeführtes Bearbeitungswerkzeug legen und dieses fixieren können. Zusätzlich weist die Spannzange oftmals eine diese teilweise umgreifende Überwurfmutter auf, welche eine axiale Relativbewegung zu der Spannzange ausführen kann. Eine solche Spannzange ist beispielsweise in der
DE 30 21 267 A1 gezeigt.
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Die Spannzange kann beispielsweise in die Aufnahmeausnehmung an der Spindelstirnfläche des freien Endes der Spindel eingesetzt werden und mit der Überwurfmutter an dem Spindelende fixiert werden, indem die Überwurfmutter in ein an dem freien Spindelende ausgebildetes Außengewinde eingreift.
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Nachteilig bei derartigen aus der Praxis bekannt gewordenen Spannzangen ist, dass die Fixierung und das Lösen eines Bearbeitungswerkzeugs an bzw. von der Geradschleifmaschine nur durch ein zusätzliches Werkzeug bewirkt werden kann. So muss für einen Wechsel des Bearbeitungswerkzeugs die Überwurfmutter mit einem zusätzlichen Werkzeug, beispielsweise einem Schraubenschlüssel, gelöst und auch wieder fixiert werden, ehe die Spannzange das an der Geradschleifmaschine aufgenommene Bearbeitungswerkzeug freigeben und ein neues Bearbeitungswerkzeug fixieren kann. Jeder Werkzeugwechsel ist somit zeitaufwändig, was sich auch auf die Kosten des zu bearbeitenden Werkstücks auswirkt. Weiterhin wird der Werkzeugwechsel von dem Bediener oftmals als sehr lästig empfunden, weshalb er gegebenenfalls auch einmal darauf verzichtet und mit einem weniger passenden Bearbeitungswerkzeug Bearbeitungsschritte vornimmt, wodurch die Qualität der Bearbeitung beeinträchtigt werden kann und die Lebensdauer der Bearbeitungswerkzeuge verkürzt werden kann.
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Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Lösung bereitzustellen, bei der das Bearbeitungswerkzeug einer Geradschleifmaschine ohne zusätzlich notwendiges Werkzeug einfach und schnell durch den Bediener gewechselt werden kann.
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Eine weitere Anforderung im Zusammenhang mit bekannten Geradschleifmaschinen besteht darin, dass das Gehäuse der Geradschleifmaschine im Übergangsbereich zu dem aufgenommenen Bearbeitungswerkzeug bzw. zu dem freien Ende der Spindel vergleichsweise schlank bleiben soll, um die Zugänglichkeit des Bearbeitungswerkzeugs an das zu bearbeitende Werkstück gewährleisten zu können. Dementsprechend muss eine Lösung, die einen werkzeuglosen Wechsel des mit der Geradschleifmaschine zu verbindenden Bearbeitungswerkzeugs ermöglichen soll, derart ausgeführt sein, dass das Gehäuse der Geradschleifmaschine im Bereich des Übergangs zum freien Ende der Spindel zumindest keinen größeren Durchmesser aufweisen sollte als der Durchmesser bekannter Geradschleifmaschinengehäuse in diesem Bereich.
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Diese vorstehend genannten Anforderungen bzw. Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Lösung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Es wird demgemäß eine Adaptereinrichtung für eine Geradschleifmaschine bereitgestellt, die einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeugs sowie einen Rupplungsabschnitt zur Kupplung der Adaptereinrichtung mit einer angetriebenen Spindel der Geradschleifmaschine umfasst, wobei der Kupplungsabschnitt dazu ausgebildet ist, eine Kupplung bereitzustellen, die ohne Verwendung eines zusätzlichen Werkzeugs lösbar und verbindbar ist. Eine solche Adaptereinrichtung hat den Vorteil, dass der Bediener mit Hilfe von mehreren solcher Adaptereinrichtungen einen einfachen, schnellen und werkzeuglosen Wechsel des Werkzeugs durchführen kann, wobei an jeder der Adaptereinrichtungen ein anderes Werkzeug aufgenommen sein kann. An dem Durchmesser des Gehäuses der Geradschleifmaschine im Übergangsbereich zu dem freien Ende der Spindel verändert sich nichts.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Kupplungsabschnitt eine Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments von der Spindel der Geradschleifmaschine auf ein an dem Aufnahmeabschnitt aufgenommenes Bearbeitungswerkzeug aufweist. Auf diese Weise kann das Drehmoment von der Spindel direkt über die an der Adaptereinrichtung vorgesehene Anordnung auf das an dem Aufnahmeabschnitt aufgenommene Bearbeitungswerkzeug übertragen werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments einen spindelseitigen Eingriffsabschnitt aufweisen, der wenigstens abschnittsweise mit einem korrespondieren Gegeneingriffsabschnitt der Spindel in Eingriff bringbar ist, derart, dass, wenn die Adaptereinrichtung mit der Spindel gekuppelt ist, der spindelseitige Eingriffsabschnitt drehfest mit der Spindel verbunden ist. Somit dreht sich in gekuppeltem Zustand der Eingriffsabschnitt der Adaptereinrichtung mit der Spindel.
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Der Kupplungsabschnitt kann ferner einen spindelseitigen Zentrierabschnitt aufweisen, der wenigstens abschnittsweise mit einem korrespondierenden Zentrierabschnitt der Spindel in Eingriff bringbar ist, um die Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments gegenüber der Spindel zu zentrieren. Dies ist wichtig, damit die Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments in der Lage ist, das Drehmoment der Spindel auf das Bearbeitungswerkzeug zu übertragen, ohne dass dabei störende Einflüsse, wie z. B. ein Taumeln oder dergleichen, auf das Bearbeitungswerkzeug mit übertragen werden, wie dies bei einer dezentralen Anordnung der Fall sein könnte.
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Die Spindel kann werkzeugseitig eine Ausnehmung an der Spindelstirnfläche umfassen, in die der Kupplungsabschnitt wenigstens teilweise aufgenommen werden kann. Dabei kann die Ausnehmung an der Spindelstirnfläche sowohl den Gegeneingriffsabschnitt als auch den korrespondierenden Zentrierabschnitt umfassen, wobei sich die Ausnehmung optional entlang einer Längsachse der Spindel erstreckt und im Bereich des Gegeneingriffsabschnitts im Querschnitt betrachtet polygonförmig ist, und wobei optional die Ausnehmung im Bereich des Zentrierabschnitts kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich entlang der Längsachse in Richtung zu einer die Spindel antreibenden Antriebseinheit der Geradschleifmaschine hin verjüngt. Bei einer solchen optionale Ausgestaltung der Ausnehmung an der Spindelstirnfläche kann diese hierbei ausgehend von der Stirnfläche zuerst den Zentrierabschnitt aufweisen, der dann in den Gegeneingriffsabschnitt mündet.
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Alternativ zu dieser optionalen Gestaltung sind jedoch auch andere Ausgestaltungsmöglichkeiten denkbar, beispielsweise ein Gegeneingriffsabschnitt und/oder ein Zentrierabschnitt, der an der Außenseite der Spindel ausgebildet ist bzw. sind. Weiterhin kann auch ein einziger an der Spindel angeordneter Abschnitt sowohl den Zentrierabschnitt als auch gleichzeitig den Gegeneingriffsabschnitt bilden. Der Begriff „polygonförmig” im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst jede denkbare Form eines Mehrecks, insbesondere auch eines gleichseitigen Sechsecks (Innensechskantausnehmung) oder eines gleichseitigen Sterns (Torx). Die Längsachse der Spindel im Sinne der vorliegenden Anmeldung entspricht gleichzeitig auch der Drehachse der Spindel und ist parallel zu der Längsachse der Geradschleifmaschine.
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Bei einer solchen, vorstehend beschriebenen, optionalen Gestaltung der Ausnehmung weist der Kupplungsabschnitt vorzugsweise im Bereich des Eingriffsabschnitts einen mit dem Querschnitt des Gegeneingriffsabschnitts korrespondierenden polygonförmigen Querschnitt auf und im Bereich des Zentrierabschnitts eine mit der Ausnehmung korrespondierende konische bzw. kegelförmige oder kegelstumpfförmige Form auf, die sich (in einem gekuppelten Zustand betrachtet) in Richtung zu der Spindel hin verjüngt.
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Der Eingriffsabschnitt ermöglicht bei der vorliegenden Erfindung durch den Eingriff mit dem korrespondierenden Gegeneingriffsabschnitt der Spindel eine Kupplung der Adaptereinrichtung mit der Spindel in radialer Richtung. Der Zentrierabschnitt stellt in Anlage mit dem korrespondierenden Zentrierabschnitt der Spindel eine Zentrierung des Kupplungsabschnitts und somit auch der Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments in der Spindel sicher.
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Ferner kann die Adaptereinrichtung eine Sicherungsanordnung umfassen, die dazu eingerichtet ist, dann, wenn die Adaptereinrichtung mit der Spindel gekuppelt ist, eine Axialbewegung des Kupplungsabschnitts zumindest zu erschweren oder zu verhindern. Die Sicherungsanordnung kann wenigstens ein Sicherungselement umfassen, das in radialer Richtung bewegbar an der Adaptereinrichtung angeordnet ist und zur axialen Sicherung in eine korrespondierende radiale Ausnehmung an der Spindel eingreifen kann. Eine solche radiale Ausnehmung kann beispielsweise ein ohnehin vorgesehener Freistich im Bereich des Außenumfangs der Spindel sein, der üblicherweise als Abschluss eines an der Spindel ausgebildeten Außengewindes vorgesehen ist.
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Die Begriffe axial und radial sind in diesem Zusammenhang bezogen auf die Längsachse der Spindel bzw. diejenige Achse zu verstehen, um die sich die Spindel dreht.
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Die Sicherungsanordnung kann ferner einen Lösemechanismus umfassen, der eine Lösebewegung des Sicherungselements aus der korrespondierenden radialen Ausnehmung gestattet bzw. veranlasst. Bei dieser Ausgestaltung kann das Sicherungselement derart ausgebildet sein, dass es in einer Sperrstellung, d. h. in einer Stellung, in der es in die radiale Ausnehmung an der Spindel eingreift, vorgespannt bzw. gehalten ist (Ausgangsstellung). Der Lösemechanismus bewegt dann das Sicherungselement beispielsweise entgegen seiner Vorspannung oder Halterung aus dessen Ausgangsstellung in eine Lösestellung. Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich das Sicherungselement in seiner Ausgangsstellung in der Lösestellung befindet und erst dann, wenn der Lösemechanismus dieses in eine Sperrstellung überführt, in die korrespondierende radiale Ausnehmung an der Spindel radial eingreift. Wird der Lösemechanismus dann in der Weise bewegt, dass sich das Sicherungselement in seine Ausgangsstellung zurückbewegen kann, so gestattet bzw. veranlasst dieser ebenfalls eine Lösebewegung des Sicherungselements aus der korrespondierenden radialen Ausnehmung.
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Weiterhin können selbstverständlich mehrere Sicherungselemente vorgesehen sein, die in eine oder mehrere radiale Ausnehmungen an der Spindel eingreifen können.
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Der Lösemechanismus kann wenigstens eine Betätigungshülse umfassen, die zwischen einer Sicherungsstellung und einer Lösestellung in axialer Richtung relativ zu dem Sicherungselement verschiebbar ausgebildet ist, sowie optional ein elastisches Element, insbesondere eine Feder, wobei die Betätigungshülse mittels des elastischen Elements aus seiner Lösestellung in die Sicherungsstellung zurückgestellt werden kann. Eine Umkehr dieses Effekts, d. h. eine Rückstellung mit Hilfe des elastischen Elements aus einer Sicherungsstellung in eine Lösestellung ist ebenfalls denkbar.
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Darüber hinaus kann das wenigstens eine Sicherungselement kugelförmig ausgebildet sein. Alternativ könnte das Sicherungselement jedoch auch als Rasthaken oder Rastnase oder dergleichen ausgebildet sein, der oder die mittels des Lösemechanismus in eine Sperrstellung bzw. eine Lösestellung überführt werden kann. Ein solcher Rasthaken oder eine Rastnase kann beispielsweise an einem ersten Arm eines Doppelhebels ausgebildet sein, wobei der Doppelhebel relativ zu der radialen Ausnehmung verschwenkbar ist. In einer ersten Stellung kann der Rasthaken oder die Rastnase radial in die radiale Ausnehmung eingreifen, d. h. der erste Arm des Doppelhebels ist nach radial innen verschwenkt (Sperrstellung). Durch Verschieben der Hülse kann letztere bei einem solchen Mechanismus den zweiten Arm des Doppelhebels überfahren und dadurch eine Verschwenkung des Doppelhebels bewirken, wodurch der erste Arm mit dem Rasthaken oder der Rastnase von der radialen Ausnehmung weg nach radial außen in die Lösestellung geschwenkt wird.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeabschnitt der Adaptereinrichtung im Wesentlichen die gleiche Geometrie zur Aufnahme einer das Bearbeitungswerkzeug fixierenden Spannzange aufweist, wie die angetriebene Spindel der Geradschleifmaschine. Auf diese Weise wird zusätzlich eine Auswechselbarkeit der mit der Adaptereinrichtung verbundenen Bearbeitungswerkzeuge erreicht, wobei der Bediener beispielsweise im Vorfeld zu einer geplanten Bearbeitung seine verfügbaren Adaptereinrichtungen mit den jeweils zu verwendenden Werkzeugen bestücken kann. Der Aufnahmeabschnitt der Adaptereinrichtung kann beispielsweise, wie bereits in Bezug auf den Stand der Technik beschrieben, eine Ausnehmung zum Einsatz einer üblichen Spannzange sowie an seinem freien Ende ein Außengewinde umfassen, in das eine Überwurfmutter der Spannzange fixierend eingreifen kann. Dies ermöglicht einerseits einen Werkzeugwechsel in der gewohnten Art und Weise – sofern eine Adaptereinrichtung neu bestückt werden soll oder das Werkzeug aufgrund von Abnutzung nicht mehr verwendet werden kann. Andererseits ist durch die bekannte Geometrie an der Aufnahmeseite der Adaptereinrichtung auch gewährleistet, dass dieselbe Zugänglichkeit mit einer Geradschleifmaschine mit zwischengeschalteter Adaptereinrichtung für das Bearbeitungswerkzeug erreicht werden kann, wie bei üblichen Geradschleifmaschinen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch ein Geradschleifmaschinensystem, umfassend eine Geradschleifmaschine sowie wenigstens eine damit lösbar verbindbare Adaptereinrichtung mit den vorstehend genannten Merkmalen. Üblicherweise, um einen schnellen und einfachen Wechsel von Werkzeugen durchführen zu können, wird das System jedoch zumindest zwei Adaptereinrichtungen mit den vorstehend genannten Merkmalen umfassen.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt ist. Der Fachmann wird die in den Zeichnungen, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen schematisch:
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1 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Geradschleifmaschinensystems;
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2A und 2B eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Geradschleifmaschinensystems der 1, wobei in 2A die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung von der Geradschleifmaschine gelöst ist und in 2B die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung mit der Geradschleifmaschine verbunden ist;
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3 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Geradschleifmaschinensystems der 1 bis 2B, wobei die Schnittebene entlang der Längsachse des erfindungsgemäßen Geradschleifmaschinensystems verläuft;
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3A eine Detailansicht des Details A der 3; und
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4 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Geradschleifmaschinensystems, bei der die Adaptereinrichtung 3 von der Geradschleifmaschine gelöst ist.
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In den 1–4 ist ein erfindungsgemäßes Geradschleifmaschinensystem, umfassend eine Geradschleifmaschine sowie wenigstens eine damit kuppelbare Adaptereinrichtung, gezeigt. Die Geradschleifmaschine wird in den 1 bis 5 durch einen Vorsatz 10 repräsentiert, in dem eine angetriebene Spindel 16 der Geradschleifmaschine drehbar gelagert ist. Der Vorsatz 10 ist mittels eines Verbindungsflansches 12 und Aufnahmebohrungen 14 für Befestigungsmittel, wie beispielweise Schrauben, mit einem Gehäuse (nicht dargestellt) einer Geradschleifmaschine verbindbar. Derartige Vorsätze sind im Allgemeinen aus dem Stand der Technik bekannt, so dass an dieser Stelle nicht auf diese näher eingegangen werden muss.
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Die Spindel 16 (vgl. 3) der Geradschleifmaschine ist an ihrem freien Ende 18 (vgl. 2) mit einer erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung 30 kuppelbar. Die Adaptereinrichtung 30 weist, wie in 1 gezeigt, an ihrem freien Ende eine übliche Spannzange 70 mit einer Werkzeugaufnahme 72 und Spannbacken 74 auf. Die Spannbacken 74 der Spannzange 70 werden in bekannter Weise durch Drehen einer Überwurfmutter 60 zueinander bewegt bzw. voneinander wegbewegt und können auf diese Weise ein in der Aufnahme 72 aufgenommenes Bearbeitungswerkzeug (nicht dargestellt) zwischen sich einspannen. Die Spannbacken 74 sind zudem in bekannter Weise durch Schlitze 76 voneinander getrennt (vgl. auch 3A).
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Wie in den 2A und 2B deutlich zu erkennen ist, ist die Adaptereinrichtung 30 lösbar mit der Geradschleifmaschine (repräsentiert durch den Vorsatz 10) verbindbar. Hierzu weist die Adaptereinrichtung 30 einen Kupplungsabschnitt 32 auf, der mit dem freien Ende 18 der Spindel 16 (vgl. 3 und 3A) der Geradschleifmaschine verbindbar ist. An dem bezüglich einer Längsachse L des Geradschleifmaschinensystems (vgl. 2A und 2B) betrachtet anderen, freien, Ende (in den Figuren „links”) weist die Adaptereinrichtung 30 einen Aufnahmeabschnitt 34 zur Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeuges bzw. zur Aufnahme einer konventionellen Spannzange auf, die das Bearbeitungswerkzeug an der Adaptereinrichtung 30 fixieren kann.
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Die Spindel 16 weist an ihrem freien Ende 18, wie in 2A gezeigt ist, ein Außengewinde 18a auf, das in einen Freistich 18b mündet. Ferner ist in üblicher Weise wenigstens eine, vorzugsweise zwei, gegenüberliegende Abflachungen 18c an dem Außenumfang des freien Endes 18 der Spindel 16 vorgesehen, um die Spindel 16 entgegen einer Drehbewegung fixieren zu können. Dies kann beispielsweise dann nützlich sein, wenn, wie im Stand der Technik üblich, in einer Aufnahme 20 (vgl. 3 und 3A) an dem freien Ende 18 der Spindel eine Spannzange aufgenommen ist und diese mit einer Überwurfmutter fixiert werden soll. Um die Überwurfmutter auch mit einem vergleichsweise hohen Drehmoment relativ zu der Spindel verdrehen zu können, ist es günstig, wenn die Spindel beispielsweise mit einer Haltezange fixiert werden kann. Dabei dienen die Abflachungen 18c dazu, eine definierte Angriffsfläche an der Spindel bereitzustellen und diese gegen ein Durchdrehen zwischen den Spannbacken einer solchen Haltezange zu sichern.
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In der 3 ist die Kupplung der Adaptereinrichtung 30 mit der Spindel 16 in einem Teilschnitt entlang der Längsachse L dargestellt. Wie bereits vorstehend ausgeführt, weist die Adaptereinrichtung 30 einen Aufnahmeabschnitt 34 sowie einen Kupplungsabschnitt 32 auf. Sowohl der Kupplungsabschnitt 32 als auch der Aufnahmeabschnitt 34 sind an einem Wellenteil, der Verbindungswelle 36 (vgl. 3), ausgebildet. Wie in der 3A, die eine Detailansicht des Details A in 3 darstellt, weiterhin gezeigt ist, erstreckt sich die Verbindungswelle 36 entlang der Längsachse L.
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Der (im gekuppelten Zustand) dem Spindelende 18 zugewandte Teil der Adaptereinrichtung 30 wird nachfolgend als hinteres Ende und der dem Spindelende 18 abgewandte Teil der Adaptereinrichtung 30 wird nachfolgend als vorderes Ende bezeichnet. Analog wird bezüglich der Spindel 16 dieselbe Terminologie verwendet, d. h. das vordere Ende der Spindel ist der Adaptereinrichtung 30 zugewandt, während das hintere Ende einer (nicht dargestellten) Antriebseinheit zugewandt ist.
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An dem vorderen Ende der Verbindungswelle 36 ist an dem Außenumfang ein Außengewindeabschnitt 34a ausgebildet, der in einen Freistich 34b mündet. Weiterhin erstreckt sich von der Stirnfläche des vorderen Endes der Verbindungswelle 36 eine Ausnehmung 38, deren vorderer Abschnitt 38a kegelstumpfförmig bzw. konusförmig ist und der in einen ersten zylinderförmigen Abschnitt 38b mündet. Entlang der Längsachse L schließt sich daran ein zweiter zylinderförmiger Abschnitt 38c der Ausnehmung 38 an, dessen Durchmesser kleiner ist als der des ersten zylinderförmigen Abschnitts 38b. In einem senkrecht zu der Längsachse verlaufenden Querschnitt betrachtet sind alle drei Abschnitte 38a, 38b und 38c kreisförmig ausgebildet.
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Grundsätzlich wäre es alternativ jedoch auch denkbar, dass einer der Abschnitte, z. B. der erste zylinderförmige Abschnitt 38b der Ausnehmung 38 im Querschnitt polygonförmig, beispielsweise in der Art eines gleichseitigen Sechsecks, ausgebildet ist.
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Sowohl das Außengewinde 34a als auch der Freistich 34b des Aufnahmeabschnitts 34 der Adaptereinrichtung 30 entsprechen (mit Ausnahme der Abflachung 18c) der Gestaltung des freien Endes 18 der Spindel 16, wobei diese Merkmale zur Aufnahme und Sicherung eines Werkzeugs mittels einer Spannzange und einer Überwurfmutter dienen. Zudem ähnelt die Gestaltung der Ausnehmung 38 des Aufnahmeabschnitts 34 der Ausnehmung 20 an dem Spindelende, da beide Ausnehmungen einen Zentrierabschnitt zur zentrierten Aufnahme einer Spannzange bzw. der Adaptereinrichtung aufweisen. Die Funktionen der einzelnen Abschnitte werden nachfolgend kurz erläutert:
Das Außengewinde 34a dient zur Aufnahme der Überwurfmutter 60, wobei der Freistich 34b, insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten, günstig ist, da er das Aufschneiden eines Außengewindes auf das freie Ende eines zylinderförmigen Gegenstands, d. h. der Verbindungswelle 36 oder der Spindel 16, erleichtert. Der mittlere zylinderförmige Abschnitt 38b stellt im Wesentlichen einen Übergangsbereich von dem konusförmigen Abschnitt 38a der Ausnehmung 38 zu dem zylinderförmigen, Abschnitt 38c der Ausnehmung 38 dar. Der Abschnitt 38c dient zur Aufnahme eines darin aufgenommenen Bearbeitungswerkzeugs, das mit Hilfe der Spannzange 70 klemmend fixiert wird, so dass ein Drehmoment von der Adaptereinrichtung 30 auf ein aufgenommenes Bearbeitungswerkzeug übertragen werden kann. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, den Abschnitt 38b vergleichbar mit einem Abschnitt 20b 2 der Ausnehmung 20 der Spindel 16 im Querschnitt betrachtet polygonförmig auszubilden und diesen zur radialen Kupplung mit einem Bearbeitungswerkzeug (mit einem korrespondierenden polygonförmigen Querschnitt) zu nutzen.
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Wie vorstehend angedeutet, weist die Spindel 16 an ihrem freien Ende 18 eine mit der Gestaltung des Aufnahmeabschnitts 34 der Verbindungswelle 36 vergleichbare Geometrie auf. Diese umfasst, wie bereits ausgeführt, das Außengewinde 18a, den Freistich 18b sowie eine stirnseitige Ausnehmung 20. Die Ausnehmung 20 weist ähnlich der Ausnehmung 38 einen vorderen konischen bzw. kegelstumpfförmigen Abschnitt 20a auf, der sich in Richtung nach hinten verjüngt, sowie einen hinteren zylinderförmigen Abschnitt 20c, der in einem senkrecht zu der Längsachse L verlaufenden Querschnitt betrachtet kreisförmig ausgebildet ist. Folglich wäre es aufgrund der Gestaltung des freien Endes 18 der Spindel 16 auch möglich, an dieser mit Hilfe einer Spannzange und einer Überwurfmutter ein Bearbeitungswerkzeug in üblicher Weise zu befestigen
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Zwischen dem vorderen Abschnitt 20a und dem hinteren Abschnitt 20c umfasst die Ausnehmung 20 der Spindel 16 einen die beiden Abschnitte 20a und 20c verbindenden mittleren Abschnitt 20b 1, 20b 2. Im Unterschied zu der Aufnahmeausnehmung 38 der Adaptereinrichtung ist dieser mittlere Abschnitt zweistufig ausgebildet, d. h. mit zwei Abschnitten 20b 1 und 20b 2, wobei der Durchmesser des vorderen mittleren Abschnitts 20b 1 größer ist als der Durchmesser des hinteren mittleren Abschnitts 20b 2 und im Wesentlichen dem Durchmesser des angrenzenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 20a entspricht, während der hintere mittlere Abschnitt 20b 2 im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist wie der angrenzende hintere Abschnitt 20c. Beide mittleren Abschnitte 20b 1 und 20b 2 sind zylinderförmig ausgebildet, wobei der erste Abschnitt 20b 1 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, während der zweite Abschnitt 20b 2 in einem senkrecht zu der Längsachse L verlaufenden Querschnitt betrachtet polygonförmig, vorzugsweise in der Art eines Innensechskants ausgebildet ist. Es kann alternativ auch nur ein einziger mittlerer Abschnitt vorgesehen sein, der in der Art des zweiten Abschnitts 20b 2 ausgebildet ist.
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Die Verbindungswelle 36 weist ferner an ihrem hinteren Ende eine im Wesentlichen mit der Ausnehmung 20 der Spindel 16 korrespondierende Außengeometrie auf, d. h. einen vorderen Abschnitt 36a, der kegelstumpfförmig ausgebildet ist, einen hinteren Abschnitt 36b, der im Querschnitt betrachtet polygonförmig ausgebildet ist.
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Dabei entspricht der vordere Abschnitt 36 im Wesentlichen der Innenkontur des Ausnehmungsabschnitts 20a der Ausnehmung 20 und der hintere Abschnitt 36b der Innenkontur des mittleren Abschnitts 20b 2 der Ausnehmung 20. Der vordere Abschnitt 36a dient in Anlage an den konusförmigen Abschnitt 20a der Ausnehmung 20 der Zentrierung der Verbindungswelle 36 innerhalb der Ausnehmung 20, während der hintere Abschnitt 36b in Eingriff mit dem Ausnehmungsabschnitt 20b 2 die Übertragung eines Drehmoments von der Spindel 16 auf die Verbindungswelle 36 ermöglicht. Das Wirkprinzip entspricht dem vorstehend Genannten in Bezug auf eine mögliche Gestaltungsvariante des Ausnehmungsabschnitts 38b und ein darin einsetzbares Werkzeugbit. Der hintere Abschnitt 20c der Ausnehmung 20 übernimmt schließlich in der Fertigung die Funktion einer Freibohrung und ermöglicht das Einschneiden einer polygonförmigen Innenkontur im Bereich des Abschnitts 20b 2.
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Die Adaptereinrichtung 30 weist schließlich eine Sicherungsanordnung 40 (vgl. 3A) auf, die eine axiale Sicherung der Adaptereinrichtung 30 in einem mit der Spindel 16 gekuppelten Zustand ermöglichen soll. Dabei umfasst die Sicherungsanordnung 40 ein Sicherungselement 42 sowie eine Außenhülse 44 und eine Innenhülse 46. Sowohl die Außenhülse 44 als auch die Innenhülse 46 weisen Absätze bzw. Stufen entlang ihrer Längsachse (die in gekuppelten Zustand parallel zu der Längsachse L ist bzw. mit dieser zusammenfällt) auf. Die Innenhülse 46 wird teilweise von der Außenhülse 44 umgeben, wobei zwischen der Innenumfangsfläche der Außenhülse 44 und der Außenumfangsfläche der Innenhülse 46 infolge ihrer Gestaltung mit Stufen bzw. Absätzen ein Zwischenraum ausgebildet ist, in dem ein Federelement 48 angeordnet ist. Dieses wird bei einer Relativbewegeng der Außenhülse 44 relativ zu der Innenhülse 46 in axialer Richtung, d. h. entlang der Längsachse L, zusammengedrückt, wodurch eine Rückstellkraft in dem Federelement 48 gespeichert wird.
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Die maximale Verschiebung der Außenhülse 44 relativ zu der Innenhülse 46 kann, wie in dem in 3A gezeigten Beispiel, durch Begrenzungsmittel begrenzt werden. In dem vorliegenden Fall werden diese durch einen stufenförmigen Abschnitt 50a und einen Sicherungsring 50b gebildet, der an der Außenumfangsfläche der Innenhülse 46 festgelegt ist. Zwischen diesen Begrenzungsmitteln 50a und 50b kann ein gestufter Abschnitt 56 der Außenhülse 44, der einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser an seiner Innenumfangsfläche wie die Innenhülse 46, die er umgibt, an ihrer Außenumfangsfläche, eine axiale Relativbewegung zu der Innenhülse 46 durchführen.
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An der Innenhülse 46 ist wenigstens eine radiale Durchgangsbohrung 52 vorgesehen, die einen Durchmesser aufweist, der dem des kugelförmigen Sicherungselements 42 entspricht bzw. geringfügig größer ist. Die Wandstärke der Innenhülse 46 im Bereich der Durchgangsbohrung 52, d. h. die Tiefe der Durchgangsbohrung, hingegen ist kleiner als der Durchmesser des kugelförmigen Sicherungselements 42, so dass das als Kugel ausgebildete, wenigstens eine Sicherungselement 42 in radialer Richtung bewegbar in der Durchgangsbohrung 52 aufgenommen ist. In der gezeigten Ausführungsform ist nur ein einziges Sicherungselement 42 dargestellt. Jedoch können alternativ auch mehrere Sicherungselemente vorgesehen sein, die in einer oder mehreren radialen Durchgangsbohrungen in der Innenhülse aufgenommen sind.
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Wie in 3A detailliert dargestellt, wird in einer Kupplungsstellung bzw. Sicherungsstellung der Sicherungsanordnung das kugelförmige Sicherungselement 42 in den an dem freien Ende 18 der Spindel 16 vorgesehenen Freistich 18b hineingedrückt. Hierzu umgreift der Abschnitt 56 der Außenhülse 44 die Innenhülse 46 im Bereich der radialen Durchgangsbohrung 52, insbesondere die Durchgangsbohrung 52, und drückt auf diese Weise das kugelförmige Sicherungselement 42 nach radial innen. Wird die Außenhülse 44 relativ zu der Innenhülse 46 in axialer Richtung verschoben, kann das kugelförmige Sicherungselement 42 nach radial außen in eine hierfür vorgesehene Ausnehmung 54 am Innenumfang der Außenhülse 44 gleiten und gibt somit den Freistich 18b frei.
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Auf diese Weise wird durch eine Relativbewegung der Außenhülse 44 relativ zu der Innenhülse 46 eine Lösebewegung des kugelförmigen Sicherungselements 42 ermöglicht. Vorteilhaft an einer kugelförmigen Ausbildung des wenigstens einen Sicherungselements 42 ist die geringe entstehende Reibung an den Kontaktflächen des Sicherungselements 42 an der Durchgangsbohrung 52 wie auch an der Außenhülse 44, wenn letztere über die Durchgangsbohrung 52 und das darin aufgenommene Sicherungselement 42 gleitet.
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Mit der in 1–4 gezeigten erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung 30 wird eine Lösung bereitgestellt, bei der ein Bediener einen werkzeuglosen Werkzeugwechsel der für die Geradschleifmaschine benötigten Bearbeitungswerkzeuge ausführen kann, indem er zum Lösen der Adaptereinrichtung 30 die Außenhülse 44 relativ zu der Innenhülse 46 bewegt und sich das Sicherungselement 42 somit in eine Lösestellung bewegen kann. Dann kann die Adaptereinrichtung 30 einfach von der Spindel 16 abgezogen werden und im Ganzen, d. h. zusammen mit dem daran befestigten jeweiligen Bearbeitungswerkzeug, gegen eine andere Adaptereinrichtung mit einem anderen damit verbundenen Bearbeitungswerkzeug ausgetauscht werden.
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Zum Aufbringen bzw. Kuppeln wird die weitere Adaptereinrichtung einfach mit dem Kupplungsabschnitt auf die Hülse aufgesetzt und so weit in Richtung zu der Antriebseinheit der Geradschleifmaschine entlang der Längsachse L bewegt, bis das Sicherungselement 42 in den Freistich 18b der Spindel 16 einrastet und die Außenhülse 44 mittels der Feder 48 wieder in ihre fixierende Stellung relativ zu der Innenhülse 46 zurückgestellt werden kann.
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Vorteilhaft bei dieser Erfindung ist es, dass die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung einfach an Geradschleifmaschinen mit einer entsprechenden Ausnehmung an der Spindel eingesetzt werden kann, d. h. der Bediener nach und nach sein Geradschleifmaschinensystem mit weiteren Adaptereinrichtungen ergänzen kann, welche mit den jeweiligen zu verwendenden Bearbeitungswerkzeugen bestückt werden können.
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Dabei ist weiterhin vorteilhaft, dass der Aufnahmeabschnitt der Adaptereinrichtung 30 in konventioneller Weise zur Aufnahme einer Spannzange ausgebildet ist. Dies ermöglicht ein gewohntes Fixieren der Bearbeitungswerkzeuge an der Adaptereinrichtung. Ferner wird hierdurch sichergestellt, dass die Werkzeugaufnahme nahe dem Werkzeug in üblicher Weise einen kleinen Durchmesser aufweist, so dass eine gute Zugänglichkeit des Werkzeugs bei der Bearbeitung eines Werkstücks weiterhin in gewünschter Weise gegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3021267 [0003]
- DE 2739982 A1 [0003]
- DE 3021267 A1 [0005]
