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Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für ein Werkzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Diese Aufnahmevorrichtung für ein Werkzeug ist insbesondere zur Oberflächenbearbeitung, zum Kantenbearbeiten und/oder Entgraten von Werkstücken mittels eines Werkzeugs mit geometrisch bestimmter oder unbestimmter Schneide einsetzbar.
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Eine Aufnahmevorrichtung dieser Art ist aus
DE 457 781 A als Futter mit Kugelgelenklagerung für ein Werkzeug zum Aufreiben und Gewindeschneiden bekannt. Mit dieser Aufnahmevorrichtung sollen Stöße, Schwingungen und Richtungsfehler bei der Kraftübertragung von der Maschine zum Werkzeug ausgeschaltet werden. Gelöst wird dies dadurch, indem die Werkzeugaufnahme unmittelbar in ein in der Achsrichtung federnd verschiebbares Kugelgelenk gelegt ist, das nach Art eines Kardangelenkes um zwei zueinander senkrechte Achsen schwingbar ist. Bevorzugt sind die Zapfen der einen Kardanachse in zwei in der Achsrichtung des Futters verschiebbaren Gleitbacken gelagert, deren Außenflächen einem Zylinder angehören, dessen Achse die zweite Kardanachse ist. In einer Weiterbildung kann ein zweites Gelenk gleicher Bauart zwischen Werkzeug und Maschinenspindel angeordnet sein.
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Ein weiteres Bearbeitungswerkzeug ist aus
EP 1 052 044 A1 zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem zu entfernenden Grat bzw. einer zu bearbeitenden Kante bekannt. Das Bearbeitungswerkzeug soll bevorzugt in Robotern oder NC-Maschinen einsetzbar sein und kann motorisch (mittels Elektromotor, Fluid- oder Pneumatikantrieb) angetrieben werden. Ein Werkzeughalter weist eine Aufnahmevorrichtung für ein Werkzeug auf, welche im Werkzeughalter in einem Lager, vorzugsweise einem Kardan- oder Kugellager, gelagert (Ruhelage) ist. Die Längsachsen von Aufnahmevorrichtung und Werkzeug sind in dieser Ruhelage deckungsgleich bzw. achsparallel. Bei Einwirkung einer Querkraft auf die Aufnahmevorrichtung bzw. das Werkzeug sind Aufnahmevorrichtung und Werkzeug aus der Ruhelage entlang deren Längsachse auslenkbar (Auslenkposition). Dieser Werkzeughalter weist weiterhin eine Vorrichtung zum Rückstellen der ausgelenkten, das Werkzeug tragenden Aufnahmevorrichtung aus der Auslenkposition in die Ruhelage auf.
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Diese Vorrichtung zum Rückstellen weist einen in Längsrichtung wirksamen Rückstellkolben auf, der mit einer, mit der das Werkzeug tragenden Aufnahmevorrichtung verbundenen Stossfläche in Funktionsverbindung ist, wobei mindestens ein Federelement, insbesondere eine Druckluftkammer mit Druckluftzufuhr, in Längsrichtung auf den Rückstellkolben einwirkt.
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Diese Ausführung beschränkt sich auf die Bewegung von Werkzeug und Aufnahmevorrichtung aus der Ruhelage in die Auslenkposition und zurück. Durch Veränderung der Rückstellkräfte soll der Auslenkwinkel des Werkzeuges bzw. der der Aufnahmevorrichtung beeinflussbar sein. Durch die Querkraft am Werkzeug wird die Werkzeugaufnahme ausgelenkt, der Rückstellkolben wird zurückgeschoben und hebt (kippt) am Fuß von der ansonsten kreisförmigen Berührfläche der Stossfläche ab. Der Rückstellkolbenfuß stößt nur noch mit einer kleinen Fläche gegen die Stossfläche, was zumindest zu einer hohen, den Verschleiß fördernden Flächenpressung führt. Bei einem bevorzugt mit Duckluft betriebenen Werkzeughalter soll die Veränderung der Rückstellkräfte durch einen erhöhten oder verringerten pneumatischen Druck realisiert werden. Damit ist der Einsatz eines derartigen Werkzeughalters lediglich auf Roboter bzw. NC-Maschinen begrenzt, welche auch eine derartige Druckluftversorgung aufweisen.
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Ein weiteres Bearbeitungswerkzeug zum Entgraten ist aus
EP 0 249 722 B1 bekannt, welches mit einem Druckmedium, vorzugsweise Druckluft, beaufschlagbar ist. Dabei weist das Bearbeitungswerkzeug eine Halterung und eine das Werkzeug tragende Werkzeugaufnahme auf. Die Werkzeugaufnahme ist gegenüber der Halterung um die Werkzeugachse schwenkbar und weist Mittel zur Erzeugung eines Rückstellmomentes aus der Schwenklage auf. Zwischen Halterung und Werkzeugaufnahme ist eine kugelgelenkartige Schwenkvorrichtung vorgesehen, deren eine Kugelfläche an der Werkzeugaufnahme und deren andere Kugelfläche an der Halterung ausgebildet ist. An der Halterung ist eine zur Werkzeugachse konzentrische Ringnut angeordnet, die am offenen Ende der Ringnut durch einen O-Ring verschlossen ist. An der Werkzeugaufnahme ist ferner ein zum Werkzeug konzentrisches Rohr vorgesehen, dessen freies Ende in die Ringnut eintaucht. Weiterhin sind Mittel zur Beaufschlagung des Ringraumes zwischen Ringnutgrund und O-Ring mit dem oben genannten Druckmedium vorgesehen. In Ruhelage ist das Werkzeug zentriert. Wirkt auf das Werkzeug eine Querkraft, taucht das Rohr an der einwirkende Seite tiefer in den Ringspalt ein und an der gegenüberliegenden Seite taucht das Rohr entgegengesetzt aus dem Ringspalt auf. In einer weiteren Ausführung ist die Werkzeugaufnahme zweiteilig ausgebildet und weist einen oberen und einen unteren Flansch auf. Beide Flansche sind mit Bohrungen versehen, in die das Werkzeug einführbar und fixierbar ist, und sind über eine abgeflachte Kugel miteinander verbunden. An der Halterung ist dazu ein Ring mit Innen liegender Kugelpfanne vorgesehen. Diese Ausbildung beschränkt sich auf ein mit einem Druckmedium beaufschlagbares Entgratwerkzeug, welches aus der Ruhelage in eine Auslenkposition und wieder zurück schwenkbar ist.
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DE 101 47 581 C1 offenbart ein Spannfutter mit einem Kupplungsteil und einem Werkzeughalter, wobei im Kupplungsteil ein Paßsitz in Form einer Kugelbüchse angeordnet ist und der Werkzeughalter in dieser in axialer Richtung verschiebbar ist. Es sind zwei Druckfedern konzentrisch zum Endbereich des Werkzeughalters angeordnet, welche eine Positionierung des Endbereiches etwa in der Mitte des Innenbereichs einer Bohrung des Werkzeughalters bewirken. Mittels eines Sicherungselements ist die Kugelbüchse gegen Verdrehen gesichert, wobei das Sicherungselement die Kugelbüchse durchdringt und in eine axiale Nut des Werkzeughalters eingreift.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Aufnahmevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine axiale Auslenkung aufweist und in Achsrichtung eine Nachgiebigkeit beim Bearbeiten eines Werkstückes gestattet.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Ausbildungsmerkmale von Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein erster Vorteil der Aufnahmevorrichtung ist darin begründet, dass mittels der Vorrichtung ausschließlich eine axiale Auslenkung eines Werkzeugs beim Bearbeiten eines Werkstückes realisierbar ist. Damit ist die Vorrichtung hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus relativ einfach und die spanende oder spanlose Bearbeitung eines Werkstücks kann in hoher Qualität erfolgen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Mittel zur radialen Auslenkung der Spindeln mit Werkzeug bzw. zu deren Rückführung der Spindeln in die ursprüngliche Achsposition (neutrale Position) sind hinfällig. In vorteilhafter Weise sind bei der entwickelten Aufnahmevorrichtung die ansonsten – bedingt durch die Fliehkräfte bei radialer Auslenkung der Spindeln – auftretende Nachteile bzw. Rückwirkungen vermeidbar. Weiterhin ist bei der entwickelten Aufnahmevorrichtung vorteilhaft, dass die bei radial auslenkenden Spindeln erforderliche Mindestvorspannung (abhängig von der jeweiligen Drehzahl) auf das Werkzeug zwecks Rückführung der Spindeln in die ursprüngliche Achsposition (ohne Werkstückkontakt) hinfällig ist.
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Als zweiter Vorteil kann genannt werden, dass die das Werkzeug aufnehmende Spindel axial verschiebbar (axiale Auslenkung) gelagert ist und im Bereich zwischen minimaler und maximaler axialer Auslenkung rotativ antreibbar ist. D. h. die Spindel ist mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung in Wirkverbindung. Weiterhin ist die Spindel stets auf der Achse der Aufnahmevorrichtung positioniert und ist bei Kontakt mit einem zu bearbeitenden Werkstück oder bei Einwirkung einer Kraft auf dieser Achse verschiebbar.
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Ein dritter Vorteil der entwickelten Vorrichtung besteht darin, dass die das Werkzeug aufnehmende Spindel in der Ausgangsposition (ursprüngliche Achsposition) insbesondere durch den ersten Energiespeicher, beispielsweise eine Druckfeder, mit einem definierten Druck vorspannbar ist. Der Vorspanndruck ist unabhängig von der Lage des Werkzeugs. Die Ausgangsposition kann je nach Werkzeug und/oder gewählter Einstellung beispielsweise mittels einer Einstellhülse im Bereich zwischen minimaler und maximaler axialer Auslenkung auf der Achse der Aufnahmevorrichtung festgelegt sein.
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Die Größe des spanenden Materialabtrages oder der Bearbeitungsdruck bei der spanlosen Bearbeitung am Werkstück ist u. a. von der Materialfestigkeit des zu bearbeitenden Werkstücks abhängig. Unter diesem Aspekt kann ebenso die Vorspannung beispielsweise mittels Einstellhülse beeinflusst werden. Alternativ sind statt der Einstellhülse andere Mittel zur Beeinflussung der Vorspannung einsetzbar. In einfacher Ausbildung kann beispielsweise der erste Energiespeicher, bevorzugt eine Druckfeder, gegen einen anderen Energiespeicher ausgewechselt werden, wobei letzterer Energiespeicher zum ersten Energiespeicher eine veränderte Federcharakteristik aufweist.
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Bei Bedarf kann zusätzlich der Materialabtrag durch Änderung des programmierten Verfahrweges der Bearbeitungsmaschine beeinflusst werden. In dem Fall, dass das rotativ angetriebene Werkzeug mit dem zu bearbeitenden Teil des Werkstücks in Kontakt ist, verbleibt die das Werkzeug aufnehmende Spindel vorerst unverändert in der Ausgangsposition (ursprüngliche Achsposition). Dies ist bedingt durch die Trägheit wenigstens eines Energiespeichers. In dieser Position wird beispielsweise bei der spanenden Bearbeitung ein geringer Materialabtrag realisiert und es ist beispielsweise eine kleine Fase am Werkstück erzielbar. Wird der Druck, insbesondere durch eine zu der Achse der Aufnahmevorrichtung seitliche Verschiebung oder eine axiale Verschiebung des Werkzeugs, auf das Schneidwerkzeug vergrößert, so kann die das Werkzeug aufnehmende Spindel um einen Betrag auf der Achse zurückweichen. Damit können Maßabweichungen zwischen der tatsächlichen Werkstückkontur (Istwert) und der programmierten Werkstückkontur (Sollwert) in einfacher Weise ausgeglichen werden und eine hohe, gleichmäßige Werkstückqualität gewährleistet werden. Alternativ kann die Werkstückkontur erneut ”angefahren” werden, d. h. das Werkzeug kann neu positioniert werden.
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Als vierter Vorteil kann angeführt werden, dass die entwickelte Aufnahmevorrichtung einen Aufnahmebolzen auf der Achse umfasst, welcher in beliebig drehbaren Spindelaufnahmen, d. h. in allen gängigen Werkzeugaufnahmen von Bearbeitungszentren, beispielsweise CNC-Maschinen, universell einsetzbar ist. Die axiale Auslenkung (axialer Hub) der Vorrichtung ist ausschließlich durch mechanische Mittel realisiert. Insbesondere der Drehantrieb der Spindel mittels der Drehmomentübertragungseinrichtung und die Vorspannung des Werkzeugs, sind mechanisch realisiert, so dass der Einsatz von sonstigen Energiequellen, wie beispielsweise von Druckluft bzw. Fluid, nicht erforderlich ist. Durch die Möglichkeit der feinfühligen axialen Auslenkung des Werkzeuges bzw. der Aufnahmevorrichtung ist ein möglicher Werkzeugbruch vermeidbar.
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Der Einsatz der entwickelten Aufnahmevorrichtung beschränkt sich nicht auf Bearbeitungsmaschinen. Vielmehr kann der Einsatz der Aufnahmevorrichtung in beliebigen Maschinen mit rotierbaren Antrieben eingesetzt werden. Als derartige Maschinen eignen sich Industrieroboter, Manipulatoren, Handhabungseinrichtungen, Handbohrmaschinen, Akku-Schrauber etc. Beispielsweise kann eine direkte oder indirekte Kopplung mit Elektromotoren, Druckluftspindeln etc. realisiert werden.
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Die Aufnahmevorrichtung mit Werkzeug eignet sich in vorteilhafter Weise zur spanenden oder spanlosen Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise bei Druckguss- oder Spritzgusswerkstücken. Die spanlose oder spanende Bearbeitung kann beispielsweise das Kantenbrechen, Fasen, Senken, Entfernen von Grat am Werkstück, einschließlich an Öffnungen und/oder Bohrungen, oder das Bürsten, Schleifen, Polieren oder Glätten einschließen und ist mit bei a. g. Maschinen, beispielsweise Bearbeitungsmaschinen, üblichen, wirtschaftlichen Drehzahlen und Vorschüben durchführbar. Durch die Wahl der Vorschubwerte kann beispielsweise die Größe der Spanabhebung oder die Polierqualität beim Oberflächenfinishing beeinflusst werden.
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Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
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1 eine Aufnahmevorrichtung in Vorderansicht,
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2 die Aufnahmevorrichtung im Schnitt.
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In der Aufnahmevorrichtung ist zentrisch an einem Ende als Werkzeug 13 ein Schneidwerkzeug, beispielsweise ein 90°-Fräser, in einer Werkzeugspanneinrichtung 12 mit entsprechender Aufnahme lösbar spannbar angeordnet. Die Aufnahme kann beispielsweise eine zylindrische oder kegelförmige Aufnahmebohrung sein. Dem Werkzeug 13 ist ein zu bearbeitendes Werkstück mit einer zu bearbeitenden Kontur bzw. Kante zugeordnet (nicht gezeigt). Die Aufnahmevorrichtung ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Achse 21 der Aufnahmevorrichtung ausgebildet und weist am zum Werkzeug 13 gegenüberliegenden Ende einen Aufnahmebolzen 1 auf. Der Aufnahmebolzen 1 kann zylinderförmig ausgebildet sein. Bevorzugt weist der Aufnahmebolzen 1 eine Klemmfläche 14 auf, zwecks lösbarer Fixierung der Aufnahmevorrichtung in einer Bearbeitungsmaschine.
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Der Aufnahmebolzen 1 ist in Richtung der Achse 21 mit einem Gehäuse 8 verbunden. Alternativ kann der Aufnahmebolzen 1 mit dem Gehäuse 8 einteilig ausgebildet sein. Konzentrisch zum Gehäuse 8 ist bevorzugt eine Hülse 4 angeordnet, welche im Bereich eines Bodens 22 von dem Aufnahmebolzen 1, speziell dessen Endbereich, durchdrungen ist. Die Hülse 4 ist mit dem Gehäuse 8 verbunden.
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In einer bevorzugten Ausbildung kann zum Boden 22 benachbart eine Druckplatte 3 angeordnet sein. In dieser Ausbildung ist die Druckplatte 3 bevorzugt fest mit dem Boden 22 bzw. der Hülse 4 verbunden angeordnet. Das Gehäuse 8 weist in Richtung der Achse 21 bevorzugt einen Durchbruch 17 auf, welcher beispielsweise als eine Durchgangsbohrung ausgeführt sein kann.
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In dem Gehäuse 8 ist eine in Richtung der Achse 21 bewegbare Spindel 11 angeordnet. Zwischen dem Boden 22 oder der Druckplatte 3 der Hülse 4 ist an einem Ende der Spindel 11, bevorzugt deren Stirnseite, ein erster Energiespeicher 5 angeordnet. Der erste Energiespeicher 5 durchdringt den Durchbruch 17.
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Es ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung zur Übertragung der Rotationsbewegung auf die Spindel 11 vorgesehen. Eine einfache Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gebildet, dass das Gehäuse 8 unmittelbar oder mittelbar mit wenigstens einer, in Richtung der Achse 21 verlaufenden Führung 18 in Wirkverbindung ist und in die wenigstens eine Führung 18 zumindest ein mit der Spindel 11 unmittelbar oder mittelbar in Wirkverbindung stehendes Mitnehmerelement 9 eingreift. In einer Ausbildung kann die wenigstens eine Führung 18 eine Nut sein, welche an der Innenwand des Gehäuses 8 in Richtung der Achse 21 angeordnet ist und das zumindest eine Mitnehmerelement 9 kann ein Keilwellenprofil, Polygonprofil etc. sein, welches in die wenigstens eine Nut bzw. Führung 18 eingreift. Zwischen dem Gehäuse 8 und der Spindel 11 wird somit eine formschlüssige Verbindung gebildet, welche in Richtung der Achse 21 verschiebbar ist.
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In einer weiteren Ausbildung kann die Spindel 11 beispielsweise in einer mit dem Gehäuse 8 verbundenen Mitnahmebüchse 10 angeordnet sein. Konzentrisch zur Spindel 11 ist bevorzugt ein zweiter Energiespeicher 7 angeordnet, welcher endseitig an der Spindel 11 und der Mitnahmebüchse 10 angeordnet ist. Statt des Gehäuses 8 weist die Mitnahmebüchse 10 an der Innenwand wenigstens eine in Richtung der Achse 21 verlaufende Führung 18 bzw. Nut auf. Die Spindel 11 ist in dieser Ausbildung von einem die Achse 21 schneidenden Mitnehmerelement 9, hier einem Bolzen 9, durchdrungen und der Bolzen 9 greift endseitig in die wenigstens eine Führung 18 ein. Bei Vorhandensein von zwei Führungen 18 greifen die Enden des Bolzens 9 entsprechend in die diametral angeordneten Führungen 18 ein und sind bei Einwirkung einer Kraft, insbesondere an dem Werkzeug 13, in der entsprechenden Führung 18 in Richtung der Achse 21 relativ bewegbar (Schubbewegung). Das Mitnehmerelement 9 bzw. der Bolzen 9, speziell das jeweilige Ende des Bolzens 9, bildet mit der zugeordneten, achsparallel vorgesehenen Führung 18 ein Schubgelenk mit einem Gelenkfreiheitsgrad von f = 1.
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Die Energiespeicher 5 und 7 können in einfacher Ausbildung jeweils als Druckfeder ausgebildet sein. Alternativ sind sonstige, gleich wirkende Arten von Energiespeichern 5, 7 realisierbar. Beispielsweise sind pneumatisch oder hydraulisch wirkende, alternativ piezokeramisch oder magnetisch wirkende Energiespeicher 5, 7 einsetzbar. Weiterhin sind Energie speichernde Materialien, beispielsweise Kunststoffe (Kunststoff-Federsysteme), als Energiespeicher 5, 7 einsetzbar. Ebenso sind Kombinationen der beispielhaft angeführten Ausbildungen als Energiespeicher 5, 7 einsetzbar.
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In einer bevorzugten Ausbildung ist konzentrisch zur Hülse 4 eine Einstellhülse 2 angeordnet und die Hülse 4 und die Einstellhülse 2 sind mittels eines Gewindes 16 verbunden. Hierzu weist die Mantelfläche der Hülse 4 ein Außengewinde auf und die Innenseite der Einstellhülse 2 umfasst ein Innengewinde. Zur feinfühligen Einstellung der Vorspannung des ersten Energiespeichers 5 kann das Gewinde 16 als Feingewinde ausgebildet sein.
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Die Hülse 4 im Bereich des Bodens 22 kann wie bereits aufgeführt eine Druckplatte 3 umfassen und der erste Energiespeicher 5 ist mit einem Ende mit der Druckplatte 3 in Wirkverbindung. Bei Ausbildung des Energiespeichers 5 beispielsweise als Druckfeder stützt sich somit ein Federende an der Oberfläche der Druckplatte 3 ab.
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In einer bevorzugten Ausbildung kann die Spindel 11 an einem Ende einen Bund 6 aufweisen, welcher mit einem Ende des ersten Energiespeichers 5 in Wirkverbindung ist. Bei Ausbildung des Energiespeichers 5 beispielsweise als Druckfeder stützt sich somit ein Federende an der Oberfläche des Bundes 6 ab.
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Bei Vorhandensein des Bundes 6 ist dieser mit einem Ende des zweiten Energiespeichers 7 in Wirkverbindung. Bei Ausbildung des zweiten Energiespeichers 7, beispielsweise als Druckfeder, stützt sich somit ein Federende an der zum ersten Energiespeicher 5 abgewandten Oberfläche des Bundes 6 ab. Das andere Federende stützt sich an der Mitnahmebüchse 10, vorzugsweise stirnseitig, ab.
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Der die Spindel 11 durchdringende Bolzen 9 kann endseitig je ein Lager 20 tragen, welches mit je einer in der Mitnahmebüchse 10 oder dem Gehäuse 8 verlaufenden Führung 18 in Wirkverbindung ist. Als Lager 20 können bevorzugt Wälzlager, speziell Rollen- bzw. Kugellager, vorgesehen sein. Die Führungen 18 können jeweils als eine parallel zur Achse 21 verlaufende Nut innerhalb der Innenfläche der Mitnahmebüchse 10 ausgebildet sein.
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In einer Ausbildung kann zwischen dem Bund 6 und dem Gehäuse 8 eine Gleitpaarung 19 vorgesehen sein. Ebenso kann zwischen der Spindel 11 und der Mitnahmebüchse 10 eine Gleitpaarung 19 vorgesehen sein.
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Zur exakten Einstellung der Vorspannung der Spindel 11 und zu deren gut sichtbaren Anzeige kann an der Mantelfläche des Gehäuses 8 eine Skale 15 angeordnet sein.
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Zusammengefasst weist die Aufnahmevorrichtung zumindest die Merkmale auf: dass der Aufnahmebolzen 1 in Richtung der Achse 21 mit dem Gehäuse 8 einteilig oder zweiteilig verbunden ist, dass in dem Gehäuse 8 eine in Richtung der Achse 21 bewegbare Spindel 11 angeordnet ist, dass in Richtung der Achse 21 zwischen dem Aufnahmebolzen 1 und einem Ende der Spindel 11 der erste Energiespeicher 5 und an deren anderen Ende die Werkzeugspanneinrichtung 12 angeordnet ist, und dass auf die Spindel 11 eine Rotationsbewegung auf die Spindel 11 einspeisbar ist. Bevorzugt ist die Spindel 11 mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung 8, 9, 10, 18 gekoppelt, mittels der die Rotationsbewegung auf die Spindel 11 einspeisbar ist. Gleichzeitig führt die Drehmomentübertragungseinrichtung 8, 9, 10, 18 die axial bewegbare Spindel 11 entlang der Achse 21.
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In bevorzugter Weiterbildung weist die Drehmomentübertragungseinrichtung 8, 9, 10, 18 das Gehäuse 8 und wenigstens ein, mit der Spindel 11 verbundenes Mitnehmerelement 9 auf und das Gehäuse 8 ist mit zumindest einer, in Richtung der Achse 21 verlaufenden Führung 18 in Wirkverbindung und das wenigstens eine Mitnehmerelement 9 ist formschlüssig mit der Führung 18 in Eingriff. in bevorzugter Weiterbildung ist das Gehäuse 8 mit der die Spindel 11 aufnehmenden Mitnahmebüchse 10 verbunden und die Mitnahmebüchse 10 weist (statt dem Gehäuse 8) zumindest eine in Richtung der Achse 21 verlaufende Führung 18 auf und das wenigstens eine Mitnehmerelement 9 ist formschlüssig mit der Führung 18 in Eingriff.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt. Die Aufnahmevorrichtung wird mittels des Aufnahmebolzens 1 in der Werkzeugaufnahme der Bearbeitungsmaschine fixiert. Mittels des Antriebs der Maschine wird die Aufnahmevorrichtung, speziell das Werkzeug 13, in Rotation versetzt. Hierzu übertragt der antreibbare Aufnahmebolzen 1 das Drehmoment auf das Gehäuse 8, von dem Gehäuse 8 unmittelbar oder mittelbar über die Führung 18 auf das Mitnehmerelement 9, so dass die Spindel 11 mit Werkzeug 13 eine Rotationsbewegung realisieren kann. Die das Werkzeug 13 aufnehmende Spindel 11 ist axial mittels Mitnehmerelement 9 innerhalb der zumindest einen Führung 18 verschiebbar (axiale Auslenkung) gelagert ist und im Bereich zwischen minimaler und maximaler axialer Auslenkung rotativ, im Wesentlichen reibungslos, antreibbar. Die Größe der axialen Auslenkung der Spindel 11 und somit des Werkzeugs 13 ist bei Einwirkung einer Kraft durch die Länge der Führung 18 (in die das Mitnehmerelement 9 eingreift) in Richtung der Achse 21 definiert. In dem Fall, dass das rotativ angetriebene Werkzeug 13 mit dem zu bearbeitenden Teil des Werkstücks in Kontakt kommt, verbleibt die das Werkzeug 13 aufnehmende Spindel 11 vorerst unverändert in der Ausgangsposition (ursprüngliche Achsposition). Dies ist bedingt durch die Trägheit wenigstens eines der Energiespeicher 5, 7. In dieser Position wird ein geringer Materialabtrag am Werkstück realisiert. Beispielsweise kann so eine kleine Fase am Werkstück erzielt werden. Wird der Druck bzw. die Kraft, insbesondere durch zur Achse 21 seitliche Verschiebung oder durch axiale Verschiebung des Werkzeugs 13 in Richtung der Achse 21, auf das Werkzeug 13 vergrößert, so kann die das Werkzeug 13 aufnehmende Spindel 11 (mit Werkzeug 13) um einen Betrag zurückweichen. Damit können Maßabweichungen zwischen der tatsächlichen Werkstückkontur (Istwert) und der programmierten Werkstückkontur (Sollwert) in einfacher Weise ausgeglichen werden. Unabhängig von einer Drehmomenteinleitung und/oder einem Kontakt zum Werkstück befindet sich die Spindel 11 und somit das Werkzeug 13 stets auf der Achse 21.
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Ist eine Mitnahmebüchse 10 vorgesehen, so wird die Drehmomentübertragung vom Aufnahmebolzen 1 auf das Gehäuse 8 und von dem Gehäuse 8 auf die fest verbundene Mitnahmebüchse 10 und von deren wenigstens einen Führung 18 auf das Mitnahmeelement 9, beispielsweise den Bolzen 9, übertragen, welcher die Rotationsbewegung auf die Spindel 11 einleitet. Die das Werkzeug 13 aufnehmende Spindel 11 ist wiederum axial mittels Mitnehmerelement 9 innerhalb der zumindest einen Führung 18 verschiebbar (axiale Auslenkung) gelagert ist und im Bereich zwischen minimaler und maximaler axialer Auslenkung rotativ, im Wesentlichen reibungslos, antreibbar. Die Größe der axialen Auslenkung der Spindel 11 und somit des Werkzeugs 13 ist durch die Länge der Führung 18 (in die das Mitnehmerelement 9 eingreift) in Richtung der Achse 21 definiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufnahmebolzen
- 2
- Einstellhülse
- 3
- Druckplatte
- 4
- Hülse
- 5
- erster Energiespeicher
- 6
- Bund
- 7
- zweiter Energiespeicher
- 8
- Gehäuse
- 9
- Mitnehmerelement
- 10
- Mitnahmebüchse
- 11
- Spindel
- 12
- Werkzeugspanneinrichtung
- 13
- Werkzeug
- 14
- Klemmfläche
- 15
- Skale
- 16
- Gewinde
- 17
- Durchbruch
- 18
- Führung
- 19
- Gleitpaarung
- 20
- Lager
- 21
- Achse
- 22
- Boden
