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Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Werkzeughalter der hier angesprochenen Art, die einen Aufnahmebereich für einen Adapter, ein Zwischenstück oder insbesondere ein Werkzeug aufweisen, sind bekannt. Angesprochen sind hier solche Werkzeughalter, die im Aufnahmebereich einen elastisch federnden Wandbereich umfassen, welcher einen mit einem Druck beaufschlagbaren Hohlraum im Grundkörper abgrenzt. Wird dieser mit einem Überdruck beaufschlagt, weitet sich der Hohlraum auf, sodass der elastisch federnde Wandbereich in den Aufnahmebereich gedrängt wird, sodass ein hier eingesetzter Adapter, ein Zwischenstück, ein Werkzeug oder dergleichen festgespannt wird. Der elastisch federnde Wandbereich derartiger Werkzeughalter wird durch eine in den Aufnahmebereich eingeschweißte oder eingelötete Wandung realisiert, die den Hohlraum abgrenzt, welcher mit einem Druck beaufschlagbar ist. Es hat sich herausgestellt, dass das Einlöten derartiger Wandbereiche insbesondere bei kleinen Innendurchmessern des Aufnahmebereichs schwierig ist, und dass die Verbindungsstelle zwischen dem Wandbereich und dem Grundkörper des Werkzeughalters hohen Belastungen ausgesetzt ist, sodass es zu einem Materialversagen kommen kann, das heißt, der Hohlraum platzt auf und die Haltekräfte fallen schlagartig aus. Dies kann zu einer Zerstörung des bearbeiteten Werkstücks und auch zu einer Gefährdung von umstehenden Personen führen. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mittels des Werkzeughalters ist in vielen Fällen auch eine hohe Erwärmung feststellbar, aufgrund derer der Druck in dem Hohlraum wegen der Temperaturerhöhung des darin vorhandenen Mediums steigt, die Schweiß- beziehungsweise Lötverbindung ihre Festigkeit verlieren und dadurch der Hohlraum aufplatzen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Werkzeughalter zu schaffen, der die hier beschriebenen Nachteile vermeidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Werkzeughalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Er weist einen eine Mittelachse aufweisenden Grundkörper sowie einen konzentrisch zur Mittelachse angeordneten Aufnahmebereich für einen Adapter, ein Zwischenstück oder ein Werkzeug auf, wobei der Aufnahmebereich mindestens einen elastisch federnden Wandbereich umfasst, welcher einen Hohlraum im Grundkörper gegenüber dem Aufnahmebereich abgrenzt. Der Hohlraum ist mit einem Überdruck beaufschlagbar, um den elastisch federnden Wandbereich aus seiner ersten Funktionsstellung in eine zweite zu verlagern, in welcher der Aufnahmebereich einen kleineren Innendurchmesser aufweist, als in der ersten Funktionsstellung. Auf diese Weise wird das in den Aufnahmebereich eingebrachte Teil festgespannt. Der Werkzeughalter ist also als Hydrodehnspannfutter ausgebildet und zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens bereichsweise zumindest der Aufnahmebereich einstückig ausgebildet ist. Durch diese Bauform wird sichergestellt, dass der den Hohlraum im Aufnahmebereich begrenzende Wandbereich ohne irgendwelche Löt- oder Schweißstellen mit dem Grundkörper des Werkzeughalters verbunden ist.
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Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters, das sich dadurch auszeichnet, dass zumindest der Aufnahmebereich in einem Lasersinterverfahren, einem Feingießverfahren oder dergleichen hergestellt ist. Diese Herstellungsart erlaubt es, den elastisch federnden Wandbereich optimal gemeinsam mit dem umgebenden Material herzustellen, sodass Löt- und/oder Schweißstellen und somit ein Aufplatzen des Hohlraums mit höchster Wahrscheinlichkeit vermieden werden kann. Dies auch deshalb, weil der Übergang zwischen dem elastisch federnden Wandbereich und dem umgebenden Material optimal an die Belastung bei Druckbeaufschlagung des Hohlraums anpassbar ist und auch deshalb ein Ausfall des Werkzeughalters mit höchster Wahrscheinlichkeit vermieden werden kann.
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Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters, welches sich dadurch auszeichnet, dass der elastisch federnde Wandbereich mindestens einen zumindest U-förmig ausgebildeten Wandabschnitt aufweist, der die Mittelachse umgreift. Wird der diesem Wandabschnitt zugeordnete Hohlraum mit Druck beaufschlagt, so verlagert sich der hier angesprochene Wandabschnitt in Richtung auf die Mittelachse und hält damit den in den Aufnahmebereich eingesetzten Gegenstand fest. Er wird gegen die dem U-förmigen Wandabschnitt gegenüberliegende Wandung angepresst und damit fest im Aufnahmebereich gehalten. Vorzugsweise ist der Wandabschnitt ringförmig ausgebildet und verläuft um die Mittelachse. Dies führt dazu, dass der in den Aufnahmebereich eingesetzte Gegenstand optimal zur Mittelachse ausgerichtet bleibt, wenn der dem ringförmig ausgebildeten Wandabschnitt zugeordnete Hohlraum mit Druck beaufschlagt wird.
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Bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der elastisch federnde Wandbereich mindestens einen streifenförmigen Wandabschnitt aufweist, der vorzugsweise parallel zur Mittelachse verläuft. Wird dieser Wandabschnitt auf der der Mittelachse abgewandten Seite mit einem Druck beaufschlagt, so wird er in Richtung Mittelachse gedrängt und hält damit ein Werkzeug oder dergleichen im Aufnahmebereich fest. Es zeigt sich, dass auch ein unter einem Winkel zur Mittelachse verschwenkter streifenförmiger Wandabschnitt oder aber auch ein spiralförmiger Wandabschnitt hohe Haltekräfte aufbaut.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters zeichnet sich dadurch aus, dass der Aufnahmebereich durch eine in den Grundkörper eingesetzte Hülse gebildet wird. Die Hülse weist eine am Grundkörper des Werkzeughalters anliegende Außenseite und eine der Mittelachse zugewandte Innenseite auf. Vorzugsweise ist der elastische Wandbereich an deren Innenseite ausgebildet.
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Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters im Längsschnitt,
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2 ein gegenüber 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters und
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3 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters 1 weist einen Grundkörper 3 mit einer Mittelachse 5 auf. Er umfasst einen konzentrisch zur Mittelachse 5 angeordneten Aufnahmebereich 7. In diesen wird in der Regel ein Werkzeug eingesetzt. Möglich ist es aber auch, hier einen Adapter, ein Zwischenstück oder dergleichen einzusetzen. Der Aufnahmebereich 7 weist mindestens einen elastisch federnden Wandbereich 9 auf, der den Aufnahmebereich umgibt und einen Hohlraum 11 gegenüber dem Aufnahmebereich 7 abgrenzt. Dieser ist mit einem Überdruck beaufschlagbar. Hier ist eine in dem Grundkörper verlaufende Versorgungsleitung 13 gezeigt, die ein Medium führt, welches mit einem Überdruck beaufschlagbar ist. Dadurch wird in dem Hohlraum 11 der Druck aufgebaut, der auf den elastisch federnden Wandbereich 9 wirkt. Dieser weist ohne Druckbeaufschlagung einen Innendurchmesser auf, der auf vorzugsweise den Außendurchmesser des aufzunehmenden Elements, beispielsweise des Werkzeugs, abgestimmt ist. Wird über die Versorgungsleitung 13 ein Überdruck in dem Hohlraum 11 aufgebaut, drängt dieser den elastischen Wandbereich 9 in Richtung auf die Mittelachse 5 in eine zweite Funktionsstellung, um den Gegenstand festzuspannen.
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Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1 zeichnet sich dadurch aus, dass es zumindest bereichsweise einstückig hergestellt. Insbesondere ist der Bereich des Werkzeughalters 1 einstückig hergestellt, der den Aufnahmebereich 7 umgibt. Ein Werkzeughalter 1 würde in diesem Fall bereichsweise herkömmlich gefertigt. Der Rest würde dann vorzugsweise in einem Lasersinterverfahren aufgebaut, wobei die in diesem Verfahren hergestellten Bereiche an den vorgefertigten Abschnitt des Werkzeughalters 1 angelasert würden. Es ergibt sich also eine feste Verbindung zwischen dem Bereich des Werkzeughalters 1, der auf herkömmliche Weise gefertigt ist, und dem Bereich, der im Lasersinterverfahren hergestellt ist. Möglich ist es aber auch, den kompletten Werkzeughalter 1 in diesem Verfahren herzustellen. Im Übrigen ist es auch möglich, die oben erwähnte einstückige Herstellung durch Feingießverfahren oder dergleichen zu realisieren.
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Entscheidend ist, dass der Werkzeughalter 1 zumindest bereichsweise einstückig hergestellt ist, insbesondere dass der den Hohlraum 11 abgrenzende elastische Wandbereich 9 einstückig mit dem übrigen Grundkörper 3 des Werkzeughalters 1 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, den elastisch federnden Wandbereich 9 ohne irgendwelche Löt- oder Schweißverbindungen mit dem Grundkörper 3 zu verbinden, sodass mit hoher Wahrscheinlichkeit vermieden werden kann, dass bei einem Überdruck im Hohlraum 11 der elastisch federnde Wandbereich 9 im Übergangsbereich zum Grundkörper 3 aufreißt beziehungsweise aufplatzt.
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Auf diese Weise kann im Übrigen der Hohlraum 11 sehr leicht innerhalb des Grundkörpers 3 ausgebildet werden. Auch ist es möglich, den den Hohlraum 11 gegenüber dem Aufnahmebereich 7 abgrenzenden elastisch federnden Wandbereich 9 sehr variabel auszubilden und an verschiedene Haltekräfte und Belastungsfälle anzupassen.
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1 zeigt, dass der Hohlraum 11 einen mittleren Bereich aufweist, in dem der elastisch federnde Wandbereich 9 dicker ist, als in den seitlich angrenzenden Bereichen, und dass der Hohlraum 11 in den seitlichen Bereichen – in radialer Richtung zur Mittelachse 5 gesehen – dicker ausgebildet ist, als im mittleren Abschnitt.
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Aufgrund der oben erwähnten speziellen Herstellungsverfahren ist es möglich, Übergänge 15/1 und 15/2 zwischen dem elastisch federnden Wandbereich 9 und dem Grundkörper 3 des Werkzeughalters 1 vorzusehen und auf verschiedene Belastungsfälle anzupassen, um auch bei einem hohen Innendruck im Hohlraum 11 sicherzustellen, dass der elastisch federnde Wandbereich 9 hier nicht aufplatzt. Mittels des Lasersinter-, Feingießverfahrens oder dergleichen ist es beispielsweise möglich, im Bereich der Übergänge 15/1 und 15/2 scharfe Übergänge und Sprünge in der Materialstärke, außerdem sehr dünnwandige Bereiche zu vermeiden, was zu einer Schwächung des Übergangs zwischen dem elastisch federnden Wandbereich 9 und dem übrigen Grundkörper 3 des Werkzeughalters 1 führen würde. Entscheidend ist der Gesichtspunkt, dass der elastisch federnde Wandbereich 9 in den Grundkörper 3 des Werkzeughalters 1 übergeht, und dass auf eine Löt- oder Schweißverbindung zwischen dem elastisch federnden Wandbereich 9 und dem übrigen Grundkörper 3 verzichtet werden kann, sodass eine Materialschwächung im Bereich dieser Verbindungsstellen vermieden wird. Vielmehr ist also der elastisch federnde Wandbereich 9 einstückig mit dem Grundkörper 3 des Werkzeughalters 1 ausgebildet, sodass ein Aufplatzen des Hohlraums 11 auch bei hohen Drücken und bei einer Vielzahl von Druckwechselzyklen vermieden wird.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1 ist vorgesehen, dass der elastisch federnde Wandbereich 9 einen ringförmig um die Mittelachse 5 verlaufenden Wandabschnitt 17 aufweist. Wird in dem Hohlraum 11 also ein Überdruck aufgebaut, so wird dieser ringförmige Wandabschnitt 17 rundum in Richtung auf die Mittelachse 5 gedrängt, sodass ein in den Aufnahmebereich 7 eingesetzter Gegenstand, beispielsweise ein Werkzeug, rundum sicher gehalten und zur Mittelachse 5 zentriert wird.
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1 zeigt noch, dass der Wandabschnitt 17 einen dickeren Mittelbereich des elastisch federnden Wandbereichs 9 darstellt, an den sich rechts und links dünnere Bereiche anschließen. Durch diesen Aufbau wird sichergestellt, dass der mittlere Bereich durch einen Überdruck im Hohlraum 11 sehr leicht und flächig an den im Aufnahmebereich 7 festzuspannenden Gegenstand angedrückt werden kann. Dadurch, dass die Wandstärke des Wandabschnitts 17 größer ist als in den rechts und links anschließenden dünneren Bereichen, liegt die der Mittelachse 5 abgewandte Außenfläche 18 des Wandabschnitts 17 in einem größeren radialen Abstand zur Mittelachse 5. Die Umfangsfläche des ringförmigen Wandabschnitts 17 ist also größer als in den rechts und links anschließenden dünneren Bereichen, deren Umfangsfläche wegen des geringeren Abstands zur Mittelachse 5 kleiner ist als im Bereich des mittleren Wandabschnitts 17. Wegen der größeren Außenfläche 18 des Wandabschnitts 17 wirkt bei gleichem Druck des in dem Hohlraum 11 vorliegenden Mediums eine größere Haltekraft im Bereich des Wandabschnitts 17 auf ein im Aufnahmebereich vorhandenes Werkzeug, als im Bereich der angrenzenden dünneren Bereiche.
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Aufgrund der speziellen Herstellungsverfahren ist es sehr wohl möglich, die Wandstärke des Wandabschnitts 17 über die Länge zwischen den beiden Übergängen 15/1 und 15/2 zu variieren und somit die Anpresskräfte beziehungsweise Haltekräfte vorzubestimmen und zu definieren.
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Grundsätzlich ist es möglich, dass der elastisch federnde Wandbereich 9 einen lediglich U-förmigen Wandabschnitt aufweist, der die Mittelachse umgreift. Bei einem Überdruck im Hohlraum 11 wird ein im Aufnahmebereich 7 vorhandener Gegenstand gegen die gegenüberliegende Wand des Grundkörpers 3 angepresst und gehalten. Denkbar ist es, in Richtung der Längsachse 5 gesehen, mehrere U-förmig ausgebildete Wandabschnitte vorzusehen, die in Umfangsrichtung des Aufnahmebereichs 7 verschieden ausgerichtet sind. Die beiden Schenkel und die Basis der U-förmigen Bereiche wirken bei einem derartigen Versatz in Umfangsrichtung aus unterschiedlichen Richtungen auf das in den Aufnahmebereich 7 eingebrachte Werkzeug. Werden beispielsweise drei U-förmige Wandabschnitte in Umfangsrichtung gesehen in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet, beispielsweise in einem Winkelabstand von 120°, so wirken bei einem Überdruck im Hohlraum 11 aus drei Richtungen Kräfte auf das in den Aufnahmebereich 7 eingesetzte Werkzeug, die in Umfangsrichtung um 120° zueinander versetzt sind. Dadurch ergibt sich eine Kraftresultierende, aufgrund derer das Werkzeug konzentrisch zur Mittelachse 5 im Aufnahmebereich 7 gehalten wird.
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Statt des U-förmigen Bereichs kann auch ein Ringabschnitt ausgebildet sein, der den Wandabschnitt 9 realisiert. Bei einem als Ringabschnitt ausgebildeten Wandabschnitt 9 wirken, in Umfangrichtung gesehen, gleichmäßige Kräfte auf den im Aufnahmebereich 7 eingespannten Gegenstand, sodass dieses konzentrisch zur Mittelachse 5 gehalten wird.
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Bei einem abgewandelten, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass der elastisch federnde Wandbereich 9 mindestens einen streifenförmigen Wandabschnitt aufweist, der vorzugsweise parallel zur Mittelachse 5 verläuft und auf seiner der Mittelachse 5 abgewandten Rückseite einen Hohlraum 11 begrenzt, der mit Druck beaufschlagbar ist. Dieser streifenförmige Wandabschnitt kann bei einem Druck im Hohlraum sich in Richtung zur Mittelachse 5 verlagern und einen Gegenstand im Aufnahmebereich 7 festspannen. Um eine Zentrierung des Gegenstands im Aufnahmebereich 7 zu erreichen, können auch drei oder mehr in gleichem Umfangsabstand um die Mittelachse 5 verteilte derartige Streifen vorgesehen werden, die parallel zur Mittelachse 5 verlaufen.
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Es ist in Abwandlung des Beschriebenen auch möglich, den mindestens einen streifenförmigen Wandabschnitt geneigt zur Mittelachse 5 verlaufen zu lassen, wobei dieser auf einer gedachten Zylinderfläche um die Mittelachse 5 liegt. Darüber hinaus ist es möglich, den streifenförmigen Wandabschnitt spiralförmig um die Mittelachse 5 verlaufen zu lassen. Schließlich ist es möglich, mehrere spiralige streifenförmige Wandabschnitte vorzusehen.
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Besonders bevorzugt wird aber das oben beschriebene und in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1, bei dem der elastisch federnde Wandbereich 9 einen ringförmig um die Mittelachse 5 verlaufenden Wandabschnitt 17 aufweist, sodass der in den Aufnahmebereich 7 eingebrachte Gegenstand rundum festgehalten und zur Mittelachse zentriert wird.
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Der Hohlraum 11 kann mit einer hier nicht dargestellten Innenstruktur versehen werden, also mit ringförmigen, gitterförmigen oder wabenförmigen Rippenstrukturen, die zur Stabilisierung des elastisch federnden Wandbereichs dienen und dazu führen, dass sich dieser sehr gleichmäßig an den im Aufnahmebereich 7 festzuhaltenden Gegenstand anlegt. Dieser Effekt kann, wie aus 1 ersichtlich, auch dadurch erreicht werden, dass in der Mitte des ringförmigen Wandabschnitts 17 eine größere Wandstärke gewählt wird.
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2 zeigt ein gegenüber 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass insofern auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird.
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Der Werkzeughalter 1 nach 1 zeichnet sich dadurch aus, dass der Bereich des Grundkörpers 7, welcher den Aufnahmebereich 7 umgibt, vorzugsweise aus einem im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen hergestellten Teil besteht. Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1 weist einen Grundkörper 3 auf, welcher ein Wandelement 31 umfasst.
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Der in dem Wandelement 31 ausgebildete Aufnahmebereich 7 dient dazu, einen Gegenstand, insbesondere den Schaft eines Werkzeugs, aber auch eines Adapters, Zwischenstücks oder dergleichen, aufzunehmen, welches durch Aktivierung des Wandelements 31 im Werkzeughalter 1 festgespannt wird. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 1, ein Hydrodehnspannfutter realisiert. Dazu weist das Wandelement 31 einen ringförmig um die Mittelachse 5 des Werkzeughalters 1 verlaufenden Wandabschnitt 17 auf, der mit einem elastisch federnden Wandbereich 9 versehen ist. Dieser zeichnet sich durch eine in Richtung der Mittelachse 5 gemessene Dicke aus, die größer ist als die der sich, in Richtung der Mittelachse 5 gesehen, rechts und links an den Wandbereich 9 anschließenden Übergänge 33 und 33‘, an welche sich rechts und links dicker ausgebildete Ringabschnitte 35 und 35‘ anschließen. Diese sind mit dem Grundkörper 3 fest verbunden.
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Wesentlich ist, dass zumindest das Wandelement 31 im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen hergestellt ist, sodass zwischen dem elastischen Wandbereich 9, den Übergängen 33 und 33‘ und schließlich den Ringabschnitten 35 und 35‘ keine Lötstellen vorhanden sind. Das Wandelement 31 ist also einstückig mit dem Grundkörper 3 hergestellt.
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Vorzugsweise ist der vordere, dem Aufnahmebereich 7 zugeordnete Bereich des Grundkörpers 3 des Werkzeughalters im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen hergestellt, wobei der Grundkörper 3 und das Wandelement 31 aus verschiedenen Materialien herstellbar sind. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 1, dass zumindest der gesamte Vorderbereich des Grundkörpers 3 in einem einheitlichen Verfahren hergestellt ist.
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Bei der Realisierung des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels ist es aber, wie gesagt, möglich, den den Aufnahmebereich 7 umgebenden Grundkörper 3 und das Wandelement 31 aus verschiedenen metallischen Materialien im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen herzustellen, sodass sich eine einstückige Verbindung zwischen dem Wandelement 31 und dem übrigen Grundkörper 3 ergibt. Das Material des Wandelements 31 kann speziell daran angepasst werden, dass durch einen Überdruck in dem das Wandelement 31 umgebenden Hohlraum 11, insbesondere der elastische Wandbereich 9, mit hoher Kraft an einen in den Aufnahmebereich 7 eingebrachten Gegenstand angepresst wird. Die Feder- und Verformungseigenschaften des für das Wandelement 31 verwendeten Materials können an die hier auftretende Verformung angepasst und speziell dafür ausgewählt werden.
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Im Übrigen wird auf die Erläuterungen zum elastischen Wandbereich 9, dem Wandabschnitt 17 und dergleichen in Zusammenhang mit 1 verwiesen.
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3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1 weist einen Grundkörper 3 und eine Mittelachse 5 auf, außerdem einen Aufnahmebereich 7, in den ein Werkzeug oder dergleichen einsetzbar ist.
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Der hier dargestellte Werkzeughalter 1 unterscheidet sich von den in den 1 und 2 wiedergegebenen dadurch, dass der Aufnahmebereich 7 eine Hülse 19 umfasst, deren Außenseite 21 am Grundkörper 3 des Werkzeughalters 1 anliegt, und deren Innenseite 23 dem Aufnahmebereich 7 zugewandt ist beziehungsweise diesen bildet. Die Hülse 19 ist doppelwandig aufgebaut und weist eine den elastisch federnden Wandbereich 9 bildende Innenwand und eine Außenwand 25 auf, die den Hohlraum 11 einschließen und konzentrisch zur Mittelachse 5 verlaufen. Der Hohlraum 11 ist über eine hier nicht dargestellte Versorgungsleitung, wie sie in 1 erläutert wurde, mit einem unter Druck stehenden Medium beaufschlagbar, um die den elastisch federnden Wandbereich 9 bildende Innenwand der Hülse 19 in Richtung auf die Mittelachse 5 zu drängen und die Haltekräfte für den in den Aufnahmebereich 7 eingesetzten Gegenstand aufzubauen.
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Wie oben in Zusammenhang mit 1 bereits erwähnt, weist der Hohlraum 11 des hier dargestellten Ausführungsbeispiels der Hülse 19 eine Innenstruktur auf. Diese ist hier wabenförmig ausgebildet und wird bei der Herstellung der Hülse 19 realisiert. Diese ist vorzugsweise in einem Lasersinterverfahren oder in einem Feingießverfahren oder dergleichen hergestellt. Deshalb ist es sehr wohl möglich, anstelle der wabenförmigen Innenstruktur in dem Hohlraum einen oder mehrere konzentrisch zur Mittelachse 5 verlaufende Ringe, die über die in Richtung der Mittelachse 5 gemessene Länge des Hohlraums verteilt sind, vorzusehen, oder aber eine Gitterstruktur.
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Durch die Innenstruktur in dem Hohlraum 11 der Hülse 19 wird eine erhöhte Stabilität der Hülse 19 erreicht und auch, dass sich die Innenseite 23 der Hülse 19 gleichmäßig an einen in den Aufnahmebereich 7 eingebrachten Gegenstand, beispielsweise an ein Werkzeug, anlegt. Durch die gleichmäßige Kraftverteilung ergeben sich ein besonders guter Halt und eine sehr exakte Ausrichtung des in den Aufnahmebereich 7 eingebrachten Gegenstands.
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Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1 ist insbesondere die Hülse 19 im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen hergestellt. Denkbar ist es aber auch, den die Hülse 19 umgebenden Abschnitt des Werkzeughalters 1 oder dessen gesamten Grundkörper 3 im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen herzustellen. Der Rest des Werkzeughalters 1, insbesondere der hier als Hohlschaftkegel ausgebildete Haltebereich, kann auf herkömmliche Weise hergestellt sein.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel kann noch auf folgende Weise abgewandelt werden:
Um die Hülse 19 kann, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1, in dem Grundkörper 3 ein Hohlraum 11‘ verlaufen, der in 3 gestrichelt dargestellt ist. In diesem Hohlraum 11‘ befindet sich ein Medium, vorzugsweise eine Flüssigkeit, insbesondere ein Hydrauliköl, das, wie anhand von 1 erläutert, über eine hier nicht dargestellte Versorgungsleitung mit einem Überdruck beaufschlagt werden kann. Der Hohlraum 11‘ wird durch einen der Hülse 19 zugewandten elastisch federnden Wandbereich 9‘ begrenzt, der bei einem Überdruck im Hohlraum 11‘ mit einer in Richtung auf die Mittelachse 5 wirkenden Kraft beaufschlagt wird. Die dem Hohlraum 11‘ zugewandte Außenseite des elastisch federnden Wandbereichs 9 liegt in einem größeren Abstand zur Mittelachse 5, als dies bei dem elastisch federnden Wandbereich 9 der Hülse 19 der Fall ist. Wird also in dem Hohlraum 11‘ ein Druck aufgebaut, so wirkt dieser auf eine größere, vorzugsweise ringförmige Fläche, welche die Mittelachse 5 umgibt. Bei einem gleichhohen Druck im Hohlraum 11‘, wie er auch im Hohlraum 11 der Hülse 19 gegeben ist, wird also eine höhere Anpresskraft auf den elastisch federnden Wandbereich 9‘ des Hohlraums 11‘ erzeugt. Damit wird auch eine höhere Haltekraft aufgebaut, mit welcher ein Werkzeug oder ein sonstiger Gegenstand im Aufnahmebereich 7 festgespannt wird.
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Bei dem einen Hohlraum 11‘ aufweisenden Ausführungsbeispiel des Werkzeughalters 1 kann auf einen Überdruck in dem Hohlraum 11 in der Hülse 19 verzichtet werden. In diesem Fall dient die hier erwähnte Hülse 19 als Zwischen- gegebenenfalls auch als Dämpfungsglied, um Kraftspitzen, die auf das im Aufnahmebereich 7 angeordnete Werkzeug wirken, zu dämpfen und damit Beschädigungen am Werkzeug und auch am Werkzeughalter 1, schließlich auch an der den Werkzeughalter 1 haltenden Werkzeugmaschine zu vermeiden. Darüber hinaus können Drehmomentspitzen, die auf den Werkzeughalter 1 wirken, gedämpft werden, sodass sie sich nicht auf das im Aufnahmebereich 7 vorhandene Werkzeug übertragen.
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Der Hohlraum 11 in der Hülse 19 wird bei dem hier beschriebenen weiteren Ausführungsbeispiel vorzugsweise so ausgebildet, dass die durch einen Überdruck im Hohlraum 11‘ aufgebauten Haltekräfte optimal auf ein im Aufnahmebereich 7 vorhandenes Werkzeug oder einen sonstigen Gegenstand übertragen werden.
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Zu den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen des Werkzeughalters 1 ist noch Folgendes festzustellen:
Aufgrund der Tatsache, dass zumindest Bereiche des Werkzeughalters 1 einstückig beziehungsweise insbesondere im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen hergestellt sind, ist es möglich, den Übergang des elastisch federnden Wandbereichs 9 in den Grundkörper 3 oder in Ringabschnitte 35, 35‘ so auszugestalten, dass hier die Gefahr eines Aufplatzens auf ein Minimum reduziert ist. Insbesondere kann auf eine Löt- und/oder Schweißverbindung zwischen dem Wandbereich 9 und dem Grundkörper 3 verzichtet werden.
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Dies gilt auch für den Fall, dass der Hohlraum 11 in einer Hülse 19 ausgebildet ist. Deren den elastisch federnden Wandbereich 9 bildende Innenwand kann optimal an die Endbereiche der Hülse 19 angeformt werden, um auch hier ein Aufplatzen der Hülse zu vermeiden.
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Schließlich hat es sich noch als sehr vorteilhaft herausgestellt, dass aufgrund der hier gewählten Herstellungsverfahren Aufnahmebereiche 7 mit einem relativ kleinen Innendurchmesser realisiert werden können. Beispielsweise können Werkzeuge mit einem Durchmesser von unter 1 cm sicher gehalten werden.
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Es wurde hier insbesondere der den Aufnahmebereich 7 umgebende Abschnitt des Werkzeughalters 1 beschrieben. Dessen übrige Ausgestaltung ist frei wählbar. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen schließt sich an den den Aufnahmebereich 7 umgebenden Abschnitt des Werkzeughalters 1 ein Flansch F an, der hier in einen als Hohlzylinder ausgebildeten Haltebereich H übergeht. Flansche F und Hohlzylinder H der hier angesprochenen Art sind bekannt. Flansche F können zur Verwendung insbesondere in Werkzeugwechselsystemen mit einer Greifrille G ausgebildet sein. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass von entscheidender Bedeutung für die Ausgestaltung der hier dargestellten Ausführungsbeispiele des Werkzeughalters 1 der den Aufnahmebereich 7 umgebende Abschnitt ist, der den elastisch federnden Wandbereich 9 umfasst. Dieser schließt einen Hohlraum ab, der mit Druck beaufschlagbar ist, um einen Gegenstand, insbesondere ein Werkzeug, in dem Aufnahmebereich 7 festzuspannen. Für diese hier entscheidende Funktion ist der Rest des Werkzeughalters 1 nicht von Bedeutung. Er kann also beliebig ausgestaltet sein und auch auf herkömmliche Weise, also nicht im Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen, gefertigt sein.
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Die in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele eines Werkzeughalters 1 weisen an ihren dem Aufnahmebereich 7 gegenüberliegenden Enden einen Haltebereich H auf, der hier beispielhaft als Hohlschaftkegel ausgebildet ist. Auf diesen wirken, bei Befestigung des Werkzeughalters 1 in der Aufnahme einer Werkzeugmaschine, eines Adapters oder Zwischenstücks von innen hohe Kräfte, die insbesondere von Klemmelementen aufgebaut werden. Um eine optimale Elastizität des Haltebereichs H zu gewährleisten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass bei einem Werkzeughalter 1 der hier beschriebenen Art, der Haltebereich H, vorzugsweise auch der sich daran anschließende Flansch F aus einem geeigneten Material, vorzugsweise Stahl, hergestellt sind, der in einem spanenden Verfahren bearbeitet wird. Beispielhaft ist in 3 eine Trennlinie 27 eingezeichnet, durch die angedeutet wird, dass bevorzugt bei einem Werkzeughalter 1 der linke, den Aufnahmebereich 7 umfassende Abschnitt des Werkzeughalters 1 einstückig, vorzugsweise in einem Lasersinter-, Feingießverfahren oder dergleichen hergestellt ist, und dass die übrigen Bereiche, die sich in den 1 bis 3 rechts an den den Aufnahmebereich 7 umfassenden Abschnitt des Werkzeughalters 1 anschließen, Stahl aufweisen oder aus diesem Material bestehen und in einem herkömmlichen zerspanenden Verfahren hergestellt sind.
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Entscheidend ist also, dass der den Aufnahmebereich 7 umfassende Bereich in einem Feingieß- oder Lasersinterverfahren hergestellt wird, das auch als selektives Lasersintern (SLS) bezeichnet wird. Bei diesen Verfahren wird hier ein Pulver aus metallischen Substanzen mit einem Laser für den Sinterprozess selektiv an- oder aufgeschmolzen, sodass ein Stahlkörper geschaffen wird. An diesem wird dann der in 2 rechts von der Trennlinie 27 dargestellte Bereich auf geeignete Weise befestigt, vorzugsweise angesintert, um den kompletten Werkzeughalter 1 zu realisieren, wie er sich aus 3 ergibt. Selbstverständlich gelten die hier wiedergegebenen Erwägungen auch für die Ausführungsbeispiele des Werkzeughalters 1, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist.
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Es hat sich gezeigt, dass die Materialeigenschaften eines im herkömmlichen Verfahren hergestellten Haltebereichs gerade dann zu bevorzugen sind, wenn der Haltebereich als Hohlschaftkegel realisiert ist und zum Festspannen des Werkzeughalters 1 von innen wirkenden hohen Spannkräften ausgesetzt ist, die die Außenfläche des als Hohlschaftkegel ausgebildeten Haltebereichs an eine Innenfläche einer Werkzeugmaschine anpressen.
