-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschinenvorrichtung, insbesondere eine Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung, nach Anspruch 1.
-
Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Werkzeugmaschinenvorrichtung für eine Werkzeugschleifmaschine bekannt. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung umfasst dabei zumindest einen Spanndorn, der zu einer Fixierung zumindest eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs an einer Maschinenspindel der Werkzeugschleifmaschine vorgesehen ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Bedienbarkeit bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
-
Vorteile der Erfindung
-
In einem Aspekt der Erfindung, welcher für sich alleine genommen, oder auch in Kombination mit zumindest einem der übrigen Aspekte der Erfindung betrachtet werden kann, wird eine Werkzeugmaschinenvorrichtung, insbesondere eine Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung, vorgeschlagen mit zumindest einem Spanndorn, der zu einer Fixierung zumindest eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs vorgesehen ist, mit wenigstens einer Spanneinheit, welche dazu vorgesehen ist, den Spanndorn zu verspannen, und mit zumindest einer Trägereinheit, welche dazu vorgesehen ist, zumindest die Spanneinheit zu tragen, wobei die Trägereinheit mit zumindest zwei Spanndornen verschiedener Spanndorntypen verbindbar ist. Hierdurch können verbesserte Eigenschaften hinsichtlich einer Bedienbarkeit erzielt werden. Insbesondere kann eine Flexibilität erhöht werden, wodurch insbesondere eine Benutzerfreundlichkeit gesteigert werden kann. Fermer kann eine einfache und schnelle Auswechselbarkeit von Spanndornen ermöglicht werden, insbesondere für Werkzeugmaschinen unterschiedlicher Hersteller, welche häufig verschiedene Schnittstellen für Spanndorne aufweisen. Zudem kann eine Bauteilevielfalt reduziert werden.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher für sich alleine genommen, oder auch in Kombination mit zumindest einem der übrigen Aspekte der Erfindung betrachtet werden kann, wird eine Werkzeugmaschinenvorrichtung, insbesondere eine Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung, vorgeschlagen mit wenigstens einem Spanndorn, welcher zur Fixierung zumindest eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs vorgesehen ist, und mit einer Wechselschnittstelleneinheit, welche zumindest zu einer mittelbaren und austauschbaren Verbindung des Spanndorns mit zumindest einer Maschinenspindel, insbesondere mittelbar über die Trägereinheit aber auch unmittelbar, vorgesehen ist, wobei die Wechselschnittstelleneinheit zumindest einen Schnellverbinder umfasst. Hierdurch können verbesserte Eigenschaften hinsichtlich einer Bedienbarkeit erzielt werden. Insbesondere kann eine einfache und schnelle Auswechselbarkeit von Spanndornen ermöglicht werden, insbesondere da auf die bisher übliche Verschraubung verzichtet werden kann.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher für sich alleine genommen, oder auch in Kombination mit zumindest einem der übrigen Aspekte der Erfindung betrachtet werden kann, wird eine Werkzeugmaschinenvorrichtung, insbesondere eine Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung, vorgeschlagen mit wenigstens einem Spanndorn, welcher zur Fixierung zumindest eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs vorgesehen ist, und mit zumindest einer Wechselschnittstelleneinheit, welche zumindest zu einer mittelbaren und austauschbaren Verbindung des Spanndorns mit einer Maschinenspindel vorgesehen ist und welche eine Klemmeinheit umfasst, welche zur Herstellung der Verbindung dazu vorgesehen ist, wenigstens den Spanndorn zumindest teilweise zu verklemmen, wobei die Klemmeinheit zumindest einen Kraftweg aufweist, welcher zumindest abschnittsweise winklig zu einer Axialrichtung des Spanndorns verläuft. Hierdurch können verbesserte Eigenschaften hinsichtlich einer Bedienbarkeit erzielt werden. Insbesondere kann eine einfache und schnelle Auswechselbarkeit von Spanndornen ermöglicht werden.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher für sich alleine genommen, oder auch in Kombination mit zumindest einem der übrigen Aspekte der Erfindung betrachtet werden kann, wird eine Werkzeugmaschinenvorrichtung, insbesondere eine Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung, vorgeschlagen mit wenigstens einem Spanndorn, welcher zur Fixierung zumindest eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs vorgesehen ist, und mit wenigstens einer Hubeinheit, welche dazu vorgesehen ist, einen Eingangshub zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig in einen auf den Spanndorn wirkenden Ausgangshub zu wandeln, wobei die Hubeinheit dazu vorgesehen ist, den Ausgangshub relativ zum Eingangshub zu dämpfen. Hierdurch können verbesserte Eigenschaften hinsichtlich einer Bedienbarkeit erzielt werden. Insbesondere kann ein definierter und/oder insbesondere für den Spanndorn passender Hub bereitgestellt werden. Ferner kann eine Impulsübertragung auf das Werkstück und/oder das Werkzeug beim Lösen der Verbindung durch eine Hubstange der Werkzeugmaschine reduziert werden, wodurch insbesondere eine Betriebszuverlässigkeit gesteigert werden kann.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher für sich alleine genommen, oder auch in Kombination mit zumindest einem der übrigen Aspekte der Erfindung betrachtet werden kann, wird eine Werkzeugmaschinenvorrichtung, insbesondere eine Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung, vorgeschlagen mit wenigstens einem Spanndorn, welcher zur Fixierung zumindest eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs vorgesehen ist, und mit wenigstens einer Hubeinheit, welche dazu vorgesehen ist, einen Eingangshub zumindest teilweise in einen auf den Spanndorn wirkenden Ausgangshub zu wandeln, wobei die Hubeinheit dazu vorgesehen ist, den Eingangshub in den Ausgangshub zu wandeln, sodass zumindest eine Ausgangshubkenngröße und insbesondere zumindest eine weitere Ausgangshubkenngröße des Ausgangshubs von zumindest einer entsprechenden Eingangshubkenngröße und insbesondere einer entsprechenden weiteren Eingangshubkenngröße des Eingangshubs verschieden ist. Hierdurch können verbesserte Eigenschaften hinsichtlich einer Bedienbarkeit erzielt werden. Insbesondere kann ein definierter und/oder insbesondere für den Spanndorn passender Hub bereitgestellt werden, insbesondere hinsichtlich einer Hubkraft, einer Hubgeschwindigkeit und/oder einer Hubstrecke. Insbesondere kann die Spannkraft von Werkzeugmaschinen, die für das Einspannen und Lösen in einem vorgesehenen Spanndorn zu gering wäre, mittels der Hubeinheit auf das erforderliche Maß verstärkt werden.
-
Insgesamt kann eine Komplexität des Spanndorns, insbesondere der auswechselbaren Spanndorne, reduziert werden, sodass hier Kosten reduziert werden können. Ferner können Werkzeugmaschinen für die Verwendung verschiedener Spanndorne modifiziert werden, wobei hierfür insbesondere lediglich passende Trägereinheiten zu montieren sind. Ferner kann unabhängig von einer vorhandenen Maschinenspindel eine Montage und/oder ein Wechsel eines Spanndorns optimiert werden, insbesondere für einen schnellen Wechsel. Des Weiteren kann ein vorteilhaftes selbstspannendes System bereitgestellt werden, sodass insbesondere ein Einfluss einer Werkzeugmaschine auf einen Spanndorn während eines Betriebs, insbesondere eines Schleifbetriebs, reduziert, insbesondere minimiert, werden kann.
-
Unter einer „Werkzeugmaschinenvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, vorzugsweise zumindest eine Unterbaugruppe, einer Werkzeugmaschine und/oder ein Zubehörteil für eine Werkzeugmaschine verstanden werden. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung kann insbesondere als ein Spannfutter ausgebildet sein, welches insbesondere zur Montage an eine Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist. Die Werkzeugmaschine ist insbesondere eine fest eingerichtete und vorzugsweise eine nicht von Hand führbare oder tragbare Werkzeugmaschine. Besonders bevorzugt ist die Werkzeugmaschine als eine Werkzeugschleifmaschine ausgebildet, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, zumindest ein Werkzeug zu schleifen. Unter einer „Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung“ soll insbesondere eine Werkzeugmaschinenvorrichtung verstanden werden, welche zumindest teilweise eine Werkzeugschleifmaschine und/oder ein Zubehörteil für eine Werkzeugschleifmaschine ausbildet. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
-
Der Spanndorn, insbesondere auch Werkstückaufnahme oder Werkzeugaufnahme genannt, ist insbesondere dazu vorgesehen, in sich verspannt zu werden, um das Werkstück und/oder das Werkzeug zu fixieren. Der Spanndorn stellt insbesondere eine Schnittstelle zwischen der Maschinenspindel und dem zu bearbeitenden Werkstück und/oder Werkzeug dar. Der Spanndorn weist hierzu insbesondere zumindest eine Spannzange auf, welche zu einer Aufnahme des Werkstücks und/oder des Werkzeugs vorgesehen ist. Ferner weist der Spanndorn insbesondere zumindest eine Spannhülse auf, in welcher insbesondere in zumindest einem Betriebszustand die Spannzange zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig angeordnet ist. Insbesondere um den Spanndorn in sich zu verspannen, ist die Spannzange dazu vorgesehen, relativ zu der Spannhülse, insbesondere mittels der Spanneinheit, axial verschoben und verspannt zu werden.
-
Das Werkstück ist dabei insbesondere ein Element, welches dazu vorgesehen ist, bearbeitet zu werden, wie beispielsweise ein Rohling, welcher insbesondere zu einer Herstellung eines Werkzeugs vorgesehen ist. Das Werkzeug ist hierbei insbesondere zu einer Bearbeitung zumindest eines Objekts vorgesehen und kann beispielsweise als ein Bohrer, eine Fräse, ein Schleifer und/oder eine Werkzeugklinge ausgebildet sein. Bei dem Werkstück kann es sich insbesondere um ein stumpfes und/oder ungeschliffenes Werkzeug handeln, welches mittels der Werkzeugmaschinenvorrichtung geschliffen wird. Die Spanneinheit ist insbesondere von dem Spanndorn, insbesondere von der Spannzange, getrennt ausgebildet. Vorzugsweise ist die Spanneinheit zumindest mittelbar mit einer Maschinenspindel und/oder dem Spanndorn verbunden und besonders bevorzugt innerhalb eines Innenraums der Maschinenspindel und/oder der Trägereinheit angeordnet.
-
Unter einer „Maschinenspindel“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Teil einer Werkzeugmaschine verstanden werden, welcher dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand um eine Axialachse zu rotieren, und welche vorzugsweise zu einem Antrieb des Spanndorns vorgesehen ist. Insbesondere kann die Maschinenspindel auch Teil der Werkzeugmaschinenvorrichtung sein. Unter „zumindest mittelbar verbunden“ soll insbesondere verstanden werden, dass ein Objekt mit einem weiteren Objekt direkt und unmittelbar oder über ein zusätzliches Objekt verbunden ist.
-
Unter einer „Trägereinheit“, insbesondere auch Spindeladapter genannt, soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Gewichtskraft zumindest eines weiteren Objekts der Werkzeugmaschinenvorrichtung, welches von der Trägereinheit verschieden ausgebildet ist, aufzunehmen und/oder weiterzuleiten. Insbesondere kann die Trägereinheit zumindest teilweise die Wechselschnittstelleneinheit ausbilden. Die Trägereinheit ist insbesondere auf die Maschinenspindel montierbar und insbesondere speziell an diese angepasst. Für unterschiedliche Maschinenspindeln sind insbesondere verschiedene Trägereinheiten vorgesehen.
-
Unter einem „Spanndorntyp“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Bauart eines Spanndorns verstanden werden. Spanndorne verschiedener Spanndorntypen unterscheiden sich insbesondere zumindest durch zumindest ein bauliches und/oder technisches Merkmal voneinander und sind vorzugsweise zur Aufnahme verschiedener Werkstücke und/oder Werkzeuge vorgesehen. Die unterschiedlichen Spanndorntypen sind jedoch insbesondere hinsichtlich einer Schnittstelle zur Trägereinheit zueinander identisch ausgebildet.
-
Unter einem „Schnellverbinder“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer einfachen und/oder schnellen, vorzugsweise werkzeuglosen und/oder einhändigen, Herstellung und/oder Aufhebung einer Verbindung zumindest zweier Bauteile vorgesehen ist. Der Schnellverbinder kann insbesondere einen Schnellspanner und vorzugsweise einen Bajonettverschluss umfassen. Unter einer „austauschbaren Verbindung“ soll insbesondere eine Verbindung zwischen einem ersten Objekt und einem zweiten Objekt verstanden werden, wobei das erste Objekt gegen zumindest ein drittes Objekt ausgetauscht werden kann, welches, insbesondere anstelle des ersten Objekts, mit dem zweiten Objekt verbindbar ist.
-
Unter einem „Kraftweg“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Weg verstanden werden, welcher zumindest zwei Objekte mechanisch miteinander verbindet und welcher zu einer Kraftübertragung vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Kraftweg in zumindest einer Übertragungsrichtung, insbesondere in Richtung des Spanndorns, selbsthemmend. Unter „selbsthemmend“ soll insbesondere verstanden werden, dass Bauteile, welche zumindest teilweise den Kraftweg ausbilden, zumindest durch Reibung und/oder durch einen Formschluss zueinander eine Kraftübertragung bis zumindest zu einer Grenzkraft verhindern. Unter „winklig“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere von zumindest im Wesentlichen parallel und/oder antiparallel verschieden und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet verstanden werden. Unter „zumindest im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung vorzugsweise eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Der Ausdruck „zumindest im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel insbesondere eine Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Insbesondere weist der Kraftweg zumindest einen Teilabschnitt auf, dessen Erstreckung längs einer Kraftübertragungsrichtung des Abschnitts zumindest im Wesentlichen winklig zu Axialrichtung ausgerichtet ist. Unter einer „Axialrichtung“ soll insbesondere eine Richtung parallel zu einer Rotationsachse des Spanndorns verstanden werden.
-
Unter einem „Eingangshub“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein werkzeugmaschinenseitiger Hub verstanden werden, welcher vorzugsweise in zumindest einem Betriebszustand von einer Werkzeugmaschine bereitgestellt ist. Unter einem „Ausgangshub“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein spanndornseitiger Hub verstanden werden, welcher dazu vorgesehen ist, den Spanndorn in sich zu verspannen und/oder eine Verspannung des Spanndorns zu lösen. Darunter, dass „ein Eingangshub relativ zum Ausgangshub gedämpft“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass der Eingangshub relativ zum Ausgangshub verringert ist, vorzugsweise um zumindest 5 %, bevorzugt um zumindest 10 % und besonders bevorzugt um zumindest 25 %.
-
Unter einer „Hubkenngröße“, wie vorzugsweise der Eingangshubkenngröße und/oder der Ausgangshubkenngröße, soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche mit einem Hub, insbesondere dem Eingangshub und/oder dem Ausgangshub, korreliert ist. Insbesondere kann anhand der Hubkenngröße auf den Hub geschlossen und/oder der Hub bestimmt werden. Denkbar ist, dass die Hubkenngröße mit dem Hub identisch ist. Vorteilhaft entspricht die Hubkenngröße jedoch einem den Hub abbildenden Wert. Insbesondere entspricht die Hubkenngröße einer, insbesondere direkten, Steuer- und/oder Regelgröße. Insbesondere kann die Hubeinheit dazu vorgesehen sein, einen Eingangshub zu verstärken oder abzuschwächen.
-
Insbesondere bilden die Spanneinheit und die Hubeinheit zusammen einen sogenannten Spanneinsatz aus. Die Hubeinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, eine werkzeugmaschinenseitig bereitgestellte Hubbewegung an den Spanndorn weiterzuleiten und insbesondere einen festen Anschlag für die Hubbewegung bereitzustellen. Insbesondere sind Hubparameter durch die Hubeinheit veränderbar, um ein optimales Einspannen sowie Lösen des Werkstücks und/oder des Werkzeugs aus dem Spanndorn zu ermöglichen.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Schnellverbinder zumindest eine Schnellklemmeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens den Spanndorn zumindest teilweise zu verklemmen. Die Schnellklemmeinheit weist dazu zumindest ein Schnellklemmelement auf, welches dazu vorgesehen ist, den Spanndorn in zumindest einer Richtung, insbesondere in Axialrichtung, zumindest teilweise mit einer Kraft zu beaufschlagen. Das Schnellklemmelement ist insbesondere zumindest teilweise elastisch ausgebildet. Das Schnellklemmelement ist insbesondere dazu vorgesehen, zumindest ein Element, vorzugsweise zumindest ein Element des Spanndorns, insbesondere ein Drehverschlusselement und/oder ein korrespondierendes Drehverschlusselement der Trägereinheit und/oder der Maschinenspindel, mit einer Kraft zu beaufschlagen. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise eine Verbindung hergestellt werden. Ferner können Vibrationen und eine mit dieser verbundene Geräuschbildung vermieden werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Schnellverbinder zumindest eine Drehverschlusseinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, den Spanndorn und die Maschinenspindel durch ein Verdrehen des Spanndorns relativ zu der Maschinenspindel zumindest mittelbar miteinander zu verbinden. Insbesondere ist die Drehverschlusseinheit dazu vorgesehen, den Spanndorn und die Trägereinheit durch ein Verdrehen des Spanndorns relativ zu der Trägereinheit insbesondere unmittelbar miteinander zu verbinden. Die Drehverschlusseinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, den Spanndorn und die Maschinenspindel zumindest mittelbar und vorzugsweise den Spanndorn und die Trägereinheit durch eine Drehung dieser relativ zueinander, insbesondere in eine Umfangsrichtung, um einen Drehwinkel von höchstens 360° zu verbinden. Die Drehverschlusseinheit weist insbesondere zumindest ein Drehverschlusselement und vorzugsweise mehrere Drehverschlusselemente sowie insbesondere zumindest ein vorteilhaft zu dem Drehverschlusselement korrespondierend ausgebildetes korrespondierendes Drehverschlusselement und vorzugsweise mehrere korrespondierende Drehverschlusselemente auf. Das Drehverschlusselement ist insbesondere dazu vorgesehen, in einem montierten Zustand zumindest an dem korrespondierenden Drehverschlusselement anzuliegen und insbesondere das korrespondierende Drehverschlusselement zumindest teilweise aufzunehmen und/oder zu hintergreifen. Das Drehverschlusselement ist insbesondere an der Trägereinheit und/oder an der Maschinespindel angeordnet und insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, einstückig mit der Trägereinheit und/oder der Maschinenspindel ausgebildet. Vorzugsweise ist das korrespondierende Drehverschlusselement an dem Spanndorn angeordnet und/oder vorzugsweise zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, einstückig mit diesem ausgebildet. Darunter, dass ein erstes Objekt und ein zweites Objekt „zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet“ sind, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein Teil des ersten Objekts einstückig mit zumindest einem Teil des zweiten Objekts verbunden und/oder ausgebildet ist. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess. Vorteilhaft soll unter einstückig auch einteilig verstanden werden. Unter „einteilig“ soll insbesondere in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung bereitgestellt werden.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Drehverschlusseinheit eine Anzahl von Drehverschlusselementen aufweist, welche um einen Winkel, welcher einem Winkel von 360° geteilt durch die Anzahl der Drehverschlusselemente entspricht, in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Insbesondere entspricht der Winkel dem Drehwinkel. Hierdurch kann eine vorteilhafte Bedienbarkeit erreicht werden. Insbesondere kann ein einfacher und schneller Austausch des Spanndorns ermöglicht werden.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Drehverschlusseinheit zumindest in einem Montageschritt zu einer Verdrehung des Spanndorns relativ zur Maschinenspindel um höchstens 180°, insbesondere um höchstens 120°, vorteilhaft um höchstens 90°, bevorzugt um höchstens 72° und besonders bevorzugt um höchstens 36° vorgesehen ist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Bedienbarkeit erreicht werden, wobei eine besonders einfache und schnelle Austauschbarkeit des Spanndorns erreicht werden kann.
-
Vorteilhaft umfasst die Wechselschnittstelleneinheit zumindest ein Anzeigemittel, welches dazu vorgesehen ist, eine Position, insbesondere eine Winkelstellung, des Spanndorns relativ zur Maschinenspindel anzuzeigen, insbesondere optisch und/oder vorzugsweise taktil, besonders vorteilhaft nach dem Poka Yoke-Prinzip, wodurch Bedien- und/oder Montagefehler vermieden werden können.
-
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Wechselschnittstelleneinheit zu einer unmittelbaren und austauschbaren Verbindung des Spanndorns mit zumindest einem Teil der Trägereinheit vorgesehen ist, wodurch eine Verwendbarkeit mit weit verbreiteten und handelsüblichen Maschinenspindeln ermöglicht werden kann.
-
Wenn die Werkzeugmaschinenvorrichtung zumindest eine weitere Wechselschnittstelleneinheit aufweist, die zu einer unmittelbaren und austauschbaren Verbindung der Trägereinheit mit zumindest der Maschinenspindel vorgesehen ist, kann eine Einsatzflexibilität vorteilhaft gesteigert werden. Zudem kann ein Bedien- und/oder Montagekomfort weiter gesteigert werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugmaschinenvorrichtung zumindest eine Spanneinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, den Spanndorn zu verspannen, um eine Spannzange des Spanndorns zu schließen, wobei die Wechselschnittstelleneinheit dazu vorgesehen ist, die Spannzange zumindest mittelbar und austauschbar mit der Spanneinheit zu verbinden. Hierdurch kann eine kompakte Bauweise ermöglicht werden. Zudem kann eine einfache Austauschbarkeit und/oder ein sicherer Betrieb gewährleistet werden.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Klemmeinheit dazu vorgesehen ist, zur Herstellung der Verbindung den Spanndorn, insbesondere ein Drehverschlusselement des Spanndorns, zumindest teilweise zumindest in Axialrichtung zu verklemmen. Insbesondere verklemmt die Klemmeinheit den Spanndorn zumindest teilweise in Axialrichtung mit der Trägereinheit und/oder der Maschinenspindel. Hierdurch kann ein sicherer Halt des Spanndorns während eines Betriebs gewährleistet werden.
-
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Kraftweg zumindest eine Abwinklung aufweist. Unter einer „Abwinklung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Zwischenabschnitt des Kraftwegs verstanden werden, entlang dessen eine Kraftübertragungsrichtung des Kraftwegs variiert. Insbesondere weist der Kraftweg zumindest einen ersten Teilabschnitt und zumindest einen zweiten Teilabschnitt auf, welche insbesondere zueinander winklig ausgerichtete Kraftrichtungen aufweisen. Insbesondere ist der Zwischenabschnitt vorzugsweise unmittelbar zwischen dem ersten Teilabschnitt und dem zweiten Teilabschnitt angeordnet. Hierdurch kann eine Montagefreundlichkeit und/oder Zugänglichkeit gesteigert werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Kraftweg zumindest abschnittsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung verläuft. Insbesondere verläuft der erste Teilabschnitt des Kraftwegs zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung. Ferner verläuft der Kraftweg zumindest abschnittsweise zumindest im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung. Vorzugsweise verläuft der zweite Teilabschnitt des Kraftwegs zumindest im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung. Hierdurch kann eine besonders hohe Montagefreundlichkeit und/oder Zugänglichkeit erreicht werden.
-
Vorteilhaft umfasst die Klemmeinheit zumindest ein Klemmelement, welches zumindest eine Kraftflussdurchtrittsfläche aufweist, deren Flächennormale winklig zur Axialrichtung orientiert ist. Unter einem „Klemmelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches zu einer zumindest mittelbaren Kraftbeaufschlagung eines zu verklemmenden Objekts vorgesehen ist. Insbesondere beträgt ein Winkel zwischen der Flächennormalen der Kraftflussdurchtrittsfläche und der Axialrichtung weniger als 90°, vorzugsweise weniger als 75° und besonders bevorzugt weniger als 60° und/oder insbesondere mehr als 0°, vorzugsweise mehr als 5° und besonders bevorzugt mehr als 10°. Hierdurch kann eine Konstruktion vorteilhaft vereinfacht werden.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest das Klemmelement zumindest in einem Betriebszustand zu einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung zumindest mit einem zu verklemmenden Element des Spanndorns vorgesehen ist. Insbesondere ist das Klemmelement zumindest teilweise korrespondierend zu dem zu verklemmenden Element des Spanndorns ausgebildet. Hierdurch kann eine zuverlässige Verbindung gewährleistet werden.
-
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Klemmeinheit zumindest ein weiteres Klemmelement aufweist, welches zumindest eine weitere Kraftflussdurchtrittsfläche aufweist, welche korrespondierend zu der Kraftflussdurchtrittsfläche des Klemmelements ausgebildet ist. Ferner bilden insbesondere das Klemmelement und das weitere Klemmelement zumindest teilweise die Abwinklung des Kraftwegs aus. Insbesondere weist das weitere Klemmelement eine weitere Kraftflussdurchtrittsfläche auf, welche eine weitere Flächennormale aufweist, welche winklig zur Axialrichtung ausgerichtet ist. Besonders bevorzugt ist die weitere Flächennormale der weiteren Kraftflussdurchtrittsfläche zumindest im Wesentlichen parallel zur Flächennormale der Kraftflussdurchtrittsfläche. Hierdurch kann eine vorteilhaft hohe Zuverlässigkeit erreicht werden.
-
Vorteilhaft weist die Klemmeinheit zumindest eine Stellschraube auf, welche dazu vorgesehen ist, zu einer Kraftübertragung entlang des Kraftwegs eine Kraft auf das Klemmelement auszuüben. Hierdurch kann auf vorteilhaft einfache und/oder zuverlässige Weise eine Krafterzeugung bereitgestellt werden.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Stellschraube unabhängig von einem Betriebszustand bündig mit ihrer Umgebung abschließt. Hierdurch kann ein hoher Bedienkomfort erreicht werden. Ferner kann eine Betriebssicherheit gesteigert werden, da insbesondere ein Hervorstehen von Elementen, die bei einem Betrieb zu Verletzungen führen könnten, vermieden werden kann.
-
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Klemmeinheit die Schnellklemmeinheit umfasst, welche zu einer Schnellverklemmung des Spanndorns vorgesehen ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Vorpositionierung erleichtert werden, wodurch eine Bedien- und/oder Montagefreundlichkeit weiter gesteigert werden kann. Ferner kann auf einfache Art und Weise eine Verbindung hergestellt werden. Zudem können Vibrationen und eine mit dieser verbundene Geräuschbildung vermieden werden.
-
Wenn die Schnellklemmeinheit zu einer werkzeuglosen Schnellverklemmung des Spanndorns vorgesehen ist, kann eine besonders vorteilhafte Bedien- und/oder Montagefreundlichkeit erreicht werden.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hubeinheit zumindest ein Eingangshubelement und zumindest ein Ausgangshubelement aufweist, welche voneinander getrennt ausgebildet sind. Insbesondere sind das Eingangshubelement und das Ausgangshubelement nicht einstückig ausgebildet. Vorzugsweise sind das Eingangshubelement und das Ausgangshubelement hydraulisch und/oder pneumatisch miteinander gekoppelt, wodurch eine Designflexibilität gesteigert und insbesondere eine Kraftübertragung vom Eingangshubelement auf das Ausgangshubelement flexibel an gegebene Erfordernisse angepasst werden kann.
-
Vorteilhaft weist die Hubeinheit zumindest eine Hubkammer auf, in welcher zumindest teilweise das Eingangshubelement und zumindest teilweise das Ausgangshubelement angeordnet sind. Die Hubeinheit weist insbesondere zumindest ein Hubgehäuse auf, welches die Hubkammer begrenzt. Insbesondere weist das Eingangshubelement zumindest einen Eingangskolben und das Ausgangshubelement zumindest einen Ausgangskolben auf, welche, insbesondere wandgängig, in der Hubkammer angeordnet sind. Der Eingangskolben und der Ausgangskolben sind insbesondere einander gegenüberliegend in der Hubkammer angeordnet. Insbesondere ist in der Hubkammer zumindest ein Hubfluid der Hubeinheit, vorzugsweise zwischen dem Eingangshubkolben und dem Ausgangshubkolben, eingebracht. Das Hubfluid ist dazu vorgesehen, das Eingangshubelement und das Ausgangshubelement hydraulisch und/oder pneumatisch miteinander zu koppeln. Das Hubfluid kann insbesondere ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Gas-Flüssigkeits-Gemisch sein. Besonders bevorzugt ist das Hubfluid ein Öl. Vorzugweise schließen das Eingangshubelement und das Ausgangshubelement zumindest im Wesentlichen dicht mit einer Wand der Hubkammer ab. Insbesondere weist die Hubeinheit eine Dichteinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, ein Austreten des Hubfluids zu verhindern. Hierdurch kann eine Konstruktion vorteilhaft vereinfacht werden.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Eingangshubelement und das Ausgangshubelement in der Hubkammer jeweils in zumindest eine Richtung beweglich gelagert sind. Die Hubeinheit weist insbesondere zumindest eine Lagereinheit auf, welche das Eingangshubelement und das Ausgangshubelement in der Hubkammer lagert. Die Lagereinheit ist insbesondere als ein Linearlager ausgebildet. Die Lagereinheit ist insbesondere zumindest teilweise einstückig mit der Dichteinheit ausgebildet. Hierdurch kann eine vorteilhafte Bewegungsdynamik erreicht werden.
-
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Hubkammer zumindest teilweise in eine Eingangshubkammer, in welcher zumindest teilweise das Eingangshubelement angeordnet ist, und eine Ausgangshubkammer, in welcher zumindest teilweise das Ausgangshubelement angeordnet ist, unterteilt ist. Das Hubgehäuse weist insbesondere eine Trennwand auf, welche die Hubkammer in die Eingangshubkammer und die Ausgangshubkammer unterteilt. Hierdurch kann eine vorteilhafte Anpassung der Bewegungsdynamik an bestehende Erfordernisse ermöglicht werden.
-
Die Eingangshubkammer und die Ausgangshubkammer können gleiche Querschnittsflächen aufweisen, wodurch insbesondere ein Hubübersetzungsverhältnis zwischen Eingangshub und Ausgangshub eins beträgt. Um ein von eins verschiedenes Übersetzungsverhältnis zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Eingangshubkammer und die Ausgangshubkammer zueinander verschiedene Querschnittsflächen aufweisen. Die Querschnittsfläche ist insbesondere ein Fläche senkrecht zu einer Richtung, in welcher das Eingangshubelement und/oder das Ausgangshubelement beweglich gelagert ist. Vorzugsweise ist eine Querschnittsfläche der Ausgangshubkammer größer als eine Querschnittsfläche der Eingangshubkammer, und zwar insbesondere um zumindest 1 % vorzugsweise um zumindest 5 % und besonders bevorzugt um zumindest 10 % größer. Insbesondere entspricht die Querschnittsfläche des Eingangshubkolbens zumindest im Wesentlichen der Querschnittsfläche der Eingangshubkammer und die Querschnittsfläche des Ausgangshubkolbens entspricht zumindest im Wesentlichen der Querschnittsfläche der Ausgangshubkammer.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hubeinheit zumindest einen Verbindungskanal aufweist, welcher die Eingangshubkammer und die Ausgangshubkammer hydraulisch und/oder pneumatisch miteinander verbindet. Insbesondere weist die Trennwand eine Ausnehmung auf, welche den Verbindungskanal aufweist. Insbesondere ist eine Querschnittsfläche des Verbindungskanals kleiner als die Querschnittsfläche der Eingangshubkammer und/oder der Ausgangshubkammer. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche des Verbindungskanals um zumindest 50 %, vorzugsweise um zumindest 100 % und besonders bevorzugt um zumindest 200 % kleiner als die Querschnittsfläche der Eingangshubkammer und/oder der Ausgangshubkammer. Hierdurch kann eine vorteilhafte Dämpfung ermöglicht werden.
-
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Eingangshubkenngröße und/oder die Ausgangshubkenngröße eine Hubstrecke, eine Hubgeschwindigkeit oder eine Hubkraft ist. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Anpassung der Bewegungsdynamik ermöglicht werden.
-
Ferner werden ein System zur Bereitstellung einer Werkzeugmaschine mit zumindest einer Werkzeugmaschinenvorrichtung und mit zumindest zwei Spanndornen, insbesondere mit einer Vielzahl von Spanndornen, verschiedenen Spanndorntyps sowie ein Verfahren zur Bereitstellung einer Werkzeugmaschine unter Verwendung des Systems vorgeschlagen, bei welchem die Trägereinheit mit zumindest einem der zwei Spanndorne verbunden wird. Hierdurch kann eine Flexibilität vorteilhaft gesteigert werden.
-
Die Werkzeugmaschinenvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Werkzeugmaschinenvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
-
Zeichnungen
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
-
Es zeigen:
-
1 einen Teil einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugmaschinenvorrichtung in einer schematisch vereinfachten ersten Schnittdarstellung,
-
2 den Teil der Werkzeugmaschine mit der Werkzeugmaschinenvorrichtung in einer schematisch vereinfachten zweiten Schnittdarstellung,
-
3 den Teil der Werkzeugmaschine mit der Werkzeugmaschinenvorrichtung in einer schematisch vereinfachten dritten Schnittdarstellung,
-
4 einen Teil der Werkzeugmaschine mit einem Blick in einen Innenbereich einer Maschinenspindel der Werkzeugmaschine in einer schematisch vereinfachten Darstellung,
-
5 einen Teil der Werkzeugmaschine mit einem Blick in einen Innenbereich einer Trägereinheit der Werkzeugmaschinenvorrichtung in einer schematisch vereinfachten Darstellung,
-
6 einen Teil der Werkzeugmaschine bei abgenommenem Spanndorn in einer schematisch vereinfachten Darstellung und
-
7 einen Teil einer weiteren Werkzeugmaschine mit einer alternativen Werkzeugmaschinenvorrichtung in einer schematisch vereinfachten Darstellung.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
Die 1, 2 und 3 zeigen jeweils einen Teil einer als Werkzeugschleifmaschine ausgebildeten Werkzeugmaschine 36a in drei unterschiedlichen, schematisch vereinfachten Schnittdarstellungen. In den 4, 5 und 6 ist ebenfalls jeweils ein Teil der Werkzeugmaschine 36a in schematisch vereinfachten isometrischen Darstellungen gezeigt, wobei einzelne Bereiche der Werkzeugmaschine 36a freigelegt sind.
-
Die Werkzeugmaschine 36a umfasst eine Maschinenspindel 20a und eine an der Maschinenspindel 20a befestigte Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a ist als eine Werkzeugschleifmaschinenvorrichtung ausgebildet. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a ist als ein Zubehörteil zur Verwendung an der Maschinenspindel 20a ausgebildet.
-
Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a weist einen Spanndorn 12a auf, der in bekannter Weise zu einer Fixierung zumindest eines Werkstücks und/oder eines Werkzeugs (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Hierzu weist der Spanndorn 12a eine Spannzange 62a auf, die in einer Spannhülse 74a des Spanndorns 12a entlang einer Axialrichtung 28a des Spanndorns 12a verschiebbar gelagert ist. Durch eine entsprechende Konturierung der Spannhülse 74a und/oder der Spannzange 62a wird die Spannzange 62a in bekannter Weise verengt, wenn diese innerhalb der Spannzange 62a in Richtung der Maschinenspindel 20a bewegt wird, was zu einem Verspannen des Spanndorns 12a und zu einem Festklemmen des Werkstücks und/oder des Werkzeugs führt.
-
Eine für das Verspannen des Spanndorns 12a erforderliche Spannkraft wird durch eine Spanneinheit 14a der Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a aufgebracht. Die Spanneinheit 14a weist eine Spannfeder 80a auf. Die Spannfeder 80a ist als eine Druckfeder ausgebildet. Die Spannfeder 80a stützt sich an einem Gehäuse 82a der Spanneinheit 14a ab und beaufschlagt ein Hubelement 84a der Spanneinheit 14a mit einer Federkraft. Das Hubelement 84a ist mit der Spannzange 62a in Axialrichtung 28a fest gekoppelt (nicht dargestellt). Eine Kopplung des Hubelements 84a mit der Spannzange 62a kann dabei auf beliebige, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise erfolgen, insbesondere mittels einer festen Verbindung oder einer lösbaren Verbindung, beispielsweise einer Verschraubung. Zudem ist eine Bajonettverbindung denkbar, wie beispielsweise im Ausführungsbeispiel der 7 bei einer unmittelbaren Verbindung mit einer Hubstange 86b einer alternativen Werkzeugmaschine 36b dargestellt. Durch die Federkraft wird die Spannzange 62a in Richtung der Maschinenspindel 20a in die Spannhülse 74a gezogen, wodurch sich die Spannzange 62a verengt. Zum Öffnen der Spannzange 62a kann mittels einer Hubstange 86a der Werkzeugmaschine 36a auf das Hubelement 84a eine der Federkraft entgegen gerichtete Kraft erzeugt werden (vgl. 4), wodurch die Spannzange 62a von der Maschinenspindel 20a weg aus der Spannhülse 74a heraus gedrückt wird.
-
Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a weist eine Trägereinheit 16a auf, welche die Spanneinheit 14a trägt. Die Trägereinheit 16a ist zu einer Montage an die Maschinenspindel 20a vorgesehen. Die Trägereinheit 16a ist hierzu speziell an die Maschinenspindel 20a angepasst. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a umfasst eine Wechselschnittstelleneinheit 18a, welche zumindest zu einer mittelbaren und austauschbaren Verbindung des Spanndorns 12a mit der Maschinenspindel 20a vorgesehen ist. Die Trägereinheit 16a bildet zumindest teilweise die Wechselschnittstelleneinheit 18a aus. Die Wechselschnittstelleneinheit 18a ist zu einer unmittelbaren und austauschbaren Verbindung des Spanndorns 12a mit zumindest einem Teil der Trägereinheit 16a vorgesehen. Die Wechselschnittstelleneinheit 18a ist dazu vorgesehen, die Spannzange 62a zumindest mittelbar und austauschbar mit der Spanneinheit 14a zu verbinden. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a weist eine weitere Wechselschnittstelleneinheit 19a auf, die zu einer unmittelbaren und austauschbaren Verbindung der Trägereinheit 16a mit der Maschinenspindel 20a vorgesehen ist.
-
Die Wechselschnittstelleneinheit 18a umfasst eine Klemmeinheit 24a, welche dazu vorgesehen ist, zumindest ein Teil des Spanndorns 12a einzuklemmen (vgl. 1). Die Klemmeinheit 24a weist einen Schnellverbinder 22a auf.
-
Der Schnellverbinder 22a umfasst eine Drehverschlusseinheit 54a, welche dazu vorgesehen ist, den Spanndorn 12a und die Maschinenspindel 20a durch ein Verdrehen des Spanndorns 12a relativ zu der Maschinenspindel 20a zumindest mittelbar miteinander zu verbinden (vgl. 5). Die Drehverschlusseinheit 54a ist als ein Bajonettverschluss ausgebildet. Die Drehverschlusseinheit 54a weist eine Anzahl von Drehverschlusselementen 56a auf, welche um einen Winkel, welcher einem Winkel von 360° geteilt durch die Anzahl der Drehverschlusselemente 56a entspricht, in Umfangsrichtung 58a versetzt zueinander angeordnet sind. Die Drehverschlusseinheit 54a ist zumindest in einem Montageschritt zu einer Verdrehung des Spanndorns 12a relativ zur Maschinenspindel 20a von höchstens 90° vorgesehen. Die Drehverschlusselemente 56a sind als Pins ausgebildet, die in korrespondierende Nuten 78a der Drehverschlusseinheit 54a eingreifen (vgl. 5 und 6). Vorliegend sind die Nuten 78a an der Trägereinheit 16a und die Drehverschlusselemente 56a am Spanndorn 12a angeordnet. Es wäre jedoch auch eine umgekehrte oder auch gemischte Anordnung von Drehverschlusselementen und Nuten denkbar. Zur Verbindung des Spanndorns 12a mit der Trägereinheit 16a ist der Spanndorn 12a in Axialrichtung 28a in die Trägereinheit 16a derart einzuführen, dass die Drehverschlusselemente 56a in den Nuten 78a gleiten. Anschließend ist der Spanndorn 12a relativ zur Trägereinheit 16a in Umfangsrichtung 58a zu verdrehen, wodurch die Drehverschlusselemente 56a in den Nuten 78a einen Hintergriff eingehen und hierdurch den Spanndorn 12a an der Trägereinheit 16a parallel zur Axialrichtung 28a fixieren.
-
Um bei der Herstellung der Verbindung durch die Drehverschlusseinheit 54a eine bestimmte Drehlage vorzugeben, weist die Wechselschnittstelleneinheit 18a ein Anzeigemittel 60a auf, welches dazu vorgesehen ist, eine Position des Spanndorns 12a relativ zur Maschinenspindel 20a anzuzeigen, insbesondere festzulegen (vgl. 6). Das Anzeigemittel 60a ist als eine weitere Nut ausgebildet, in welche ein korrespondierender Anzeigepin (nicht dargestellt) der Wechselschnittstelleneinheit 18a passt. Vorliegend ist das Anzeigemittel 60a an der Trägereinheit 16a und der Anzeigepin am Spanndorn 12a angeordnet. Es wäre jedoch auch eine umgekehrte Anordnung eines Anzeigemittels und eines Anzeigepins denkbar. Durch das Anzeigemittel 60a und den Anzeigepin wird nach dem Poka Yoke-Prinzip eine fehlerhafte Montage verhindert.
-
Der Schnellverbinder 22a weist eine Schnellklemmeinheit 52a auf, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens den Spanndorn 12a zumindest teilweise zu verklemmen (vgl. 1 und 6). Die Schnellklemmeinheit 52a ist zu einer Schnellverklemmung des Spanndorns 12a vorgesehen. Die Schnellklemmeinheit 52a ist zu einer werkzeuglosen Schnellverklemmung des Spanndorns 12a vorgesehen. Die Schnellklemmeinheit 52a ist dazu vorgesehen, eine Drehstellung des Spanndorns 12a relativ zur Trägereinheit 16a bei hergestellter Verbindung durch die Drehverschlusseinheit 54a zumindest teilweise zu fixieren. Die Schnellklemmeinheit 52a weist ein Schnellklemmelement 88a auf. Das Schnellklemmelement 88a ist als ein Stift ausgebildet. Das Schnellklemmelement 88a weist ein abgerundetes Ende auf. Die Schnellklemmeinheit 52a umfasst eine Klemmfeder 76a, welche sich in der Trägereinheit 16a abstützt und das Schnellklemmelement 88a mit einer Klemmkraft beaufschlagt. Beim Verdrehen des Spanndorns 12a relativ zur Trägereinheit 16a gleitet eines der Drehverschlusselemente 56a auf das Schnellklemmelement 88a und drückt dieses entgegen der Klemmkraft nach unten. Das Drehverschlusselement 56a ist dann zwischen dem Schnellklemmelement 88a und der Trägereinheit 16a eingeklemmt (vgl. 1). Für jedes der Drehverschlusselemente 56a weist die Schnellklemmeinheit 52a ein entsprechend angeordnetes Schnellklemmelement 88a auf, sodass jedes Drehverschlusselement 56a durch ein Schnellklemmelement 88a eingeklemmt werden kann.
-
Durch den Schnellverbinder 22a kann eine Vormontage des Spanndorns 12a an der Trägereinheit 16a vorgenommen werden. Hierdurch kann insbesondere ein korrekter Sitz des Spanndorns 12a an der Trägereinheit 16a sichergestellt werden. Anschließend ist der Spanndorn 12a drehfest mit der Trägereinheit 16a zu verbinden, damit insbesondere eine Drehbewegung und/oder ein Drehmoment von der Maschinenspindel 20a zuverlässig an den Spanndorn 12a übertragen werden kann.
-
Die Klemmeinheit 24a weist hierzu zumindest einen Kraftweg 26a auf, welcher zumindest abschnittsweise winklig zur Axialrichtung 28a des Spanndorns 12a verläuft. Der Kraftweg 26a verläuft zumindest abschnittsweise senkrecht zur Axialrichtung 28a. Der Kraftweg 26a weist zumindest eine Abwinklung 64a auf. Die Klemmeinheit 24a ist dazu vorgesehen, den Spanndorn 12a zumindest teilweise zumindest in Axialrichtung 28a zu verklemmen. Hierzu weist die Klemmeinheit 24a zumindest ein Klemmelement 66a auf, welches zumindest eine Kraftflussdurchtrittsfläche 68a aufweist, deren Flächennormale winklig zur Axialrichtung 28a orientiert ist, insbesondere unter einem minimalen Winkel von 15°. Die Klemmeinheit 24a ist zumindest in einem Betriebszustand zu einer formschlüssigen Verbindung zumindest mit einem zu verklemmenden Element 70a des Spanndorns 12a vorgesehen. Das Element 70a ist dabei eines der Drehverschlusselemente 56a. Die Klemmeinheit 24a weist zumindest ein weiteres Klemmelement 67a auf, welches zumindest eine weitere Kraftflussdurchtrittsfläche aufweist, welche korrespondierend zu der Kraftflussdurchtrittsfläche 68a des Klemmelements 66a ausgebildet ist.
-
Die Klemmeinheit 24a weist zumindest eine Stellschraube 72a auf, welche dazu vorgesehen ist, zu einer Kraftübertragung entlang des Kraftwegs 26a eine Kraft auf das Klemmelement 66a auszuüben (vgl. 1 und 6). Die Kraftübertragung erfolgt dabei über das Klemmelement 67a, auf welches die Stellschraube 72a einwirkt und welches dazu vorgesehen ist, die Kraft an das Klemmelement 66a zu übertragen. Die Stellschraube 72a schließt dabei, unabhängig von einem Betriebszustand, bündig mit ihrer Umgebung ab (vgl. 6). Das weitere Klemmelement 67a und die Stellschraube 72a sind über ein Gewinde miteinander verbunden. Die Klemmeinheit 24a umfasst eine Verschlussschraube 90a. Die Verschlussschraube 90a ist über ein Gewinde mit der Trägereinheit 16a verbunden. Die Verschlussschraube 90a ist in die Trägereinheit 16a geschraubt. Die Stellschraube 72a stützt sich beim Verdrehen gegen die Verschlussschraube 90a ab. Bei Verdrehen der Stellschraube 72a wird das weitere Klemmelement 67a gegen das Klemmelement 66a gedrückt, wobei durch die winklig angeordneten Kraftflussdurchtrittsflächen 68a der Kraftweg 26a umgelenkt wird.
-
Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10a weist eine Hubeinheit 30a auf, welche dazu vorgesehen ist, einen von der Werkzeugmaschine 36a bereitgestellten Eingangshub 32a zumindest teilweise in einen auf den Spanndorn 12a, insbesondere die Spannzange 62a, wirkenden Ausgangshub 34a zu wandeln (vgl. 4). Dabei ist die Hubeinheit 30a dazu vorgesehen, den Eingangshub 32a derart in den Ausgangshub 34a zu wandeln, dass zumindest eine Ausgangshubkenngröße des Ausgangshubs 34a von zumindest einer entsprechenden Eingangshubkenngröße des Eingangshubs 32a verschieden ist, wobei die Eingangshubkenngröße und die Ausgangshubkenngröße eine Hubstrecke, eine Hubgeschwindigkeit und/oder eine Hubkraft sein können. Zudem ist die Hubeinheit 30a dazu vorgesehen, den Ausgangshub 34a relativ zum Eingangshub 32a zu dämpfen.
-
Die Hubeinheit 30a umfasst zumindest ein Eingangshubelement 38a und zumindest ein Ausgangshubelement 40a, welche voneinander getrennt ausgebildet sind. Ein von der Werkzeugmaschine 36a bereitgestellter Hub der Hubstange 86a wirkt dabei auf das Eingangshubelement 38a. Das Eingangshubelement 38a kann über eine feste oder gelenkige Verbindung mit der Hubstange 86a verbunden sein. Vorliegend existiert keine Verbindung zwischen dem Eingangshubelement 38a und der Hubstange 36a. Die Hubstange 86a ist lediglich dazu vorgesehen, das Eingangshubelement 38a vor sich her zu schieben. Das Eingangshubelement 38a und das Ausgangshubelement 40a sind hydraulisch und/oder pneumatisch miteinander gekoppelt. Die Hubeinheit 30a weist zumindest eine Hubkammer 42a auf, in welcher zumindest teilweise das Eingangshubelement 38a und zumindest teilweise das Ausgangshubelement 40a angeordnet sind. Das Eingangshubelement 38a und das Ausgangshubelement 40a sind in der Hubkammer 42a jeweils in zumindest einer Richtung 44a beweglich gelagert. Die Richtung 44a ist parallel zur Axialrichtung 28a. Das Eingangshubelement 38a und das Ausgangshubelement 40a sind jeweils als Fluidkolben ausgebildet, die wandgängig und in bekannter Weise fluidgedichtet in der Hubkammer 42a geführt sind.
-
Die Hubkammer 42a ist zumindest teilweise in eine Eingangshubkammer 46a, in welcher zumindest teilweise das Eingangshubelement 38a angeordnet ist, und in eine Ausgangshubkammer 48a, in welcher zumindest teilweise das Ausgangshubelement 40a angeordnet ist, unterteilt. Die Eingangshubkammer 46a und die Ausgangshubkammer 48a weisen zueinander verschiedene Querschnittsflächen bezüglich der Richtung 44a auf. Die Hubeinheit 30a umfasst zumindest einen Verbindungskanal 50a, welcher die Eingangshubkammer 46a und die Ausgangshubkammer 48a hydraulisch und/oder pneumatisch miteinander verbindet. Als Arbeitsfluid in der Hubkammer 42a wird vorzugsweise ein Öl verwendet.
-
Die Trägereinheit 16a ist mittels der Wechselschnittstelleneinheit 18a zur Verbindung mit einer Vielzahl unterschiedlicher Spanndorne 12a verschiedener Spanndorntypen vorgesehen. Ein Interface zur Verbindung der Trägereinheit 16a mit den Spanndornen 12a ist dabei immer identisch ausgeführt. Die Trägereinheit 16a ist auf eine bestimmte Maschinenspindel 20a abgestimmt. Für eine andere Maschinenspindel 20a ist eine entsprechend modifizierte Trägereinheit 16a vorgesehen. Die Menge an Trägereinheiten 16a und die Menge an Spanndornen 12a bilden dabei zusammen ein System zur Bereitstellung einer Werkzeugmaschine 36a. Dabei kann auf einfache Weise eine Anpassung an unterschiedliche Maschinenspindeln 20a erfolgen, indem für jeden Maschinenspindeltyp eine angepasste Trägereinheit 16a bereitgestellt wird. Auf jede dieser Trägereinheiten 16a passen dabei sämtliche Spanndorne 12a des Systems.
-
Ebenso kann das System zusätzlich eine Menge an unterschiedlichen Spanneinheiten 14a und eine Menge an unterschiedlichen Hubeinheiten 30a aufweisen, so dass insbesondere eine Anpassung einer Spannkraft und/oder eines Ausgangshubs auf einen speziellen Spanndorn 12a erfolgen kann.
-
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 6 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 6 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 7 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 6 verwiesen werden.
-
Bei einer alternativen Werkzeugmaschinenvorrichtung 10b gemäß 7 ist eine Trägereinheit 16b einstückig mit einem Spanndorn 12b, insbesondere mit einer Spannhülse 74b des Spanndorns 12b, ausgebildet. Die Werkzeugmaschinenvorrichtung 10b weist eine Wechselschnittstelleneinheit 19b auf, welche zu einer unmittelbaren und lösbaren Verbindung der Trägereinheit 16b mit einer Maschinenspindel 20b der Werkzeugmaschine 36b vorgesehen ist.
-
Die Wechselschnittstelleneinheit 19b weist einen Schnellverbinder 22b auf. Der Schnellverbinder 22b umfasst eine Drehverschlusseinheit 54b, welche eine Spannzange 62b des Spanndorns 12b mit der Hubstange 86b der Werkzeugmaschine 36b verbindet. Die Drehverschlusseinheit 54b ist als ein Bajonettverschluss ausgebildet. Zur Verbindung der Spannzange 62b mit der Hubstange 86b ist der Spanndorn 12b zuerst in Axialrichtung 28b des Spanndorns 12b auf die Maschinenspindel 20b aufzustecken und anschließend in Umfangsrichtung 58b relativ zur Maschinenspindel 20b um einen Winkel, insbesondere von weniger als 90°, zu verdrehen. Die Drehverschlusseinheit 54b weist Drehverschlusselemente 56b auf, welche dabei in korrespondierende Nuten 78b der Drehverschlusseinheit 54b eingreifen. Vorliegend sind die Drehverschlusselemente 56b an der Hubstange 86b und die Nuten 78b an der Spannzange 62b angeordnet. Es wäre jedoch auch eine umgekehrte oder gemischte Anordnung von Drehverschlusselementen und Nuten denkbar.
-
Eine Befestigung der Trägereinheit 16b an der Maschinenspindel 20b kann auf beliebige, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise erfolgen. Beispielsweise wäre eine Schraubverbindung denkbar. Zudem könnte die Wechselschnittstelleneinheit 19b eine weitere Drehverschlusseinheit zur Verbindung der Trägereinheit 16b mit der Maschinenspindel 20b aufweisen.
