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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen eines Schaftwerkzeugs, insbesondere eines Schaftfräsers, in einer Werkzeugaufnahme, insbesondere einem Spannfutter, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei Spannfuttern für drehangetriebene Werkzeuge mit einem zylindrischen Aufnahmeschaft besteht oftmals das Problem, dass das Schaftwerkzeug im Betrieb, d. h. dann, wenn Schnitt-Reaktionskräfte auf das Schaftwerkzeug einwirken, dazu tendiert, axial auszuwandern. Die Gefahr des axialen Auswanderns ist umso größer, je größer die bei der Bearbeitung des Werkstücks auftretenden Schwingungen sind. Deshalb geht man dazu über, insbesondere Schaftfräser mit einer sogenannten Auszugssicherung in der Werkzeugaufnahme zu sichern.
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Es sind eine Reihe derartiger gattungsbildender Auszugssicherungen bekannt. Zum Stand der Technik wird beispielsweise auf die
EP 2 343 144 A1 verwiesen. In diesem bekannten Fall wirkt eine im Schaft vorgesehene Sperrnut mit einem am Werkzeughalter befestigten Sperrelement zusammen, und zwar derart, dass ein wendelförmiger Sperrnutenverlauf in der Weise vorgesehen ist, dass er bei links genutetem Werkzeug linkssteigend, und bei rechts genuteten Werkzeugen rechtssteigend ausgebildet ist. Beim Einsetzen des Schaftwerkzeugs in die Werkzeugaufnahme ist somit zunächst das Sperrelement und die zumindest eine Sperrnut in Fluchtung zu bringen, woraufhin das Werkzeug in die Aufnahme ähnlich einer Schraube in die Werkzeugaufnahme eingedreht werden muss. Aufgrund des wendelförmigen Verlaufs
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Eine Vorrichtung zum Spannen eines Schaftwerkzeugs mit Auszugssicherung, bei der das Schaftwerkzeug axial bis in eine feste Anschlagstellung eingesetzt werden kann, ist aus dem Dokument
FR 1,272,885 bekannt. Dabei erfolgt die axiale Fixierung dadurch, dass die zur Axialrichtung angestellte Anlagefläche von einer in Umfangsrichtung ausgerichteten Blindnut gebildet ist, die sich im rechten Winkel an eine von der schaftseitigen Stirnseite ausgehende Einführungsnut anschließt. In die Nut greift ein Stift formschlüssig ein, so dass der Schaft nach dem axialen Einführen nach Art eines Bajonettverschlusses verriegelbar ist. Die Ausrichtung der Blindnut ist so, dass die Schnitt-Reaktionskräfte den Sicherungsstift in die Blindnut hinein drücken.
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Zur Lösung der Aufgabe, die aus dem Dokument
FR 1,272,885 bekannte Vorrichtung zum Spannen eines Schaftwerkzeugs, insbesondere eines Schaftfräsers, in der Weise weiter zu bilden, dass sich unter Beibehaltung einfacher Handgriffe zum Einsetzen des Schaftwerkzeugs in die Werkzeugaufnahme eine vereinfachte Bearbeitung des Werkzeugschafts und eine verbesserte Steifigkeit der Auszugssicherung ergibt, wird in der älteren deutschen Patentanmeldung
DE 10 2016 122057 vorgeschlagen, am Schaft des Werkzeugs eine in Axialrichtung hinterschnittene Fläche dazu heran zu ziehen, das Schaftwerkzeug in Betrieb daran zu hindern, aus dem Spannfutter heraus zu wandern.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die gattungsbildende Vorrichtung derart weiterzubilden, dass ihre Herstellung unter Beibehaltung der Funktionalität wesentlich vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. mit dem Verfahren gemäß Anspruch 16 gelöst.
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Erfindungsgemäß wirkt der von der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung vorstehende Anlagekörper mit einer Flanke einer von einer Stirnseite des Werkzeugschafts ausgehenden Nut zusammen, die bzw. deren Erzeugende sich über ihre gesamte Länge in einer Ebene erstreckt. Mit anderen Worten ist die Nut so ausgerichtet, dass sich ihre Erzeugende über ihre gesamte Länge in einer Ebene erstreckt. Dadurch kann die Nut mit einer wesentlich vereinfachten Kinematik in den Werkzeugschaft eingearbeitet werden. Die Erfindung beruht dabei auf der durch Versuche bestätigten Überlegung, dass bereits ein kleinstflächiger Kontakt zwischen Anlagekörper und Stützflanke genügt, um das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme wirksam gegen Auswandern zu sichern. Somit kann die Nut in der Mantelfläche der Zylinderoberfläche des Werkzeugschafts mit variabler Tiefe ausgebildet werden, ohne spürbare Einbußen bei der axialen Positionierung des Werkzeugs mittels einer axial verstellbaren Einstellschraube in Kauf nehmen zu müssen. Je nach Einstecktiefe des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme hat der Anlagekörper ein unterschiedlich großes Spiel in der eingearbeiteten Nut. Entscheidend ist lediglich, dass die Tiefe der Nut ausgehend von der Stirnseite des Werkzeugschafts über eine vorbestimmte axiale Länge groß genug ist, um den Anlagekörper vorzugsweise zwängungsfrei aufzunehmen. Das Herstellungsverfahren wird somit unter Beibehaltung der geforderten Funktionalität wirtschaftlicher.
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In der einfachsten Ausführung folgt die Relativbewegung einer Bewegung entlang einer Geraden, wobei vorzugsweise das Bearbeitungswerkzeug bewegt wird. Die Nut verläuft in diesem Fall geradlinig.
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Dabei hat sich gezeigt, dass es durchaus genügt, die Gerade so zu legen, dass sie in nur einer Richtung zur Achse des Werkzeugschafts geneigt ist.
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Wenn die Gerade allerdings in zwei Richtungen zur Achse des Werkzeugschafts geneigt wird, kann die erforderliche Tiefe der der Nut über eine längere axiale Erstreckung gewährleistet werden.
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Vergleichbare Vorteile erzielt man alternativ dann, wenn die Relativbewegung und damit auch die eingearbeitete Nut einer bogenförmigen Linie, beispielsweise einer Kreislinie, folgen. Zu einer sehr einfachen Kinematik bei der Herstellung gelangt man dabei insbesondere dann, wenn dabei ausschließlich das Bearbeitungswerkzeug oder das Werkzeug bewegt wird.
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Es hat sich gezeigt, dass die Nut ohne weiteres so flach ausgebildet werden kann, dass sie - selbst bei der Auswahl hochfester Materialien für den Werkzeugschaft - ausgehend von der Stirnseite des Werkzeugschafts in einem Arbeitsgang, d.h. ohne Zustellbewegung nur mit einer Vorschubbewegung, eingearbeitet wird.
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Eine besonders wirtschaftliche Herstellung ergibt sich dann, wenn die Nut in den Werkzeugschaft mittels einer Profilschleifscheibe eingearbeitet wird.
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Wenn die Nut entsprechend der Weiterbildung nach Anspruch 6 so ausgebildet ist, dass ihre Tiefe ausgehend von der Stirnseite des Werkzeugschafts über eine vorbestimmte axiale Länge von beispielsweise dem 0,5- bis 1,5-fachen des Durchmessers des Werkzeugschafts groß genug ist, um den Anlagekörper vorzugsweise zwangfrei aufzunehmen, kann ein axialer Anschlag in der Werkzeugaufnahme (gemäß Anspruch 9 und 10) in einem ausreichenden Ausmaß verstellt werden, um die Einspanntiefe des Werkzeugs in ausreichendem Umfang einstellen zu können. In diesem zulässigen Verstellbereich des axialen Anschlags ist damit sichergestellt, dass sich der Anlagekörper in der Nut nicht verkeilen kann.
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Es hat sich gezeigt, dass die Funktionalität der Auszugsicherung auch dann noch über eine maßgebliche Länge der Nut voll gewährleistet bleibt, wenn die den Abstützpunkt für den Anlagekörper bildende Flanke der Nut im Querschnitt betrachtet geradlinig ausgebildet ist. Es ergeben sich hierdurch jedoch herstellungstechnische Vorteile seitens des Bearbeitungswerkzeugs, beispielsweise der Schleifscheibe.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise für die Kombination mit einem Dehnspannfutter, einem Schrumpffutter oder einem Spannzangenfutter. Weil der Anstellwinkel der Nut zur Längsachse des Werkzeugschafts verhältnismäßig klein gehalten werden kann, beispielsweise in der Größenordnung von 20 bis 40°, kann das Werkzeug beim Einsetzen in das Spannfutter lediglich unter Einwirkung der Schwerkraft bei Zusammenwirkung von Anlagekörper und Nut bis zum axialen Anschlag unter entsprechenden Drehung des Werkzeugs in die Werkzeugaufnahme gleiten. Entsprechend kann das Werkzeug bei noch geöffnetem Spannfutter durch eine entsprechende Antriebsbewegung eines axial beweglichen Anschlags axial eingestellt werden, ohne dass es einer weitergehenden Führung des Werkzeugs in der Aufnahmeöffnung bedarf. Wenn die axiale Einstellung des axialen Anschlags von innen nach außen, d.h. auf den Werkzeugschaft zu, in die vorgesehene Endposition erfolgt, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass bei dieser Einstellbewegung der Anlagekörper mit derjenigen Flanke der Nut in Kontakt kommt und bleibt, die für die Sicherung gegen Hauswandern verantwortlich ist. Das Werkzeug wird auf diese Weise beim Einstellen axial und in Umfangsrichtung spielfrei verriegelt.
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Mit der Weiterbildung nach Anspruch 12 wird die Auszugsicherung verstärkt, wobei gleichzeitig das Einsetzen des Werkzeugs zusätzlich vereinfacht wird, da das Werkzeug in einem Drehwinkelbereich von maximal 120° in die entsprechenden Anlagekörper eingefädelt werden kann.
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Wenn der Anlagekörper die Form eines Kugelabschnitts erhält, ergibt sich eine besonders verschleißfeste Geometrie, wobei sich der zusätzliche Vorteil ergibt, dass dieser Kugelabschnitt in einfachster Weise vom Kopf eines in die Werkzeugaufnahme einschraubbaren Bolzens bereitgestellt werden kann.
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Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines in einem Spannfutter eingespannten Schaftfräsers bei der Bearbeitung eines Werkstücks;
- 2A bis 2C Ansichten des Endbereichs eines Schaftes eines Schaftwerkzeugs mit einer ersten Ausführungsform einer in das Schaftwerkzeug eingearbeiteten Nut für die Bereitstellung der mit einem Anlagekörper in der Werkzeugaufnahme zusammenwirkenden Anlagefläche, wobei die 2A eine Ansicht mit Blickrichtung einer geradlinigen Bewegung einer Profilschleifscheibe zur Herstellung der Nut ist, 2B die Ansicht mit Blickrichtung IIB in 2A und 2C den Schnitt IIC-IIC in 2B darstellen ;
- 3A bis 3C Ansichten einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit einem in einem Hydro-Dehnspannfutter aufgenommenen Schaftwerkzeug, wobei die 3A eine Seitenansicht, 3B den Schnitt IIIB-IIIB und 3C den Schnitt IIIC-IIIC in 3A darstellen;
- 4A bis 4C Ansichten des Endbereichs eines Schaftes eines Schaftwerkzeugs mit einer zweiten Ausführungsform einer in das Schaftwerkzeug eingearbeiteten Nut für die Bereitstellung der mit einem Anlagekörper in der Werkzeugaufnahme zusammenwirkenden Anlagefläche, wobei die 4A eine Seitenansicht, 4B die Ansicht mit Blickrichtung IVB 4A und 4C den Schnitt IVC-IVC in 4B darstellen;
- 5A bis 5C Ansichten einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit einem in einem Hydro-Dehnspannfutter aufgenommenen Schaftwerkzeug, wobei die Figur %A eine Seitenansicht, 5B den Schnitt VB-VB und 5C den Schnitt VC-VC in 5A darstellen;
- 6A bis 6C Ansichten des Endbereichs eines Schaftes eines Schaftwerkzeugs mit einer dritten Ausführungsform einer in das Schaftwerkzeug eingearbeiteten Nut für die Bereitstellung der mit einem Anlagekörper in der Werkzeugaufnahme zusammenwirkenden Anlagefläche, wobei die 6A eine Ansicht mit Blickrichtung einer geradlinigen Bewegung einer Profilschleifscheibe zur Herstellung der Nut ist, 6B die Ansicht mit Blickrichtung VIB in 6A und 6C den Schnitt VIC-VIC in 6B darstellen;
- 7 in vergrößerter Darstellung die perspektivische Ansicht einer Nut gemäß der dritten Ausführungsform;
- 8 in vergrößerter Darstellung eine perspektivische Durchdringungs-Ansicht eines in ein Spannfutter eingesetzten Schaftwerkzeugs;
- 9 eine vergrößerte Darstellung der 8 zur Verdeutlichung des Kontaktbereichs zwischen Anlagekörper und Anlagefläche; und
- 10 eine Seitenansicht zur Darstellung des Zusammenwirkens von Anlagefläche und Anlagekörper.
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In 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Schaftfräser bezeichnet, der als beispielsweise rechtsdrehend ausgebildetes Rotationswerkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks P in einem Spannfutter 12 einer Werkzeugaufnahme 14 aufgenommen ist. Bei dem Spannfutter kann es sich um jede Art von Spannfutter handeln, beispielsweise um ein Dehnspannfutter, ein Schrumpffutter oder ein Spannzangenfutter.
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Um bei derartigen Werkzeugen, die tendenziell zu Schwingungen neigen, dafür zu sorgen, dass im Betrieb kein Auswandern des Werkzeugs aus dem Spannfutter 12 heraus erfolgt, ist eine Auszugssicherung vorgesehen, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 näher beschrieben wird. Bei dieser Beschreibung wird zur Vereinfachung davon ausgegangen, dass das Spannfutter von einem im wesentlichen hohlzylindrischen Körper gebildet ist, in dessen zylindrischer Aufnahmeöffnung 18 ein zylindrischer Werkzeugschaft 16 formschlüssig aufgenommen und darin gespannt wird.
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Die Auszugssicherung weist zumindest einen in der Werkzeugaufnahme 14 festgelegten, beispielsweise eingeschraubten oder angeformten und in den 3 und 5 dargestellten Anlagekörper 20 auf, der von der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung 18 um ein bestimmtes Maß M20 (siehe 3B und 3C) vorsteht. Vorzugsweise sind 2 bis 4 solcher Anlagekörper 20 vorgesehen, die dann in gleichmäßigem Umfangsabstand zueinander angeordnet sind.
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Die Anlagekörper 20 haben jeweils im Wesentlichen die Form eines Kugelabschnitts mit einem maximalen Durchmesser D20 (bezeichnet in 3C).
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Um das im Spannfutter 12 aufgenommene Schaftwerkzeug 10 gegen Auswandern zu sichern, ist der zumindest eine Anlagekörper 20 mit einer zur Axialrichtung RA (siehe 2B) angestellten Anlagefläche 22 am Werkzeugschaft 16 derart in Anlagekontakt bringbar, dass das Schaftwerkzeug 10 durch die im Betrieb des Schaftwerkzeugs aufgrund der Schnittkräfte auftretende Anlage-Reaktionskraft in der Werkzeugaufnahme 14 bzw. in der Aufnahmeöffnung 18 axial und in Umfangsrichtung verriegelbar ist.
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Im Einzelnen ist die Anlagefläche 22 von einer Flanke 24 einer von einer Stirnseite 26 des Werkzeugschafts 16 ausgehenden Nut 25 gebildet ist, die bzw. deren Erzeugende sich über ihre gesamte Länge LN (siehe 2C) in einer Ebene EN erstreckt. Diese Ebene EN ist in 2B mit strichpunktierter Linie dargestellt und sie entspricht der Schnittebene der 2C. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 und 3 sind drei über den Umfang gleichmäßig verteilte Nuten 25 vorgesehen, welche sich jeweils in Ebenen EN erstrecken, die zur Achse RA des Werkzeugschafts 16 um einen Winkel WN geneigt verläuft. Dieser Winkel WN beträgt bei der Ausführungsform der 2 und 3 beispielsweise um die 30°. Die Neigung ist auf die Drehrichtung des Schaftwerkzeugs 10 in der Weise abgestimmt, dass sie gleichsinnig zu dieser Drehrichtung ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist sie gleichsinnig zu dem Spannutenverlauf des Schaftwerkzeugs 10.
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Wie in den 3A und 3C gezeigt, ist eine entsprechende Anzahl von Anlagekörpern 20 vorgesehen, die ebenfalls in gleichen Winkelabständen in der Aufnahmeöffnung 18 festgelegt sind.
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Eine Besonderheit der Ausführungsform gemäß 2 und 3 ist noch darin zu sehen, dass sich die Nuten 25 in der jeweiligen Erstreckungsebene EN geradlinig, d.h. entlang einer Geraden erstrecken, was sich aus der Darstellung der 2B und 2C ergibt. Diesen Figuren ist darüber hinaus entnehmbar, dass diese gerade Linie in nur einer Richtung zur Achse RA des Werkzeugschafts 16 geneigt ist.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt insbesondere darin, dass die Herstellung der Auszugssicherung sehr einfach gehalten werden kann. Es genügt nämlich, die Nuten 25 mittels einer einfachen linearen Relativbewegung zwischen Werkzeugschaft 16 und einem geeigneten Bearbeitungswerkzeug, wie z.B. eines Fräsers oder einer Schleifscheibe 30 (in 2A angedeutet) mit vorbestimmtem Schleifscheibenprofil 32 von der Stirnseite 26 in den Werkzeugschaft 16 einzuarbeiten. Dabei kann die Nut 25 selbst dann, wenn sie relativ flach ausgebildet ist, über eine ausreichende axiale Erstreckung EA tief genug gehalten werden, um nach dem Einsetzen des Werkzeugschafts 16 in die Aufnahmeöffnung 18 den zugehörigen Anlagekörper 20 zwängungsfrei aufzunehmen, damit keine Verklemmung zwischen Anlagekörper 20 und Werkzeugschaft 16 auftreten kann. Mit anderen Worten wird ein Auslaufbereich BA der Nut 25, in dem die Tiefe T25 der Nut 25 kleiner als das Maß M20 und/oder die Breite B25 (siehe 2B) kleiner als das Maß D20 wird, möglichst klein gehalten.
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Dieses Maß EA ist dann von besonderer Bedeutung, wenn das Spannfutter 12, das bei der Ausführungsform gemäß 3 von einem Hydro-Dehnspannfutter gebildet ist, jedoch gleichermaßen auch von einem anderen Spannfutter-Typ, wie z.B. einem Schrumpffutter gebildet sein kann, mit einem verstellbaren Axialanschlag ausgestattet ist, wie es in 3A und 3B dargestellt ist. Der verstellbare Axialanschlag ist von einer in die Werkzeugaufnahme 14 bzw. in das Spannfutter 12 einschraubbaren Einstellschraube 34 gebildet, die von der Rückseite des Spannfutters 12 zur Einstellung ihrer axialen Position betätigbar ist. Zum Spannen des Werkzeugs wird der Werkzeugschaft 16 bei geöffnetem bzw. erwärmten Spannfutter 12 in die Aufnahmeöffnung 18 in einer Drehwinkellage eingeführt, dass die stirnseitigen Öffnungen 25S (siehe 2B) der Nuten 25 mit den Anlagekörpern 20 fluchten. In dieser Stellung kann der Werkzeugschaft 16 axial weiter in die Aufnahmeöffnung 18 unter leichter Drehbewegung bis in eine in den 3A, B gezeigte Anschlagstellung mit der Einstellschraube 34 bewegt werden, wobei in dieser Bewegungsphase die Nuten 25 an den Anlagekörpern 20 entlang gleiten. Diese Bewegung kann auch unter der Einwirkung der Schwerkraft des Werkzeugs ausgeführt werden, wenn das Spannfutter 12 stehend angeordnet wird und das Werkzeug von oben in das Spannfutter 12 eingesetzt wird.
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In dieser Phase kann das Werkzeug bei noch geöffnetem Spannfutter 12 durch Betätigung der Einstellschraube 34 axial aus dem Spannfutter 12 gesteuert so weit herausbewegt werden, bis ein vorbestimmtes, von einem Fertigungs- bzw. Werkzeugwechselprogramm festgelegtes Auskrag-Sollmaß AS erreicht ist. Erst dann wird das Spannfutter 12 gespannt.
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Mit der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Auszugssicherung gelingt es, den zur Verfügung stehenden Einstellweg ohne weiteres in einer Größenordnung zu halten, der von modernen Werkzeug- und Werkzeugwechselsystemen verlangt wird. Bei Werkzeugen mit einem Nenndurchmesser von 10 mm liegt dieses erforderliche Verstellmaß in der Größenordnung von bis zu 15 mm.
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Im Betrieb des Schaftwerkzeugs 10 bewirkt die vorstehend beschriebene Auszugssicherung, dass der Kontakt zwischen Anlagekörper 20 und geneigter Flanke 24 der Anlagefläche 22 einer axialen Bewegung des Werkzeugschafts 16 aus dem Spannfutter 12 heraus entgegenwirkt. Gleichzeitig unterstützen die Anlagekörper 20 die Übertragung des Antriebsdrehmoments vom Spannfutter 12 auf das Schaftwerkzeug 10.
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Im Unterschied zu herkömmlichen Ausgestaltungen, wird bei der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Formgebung der Anlagefläche 22 nur ein verhältnismäßig kleiner Flächenabschnitt 36 (siehe 9 und 10) an der Flanke 24 für die Abstützung am Anlagekörper 20 herangezogen. Anhand von Versuchen konnte aber bestätigt werden, dass dieser kleine Flächenabschnitt 36 ohne weiteres in der Lage ist, die Funktion der Sicherung gegen Auswandern des Schaftwerkzeugs 10 aus dem Spannfutter 12 zuverlässig und andauernd zu erfüllen. Über das Profil der die Nut 25 herstellenden Schleifscheibe 30 (in 2A gezeigt) und über die Gestaltung des Anlagekörpers 20 kann auf die Kontaktverhältnisse Einfluss genommen werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch dann, wenn die Flanke 24 der Nut 25 im Querschnitt betrachtet geradlinig ausgebildet ist und der Anlagekörper 20 die Form eines verhältnismäßig flachen Kugelabschnitts hat, eine Sicherungsfunktion bereitgestellt werden kann, die eine hohe Standzeit hat.
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Anhand der 4 und 5 wird im Folgenden eine weitere Ausführungsform einer Spannvorrichtung für ein Schaftwerkzeug mit Auszugssicherung beschrieben. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind diejenigen Komponenten, die vergleichbaren Elementen der Ausführungsform gemäß 2 und 3 entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, denen allerdings eine „1“ vorangestellt ist. Hinsichtlich der Gestaltung auf Seiten des Spannfutters 12 unterscheidet sich die Ausführungsform nach 4 und 5 nicht von derjenigen gemäß 2 und 3.
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Wie aus den Darstellungen der 4A und 4B hervorgeht sind in den Werkzeugschaft 116 mehrere über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilte Nuten 125 eingearbeitet, die beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass eine in 4C schematisch angedeutete Schleifscheibe 130, deren Profil ist hier so ausgebildet ist, dass die Anlagefläche 122 für den betreffenden Anlagekörper 120 von einer Planfläche gebildet ist, in einer Ebene, und zwar linear, d.h. entlang einer Geraden G relativ zum Werkzeugschaft 116 bewegt wird.
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Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 2 und 3 ist diese Gerade allerdings zur Achse RA des Werkzeugschafts 116 in zwei Richtungen geneigt. In einer Seitenansicht gemäß 4A ist diese Gerade G, wenn sie vom Außenumfang der Stirnseite 126 ausgeht, zur Achse RA um den Winkel WN1 geneigt, der beispielsweise um die 15° beträgt. In einer zur Zeichenebene der 4A senkrechten Ebene betrachtet (siehe 4B) ist die Gerade G zur Achse RA um einen zweiten Winkel WN2 geneigt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise um die 27,5° beträgt.
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Das Zusammenwirken von Anlagefläche 122 und Anlagekörper 120 und damit die Funktionsweise der Auszugssicherung erfolgt in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform der 2 und 3. Eine nähere Beschreibung der 5A bis 5C kann somit entfallen.
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Anhand der 6 und 7 wird schließlich eine dritte Ausführungsform einer Spannvorrichtung für ein Schaftwerkzeug mit Auszugssicherung beschrieben. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind erneut diejenigen Komponenten, die vergleichbaren Elementen der Ausführungsform gemäß 2 bzw. 4 entsprechen, mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, denen allerdings eine „2“ vorangestellt ist. Hinsichtlich der Gestaltung auf Seiten des Spannfutters 12 unterscheidet sich die Ausführungsform nach nicht von derjenigen gemäß 3 bzw. 5.
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In Übereinstimmung mit den zuvor beschriebenen Ausführungsformen erstreckt sich die in den Werkzeugschaft 216 eingearbeitete Nut 225 in einer Ebene EN (siehe 6A und 6B), so dass weiterhin die einfache Kinematik bei der Herstellung gegeben ist, indem eine Schleifscheibe 230 mit einem bestimmten Profil in dieser Ebene EN einer Relativbewegung zum Werkzeugschaft 216 unterworfen wird. In der Ansicht gemäß 6B schließt diese Ebene EN mit der Achse RA des Werkzeugschafts 216 einen Winkel WN von beispielsweise 40° ein.
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Wie bei der Ausführungsform nach 4, 5 ist die Bewegungsrichtung der Schleifscheibe 230 in zwei Richtungen zur Achse RA des Werkzeugschafts 216 geneigt, was der 6C entnehmbar ist. Im Unterschied zur Ausführungsform nach 4 ist die Bewegungsrichtung nicht linear, sondern sie verläuft in der Erstreckungsebene EN bogenförmig, vorzugsweise auf einer Kreislinie 250, beispielsweise mit einem Radius von etwa 2,5xD, wobei D den Durchmesser des Werkzeugschafts 216 bezeichnet. Die 7 zeigt den Verlauf der Nut 225 in perspektivischer Darstellung. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass das Maß der in Verbindung mit der 2B beschriebenen axialen Erstreckung EA, über die die Nut 225 ausreichend breit und tief genug ist, um nach dem Einsetzen des Werkzeugschafts 216 in die Aufnahmeöffnung den zugehörigen Anlagekörper 20 zwängungsfrei aufzunehmen, vergrößert werden kann.
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Selbstverständlich sind Abweichungen von den beschriebenen Ausführungsformen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
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Vorstehend wurden Ausführungsformen beschrieben, bei denen der Anlagekörper 20, 120 einstückig mit der Werkzeugaufnahme 14, insbesondere mit dem Spannfutter 12 ausgebildet ist. Hier kann beispielsweise der Anlagekörper 20, 120 im generativen Fertigungsverfahren (3-D-Druckverfahren) zusammen mit der Werkzeugaufnahme 14, insbesondere mit dem Spannfutter 12, 112 hergestellt ist.
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Das Spannfutter 12, 112 kann auch als Spannfutter-Einsatz ausgebildet sein, das in einer Werkzeugaufnahme verankert wird. Die erfindungsgemäße Auszugssicherung kann auch in einem Dehnspannfutter oder einem Schrumpffutter oder einem Spannzangenfutter in der Art ausgebildet sein, dass der Anlagekörper direkt in der Werkzeugaufnahme bzw. direkt im Spannfutter-Bauelement verankert ist. Hier kann auch eine lösbare Verankerung vorgesehen sein, beispielsweise in der Ausgestaltung als Gewinde-Einsatz.
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Anstelle der einstückigen Ausbildung der Anlagekörper 20, 120 mit der Aufnahmeöffnung 18, 118 können die Anlagekörper 20, 120 auch anderweitig verankert oder festgelegt sein, beispielsweise eingeschraubt. Es können auch radial in das Spannfutter 12, 112 einschraubbare Stifte mit einem geometrisch angepasst ausgebildeten, beispielsweise sphärischen Kopf verwendet werden.
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Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zum Spannen eines Schaftwerkzeugs, insbesondere eines Schaftfräsers, in einer Werkzeugaufnahme, insbesondere einem Spannfutter, wie z.B. einem Hydrodehnspannfutter oder einem Schrumpffutter. Sie hat eine zylindrische Aufnahmeöffnung, in der ein zylindrischer Werkzeugschaft radial spannbar aufgenommen ist, sowie einer Sicherungsvorrichtung zum Verhindern eines axialen Auswanderns des Werkzeugs im Betrieb, wobei die Sicherungsvorrichtung zumindest einen in der Werkzeugaufnahme festgelegten und von der Innenoberfläche der Aufnahmeöffnung vorstehenden Anlagekörper aufweist, der mit einer zur Axialrichtung angestellten Anlagefläche des Werkzeugschafts derart in Anlagekontakt bringbar ist, dass das Schaftwerkzeug durch die im Betrieb des Schaftwerkzeugs aufgrund der Schnittkräfte auftretende Anlage-Reaktionskraft in der Werkzeugaufnahme axial und in Umfangsrichtung verriegelbar ist. Zur Vereinfachung der Herstellung der Spannvorrichtung ist die Anlagefläche von einer Flanke einer von einer Stirnseite des Werkzeugschafts ausgehenden Nut gebildet ist, die so ausgerichtet ist, dass sich ihre Erzeugende über ihre gesamte Länge in einer Ebene erstreckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2343144 A1 [0003]
- FR 1272885 [0004, 0005]
- DE 102016122057 [0005]
