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Ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme, die ein Werkzeug in einer Werkzeugmaschine wie z. B. einem Bearbeitungszentrum mit einer automatischen Werkzeugwechselfunktion hält.
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Verwandter Stand der Technik
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In dieser Beschreibung bedeutet der Ausdruck „Werkzeug“ ein Werkzeug, das manchmal eine einzelne Komponente ist, und bedeutet in anderen Fällen auch eine Kombination aus einem Werkzeug als einzelne Komponente und einer Werkzeughalterung, an der das Werkzeug angebracht ist.
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Beispielsweise bei automatischen Werkzeugwechslern von Bearbeitungszentren ist als Werkzeugaufnahme, die in einer Bereit-Station zur Überführung eines Werkzeugs zwischen einem Werkzeugmagazin und einem Werkzeugwechselarm verwendet wird, oder als Werkzeugaufnahme, die in einem Werkzeugmagazin verwendet wird, eine allgemein bekannte Werkzeugaufnahme so ausgestaltet, dass sie ein Werkzeug in einem Loch mit einer verjüngten Form aufnimmt, die zu einer verjüngten Form eines verjüngten Schafts des Werkzeugs passt, und dass sie diese verjüngten Flächen der Werkzeugaufnahme und des Werkzeugs miteinander in engen Kontakt bringt, wodurch das Werkzeug gehalten wird.
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Es gibt je nach Form des Schafts von Werkzeugen zahlreiche Typen von Werkzeugen, darunter ein BT-Typ, ein HSK-Typ und dergleichen. In der Patentliteratur 1 sind ein Werkzeug vom HSK-Typ (ein Werkzeug von einem zwei Oberflächen begrenzenden Typ mit einem V-Flansch mit einer V-Nut und einem verjüngten Schaft mit einer Hohlform, der an dem V-Flansch fortsetzt) und eine Werkzeugaufnahme dafür offenbart.
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Liste der Bezugsdokumente
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
2010-167514 -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Gemäß der Werkzeugaufnahme aus der Patentliteratur 1 kam es, da eine verjüngte Außenumfangsfläche des verjüngten Schafts und eine Stirnfläche des V-Flanschs des Werkzeugs vom HSK-Typ für einen Kontakt mit der Werkzeugaufnahme ausgestaltet sind, zu dem Problem, dass an der Werkzeugaufnahme anhaftender Schmutz auf eine Kontaktfläche des Werkzeugs übertragen wurde, was zu Bearbeitungsausfällen führte, wenn das Werkzeug auf einer Hauptwelle der Werkzeugmaschine befestigt war.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine Werkzeugaufnahme zur Verwendung bei einem Werkzeug vom zwei Oberflächen begrenzenden Typ, der als HSK-Typ bezeichnet ist, gerichtet und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Werkzeugaufnahme, die das Problem der Übertragung von an der Werkzeugaufnahme anhaftendem Schmutz auf die Kontaktfläche des Werkzeugs ausräumt.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Die Werkzeugaufnahme gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Werkzeugaufnahme, die so ausgestaltet ist, dass sie ein Werkzeug mit einem V-Flansch mit einer V-Nut und einem verjüngten Schaft, der an dem V-Flansch fortsetzt und eine Hohlform aufweist, hält, wobei die Werkzeugaufnahme beinhaltet: einen Innenumfangshalteteil, der so ausgestaltet ist, dass er einen Innenumfang des verjüngten Schafts hält und eine axiale Bewegung des Werkzeugs verhindert; einen Stirnflächenhalteteil, der so ausgestaltet ist, dass er eine Drehung des Werkzeugs verhindert, was durch einen Keil umgesetzt ist, der in eine Keilnut an einer nicht V-flanschseitigen Stirnfläche des verjüngten Schafts eingesetzt ist; und einen Außenumfangshalteteil, der einem Außenumfang des V-Flanschs gegenüberliegt und so ausgestaltet ist, dass er eine radiale Bewegung des Werkzeugs verhindert, wobei der Innenumfangshalteteil, der Stirnflächenhalteteil und der Außenumfangshalteteil das Werkzeug in einem Zustand halten, in dem ein Spiel in Hinblick auf eine verjüngte Außenumfangsfläche des verjüngten Schafts bzw. eine Stirnfläche des V-Flansch vorliegt.
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Bei der Werkzeugaufnahme der vorliegenden Erfindung hält, wenn die Werkzeugaufnahme zur Bewegung in eine Position veranlasst wird, in der die Werkzeugaufnahme das Werkzeug hält, der Innenumfangshalteteil den Innenumfang des verjüngten Schafts, wodurch eine axiale Bewegung des Werkzeugs verhindert wird, ist der Keil des Stirnflächenhalteteils in die Keilnut auf der nicht V-flanschseitigen Stirnfläche des verjüngten Schafts des Werkzeugs eingesetzt, wodurch eine Drehung des Werkzeugs verhindert wird, und liegt der Außenumfangshalteteil dem Außenumfang des V-Flanschs gegenüber, wodurch eine radiale Bewegung des Werkzeugs verhindert wird. Dadurch ist es möglich, dass die Werkzeugaufnahme das Werkzeug zuverlässig hält. Außerdem liegt, wenn das Werkzeug gehalten wird, eine Situation vor, in der ein Spiel in Hinblick auf die verjüngte Außenumfangsfläche des verjüngten Schafts bzw. die Stirnfläche des V-Flanschs des Werkzeugs vorliegt, wodurch es möglich ist, das Problem einer Übertragung von an der Werkzeugaufnahme haftendem Schmutz auf die Kontaktfläche des Werkzeugs zu beheben.
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Es wird bevorzugt, dass der Innenumfangshalteteil aufweist: eine Halterung mit einer zylindrischen Umfangswand, die radial einwärts des verjüngten Schafts positioniert ist; eine Mehrzahl von Stahlkugeln, die jeweils in einer Mehrzahl von Durchgangslöchern radial beweglich angeordnet sind, wobei die Durchgangslöcher jeweils an einem Teil der Umfangswand der Halterung vorgesehen sind, der dem verjüngten Schaft gegenüberliegt; und ein Presselement, das so ausgestaltet ist, dass es die Mehrzahl von Stahlkugeln radial nach außen presst, und sich Mehrzahl von Stahlkugeln, die durch das Presselement gepresst werden, radial nach außen bewegt, um eine auf dem Innenumfang des verjüngten Schafts vorgesehen verjüngte Fläche in eine axiale Richtung des Werkzeugs zu pressen, und einen Flanschteil, der auf der Umfangswand der Halterung vorgesehen ist und die Stirnfläche des verjüngten Schafts aufnimmt, wodurch eine axiale Bewegung des Werkzeugs verhindert wird.
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Bei dieser Ausgestaltung bewegt sich, da eine Bewegung des Presselements in eine vorgerückte Position (in eine sich dem Werkzeug annähernde Richtung) bewirkt wird, die Mehrzahl von Stahlkugeln radial (in eine Richtung orthogonal zu der Achse des Werkzeugs) nach außen und presst die an dem Innenumfang des verjüngten Schafts vorgesehene verjüngte Fläche in die axiale Richtung des Werkzeugs, so dass die Stirnfläche des verjüngten Schafts von dem auf der Umfangswand der Halterung vorgesehenen Flanschteil aufgenommen wird, wodurch eine Bewegung des Werkzeugs in die axiale Richtung verhindert wird. Um die axiale Bewegung des Werkzeugs zu verhindern, müssen der verjüngte Schaft und der V-Flansch des Werkzeugs nicht durch Oberflächenkontakt gehalten werden, wodurch das Halten des Werkzeugs in einem Zustand erleichtert wird, in dem ein Spiel in Hinblick auf die verjüngte Außenumfangsfläche des verjüngten Schafts und die Stirnfläche des V-Flanschs vorliegt.
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Es wird bevorzugt, dass das Presselement eine Wellenform und einen distalendigen Abschnitt an einem Außenumfang davon mit einer verjüngten Fläche aufweist und in einer Zylinderkammer angeordnet ist, so dass es sich bei Zufuhr von Druckluft in eine axiale Richtung des Presselements bewegt, und dass eine Bewegung des distalendigen Abschnitts des Presselements in eine distalendige Richtung davon bewirkt, dass die verjüngte Fläche die Mehrzahl von Stahlkugeln radial nach außen bewegt.
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Durch Wechseln der Zufuhr von Druckluft in die Zylinderkammer, um eine axiale Bewegung des Presselements zu bewirken, ist es mit dieser Ausgestaltung möglich, auf einfach Weise einen Zustand zu erreichen, bei dem das Werkzeug gehalten wird, wobei das Presselement in distalendiger Richtung vorliegt und die Mehrzahl von Stahlkugeln radial nach außen vorliegt, und einen Zustand zu erreichen, bei dem das Werkzeug nicht gehalten wird, wobei das Presselement in eine dem distalen Ende entgegengesetzte Richtung vorliegt und die Mehrzahl von Stahlkugeln radial einwärts vorliegt, wodurch die einfache Durchführung des Haltebetriebs des Werkzeugs auf der Werkzeugaufnahme möglich wird.
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Es wird bevorzugt, dass der Außenumfangshalteteil durch eine Mehrzahl von Stiften ausgestaltet ist, die einer Außenumfangsfläche des V-Flanschs gegenüberliegen.
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Bei dieser Ausgestaltung verhindert der Außenumfangshalteteil, dass sich der V-Flansch in einem Zustand, in dem das Werkzeug gehalten wird, radial nach außen bewegt, und ermöglicht außerdem, dass der Führungsbetrieb zu dem Zeitpunkt durchgeführt wird, wenn das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme zu halten ist, wodurch der V-Flansch zuverlässig gehalten wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Die Werkzeugaufnahme der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, das Problem der Übertragung von an der Werkzeugaufnahme anhaftendem Schmutz auf eine Kontaktfläche des Werkzeugs zu beheben.
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Figurenliste
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- 1 ist eine senkrechte Querschnittsansicht, die eine Werkzeugaufnahme gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Zustand, bevor ein Werkzeug gehalten wird, dargestellt ist.
- 2 ist eine senkrechte Querschnittsansicht, die die Werkzeugaufnahme zeigt, wobei ein Zustand, in dem das Werkzeug gehalten wird, dargestellt ist.
- 3 ist eine vergrößerte senkrechte Querschnittansicht, die Zustände vor und nach Halten des Werkzeugs zeigt,
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung werden die oberen und unteren Seiten jeder Zeichnung als „obere“ bzw. „untere“ bezeichnet. Wenngleich es sich bei der (axialen) Aufwärts-/Abwärtsbewegung einer Werkzeugaufnahme (11) relativ zu einem Werkzeug (1) um eine relative Bewegung handelt, basiert die nachstehende Beschreibung auf der Annahme, dass sich das Werkzeug (1) nach oben/nach oben bewegt.
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1 zeigt einen Zustand, in dem das Werkzeug (1) sich in der Mitte einer Abwärtsbewegung befindet (ein Zustand, bevor das Werkzeug (1) von der Werkzeugaufnahme (11) gehalten wird). 2 zeigt einen Zustand, in dem das Werkzeug (1) sich in die unterste Position bewegt und das Werkzeug (1) von der Werkzeugaufnahme (11) gehalten wird. 3 zielt darauf ab, die Zustände vor und nach dem Halten des Werkzeugs (1) zu vergleichen, und zeigt einen Zustand, in dem eine Stange (15) als Presselement aufwärts positioniert ist und das Werkzeug (1) von der Werkzeugaufnahme (11) gehalten wird, was durch durchgehende Linien angezeigt ist, und zeigt einen Zustand, in dem die Stange (15) abwärts positioniert ist, was durch Linien mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen angezeigt ist.
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Die Werkzeugaufnahme (11) wird z. B. bei einem automatischen Werkzeugwechsler eines Bearbeitungszentrums verwendet, wenn das Werkzeug (1) aufgenommen und zwischen einem Werkzeugmagazin und einem Werkzeugwechselarm zugeführt wird.
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Die Werkzeugaufnahme (11) wird bei dieser Ausführungsform für das Werkzeug (1) mit einem hohlen verjüngten Schaft von einem zwei Oberflächen begrenzenden Typ verwendet, der als HSK-Typ bezeichnet wird. Das Werkzeug (1) weist einen V-Flansch (2) mit einer ringförmigen V-Nut (2a), die einen V-förmigen Querschnitt hat,
und einen verjüngten Schaft (3) auf, an dem der V-Flansch (2) abwärts fortsetzt und der eine Hohlform aufweist.
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Der verjüngten Schaft (3) weist eine Außenumfangsfläche (3a), bei der es sich um eine verjüngte Oberfläche mit einem kleineren Durchmesser hin zu einem unteren Ende davon handelt, eine untere Stirnoberfläche (3b), die senkrecht zu der Achse der verjüngten Oberfläche verläuft, und eine Innenumfangsfläche (3c) auf. Die Innenumfangsfläche (3c) beinhaltet eine untere zylindrische Fläche (4), die sich von der unteren Stirnoberfläche (3b) aufwärts erstreckt und senkrecht zu der unteren Stirnoberfläche (3b) verläuft, eine verjüngte Fläche (5), die sich von einem oberen Ende der unteren zylindrischen Fläche (4) aufwärts erstreckt, um einen größeren Durchmesser in die Aufwärtsrichtung zu haben, und eine obere zylindrische Fläche (6), die sich von einem oberen Ende der verjüngten Fläche (5) aufwärts erstreckt.
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Der Außendurchmesser der verjüngten Fläche (3) auf einer Seite davon mit großem Durchmesser ist kleiner als der Außendurchmesser des V-Flanschs (2) ausgestaltet. Die untere Stirnoberfläche (3b) des verjüngten Schafts (3) ist an einer Stelle (zumindest einer Stelle) auf einem Umfang davon mit einer Keilnut (7) versehen.
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Die Werkzeugaufnahme (11) beinhaltet: ein Basiselement (12), das auf einer unteren Endseite davon (auf einer von dem Werkzeug (1) am entferntesten gelegenen Seite) positioniert ist; eine Zylinderkammer (13), die an dem Basiselement (12) vorgesehen ist; eine zylindrische Halterung (14), die auf einer oberen Oberfläche des Basiselements (12) fixiert ist; eine zylindrische Stange (15), die sowohl in der Zylinderkammer (13) als auch in der Halterung (14) senkrecht beweglich angeordnet ist; ein Gegenelement (16), das dem Basiselement (12) gegenüberliegt und auf einer oberen Endseite davon (auf einer den V-Flansch (2) des Werkzeugs (1) aufnehmenden Seite) positioniert ist; eine Führung (17), die an einem unteren Endteil der Zylinderkammer (13) angeordnet und so ausgestaltet ist, dass er einen unteren Teil (15b) der Stange (15) führt; und ein Verbindungselement (18), das so ausgestaltet ist, dass es das Basiselement (12) und das Gegenelement (16) verbindet.
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Das Basiselement (12) ist aus einem rechteckigen parallelflachen Körper (12a) und einem Flanschteil (12b) zusammengesetzt, der an einem unteren Endteil des Körpers (12a) vorgesehen ist und durch den Bolzen (12c) eingesetzt werden.
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Die Zylinderkammer (13) ist so vorgesehen, dass siesenkrecht durch den Körper (12a) des Basiselements (12) hindurch verläuft, und ist aus einem Teil (13a) mit kleinem Durchmesser, der an einem oberen Endteil davon positioniert ist und den kleinsten Durchmesser aufweist, einen Teil (13b) mit einem mittleren Durchmesser, der an einer unteren Seite des Teils (13a) mit kleinem Durchmesser fortsetzt, und einen Teil (13c) mit großem Durchmesser, der an einer unteren Seite des Teils (13b) mit mittlerem Durchmesser fortsetzt, zusammengesetzt.
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Die Halterung (14) ist aus einer Umfangswand (14a) mit einer zylindrischen Form und einem Flanschteil (14b) an einem unteren Endteil der Umfangswand (14a) zusammengesetzt.
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Die Umfangswand (14a) ist so bemessen, dass sie einen Außendurchmesser aufweist, der einen Gleitkontakt der Umfangswand (14a) mit der unteren zylindrischen Fläche (4) der Innenumfangsfläche (3c) des verjüngten Schafts (3) ermöglicht.
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Die Umfangswand (14a) ist in umfänglich geeigneten Intervallen (z. B. in gleichen Intervallen) davon mit einer Mehrzahl von (bei dieser Ausführungsform drei) radialen Durchgangslöchern (19) versehen und jeweilige Stahlkugeln (20) sind durch diese radialen Durchgangslöcher (19) radial beweglich eingesetzt.
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Auf einer oberen Oberfläche des Flanschteils (14b) ist ein in die Keilnut (7) einzusetzender Keil (21) fixiert.
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Die Stange (15) ist aus einem oberen Teil (15a), der von einer Innenumfangsfläche der Umfangswand (14a) der Halterung (14) und dem Teil (13a) mit kleinem Durchmesser der Zylinderkammer (13) geführt wird, einem unteren Teil (15) mit einem Durchmesser, der kleiner als jener des oberen Teils (15a) ist, der von einer Führung (17) geführt wird, und einem Zwischenteil (15c) zusammengesetzt, der zwischen dem oberen Teil (15a) und dem unteren Teil (15b) angeordnet und durch den Teil (13b) mit mittlerem Durchmesser (13b) der Zylinderkammer (13) geführt wird.
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Der obere Teil (15a) der Stange (15) weist einen oberen Endabschnitt auf. An dem oberen Endabschnitt ist eine verjüngte Fläche (22) mit einem kleineren Durchmesser hin zu einer oberen Stirnflächenseite davon ausgebildet.
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Der Zwischenteil (15c) der Stange (15) ist aus einem Abschnitt (24) mit großem Durchmesser, in dem ein O-Ring (23), der in eine O-Ring-Nut in einer Mitte des Abschnitts (24) mit großem Durchmesser eingesetzt ist, mit dem Teil (13b) mit mittlerem Durchmesser der Zylinderkammer (13) in Gleitkontakt steht, und oberen und unteren Abschnitten (25), (26) mit kleinem Durchmesser zusammengesetzt, die jeweils auf oberen und unteren Seiten des Abschnitts (24) mit großem Durchmesser vorgesehen sind und jeweils einen kleineren Durchmesser als der Abschnitt (24) mit großem Durchmesser aufweisen.
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Der obere Abschnitt (25) mit kleinem Durchmesser des Zwischenteils (15c) weist einen größeren Durchmesser als der obere Teil (15a) der Stange (15) auf, wodurch zwischen: einem unteren Endteil des oberen Teils (15a) der Stange (15) und dem oberen Abschnitt (25) mit kleinem Durchmesser des Zwischenteils (15c) der Stange (15); und dem Teil (13b) mit mittlerem Durchmesser der Zylinderkammer (13) ein Abstand ausgebildet wird, der als oberes Lufteinbringungskompartiment (27) dient. Gleichermaßen weist der untere Abschnitt (26) mit kleinem Durchmesser des Zwischenteils (15c) einen größeren Durchmesser als der untere Teil (15b) der Stange (15) auf, wodurch zwischen: einem oberen Endteil des unteren Teils (15b) der Stange (15) und dem unteren Abschnitt (26) mit kleinem Durchmesser des Zwischenteils (15c); und dem Teil (13b) mit mittlerem Durchmesser der Zylinderkammer (13) ein Abstand ausgebildet ist, der als unteres Lufteinbringungskompartiment (28) dient.
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Mit dem oberen und dem unteren Lufteinbringungskompartiment (27), (28) kommunizieren ein oberer bzw. unterer Lufteinbringungskanal (27a), (28a). Mit jedem des oberen und des unteren Lufteinbringungskanals (27a), (28a) ist eine Lufteinbringungsvorrohrung zum Zuführen von Druckluft verbunden. Druckluft, die in das obere Lufteinbringungskompartiment (27) eingebracht wurde, presst den Zwischenteil (15c) (eine obere Fläche des oberen Abschnitts (25) mit kleinem Durchmesser und eine obere Fläche des Abschnitts (24) mit großem Durchmesser) der Stange (15) nach unten. Außerdem presst Druckluft, die in das untere Lufteinbringungskompartiment (28) eingebracht wurde, den Zwischenteil (15c) (eine untere Fläche des unteren Abschnitts (26) mit kleinem Durchmesser und eine untere Fläche des Abschnitts (24) mit großem Durchmesser) der Stange (15) nach oben. Aus diesem Grund kann sich die Stange (15) nach oben oder nach oben bewegen, indem die Zufuhr von Druckluft in die Lufteinbringungskompartimente (27), (28) gewechselt wird. 1 zeigt einen Zustand, in dem sich die Stange (15) nach unten bewegt, während 2 einen Zustand zeigt, in dem sich die Stange (15) nach oben bewegt.
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Die verjüngte Fläche (22) des oberen Endabschnitts der Stange (15) und die radialen Durchgangslöcher (19) an der Umfangswand (14a) der Halterung (14) sind so ausgebildet, dass sie die drei Stahlkugeln (20) radial nach außen bewegen, wenn sich die Stange (15) nach oben bewegt, wobei sich jede Stahlkugel (20) an der verjüngten Fläche (5) der Innenumfangsfläche (3c) des verjüngten Schafts (3) hinaufbewegen kann. Mit dieser Ausgestaltung wird bewirkt, dass sich die Stange (15) nach oben bewegt, wodurch die verjüngten Flächen (5), (22) mit dazwischenliegenden Stahlkugeln (20) gegeneinander gepresst werden, wodurch sich das Werkzeug (1) nach unten (in eine Richtung, in der die untere Stirnoberfläche (3b) des verjüngten Schafts (3) auf der oberen Oberfläche des Flanschteils (14b) der Halterung (14) aufgenommen wird) bewegen kann. 1 zeigt einen Zustand, in dem sich die Stange (15) nach unten bewegt und keiner der Stahlkugeln (20) die verjüngte Fläche (5) nach unten presst, während 2 einen Zustand zeigt, in dem sich die Stange (15) nach oben bewegt und jeder der Stahlkugeln (20) die verjüngte Fläche (5) nach oben presst.
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Das Gegenelement (16) weist eine plattenähnliche Form und ein kreisförmiges Durchgangsloch (16a) auf, durch das der verjüngte Schaft (3) einzusetzen ist. Das Durchgangsloch (16a) ist so bemessen, dass ein Raum in Bezug auf die verjüngte Außenumfangsfläche (3a) des verjüngten Schafts (3) vorliegt. Außerdem ist eine obere Stirnfläche des Gegenelements (16) so ausgebildet, dass ein Spiel in Hinblick auf eine untere Stirnfläche des V-Flanschs (2) vorliegt.
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Das Gegenelement (16) ist in umfänglich geeigneten Intervallen (z. B. in gleichen Intervallen) davon mit einer Mehrzahl von (bei dieser Ausführungsform drei) Stiften (29) versehen, die einer Außenumfangsfläche des V-Flanschs (2) gegenüberliegen, um nach oben vorzuspringen. Die Mehrzahl von Stiften (29) ist so positioniert, dass sie einen Außenumfang des V-Flanschs (2) beinahe berührt. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, dass die Mehrzahl von Stiften (29) den V-Flansch (2) führt, wenn sich die Werkzeugaufnahme (11) zu dem Zeitpunkt senkrecht bewegt, wenn das Werkzeug zu halten ist, und danach, um eine radiale Bewegung des Werkzeugs (1) zu verhindern.
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Die Führung (17) wird von einer Öffnungsseite an einem unteren Ende des Basiselements (12) eingesetzt und mit Bolzen an dem Basiselement (12) fixiert, um eine untere Endöffnung des Teils (13c) mit großem Durchmesser der Zylinderkammer (13) zu schließen.
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Die Führung (17) weist eine obere Fläche auf, die so ausgebildet ist, dass sie die untere Fläche des unteren Abschnitts (26) mit kleinem Durchmesser des Zwischenteils (15c) der Stange (15) aufnimmt, wenn sich die Stange (15) nach unten bewegt.
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Das Verbindungselement (18) besteht aus einem Paar von plattenförmigen Elementen, die so angeordnet sind, dass sie das Basiselement (12) sandwichartig einklemmen. Jedes der plattenförmigen Elemente weist eine untere Stirnfläche, die an dem Basiselement (12) fixiert ist, und eine obere Stirnfläche, die an dem Gegenelement (16) fixiert ist, auf.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Werkzeug (1) wie folgt von der Werkzeugaufnahme (11) gehalten und aus dieser gelöst.
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Um das Werkzeug (1) durch die Werkzeugaufnahme (11) zu halten, wird zunächst bewirkt, dass sich das Werkzeug (1) relativ zu der Werkzeugaufnahme (11) nach unten bewegt. 1 zeigt einen Zustand, in dem sich das Werkzeug (1) in der Mitte der Bewegung befindet, wobei eine Außenumfangsfläche der Umfangswand (14a) der Halterung (14) durch die untere zylindrische Fläche (4) der Innenumfangsfläche (3c) des verjüngten Schafts (3) des Werkzeugs (1) geführt wird, die Mehrzahl von Stiften (29) von dem V-Flansch (2) des Werkzeugs (1) beabstandet ist und der Keil (21) von der Keilnut (7), die sich an einer Stirnoberfläche des Werkzeugs (1) befindet, beabstandet ist. Wenn bewirkt wird, dass sich das Werkzeug (1) relativ zu der Werkzeugaufnahme (11) aus dem in 1 gezeigten Zustand weiter nach unten bewegt, gelangt die Mehrzahl von Stiften (29) mit dem Außenumfang des V-Flanschs (2) in Gleitkontakt und wird der Keil (21) in die Keilnut (7) eingesetzt. Danach, wenn die untere Stirnoberfläche (3b) des verjüngten Schafts (3) von der oberen Oberfläche des Flanschteils (14b) der Halterung (14) aufgenommen wurde, wird die Bewegung der Werkzeugaufnahme (11) gestoppt. Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung wird eine radiale Bewegung des Werkzeugs (1) verhindert, da die Mehrzahl von Stiften (29) dem Außenumfang des V-Flanschs (2) gegenüberliegt, und wird eine Drehung des Werkzeugs (1) verhindert, da der Keil (21) in die Keilnut (7) eingesetzt ist. In diesem Zustand wurde Luft in das obere Lufteinbringungskompartiment (27) eingebracht, wodurch die Stange (15) abwärts positioniert wird und die Mehrzahl von Stahlkugeln (20) radial einwärts positioniert wird, während sie mit der verjüngten Fläche (22) der Stange (15) in Kontakt sind.
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Wenn die Abwärtsbewegung des Werkzeugs (1) abgeschlossen ist, wird Luft aus dem oberen Lufteinbringungskompartiment (27) abgelassen und Luft wird in das untere Lufteinbringungskompartiment (28) eingebracht. Dadurch bewegt sich die Stange (15) relativ zu der Halterung (14) nach oben.
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Zu dem Zeitpunkt der Aufwärtsbewegung wird die Stange (15) an dem oberen Teil (15a) davon durch die Innenumfangsfläche der Umfangswand (14a) der Halterung (14) geführt, wird an dem Zwischenteil (15c) davon durch den Teil (13b) mit mittlerem Durchmesser der Zylinderkammer (13) geführt und wird an dem unteren Teil (15b) davon durch die Führung (17) geführt. Durch diese Aufwärtsbewegung der Stange (15) wird die Mehrzahl von Stahlkugeln (20), die durch die radialen Durchgangslöcher (19) begrenzt werden und sich radial bewegen können, durch die verjüngte Fläche (22) der Stange (15) gepresst und bewegt sich radial nach außen in den radialen Durchgangslöchern (19), wodurch sie sich an der verjüngten Fläche (5) auf einem Innenumfangs des Werkzeugs (1) hinaufbewegt. Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung wird das Werkzeug (1) durch das Pressen der verjüngten Flächen (5), (22) mit der dazwischenliegenden Mehrzahl von Stahlkugeln (20) gegeneinander nach unten bewegt. Dadurch wird die untere Stirnoberfläche (3b) des verjüngten Schafts (3) stark gegen die obere Oberfläche des Flanschteils (14a) der Halterung (14) gepresst, wodurch eine axiale Bewegung des Werkzeugs (1) verhindert wird und wobei auch eine Drehung des Werkzeugs (1) verhindert wird, da das Einsetzen des Keils (21) und der Keilnut (7) ineinander verstärkt wird. 2 zeigt diesen Zustand, in dem die Befestigung des Werkzeugs (1) auf der Werkzeugaufnahme (11) abgeschlossen ist.
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Wenn das Werkzeug (1) aus der Werkzeugaufnahme (11) zu lösen ist, wird Luft aus dem unteren Lufteinbringungskompartiment (28) abgelassen und wird Luft in das obere Lufteinbringungskompartiment (27) eingebracht. Dadurch wird die Stange (15) nach unten bewegt. Die Mehrzahl von Stahlkugeln (20), die sich radial nach außen bewegt haben, ist dadurch, dass sie keine Kraft von der verjüngten Fläche (22) der Stange (15) aufnehmen, in der Lage, sich in den radialen Durchgangslöchern (19) radial zu bewegen, wobei die Mehrzahl von Stahlkugeln (20) sich radial einwärts bewegt, während sie durch die verjüngte Fläche (5) auf den Innenumfang des Werkzeugs (1) gepresst wird. Da das Werkzeug (1) nun in der Lage ist, sich nach oben zu bewegen, kann das Werkzeug (1) durch eine Bewegung des Werkzeugs (1) nach oben in eine Position, in der die Werkzeugaufnahme (11) nicht in das Werkzeug (1) eingreift, aus der Werkzeugaufnahme (11) gelöst werden.
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3 zeigt einen Zustand, in dem eine senkrechte Bewegung des Werkzeugs (1) relativ zu der Werkzeugaufnahme (11) unmöglich ist, was durch durchgehende Linien angezeigt ist, und zeigt einen Zustand, in dem eine senkrechte Bewegung des Werkzeugs (1) relativ zu der Werkzeugaufnahme (11) möglich ist, was durch Linien mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen angezeigt ist. Wie aus 3 ersichtlich, weist die Werkzeugaufnahme (11) der vorliegenden Ausführungsform abschließend dahingehend das stärkste Kennzeichen auf, dass die Werkzeugaufnahme (11) ihre Zustände wechseln kann zwischen: einem Zustand, in dem Luft in das untere Lufteinbringungskompartiment (28) eingebracht ist, wodurch sich die Stange (15) nach oben bewegt und eine senkrechte Bewegung des Werkzeugs (1) relativ zu der Werkzeugaufnahme (11) durch Pressen der verjüngten Flächen (5), (22) mit der dazwischen angeordneten Mehrzahl von Stahlkugeln (20) gegeneinander unmöglich wird; und einem Zustand, in dem Luft in das obere Lufteinbringungskompartiment (27) eingebracht ist, wodurch das Pressen der verjüngten Flächen (5), (22) mit der dazwischen angeordneten Mehrzahl von Stahlkugeln (20) gegeneinander aufgehoben wird und eine senkrechte Bewegung des Werkzeugs (1) relativ zu der Werkzeugaufnahme (11) möglich ist.
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Die Werkzeugaufnahme (11) der obigen Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von einer üblichen Werkzeugaufnahme, die die Außenumfangsfläche (3a) des verjüngten Schafts (3) und die Stirnfläche des V-Flanschs (2) des Werkzeugs (1) hält, dass die Werkzeugaufnahme (11) der obigen Ausführungsform den Innenumfangshalteteil (A) aufweist, der so ausgestaltet ist, dass er die Innenumfangsfläche (3c) des verjüngten Schafts (3) aufnimmt, den Stirnflächenhalteteil (B) aufweist, der so ausgestaltet ist, dass er eine Stirnfläche des Werkzeugs (1) hält, und den Außenumfangshalteteil (C) aufweist, der so ausgestaltet ist, dass er den Außenumfang des V-Flanschs (2) hält.
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Der Innenumfangshalteteil (A) dient dazu, die Innenumfangsfläche (3c) des verjüngten Schafts (3) zu halten und eine axiale Bewegung des Werkzeugs (1) zu verhindern. Die bildenden Teile des Innenumfangshalteteils (A) sind die Halterung (14), die Mehrzahl von Stahlkugeln (20) und die Stange (Presselement) (15).
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Der Stirnflächenhalteteil (B) dient dazu, die untere Stirnfläche (nicht V-flanschseitige Stirnfläche) (3b) des verjüngten Schafts (3) zu halten, wobei es sich um die Stirnfläche des Werkzeugs (1) handelt, und eine Drehung des Werks (1) zu verhindern. Der bildende Teil des Stirnflächenhalteteils (B) ist der Keil (21).
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Der Außenumfangshalteteil (C) ist dem Außenumfang des V-Flanschs (2) gegenüberliegend angeordnet und dient dazu, eine radiale Bewegung des Werkzeugs (1) zu verhindern. Der bildende Teil des Außenumfangshalteteils (C) ist die Mehrzahl von Stiften (29).
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Mit der Werkzeugaufnahme (11) der obigen Ausführungsform sind der Innenumfangshalteteil (A) und der Stirnflächenhalteteil (B), wie oben beschrieben, in der Lage, das Werkzeug (1) in einem Zustand zu halten, in dem ein Spiel in Hinblick auf die Außenumfangsfläche (3a) des verjüngten Schafts (3) bzw. die Stirnfläche des V-Flanschs (2) vorliegt, wodurch der Werkzeuganschluss (11) der vorliegenden Ausführungsform in der Lage ist, das Problem, dass an der Werkzeugaufnahme anhaftender Schmutz auf eine Kontaktfläche eines Werkzeugs übertragen wird, zu beheben, wobei es sich um ein Problem bei einer herkömmlichen Werkzeugaufnahme handelt, die die Außenumfangsfläche (3a) des verjüngten Schafts (3) und die Stirnfläche des V-Flanschs (2) des Werkzeugs (1) hält.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Werkzeug
- 2
- V-Flansch
- 2a
- V-Nut
- 3
- verjüngter Schaft
- 3a
- Außenumfangsfläche (verjüngte Außenumfangsfläche)
- 3b
- untere Stirnoberfläche (nicht V-flanschseitige Stirnoberfläche)
- 3c
- Innenumfangsfläche
- 5
- verjüngte Fläche
- 7
- Keilnut
- 11
- Werkzeugaufnahme
- 13
- Zylinderkammer
- 14
- Halterung
- 14a
- Umfangswand
- 14b
- Flanschteil
- 15
- Stange (Presselement)
- 19
- Durchgangsloch
- 20
- Stahlkugel
- 21
- Keil
- 22
- verjüngte Fläche
- 29
- Stift
- A
- Innenumfangshalteteil
- B
- Stirnflächenhalteteil
- C
- Außenumfangshalteteil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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