DE1133653B

DE1133653B - Werkzeugbefestigung am UEbertrager einer Ultraschall-Stosslaeppmaschine

Info

Publication number: DE1133653B
Application number: DE1960P0025412
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Dieter Blanck; Dr-Ing Gotthold Pahlitzsch
Original assignee: GOTTHOLD PAHLITZSCH DR ING
Current assignee: GOTTHOLD PAHLITZSCH DR ING
Priority date: 1960-07-25
Filing date: 1960-07-25
Publication date: 1962-07-19

Description

Werkzeugbefestigung am Übertrager einer Ultraschall-Stoßläppmaschine Die Erfindung betrifft eine besondere Art der Befestigung des Werkzeuges am Amplitudenverstärker (Übertrager) eines mit Ultraschallfrequenz arbeitenden Schwingers einer Stoßläppmaschine (auch Ultraschall-Bohrmaschine genannt). Bei derartigen Maschinen werden mittels eines elektromechanischen Energiewandlers Längsschwingungen von Ultraschallfrequenz erzeugt und mittels eines Übertragers in ihrer Amplitude verstärkt. Am freien Ende des Übertragers befindet sich das Werkzeug, das mit Hilfe des an dieses herangeführten Läppmittels den Werkstoffabtrag am Werkstück bewirkt. Ein besonderes Problem dabei ist die Befestigung des Werkzeuges am Übertrager. Nach dem derzeitigen Stand der Technik geschieht diese Befestigung durch Hartlöten. Dieses Verfahren ist unzweckmäßig. Eine einwandfreie Funktion des Schwingsystems setzt nämlich voraus, daß die Schwerachse des Werkzeuges mit der Achse des Übertragers zusammenfällt. Es dürfen keine Zentrierungsfehler auftreten, weil diese zu unerwünschten Biegeschwingungen des Übertragers führen würden. Diese Forderung ist beim Löten wegen des unvermeidbaren Wärmeverzuges nur schwer zu erfüllen. Man ist dann gezwungen, ein vorbearbeitetes Werkzeug anzulöten und es erst nach dem Anlöten fertig zu bearbeiten. Dies ist umständlich und zeitraubend und begrenzt die Anwendung des Stoßläppens mit Ultraschallfrequenz in der industriellen Fertigung. Das Werkzeug selbst ist einem nicht unerheblichen Verschleiß unterworfen, und je höhere Anforderungen an die Maßgenauigkeit der herzustellenden Aussparungen usw. gestellt werden, um so häufiger muß das Werkzeug gewechselt werden. Das Hartlöten beschränkt zudem auch die Wahl des Werkzeugstoffes. Demgegenüber stellt die Erfindung einen erheblichen Fortschritt in der Technik der Ultraschallbearbeitung dar; sie besteht in der Verbindung von Werkzeug und Übertrager mittels einer Preßpassung, wobei sich zwischen den Preßpaßflächen ein in bekannter Weise die Ankopplung bewirkendes Medium befindet. Die Vorteile, die sich aus einer solchen Verbindung ergeben, sind folgende: Die Preßpaßverbindung gewährleistet die erforderliche Konzentrizität von Werkzeug und Übertrager. Dadurch werden Biegeschwingungen vermieden. Die schwingungsgerechte Anpassung von Werkzeug und Übertrager ist in besonders einfacher Weise möglich. Stimmt nämlich die Schwingfrequenz des mechanischen Schwingsystems z. B. infolge Werkzeugverschleiß und dadurch eingetretenen Gewichtsverlustes nicht mehr mit der Schwingfrequenz des magnetostriktiven Schwingers überein, so lassen sich Übertrager und Werkzeug schnell austauschen. Schafft man eine gestufte Reihe von Übertragern, die auf feste Werkzeuggewichte abgestimmt sind, so läßt sich der jeweils richtige Übertrager durch eine Wägung des Werkzeuges in einfacher Weise feststellen. Die Befestigung des Werkzeuges am 1Jbertrager mittels einer Preßpassung läßt sich zudem schnell, zuverlässig und mit hoher Maßgenauigkeit durchführen. Außerdem bietet sie die erwünschte Freizügigkeit in der Werkstoffwahl; insbesondere lassen sich für den Übertrager und das Werkzeug z. B. auch gehärtete Werkstoffe einsetzen, was sich beim Werkzeug günstig auf dessen Standzeit und beim Amplitudenverstärker auf dessen Dauerfestigkeit auswirkt. Andererseits lassen sich auch Werkstoffe verwenden, die sich für eine Hartlötung nicht eignen. Im übrigen ist die Verbindung des Werkzeuges mit dem übertrager mittels einer Preßpassung gegenüber dem Hartlöten sehr viel einfacher und kostensparend.
Die Bilder 1 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens; sie stellen Schnitte durch den Übertrager 3 und das Werkzeug 2 dar.
Das untere Ende des Übertragers 3 ist ebenso wie das Werkzeug 2 mit zylindrischen Paßflächen 1 versehen, die - mit entsprechendem Übermaß zusammengefügt - die Preßpassung bilden. Die Lösungen nach Bild 1, 2 und Bild 3, 4 unterscheiden sich dadurch, daß in Bild 1, 2 das untere Ende des Übertragers 3 vom Werkzeug 2 umfaßt wird, während in Bild 3, 4 das untere Ende des Übertragers 3 das Werkzeug 2 umfaßt. Die Paßflächen der Preßpassung können aber auch kegelige (Bild 5 und 6) oder prismatische (Bild 7 bis 9) Form haben. In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Paßflächen zu härten, um bei häufigem Fügen und Lösen der Preßpassung den Verschleiß der Paßflächen möglichst klein zu halten.
Das schwingungsmäßige Ankoppeln. des Werkzeuges an den Übertrager geschieht -in an sich bekannter Weise dadurch, daß man zwischen die Paßfiächen 1 ein Medium bringt, z. B. Fett. Letzteres wird durch - den Fügevorgang in die mikroskopisch feinen Spalten gezogen und bewirkt - einem allseitigen Spannungszustand ausgesetzt = die notwendige Ankopplung. _ Die Erfindung behält ihre- Bedeutung auch dann, wenn man von der Möglichkeit des wiederholten Fügens und Lösens von Werkzeug und Übertrager keinen Gebrauch macht und die Preßpassung nur im Sinne einer einmaligen Verbindung anwendet, lediglich um damit das lästige Hartlöten zu vermeiden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Werkzeugbefestigung am Übertrager eines mit Ultraschallfrequenz arbeitenden Schwingers einer Stoßläppmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (2) mittels einer Preßpassung am Übertrager (3) kraftschlüssig befestigt ist und sich zwischen den Preßpaßflächen (1) des übertragers (3) und des Werkzeuges (2) ein in an sich bekannter Weise die Ankopplung bewirkendes Medium befindet. In Betracht gezogene Druckschriften: USA: Patentschrift Nr. 2 818 490; britische Patentschrift Nr: 713 339; Zeitschrift »Umschau«, Heft 4, 1960; S. 123. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1100 424.