DE19549381A1 - Spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein spangebendes Maschinen­ werkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Rotierende Schleifwerkzeuge weisen herkömmlich einen Trä­ ger- oder Aufnahmekörper auf, der auf die Spindel einer Werkzeugmaschine aufspannbar ist. Der Schleifbelag oder der schleifende Abschnitt einer Schleifscheibe ist unmit­ telbar am Aufnahme- oder Trägerkörper oder über einen be­ sonderen Trägerabschnitt angebracht. Bei der Bearbeitung unterscheidet man zum Beispiel Umfangsschleifen, Plan­ schleifen, Bohrungsschleifen oder Profilschleifen. Je nach Einsatzfall wird in der Regel eine anders aufgebaute Schleifscheibe eingesetzt. Zudem erfordern die bekannten Schleifwerkzeuge einen bestimmten Drehzahlbereich, so daß sie außerhalb von Schleifmaschinen in anderen Werkzeugma­ schinen, die einen kleineren Drehzahlbereich aufweisen, nicht eingesetzt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleifwerkzeug, zu schaf­ fen, das einen einfachen Werkzeugwechsel, insbesondere für Schleifwerkzeuge, ermöglicht, insbesondere auf automati­ schem Wege, und bei dem die Eingriffslänge auf einfache Weise verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zur besseren Abstützung der Einsätze am Aufnahmekörper ist der Aufnahmekörper mit einem Gegenlagerkörper verbind­ bar, der Gegenlagerabschnitte aufweist für die Einsätze am Aufnahmekörper. Dadurch wird der Vorteil erhalten, daß zwischen Aufnahme- und Gegenlagerkörper zwei oder mehr Einsätze hintereinander einspannbar sind, um zum Beispiel eine zylindrische Schleiffläche zu verlängern oder zu ver­ kürzen. Die Einsätze können identisch sein bzw. einen identischen Tragzapfen aufweisen, um sie modular ineinan­ derzustecken und mit dem Aufnahmekörper zu verbinden bzw. am Gegenlagerkörper abzustützen. Beispielsweise weisen die Einsätze Tragbuchsen auf, deren vorstehender Abschnitt von den Bohrungen des Aufnahmekörpers auf nehmbar sind und die am anderen Ende einen Lagerbohrungsabschnitt aufweisen, der mit dem vorstehenden Abschnitt der Trägerbuchse eines benachbarten Einsatzes oder mit einem zylindrischen Gegen­ lagerabschnitt des Gegenlagerkörpers zusammenwirkt.

Es besteht auch die Möglichkeit, auf einen Aufnahmekörper verschiedene Einsätze zu kombinieren. Unabhängig von den Einsätzen und den Einsatzfällen wird ein einheitlicher Aufnahmekörper verwendet. Es ist daher möglich, in einer Aufspannung ohne Werkzeugwechsel bzw. mit einer reduzier­ ten Anzahl von Aufspannungen und Werkzeugwechseln ein Werkstück zu schleifen. Der Aufnahmekörper kann bei ent­ sprechender Vorfertigung und Lagerung von Schleifeinsatz­ sitzen beliebig häufig benutzt werden. Die Anzahl der Ma­ schinen bzw. Maschinenachsen läßt sich bei der Erfindung ebenso reduzieren wie die Rüst-, Stück-, Liegezeiten und damit der Durchlaufzeiten. Spezialschleifscheiben brauchen nicht mehr bereitgestellt zu werden oder nur in reduzier­ ter Anzahl.

Die Werkzeugeinsätze können verschieden gestaltet sein. Sie können zum Beispiel eine zylindrische Schleiffläche bilden und/oder auch eine Profilschleiffläche je nach An­ wendungsfall. Ändert sich dieser, werden die Einsätze durch andere ersetzt, während der Aufnahmekörper aufge­ spannt sein kann. Er kann jedoch auch entfernt werden, um mit anderen Einsätzen bestückt zu werden. Ein anderer Auf­ nahmekörper ist indessen nicht erforderlich.

Alternativ können die Einsätze eine kreisförmige Umfangs­ linie aufweisen und in unterschiedlichen Drehpositionen am Antriebskörper befestigbar sein. So kann jeder Einsatz zum Beispiel eine zylindrische Schleiffläche aufweisen. Durch Verdrehung um einen relativ kleinen Verdrehwinkel kann dann eine andere Umfangsfläche zum Einsatz gebracht werden. Alternativ können die Einsätze auch als Fräseinsätze ge­ bildet sein, die nach Verschleiß um einen vorgegebenen Winkel verdreht werden, um erneut zum Einsatz zu gelangen.

Die Befestigung der zuletzt erwähnten Einsätze erfolgt vorzugsweise mit Hilfe von Trägerzapfen, die den eigentli­ chen spanabhebenden Abschnitt, beispielsweise den Schleif­ belag, tragen und die in den Bohrungen des Aufnahmekörpers einsitzen und befestigt werden. Vorzugsweise sind die Zapfen mit einer Gewindebohrung versehen, damit mit Hilfe einer Differenzschraube oder dergleichen eine Befestigung im Aufnahmekörper erhalten wird.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der Aufnahmekörper eine axiale Bohrung aufweist, die an dem den Einsätzen zugewandten Ende verschlossen ist und von der axialen Bohrung Kanäle abgehen, die an den Raum radial innerhalb der Einsätze münden. Auf diese Weise kann zu den einzelnen Einsätzen ein Kühlfluid geleitet werden, beispielsweise ein Kühlgas oder eine Kühlflüssig­ keit.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwischen Aufnahmekörper und Gegenlagerkörper abgedichtet eine mit radialen Bohrungen versehene Verteilerbuchse ge­ spannt ist, welche die Mündungen der Kanäle umgibt. Das über die Kanäle eintretende Kühlmittel wird dann über die Verteilerbuchse in dem Raum radial innerhalb der Einsätze verteilt und gelangt daher gleichmäßig zu den einzelnen Einsätzen, um eine wirksame Kühlung herbeizuführen. Es versteht sich, daß auch Mittel vorgesehen werden können, das Kühlmittel durch geeignete Kanäle radial zwischen be­ nachbarten Einsätzen zu führen bis in den Eingriffsbereich der Einsätze mit dem Werkstück. Hierzu können entspre­ chende Schuhe verwendet werden, um das Kühlmittel in geeigneter Weise zuzuführen. Es versteht sich, daß eine wirksame Kühlung die Temperatur im Eingriffsbereich redu­ ziert und damit die Standzeit des Werkzeugs verlängert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Werkzeugs nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Werkzeugs nach der Erfindung in Vorderansicht ohne Gegenla­ gerkörper.

In Fig. 1 ist ein scheibenförmiger Aufnahmekörper 10c eines Schleifwerkzeugs zu erkennen, der einen Aufspannko­ nus 12b und einen scheibenförmigen Aufnahmeabschnitt 14b enthält. Letzterer weist eine Reihe von achsparallelen Durchbohrungen auf, die in gleichmäßigem Abstand voneinan­ der angeordnet sind, von denen eine bei 16c dargestellt ist. Sie ist gestuft, wobei der im Durchmesser kleinere Abschnitt als Gewindebohrung ausgeführt ist zur Aufnahme eines Bolzens 18c mit Gewindekopf in der Gewindebohrung 16c und einem Gewindeschaft. Im Abschnitt größeren Durch­ messers sitzt ein Abschnitt 70 einer Tragbuchse 22c. Sie hat eine Innengewindebohrung, in die der Gewindeschaft des Schraubenbolzens 18c eingreift, um die Buchse 22c gegen die Stirnfläche des Abschnitts 14b zu spannen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der im Durchmesser größere Teil der Tragbuchse 22c eingebettet.

Man erkennt aus Fig. 1 ferner, daß eine Nut 50c eine Ver­ tiefung aufweist, in der ein O-Ring 62 angeordnet ist. Ferner weist der Aufnahmekörper 10c im Bereich des Ab­ schnitts 14c einen axialen Bund 64 auf, durch den hindurch sich bis zum Ende die Gewindebohrung 44c erstreckt, in die eine Schraube 66 eingeschraubt ist.

Erwähnungswert ist ferner, daß die Tragbuchse 22c einen im Durchmesser erweiterten nach unten weisenden Abschnitt 68 besitzt, der komplementär geformt ist zum nach oben wei­ senden Abschnitt 70 der Tragbuchse 22c, die im erweiteren Bohrungsabschnitt der Bohrung 16c einsitzt. Sie kann daher, wie angedeutet, den entsprechenden Buchsenabschnitt eines weiteren Einsatzes 40′c aufnehmen, der vom Aufbau dem Ein­ satz 40c gleicht, jedoch eine größere Breite bzw. axiale Länge aufweist. Mit Hilfe einer Verbindungsschraube 72 können die Einsätze 40c und 40′c miteinander verbunden werden, wie in Fig. 1 links gesondert herausgestellt. Der einzige Unterschied ist, daß der Schleifbelag gegenüber dem Einsatz 40c etwas breiter ausgeführt ist. Daher wird der obere Einsatz mit 40′′c bezeichnet.

Man erkennt, daß die Tragbuchsen 22c identisch aufgebaut sind und einen modulartigen Aufbau der Schleifeinsätze ermöglichen. Zur Abstützung der Schleifeinsätze ist ein Gegenlagerkörper 74 vorgesehen, bestehend aus einer Front­ platte 76 und einem Verteilerkörper 78, die über die Schraube 66 miteinander und mit dem Aufnahmekörper 10c verspannt sind. Eine Schraube 80 verschließt die zentrale Bohrung der Frontplatte nach unten. Die Frontplatte 76 weist eine Reihe von achsparallelen Durchbohrungen 82 auf, die koaxial zu den Durchbohrungen 16c ausrichtbar sind. Sie nehmen Gegenlagerbuchsen 84 auf, deren äußerer Ab­ schnitt 86 passend in den Bohrungsabschnitt 68 der Träger­ buchsen 22c eingreift, wenn Aufnahmekörper 10c und Gegen­ lagerkörper 74 gegeneinander verspannt werden. Hierbei greift der Bund 64 in eine nach oben ringförmige Ausneh­ mung 86 des Verteilerabschnitts 78 und gelangt in Anlage an einen elastischen Dichtring 88, während ein axialer Bund 90 in den im Durchmesser größeren Bohrungsabschnitt der Durchbohrung 44c eingreift. Mit Hilfe des Schrauben­ bolzens 66 können alle Teile miteinander verbunden werden. Der ringzylindrische Abschnitt des Verteilerkörpers 78 greift in die Nut 50c ein und gelangt in Anlage an den O- Ring 82. Dadurch ist im Bereich der Ausnehmung 86 eine Kammer gebildet, die in Verbindung steht mit einem Ring­ raum 92 im Verteilerkörper 78, der seinerseits mit radiale Bohrungen 94 verbunden ist, die in den Raum radial inner­ halb der Einsätze 40c bzw. 40′c münden, damit die Schleif­ beläge gekühlt werden. Kühlmittel kann auch zwischen den einzelnen Einsätzen geführt werden, um näher zwischen Werkzeug und Werkstück zu gelangen.

Um eine Dichtung zwischen Verteilerkörper 78 und Front­ platte 76 zu bewerkstelligen, ist ein Dichtring 96 zwi­ schen der unteren Stirnseite des Verteilerkörpers 78 und der zugeordneten Fläche der Frontplatte 76 angeordnet.

Soweit bei der Ausführungsform nach Fig. 2 mit der nach den Fig. 1 gleiche Teile vorgesehen sind, werden gleiche Bezugszeichen verwendet, denen ein Index b hinzugefügt ist. Der Aufnahmekörper 10b ist identisch dem nach Fig. 1. Statt der Schleifeinsätze 40c sind in Fig. 2 Fräsein­ sätze 54 angebracht. Die Ausbildung der Halterung und der Anbringung am Aufnahmekörper 10b gleicht völlig der Art und Weise, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Es wird da­ her darauf nicht näher eingegangen. Mit Hilfe eines Sechs­ kantschlüssels 52b können die Einsätze 54 in ihrer Dreh­ position verändert werden, nachdem sie zuvor gelockert wurden. Um einen präzisen Rundlauf zu erreichen, kann ein geeignetes Hilfsmittel eingesetzt werden, wie in Fig. 2 dargestellt, nämlich ein Anschlag 56 mit Meßtaster 58. Zur wirksamen Verdrehung der Einsätze 54 weist der Schlüssel 52b einen Anschlag 60 auf, der mit der zugeordneten Schneide des Fräseinsatzes 54 zur Anlage gelangt.

Claims (10)

1. Spangebendes Maschinenwerkzeug, insbesondere Schleif­ werkzeug, mit einem auf die Spindel einer Werkzeugma­ schine aufspannbaren, scheibenförmigen Aufnahmekörper, der eine Reihe von achsparallelen in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Bohrungen aufweist zur Befe­ stigung von Werkzeugeinsätzen auf der einen Seite des Aufnahmekörpers mit kreisförmiger Umfangslinie und die in unterschiedlichen Drehpositionen am Aufnahmekörper befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf­ nahmekörper (10c) mit einem Gegenlagerkörper (74c) ver­ bindbar ist, der Gegenlagerabschnitte (84, 86) für die Einsätze (40c, 40′c) aufweist, und die Einsätze (40c, 40′c) modular ineinandersteckbar so ausgeführt sind, daß zwischen Aufnahmekörper (10c) und Gegenlagerkörper (74) jeweils mindestens zwei Einsätze (40c, 40′c) hin­ einander einspannbar sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schleifeinsätze (40c) mit einem ringförmigen Schleif­ körper oder -belag vorgesehen sind, die mittels eines Trägerzapfens (22c) in den Bohrungen (16c) des Aufnah­ mekörpers (10c) befestigbar sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fräseinsätze (54) vorgesehen sind, die mittels eines Trägerzapfens in den Bohrungen des Aufnahmekörpers (10b) befestigbar sind.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigung der Einsätze (40c) am Aufnahmekörper (10c) mittels Schrauben (18c) erfolgt.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einsätze Trägerbuchsen (22c) auf­ weisen, deren vorstehender Abschnitt von den Bohrungen (16c) des Aufnahmekörpers (10c) aufnehmbar und mittels Schrauben (18c) befestigbar sind.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerbuchsen (22c) am anderen Ende einen Lagerboh­ rungsabschnitt (68) aufweisen, der mit einem vorstehen­ den Abschnitt (72) der Trägerbuchse (22c) eines benach­ barten Einsatzes oder mit einem zylindrischen Gegenla­ gerabschnitt (86) des Gegenlagerkörpers (74) zusammen­ wirkt.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die spanabtragenden Abschnitte neben­ einander angeordnete Einsätze (40c, 40′c) aneinander­ stoßen und eine durchgehende spanabtragende zylindri­ sche Fläche bilden.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (10c) eine axiale Bohrung (44c) aufweist, die an dem den Einsätzen (40c) zugewandten Ende verschlossen ist und von der axialen Bohrung Kanäle (48c) abgehen, die in den Raum radial innerhalb der Einsätze (40c) münden.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper (10c) auf der die Einsätze (40c) aufweisenden Seite eine Ringnut (50c) aufweist, in wel­ che die Kanäle (48c) münden.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aufnahmekörper (10c) und Gegenlagerkörper (74) abgedichtet eine mit radialen Bohrungen (94) ver­ sehene Verteilerbuchse (78) gespannt ist, welche die Mündung der Kanäle (48c) umgibt.