DE19828734C1 - Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen von Schneidwerkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen von Schneidwerkzeugen, mit einem Gehäuse, in dem eine konische wälzla­ gergelagerte Aufnahmespindel zur Aufnahme der Schneidwerkzeuge drehbar gelagert ist.

Werkzeugeinstellgeräte bzw. Werkzeugmeßgeräte sind wichtige Hilfsmittel zur Verringerung der Nebenzeiten in Produktionsprozessen der verschieden­ sten Art. Auf diesen Geräten werden Werkzeuge auf vorgegebene Maße einge­ stellt oder auch zur Findung der aktuellen Ist-Maße vermessen. Die so behan­ delten Werkzeuge können auf Produktionsmaschinen ohne weitere Einstell­ maßnahmen schnell und sicher Werkstücke mit definierten Maßen erzeugen. Die teuren Werkzeugmaschinen können daher relativ rasch nach dem Werk­ zeugwechsel wieder betriebsbereit sein.

Herkömmliche Geräte der vorliegenden Art weisen zumeist eine konische Werkzeugaufnahmespindel auf. Es gibt verschiedene Ausführungsformen der­ artiger Aufnahmespindeln, von einem einfachen Aufnahmeblock, in dem das Werkzeug feststehend positioniert wird, bis zu Werkzeugaufnahmespindeln, die mit mehr oder weniger großem technischen Aufwand zur Aufnahme von Werkzeugen drehbar sind. Die DE 40 27 264 A1 beschreibt eine entspre­ chende Werkzeugaufnahme, die in Wälzlagern in einem Grundgehäuse gela­ gert ist. Vorrichtungen mit dem erwähnten Aufnahmeblock sind zwar preis­ wert, aber unhandlich und ungenau. Drehbare Aufnahmespindeln sind in der Regel zwar präzise in der Anwendung und leicht zu bedienen, können aber extrem teuer sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gat­ tungsgemäßen Art zu schaffen, die eine mit vergleichsweise geringem Auf­ wand und geringen Kosten herstellbare, jedoch sehr präzise Aufnahmespin­ del aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahmespin­ del durch wenigstens zwei koaxiale, in Längsabstand im Gehäuse angeordnete Wälzlager unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist, deren Innendurch­ messer eine gemeinsame Innenkonusfläche definieren und deren Innenringe entsprechend dieser Konusfläche wenigstens teilweise auf der Innenseite konisch abgeschrägt sind.

Diese Abschrägung kann beispielsweise durch Schleifen der Innenringe auf der Innenseite mit einem geeigneten Schleifwerkzeug hergestellt werden.

Zwischen den beiden Wälzlagern befindet sich vorzugsweise eine Distanzhül­ se, die sich an den Innenringen abstützt, während sich die Außenringe am Gehäuse bzw. einem Gehäusedeckel abstützen, so daß die Lager über die Be­ festigung dieses Deckels gespannt werden können.

Die Wälzlager und der Distanzring befinden sich vorzugsweise in einer Boh­ rung des Gehäuses, ggfs. in einer Bohrung einer im Gehäuse angeordneten Hülse. Diese Bohrung weist einen entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern der Wälzlager unterschiedlichen, abgestuften Innendurchmes­ ser auf.

Die erfindungsgemäße Aufnahmespindel erlaubt es, den Kegel eines Werk­ zeugs drehbar aufzunehmen. Dabei reicht die Berührung zwischen dem Kegel und den angeschliffenen schrägen Flächen der beiden Innenringe der Wälzla­ ger für eine sichere Abstützung des Werkzeug-Kegels aus. Insbesondere ist der Innendurchmesser der Distanzhülse größer als der entsprechende Au­ ßendurchmesser des Werkzeug-Kegels. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also eine leicht und mit relativ geringen Kosten herstellbare Aufnahme­ spindel auf, die eine leichtgängige manuelle Drehung des Werkzeugs ermög­ licht.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 ist eine entsprechende Ansicht von links in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein axialer Teilschnitt durch die Aufnahmespindel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Tischgerät. Die Vorrichtung umfaßt ein die Standfläche bildendes, flaches, waagerechtes Ge­ häuse 10 und eine von diesem aufragende Säule 12. Aus dem unteren Gehäu­ se 10 ragt ein Schneidwerkzeug 14 in der Form eines Bohrers senkrecht auf. Das Schneidwerkzeug 14 ist in einem Kegel 16 befestigt, mit dem das Schneidwerkzeug in einer konischen Aufnahmespindel 18 aufgenommen werden kann. Zur optischen Erfassung der Schneidkante des Schneidwerk­ zeugs 14 ist an der Säule 12 ein in senkrechter Richtung verfahrbarer Schlit­ ten 20 angebracht, an dem auf den gegenüberliegenden Seiten des Werk­ zeugs 14 eine Lichtquelle 22 einerseits und ein optisches System 24 ande­ rerseits angeordnet sind. Das durch das optische System 24 erfaßte Bild der Schneidkante wird auf einem Monitor 26 sichtbar gemacht. Einzelheiten die­ ser Art sind bekannt und sollen daher nicht näher erläutert werden.

Anschließend soll anhand von Fig. 3 die erfindungsgemäße Aufnahmespindel im einzelnen erläutert werden. In Fig. 3 ist das in Fig. 1 und 2 gezeigte Ge­ häuse 10 nur strichpunktiert angedeutet. In einer mit 28 bezeichneten senk­ rechten Bohrung in der oberen Seite des Gehäuses 10 befindet sich eine zur Hälfte aus der Bohrung herausragende Hülse 30, die im Inneren eine konzen­ trische senkrechte Bohrung 32 aufweist. Die Bohrung 32 umfaßt mehrere Bohrungsabschnitte, die, von oben nach unten in Fig. 3 gesehen, jeweils stu­ fenweise im Durchmesser abnehmen. Der untere Bohrungsabschnitt 34, der den kleinsten Durchmesser aufweist, bildet die untere Öffnung der Hülse 30, während der obere Bohrungsabschnitt 36, der den größten Durchmesser auf­ weist, einen scheibenförmigen Deckel 38 aufnimmt.

Die beiden zwischen dem unteren und dem oberen Bohrungsabschnitt 34, 36 liegenden Bohrungsabschnitte 40, 42 mit Bohrungsdurchmessern, die sich im genannten Sinne stufenförmig ändern, nehmen ein unteres Wälzlager in der Form eines Kugellagers 44 kleineren Durchmessers und ein oberes Kugella­ ger 46 größeren Durchmessers auf.

Aufgrund des kleineren Innendurchmessers des unteren Kugellagers 44 und des größeren Innendurchmessers des oberen Kugellagers 46 läßt sich sagen, daß die beiden Kugellager auf der inneren Seite eine sich nach oben erwei­ ternde Konusfläche definieren. Zur Annäherung an diese gedachte Konusflä­ che weisen die Innenringe 48, 50 der beiden Kugellager 44, 46 konisch nach oben erweiterte Kontaktflächen 52, 54 auf. Diese Kontaktflächen 52, 54 wer­ den dadurch hergestellt, daß die beiden Kugellager 44, 46 in ihrer montier­ ten Position nach Festlegung der Innenringe an den Innenringen entspre­ chend schräg abgeschliffen werden. Auf diese Weise ist in besonderem Maße gewährleistet, daß die beiden Kontaktflächen gemeinsam einen sehr genauen Aufnahmekonus bilden und daß etwaige Herstellungsgenauigkeiten der Lager keine Rolle mehr spielen. Das bedeutet, daß nicht hochpräzise und entspre­ chend teure Lager verwendet werden müssen, deren hohe Qualitäten in be­ zug auf Lauffestigkeit und Lebensdauer angesichts der nur geringen manuel­ len Drehungen, die im Betrieb stattfinden, nicht benötigt werden, sondern wesentliche preiswertere Kugellager verwendet werden können.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die Kugellager hier nur als Beispiel dargestellt werden. Es kommen in gleichem Maße andere Wälzla­ gerausführungen in Betracht, z. B. Schrägkugellager, Schulterkugellager, Ke­ gelrollenlager, Vierpunktlager etc.

Zwischen den Kugellagern 44, 46 befindet sich eine Distanzhülse 56, die auf der Außenseite einen zylindrischen Umfang aufweist und auf der inneren Sei­ te konisch derart aufgebohrt ist, daß sie der zuvor erwähnten, gedachten Konusfläche mit geringem Abstand folgt. Die Distanzhülse 56 stützt sich an ihrem oberen Ende an dem Innenring 50 des oberen Kugellagers 46 ab und ist an der unteren Oberfläche so abgestuft, daß sie sich hier nur an dem In­ nenring 48 des unteren Kugellagers abstützt.

Andererseits stützt sich der mit 58 bezeichnete Außenring des unteren Ku­ gellagers 44 an der zwischen den beiden unteren Bohrungsabschnitten 34, 32 gebildeten Stufe ab, die nur den Außenring 58 erfaßt. Der Deckel 38 weist auf seiner unteren Oberfläche eine solche Abstufung auf, daß er nur auf dem mit 60 bezeichneten Außenring des oberen Kugellagers 46 aufliegt, während er in Abstand zu dessen Innenring und ebenso der Stufe zwischen den beiden oberen Bohrungen liegt. Der Deckel 38 kann mit Hilfe von Schrauben 62 ge­ gen diese Stufe der Hülse 30 vorgespannt werden. Auf diese Weise wird auf den Außenring 60 des oberen Kugellagers 46 ein nach unten gerichteter Druck ausgeübt, der sich über die oberen Kugeln und den Innenring 50 des oberen Kugellagers auf die Distanzhülse 56 überträgt. Diese stützt sich auf dem unteren Innenring 48 ab. Hier wird die Kraft über die Kugeln des unte­ ren Lagers auf dessen Außenring und damit wiederum auf die untere Stufe der Hülse 30 übertragen. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Kugel­ lager 44, 46 mit Hilfe der Schrauben 62 und des Deckels 38 zu spannen.

Die beiden Kontaktflächen 52, 54 ermöglichen die Aufnahme des Kegels 16 des in Fig. 1 nicht dargestellten Werkzeugs. Dieser Kegel läßt sich leicht zu­ sammen mit den Innenringen der beiden Kugellager innerhalb der Aufnah­ mespindel drehen, bis das Werkzeug die richtige Winkelposition in bezug auf das Meßgerät einnimmt.

Claims (4)

1. Vorrichtung, zum Vermessen und/oder Einstellen von Schneidwerkzeu­ gen mit einem Gehäuse (10), in dem eine konische, wälzlagergelagerte Auf­ nahmespindel (18) zur Aufnahme der Schneidwerkzeuge, (14) drehbar gela­ gert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmespindel durch wenigstens zwei koaxial in Längsabstand im Gehäuse (10), angeordnete Wälzlager (44, 46) unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist, deren Innendurchmes­ ser eine gemeinsame Innenkonusfläche definieren und deren Innenringe (48, 50) entsprechend dieser Konusfläche wenigstens teilweise auf der In­ nenseite konisch abgeschrägt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwi­ schen den Wälzlagern (44, 46) eine Distanzhülse (56) befindet, die sich an den Innenringen (48, 50) der Wälzlager abstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanz­ hülse (56) eine konische innere Bohrung aufweist, die mit Abstand der durch die Innenringe (48, 50) der Wälzlager (44, 46) gebildeten Konusfläche folgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schrägflächen auf den Innenseiten der Innenringe (48, 50) im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung als Einheit geschliffen sind, derart, daß die Schrägflächen gemeinsam eine genaue Konusfläche bilden.