DE19858801A1

DE19858801A1 - Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE19858801A1
Application number: DE19858801A
Authority: DE
Inventors: Heiko Hoyer; Franz Scharnweber; Heinz Scheibner
Original assignee: FOTEC FORSCHUNGS und TECHNOLOG
Current assignee: FOTEC FORSCHUNGS und TECHNOLOG
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-21

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine für rotatorisch arbeitende und stillstehende Werkzeuge mittels eines Werkzeughalters mit einem Kegel für ein Spannsystem zum Kraftschluß mit einer elektromotorisch angetriebenen Werkzeugspindel zu finden, mit welcher es möglich ist, die Lebensdauer und die Dauergenauigkeit zu erhöhen. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für rotatorisch arbeitende Werkzeuge (1) ein Werkzeughalter (2) verwendet wird, der sich mit seiner dem Kegel (10) zugewandten Anlagefläche (3) axial über den Einsatz (15) an der Werkzeugspindel (4) abstützt, und daß für stillstehende Werkzeuge (7) ein Werkzeughalter (16) verwendet wird, der sich mit seiner dem Kegel (10) zugewandten Anlagefläche (3) axial über die Gehäuseabdichtung (12) am Spindelgehäuse (6) abstützt und der mit der Gehäuseabdichtung (12) einen Formschluß bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine für rotatorisch arbeitende und stillstehende Werkzeuge mittels eines Werkzeughalters mit einem Kegel für ein Spannsystem zum Kraftschluß mit einer elektromotorisch angetriebenen Werkzeugspindel in einem Spindelgehäuse.

Die DE G 87 12 581.1 U1 zeigt eine Werkzeugaufnahme für rotatorisch arbeitende Werkzeuge an einer Werkzeugspindel, die in einem Gehäuse drehbar gelagert und mit einer Antriebseinheit verbunden ist. Um den Einsatz von feststehenden Werkzeugen zu ermöglichen (Drehen), wird eine Verriegelungseinheit vorgeschlagen, mittels derer die Werkzeugträgerspindel festlegbar ist. Um bei feststehenden Werkzeugen auftretende Kräfte auf kurzem Wege in das Gehäuse zu leiten, ist die Verriegelungseinrichtung, die mit der Werkzeugspindel in Wirkverbindung steht, in der Nähe der Werkzeugeinspannung angeordnet. Die Verriegelungseinrichtung besteht aus einem mit der Werkzeugspindel drehfest verbunden ersten Verriegelungselement sowie einem gegenüber dem Gehäuse drehfest angeordneten und durch eine Betätigungseinrichtung mit dem ersten Verriegelungselement verriegelbaren zweiten Verriegelungselement. Hierdurch ist es möglich, daß die Betätigungseinrichtung mit einem mit seinem Funktionsbereich in entgegengesetzte Richtung zum ersten und zweiten Verriegelungselement weisenden dritten Verriegelungslement versehen werden kann, welches das erste und zweite Verriegelungselement drehfest miteinander verbindet. Werden diese Verriegelungselemente jeweils durch einen Stirnradzahnring gebildet, kann auf dem genannten Umfang der Spindel Kraft in das Gehäuse eingeleitet werden. Die Bewegung der Betätigungseinrichtung für die Verriegelungselemente parallel zur Mittelachse der Werkzeugspindel erfolgt durch einen Hydraulikzylinder und die Gegenbewegung durch eine Druckfeder. Dabei wird die Spindellagerung mit einer Kraftkomponente aus der Klemmeinrichtung belastet, welches zur Einschränkung der Dauergenauigkeit und Lebensdauer führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine für rotatorisch arbeitende und stillstehende Werkzeuge mittels eines Werkzeughalters mit einem Kegel für ein Spannsystem zum Kraftschluß mit einer elektromotorisch angetriebenen Werkzeugspindel zu finden, mit welcher es möglich ist, die Lebensdauer und die Dauergenauigkeit zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für rotatorisch arbeitende Werkzeuge ein Werkzeughalter verwendet wird, der sich mit seiner dem Kegel zugewandten Anlagefläche axial über den Einsatz an der Werkzeugspindel abstützt und daß für stillstehende Werkzeuge ein Werkzeughalter verwendet wird, der sich mit seiner dem Kegel zugewandten Anlagefläche axial über die Gehäuseabdichtung am Spindelgehäuse abstützt und der mit der Gehäuseabdichtung einen Formschluß bildet. Vorteilhaft ist es, daß Nutensteine, die an der Gehäuseabdichtung angeordnet sind, mit dem Werkzeughalter den Formschluß bilden. Eine weitere Ausführung sieht vor, daß ein Planverzahnungsring am Spindelgehäuse und ein Planverzahnungsring am Werkzeughalter den Formschluß und einen Kraftschluß mittels des Spannsystems bilden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt einer schematisch dargestellten Werkzeugaufnahme mit Nutenstein und rotatorisch arbeitendem Werkzeug;

Fig. 2: einen Ausschnitt nach Fig. 1 mit einem stillstehenden Werkzeug;

Fig. 3: einen Längsschnitt einer schematisch dargestellten Werkzeugaufnahme mit Planverzahnungsring und rotatorisch arbeitendem Werkzeug und

Fig. 4: einen Ausschnitt nach Fig. 3 mit einem stillstehenden Werkzeug.

Fig. 1 zeigt eine Werkzeugspindel 4, die in einem Spindelgehäuse 6 drehbar gelagert ist. Über eine Zahnriemenscheibe 13 am Spindelende und einen Zahnriemen 14 wird die Werkzeugspindel 4 durch einen elektronisch gesteuerten Elektromotor angetrieben. Für ein rotatorisch arbeitendes Werkzeug 1 und für ein stillstehendes Werkzeug 7 werden unterschiedliche, genormte Werkzeughalter 2; 16 mit Kegel 10 für ein Spannsystem 11 zum Kraftschluß mit der Werkzeugspindel 4 eingesetzt. Die Fig. 1 und Fig. 3 zeigen als rotatorisch arbeitendes Werkzeug 1 einen Fräser; die Fig. 2 und 4 zeigen als stillstehendes Werkzeug 7 einen Drehmeißel. In der Fig. 1 wird das rotatorisch arbeitende Werkzeug 1 durch einen genormten Werkzeughalter 2, beispielsweise HSK A 100 aufgenommen. Ist der Werkzeughalter 2 im Spannsystem 11 aufgenommen, stützt sich der Werkzeughalter 2 mit einer dem Kegel 10 zugewandten Anlagefläche 3 am Einsatz 15 der Werkzeugspindel 4 axial ab. Eine Gehäuseabdichtung 12 des Spindelgehäuses 6 trägt, in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, Nutensteine 5 als Formschlußelemente. Wird, wie Fig. 2 zeigt, ein Drehmeißel eingesetzt, wird dieser durch einen genormten Werkzeughalter 16, beispielsweise HSK B 125, aufgenommen. Ist dieser Werkzeughalter 16 im Spannsystem 11 aufgenommen, stützt sich dieser mit seiner dem Kegel 10 zugewandten Anlagefläche 3 axial an der Gehäuseabdichtung 12 ab und bildet über die Nutensteine 5 und Gehäuseabdichtung einen Formschluß. Anstelle der Nutensteine 5 können als Formschlußelemente Planverzahnungsringe 8; 9 verwendet werden. Dies zeigen Fig. 3 und Fig. 4. In Fig. 3 wird ein rotatorisch arbeitendes Werkzeug 1 eingesetzt. Dabei wird ein Werkzeughalter 2, beispielsweise HSK A 100 verwendet, der sich mit seiner dem Kegel 10 zugewandten Anlagefläche 3 axial am Einsatz 15 der Werkzeugspindel 4 abstützt. Kommt ein stillstehendes Werkzeug 7 zum Einsatz, wird, wie Fig. 4 zeigt, ein Werkzeughalter 16, beispielsweise HSK B 125 verwendet, der als Anlagefläche 3 einen Planverzahnungsring 9 aufweist, der mit einem Planverzahnungsring 8 auf der Gehäuseabdichtung 12 einen Formschluß bildet.

Diese Erfindung weist den großen Vorteil auf, daß beim Drehen (stillstehendes Werkzeug) keine Belastung der rotatorischen Spindelelemente, wie Lagerung, Buchsen und Meßsysteme, auftreten. Die Werkzeugaufnahme verfügt über eine hohe Steifigkeit, so daß auch kleine Frässpindeln zum Drehen eingesetzt werden können, da die Schnittstelle Drehwerkzeug-Gehäuse genügend Stabilität und Kraftaufnahmevermögen besitzt. Weiterhin können auch hochtourige Motorspindeln zum Einsatz kommen, da die Kräfte beim Verfahren Drehen vom stabilen Gehäusebauteil aufgenommen werden.

Des weiteren ist hervorzuheben, daß genormte Werkzeugaufnahmen, beispielsweise die HSK-Baureihe, in der Version gleicher Werkzeugkonus mit unterschiedlicher Planauflage zum Einsatz kommen, wie die HSK-Baureihe in Ausführung A für rotierende Werkzeuge und die HSK-Baureihe in Ausführung B für stillstehende Werkzeuge.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Werkzeug, rotatorisch arbeitend

2

Werkzeughalter

3

Anlagefläche

4

Werkzeugspindel

5

Nutenstein

6

Spindelgehäuse

7

Werkzeug, stillstehend

8

Planverzahnungsring

9

Planverzahnungsring

10

Kegel

11

Spannsystem

12

Gehäuseabdichtung

13

Zahnriemenscheibe

14

Zahnriemen

15

Einsatz

16

Werkzeughalter

Claims

1. Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine für rotatorisch arbeitende und stillstehende Werkzeuge mittels eines Werkzeughalters mit einem Kegel für ein Spannsystem zum Kraftschluß mit einer elektromotorisch angetriebenen Werkzeugspindel mit konischem Einsatz für den Kegel in einem Spindelgehäuse mit einer Gehäuseabdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß für rotatorisch arbeitende Werkzeuge (1) ein Werkzeughalter (2) verwendet wird, der sich mit seiner dem Kegel (10) zugewandten Anlagefläche (3) axial über den Einsatz (15) an der Werkzeugspindel (4) abstützt und daß für stillstehende Werkzeuge (7) ein Werkzeughalter (16) verwendet wird, der sich mit seiner dem Kegel (10) zugewandten Anlagefläche (3) axial über die Gehäuseabdichtung (12) am Spindelgehäuse (6) abstützt und der mit der Gehäuseabdichtung (12) einen Formschluß bildet.

2. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nutensteine (5), die an der Gehäuseabdichtung (12) angeordnet sind, mit dem Werkzeughalter (16) den Formschluß bilden.

3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Planverzahnungsring (8) am Spindelgehäuse (6) und ein Planverzahnungsring (9) am Werkzeughalter (16) den Formschluß und einen Kraftschluß mittels des Spannsystems bilden.