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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeughalterung, insbesondere eine Werkzeughalterung,
die eine erhöhte
Vibrationsdämpfung
gewährleistet,
wobei ein zuverlässiger
Schutz gegen die im Betrieb eines Werkzeughalters erzeugte Vibration
sichergestellt ist, was zu einer erhöhten Verarbeitungspräzision führen kann.
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In 1 wird
eine Konstruktion zur Stabilisierung der mechanischen Hauptwelle 6 und
des Werkzeughalters 7 gezeigt. Dabei sind ein flexibler Einlegering 8 und
eine ringförmige
Einlage 9 zwischen der mechanischen Hauptwelle 6 und
dem Werkzeughalter 7 vorgesehen und mit Gewindeelementen 10 befestigt.
Durch die Unterstützung
des flexiblen Einlegerings 8 und der ringförmigen Einlage 9 ergibt
sich eine feste Anbringung des Werkzeughalters 7 an der
mechanischen Hauptwelle 6.
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Bei
der oben erwähnten
Konstruktion kommt die ringförmige
Einlage 9 mit der mechanischen Hauptwelle 6 in
Berührung.
Die ringförmige
Einlage 9 ist aus Eisenblech hergestellt. Wird die ringförmige Einlage 9 so
schlecht verarbeitet, dass sich Unebenheiten an der Oberfläche ergeben,
führt dieses
dazu, dass die ringförmige
Einlage 9 und die mechanische Hauptwelle 6 nicht
dicht miteinander verbunden sind. Dadurch entstehen geringe Spalte
zwischen der ringförmigen
Einlage 9 und der mechanischen Hauptwelle 6. Da
die ringförmige
Einlage 9 aus Eisenblech hergestellt ist, kann der Werkzeughalter 3 bei
seiner Rotation nicht gegen Vibration geschützt werden, was zur Verringerung
der Verarbeitungsgenauigkeit führt.
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Darüber hinaus
treten Spalte unterschiedlicher Größe auf, wenn die mechanische
Hauptwelle 6 mit dem unterschiedlichen Werkzeughalter 3 verrastet
ist. Die aus Eisenmaterial hergestellte, ringförmige Einlage 9 weist
jedoch keinen Zusammendrückraum
auf. Daher können
die Spalte nur durch mehrere ringförmige Einlagen 9 unterschiedlicher
Dicke ausgeglichen werden, was aber zur Erhöhung der Herstellungskosten
führen
kann. Ferner ist der Einsatz dieser Konstruktion auf nur eine mechanische Hauptwelle 6 beschränkt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeughalterung zu
schaffen, die für
den Einsatz in Spalten zwischen einem Werkzeughalter und einer mechanischen
Hauptwelle geeignet ist, eine optimale Vibrationsdämpfung bewirkt
sowie einen zuverlässigen
Schutz gegen im Betrieb des Werkzeughalters auftretende Vibrationen
bietet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Werkzeughalterung mit der Möglichkeit zur
Vibrationsdämpfung,
die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Werkzeughalterung mit der Möglichkeit zur Vibrationsdämpfung bereitgestellt,
die zwischen einem Werkzeughalter und einer mechanischen Hauptwelle
vorgesehen ist, wobei sich eine Montagenut in der mechanischen Hauptwelle
befindet. Der Werkzeughalter ist mit einem in der Montagenut untergebrachten
Arretierzapfen versehen. Ein flexibler Vibrationsdämpfungsring ist
um den Arretierzapfen herum angeordnet. Außerdem ist der flexible Vibrationsdämpfungsring
dicht mit der mechanischen Hauptwelle und dem Werkzeughalter verbunden.
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Durch
die ausgezeichnete Zusammendrückbarkeit
des Vibrationsdämpfungsrings
ergibt sich ein dichter Kontakt zwischen dem Werkzeughalter und der
mechanischen Hauptwelle. Da die erfindungsgemäße Anordnung beim Gebrauch
des Werkzeughalters eine sehr gute Vibrationsdämpfung bewirkt, einen zuverlässigen Schutz
gegen im Betrieb des Werkzeughalters auftretende Vibrationen gewährleistet
sowie ein geringes Gewicht (wodurch das dynamische Gleichgewicht
im Betrieb nicht beeinträchtigt
wird) aufweist, werden daher die Verarbeitungsgenauigkeit und der
Verarbeitungswirkungsgrad erhöht,
die Standzeit des Werkzeugs verlängert
sowie die Werkzeugkosten verringert.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen anhand
der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines herkömmlichen Werkzeughalters in
Verbindung mit einer mechanischen Hauptwelle;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings;
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3 eine
perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings
vor dem Aufsetzen auf den Werkzeughalter;
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4 eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeughalters, der in
eine mechanische Hauptwelle einrastet;
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5 eine
perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings;
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6 eine
perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings;
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7 eine
perspektivische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings
vor dem Aufsetzen auf den Werkzeughalter;
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8A eine
perspektivische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings
nach dem Aufsetzen auf den Werkzeughalter;
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8B in
Schnittdarstellung einen vergrößerten Ausschnitt
aus 8A;
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9A eine
schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeughalters gemäß 8A,
der in eine mechanische Hauptwelle einrastet; und
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9B in
Schnittdarstellung einen vergrößerten Ausschnitt
aus 9A;
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10 eine
perspektivische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings
vor dem Aufsetzen auf den Werkzeughalter;
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11A eine perspektivische Darstellung des zweiten
Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings
nach dem Aufsetzen auf den Werkzeughalter;
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11B in Schnittdarstellung einen vergrößerten Ausschnitt
aus 11A;
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12A eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeughalters
gemäß 11A, der in eine mechanische Hauptwelle einrastet;
und
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12B in Schnittdarstellung einen vergrößerten Ausschnitt
aus 12A;
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13A eine perspektivische Darstellung eines vierten
Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings
vor dem Aufsetzen auf den Werkzeughalter;
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13B in Schnittdarstellung einen vergrößerten Ausschnitt
aus der Zusammenbaukonstruktion, bei welcher der erfindungsgemäße Vibrationsdämpfungsring
(gemäß 13A) auf den Werkzeughalter aufgesetzt ist;
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14A eine perspektivische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfungsrings
vor dem Aufsetzen auf den Werkzeughalter; und
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14B in Schnittdarstellung einen vergrößerten Ausschnitt
aus der Zusammenbaukonstruktion, bei welcher der erfindungsgemäße Vibrationsdämpfungsring
(gemäß 14A) auf den Werkzeughalter aufgesetzt ist.
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Wie
aus den 2 bis 4 ersichtlich,
ist eine erfindungsgemäße Werkzeughalterung
zwischen einem Werkzeughalter 20A und einer mechanischen
Hauptwelle 30 vorgesehen. Der Werkzeughalter 20A kann
in verschiedener Art ausgebildet sein. Die mechanische Hauptwelle 30 weist
eine Montagenut 31 auf. Der Werkzeughalter 20A ist
mit einem in der Montagenut 31 untergebrachten Arretierzapfen 21 versehen,
sodass der Werkzeughalter 20A durch den Arretierzapfen 21 und
die dementsprechende Montagenut 31 im Inneren der mechanischen
Hauptwelle 30 arretierbar ist. Der Werkzeughalter 20A kann
mit einem Spannfutter 40A zum Einspannen von unterschiedlichen
Werkzeugen [nicht gezeigt] versehen sein.
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Gemäß der Erfindung
ist ein flexibler Vibrationsdämpfungsring 50A vorgesehen,
der aus einem flexiblen Material wie z. B. Gummi, Teflon, Kunststoff, Harz,
usw. hergestellt ist. Der Vibrationsdämpfungsring sitzt auf den Werkzeughalter 20A und
ist somit um den Arretierzapfen 21 herum angeordnet. Ein Spalt
zwischen dem Werkzeughalter und der mechanischen Hauptwelle 30 wird
mit dem Vibrationsdämpfungsring
ausgeglichen, wenn der Werkzeughalter 20A in die mechanische
Hauptwelle 30 eingreift. Außerdem kommt der Vibrationsdämpfungsring
dicht mit dem Werkzeughalter 20A und der mechanischen Hauptwelle 30 in
Berührung.
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Der
Vibrationsdämpfungsring
weist in der Mitte einen Spannring 51 auf, dessen Durchmesser geringer
ist als derjenige des unteren Endes des Arretierzapfens 21,
derart, dass der Spannring 51 auf dem Arretierzapfen 21 festsitzen
kann. Außerdem weist
der Vibrationsdämpfungsring
wenigstens einen Rastvorsprung 52 auf, wobei der Werkzeughalter eine
Rastnut 23 besitzt, in die der Rastvorsprung 52 eingreift,
um den Vibrationsdämpfungsring
in seiner Lage zu halten.
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Wie
in 5 gezeigt, ist der Vibrationsdämpfungsring mit einer Mehrzahl
von Durchgangsbohrungen 55 versehen, durch die mehrere
Befestigungselemente 56 durchgeführt sind [siehe 10], um
den Vibrationsdämpfungsring
am Werkzeughalter zu befestigen.
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Gemäß den 6, 7, 8A und 8B ist
der erfindungsgemäße Vibrationsdämpfungsring
an seiner Oberfläche
mit flexiblen Ansätzen 53 versehen,
die kreisförmig
angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese in konzentrischer Weise versetzt
angeordnet, um eine optimale Vibrationsdämpfungswirkung zu erzielen.
Darüber
hinaus sind mehrere elastische Löcher 53A an
der Oberfläche des
Vibrationsdämpfungsrings
ausgebildet, wobei sich jeweils eine Durchgangsbohrung 53B im
Inneren der elastischen Löcher 53A befindet.
Befestigungselemente 56 sind durch die Durchgangsbohrungen 53B hindurchgeführt und
greifen in Befestigungslöcher 22 des
Werkzeughalters 20A ein.
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Nachfolgend
wird auf 9A und 9B Bezug
genommen. Beim Zusammenfügen
des Werkzeughalters 20A und der mechanischen Hauptwelle 30 wird
der Spalt 60 zwischen dem Werkzeughalter 20A und
der mechanischen Hauptwelle 30 mit dem Vibrationsdämpfungsring 50B ausgeglichen.
Außerdem
werden die elastischen Löcher 53A solange
zusammengedrückt,
bis der Werkzeughalter 20A und die mechanische Hauptwelle 30 dicht
miteinander verbunden sind. Durch die Eigenschaft der Vibrationsdämpfung des
flexiblen Materials, aus dem der Vibrationsdämpfungsring 50B hergestellt
ist, wird dem Werkzeughalter 20A eine erhöhte Vibrationsdämpfung verliehen.
Damit ist ein zuverlässiger Schutz
gegen die im Betrieb des Werkzeughalters 20A erzeugte Vibration
gewährleistet,
was zu einer erhöhten
Verarbeitungspräzision
führen
kann.
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Wie
aus den 10, 11A, 11B, 12A und 12B ersichtlich, ist ein weiterer erfindungsgemäßer Vibrationsdämpfungsring 50B am Werkzeughalter 20A befestigt.
Der Vibrationsdämpfungsring 50B ist
mit einer Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 55 versehen,
durch die mehrere Befestigungselemente 56 durchgeführt sind
und dann in die Befestigungslöcher 22 des
Werkzeughalters 20A eingreifen.
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Beim
Zusammenfügen
des Werkzeughalters 20A und der mechanischen Hauptwelle 30 wird
der Spalt 60 zwischen dem Werkzeughalter 20A und
der mechanischen Hauptwelle 30 mit dem Vibrationsdämpfungsring 50B ausgeglichen.
Außerdem
wird der Vibrationsdämpfungsring 50B solange
zusammengedrückt,
bis der Werkzeughalter 20A und die mechanische Hauptwelle 30 dicht
miteinander verbunden sind. Durch die Eigenschaft der Vibrationsdämpfung des
flexiblen Materials, aus dem der Vibrationsdämpfungsring 50B hergestellt
ist, wird dem Werkzeughalter 20A eine erhöhte Vibrationsdämpfung verliehen.
Damit ist ein zuverlässiger
Schutz gegen die im Betrieb des Werkzeughalters 20A erzeugte
Vibration gewährleistet,
was zu einer erhöhten
Verarbeitungspräzision
führen
kann.
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Gemäß 13A und 13B weist
der Werkzeughalter eine um den Arretierzapfen 21 herum
angeordnete Rastrille 22A auf, die einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt
aufweist, wobei der Vibrationsdämpfungsring 50C aus
zwei bogenförmigen
Ringhälften 57 besteht,
von denen jede eine an die Rastrille 22A angepasste Bogenrippe 54A aufweist.
Die Bogenrippe 54A rastet in die Rastrille 22A ein,
um den Vibrationsdämpfungsring 50C am
Werkzeughalter 20B zu befestigen.
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Gemäß den 14A und 14B ist
die Rastrille 22B im Querschnitt I-förmig ausgebildet, wobei die
Bogenrippe 54B ebenfalls I-förmig ausgebildet ist. Daher
ist der Vibrationsdämpfungsring 50D am
Werkzeughalter 20C befestigt, indem die Bogenrippe 54A in
die Rastrille 22A einrastet.
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Die
erfindungsgemäße Konstruktion
ist für Werkzeughalter
in verschiedener Art geeignet. Der aus flexiblem Material hergestellte
Vibrationsdämpfungsring
kann zwischen dem Werkzeughalter und der mechanischen Hauptwelle
montiert werden. Außerdem
weist dieser einen ausgezeichneten federnden Zusammendrückraum auf,
mit dem sich unterschiedliche Spalte zwischen dem Werkzeughalter und
der mechanischen Hauptwelle ausgleichen lassen, ohne von der einzigen
mechanischen Hauptwelle beschränkt
zu werden. Durch die ausgezeichnete Zusammendrückbarkeit des Vibrationsdämpfungsrings
ergibt sich ein enger/dichter Kontakt zwischen dem Werkzeughalter
und der mechanischen Hauptwelle. Damit wird die Verarbeitungsungenauigkeit kompensiert.
Da die erfindungsgemäße Anordnung eine
sehr gute Vibrationsdämpfung
bewirkt und ein geringes Gewicht [wodurch das dynamische Gleichgewicht
im Betrieb nicht beeinträchtigt
wird] aufweist, wird daher die Vibration des Werkzeughalters in
erheblichem Maße
verringert, was zur Erhöhung
der Standzeit des Werkzeugs sowie zur Herabsetzung von Werkzeugkosten
führt.
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Zusammenfassend
betrifft die Erfindung eine Werkzeughalterung mit der Möglichkeit
zur Vibrationsdämpfung,
die zwischen einem Werkzeughalter und einer mechanischen Hauptwelle 30 vorgesehen ist,
wobei sich eine Montagenut 31 in der mechanischen Hauptwelle 30 befindet.
Der Werkzeughalter ist mit einem in der Montagenut 31 untergebrachten Arretierzapfen 21 versehen.
Ein flexibler Vibrationsdämpfungsring
ist um den Arretierzapfen 21 herum angeordnet und füllt den
Spalt zwischen dem Werkzeughalter und der mechanischen Hauptwelle 30. Damit
ist eine erhöhte
Vibrationsdämpfung
gewährleistet,
wobei ein zuverlässiger
Schutz gegen im Betrieb des Werkzeughalters auftretende Vibrationen erzielt
wird. Außerdem
werden die Verarbeitungsgenauigkeit und der Verarbeitungswirkungsgrad
erhöht,
die Standzeit des Werkzeugs verlängert
sowie die Werkzeugkosten verringert.