DE20218632U1

DE20218632U1 - Angetriebenes Werkzeug

Info

Publication number: DE20218632U1
Application number: DE20218632U
Authority: DE
Original assignee: IB METALLBEARBEITUNG GmbH
Current assignee: IB METALLBEARBEITUNG GmbH
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2012-12-03

Description

Angetriebenes Werkzeug

Die Erfindung betrifft ein angetriebenes Werkzeug für eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs

Angetriebene Werkzeuge an sich sind hinreichend bekannt, wobei als Antriebselement in der Regel ein Elektromotor dient. Bei Werkzeugmaschinen, die einen angetriebenen Werkstückhalter aufweisen, wie beispielsweise Drehbänke oder CNC-Maschinen, ist der Werkzeughalter häufig nicht angetrieben. Die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt somit durch das stationäre Werkzeug am sich drehenden Werkstück. Lediglich hochpreisige Werkzeugmaschinen weisen zusätzlich einen mit einem Antrieb versehenen Werkzeughalter auf. Mit 0 derartigen angetriebenen Werkzeughaltern kann beispielsweise auch eine Werksstückbearbeitung am in der Maschine eingespannten, aber stationären Werkstück vorgenommen werden, was beispielsweise dann erforderlich sein kann, wenn eine Werkstückbearbeitung exzentrisch zur Rotationsachse des Werkstückhalters durchgeführt werden soll.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes angetriebenes Werkzeug anzugeben, welches nachträglich auch einsetzbar ist an Werkzeugmaschinen mit nicht angetriebenem Werkzeughalter. 5

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Antriebselement ein von einem strömenden Bearbeitungs- oder Kühlfluid der Werkzeugmaschine zur Durchführung einer Rotationsbewegung beaufschlagtes Rotationsantriebselement ist.

Bei diesem erfindungsgemäßen Werkzeug wird das an jeder Werkzeugmaschine im Bereich des Werkzeughalters zur Verfügung stehende Bearbeitungsfluid oder Kühlfluid, welches normalerweise unmittelbar auf den

Werkstückbearbeitungsbereich geleitet wird, genutzt, um ein Rotationsantriebselement für das Werkzeug anzutreiben. Diese äußerst sinnvolle Doppelnutzung des strömenden Bearbeitungsoder Kühlfluids führt zu dem überraschenden Ergebnis, daß eine für viele Anwendungsfälle ausreichende Antriebsenergie für den Rotationsantrieb des Werkzeugs aus der Strömungsenergie des Fluids entnommen werden kann, ohne daß dieses in seiner eigentlichen Aufgabe als Bearbeitungs- oder Kühlfluid beeinträchtigt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüche angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter 0 Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in dieser zeigt:

Fig. 1. ein erfindungsgemäßes angetriebenes Werkzeug und

Fig. 2. eine alternative Ausführungsform mit einem translatorisch arbeitenden Werkzeug.

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In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes angetriebenes Werkzeug wiedergegeben, das für Werkzeugmaschinen mit nicht angetriebenem Werkzeughalter vorgesehen ist. Dieses Werkzeug weist einen eigenständigen Antrieb auf, der als Energiequelle die Strömungsenergie des Bearbeitungs- oder Bohrfluids nutzt, welches am Werkzeughalter zur Verfügung steht.

Das Werkzeuggehäuse 1 ist mit einem abnehmbaren Adapterelement 10 versehen, welches mittels schematisch dargestellter Schraubverbindungen 10', 10" mit einem Grundwerkzeug 50 der Werkzeugmaschine 5 verschraubt ist. Über Schraubverbindungen 12', 12" ist das Adapterelement 10 mit einem Hauptkörper 12 des Werkzeuggehäuses 1 verbunden.

Am vom Adapterelement 10 abgewandten axialen Ende des Hauptkörpers 12 ist ein Lagerelement 14 angebracht. Das Adapterelement 10, der Hauptkörper 12 und das Lagerelement 14 des Werkzeuggehäuses 1 sind von einer gemeinsamen Axialbohrung 11 durchdrungen. Die Axialbohrung 11 dient zur freien Aufnahme eines rotierenden Werkzeugeinsatzes 3, wie im gezeigten Beispiel der Fig. 1 eines Spannfutters 32. In das Spannfutter 32 ist ein Bohrer 4 eingesetzt.

Die gemeinsame Axialbohrung 11 des Adapterelements 10, des Hauptkörpers 12 und des Lagerelements 14 ist als abgestufte Bohrung ausgebildet, wobei im Lagerelement 14 ein Kugellager 60 in die abgestufte Bohrung eingesetzt ist. Ein weiteres Kugellager 62 ist in die abgestufte Bohrung des Adapterelements 10 eingesetzt. Mit den Kugellagern 60 und 62 ist eine Welle 2 0 des rotierenden Werkzeugeinsatzes 3 in der gemeinsamen Axialbohrung 11 drehbar im Werkzeuggehäuse 1 gelagert.

Zwischen den Kugellagern 60 und 62 ist im Bereich der gegenseitigen Anlageflächen des Adapterelements 10 und des

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Hauptkörpers 12 durch eine Durchmessererweiterung der Axialbohrung 11 eine Aufnahmekammer 63 für ein Rotationsantriebselement 64 ausgebildet. Die Aufnahmekammer 163 steht über einen im Adapterelement 10 ausgebildeten Fluidversorgungskanal 66 mit einem Fluidversorgungsanschluß 54 in Verbindung, der standardmäßig im Grundwerkzeug 50 vorgesehen ist. Der Fluidversorgungskanal 66 steht am Eintritt in die Aufnahmekammer 63 mit einem — nicht gezeigten — Fluideinlaß des Rotationsantriebselements 64 in Fluidverbindung. Das Rotationsantriebselement 64 ist als Fluidantrieb ausgebildet und weist beispielsweise eine Turbine auf. Der Stator des Rotationsantriebselements 64 ist drehfest in die Aufnahmekammer 63 eingesetzt und der Rotor des Rotationsantriebselements 64 ist mit der Welle 20 drehfest verbunden.

Im Hauptkörper 12 ist ein Fluidauslaßkanal 68 vorgesehen, der in die Aufnähmekammer 63 mündet und dort mit einem — nicht gezeigten — Fluidauslaß des Rotationsantriebselements 64 in Fluidverbindung steht. Der Fluidauslaßkanal 68 tritt am Außenumfang des Hauptkörpers 12 aus und steht dort in Fluidverbindung mit einer flexiblen Fluidleitung 70, die an ihrem freien Ende mit einer Spritzdüse 72 versehen ist, die in bekannter Weise auf den Werkstückbearbeitungsbereich A richtbar ist und diesem Bearbeitungsfluid oder Kühlfluid zuführt.

Beim erfindungsgemäßen Werkzeug wird die von einer in der Werkzeugmaschine vorhandenen Pumpe aufgebaute 0 Strömungsenergie des Bearbeitungsfluids oder des Kühlfluids ausgenutzt, um den Rotationsantrieb 64 des Werkzeugs und mit ihm das mit dem Bohrer 4 bestückte Spannfutter 32 anzutreiben. Dabei wird dem Bearbeitungs- oder Kühlfluid nur soviel Strömungsenergie entzogen, daß der verbleibende Druck und der Fluid-Volumenstrom ausreichend groß sind, um die

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geforderte Versorgung des Werkstückbearbeitungsbereichs A mit Bearbeitungs- oder Kühlfluid zu gewährleisten.

In Fig. 2 sind die Bezugszeichen für Teile, die jenen der Ausführungsform der Fig. 1 entsprechen, um den Wert 100 erhöht. Die nicht gesondert bezeichneten Teile entsprechen denen der Ausführungsform gemäß Fig. 1.

Anstelle der Welle 20 des Spannfutters 32 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 eine Getriebeeingangswelle 120 eines Umlenkgetriebes 102 in den Kugellagern 160, 162 drehbar gelagert. Das Lagerelement 114, welches am vom Adapterelement 110 angewandten axialen Ende des Hauptkörpers 112 angebracht ist, weist an zwei voneinander gegenübergelegenen Enden jeweils einen sich parallel zur Rotationsachse X¹ erstreckenden (vertikalen) Schenkel 115 auf. Zwischen den voneinander beabstandeten Schenkeln 115 erstrecken sich Führungsstangen 117, 118 im wesentlichen rechtwinklig zur Rotationsachse X¹. Auf den Führungsstangen 117, 118 ist ein Schlitten 130 einer Translationseinrichtung 103 verfahrbar gelagert.

Der Schlitten 13 0 ist an seinem unteren, vom Lagerelement 114 wegweisenden Ende mit einer Werkzeugaufnahme 132 versehen, in die auf allgemein bekannte Weise ein Sägewerkzeug 104 eingesetzt und befestigt ist.

An seinem dem Werkzeuggehäuse 101 zugewandten Ende ist der Schlitten 13 0 mit einer kulissenartigen Ausnehmung 134 versehen, in die ein Rolle 124 eines Exzenters 122 einsetzbar ist. Der Exzenter 122 ist mit der in die Axialbohrung 111 hineinragenden Getriebeeingangswelle 12 0 verbunden und bezüglich der Rotationsachse X' der Getriebeeingangswelle 120 exzentrisch versetzt, wie in Fig. 2 zu erkennen ist.

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Der Exzenter 122 rotiert mit der Getriebeeingangswelle 120, wobei er auf einer der Exzentrizität entsprechenden Kreisbahn um die Rotationsachse X' läuft. Bei diesem Umlauf wälzt die Rolle 124 des Exzenters 122 auf der inneren Umfangswandung 134' der kulissenartigen Ausnehmung 134 ab, wodurch der Schlitten 13 0 der Translationseinrichtung 103 hin- und herbewegt wird. Daraus resultiert eine Hin- und Herbewegung des Sägewerkzeugs 104. Der erforderliche Vorschub des Sägewerkzeugs 104 in Richtung der Rotationsachse X' erfolgt dabei durch einen von der Werkzeugmaschine 105 ausgehenden gleichmäßigen Vorschub des gesamten an dem Grundwerkzeug angebrachten Werkzeugs in Richtung des Werkstücks 106.

An Stelle des Sägewerkzeugs 104 kann auch ein anderes translatorisch arbeitendes Werkzeug vorgesehen sein, wie beispielsweise eine Bürste zum Entgraten oder ein Stoß- oder Räumwerkzeug zum Stoßen oder Räumen von Nuten.

Das Rotationsantriebselement 64, 164 kann nicht nur eine Turbine aufweisen, sondern kann alternativ auch aufgebaut sein wie eine umgekehrt arbeitende, das heißt vom Fluid angetriebene, Pumpe, beispielsweise eine Zahnradpumpe oder Drehschieberpumpe.

Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, die lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dienen. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.

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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

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Claims

1. Angetriebenes Werkzeug für eine Werkzeugmaschine (5), wobei das Werkzeug

- ein Werkzeuggehäuse (1),

- ein Antriebselement,

- eine vom Antriebselement um eine Rotationsachse (X) drehbare Antriebswelle (20, 120), und

- einen von der Antriebswelle (20, 120) beaufschlagten Werkzeughalter (32, 132) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

- daß das Antriebselement ein von einem strömenden Bearbeitungs- oder Kühlfluid der Werkzeugmaschine (5) zur Durchführung einer Rotationsbewegung beaufschlagtes Rotationsanstriebselement (64, 164) ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsantriebselement (64, 164) eine Turbine aufweist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsantriebselement (64, 164) nach Art einer umgekehrt arbeitenden Zahnradpumpe aufgebaut ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationsantriebselement (64, 164) nach Art einer umgekehrt arbeitenden Drehschieberpumpe aufgebaut ist.