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Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Werkzeug-
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maschinen, insbesondere Funkenerosionsmaschinen Die Erfindung betrifft
eine Befes-tigrlngseinrichtung für tfierkzeuge an Werkzeugmaschinen, insbesondere
Funkenerosionsmaschinen (FE-Maschinen), hestehend aus einem auf der arbeitsspindel
(Pinole) der Maschine fest montierten Adapter und mindestens einem von diesem aufgenommenen
Spannfutter. Unter Werkzeugen wird hier das gesamte Zubehör verstanden; mit Bezug
auf eine PE-IiLaschine also Elektroden, Elektrodenhalter, Meßuhren, Prüfdorne o.dgl.
Unter Spannfutter sind allgemein Schnellspannfutter, Spannzangen, Klemmhalter, Freilaufhalter
o.dgl. zu verstehen.
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Insbesondere bei RE-4laschinen bilden Herstellung und Befestigung
der Elektroden ein meßtechnisches Problem, da bei der Formgebung durch Abtragen
mittels Funkenerosion an dem Werkstück gleichzeitig über der ganzen aktiven Elektrodenzone
iviaterial abgetragen wird und nicht wie bei der üblichen spanabhebenden Bearbeitung
mehrere Arbeitsgänge mit zwischengeschalteten
Kontrollvorgängen
möglich sind, um die endgültigen Maße zu erzielen.
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Das Resultat einer funkenerosiven Bearbeitung ist daher davon abhängig,
daß vor Beginn der Arbeit eine einwandfreie Vermessung der Elektrode durchgeführt
wird und die Lagefixierung an der Pinole mit höchster Genauigkeit erfolgt; so soll
bei einem lektrodenaustausch die Zentrumsabweichung 0,005 mm nicht überschreiten.
Die Befestigung eines Zubehörs, insbesondere einer Elektrode muß sowohl in einem
gewissen Verhältnis zur Vorschubrichtung der Pinole als auch winkelfixiert zu den
Koordinaten des Maschinentisches sowie zum Werkstück erfolgen.
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Bei einer bekannten Befestigungseinrichtung erfolgt das Zentrieren
des Spannfutters an dem Adapter mittels eines Zentrierkonus, die Winkelfixierung
mittels einer Referenzfläche und die Befestigung mittels eines Spannbolzens. Dabei
ist der Zentrierkonus ani Adapter als Innenkonus und am Spannfutter als Außenkonus
ausgebildet, der Spannbolzen und eine Referenzleiste sitzen am Adapter und sind
über dessen Anlagefläche erhaben, während das üblicherweise zylindrische Spannfutter
eine zentrische Aufnahme für den Spannbolzen und an einer Mantelfläche eine plane
Referenzfläche von der Höhe der Referenzleiste aufweist.
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Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist, daß sich das Spannfutter
bei vorbereitenden Arbeiten ausserhalb der FE-Maschine nicht ohne zusätzliche Hilfsmittel
in herkömmlichen Spannvorrichtungen wie Schraubstöcken aufnehmen läßt und beim Auflegen
auf eine Arbeitsfläche, z0B. die Stellplatte eines Meßplatzes,
mit
der Stirnfläche seines Außenkonus eine falsche Referenzfläche darbietet, wie im
einzelnen noch erläutert werden wird.
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Es ist daher eine andere Befestigungseinrichtung bekannt geworden,
bei der das Spannfutter magnetisch gespannt wird und zur Winkelfixierung zwei im
rechten Winkel zueinander stehende Referenzleisten am Adapter bzw. -flächen am Spannfutter
vorgesehen sind, während ein Zentrierkonus fehlt (und auch überflüssig ist). Hier
sind zwar am Spannfutter drei vollflächige Referenzflächen für die Aufnahme in herkömmlichen
Spannvorrichtungen vorhanden, jedoch fehlt das mechanische Spannelement für eine
kraftübertragende dauerhafte Verbindung in Fällen, wo keine Möglichkeit besteht,
magnetisch zu spannen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungseinrichtung
der vorbeschriebenen Art zu schaffen, welche die Vorteile der beiden beschriebenen
bekannten binrichtungen vereinigt, indem ihr Spannfutter meßbare Referenzflächen
aufweist, mit denen es ohne zusätzliche Hilfsvorrichtungen in herkömmlichen Spannvorrichtungen
aufgenommen oder auf Arbeitsflächen aufgelegt werden kann, und welche sowohl in
Verbindung mit Adaptern mit magnetischen wie solchen mit mechanischen Spannmitteln
verwendet werden kann.
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Ausgehend von einer Befestigungseinrichtung, bestehend aus einem Adapter
und mindestens einem von diesem aufgenommenen Spannfutter mit je einem Zentrierkonus
auf bzw. in der Anlagefläche, mit einer peripheren Referenzfläche zur Winkelfixierung
und mit einem Spannbolzen zur formschlüssigen Verbindung, hat erfindungsgemäß das
Spannfutter einen Innenkonus und in diesem den mit seinem Kopf unter der Anlagefläche
liegenden Spannbolzen
sowie in seiner Mantelfläche eine über deren
ganze Höhe reichende Referenzfläche, während der Adapter einen Aussenkonus und in
diesem eine Aufnahme und eine Spannzange für den Spannbolzen sowie an seiner iantelflche
eine periphere Referenzleiste hat.
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Mit der erfindungsgemäßen Verteilung der zueinander konformen Konen
und Referenzflächen auf Adapter und Spannfutter steht nunmehr die volle, ringförmige
stirnfläche des Spannfutters und eine volle plane Fläche am Zylinder des Spannfutters
als Spann- sowie als Referenzflächen für die Aufnahme im Adapter wie für das Spannen
und Messen in und auf herkömmlichen Vorrichtungen des Werkzeugmaschinenbaus zur
Verfügung, ohne daß der versenkte Spannbolzen stört. Zusätzlich zum mechanischen
Spannen mittels Spannbolzens kann aber das erfindungsgemäße Spannfutter auch an
einem entsprechend ausgerüsteten Adapter oder 1\&aschinentisch elektromagnetisch
aufgespannt werden.
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Im folgenden werden der Stand der Technik und die i!£'rfindung an
je einem Beispiel erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Befestigungseinrichtung
bekannter Art in der Seitenansicht ihrer beiden Teile, z.T0 im Längsschnitt; Figo
2 eine Befestigungseinrichtung nach der erfindung in einer Darstellung entsprechend
Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Stirnfläche des Adapters der Einrichtung
nach Fig. 2 und Fig. 4 eine draufsicht auf die Stirnfläche des Spannfutters der
Einrichtung nach Fig. 2.
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In Fig. 1 ist eine Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an einer
P-l auchine nach dem vorbeschriebenen Stand der Technik dargestellt. Diese besteht
aus einem an der Pinole befestigten Adapter 1 mit einem Innenkonus 1.1, einer über
die Stirnfläche 1.2 überstehenden peripheren Referenzleiste 3 und einem Spannbolzen
2, sowie aus einem Spannfutter 5 mit Außenkonus 5.1 und einer peripheren planen
Referenzfläche 5.3. Die zylindrischen Körperformen sind mit dem Zeichen / und die
miteinander in Beziehung tretenden, zueinander senkrechten Referenzflächen jedes
Teiles mit V bzw. V gekennzeichnet.
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Man erkennt, daß das Spannfutter 5 an seinem Zylinderumfang nicht
winkelfixiert zu der Referenzfläche 5o3, z.B. einem üblichen lvlaschinenschraubstock,
eingespannt werden kann, es sei denn unter Beilage einer Paßleiste, die mit 4 angedeutet
ist, und wenn es mit seiner Stirnfläche 5.2 auf eine Tischfläche aufgelegt werden
soll, so stört sein Außenkonus 5.1, da dessen vorstehende Stirnfläche nicht die
Referenzfläche 5.2 und zudem im Durchmesser wesentlich kleiner als diese ist.
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Fig. 2 zeigt in vergleichbarer Darstellung eine Befestigungseinrichtung
nach der Erfindung, bestehend aus einem Adapter 10 mit einem Außenkonus 10.1 und
einem Spannfutter 15 mit konformem Innenkonus 15.1, aus dessen Boden sich ein zentrischer
Spannbolzen 12 erhebt, dessen Kopffläche aber unterhalb der ringförmigen Stirnfläche
15.2 bleibt, die zusammen mit der ringförmigen Stirnfläche 1002 am Adapter 10 eine
erste Referenzfläehe Y bildet. Man erkennt, daß der furehmesser des bpannfutterkörpers
an der Stirnfläche 1502 voll zur Verfügung steht, so daß das Spannfutter 15 mit
dieser Stirnfläche sicher auf eine ebene Platte aufgelegt
werden
kann, von der aus dann alle Höhenmaße in Richtung der Pinolen- -bzw. Elektrodenachse
Z-Z abgetragen werden können.
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In einem Hohlraum des Adapters 10 sind zwei Spannzangen 14 angeordnet
(Fig0 2, 3), mit denen der kopf des Spannbolzens 12 hintergriffen und beigezogen
wird. Fig. 2 zeigt in der oberen Hälfte eine Backe der Spannzange 14 in ihrer Offenstellung
und in ihrer unteren Hälfte eine Backe der Spannzange in ihrer Schließstellung;
Fig, 3 zeigt in der Draufsicht die Backen der Spannzange 14 in ihrer Offenstellung.
Einzelheiten des Antri-ebs der Spannzange 14 sind hier ohne Belang0 Wie im Falle
der Fig, 1 ist peripher, d.h. am Umfang des zylindrischen Adapterkörpers eine etwa
um die Höhe des Außenkonus 10.1 über die Stirnfläche 10.2 voratehende Referenzleiste
13 angeordnet (Fig. 3), die ihre Entsprechung in der konformen Fläche 1503 am Spannfutter
15 hat (Fig. 4). Man erkennt, daß die beiden zweiten Referenzflächen A eine einwandfreie
Winkelfixierung des Spannfutters 15 ermöglichen und daß daß Spannfutter 15 ggf,
auch auf die Fläche 15.3 gestellt bzw, gelegtwerden kann, da sie über die ganze
Länge des Futterkörpers reicht.
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- Patentanspruch -
L e e r s e i t e