DE2646951C3

DE2646951C3 - Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Funkenerosionsmaschinen

Info

Publication number: DE2646951C3
Application number: DE19762646951
Authority: DE
Inventors: Boerje Vaellingby Ramsbro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1976-10-18
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE2646951A1; DE2646951B2; CH627107A5

Description

Die Erfindung betrifft eme Befestigungseinrichtung ■· fcr Werkzeuge an Funkenerosionsmaschinen oder für Ihnlich tu befestigende, nicht umlaufende Werkzeuge »lit zylindrischem Schaft, bestehend aus einem Spannfcitter mit einer zylindrischen Aufnahme fiir den Schafl ■nd aus Referenzflächen an Spannfutter und Schaft zur « Fixierung des Schaftes in Höhe und Winkel im Spannfutter. Unter Werkzeugen wird hief das gesamte Zubehör verstanden; mif Bezug auf eine Funkenerö^ sionsmaschine also Elektroden, Elektrodenhalter, Meßuhren, Prüfdorne od. dgl. Unter Spannfutter sind <■■· allgemein Schnellspannfuttef, vorzugsweise mit hydraulischer Spannung, Spannzangen od. dgl, tu verstehen.

insbesondere bei Funkenerosionsfnäschinen 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 Material abgetragen wird und nicht wie bei der üblichen spanabhebenden Bearbeitung mehrere Arbeitsgänge mit zwischengeschalteten Kontrollvorgängen möglich sind, um die endgültigen Maße zu erzielen.

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 Elektrodenaustausch 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 Masc!;inentisches sowie zum Werkstück erfolgen.

Bei einer bekannten Befestigungseinrichtung der eingangs genannten Art weist das hintere Ende des Werkzeug- bzw. Halterschaftes eine Schrägfläche auf, die mit einer in der Aufnahme des Spannfutters angeordneten, als Referenzfläche dienenden Anschlagflache zur Fixierung sowohl in axialer Richtung, d. h. in der Höhe mit Bezug auf die fre-e Stirnfläche der Aufnahme, als ajch in azimutaler Richtung, d. h. im Winkel mit Bezug auf eine Nullmarke des Spannfutters, zusammenwirkt (DE-OS 21 09 270). Zur Festlegung weist der Schaft noch eine kegelförmige Eindrehung auf für eine Sicherungsschraube, die in einer schräg gerichteten Bohrung in der Wandung des Spannfutters verstellbar ist.

Nachteilig bei dieser und ähnlichen bekannten Einrichtungen, die mit konischen "der keilförmigen Spann- oder Referenzfiächen arbeiten, ist. daß je nachdem, wie kräftig der Schaft in die Aufnahme des Spannfutters eingeführt und/oder wie stark die Sicherungsschraube angezogen wirti sich — wenn auch geringe — Toleranzen in der Höhenrefereo/ ergeben. Ein weiterer Nachteil ist die sehr aufwendige Formge bung gerade an dem in großer Stückzahl vorliegenden Teil der Einrichtung, nämlich dem Werkzeug- bzw Werkzeughalterschaft.

Der Erfindung liegt dcher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungseinrichtung de.· eingangs beschriebenen Art zu schaflen. die die erwähnten Nachteile nicht aufweist und ohne formgebendc Bearbeitung der zylindrischen Teile von Aufnahme und Schaft eine eindeutige f merung des letzteren in Hohe und Winkel unter einer definierten, vorgegebenen Andruckkraft ermöglicht

Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß eine freie Stinfläche der Aufnahme und cm neben dieser angeordneter achsparalleler Bolzen die Referenzflachen des Spannfutters fiir Höhe und Winkel bilden und daß der Schaft einen rjdi.il vorstehenden Stift aufweist, der mittels eines federbein steten Spanngliedes gegen Stirnflache und Bolzen andrückbar ist Vorzugsweise sind Bolzen und Stift gehärtete Zylinder. Die Justierung der Nullmarke für den Winkel wird besonders einfach, Wenn der Bolzen railtels eines zu seiner Achse exzentrischen Zapfens in der Wandung des Spannfutters drehbar gelagert und feststellbar ist.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können für den Schafl eines Werkzeuges oder Werkzeughalters und für die Aufnahme im Spannfutter glatte zylindrische

Körper verwendet werden, deren aufeinander bezogene Durchmesser lediglich die für solche Spannfutter üblichen Toleranzen einhalten müssen. Die Erfindung ist daher besonders für hydraulische Spannfutter geeignet.

Die Auflage des Stiftes auf der Stirnfläche des Spannfutters gibt die Höhenfixierung und die Anlage des Stiftes gegen den Bolzen gibt die Winkelfixierung. Das federbelastete Spannglied stellt sicher, daß Auflage und Anlage unter immer gleichbleibenden Bedingungen stehen, daß kein freies Spiel bleibt, daß aber auch keine Verklemmungen auftreten.

In Weiterbildung rier Erfindung sind der Bolzen und das federbelastete Spannglied in einen um die Aufnahme drehbaren and in jeder Stellung festklemmbaren Referenzring eingesetzt, mit dem die Nullmarke für den Winkel mit Bezug auf sonstige Referenzflächen am Spannfutter nach Bedarf eingerichtet werden kann. Der Grundgedanke, die dem Spannfutter zugeordnete Referenzfläche in Gestalt eines bezüglich des Spannfutters dreh- und einstellbaren Einsatzes auszuführen, ist bereit¹; bei der erwähnten bekannten Befestigungseinrichtung verwirklicht.

Einzelheiten sind Gegenstand der Unteransprüche. Sie werden mit der Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In diesen zeigt

Fig. 1 Seitenansichten des Spannfutters, seiner Einzelteile und eines Werkzeug- oder Werkzeugträgerschaftes mit eingesetztem Stift;

Fig 2 eine Draufsicht auf das Spannfutter gemäß Fig.l;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Spannfutter längs der Linie IM-III in Fi g. 2:

F i g. 4 einen Querschnitt durch das Spannfutter längs der Linie IVIV in F i g. 1;

Fig. 5 Seitenansichten abgewandelter Ausführungen des Spannfuiters und Schaftes und

F i g. b eine Draufsicht auf das Spannfutter gemäß F i g. 5.

Die Zi chnung zeigt ein hydraulisches Spannfutter mit einem massiven Korper 1. in den /.entrisch eine dünnwandige Spannhülse 2 eingesetzt ist. Diese ist auf der Stirnfläche 1.1 des Spannfutters zu einem Flanschring 2.1 umgebördelt und bildet mit zwei ringförmigen Hohlräumen in dem Körper I zwei Druckkammern, die auf eine nicht näher dargestellte V/eise miteinander und mit einer Zuleitungsbohrupg 4 in Verbindung stehen, durch die eine Hydraulische Flüssigkeit unter Druck zugeführt werden kann Mit der Spannhülse 2 wird der Schaf' 20 eines We.k/eupes oder Werkzeugträgers festgespannt, wenn <iuf die Druckkammern 3 Druck gegebe;, wird, unter dem sich die dünnwandige Spannhülse 2 nach innen verengen will.

Zuvor muli der Schaft 20 in axialer und azimutaler Richtung fixiert werden. Ilier/u dient ein in den Schaft 20 radial eingcset/icr Stift 21 (I ig. I). Als Referenzflächen fur c^Jiesen Stift dienen ;.n dem Spannfutter die Stirnfläche des Flanscht inges 2.1 und ein daneben in die Stirnfläche 1.1 eingesetzter Bol/en 5 In den f i g. I und 2 ist der Stift 21 zur Veranschaulichiing in dünnen Linien eingezeichnet.

Der Bolzen 5 ist Mittels eines Exzenterzapfens 5.1 in einer Bohrung im Körper 1 verdrehbar gelagert, so daß die Ausrichtung der Nullmarke der Winkelstellung am Spannfutter — bezogen auf den vorgegebenen Durchmesser des Stiftes 21 — auf einfache Weise gensu einjustiert werden k/,,in (Fig.2). Nach dem justieren wird die Einstellung des Bolzens 5 durch eine (nicht dargestellte) Sicherungsschraube gesichert.

Von dem Stift 21 am Schaft 20 aus werden alle Höhen- und Winkelmaße eines Werkzeuges abgetragen. Der Stift 21 liegt bei eingesetztem Schaft 20 auf dem Flanschring 2.1 auf, dessen Oberfläche plangeschliffen ist, und gegen den Bolzen 5 an mit einer Kraft, die mittels eines Spannhebels 6 aufgebracht wird. Dieser Spannhebel 6 weist eine keilförmig angeschrägte Nase 6.1 auf, welche den Stift 21 übergreift (Fig. 1, 2) und gegen die beiden ReferenzRächen 2.1 und 5 drückt Der Spannhebel 6 ist mit einer Achse 6.2 in einer Bohrung des Körpers 1 schwenkbar gelagert. Seine Achse weist am unteren Ende eine angefräste Fläche 63 auf, gegen die sich eine Blattfeder 7 anlegt (Fig.4). Die Blattfeder ist in einer seitlichen Tasche 1.2 des Körpers 1 untergebracht. Man erkennt aus Fig 2,4, daß bei einer Drehung des Spannhebels 6 im Uhrzeigersinn dessen Nase 6.1 aus dem Bereich des Stiftes 2.J zurückgezogen und die Blattfeder 7 gespannt wird. Sobald der Spannhebe! 6 losgelassen wird schwenkt ihn die gespannte Blattfeder 7 wieder zu. _uck. Die an der Fläche 6J anliegende Blattfeder verhindert auch, daß sich die Achse 6.2 des Spannhebels nach oben aus ihrer Lagerbohrung herausschieben kann.

Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, besteht die gesamte Befestigungseinrichtung bis auf Spannhebel und Blattfeder aus wenigen rotationssymmetrischen 3auteilen. die auf einiache Weise genau maßh-sltig herzustellen sind. Der Zusammenbau zum Spannfutter bietet ebenfalls keinerlei Schwierigkeiten und kann mit wenigen Handgriffen erfolgen. Die Referenzflächen unterliegen praktisch keiner Abnützung.

Die Ausführung kann gegenüber dem Ausführungsbeispiel je nach den Einsatzzweck des Spannfutters bzw. Werkzeuges im Rahmen der Erfindung in vielfältiger Weise abgewandelt werden. So kann lier Spannhebel 6 statt auf der Stirnfläche 1.1 des Spannfutter-Körpers 1 auch in diesem oder an -,einer Seitenfläche um eine /ur Grundfläche parallele Achse schwenkbar gelagert sein und nur mit seiner Nase 6.1 über die Stirnfläche 1.1 überstehen Standes Flansrhnnges 2.1 der Spannhülse 2 kann auch die plangeschliffene Stirnfläche 1.1 des Körpers 1 selbst als Referenzfläche für die Höhe dienen. Dies gilt insbesonde: e für den Fall einer andersartigen .Spannmethode. :ber auch in F i g. 3 könnte der Flanschring 2.1 in eine tiefere Eindrehune eingesetzt sein und mn seiner Stirnfläche tiefer liegen als die Ringfläche 1.1 des Spannfutters.

In F ι g. 5 und b ist ein Spannfutter mit einem massiven Körper 11 und einer Fußplatte 11.1 dargestellt, die zwei Referen/flächeri X. Y fur den Einsatz in weitere Vorrichtungen. Maschinen od. dgl. aufweist. Die Stirnfläche des Flanschringes 2.1 bildet auch hier die Referen/flächc für die Höhe (in Achsrichtung des Spannfutters)

Der die Winkellage mit Bc/ug auf die Referenzf'ächen Λ. V bestimmende Bol/en 5 ist jedoch in einen Refercn/rmg 12 eingesetzt, der von einem im Durchmesser -^geset/ten Ansät/ 11.2 des Körpers 11 drehbar getragen wird (F ι g 5). In diesen Ansatz ist eine Keilnut 11.3 eingedreht, und der Referenzring i2 kann in einer gewählten Stellung mittels einer in diese Keilnut eingreifenden Madenschraube 13 festgelegt werden. Der Referenzring hat eine Kerbe 12.1, in die sich Her Stift 21s (in Fi^. 6 gesirichelt eingezeichnet) einlegen kann. — Diese Anordnung gibt die Möglichkeit, über einen Bereich von 360° kontinuierlich jeden gewünschten Winkel * — z. B. gegenüber der Referenzfläche X

des Spannfutters (vgl. Fig.6) — als Nullmarke des Referenzwinkels für die Ausrichtung des Werkzeuges zu wählen. Zu diesem Zweck kann eine Winkelteilung mit Nonius zwischen den Teilen 11,12 angebracht sein.

An einem Rand der Kerbe ist, etwas vorstehend, der Bolzen 5 in den Referenzring 12 eingesetzt. An dem anderen Rand der Kerbe tritt eine Rastkugel 14 hervor, die in einer Bohrung 12.1 des Referenzringes 12 gelagert und von einer Druckfeder 15 belastet ist. Die Achse dieser Bohrung 12.1 liegt etwas höher als die Achse des Stiftes 2la, so daß die Rastkugel 14 wie ein Schnepper den Stift 21a zugleich gegen den Bolzen 5 und auf die Stirnfläche des Flanschringes 2.1 drückt.

Diese Ausführungsform des federbelasteten Spänrigliedes für den Stift kann selbstverständlich auch bei dem ,Spannfutter gemäß Fig. 1—4 anstelle des Spannhebels 6 verwendet werden. Es ist dann, wie ein Vergleich von Fig.! mit Fig.6 erkennen läßt, leicht möglich, statt nur eines Bolzens 5 deren drei oder vier, am Umfang beliebig versetzt, auf der Stirnfläche 1.1 des Körpers 1 anzuordnen, um drei oder vier diskrete Referenzwinkcllagen zur Verfügung zu haben.

Fig.5 zeigt schließlich noch eine Variante zu der Ausführung des Werkzeug- bzw. Werkzeugträgerschaftes gemäß F i g. 1 mit in eine Querbohrung eingesetztem Refefertzslift, bei der der Stift 21a ein fingerarliger Ansatz an einem Ring 22 ist, der auf den Schaft 20 aufgezogen, z. B. aufgeschrumpft und/öder mittels einer Madenschraube gesichert ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungseinrichtung für Werkzeuge an Funkenerosionsmaschinen oder für ähnlich zu befestigende, nicht umlaufende Werkzeuge mit zylindrischem Schaft, bestehend aus einem Spannfutter mit einer zylindrischen Aufnahme für den Schaft und aus Referenzflächen an Spannfutter und Schaft zur Fixierung des Schaftes in Höhe und Winkel im Spannfutter, dadurch gekennzeichnet, daß eine freie Stirnfläche (1.1,2.1) der Aufnahme und ein neben dieser angeordneter achsparalleler Bolzen (5) die Referenzflächen des Spannfutters für Höhe und Winkel bilden und daß der Schaft (20) einen radial vorstehenden Stift (21) aufweist, der mittels eines federbelasteten Spanngliedes (6) gegen Stirnfläche und Bolzen andrückbar ist.

2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bolzen (5) und Stift (2J) gehärtete Zylinder sind.

3. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied ein seitlich des Bolztns (5) drehbar gelagerter Spannhebel (6) ist, der mit einer Keilfläche (6.1) den Stift '2I) übergreift.

4. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) mittels eines zu seiner Achse exzentrischen Zapfens (5.1) in der Wandung des Spannfutters drehbar gelagert und feststelfb;·- ist.

5. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadu.xh gekennzeichnet, daß der Spannh.-bel (6) mit einer Achse (6.2) in eine/ Bohrung der Wandung des Spannfutters schwenkbar gelagert H und seine Achse eine plane Fläche (63) aufweist, gegen die sich eine im Spannfutter-Körper(l) angeordnete Blattfeder (7) anlegt.

6. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (21) in den Schaft (2) eingesetzt ist.

7. Befestigungseinrichtung nach Anspruch I nder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (21a,) Teil eines Ringes (22) ist, der auf den Schaft (20) aufgezogen ist.

8. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) und das federbelastete Spannglied (14) in einen um die Aufnahme drehbaren und in jeder Stellung festklemmbaren Referenz ring (12) eingesetzt sind.