DE3433696A1 - Halter fuer ein drehendes schneidwerkzeug - Google Patents

Description

• Halter für ein drehendes Schneidwerkzeug
• Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen an einer Spindel einer Werkzeugmaschine befestigten Werkzeughalter, der ein von der Spindel in Umdrehung versetztes Schneidwerkzeug trägt. Insbesondere ist die Erfindung auf einen derartigen Halter für ein drehendes Schneidwerkzeug abgestellt, der allenfalls eine minimale Verringerung in der Bearbeitungsgenauigkeit mit dem Werkzeug, die auf einem Positionierfehler des Halters mit Bezug zur Maschinenspindel beruht, herbeiführen wird.
• Zur Befestigung von Bohrern, Fräsern, Reibahlen, Bohrstangen und anderen unter Drehung spanabnehmend arbeitenden Werkzeugen an Spindeln von Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren, die in der Lage sind, zahlreiche Arten von Schneidvorgängen automatisch auszuführen, wurden verschiedenartige Werkzeughalter benutzt. Ein solcher Werkzeughalter trägt an seinem einen Endteil ein Werkzeug, während sein anderes Endteil lösbar an der Maschinenspindel befestigt werden kann.
• Die Berührungs- oder Positionierflächen des Werkzeughalters und der Maschinenspindel sind jedoch aufgrund des Montierens und Demontierens des Werkzeughalters an und von der Maschinenspindel einem Abrieb ausgesetzt. Darüber hinaus werden diese kegelförmigen Flächen von Bohrspänen, Staub und Schmutz sowie anderen Fremdkörpern beeinflußt, und das alles hat zum Ergebnis, daß der Werkzeughalter nicht immer eine zufriedenstellende Passung oder einen richtigen Paßsitz in der Werkzeugspindel einnimmt. Somit ist es schwierig oder unmöglich gewesen, einen Positionier- oder Lagefehler des Werkzeughalters aufgrund einer Fehlausrichtung oder Neigung seiner Achs-bzw. Mittellinie mit Bezug zur Achs- bzw. Mittellinie der Maschinenspindel zu vermeiden. Dieser Positionierfehler oder diese Fehlausrichtung des Werkzeughalters hat ein erhöhtes Verlaufen der Bohrstange am freien Ende des Halters zum Ergebnis und führt folglich zu Bearbeitungsfehlern, z.B.
• zu einer übergroße im Durchmesser einer vom Werkzeug zu fertigenden Bohrung. Das heißt mit anderen Worten, daß der Positionierfehler des Werkzeughalters die mit dem Werkzeug zu erzielende Bearbeitungsgenauigkeit herabsetzt.
• Ein solcher Positionierfehler des Werkzeughalters gibt Anlaß zu ernsthaften Schwierigkeiten, insbesondere bei einem Feinbohren, Aufreiben und anderen Bearbeitungsvorgängen, die eine relativ hohe Genauigkeit erfordern.
• Im Hinblick auf das oben herausgestellte Problem wurde durch die DE-Patentanmeldung P 34 25 236.3 (angemeldet am 9. Juli 1984) der Anmelderin ein Halter für ein drehendes Schneidwerkzeug offenbart, der in der Lage ist, eine Ver.
• minderung in der Bearbeitungsgenauigkeit mit dem Werkzeug, die auf einem Positionierfehler des Halters mit Bezug zur Maschinenspindel zurückzuführen ist, zu vermeiden. Dieser Werkzeughalter hat ein an der Maschinenspindel zu befestigendes Hauptteil und eine in diesem konzentrisch angeordnete drehbare Welle mit einem Werkzeugbefestigungsteil an ihrem einen Ende. Die drehbare Welle ist mit ihrem anderen Endabschnitt mit dem Hauptteil des Werkzeughalters zu koppeln, um von diesem Hauptteil ein Drehmoment aufzunehmen, und sie ist mit Bezug zum Hauptteil des Werkzeughalters axial sowie radial verlagerbar. Ferner weist der Werkzeughalter ein fest radial auswärts von der Spindel angeordnetes Positionierelement und ein radial auswärts von der drehbaren Welle angeordnetes Gehäuse, wobei das Gehäuse und die Welle relativ zueinander drehbar sind, auf. Das Gehäuse kann mit dem Positionierelement zu seiner genauen Positionierung durch dieses zum Eingriff kommen, wodurch auch die drehbare Welle positioniert wird, während das Hauptteil des Werkzeughalters an der Spindel befestigt wird.
• Bei diesem Werkzeughalter wird ein drehendes Schneidwerkzeuq am einen Ende der drehbaren Welle befestigt, und diese wird durch das fest rund um den Außenumfang des freien Spindelendes angeordnete Positionierelement in eine genaue Lage gebracht. Demzufolge wird eine mögliche Fehlausrichtung des Werkzeughalter-Hauptteils mit Bezug zur Spindel die Bearbeitungsgenauigkeit des von der drehbaren Welle getragenen drehenden Schneidwerkzeugs nicht beeinträchtigen, was ~bedeutet, daß das genaue Positionieren des Gehäuses eine hohe Bearbeitungspräzision ohne Rücksicht auf die Genauigkeit in der Befestigung des Hauptteils mit Bezug zur Maschinenspindel ermöglicht.
• Nun besteht jedoch ein sich fortsetzendes Erfordernis für eine weitere Steigerung in der Bearbeitungsgenauigkeit, und zwar insbesondere bei Aufreib-, Feinbohr- und anderen mit hoher Präzision auszuführenden Bearbeitungsvorgängen.
• Insofern liegt ein ständiger und wachsender Bedarf an Werkzeughaltern für drehende Schneidwerkzeuge vor, die dazu beitragen, die Bearbeitungsgenauigkeit weiter zu verbessern.
• Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, einen Halter für drehende Schneidwerkzeuge zu schaffen, der gegenüber dem in der DE-Patentanmeldung P 34 25 236.3 offenbarten Werkzeughalter in bezug auf die Bearbeitungsgenauigkeit mit drehenden Schneidwerkzeugen oder spanabhebenden Werkzeugen weiter verbessert ist.
• Erfindungsgemäß wird ein Werkzeughalter zur Aufnahme eines drehenden Schneidwerkzeugs, der an einer Spindel einer Werkzeugmaschine zu befestigen ist, um dem Schneidwerkzeug eine Drehbewegung zu vermitteln, geschaffen. Dieser Werkzeughalter umfaßt ein an der Spindel befestigtes Halterhauptteil, das mit der Spindel um deren Achse dreht, eine zum Halterhauptteil konzentrische drehbare Welle (Drehwelle) mit einem Werkzeugbefestigungsteil an ihrem einen Endabschnitt für die feste Halterung des Schneidwerkzeugs, die an ihrem anderen Endabschnitt mit dem Halterhauptteil zur Aufnahme eines Drehmoments gekoppelt ist derart, daß die Drehwelle mit Bezug zum Halterhauptteil axial sowie radial verlagerbar ist, ein ortsfest radial außerhalb der Spindel angeordnetes Positionierelement und ein Gehäuse, das radial außerhalb der Drehwelle derart angeordnet ist, daß das Gehäuse und die Drehwelle relativ zueinander drehbar sind, und das mit dem Positionierelement für seine genaue Positionierung durch dieses zum Eingriff zu bringen ist, womit auch die Drehwelle bei der Befestigung des Halterhauptteils positioniert wird.
• Dieser Werkzeughalter ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Halterhauptteil entfernten Endabschnitt des Gehäuses eine Führungsbuchse fest gelagert ist, die eine Bohrung aufweist, deren Innenumfangsfläche mit einer Außenumfangsfläche eines Führungsstücks des Schneidwerkzeugs, das am Befestigungsteil der Drehwelle gehalten ist, zur Anlage kommt, um das Schneidwerkzeug drehbar zu führen.
• Bei einer derartigen Anordnung wird die das drehende Schneidwerkzeug haltende Drehwelle durch das vom Positionierelement in eine genaue Lage gebrachte Gehäuse positioniert. Demzufolge sind die Drehwelle und das Schneidwerkzeug in hohem Maß ganz genau mit Bezug zur Maschinenspindel ausgerichtet, und zwar ohne Rücksicht auf eine mögliche Fehlausrichtung des Halterhauptteils mit der Spindel. Ferner wird das an seinem einen Ende von der Drehwelle gehaltene Schneidwerkzeug an seinem Führungsstück durch die fest am freien, vom Halterhauptteil abgelegenen Ende des Gehäuses gehaltene Führungsbuchse geführt oder gelagert, so daß die Außenumfangsfläche des Werkzeugführungsstücks an der die Bohrung in der Führungsbuchse bestimmenden Innenumfangsfläche in Anlage ist.
• Das hat zum Ergebnis, daß das drehende Schneidwerkzeug mit einer hohen Lagegenauigkeit durch die Positionierfunktion der Führungsbuchse wie auch des Gehäuses gelagert wird, so daß das Schneidwerkzeug gegen ein ansonsten mögliches Verlaufen am freien Schneidende geschützt ist, was die Ausführung der gewünschten Bearbeitungsvorgänge mit einer bemerkenswert erhöhten Genauigkeit möglich macht.
• In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt die Drehwelle ein erstes sowie ein zweites Drehelement, die miteinander konzentrisch derart verbunden sind, daß beide Drehelemente mit Bezug zueinander nicht drehbar, jedoch axial bewegbar sind. Das erste Drehelement ist mit dem Halterhauptteil gekoppelt, während das zweite Drehelement mit dem Werkzeugbefestigungsteil versehen ist. Zur axialen Bewegung des zweiten Drehelements relativ zum ersten ist eine axiale Antriebseinrichtung vorhanden, so daß das Schneidwerkzeug mit Bezug zur Führungsbuchse axial bewegt wird, während diese Buchse das Werkzeug an seinem Führungsstück führt.
• In einer vorteilhaften Ausbildung der obigen bevorzugten Ausführungsform weist das zweite Drehelement ein mit dem Gehäuse zusammenarbeitendes und damit eine Druckkammer im Gehäuse teilweise bestimmendes Kolbenteil auf. Wenn in der Druckkammer ein Fluiddruck zur Wirkung gebracht wird, so wird das zweite Drehelement vom ersten axial wegbewegt und das Schneidwerkzeug zum Werkstück hinbewegt.
• In einer bevorzugten Anordnung gemäß der Erfindung haben das Gehäuse und das Positionierelement eine erste bzw. zweite Anschlagfläche, die, wenn das Gehäuse bei der Montage des Werkzeughalters an der Maschinenspindel mit dem Positionierelement in Eingriff gebracht wird, aneinanderstoßen. Das Gehäuse hat einen ersten Fluidkanal, der an seinem einen Ende mit der oben erwähnten Druckkammer in Verbindung steht und an seinem anderen Ende an der ersten Anschlagfläche des Gehäuses offen ist. Das Positionierelement ist andererseits mit einem zweiten Fluidkanal ausgestattet, der in einem dem anderen Ende des in der ersten Anschlagfläche austretenden Fluidkanals gegenüberliegenden Teil der zweiten Anschlagfläche offen ist. Das Gehäuse und das Positionierelement enthalten je ein Absperrventil, von denen das eine dem ersten, das andere dem zweiten Fluidkanal zugeordnet ist. Das erste sowie das zweite Absperrventil schließen den zugeordneten Fluidkanal zur ersten sowie zweiten Anschlagfläche hin ab, wenn das Gehäuse nicht mit dem Positionierelement in Eingriff ist, d.h., wenn der Werkzeughalter nicht an der Maschinenspindel montiert ist. Wird das Gehäuse mit dem Positionierelement in Eingriff gebracht und stoßen die beiden Anschlagflächen aneinander, dann öffnen die beiden Absperrventile den jeweils zugehörigen Fluidkanal, die damit miteinander in Verbidnung gebracht werden.
• Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die die Erfindung vorsieht, hat die Führungsbuchse an ihrer einen Stirnseite einen Ringbund, der über ihre Außenumfangsfläche radial nach außen ragt. Der freie Endabschnitt des Gehäuses ist mit einer zur Drehwelle konzentrischen Aufnahmeöffnung versehen, in die die Außenumfangsfläche der Führungsbuchse anliegend eingeschoben werden kann, die am freien Gehäuseende entfernbar befestigt ist, was durch Andrücken des Ringbundes der Buchse an die Stirnfläche des Gehäuses mittels einer Befestigungsschraube bewirkt wird.
• Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, daß das Gehäuse eine Öffnung aufweist, die seine Umfangswand zwischen den entgegengesetzten Gehäuseenden durchsetzt, so daß die Öffnung einen Zugang zum Werkzeugbefestigungsteil der Drehwelle bietet, um das Werkzeug am Befestigungsteil der Drehwelle festzuklemmen.
• Des weiteren hat in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung die Führungsbuchse wenigstens eine Kühlmittel-Austrittsöffnung, die in der Bohrung der Buchse offen ist, um dem Schneidwerkzeug ein Kühlmittel zuzuführen.
• In einer Ausbildung nach der Erfindung ist die Kühlmittel-Austrittsöffnung mit einem ersten Kühlmittel-Zufuhrkanal, der im Gehäuse ausgebildet ist, verbunden, und dieser erste Kanal wird mit einem im Positionierelement ausgestalteten zweiten Kühlmittelkanal verbunden oder von diesem gelöst, wobei dieses Verbinden oder Lösen durch ein erstes sowie zweites Absperrventil, die zu den oben genannten Absperrventilen in den Fluidkanälen für die Axialbewegung des zweiten Drehelements der Drehwelle identisch sind, bewerkstelligtcrd.
• In einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehwelle des Werkzeughalters gemäß der Erfindung weist das Befestigungsteil für das Werkzeug ein dieses festhaltendes Klemm- oder Zangen-spannfutter auf.
• Die Aufqabe der Erfindung sowie deren Lösung wie auch weitere Ziele, Merkmale und Vorteile dieser werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt eines Werkzeughalters für drehende Schneidwerkzeuge gemäß der Erfindung, der an einer Spindel einer Werkzeugmaschine befestigt ist; Fig. 2 eine Stirnansicht auf die rechte Seite des Werkzeughalters von Fig. 1.
• Eine zylindrische Spindel 2 eines Bearbeitungszentrums wird um ihre Achse gedreht, und am freien Ende dieser Spindel 2 ist ein Werkzeughalter 6 gemäß der Erfindung befestigt, der eine Reibahle 4 als ein drehendes Schneidwerkzeug hält, dem er die Drehbewegungen der Spindel 2 vermittelt.
• Der Werkzeughalter 6 umfaßt ein lösbar an der Spindel 2 befestigtes Halterhauptteil 8, eine konzentrisch zu diesem Hauptteil 8 angeordnete drehbare Welle (Drehwelle) 14, die die Reibahle 4 hält und aus einem ersten sowie zweiten, konzentrisch miteinander verbundenen Drehelement 10 bzw. 12 besteht, wobei diese Drehelemente 10, 12 mit Bezug zueinander nicht drehbar, jedoch axial bewegbar sind, ein ortsfest radial außerhalb der Spindel befestigtes Positionierelement 80, ein radial außerhalb der Drehwelle 14 angeordnetes, diese Welle 14 positionierendes Gehäuse 16 und eine Führungsbuchse 18, die am axialen, vom Halterhauptteil 8 entfernt gelegenen Endabschnitt des Gehäuses 16 fest gelagert ist. Das erste Drehelement 10 der Drehwelle 14 ist mit dem Halterhauptteil 8 gekoppelt, das zweite Drehelement 12 hat ein die Reibahle 4 haltendes Werkzeugbefestigungsteil.
• Das Halterhauptteil 8 besteht aus einem Schaft 20 sowie einem ringförmigen Drehmomentübertrager 21. Der Schaft 20 ist mit einer äußeren Kegelfläche 22 sowie einer Axialbohrung 24 mit abgestuften Durchmessern, die in einem radial mittigen Teil des Schaftes 20 ausgebildet ist, versehen. Der Drehmomentübertrager 21 ist in dem Teil der Axialbohrung 24, der den größten Durchmesser hat, aufgenommen und mittels Schraubenbolzen 26 am Schaft 20 befestigt. In eine im Drehmomentübertrager 21. ausgestaltete Radialbohrung ist ein Drehmomentübertragungszapfen 28 mit Preßsitz so eingefügt, daß das eine Ende des Zapfens 28 vom Drehmomentübertrager 21 radial einwärts und in eine axiale Bohrung 25 im Drehmomentübertrager 21 ragt. Am kleinkalibrigen Endabschnitt des Halterhauptteils 8 ist ein Zugzapfen 30 so angebracht, daß er von der kleinkalibrigen Stirnfläche des Schaftes 20 in axialer Richtung vorsteht. Der Schaft 20 weist einen Ringflansch 32 auf, der von der Außenumfangsfläche am großkalibrigen Ende radial nach außen ragt und rechtwinklig zur Schaftachse gerichtet ist. Der Ringflansch 32 hat Aussparungen oder Keilnuten 34, die an der Stirnfläche der Spindel 2 ausgebildete Eingriffszapfen oder Keile 38 aufnehmen, um eine Relativdrehung zwischen der Spindel 2 und dem Halterhauptteil 8 zu verhindern, wenn der Schaft 20 ausreichend weit in die Spindel 2 hineingezogen worden ist, d.h., wenn die äußere Kegelfläche 22 des Schaftes 20 in enge Berührung mit einer inneren, eine Kegelbohrung im freien Endabschnitt der Spindel 2 bestimmenden Kegelfläche 36 gebracht worden ist.
• Das erste Drehelement 10 der Drehwelle 14 hat im Querschnitt eine kreisförmige Gestalt, und ein Endabschnitt auf der Seite des Hauptteils 8 ist axial verschiebbar in die Axialbohrung 25 des Drehmomentübertragers 21 eingefügt, wobei ein kleiner radialer Freiraum zwischen der Außenfläche des ersten Drehelements 10 sowie der Innenfläche des Drehmomentübertragers 21 eingehalten wird. Dieser Endabschnitt des ersten Drehelements 10 hat in seiner Außenumfangsfläche eine parallel zur Mittel- oder Drehachse des Elements 10 verlaufende axiale Nut, in die der oben erwähnte Drehmomentübertragerzapfen 28 eingreift, so daß Drehbewegungen des Halterhauptteils 8 auf das erste Drehelement 10 übertragen werden. Im Zentrum des in den Drehmomentübertrager 21 eingreifenden Endabschnitts des ersten Drehelements 10 ist in dieses ein Schraubenbolzen 42 so eingeschraubt, daß er die axiale Bohrung 25 durchsetzt und sich in die Axialbohrung 24 erstreckt. Durch zwischen dem Kopf des Schraubenbolzens 42 und dem Drehmomentübertrager 21 angeordnete Belleville-oder Kegelfedern 44 wird das erste Drehelement 10 zum Halterhauptteil hin gedrückt. Das bedeutet im besonderen, daß das erste Drehelement 10 und das Halterhauptteil 8 so miteinander gekoppelt sind, daß sie axial mit Bezug zueinander gegen eine Federkraft der Kegelfedern 44 bewegbar oder verlagerbar sind und daß das erste Drehelement 10 wegen des Vorhandenseins des oben erwähnten geringen Freiraumes zum Drehmomentübertrager 21 radial mit Bezug zum Hauptteil 8 verlagert werden kann, d.h. es ist die Möglichkeit für eine geringe Neigung und radiale Verlagerung der Achse des ersten Drehelements 10 in bezug auf die Achse des Halterhauptteils 8 gegeben.
• Das zweite Drehelement 12 der Drehwelle 14 ist eine Welle von kreisförmiger Gestalt im Querschnitt, die im Durchmesser abgestuft ist und einen kleinkalibrigen, zum Halterhauptteil 8 hin sich erstreckenden Teil 46 aufweist, welcher lose in eine im anderen Endabschnitt des ersten Drehelements 10, der zum zuerst genannten, den Schraubenbolzen 42 tragenden Endabschnitt entgegengesetzt ist, ausgebildete Zentrumsbohrung 48 eingefügt ist. In der diese Bohrung 48 bestimmenden Innenfläche des ersten Drehelements 10 ist eine zu dessen Achse parallele Keilnut 50 ausgestaltet, in die ein an der Außenfläche des kleinkalibrigen Teils 46 des zweiten Drehelements 12 befestigter Keil 52 verschiebbar eingreift, so daß das erste sowie zweite Drehelement 10 und 12 zueinander hin oder voneinander weg bewegt werden können, während eine Relativdrehung dieser Elemente 10, 12 verhindert ist.
• Das zweite Drehelement 10 hat in dem dem kleinkalibrigen Teil 46 entgegengesetzten Endabschnitt eine Werkzeug-Aufnahmebohrung 54 mit abgestuften Durchmessern. Diese Aufnahmebohrung 54 weist an der Seite ihres Bodens einen kleinen Durchmesser, an der Seite ihres offenen Endes einen großen Durchmesser auf.
• Im großkalibrigen Teil der Aufnahmebohrung 54 sind zwei Konusringe 56, 57 sowie eine Klemmhülse 58 angeordnet, die zusammenwirken, um ein die Reibahle 4 haltendes Klemm- oder Zangenspannfutter zu bilden, Die Klemmhülse 58 ist allgemein zylindrisch ausgebildet und mit mehreren, vom einen bzw.
• vom anderen Ende abwechselnd sich erstreckenden sowie zur Hülsenachse parallelen Schlitzen versehen. Ferner hat die Klemmhülse 58 an ihren entgegengesetzten Endabschnitten kegelige Außenumfangsflächen, die so geneigt sind, daß die Hülse zu den Enden hin abfallende Flächen hat. Die Konusringe 56, 57 haben innere Kegelumfangsflächen, die mit den kegeligen Außenumfangsflächen der Klemmhülse 58 in Berührung gehalten werden. In einen Innengewindeabschnitt der Werkzeug-Aufnahmebohrung 54 an ihrem offenen Ende ist eine Spannmutter 59 eingedreht. Bei Anbringen der Reibahle 4 am Werkzeughalter 6 wird der Schaft der Reibahle in die Aufnahmebohrung 54 durch die Spannmutter 59 und die Klemmhülse 58 hindurch eingesetzt, worauf die Spannmutter 59 in die Aufnahmebohrung 54 eingeschraubt wird, so daß die Klemmhülse 58 zu einem in radialer Richtung verkleinerten Durchmesser elastisch zusammengedrückt wird, was einen ausreichenden Klemmdruck auf den Schaft der Reibahle 4 zum Ergebnis hat. Somit bilden bei der beschriebenen Ausführungsform die Werkzeug-Aufnahmebohrung 54, die Konusringe 56, 57 und die Klemmhülse 58 ein wesentliches Teil des das Spannfutter aufweisenden Werkzeugbefestigungsteils.
• Rechtwinklig zur Achse des zweiten Drehelements 12 ist in der Aufnahmebohrung 54 ein gerader Stift 60 fest angeordnet, der mit einer am Reibahlenschaft ausgebildeten Abflachung 61 zur Anlage kommt und somit eine Relativdrehung zwischen dem zweiten Drehelement 12 sowie der Reibahle 4 verhindert. Ferner trägt der Schaft der Reibahle 4 an seiner Stirnfläche einen eingeschraubten Anschlag 62, der axial zur Reibahle verläuft, und wenn diese in die Werkzeug-Aufnahmebohrung 54 eingesetzt wird, dann stößt der Anschlag 62 gegen deren Bodenfläche, so daß die axiale Lage der Reibahle 4 mit Bezug zum zweiten Drehelement 12 durch die von der Stirnfläche der Reibahle vorstehende spezifische Länge des Anschlags 62 bestimmt wird.
• Das oben erwähnte Gehäuse 16 ist radial außerhalb der aus den Drehelementen 10 und 12 bestehenden Drehwelle 14 angeordnet und dazu ausgestaltet, die Drehwelle 14 so zu positionieren, daß sie mit Bezug zum Gehäuse 16 drehbar ist. Das Gehäuse 16 hat eine allgemein zylindrische Gestalt mit unterschiedlichen Außendurchmessern und ist über einen Zylinderdeckel 64 sowie eine Muffe 66, die an ihm befestigt sind, mit dem zweiten Drehelement 12 verschiebbar in Anlage.
• Ferner weist das Gehäuse 16 Innenflächen auf, die mit der Außenfläche des zweiten Drehelements 12 unmittelbar oder mittelbar über eine Buchse 68 in Gleitberührung gehalten werden, so daß das zweite Drehelement 12 mit bezug zum Gehäuse 16 dreh- und axial bewegbar ist. Auf der Seite des Halterhauptteils 8 ist am offenen Ende des Gehäuses 16 ein Lagerdeckel 70 befestigt, der mit dem Zylinderdeckel 64 und der Muffe 66 sowie der Büchse 68 zusammenarbeitet, um eine im Gehäuse 16, genauer gesagt in einem Teil des Gehäuses, bewegbare Baugruppe zu bilden. Zwischen dem Lagerdekkel 70 des Gehäuses 16 und einem Kranzstück 72, das sich von der Außenumfangsfläche des ersten Drehelements 10 radial auswärts erstreckt, ist ein Drucklager 74 angeordnet, das eine Schub- oder Drucklast vom ersten Drehelement 10 aufnehmen kann.
• An dem den Lagerdeckel 70 tragenden Ende ist das Gehäuse 16 mit einem konischen Ansatz, der eine konische Außenumfangsfläche 76 hat, versehen, wobei diese Außenumfangsfläche 76 derart kegelig gestaltet ist, daß ihr Außendurchmesser in einer zur Stirnseite des Ansatzes, d.h. zum Halterhauptteil 8 hin, verlaufenden Richtung abnimmt. Des weiteren ist das Gehäuse 16 mit einem vom großkalibrigen Ende des Ansatzes bzw.
• der Außenumfangsfläche 76 radial auswärts sowie rechtwinklig zur Achse des Gehäuses 16 sich erstreckenden Ringbund 78 versehen.
• Das ringförmige Positionierelement 80 ist an einem Ständerteil 82 des Bearbeitungszentrums so befestigt, daß es den freien Endabschnitt der Spindel 2 umschließt, und es hat eine Öffnung, die teilweise von einer konischen Innenumfangsfläche 84 bestimmt wird, welche zur konischen Außenumfangsfläche 76 des Gehäuses 16 komplementär ausgebildet ist.
• Bei dieser Anordnung paßt der konische Ansatz 76 des Gehäuses 16 in die konische Öffnung 84 des Positionierelements 80, d.h., die komplementären Außen- und Innenumfangsflächen 76 und 84 werden, wenn das Halterhauptteil 8 in die Kegelbohrung 36 in der Spindel 2 eingesetzt wird, miteinander in Anlage gebracht. Wenn diese konischen Flächen 76 und 84 miteinander in Berührung sind, so wird eine Stirnfläche 86 des Ringbundes 76 in stoßender Anlage an einer Stirnfläche 88 des Positionierelements 80 gehalten. Diese zur Achse des Gehäuses 16 rechtwinkligen Stirnflächen 86, 88 dienen als gegenüberliegende Anschlag- oder Stoßflächen für die axiale Positionierung des Gehäuses 16, das somit sowohl in der radialen wie auch axialen Richtung mit Hilfe des Positionierelements 80 und mit Bezug zu diesem ganz genau positioniert und festgelegt wird.
• Wie schon erwähnt wurde, werden das Halterhau#tteil 8 und das Gehäuse 16 durch die Kegelfedern 44 zueinander hin gedrückt. Bei Einsetzen des Halterhauptteils 8 in die Spindel 2 in einer noch zu beschreibenden Weise wird das Gehäuse 16 zuerst mit dem Positionierelement 80 in Berührung gebracht und dann das Halterhauptteil 8 ein wenig gegen die Kraft der Federn 44 axial mit Bezug zum Gehäuse 16 verschoben, wenn das in die Spindel 2 eingefügte Hauptteil 8 am Zugzapfen 30 durch eine (nicht gezeigte) Zugstange einwärts gezogen wird. Anders ausgedrückt heißt das, daß die konischen Flächen 76 und 84 miteinander in eine leichte Preßpassung gebracht werden, wenn das Halterhauptteil 8 um eine geringe Strecke von der Zugstange einwärts gezogen worden ist. Somit wird das Gehäuse 16 in Druckanlage oder -berührung mit dem Positionierelement 80 gehalten, wobei die Flächendrücke von der Druckkraft der Kegelfedern 44 erzeugt werden, während das Halterhauptteil 8 in der Spindel 2 an seinem Platz eingebaut wird, d.h., nachdem der Werkzeughalter 6 an der Spindel 2 angebracht worden ist.
• Der am Gehäuse 16 befestigte Lagerdeckel 70 hat in seiner der Stirnseite des Ringflansches 32 des Schaftes 20 gegenüberliegenden Stirnfläche Vertiefungen 92. Andererseits ist der Ringflansch 32 mit Mitnehmerklauen 94 ausgestattet, die mit entsprechenden Vertiefungen 92 zum Eingriff kommen können. Die Vertiefungen 92 und Mitnehmerklauen 94 arbeiten mit den Kegelfedern 44 zusammen, um einen in Umfangsrichtung wirkenden Riegelmechanismus zu bilden, der eine Relativdrehung zwischen Halterhauptteil 8 und Gehäuse 16 unterbindet.
• Im einzelnen heißt das, daß dann, wenn der Werkzeughalter 6 nicht an der Spindel 2 montiert ist, die Mitnehmerklauen 94 mit den Vertiefungen 92 durch die Kegelfedern 44 in Eingriff gehalten werden, so daß das Halterhauptteil 8 und das Gehäuse 16 in Umfangsrichtung in bezug zueinander positioniert sind und ihre Relativdrehung unmöglich ist.Wird der Werkzeughalter 6 jedoch an der Spindel 2 montiert, so wird das Hauptteil 8 um eine geringfügige Strecke vom Gehäuse 16 wegbewegt, wobei die Mitnehmerklauen 94 aus den Vertiefungen 92 gelöst werden.
• Das Gehäuse 16 hat in seiner Außenfläche eine Ringkehle 96, in die ein (nicht gezeigter) Werkzeugwechselarm des Bearbeitungszentrums eingreift, der den Werkzeughalter 6 erfaßt.
• Zur Montage des Werkzeughalters 6 an der Spindel 2 wird dieser durch den Werkzeugwechselarm bewegt, so daß das Hauptteil 8 in die Spindel 2, die auf ihre vorbestimmte, auf den Umfang bezogene Winkellage ausgerichtet worden ist, eingesetzt wird. Während des Einsetzens des Halterhauptteils 8 in die Kegelbohrung 36 der Spindel kommen die Keilnuten 34 im Ringflansch 32 des Schaftes 20 mit den Antriebskeilen 38 an der Spindel 2 in Eingriff. Bevor die äußere Kegelfläche 22 des Schaftes 20 restlos mit der i.nneren Kegelfläche 36 der Spindel 2 in Anlage gebracht worden ist, kommen die konischen Flächen 76 sowie 84 miteinander in Berührung und stoßen die Stirnflächen 86 und 88 aneinander. Dann wird das Halterhauptteil 8 mittels der Zugstange am Zugzapfen 34 einwärts gezogen, bis der Schaft 20 vollständig in die Kegelbohrung 36 der Spindel 2 eingepaßt ist. Während der Einwärtsbewegung des Hauptteils 8 über den Zugzapfen 30 wird dieses Hauptteil 8 gegen die Druckkraft der Kegelfedern 44 vom Gehäuse 16 wegbewegt, was ein Lösen der Mitnehmerklauen 94 aus den dazu passenden Vertiefungen 92 zum Ergebnis hat, so daß der Werkzeughalter 6 in seine Arbeitslage gebracht worden ist, in der das Halterhauptteil 8 in bezug auf das Gehäuse 16 drehbar ist.
• Das zweite Drehelement 12 der Drehwelle 14 hat in einem axial mittleren Bereich ein Kolbenteil 98, das einen größeren Durchmesser als die anderen Teile des Drehelements 12 hat.
• Das Kolbenteil 98 ist mit der Innenumfangsfläche des Gehäuses 16 in Gleitberührung, so daß ein Teil des Gehäuses 16 als ein Zylinder dient, in dem das Kolbenteil 98 in axialer Richtung des zweiten Drehelements verschoben werden kann. Am Kolbenteil 98 ist ein Dichtungsring 99 angebracht, der eine Fluiddichtheit zwischen der Innenfläche des Gehäuses 16 und der Außenfläche des Kolbenteils 98 gewährleistet. Auf der einen Seite des Kolbenteils 98 ist in axialer Richtung des zweiten Drehelements 12 eine erste Druckkammer 100 ausgebildet, die von der Innenfläche des Gehäuses 16, vom Zylinderdekkel 84, vom ersten Drehelement 10 und anderen, dem Kolbenteil 98 benachbarten Teilen begrenzt wird. Ein 0-Ring 102 und eine Ringdichtung 104 dienen der Aufrechterhaltung einer Fluiddichtheit auf seiten der ersten Druckkammer 100. Auf der anderen Seite des Kolbenteils 98 ist eine zweite Druckkammer 106 ausgebildet, die von der Innenfläche des Gehäuses 16, von der Büchse 68 und von Außenflächen des zweiten Drehelements 12 bestimmt wird. Ein 0-Ring 108 und eine Ringdichtung 110 halten die Fluiddichtheit auf seiten der zweiten Druckkammer 106 aufrecht.
• Um das zweite Drehelement 12 bzw. das Kolbenteil 98 vom ersten Drehelement 10 wegzubewegen, wird auf die erste Druckkammer 100 durch einen das Gehäuse 16 sowie das Positionierelement 80 durchziehenden Fluidkanal ein Fluiddruck zur Wirkung gebracht. Im einzelnen ist im Gehäuse 16 ein erster Fluidkanal 112 ausgebildet, während im Positionierelement 80 ein zweiter Fluidkanal 114 ausgestaltet ist. Der erste Fluidkanal 112 steht an seinem einen Ende mit der ersten Druckkammer 100 in Verbindung und mündet an seinem anderen Ende an der Stirnfläche 86. Der zweite Fluidkanal 114 tritt an seinem einen Ende in der Stirnfläche 88 aus, während sein anderes Ende eine Einlaßöffnung 123 bildet.
• Das Gehäuse 16 und das Positionierelement 80 enthalten ein erstes bzw. zweites Absperrventil 116 bzw. 117, die nahe den Stirnflächen 86 bzw. 88 in die Mündungen des ersten bzw.
• zweiten Fluidkanals 112 bzw. 116 eingebaut sind. Das erste sowie zweite Absperrventil 116. 117 enthalten ein erstes bzw. zweites Absperrglied 118 bzw. 119, die parallel zur Achse des Gehäuses 16 axial bewegbar sind. Die Absperrglieder 118, 119 stehen in einander entgegengesetzten Richtungen unter dem Druck von Federn 120 und 121, die ein Schließen der Fluidkanäle 112, 114 an ihren Mündungen in den Stirnflächen 86, 88 dann bewirken, wenn das Gehäuse 16 nicht mit dem Positionierelement 80 in Eingriff ist, d.h., wenn der Werkzeughalter 6 nicht an der Spindel 2 montiert ist. In diesem Zustand kann folglich aus dem ersten sowie zweiten Fluidkanal 112, 114 kein Fluid austreten. Das erste Absperrglied 118 des ersten Absperrventils 116 hat einen axial gerichteten Ansatz, der gegen die gegenüberliegende Stirnfläche des zweiten Absperrglieds 119 stößt, wenn das Gehäuse 16 mit dem Positionierelement 80 zum Eingriff gebracht wird, d.h., wenn die Stirnfläche 86 des Gehäuses 16 zum Anstoßen an der Stirnfläche 88 des Positionierelements 80 gebracht wird.
• Das heißt mit anderen Worten, daß dann, wenn der Werkzeughalter 6 an der Spindel 2 montiert wird, das erste und zweite Absperrglied 118, 119 axial voneinander und von den den Stirnflächen 86, 88 nahegelegenen Ventilsitzen gegen die Druckkraft der Federn 120, 121 wegbewegt werden, so daß an den Stirnflächen 86, 88 der erste und zweite Fluidkanal 112 sowie 114 miteinander in Verbindung kommen. In diesem Zustand wird die Fluiddichtheit zwischen den Stirnflächen 86, 88 durch ein Abdichtelement 122, das an der Gehäusestirnfläche 86 befestigt ist, aufrechterhalten. Der zweite Fluidkanal 114 ist mit einer Druckquelle über eine äußere (nicht gezeigte ) Leitung verbunden, die an die im Positionierelement 80 ausgebildete Einlaßöffnung 123 angeschlossen wird.
• Die zweite Druckkammer 106 wird mit einem Fluidkanal 124 in Verbindung gehalten, der an einen weiteren (nicht gezeigten) Fluidkanal im Positionierelement 80 über einen weiteren Satz von Absperrventilen 116, 117 angeschlossen wird, wenn das Gehäuse 16 mit dem Positionierelement 80 zum Eingriff gebracht wird. Somit wird in der zweiten Druckkammer 106 ein Fluiddruck zur Wirkung gebracht, um das zweite Drehelement 12 und damit das Kolbenteil 98 zum ersten Drehelement 10 hin zu bewegen.
• Ein Filzring 125 dient dazu, ein Eindringen von Spänen oder anderen Fremdkörpern zwischen die Gleitflächen des zweiten Drehelements 12 und des Gehäuses 16 zu unterbinden.
• Somit wird eine axial wirkende Antriebseinrichtung für die axiale Bewegung des zweiten Drehelements 12 mit Bezug zum ersten (10) von dem Gehäuse 16, dem Kolbenteil 98, der ersten sowie zweiten Druckkammer 100. und 106, dem ersten sowie zweiten Fluidkanal 112 und 114, dem ersten sowie zweiten Absperrventil 116 und 117 sowie weiteren Bauelementen gebildet.
• Das Gehäuse 16, das in der Hauptsache zylindrisch ausgestaltet ist, ist in einem axialen Bereich zwischen dem Filzring 125 und seinem freien Ende in zwei parallelen Ebenen, die zur Achse parallel verlaufen, aufgeschnitten, so daß, wie Fig. 2 zeigt, zwei parallele Ausschnitte 126 gebildet werden.
• Da die Tiefe dieser Ausschnitte 126 größer ist als die Stärke der zylindrischen Gehäusewand, ist das Gehäuse 16 mit einem Paar von diametral gegenüberliegenden Öffnungen 131 (s. Fig. 1) versehen, die die zylindrische Gehäusewand durchsetzen. Diese Öffnungen 131 bieten einen Zugang zum Werkzeugbefestigungsteil des zweiten Drehelements 12, und zwar insbesondere zur Spannmutter 59, um diese mit einem geeigneten Werkzeug zu drehen, so daß die Reibahle 4 mit ihrem Schaft am Zangenspannfutter, das aus den Teilen 56, 57 und 58 gebildet wird, festgeklemmt werden kann.
• Der dem Ende des Gehäuses 16, das mit dem Positionierelement 80 zu verbinden ist, gegenüberliegende Endabschnitt ist mit einer axialen Aufnahmeöffnung 127 versehen, die konzentrisch zum ersten sowie zweiten Drehelement 10 und 12 ausgebildet und in die die bereits erwähnte Führungsbuchse 18 gleitend in genauer Ausrichtung mit dem zweiten Drehelement 12 eingepaßt ist. Die Führungsbuchse 18 weist an ihrem äußeren Ende einen Ringbund 128 auf, der sich von ihrer Außenumfangsfläche, die mit der die axiale Aufnahmeöffnung 127 bestimmenden Innenumfangsfläche in Anlage ist, radial auswärts erstreckt. Dieser Ringbund 128 ist so ausgestaltet, daß er an der Stirnfläche des Gehäuses 16 anstößt, wenn die Führungsbuchse 18 in die Aufnahmeöffnung 127 eingeschoben wird. Wie noch näher erläutert werden wird, ist die Führungsbuchse 18 lösbar am Gehäuse 16 befestigt, wozu eine Befestigungsschraube 130 dient, die in die Gehäusestirnfläche eingeschraubt wird, um den Ringbund 128 gegen die Stirnfläche des Gehäuses 16 zu drücken.
• Die Führungsbuchse 18 hat eine Innenumfangsfläche 134, die mit einem spanenden Bearbeitungsabschnitt 132 der Reibahle 4 in Anlage ist, wenn diese mit ihrem Schaft im Werkzeugbefestigungsteil des zweiten Drehelements 12 gehalten ist.
• Das bedeutet, daß die Reibahle 4 an ihrem Schaft durch das zweite Drehelement 12 sowohl axial wie auch radial positioniert und festgehalten ist, während sie an ihrem vom Schaft entfernten Bearbeitungsabschnitt 132 durch die Führungsbuchse 18 radial positioniert und gelagert ist. Somit dient der Bearbeitungsabschnitt 132 als ein Führungsstück für die Reibahle 4, mit dem diese durch die Führungsbuchse 18 drehbar geführt wird.
• Wie schon gesagt wurde, bewirkt die Anwendung eines Fluiddrucks in der ersten Druckkammer 100 eine Wegbewegung des zweiten Drehelements 12 vom ersten (10) bzw. vom Halterhauptteil 8 und damit eine Bewegung der Reibahle 4, so daß das freie Ende des spanenden Bearbeitungsteils 132 über die Stirnfläche der Führungsbuchse 18 vorgeschoben wird. Andererseits wird die Reibahle 4 zum Halterhauptteil 8 hin durch das zweite Drehelement 12 zurückgezogen, wenn in der zweiten Druckkammer 106 ein Fluiddruck zur Wirkung kommt. Bei diesen axialen Bewegungen der Reibahle 4 dient die Führungsbuchse 18 dazu, die Reibahle 4 drehbar zu lagern und zu führen.
• Wie die Fig. 2 zeigt, ist der Ringbund 128 der Führungsbuchse 18 mit einer abgestuften Fläche 140 längs eines Außenumfangsabschnitts versehen, und diese Fläche 140 dient der Anlage an der Unterseite der Befestigungsschraube 130. Der Ringe bund 128 weist am einen Ende der abgestuften Fläche 140 einen bogenförmigen Ausschnitt 142 auf, der der Führungsbuchse 18 die Möglichkeit bietet, vom Kopf der Schraube 130 freizukommen, wenn dieser Ausschnitt durch Drehen der Führungsbuchse bei gelockerter Schraube 130 in die passende Umfangsstellung mit dem Schraubenkopf ausgerichtet ist.
• In dieser ausgerichteten Lage von Ausschnitt 142 und Schraubenkopf kann die Führungsbuchse 18 in einer Richtung vom zweiten Drehelement 12 hinweg axial bewegt und somit leicht vom Gehäuse 16 entfernt werden.
• Das Gehäuse 16 und die Führungsbuchse 18 sind dazu ausgestaltet, dem spanenden Bearbeitungsabschnitt 132 während eines Arbeitsvorgangs ein Kühlmittel zuzuführen. Hierzu weist die Führungsbuchse 18 mehrere Kühlmittel-Austrittsöffnungen 144 auf, die radial ihre zylindrische Wand durchsetzen sowie in Umfangsrichtung der Führungsbuchse 18 gleiche Winkelabstände zueinander haben. Diese radialen Kühlmittel-Austrittsöffnungen stehen mit einem in der die Aufnahmeöffnung 127 bestimmenden Innenumfangsfläche des Gehäuses 16 ausgebildeten Ringkanal 146 in Verbindung, der seinerseits an einen das Gehäuse 16 durchsetzenden Kühlmittel-Zufuhrkanal 148 angeschlossen ist. Ein im Positionierelement 80 ausgebildeter weiterer Kühlmittel-Zufuhrkanal 150 wird, wenn das Gehäuse 16 mit dem Positionierelement 80 in Eingriff gebracht wird, mit dem Zufuhrkanal 148 verbunden. Das Gehäuse 16 und das Positionierelement 80 enthalten nahe den Stirnflächen 86, 88 je ein weiteres Absperrventil 116 und 117, wie sie vorher in Verbindung mit den Fluidkanälen 112, 114 beschrieben wurden. Das Positionierelement 80 ist mit einer an eine Kühlmittelquelle über eine äußere Leitung angeschlossenen Einlaßöffnung 152 versehen. Wenn der Werkzeughalter 6 an der Spindel 2 befestigt wird, dann werden die Kühlmittel-Zufuhrkanäle 148 und 150 miteinander verbunden, so daß ein Kühlmittel über den Ringkanal 146 und die radialen Austrittsöffnungen 144 zum spanenden Bearbeitungsabschnitt 132 der Reibahle 4 geführt wird.
• Zur Montage des vorstehend beschriebenen Werkzeughalters 6 wird dieser in die Kegelbohrung 36 der Spindel 2 eingebaut, während die Reibahle 4 vom zweiten Drehelement 12 der Drehwelle 14 gehalten wird. Obwohl das erste und zweite Drehelement 10, 12 der Drehwelle 14 ganz genau in das Gehäuse 16 eingepaßt werden, ist das erste Drehelement 10 mit Bezug zum Halterhauptteil 8 in einem geringen Ausmaß radial verlagerbar. Somit wird das Gehäuse 16 durch das Positionierelement 80 in eine genaue Lage gebracht, ohne daß durch eine Montagegenauigkeit des Halterhauptteils 8 mit Bezug zur Spindel 2 eine Beeinflussung erfolgt. Da die Drehwelle 14 durch das Gehäuse 16 genau positioniert wird, wird auch die vom zweiten Drehelement 12 der Drehwelle 14 gehaltene Reibahle 4 mit hoher Genauigkeit positonierturd bleibt im wesentlichen frei von einer nachteiligen Wirkung einer möglichen Fehlausrichtung des Halterhauptteils 8 mit Bezug zur Spindel 2, die auf Grund eines übermäßigen Abriebs der zusammenpassenden oder -gehörigen Flächen bzw. einer Anhäufung von Fremdkörpern an diesen Flächen auftreten kann.
• Wenn auf das in die Spindel 2 eingesetzte Halterhauptteil 8 ein Zug am Zugzapfen 30 ausgeübt wird, dann wird eine Zugkraft vom Hauptteil 8 über die Kegelfedern 44, den Schraubenbolzen 42, das erste Drehelement 10, das Drucklager 74 und den Lagerdeckel 70 auf das Gehäuse 16 übertragen. Das hat zum Ergebnis, daß die konische Außenumfangsfläche 76 des Gehäuses 16 in Druckanlage mit der konischen Innenumfangsfläche 84 des Positionierelements 80 unter der Kraft der Kegelfedern 44 gebracht wird, so daß die Achse des Gehäuses 16 genau mit der Mittelachse der Spindel 2 ausgerichtet ist.
• Ferner wird eine ansonsten mögliche Neigung der Achse des Gehäuses 16 verhindert, da die Stirnfläche 86 des Ringbundes 78 des Gehäuses 16 fest in Druckanlage an der Stirnfläche 88 des Positionierelements 80 an einem radial ausreichend zur Achse des Gehäuses 16 entfernten Ort gehalten wird.
• In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß das Positionierelement 80 seine hohe Positioniergenauigkeit an seiner konischen Innenumfangsfläche 84 und an seiner Stirnfläche 84 beibehält, weil es nur dann zum Einsatz kommt, wenn ein Bearbeitungsvorgang, der eine hohe Präzision verlangt, ausgeführt wird. Das heißt mit anderen Worten, daß der Abrieb an diesen Flächen 84 und 88, der auf einen Eingriff mit dem Werkzeughalter 6 zurückzuführen ist, auf einem minimalen Wert gehalten wird, weil ein gewöhnlich benutzter Werkzeughalter an der Spindel 2 ohne Eingriff mit dem Positionierelement 80 montiert wird, wenn ein auszuführender Schneidvorgang nicht eine besonders hohe Bearbeitungsgenauigkeit erfordert. Demzufolge wird das Gehäuse 16 mit einer ausreichend hohen Genauigkeit vom Positionierelement 80 für einen langen Zeitraum positioniert. Aus den oben angegebenen Gründen wird die Reibahle 4 über die Drehwelle 14, die vom Gehäuse 16 genau positioniert wird, mit hoher Genauigkeit in ihre Lage gebracht.
• Ferner steigert oder fördert die fest am freien Ende des Gehäuses gehaltene Führungsbuchse 18 die Positioniergenauigkeit der Reibahle 4, indem sie deren Bearbeitungsabschnitt 132 drehbar abstützt. Da die Reibahle 4 vom Werkzeugbefestigungsteil des zweiten Drehelements 12 und von der Führungsbuchse 18 an zwei axial beabstandeten Stellen abgestützt oder gelagert wird, wird die Ausrichtung der Reibahle 4 mit der Spindel 2 genau aufrechterhalten und insbesondere ein ansonsten mögliches Verlaufen oder radiales Ablenken der Reibahle an ihrem spanenden Ende wirksam durch die Führungsbuchse 18 verhindert.
• Mit dem an der Spindel 2 montierten Werkzeughalter 6 wird eine Drehung der Spindel 2 auf das erste Drehelement 10 der Drehwelle 14 durch Eingriff des Drehmomentübertragerzapfens 28 mit der axialen Nut 40 und dann auf das zweite Drehelement 12 durch Eingriff des Keils 52 mit der Keilnut 50 übertragen. Damit wird die am zweiten Drehelement 12 gehaltene Reibahle 4 gedreht. Andererseits wird bei Aufbringen eines Fluiddrucks in der ersten Druckkammer 100 das zweite Drehelement 12 vom ersten (10) wegbewegt, so daß die Reibahle 4 vorgeschoben wird und ihr Bearbeitungsabschnitt 132 über die Stirnfläche der Führungsbuchse 18 vorsteht, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Wenn die Reibahle 4 drehbar gelagert und axial vorgeschoben wird, wie oben beschrieben wurde, dann wird ein vorgesehener Aufreibvorgang an einem an einer vorbestimmten Stelle aufgespannten Werkstück ausgeführt. Da die Reibahle 4 durch die Führungsbuchse 18 an ihrem Bearbeitungsabschnitt 132 und dessen nächster Umgebung, deren Ausrichtung mit der Spindel-Mittelachse eine große Wirkung auf die Aufreibgenauigkeit ausüben, gelagert oder geführt wird, kann die Reibahle 4 mit einem minimalen Verlaufen und radialen Ablenken an ihrem Bearbeitungsabschnitt 132 angetrieben werden. Deshalb ermöglicht es der Werkzeughalter 6 gemäß der Erfindung der Reibahle 4, eine Aufreibarbeit mit einer restlos zufriedenstellenden Genauigkeit auszuführen.
• Um eine gewünschte hohe Aufreibgenauigkeit zu erhalten, ist es in der einschlägigen Technik allgemeine Praxis, eine Reibahle mittels einer Führungsbuchse zu führen, die an einer Spannvorrichtung od. dgl., die mit Bezug zum Werkstück angeordnet ist, um dieses zu positionieren, befestigt ist. In diesem Fall müssen jedoch einige Maßnahmen ergriffen werden, um eine Störung oder Behinderung zwischen dieser positionierenden Spannvorrichtung und anderen Werkzeugen, z.B. Bohrern, zu vermeiden. In dieser Beziehung ist der erfindungsgemäße Werkzeughalter 6 von Vorteil insofern, als die Führungsbuchse 18 vom Werkzeughalter 6 getragen und demzufolge vom Werkstück zusammen mit dem Werkzeughalter abgezogen wird, wenn dieser von der Spindel 2 gelöst wird. Das bedeutet, daß die Führungsbuchse 18 keine Behinderung zu anderen Schneidwerkzeugen, die der Bearbeitung des Werkstücks dienen, darstellt, womit die Freizügigkeit im Aufspannen des Werkstücks und in den Bearbeitungsvorgängen erhöht wird.
• Bei Entfernen des Werkzeughalters 6 von der Spindel 2 wird ersterer axial aus der Kegelbohrung 36 der Spindel mit hydraulischem oder anderem Druck über den Zugzapfen 30 gestoßen. Bei dieser Axialbewegung des Halterhauptteils 8 drückt der Ringflansch 32 gegen den Lagerdeckel 70 des Gehäuses 16, so daß der Preßsitz des Gehäuses 16 am Positionierelement 80 gelöst wird.
• Wenngleich die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform erläutert wurde, so ist klar, daß sie darauf nicht beschränkt ist, sondern in anderer Weise verwirklicht werden kann.
• Obwohl der spanende Bearbeitungsabschnitt 132 der Reibahle 4 als ein Führunssstück verwendet wird, an dem die Reibahle 4 durch die Führungsbuchse 18 geführt oder gelagert wird, so ist es möglich, die Reibahle 4 nahe dem Bearbeitungsabschnitt 132 mit einem ausschließlich für die Führung ausgebildeten Führungsstück, das mit der Führungsbuchse 18 in Anlage kommt, zu versehen.
• Ferner ist klar, daß die aus einem getrennten ersten sowie zweiten Drehelement 10 und 12, die axial mit Bezug zueinander beweglich sind, gebildete Drehwelle 14 auch durch eine einstückige Drehwelle ersetzt werden kann. In diesem Fall wird die Reibahle 4 an der Drehwelle so befestigt, daß ihr Bearbeitungsabschnitt 132 die Führungsbuchse 18 um eine Strekke überragt, wie sie für eine gewünschte Aufreibtiefe notwendig ist, und die Reibahle 4 wird mit Bezug zum Werkstück durch Bewegen der Spindel 2 oder des Werkstücks relativ zueinander bewegt, anstatt die Reibahle 4 relativ zum Werkzeughalter 6 wie bei der erläuterten Ausführungsform zu bewegen. Bei dieser alternativen Ausführungsform gemäß der Erfindung ist die axiale Antriebseinrichtung, die das Kolbenteil 98, die beiden Druckkammern 100 und 106, die Fluidkanäle 112, 114 usw. umfaßt, nicht erforderlich.
• Wenngleich die gezeigte Ausführungsform eines Werkzeughalters 6 im Zusammenhang mit der Spindel 2 eines Bearbeitungszentrums erläutert wurde, so ist klar, daß der Werkzeughalter gemäß der Erfindung bei anderen Arten von Werkzeugmaschinen, z.B. Bohrmaschinen, Sonderzweck-Maschinen usw., die mit einem Werkzeugwechselmechanismus ausgestattet sind, zur Anwendung kommen kann. Ersichtlicherweise kann der Werkzeughalter gemäß der Erfindung auch andere drehende und spanabhebende Werkzeuge, z.B. Bohrstangen, anstelle einer Reibahle aufnehmen.
• Als eine weitere Abwandlung kann das Werkzeugbefestigungsteil des Werkzeughalters, wobei hier ein mechanisches Spannfutter verwendet wird, eine hydraulisch betätigte Spannvorrichtung aufweisen, wie sie in der eingangs genannten DE-Patentanmeldung P 34 25 236.3 offenbart ist; ferner kann der in Umfangsrichtung wirkende Riegelmechanismus zwischen dem Halterhauptteil 8 und dem Gehäuse 16 durch einen Mechanismus ersetzt werden, wie ihn diese Patentanmeldung beschreibt. Vor allem kann im Endabschnitt des Gehäuses 16, der mit dem Positionierelement 80 zu verbinden ist,ein vorragender Stift mit ausreichendem radialen Abstand von der Achse des Gehäuses angeordnet sein, der für eine axiale Verschiebebewegung parallel zur Gehäuseachse ausgestaltet ist.
• Der Stift wird normalerweise durch eine Druckfeder in seiner vorstehenden Lage, in der das Ende des Stifts von der Stirnfläche des Gehäuses 16 vorsteht und in Eingriff mit einer im Halterhauptteil 8 ausgebildeten Vertiefung ist, gehalten, solange der Werkzeughalter 6 nicht an der Spindel 2 montiert ist. In der vorstehenden Stellung des Stifts sind das Halterhauptteil 8 und das Gehäuse 16 umfangsseitig miteinander verriegelt, wobei eine Relativdrehung nicht möglich ist. Wenn der Werkzeughalter 6 an der Spindel 2 montiert wird, so wird der am Gehäuse 16 vorragende Stift zum Anstoßen an einem ortsfesten Anschlag gebracht, wodurch der Stift in seine zurückgezogene, von der zugehörigen Vertiefung im Halterhauptteil 8 entfernte Lage gedrückt wird, so daß das Halterhauptteil 8 relativ zum Gehäuse 16 drehen kann.
• Es ist ferner möglich, das hier gezeigte Gehäuse 16 so abzuändern, daß es eine Mehrzahl von Positionierstiften parallel zur Achse des Gehäuses hat, wie das in Fig. 5 der oben genannten DE-Patentanmeldung dargestellt ist. In diesem Fall sind die Positionierstifte dazu ausgebildet, in entsprechende Löcher, die im Positionierelement ausgebildet sind, zu passen, um das Gehäuse mit Bezug zum Positionierelement zu positionieren.
• Die Erfindung schafft somit einen Halter für ein drehendes Schneidwerkzeug, der an der Spindel einer Werkzeugmaschine anzubringen ist. Dieser Halter umfaßt ein an der Maschinenspindel befestigtes Halterhauptteil, eine ein Werkzeugbefestigungsteil aufweisende Drehwelle, die mit dem Halterhauptteil so gekoppelt ist, daß sie relativ zum Halterhauptteil axial und radial verlagerbar ist, ein Positionierelement, das ortsfest radial außerhalb der Maschinenspindel angeordnet ist, und ein radial außerhalb der Drehwelle derart angeordnetes Gehäuse, daß dieses und die Drehwelle relativ zueinander drehbar sind. Das Gehäuse ist mit dem Positionierelement zum Eingriff zu bringen, um die Drehwelle zu positionieren, während das Halterhauptteil an der Maschinen~spindel befestigt wird. Das Gehäuse weist eine fest an dem vom Halterhauptteil entfernten Ende gehaltene Führungsbuchse auf, die eine mit einer Außenumfangsfläche des im Werkzeugbefestigungsteil der Drehwelle geha-ltenen Schneidwerkzeugs zur Anlage kommende Innenumfangsfläche hat, so daß das Schneidwerkzeug drehbar geführt ist.
• Es ist aus der obigen, ins einzelne gehenden Beschreibung klar, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen an der erläuterten Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Halter für ein drehendes Schneidwerkzeug, der an einer Spindel einer Werkzeugmaschine für eine drehende Schneidbewegung des Schneidwerkzeugs zu befestigen ist, mit einem an der Spindel angebrachten, um eine Achse der Spindel drehenden Halterhauptteil, mit einer konzentrisch zum Halterhauptteil angeordneten Drehwelle, die an ihrem einen Ende ein das Schneidwerkzeug haltendes Werkzeugbefestigungsteil hat, an ihrem anderen Ende mit dem Halterhauptteil zur Aufnahme eines Drehmoments von diesem gekoppelt ist und mit Bezug zum Halterhauptteil axial sowie radial verlagerbar ist, mit einem ortsfest radial außerhalb der Spindel angeordneten Positionierelement und mit einem radial außerhalb der Drehwelle derart angeordneten Gehäuse, daß dieses sowie die Drehwelle mit Bezug zueinander drehbar sind, wobei das Gehäuse mit dem Positionierelement zu seiner genauen Positionierung durch das Positionierelement und damit zur Positionierung der Drehwelle bei der Befestigung des Halterhauptteils an der Spindel zum Eingriff kommt, dadurch gekennzeichnet, daß an einem vom Halterhauptteil (8) entfernten axialen Endabschnitt des Gehäuses (16) eine Führungsbuchse (18) befestigt ist, die eine eine Bohrung begrenzende Innenumfangsfläche (134) hat, welche mit einer Außenumfangsfläche eines Führungsstücks des vom Werkzeugbefestistigungsteil der Drehwelle (14) gehaltenen Schneidwerkzeugs (4) für dessen Führung bei der Drehbewegung zur Anlage kommt.
2. 2. Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (14) ein erstes, mit dem Halterhauptteil (8) gekoppeltes Drehelement (10) sowie ein zweites, das Werkzeugbefestigungsteil aufweisendes Drehelement (12), die konzentrisch miteinander derart verbunden sind, daß die beiden Drehelemente mit Bezug zueinander axial bewegbar, jedoch nicht drehbar sind, und eine axial wirkende Antriebseinrichtung (16, 98, 100, 106, 112, 114, 116, 117, 124) für eine axiale Bewegung des zweiten Drehelements (12) und damit des Schneidwerkzeugs (4) mit Bezug zur Führungsbuchse (18) unter Führung des Schneidwerkzeugs an seinem Führungsstück durch die Führungsbuchse umfaßt.
3. 3. Halter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Drehelement (12) ein mit dem Gehäuse (16) zur teilweisen Begrenzung einer Druckkammer (100) im Gehäuse (16) zusammenarbeitendes Kolbenteil (98) aufweist und bei Anlegen eines Fluiddrucks in der Druckkammer (100)vom ersten Drehelement (10) axial wegbewegbar ist.
4. 4. Halter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (18) an ihrem einen Ende einen von ihrer Außenumfangsfläche radial auswärts sich erstreckenden Ringbund (128) hat, daß der vom Halterhauptteil (8) entfernte Endabschnitt des Gehäuses (16) eine zur Drehwelle (14) konzentrische Aufnahmeöffnung (127) aufweist und daß die Führungsbuchse (1:8) an ihrer Außenumfangsfläche mit der Aufnahmeöffnung verschiebbar zur Anlage zu bringen sowie lösbar am Endabschnitt des Gehäuses (16) unter Druckanlage des Ringbundes (128) gegen eine Stirnfläche des Endabschnitts mittels einer Befestigungsschraube (130) zu befestigen ist.
5. 5. Halter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) mit einer seine Umfangswand zwischen den entgegengesetzten Gehäusewandabschnitten durchsetzenden Öffnung (131) versehen ist, die einen Zugang zum Werkzeugbefestigungsteil an der Drehwelle (14) für ein Festklemmen des Schneidwerkzeugs (4) am Werkzeugbefestigungsteil bietet.
6. 6. Halter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) sowie das Positionierelement (80) eine erste sowie zweite Stirnfläche (86 bzw. 88) aufweisen, die bei Eingriff von Gehäuse (16) und Positionierelement (80) aneinanderstoßen, daß das Gehäuse (16) mit einem ersten, an seinem einen Ende mit der Druckkammer (100) verbundenen, an seinem anderen Ende an der ersten Stirnfläche (86) austretenden Fluidkanal (112) versehen ist, daß das Positionierelement (80) einen zweiten, an der zweiten Stirnfläche (88) gegenüber dem anderen Ende des ersten Fluidkanals (112) austretenden Fluidkanal (114) aufweist, daß das Gehäuse sowie das Positionierelement mit einem ersten sowie zweiten Absperrventil (116 bzw. 117) ausgestattet sind, von denen je eines dem ersten bzw. zweiten Fluidkanal an der ersten bzw. zweiten Stirnfläche zugeordnet ist und die den ersten bzw. zweiten Fluidkanal (112, 114), wenn das Gehäuse und das Positionierelement nicht miteinander in Eingriff sind, schließen und bei Anstoßen der beiden Stirnflächen (86, 88), wenn das Gehäuse (16) mit dem Positionierelement (80) zum Eingriff gelangt, die Fluidkanäle (112, 114) öffnen sowie miteinander in Verbindung bringen.
7. 7. Halter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (18) wenigstens eine an der Innenumfangsfläche (134) mündende Kühlmittel-Austrittsöffnung (144) zur Zufuhr eines Kühlmittels zum Schneidwerkzeug (4) aufweist.
8. 8. Halter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) sowie das Positionierelement (80) eine erste sowie zweite Stirnfläche (86 bzw. 88) aufweisen, die bei Eingriff von Gehäuse und Positionierelement aneinanderstoßen, daß das Gehäuse (16) mit einem ersten, an seinem einen Ende mit der wenigstens einen Kühlmittel-Austrittsöffnung (144) in Verbindung stehenden, an seinem anderen Ende an der ersten Stirnfläche (86) austretenden Kühlmittel-Zufuhrkanal (146) versehen ist, daß das Positionierelement (80) mit einem zweiten, an der zweiten Stirnfläche (88) gegenüber dem anderen Ende des ersten Kühlmittel-Zufuhrkanals (146) austretenden Kühlmittel-Zufuhrkanal (148) versehen ist, daß das Gehäuse sowie das Positionierelement mit einem ersten sowie zweiten Absperrventil (116 bzw. 117) ausgestattet sind, von denen je eines dem ersten bzw. zweiten Kühlmittel-Zufuhrkanal an der ersten bzw. zweiten Stirnfläche zugeordnet ist und die den ersten bzw. zweiten Kühlmittel-Zufuhrkanal (148, 150), wenn das Gehäuse und das Positionierelement nicht miteinander in Eingriff sind, schließen und bei Anstoßen der beiden Stirnflächen (86, 88), wenn das Gehäuse (16) mit dem Positionierelement (80) zum Eingriff gelangt, die Kühlmittel-Zufuhrkanäle (148, 150) öffnen sowie miteinander in Verbindung bringen.