DE3448088A1

DE3448088A1 - Werkzeugaufnahme zum anbringen eines umlaufwerkzeuges an einer spindel einer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE3448088A1
Application number: DE19843448088
Authority: DE
Inventors: Walter 7435 Hülben Christner
Original assignee: Burkhardt & Weber & Co Kg 7410 Reutlingen GmbH; Burkhardt and Weber GmbH and Co KG
Current assignee: Burkhardt & Weber 7410 Reutlingen De GmbH
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1986-08-21

Description

Werkzeugaufnahme zum Anbringen eines Umlaufwerkzeuges an einer
Spindel einer Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.
Eine Werkzeugaufnahme dieser Art ist bereits aus der DE-Gebrauchsmusterschrift 1 988 033 bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugaufnahme zu schaffen, die gegenüber dieser bekannten Lösung verbessert ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Werkzeugaufnahme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß bei der Erfindung der verschiebbare Werkzeughalter an dem an der Maschinenspindel fest angebrachten Spindelteil über ein Wälzlager verschiebbar gelagert ist, wird erreicht, daß feinste Einstellbewegungen zur Veränderung der Exzentrizität des Werkzeughalters bezüglich der Drehachse der Spindel völlig ruckfrei durchgeführt werden können. Mit anderen Worten gesagt, ermöglicht es die erfindungsgemäß vorgesehene Lagerung, Verstellbewegungen in äußersten kleinen Inkrementen sprungfrei, d.h. mit stetiger Verstellcharakteristik, durchzuführen. Die Kombination dieses Merkmals mit einer Verstellvorrichtung, deren Getriebe selbsthemmend ist, bringt den besonderen Vorteil, daß keine Spanneinrichtung vorgesehen zu sein braucht. Im Unterschied zu bekannten, eine Verstellung der Exzentrizität des Werkzeugs ermöglichenden Werkzeugaufnahmen bleibt daher der eingestellte Wert des Flugkreisdurchmessers der Werkzeugschneide für den nachfolgenden Bearbeitungsvorgang unverändert, weil nach dem Durchführen eines betreffenden Meß- und Einstellvorgangs kein Festziehen einer Spannvorrichtung erforderlich ist, wie dies bei bekannten Werkzeugaufnahmen der Fall ist, wo die Durchführung der Spannvorgänge zu mindestens geringfügigen Anderungen des voreingestellten Durchmessers führen kann.
Die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme eignet sich daher insbesondere auch für eine Anwendung bei Werkzeugmaschinen, bei denen Meßeinrichtungen vorhanden sind, mittels denen der Schneiden-Flugkreisdurchmesser im eingespannten Zustand des Werkzeugs gemessen werden kann, also während die Werkzeugaufnahme an der Maschinenspindel angebracht ist. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme ist sichergestellt, daß der bei nur einmaliger Messung ermittelte Flugkreisdurchmesser dem bei der Bearbeitung tatsächlich erzielten Bohrungsdurchmesser entspricht, weil Nachmessungen und Nachkorrekturen nicht erforderlich sind, wie dies bei üblichen Werkzeugaufnahmen nötig ist, bei denen Löse-und Spannvorgänge vor bzw. nach Einstellmaßnahmen durchgeführt werden müssen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine abgebrochen gezeichnete Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme mit einem Halter für eine Bohrstange; Fig. 2 eine Seitenansicht der Werkzeugaufnahme von Fig. 1, wobei der den Halter und seine Verstellvorrichtung enthaltende Endbereich aufgeschnitten gezeichnet ist, und zwar entsprechend der Schnittlinie A-A von Fig. 4; Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, wobei jedoch der Schnitt entsprechend der Schnittlinie B-B von Fig. 4 geführt ist, und Fig. 4 einen Schnitt der Werkzeugaufnahme im wesentlichen entsprechend der Schnittlinie C-C von Fig.
), wobei jedoch die Lagerungsbereiche an den Enden eines drehbaren Versteligliedes aufgebrochen gezeichnet sind.
Das nachfolgend unter besonderem Bezug auf die Fig. beschriebene Ausführungsbeispiel einer Werkzeugaufnahme ist an einer nicht dargestellen Spindel einer Werkzeugmaschine in üblicher Weise anbringbar. Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 deutlich zu ersehen ist, weist ein Halter 7 für eine Bohrstange eine Aufnahmehülse 15 auf, die am mit der Spindel verbindbaren Spindelteil 16 der Werkzeugaufnahme 6 verstellbar angeordnet ist, und zwar in der Weise, daß die Hülse 15 relativ zum Spindelteil 16 eine geringfügige Verstellbewegung, welche bei Blickrichtung entsprechend Fig. 3 in der Zeichnungsebene und bei Blickrichtung entsprechend Fig. 2 senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft, mit einer Weglänge (Verstellbereich) ausführen kann, die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von + - 0,2 mm liegt. Durch eine derartige Verschiebe- oder Verstellbewegung der Hülse 15 für die Bohrstange kann ein gewünschter Wert der Exzentrizität derselben bezüglich der Drehachse 5 der Spindel und damit ein gewünschter Durchmesser des Flugkreises der Schneide der Bohrstange eingestellt werden.
Wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, weist die Hülse 15 am dem Teil 16 zugekehrten Ende eine flanschartige Erweiterung 17 mit einer zur Drehachse 5 normal verlaufenden Planfläche 19 (Fig. 2) auf, die an einer ebenfalls zur Drehachse 5 normal verlaufenden Führungsfläche 21 des mit der Spindel verbindbaren Teils 16 der Werkzeugaufnahme 6 verschiebbar geführt ist. Eine Besonderheit besteht darin, daß die Planfläche 19 und die Führungsfläche 21 nicht unmittelbar aneinander anliegen, sondern daß sich zwischen ihnen ein Wälzlager befindet, das durch Lagernadeln 22 gebildet ist, die in Ausschnitten einer als Nadelkäfig dienenden Ringscheibe 23 sitzen. Die Fig. 4 zeigt die als Nadelkäfig für die Lagernadeln 22 zwischen der Planfläche 19 und der Führungsfläche 21 angeordnete Ringscheibe 23 in der Untenansicht.
Um das durch Lagernadeln 22 gebildete Wälzlager unter Vorspannung zu halten, d.h. die Planfläche 19 gegen die Lagernadeln 22 und diese wiederum gegen die Führungsfläche 21 anzupressen, ist ein die Hülse 15 umgebender Druckring 25 vorgesehen, der mittels vier Spannschrauben 26 mit dem Teil 16 der Werkzeugaufnahme 6 verbun den ist. Der Druckring 25 liegt nicht unmittelbar an der zugekehrten Fläche der flanschartigen Erweiterung 17, nämlich einer der Planfläche 19 entgegengesetzten, zu dieser parallelen zweiten Planfläche 27, an, sondern wirkt auf diese zweite Planfläche 27 ebenfalls über ein Wälzlager ein, das aus Lagernadeln 28 gebildet ist, die in einem Nadelkäfig in Form einer weiteren Ringscheibe 29 mit Ausschnitten sitzen. Durch Festziehen der Spannschrauben 26 läßt sich auf diese Weise eine gewünschte Größe der Vorspannung an den beiden Wälzlagern mit den Lagernadeln 22 und 28 einstellen.
Es versteht sich, daß die Spannschrauben 26 die zugehörigen Durchgangsbohrungen 31 in der flanschartigen Erweiterung 17 mit einem ausreichend großen Spiel durchgreifen, das so bemessen ist, daß die erwähnte Verschiebebewegung zwischen Hülse 15 und Teil 16 der Werkzeugaufnahme 6 möglich ist.
Die zum Erzeugen der Verschiebebewegung der Hülse 15 relativ zum mit der Spindel verbindbaren Teil 16 der Werkzeugaufnahme 6 vorgesehene Verstellvorrichtung weist als Einstellglied eine im Teil 16 drehbar gelagerte Gewindespindel 33 auf, deren Achse 34 senkrecht zur Drehachse 5 der Spindel und parallel zur Ebene der Führungsfläche 21 verläuft. Mit dem Außengewinde der Gewindespindel 33 ist ein Innengewinde der Gewindebohrung eines langgestreckten Steuerkörpers 35 in Eingriff, der im Teil 16 in einer Führungsnut 36 (Fig. 3) verschiebbar und undrehbar geführt ist. Wie aus Fig.
4 zu ersehen ist, verlaufen die beiden zur Ebene der Führungsfläche 21 senkrechten Langseiten des Steuerkörpers 35 gleichsinnig geneigt zur Achse 34 der Gewindespindel 33, so daß zwei zueinander parallele, zur Gewindespindelachse 34 schrägverlaufende Steuerflächen 37 und 38 gebildet werden, an deren jeder ein Mitnehmerkörper 39 bzw. 41 anliegt. Diese Mitnehmerkörper 39 und 41 sind mit der Werkzeugaufnahmehülse 15 im Bereich von deren Erweiterung 17 mittels Schrauben 42 fest verbunden. Eine Verschiebebewegung des Steuerkörpers 35 aufgrund einer Drehbewegung der Gewindespindel 33 erzeugt durch Verschieben der schrägen Steuerflächen 37 und 38 relativ zu dem Steuerkörper 39 bzw. 41 eine kleine Verschiebebewegung derselben mit quer zur Gewindespindelachse 34 verlaufender Richtung, d.h. eine Verschiebung der flanschartigen Erweiterung 17 der Hülse 15 relativ zum Teil 16 der Werkzeugaufnahme 6. Das so ausgebildete Verstellgetriebe ist nicht nur selbsthemmend, sondern setzt die Drehbewegung der Gewindespindel 33 auch mit äußerst hoher Untersetzung in die Verschiebebewegung der Hülse 15 um. Diese bewegt sich dabei wegen des Vorhandenseins des Wälzlagers mit den Lagernadeln 22 völlig ruck- oder sprungfrei. Aufgrund der Vorspannung des Wälzlagers durch das Anpressen des Druckringes 25 ist eine nachträgliche Klemmung zur Fixierung der Lageeinstellung der Hülse 15 relativ zum Teil 16 nicht erforderlich.
Wie aus den Fig. 1, 2 und 4 zu ersehen ist, weist die Gewindespindel 33 an einem Ende ein von außen her zugängliches Kupplungsstück 89 auf, das zum Einstellen mit einer geeigneten manuell oder maschinell betätigbaren Drehvorrichtung kuppelbar ist.
Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims

Patentansprüche 1. Werkzeugaufnahme, mittels derer ein Umlaufwerkzeug an einer für eine Drehbewegung antreibbaren Spindel einer Werkzeugmaschine anbringbar ist, mit einem an der Maschinenspindel befestigbaren Spindelteil und einem Werkzeughalter, der zur Veränderung des Flugkreisdurchmessers der Schneide des Werkzeugs an dem Spindelteil für eine quer zur Drehachse der Spindel verlaufende Einstellbewegung verschiebbar gelagert und mittels einer durch ein Einstellglied betätigbaren Verstelivorrichtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (7) an dem Spindelteil (16) der Werkzeugaufnahme (6) über mindestens ein Wälzlager verschiebbar gelagert ist und daß die Verstellvorrichtung zum Verschieben des Halters (7) ein mittels des Einstellgliedes betätigbares, selbsthemmendes Getriebe aufweist.
2. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (7) eine Aufnahmehülse (15) aufweist, in die der Schaft des Werkzeugs, insbesondere einer Bohrstange, einsteckbar ist, daß die Hülse (15) eine flanschartige Erweiterung (17) aufweist, die eine normal zur Drehachse (5) verlaufende Planfläche (19) bildet, die an einer Führungsfläche (21) des Spindelteils (16) der Werkzeugaufnahme (6) zum Verändern der Exzentrizität der Hülse (15) quer zur Drehachse (5) verschiebbar geführt ist, und daß zwischen der Planfläche (19) der flanschartigen Erweiterung (17) und der zugeordneten Führungsfläche (21) das Wälzlager bildende Lagernadeln (22) angeordnet sind, an denen die Planfläche (19) zur Erzeugung von Spielfreiheit des Wälzlagers unter Vorspannung anliegt.
3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Planfläche (19) entgegengesetzte Ringfläche der flanschartigen Erweiterung (17) der Hülse (15) als zweite Planfläche (27), an der Lagernadeln (28) eines zweiten Wälzlagers anliegen, ausgebildet ist, daß an der ersten Planfläche (19) und der zweiten Planfläche (27) je ein Nadelkäfig in Form einer Ringscheibe (23 und 29) mit Ausschnitten für die Lagernadeln (22 bzw.

28) angeordnet ist und daß an den der zweiten Planfläche (27) zugeordneten Lagernadeln (28) ein Druckring (25) unter Vorspannung anliegt, der mit dem an der Maschinenspindel (2) befestigbaren Teil (16) der Werkzeugaufnahme (6) mittels Schrauben (26) verschraubt ist, die Bohrungen (31) der flanschartigen Erweiterung (17) der Hülse (15) mit einem für die Verschiebebewegung der Hülse (15) ausreichenden Spiel durchgreifen.
4. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied am Spindelteil (16) der Werkzeugaufnahme (6) bewegbar gelagert ist und über das selbsthemmende Getriebe mit sehr hoher Untersetzung auf den Werkzeughalter (7) einwirkt.
5. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Einstellglied eine drehbar gelagerte Gewindespindel (33) vorgesehen ist, auf der eine Spindelmutter in Form eines undrehbar und für eine Verschiebebewegung längs der Gewindespindelachse bewegbar geführten Steuerkörpers (35) angeordnet ist, der zwei zueinander parallele, zur Gewindespindelachse (34) schräg verlaufende Steuerflächen (37 und 38) besitzt, an deren jeder ein mit der Aufnahmehülse (15) fest verbundener Mitnehmerkörper (39 bzw.

41) anliegt.