DE4102937A1 - Antriebsuebertragende werkzeugaufnahmeeinheiten - Google Patents
Antriebsuebertragende werkzeugaufnahmeeinheitenInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit antriebsübertragenden Werkzeug
aufnahmeeinheiten. Mit dem Begriff "antriebsübertragende
Werkzeugaufnahmeeinheiten" sollen Einrichtungen bezeichnet
werden, die im Fachjargon der Werkzeugmaschinenindustrie auch
unter den Begriffen "angetriebene Werkzeuge", "Werkzeughalter
für rotierende Werkzeuge", und "angetriebene Werkzeughalter"
und andere bezeichnet werden. Es sind dies Einrichtungen, die
es erlauben, auf speziell ausgerüsteten Drehmaschinen neben
den bislang üblichen Drehoperationen auch alle sonst vorkom
menden spanabhebenden Verfahren, wie Bohren, Fräsen, Sägen,
Schlitzen, Gewinden und dergleichen an allen freien Werk
stückflächen des in ein Spannfutter der Drehmaschine einge
spannten Werkzeugs anzuwenden, so daß auf diesen Drehmaschi
nen eine komplette Bearbeitung von Werkstücken möglich ist.
Derartige Drehmaschinen sind mit einem Werkzeugrevolver, im
folgenden genannt Revolverkopf, ausgerüstet, dessen einzelne
Positionen, auch "Werkzeugstationen" genannt zum Ankuppeln
der Werkzeugaufnahmeeinheiten ausgebildet sind, das heißt
also, so ausgebildet sind, daß in jeder Position eine Werk
zeugaufnahmeeinheit befestigt und gleichzeitig an eine Ab
triebswelle der jeweiligen Position angeschlossen werden
kann. Es wird zum Beispiel auf DIN 69 880 hingewiesen. Dabei
können die von den antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeein
heiten getragenen und angetriebenen Werkzeuge, also Bohrer,
Fräser, Sägen, Gewindeschneider und dergleichen an dem in
einem Spannfutter der Drehmaschine eingespannten Werkstück
Bearbeitungen durchführen, gleichgültig ob die das Drehma
schinenspannfutter tragende Werkzeugmaschinenspindel rotiert
oder stillsteht.
Der Einsatz der antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinhei
ten bringt erhebliche Bearbeitungsvorteile. So kann eine hö
here Werkstückqualität erreicht werden, da nur eine einmalige
Aufspannung der Werkstücke zum Durchführen verschiedenster
Bearbeitungsvorgänge notwendig ist. Es ist in Erinnerung zu
rufen, daß jedes Umspannen einen Verlust an Maß- und Form
genauigkeit des jeweiligen Werkstücks bedeutet.
Weiterhin kann durch den Einsatz der antriebsübertragenden
Werkzeugaufnahmeeinheiten eine kurze Durchlaufzeit auf der
jeweiligen Werkzeugmaschine erreicht werden; es sind keine
Liegezeiten zwischen den verschiedenen Bearbeitungen mehr er
forderlich. Kurze Durchlaufzeit bedeutet gleichzeitig auch
kurze Lieferzeit.
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von antriebsübertragenden
Werkzeugaufnahmeeinheiten an Werkzeugmaschinen, insbesondere
Drehmaschinen, liegt darin, daß insgesamt geringere Rüstzei
ten benötigt werden, da nur eine einzige Maschine gerüstet
werden muß. Geringere Rüstzeiten erlauben aber kleinere Los
größen in der Produktion. Das wiederum führt zu einer gerin
geren Lagerhaltung im Roh-, Zwischen- und Fertiglager.
Die Fertigung auf einer Maschine wird insgesamt flexibler. Es
entfallen die sonst notwendigen Werkzeugmaschinen für die üb
lichen Nachbearbeitungsgänge, wie zum Beispiel Fräsen, Boh
ren, Schlitzen, Nuten, Sägen, Gewindeschneiden und andere.
Bei der Bereitstellung von antriebsübertragenden Werkzeugauf
nahmeeinheiten muß der Hersteller von diesen Werkzeugaufnah
meeinheiten bedenken, daß bei einer großen Anzahl von für den
Einsatz dieser Werkzeugaufnahmeeinheiten bestehenden Werk
zeugmaschinen die Anbauverhältnisse für die Werkzeugaufnahme
einheiten unterschiedlich sind, wegen unterschiedlicher Befe
stigungsvorrichtungen für die Werkzeugaufnahmeeinheiten
und/oder unterschiedlicher Antriebsanschlüsse für die Werk
zeugaufnahmeeinheiten. Dies bedeutet, daß der Hersteller der
antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinheiten unterschied
liche Ausführungsformen für die verschiedensten marktgängigen
Werkzeugmaschinen anbieten muß, wenn er den gesamten Markt
für antriebsübertragende Werkzeugaufnahmeeinheiten befriedi
gen will.
Andererseits werden auch im Hinblick auf die verschiedenen
Bearbeitungsaufgaben unterschiedliche antriebsübertragende
Werkzeugaufnahmeeinheiten verlangt. Dies bedeutet, daß eine
kaum überschaubare Vielfalt von antriebsübertragenden Werk
zeugaufnahmeeinheiten von deren Herstellern hergestellt, ge
lagert und vertrieben werden müssen, wenn einerseits alle
möglichen Bearbeitungsaufgaben erfüllbar sein sollen, und
wenn weiterhin dies auf den verschiedensten Typen von Werk
zeugmaschinen mit unterschiedlichen Anschlußverhältnissen für
die Werkzeugaufnahmeeinheiten ermöglicht werden soll. Bedenkt
man weiterhin, daß auch Werkzeuge unterschiedlicher Größe in
Abhängigkeit von den jeweiligen Bearbeitungsaufgaben einge
setzt werden müssen, so wird die Zahl der bereitzustellenden
antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinheiten noch größer.
Der große Aufwand für die Herstellung, die Lagerhaltung und
den Vertrieb unterschiedlicher Werkzeugaufnahmeeinheiten
schlägt sich in den Kosten für diese Werkzeugaufnahmeeinhei
ten nieder.
Der Benutzer der Werkzeugaufnahmeeinheiten ist mit diesen ho
hen Kosten für die Werkzeugaufnahmeeinheiten belastet. Hinzu
kommt, daß dieser Benutzer, wenn er eine Mehrzahl von Werkzeugmaschinen
mit unterschiedlichen Anschlußverhältnissen für
antriebsübertragende Werkzeugaufnahmeeinheiten hat, für jede
dieser Maschinen die antriebsübertragende Werkzeugaufnahme
einheiten für die verschiedensten Bearbeitungsaufgaben be
reitstellen muß.
Man hat versucht, diese schwierige Situation dadurch zu er
leichtern, daß man in einer modularen Bauweise eine Zwischen
schaltung von Adaptern zwischen antriebsübertragenden Werk
zeugaufnahmeeinheiten einerseits und den damit zu bestücken
den Werkzeugmaschinen, also insbesondere deren Revolverköp
fen, andererseits vorgesehen hat. Damit wurde es dem Herstel
ler der antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinheiten mög
lich, die eigentlichen Werkzeugaufnahmeeinheiten einerseits
und die Adapter andererseits im Bereich der Schnittstelle
zwischen Werkzeugaufnahmeeinheit und Adapter einheitlich aus
zubilden (abgesehen von etwaigen Unterschieden in der Größe)
und lediglich die Adapter im Bereich der Schnittstelle zwi
schen Adapter und Werkzeugmaschine, also insbesondere Revol
verkopf, unterschiedlich auszubilden, entsprechend der unter
schiedlichen Ausbildung von marktgängigen Werkzeugmaschinen
im Bereich dieser Schnittstelle. Die Zahl der antriebsüber
tragenden Werkzeugaufnahmeeinheiten konnte damit erheblich
vermindert werden. Indes ergab sich durch diese Lösung die
Notwendigkeit zum Anbau einer Werkzeugaufnahmeeinheit an eine
Werkzeugmaschine jeweils einen Adapter zwischenzuschalten und
diese Notwendigkeit führte ihrerseits zu einer hohen Kosten
belastung. Diese hohe Kostenbelastung trat für den Benutzer
der Werkzeugaufnahmeeinheiten auch dann ein, wenn sein Be
trieb nur mit Werkzeugmaschinen ausgerüstet war, bei denen
die Schnittstelle zum Anschluß der Werkzeugaufnahmeeinheiten
durchwegs gleich ausgebildet war oder wenn der Maschinenpark
nur einige wenige Schnittstellengestaltungen an den Schnitt
stellen zum Anbau der Werkzeugaufnahmeeinheiten aufwies. Für
einen solchen Benutzer erwies sich die Notwendigkeit der Zwi
schenschaltung von Adaptern als eine besonders kostspielige
und im Prinzip überflüssige Lösung. Dies zeigt, daß die Adap
terlösung so vorteilhaft sie für verschiedene Benutzungssi
tuationen sein mag, für andere Benutzungssituationen unbe
friedigend ist. Dabei ist zu bedenken, daß die Adapterlösung
für denjenigen, der grundsätzlich ohne Adapter auskommen
könnte, weil sein Maschinenpark nur einen einzigen oder nur
ganz wenige Typen von Schnittstellenausbildungen aufweist,
deshalb sehr teuer kommt, weil die betriebsmäßig zu kuppelnde
und zu entkuppelnde Schnittstelle zwischen Werkzeugaufnahme
einheiten und Adapter im Hinblick auf eine ergonomisch einfa
che betriebsmäßige Kuppelbarkeit und im Hinblick auf die Prä
zisionsanforderungen der Kupplung erhebliche Kosten verur
sacht.
Die vorliegende Erfindung will nun nicht etwa die Adapterlö
sung, die sich trotz ihrer Kostenbelastung durch die Kupplung
an der Schnittstelle zwischen Werkzeugaufnahmeeinheit und Ad
apter in vielen Anwendungssituationen bewährt hat, ablösen.
Sie beruht vielmehr auf der Erkenntnis, daß neben der Adap
terlösung für andere Anwendungssituationen eine von der La
gerhaltung und von den Kosten her günstigere Möglichkeit be
steht.
Es wird eine Gruppe von antriebsübertragenden Werkzeugaufnah
meeinheiten zum Ankuppeln angetriebener Werkzeuge an einem
mit einer Abtriebswelle versehenen Hauptträger, insbesondere
an einem Revolverkopf, einer Werkzeugmaschine vorgeschlagen
mit den folgenden Merkmalen:
- a) Jedes Mitglied der Gruppe umfaßt ein zum betriebsmäßig lösbaren Anbau an dem Hauptträger ausgebildetes Werkzeug aufnahmegehäuse.
- b) In den Werkzeugaufnahmegehäusen ist ein Spannfutter für das jeweilige Werkzeug drehbar gelagert.
- c) In den Werkzeugaufnahmegehäusen ist eine Eingangswellen baugruppe drehbar gelagert, die einerseits zur axial fluchtenden Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle des Hauptträgers und andererseits zur Antriebsverbindung mit dem jeweiligen Spannfutter ausgebildet ist.
- d) Bei mindestens einem Mitglied der Gruppe ist das Spann futter in Achsflucht mit der Eingangswelle angeordnet.
- e) Bei mindestens einem weiteren Mitglied der Gruppe ist die Achse des Spannfutters gegenüber der Achse der Eingangs welle geneigt, vorzugsweise rechtwinklig geneigt.
- f) Jedes Mitglied der Gruppe umfaßt eine für alle Mitglieder der Gruppe identische Basiseinheit mit für alle Mitglie der der Gruppe identischen, trägerseitigen Befestigungs- und Eingangskupplungsmitteln zur Befestigung an einem vorbestimmten Typ von Hauptträger und zum Antriebsan schluß an dessen Abtriebswelle.
- g) Einzelne Mitglieder der Gruppe unterschieden sich vonein ander durch an der jeweiligen Basiseinheit betriebsmäßig unlösbare befestigte, unterschiedliche Anbaueinheiten, in denen das jeweilige Spannfutter drehbar gelagert ist.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung benötigt man im Gegensatz
zur Adapterlösung nur noch eine betriebsmäßig lösbare Kupp
lung an der Schnittstelle zwischen der Basiseinheit und dem
Hauptträger, also insbesondere dem Revolverkopf einer Werk
zeugmaschine. Dagegen ist die Schnittstelle zwischen Basis
einheit und Anbaueinheit betriebsmäßig unlösbar, in dem
Sinne, daß im Normalbetrieb der Anwender an dieser Schnitt
stelle keine Trennung vornimmt. Die Schnittstelle existiert
damit nur für den Hersteller der jeweiligen Werkzeugaufnahme
einheit. Da es sich demnach nicht um eine betriebsmäßig ergo
nomisch leicht zu kuppelnde und zu entkuppelnde Schnittstelle
handelt, läßt sie sich mit geringem Kostenaufwand herstellen.
Andererseits hat der Hersteller der Werkzeugaufnahmeeinheit
dadurch, daß er für jedes Mitglied der Gruppe eine identische
Basiseinheit verwenden kann den Vorteil der Massenherstellung
für die Basiseinheit, d. h. der großen Lose und der dadurch
verringerten Kosten und er hat weiter durch die einheitliche
Basiseinheit den Vorteil der flexibleren Disposition und der
vereinfachten Lagerhaltung. Die Individualfertigung reduziert
sich auf die Herstellung der Anbaueinheiten. Die erfindungs
gemäße Lösung ist besonders von Vorteil für die große Zahl
der Anwender von antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeein
heiten, die neben einer Werkzeugaufnahmeeinheit mit in Achs
flucht zur Eingangswelle angeordnetem Spannfutter im Hinblick
auf die sich im jeweiligen Betrieb stellenden Bearbeitungs
aufgaben nur noch eine weitere Werkzeugaufnahmeeinheit benö
tigen, bei der die Achse des Spannfutters gegenüber der Achse
der Eingangswelle unter einem rechten Winkel geneigt ist. Ist
eine solche Betriebsstätte einheitlich mit Werkzeugmaschinen
ausgerüstet, deren Revolverköpfe einheitliche Schnittstellen
gestaltungen aufweisen, so kommt dieser Betrieb nach dem Er
findungsvorschlag mit zwei Werkzeugaufnahmeeinheiten geringer
Gestehungskosten aus, weil er sich die Adapter erspart. Dabei
rechnet sich die erfindungsgemäße Lösung auch dann noch, wenn
neben den beiden genannten Grundtypen von Werkzeugaufnahme
einheiten einige wenige weitere Typen verlangt werden und
auch dann noch, wenn der jeweils vorhandene Werkzeugmaschi
nenpark statt einer Schnittstellengestaltung am jeweiligen
Revolverkopf eine geringe Anzahl von verschiedenen Schnitt
stellengestaltungen aufweist.
Es ist eine überraschende Erkenntnis, daß durch den Verzicht
auf die Adapterlösung, die gerade wegen ihrer günstigen Fa
brikations-, Lagerhaltungs- und Kostenverhältnisse in jünge
rer Zeit sich durchgesetzt hat, für andere Situationen noch
günstigere Verhältnisse geschaffen werden können.
Wenn im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung von
Spannfutter gesprochen wird, so ist dieser Ausdruck sehr all
gemein zu verstehen im Sinne aller möglichen Einspannvorrich
tungen für die verschiedensten Bearbeitungswerkzeuge.
Der Grundgedanke der Erfindung bringt auch dann noch erhebli
che Vorteile, wenn man bedenkt, daß der Hersteller von an
triebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinheiten nicht nur einen
Betrieb zu beliefern hat, dessen Werkzeugmaschinenpark mit
einem oder einigen wenigen Typen von Revolverkopfschnittstel
lengestaltungen auskommt, sondern daß der Hersteller der an
triebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinheiten eine Vielzahl
von Anwenderbetrieben zu beliefern hat, der jeder zwar für
sich genommen einen Werkzeugmaschinenpark mit einheitlicher
oder weitgehend einheitlicher Schnittstellengestaltung an den
Revolverköpfen oder sonstigen Hauptträgern besitzt, wobei
aber der Schnittstellentyp von Betrieb zu Betrieb höchst un
terschiedlich sein kann. Der Hersteller der antriebsübertra
genden Werkzeugaufnahmeeinheiten steht bei Berücksichtigung
dieses Umstands vor der Notwendigkeit für die verschiedenen
revolverkopfseitigen Schnittstellengestaltungen unterschied
liche Basiseinheiten bereitstellen zu müssen, hat aber dann
immer noch den Vorteil, daß er im Hinblick auf die Einheit
lichkeit der Basiseinheiten für den jeweiligen revolverkopf
seitigen Schnittstellentyp mit verhältnismäßigen großen Losen
disponieren kann, da die Basiseinheiten unabhängig von der
jeweiligen Bearbeitungsaufgabe der Anbaueinheit bei gegebenem
revolverkopfseitigen Schnittstellentyp identisch sind.
Demgemäß ist es ein weiterer Gedanke der Erfindung, eine
Obergruppe von Gruppen antriebsübertragender Werkzeugaufnah
meeinheiten bereitzustellen, in der sich die Basiseinheiten
der Mitglieder einzelner Gruppen von den Basiseinheiten der
Mitglieder anderer Gruppen durch unterschiedliche trägersei
tige Befestigungs- und Eingangskupplungsmittel unterscheiden,
die zur Befestigung an unterschiedlichen Typen von Hauptträ
gern, also insbesondere Revolverköpfen und zur Antriebsver
bindung mit deren Antriebswellen ausgebildet sind. Eine Un
tersuchung der verschiedenen revolverkopfseitigen Schnitt
stellenausbildungen an Werkzeugmaschinen hat ergeben, daß
trotz der unterschiedlichen revolverkopfseitigen Schnittstel
lengestaltungen mit ähnlichen Basiseinheiten oder prinzipiell
gleich ausgebildeten Basiseinheiten auszukommen ist, die sich
nur durch die unterschiedliche Ausbildung der trägerseitigen
Befestigungs- und Eingangskupplungsmittel unterscheiden.
Diese Erkenntnis ist Grundlage für den weiteren Gedanken, in
der Rohfertigung die Basiseinheiten untereinander gleich aus
zuführen und lediglich in der Endfertigung die Unterschied
lichkeit der trägerseitigen Befestigungs- und Eingangskupp
lungsmittel zu berücksichtigen. Dies schafft die Möglichkeit
auch im Rahmen der Fertigung der Basiseinheit von identischen
Basisgehäuserohlingen auszugehen und diese nur in der Endbe
arbeitung an die verschiedenen marktgängigen Schnittstellen
gestaltungen marktüblicher Revolverköpfe anzupassen. Dabei
können diverse Einbauteile der Basiseinheiten unabhängig von
der jeweiligen trägerseitigen oder revolverkopfseitigen
Schnittstellengestaltung identisch sein.
Ein besonderer Vertriebsvorteil und Lagerhaltungsvorteil im
jeweiligen Vertriebsunternehmen ergibt sich auch dann, wenn
eine Gruppe von antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinhei
ten zum Ankuppeln angetriebener Werkzeuge an einem mit einer
Abtriebswelle versehenen Hauptträger, insbesondere an einem
Revolverkopf, einer Werkzeugmaschine bereitgestellt wird mit
den Merkmalen:
- a) Jedes Mitglied der Gruppe umfaßt ein zum betriebsmäßig lösbaren Anbau an dem Hauptträger ausgebildetes Werkzeug aufnahmegehäuse.
- b) In den Werkzeugaufnahmegehäusen ist ein Spannfutter für das jeweilige Werkzeug drehbar gelagert.
- c) In den Werkzeugaufnahmegehäusen ist eine Eingangswellen baugruppe drehbar gelagert, die einerseits zur axial fluchtenden Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle des Hauptträgers und andererseits zur Antriebsverbindung mit dem jeweiligen Spannfutter ausgebildet ist.
- d) Jedes Mitglied der Gruppe weist eine Basiseinheit auf, die sich von anderen Mitgliedern der Gruppe durch unter schiedliche, zur Befestigung an verschiedenen Typen von Hauptträgern und zum Antriebsanschluß an deren Abtriebs wellen geeignete, trägerseitige Befestigungs- und Ein gangskupplungsmittel unterscheidet.
- e) Alle Mitglieder der Gruppe weisen identische, an der je weiligen Basiseinheit befestigte Anbaueinheiten auf, in denen das jeweilige Spannfutter drehbar gelagert ist.
Mit einer solchen Gruppe von antriebsübertragenden Werkzeug
aufnahmeeinheiten kann beispielsweise ein Außendienstmitar
beiter des Herstellerbetriebs jedem Benutzerbetrieb als An
wendungsbeispiel eine für den jeweiligen Maschinenpark
schnittstellenkompatible Werkzeugaufnahmeeinheit anbieten und
vorführen. Die Bereitstellung einer Gruppe dieser letzteren
Art läßt sich wieder dadurch weiter vereinfachen, daß die Ba
siseinheiten, von der unterschiedlichen Ausbildung der trä
gerseitigen Befestigungs- und Eingangskupplungsmittel abgese
hen, prinzipiell gleich ausgebildet sind.
Es wurde oben erwähnt, daß zwei typische Vertreter von Werk
zeugaufnahmeeinheiten solche sind, bei deren einer das Spann
futter in Achsflucht zur Eingangswellenbaugruppe liegt und
bei deren anderer das Spannfutter rechtwinklig zur Eingangs
wellenbaugruppe liegt. Viele Anwenderbetriebe kommen mit die
sen zwei typischen Vertretern aus. Es wäre deshalb ein beson
derer herstellungstechnischer, lagertechnischer und kosten
mäßiger Vorteil, wenn es gelingen würde, diese zwei typischen
Vertreter von Werkzeugaufnahmeeinheiten mit einer möglichst
großen Zahl von übereinstimmenden Teilen herzustellen. Dies
zu ermöglichen ist eine weitere Aufgabe der Erfindung. Zur
Lösung dieser weiteren Aufgabe wird eine Basiseinheit für
eine Gruppe von antriebsübertragenden Werkzeugaufnahmeeinhei
ten für angetriebene Werkzeuge vorgeschlagen mit den folgen
den Merkmalen:
- a) Sie umfaßt ein Basisgehäuse mit trägerseitigen Befesti gungsmitteln zur betriebsmäßig lösbaren Befestigung an einem Hauptträger.
- b) Sie umfaßt eine in dem Basisgehäuse drehbar gelagerte Eingangswellenbaugruppe mit trägerseitigen Eingangskupp lungsmitteln zum Antriebsanschluß an eine Abtriebswelle des Hauptträgers.
- c) Das Basisgehäuse ist dazu ausgebildet, wahlweise mit einem Anbaugehäuse eines ersten Typs von Anbaueinheit, vorzugsweise betriebsmäßig unlösbar, verbunden zu werden, welches im Zustand der Verbindung ein in Achsflucht zu der Eingangswellenbaugruppe liegendes Spannfutter lagert, oder mit einem Anbaugehäuse eines zweiten Typs von Anbau einheit, vorzugsweise betriebsmäßig unlösbar, verbunden zu werden, welches im Zustand der Verbindung ein gegen die Achse der Eingangswellenbaugruppe geneigtes, vorzugs weise rechtwinklig geneigtes, Spannfutter lagert.
- d) Das Basisgehäuse ist dazu ausgebildet, wahlweise einen werkzeugfernen Spannfutterschaftteil eines Spannfutters des ersten Typs von Anbaueinheit aufzunehmen oder einen Kegelradschaftteil eines Kegelrads aufzunehmen, welches mit einem Gegenkegelrad des Spannfutters des zweiten Typs von Anbaueinheit in Eingriff tritt.
- e) Ein Zwischenkupplungsstück der Eingangswellenbaugruppe ist dazu ausgebildet, wahlweise mit einem Komplementär zwischenkupplungsstück des Spannfutterschaftteils des er sten Typs von Anbaueinheit in Eingriff zu treten oder mit einem entsprechenden Komplementärzwischenkupplungsstück des Kegelradschaftteils.
Mit diesem Vorschlag ist es gelungen, auf einfache Weise ein
und dieselbe Basiseinheit für Werkzeugaufnahmeeinheiten mit
in Achsflucht zur Eingangswellenbaugruppe und Werkzeugaufnah
meeinheiten mit rechtwinklig zur Achse der Eingangswellenbau
gruppe angeordneten Spannfuttern zu verwenden. Der Hersteller
der Werkzeugaufnahmeeinheiten erfährt also eine Erleichterung
hinsichtlich der Herstellung und der Lagerhaltung der Ba
siseinheiten, die sich als Kostenvorteil bemerkbar macht. Er
braucht nur noch für die beiden Typen von Werkzeugaufnahme
einheiten die verschiedenen Anbaueinheiten gesondert herzu
stellen und auf Lager zu halten.
Die Herstellung und Lagerhaltung der Basiseinheiten wird für
den Hersteller der Werkzeugaufnahmeeinheiten noch weiter ver
einfacht, wenn nicht nur die Basisgehäuse der Basiseinheiten
unabhängig von der jeweiligen Art der Anbaueinheit identisch
sind, sondern wenn überdies die Basiseinheit in einer Bohrung
ein vormontiertes Radiallager aufnimmt, welches sowohl für
die Aufnahme des Spannfutterschaftteils als auch für die Auf
nahme des Kegelradschaftteils geeignet ist.
Eine weitere Vereinheitlichung der Basiseinheiten ergibt sich
dann, wenn diese eine vormontierte Kupplungshülse der Ein
gangswellenbaugruppe drehbar lagern, in welche einerseits ein
trägernaher Eingangswellenabschnitt, und andererseits wahl
weise das Komplementärzwischenkupplungsstück des Spannfutter
schaftteils oder des Kegelradschaftteils antriebskuppelnd
einsteckbar ist. Damit ist das Ziel erreicht, eine völlig
übereinstimmende Basiseinheit für anwendungsspezifisch unter
schiedliche Werkzeugaufnahmeeinheiten einsetzen zu können.
Die vormontierte Kupplungshülse kann für die Aufnahme des
trägernahen Eingangswellenabschnitts und/oder für die Auf
nahme des Komplementärzwischenkupplungsstücks des Spannfut
terschaftteils bzw. des Kegelradschaftteils ein Polygoninnen
profil besitzen, das herstellungstechnisch günstig ist.
Es gibt unterschiedliche Schnittstellengestaltungen an Revol
verköpfen und sonstigen Trägern, die sich nur bezüglich der
antriebsmäßigen Ankupplung der Werkzeugaufnahmeeinheiten
nicht aber bezüglich deren Befestigung unterscheiden. Für
diese Fälle ist es vorteilhaft, die Eingangswellenbaugruppe
mit einem auswechselbaren Eingangswellenabschnitt auszufüh
ren. In diesem Fall stellt sich das weitere Problem der axia
len Befestigung des Eingangswellenabschnitts an der Kupp
lungshülse. Man kann den Eingangswellenabschnitt an der Kupp
lungshülse etwa dadurch in axialer Richtung sichern, daß der
Eingangswellenabschnitt in einem ihn unverdrehbar aufnehmen
den Polygoninnenprofil der Kupplungshülse durch ein Außenpolygonelement
axial gesichert ist, welches in das angepaßte
Innenpolygonprofil der Kupplungshülse axial einschiebbar und
in einer radial inneren Ausdrehung der Kupplungshülse in eine
axial festgelegte Stellung verdrehbar ist und in dieser
sicherbar ist. Diese Art der Axialsicherung zwischen zwei
Teilen einer Wellenanordnung ist nicht nur im Rahmen der Er
findung, sondern unabhängig von deren sonstigen Merkmalen an
wendbar.
Das Polygonelement kann in der verdrehten Stellung durch Ver
stiftung mit dem Eingangswellenabschnitt sicherbar sein.
Auch das Kegelrad kann - im Falle einer Werkzeugaufnahmeein
heit mit zur Eingangswellenanordnung senkrechter Anordnung
des Spannfutters - an der Eingangswellenbaugruppe axial gesi
chert werden.
Das Ziel mit möglichst weitgehend übereinstimmenden und damit
insgesamt wenigen Teilen Werkzeugaufnahmeeinheiten einerseits
mit in Axialflucht zur Eingangswellenanordnung angeordnetem
Spannfutter und andererseits mit rechtwinklig zur Eingangs
wellenanordnung angeordneten Spannfutter herzustellen läßt
sich in einem noch weitergehenden Maße dann verwirklichen,
wenn ein Satz von Anbaueinheiten mit den folgenden Merkmalen
zur Verfügung steht:
- a) Eine erste Anbaueinheit umfaßt ein Anbaugehäuse, in wel chem ein Spannfutter - im angebauten Zustand betrachtet - in Achsflucht zu der Eingangswellenbaugruppe der Ba siseinheit gelagert ist.
- b) Eine zweite Anbaueinheit umfaßt ein Anbaugehäuse, in wel chem ein Spannfutter - im angebauten Zustand betrachtet - in winkliger Achslage, vorzugsweise in rechtwinkliger Achslage, zu der Eingangswellenbaugruppe gelagert ist.
- c) Das erste und das zweite Anbaugehäuse sind entsprechend der unterschiedlichen Achslage des jeweiligen Spannfut ters unterschiedlich.
- d) Die Spannfutter der ersten und der zweiten Anbaueinheit sind miteinander identisch.
- e) Das Komplementärzwischenkupplungsstück des Spannfutter schaftteils der zweiten Anbaueinheit greift antriebsüber tragend in das Gegenkegelrad ein.
Als Ergebnis dieses Vorschlags ist festzuhalten, daß nunmehr
auch die Spannfutter der beiden in ihrer Bauform und in ihrem
Anwendungsbereich unterschiedlichen Anbaueinheiten identisch
sind. Fertigung und Lagerhaltung im Herstellerbetrieb der
Werkzeugaufnahmeeinheiten werden damit weiter vereinfacht.
Diese Vereinfachung kann noch weiter getrieben werden, da
durch daß das jeweilige Spannfutter in dem jeweiligen Anbau
gehäuse der ersten und der zweiten Anbaueinheit wenigstens
teilweise durch identische Lagerbaugruppen gelagert ist.
Eine zusätzliche Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß die
Spannfutter der ersten und der zweiten Anbaueinheit in dem
jeweiligen Anbaugehäuse durch identische Sicherungsmittel,
insbesondere Schraubringe, gesichert sind.
Die Endmontage der verschiedenen Werkzeugaufnahmeeinheiten
mit in Achsflucht zur Eingangswellenanordnung liegenden
Spannfutter einerseits und rechtwinklig zur Eingangswellenan
ordnung liegenden Spannfutter andererseits läßt sich dadurch
vereinfachen, daß mindestens eine der ersten und der zweiten
Anbaueinheiten vor dem Anbau an der Basiseinheit komplett
vormontierbar ist.
Darüber hinaus läßt sich schon in der Vormontage eine Verein
heitlichung und Vereinfachung erreichen, dadurch daß die
identischen Lagerbaugruppen der Spannfutter der ersten und
der zweiten Anbaueinheit mit dem jeweiligen Spannfutter vor
dem Einbau in das jeweilige Anbaugehäuse vormontierbar sind.
Wenn die Ausgestaltung der Schnittstelle zwischen Revolver
kopf und Basiseinheit eine vorbestimmte Winkellage der Ba
siseinheit zum Revolverkopf oder sonstigem Hauptträger vor
schreibt, so ist es im Hinblick auf eine möglichst universale
Verwendbarkeit einer Werkzeugaufnahmeeinheit mit winkelig zur
Eingangswellenanordnung angeordnetem Spannfutter vorteilhaft,
eine Anordnung zu wählen, bei der das Anbaugehäuse der zwei
ten Anbaueinheit in verschiedenen Winkellagen um die Achse
der Eingangswellenbaugruppe an dem Basisgehäuse der Basisein
heit befestigbar ist. Beispielsweise kann man bei Befestigung
des Anbaugehäuses an dem Basisgehäuse mittels Befestigungs
schrauben durch entsprechende Positionswahl der Befestigungs
schrauben erreichen, daß das Anbaugehäuse der zweiten Anbau
einheit in verschiedenen diskreten Winkellagen um die Achse
der Eingangswellenbaugruppe an dem Basisgehäuse der Basisein
heit befestigbar ist.
Im Hinblick auf eine Feineinstellung des Spannfutters relativ
zu einem zu bearbeitenden Werkstück kann man dabei zusätzlich
vorsehen, daß das Anbaugehäuse der zweiten Anbaueinheit in
jeder der diskreten Winkellagen in einem kleinen Winkelbe
reich kontinuierlich winkelverstellbar ist.
Um nach Anbau einer Werkzeugaufnahmeeinheit an einem Haupt
träger, insbesondere einem Revolverkopf, die Winkelposition
der Achse des Spannfutters um die Achse der Eingangswellen
baugruppe ergonomisch einfach verändern zu können und dabei
die Gefahr zu vermeiden, daß die Anbaueinheit sich von der
Basiseinheit löst, wird weiter vorgeschlagen, daß das Anbau
gehäuse der zweiten Anbaueinheit in der Anbauposition an dem
Basisgehäuse der Basiseinheit gegenüber diesem Basisgehäuse
vor Anbringung endgültiger Befestigungsmittel zwischen dem
Anbaugehäuse und dem Basisgehäuse gegenüber dem Basisgehäuse
um die Achse der Eingangswellenbaugruppe frei drehbar und
durch vorläufige Sicherungsmittel gegen Abheben von dem Ba
sisgehäuse in Achsrichtung der Eingangswellenbaugruppe gesi
chert ist.
Wenn auch grundsätzlich daran gedacht ist, bei den Lösungs
vorschlägen nach der Erfindung, Basiseinheit und Anbaueinheit
betriebsmäßig voneinander unlösbar zu machen, das heißt also,
im Verwenderbetrieb einen Austausch der Anbaueinheiten an ein
und derselben Basiseinheit oder ein Austausch der Basisein
heiten zu ein und derselben Anbaueinheit nicht vorzunehmen,
so ist doch darauf hinzuweisen, daß bei der vorstehend be
schriebenen bevorzugten Gestaltung der Basiseinheit und der
Anbaueinheiten, insbesondere auch im Hinblick auf deren kom
plette Vormontage vor dem Zusammenbau, ein mit entsprechenden
Fachleuten ausgestatteter Anwenderbetrieb unter Umständen aus
einem vorhandenen Vorrat von Anbaueinheiten und Basiseinhei
ten die jeweils benötigten Werkzeugaufnahmeeinheiten selbst
kombinieren kann.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Werkzeugaufnahme
einheit, bei dem eine Eingangswelle in Flucht mit
der Achse eines Spannfutters liegt;
(Schnitt nach Linie A-A der Fig. 2)
Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung II der Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht der Anordnung gemäß
Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Werkzeugaufnah
meeinheit bei der die Achse eines Spannfutters
rechtwinklig zur Achse einer Eingangswelle liegt;
Fig. 5 eine Ansicht auf die Anordnung gemäß Fig. 4 in
Pfeilrichtung V der Fig. 4;
Fig. 6 eine Ansicht auf die Anordnung gemäß Fig. 4 in
Pfeilrichtung VI der Fig. 4 und
Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht der Anordnung gemäß
Fig. 4.
In Fig. 1 ist die Basiseinheit einer Werkzeugaufnahmeeinheit
ganz allgemein mit 10 bezeichnet und die Anbaueinheit ganz
allgemein mit 12. Die Basiseinheit umfaßt ein Basisgehäuse
10a und die Anbaueinheit 12 umfaßt ein Anbaugehäuse 12a. Das
Basisgehäuse 10a ist mit einem Halsteil 10a1 und mit einem
Topfteil 10a2 ausgeführt. Das Basisgehäuse 10a ist zur Befe
stigung an einem nicht dargestellten Revolverkopf bestimmt
und geeignet. Hierzu wird der Halsteil 10a1 in eine entspre
chende Bohrung des Revolverkopfes eingesteckt, so daß eine
Planfläche 10a3 zur Anlage gegen eine Anlagefläche des Revol
verkopfes gelangt. Der Halsteil 10a1 ist unrund, so daß seine
Winkellage in der Bohrung des Revolverkopfes eindeutig fest
gelegt ist. Die exakte positionierte Winkellage wird mit
Hilfe der zylindrischen Ansenkung 54 in der Planfläche 10a3
des Topfteiles 10a2 erreicht; in diese Ansenkung 54 greift
ein Indizierstift ein, der am Revolver der Maschine ange
bracht ist und in den gleichzeitig auch die Kühlmittelüber
gabe integriert sein kann. An dem Halsteil 10a1 sind Ein
griffskerben 10a4 angebracht, die in Wechselwirkung mit einem
Spanner des Revolverkopfs treten, so daß die Planfläche 10a3
gegen die gegenüberstehende Planfläche des Revolverkopfs an
gespannt wird. In dem Halsteil 10a1 ist mittels eines Rollen
lagers 14 ein Eingangswellenabschnitt 16 drehbar gelagert,
der an seinem oberen Ende mit einem
Eingangskupplungsprofil 16a versehen ist. Die
ses Eingangskupplungsprofil 16a ist zum drehmomentübertragen
den Eingriff mit einer angetriebenen Abtriebswelle des Revol
verkopfes bestimmt. Das in der Fig. 1 untere Ende des Ein
gangswellenabschnitts 16 ist als ein im Querschnitt polygona
les, vorzugsweise quadratisches Kupplungsprofil 16b des Ein
gangswellenabschnitts 16 ausgebildet. Dieses Kupplungsprofil
16b greift in eine Kupplungshülse 18 ein, die zur Aufnahme
des polygonalen Kupplungsprofils 16b mit einem Innenpolygon
profil, vorzugsweise mit einem Innenquadratprofil ausgeführt
ist. Die Kupplungshülse 18 ist mit einem Radialflansch 18a
ausgeführt, welcher zwischen Axiallagern 20 und 22 in axialer
Richtung gelagert ist. Das Axiallager 22 stützt sich gegen
einen Axiallagerring 24 ab, der durch eine Stützhülse 26 an
dem Topfteil 10a2 des Basisgehäuses 10a abgestützt ist, wäh
rend sich das Axiallager 20 unter Vermittlung eines Lager
rings 28 an einer Stützschulter 30 des Basisgehäuses 10a ab
stützt. Die Stützhülse 26 ist durch einen Sicherungs
schraubring 32 an dem Topfteil 10a2 des Basisgehäuses 10a ge
sichert.
An dem Basisgehäuse 10a ist das Anbaugehäuse 12a durch
Schraubbolzen 34 befestigt. In dem Anbaugehäuse 12a ist mit
tels einer Kugellageranordnung 36 ein Spannfutter 38 drehbar
gelagert. Das Spannfutter 38 ist herkömmlicher Bauart und ist
zur Aufnahme eines beliebigen Werkzeugs, beispielsweise eines
Bohrers, eines Fräsers oder eines Gewindeschneiders bestimmt.
Die Kugellageranordnung 36 ist auf dem Spannfutter 38 durch
eine Sicherungsmutter 40 vormontiert. Die vormontierte Ein
heit, bestehend aus dem Spannfutter 38, der Kugellageranord
nung 36, der Sicherungsmutter 40, einem Schraubring 42 und
einem Dichtungsring 44 ist als Ganzes in das Anbaugehäuse 12a
eingesteckt, durch den Schraubring 42 in das Anbaugehäuse 12a
eingeschraubt und dort mittels einer Madenschraube 55 (Fig.
2) gesichert. Das Spannfutter 38 weist einen Schaftteil 38a
auf. Dieser Schaftteil 38a ist durch ein Radiallager 46 an
der Stützhülse 26 gelagert, wobei die Stützhülse 26 ein
Außenlagerring des Radiallagers 46 sein kann. Das obere Ende
des Spannfutterschaftteils 38a ist als ein spannfutterseiti
ges Zwischenkupplungsstück ausgebildet und mit 48 bezeichnet.
Dieses Zwischenkupplungsstück 48 ist im Querschnitt polygo
nal, vorzugsweise quadratisch und in ein entsprechendes In
nenpolygonprofil, vorzugsweise Innenquadratprofil der Kupp
lungshülse 18 eingepaßt. Damit steht der Eingangswellenab
schnitt 16 über die Kupplungshülse 18 in drehmomentübertra
gender Verbindung mit dem Spannfutter 38. Der Eingangswellen
abschnitt 16 und die Kupplungshülse 18 bilden zusammen eine
Eingangswellenbaugruppe 16, 18. Die Kupplungshülse 18 stellt
im Rahmen dieser Eingangswellenbaugruppe 16, 18 ein Zwischen
kupplungsstück der Eingangswellenbaugruppe 16, 18 dar. Der
Endabschnitt 48 des Spannfutterschaftteils 38a als Komplemen
tärzwischenkupplungsstück 48 bildet zusammen mit dem von der
Kupplungshülse 18 gebildeten Zwischenkupplungsstück 18 eine
Zwischenkupplung 18, 48. Die Schraubbolzen 34 sind so gelegt,
daß sie vor dem Einbau der vormontierten Einheit 38, 36, 40, 42,
44 eingesetzt und angezogen werden können. Zur Sichtbarma
chung ist in Fig. 1 der Schraubbolzen 34 in den Schnitt ge
dreht.
Es ist nochmals darauf hinzuweisen, daß die Eingangswellen
baugruppe 16, 18 aus zwei Teilen besteht, nämlich dem Ein
gangswellenabschnitt 16 und der Kupplungshülse 18. Damit ist
es möglich, beim Zusammenbau der Werkzeugaufnahmeeinheit un
terschiedliche Eingangswellenabschnitte 16 gegebenenfalls mit
unterschiedlichen Eingangskupplungsprofilen 16a einzusetzen.
Damit besteht aber auch die Notwendigkeit, den Eingangswel
lenabschnitt 16 an der Kupplungshülse 18 in axialer Richtung
zu sichern, um einen Verlust des Eingangswellenabschnitts 16
zu verhindern. Hierzu wird auf Fig. 3 verwiesen. Die Fig. 3
ist im wesentlichen eine Vergrößerung von Fig. 1. Sie läßt
erkennen, daß innerhalb des über die ganze Länge der Kupp
lungshülse 18 durchgehenden Innenquadratprofils eine Ausdre
hung 19 vorgesehen ist. Von dem oberen Ende der Kupplungs
hülse 18 her kann in diese ein Quadratelement 21 in axialer
Richtung eingeschoben werden. Das Quadratelement 21 besitzt
einen quadratischen Außenumriß, der dem Innenquadratprofil
der Kupplungshülse 18 angepaßt ist, so daß das Quadratelement
21 erst nach Erreichen der Ausdrehung 19 gedreht werden kann.
Ist das Polygonelement, vorzugsweise Quadratelement 21 um 45°
gegenüber seiner Einschubstellung verdreht, so kann es axial
nur noch zwischen den beiden Schultern 23, 23a der Ausdrehung
19 innerhalb des Passungsspiels verschoben und fortan nicht
mehr nach oben und unten zurückgezogen werden. In dieser Stellung wird
das Quadratelement 21 an dem Kupplungsprofil 16b des Ein
gangswellenabschnitts 16 durch einen Schraubbolzen 15 in axi
aler Richtung befestigt und außerdem gegen Verdrehung gesi
chert und zwar durch einen Sicherungsstift 25, welcher das
Quadratelement 21 durchsetzt und in eine Bohrung des Kupp
lungsprofils 16b des Eingangswellenabschnitts 16 eingreift.
Auf diese Weise ist der Eingangswellenabschnitt 16 gegenüber
der Kupplungshülse 18 in axialer Richtung gesichert. Ein Aus
gleichsring 13 liegt zwischen dem Quadratelement 21 und dem
Kupplungsprofil 16b.
Das Basisgehäuse 10a und das Anbaugehäuse 12a sind beim Ver
ender der Werkzeugaufnahmeeinheit 10 ständig miteinander
verbunden, der Verwender setzt bei Bedarf die Werkzeugaufnah
meeinheit 10 an einem Revolverkopf einer Drehmaschine an, um
mit einem in das Spannfutter 38 eingesetzten Werkzeug Bear
beitungsoperationen an einem Werkstück vornehmen zu können,
das beispielsweise in das Spannfutter einer Drehmaschine ein
gespannt ist.
In Fig. 1 erkennt man einen Kühlmittelkanal 52 von insgesamt
mindestens zwei Kühlmittelkanälen, die über eine Ringnut 51
mit Kühlmittel versorgt werden, das über einstellbare Spritz
düsen 50 möglichst nahe an die Arbeitszone des in das Spann
futter 38 eingespannten Werkzeug herausgeführt werden kann.
Dieses Kühlmittel wird in Richtung auf das angetriebene Werk
zeug ausgespritzt. Der Kühlmittelkanal 52 erstreckt sich
sowohl durch das Anbaugehäuse 12a als auch durch das Basisge
häuse 10a. Am Basisgehäuse 10a erkennt man eine Fassung 54
für einen Kühlmittelanschluß.
In Fig. 2 erkennt man eine Madenschraube 55. Diese Maden
schraube 55 dient zur Sicherung des Schraubrings 42.
In Fig. 4 bis 7 ist eine weitere Ausführungsform einer
Werkzeugaufnahmeeinheit dargestellt. Analoge Teile sind mit
gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 und 2, je
weils vermehrt um die Zahl 100.
Man erkennt in Fig. 4 eine Basiseinheit 110 mit einem Basis
gehäuse 110a, einem Rollenlager 114, einem Eingangswellenab
schnitt 116, einem Kupplungsprofil 116a, einer Kupplungshülse
118, Axiallagern 120 und 122 und einem Radiallager 146. Dabei
sind all diese Teile und auch die zugehörigen Hilfsteile
identisch ausgebildet, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1
bis Fig. 3. Man kann also sagen, daß die Basiseinheit 110
mit der Basiseinheit 10 der Fig. 1 bis 3 identisch ist.
Abweichend von der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist
das Anbaugehäuse 112a. Die Befestigung des Anbaugehäuses 112a
an dem Basisgehäuse 110a erfolgt aber wieder mit ähnlichen
Schraubbolzen 134 wie in Fig. 1 bis 3. Weiter ist in dem
Anbaugehäuse 112a, gemäß Fig. 4, ein Spannfutter 138 drehbar
gelagert und zwar mittels einer Kugellagerbaugruppe 136, die
identisch ist mit der Kugellagerbaugruppe 36 der Fig. 1.
Ebenso ist die Sicherungsmutter 140, der Schraubring 142 und
der Dichtungsring 144 identisch mit den entsprechend benann
ten Teilen in den Fig. 1 bis 3. Auf dem Komplementärkupp
lungsstück 148 des identisch mit dem Spannfutter 38 der Fig. 1
ausgebildeten Spannfutters 138 sitzt ein Gegenkegelrad 172,
das mittels eines zusätzlichen Kugellagers 174 in dem Anbau
gehäuse 112a gelagert ist. Das Gegenkegelrad 172 und das zu
sätzliche Kugellager 174 sind auf dem Spannfutterschaftteil
138a des Spannfutters 138 mittels einer Befestigungsscheibe
176 und einer Befestigungsschraube 178 befestigt. Das Anbau
gehäuse 112a ist durch einen Schraubdeckel 180 verschlossen.
Das Gegenkegelrad 172 steht in kämmendem Eingriff mit einem
Kegelrad 182, das einen Kegelradschaftteil 184 aufweist. Der
Kegelradschaftteil 184 ist mit einem als Komplementärzwi
schenkupplungsstück dienenden Quadratprofilabschnitt 186 aus
geführt, der dem Endabschnitt 48 des Spannfutters 38 der Fig. 1
entspricht. Der Quadratprofilabschnitt 186 des Kegelra
des 182 steht in drehmomentübertragendem Eingriff mit dem In
nenquadratprofil der Kupplungshülse 118. Der Kegelradschaft
teil 184 ist in dem Radiallager 146 radial gelagert, das wie
derum dem Radiallager 46 der Fig. 1 entspricht. Von der un
terschiedlichen Gestaltung der Anbaugehäuse 12a und 112a ab
gesehen, weist also die Werkzeugaufnahmeeinheit der Fig. 4
zusätzlich zu den in der Fig. 1 identisch vorhandenen Teilen
lediglich folgende Teile auf: das Kegelrad 182, das Gegenke
gelrad 172, das zusätzliche Kugellager 174, die Befestigungs
scheibe 176, die Befestigungsschraube 178, den Schraubdeckel
180, zwei Ausgleichsscheiben 190, 192. Auch bezüglich der
Verbindung des Eingangswellenabschnitts 116 mit der Kupp
lungshülse 118 besteht Übereinstimmung wie sich aus Fig. 7
ergibt.
Während in der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 zur Ver
bindung des Eingangswellenabschnitts 16 und der Kupplungshül
se 18 neben dem bereits erwähnten Quadratelement noch der
kurze Schraubbolzen 15 vorhanden ist, welcher in eine Gewin
debohrung 17 des Eingangswellenabschnitts 16 eingeschraubt
ist, weist in Fig. 4 der Eingangswellenabschnitt 116 eine
identische Gewindebohrung 117 auf, wobei hier durch einen
längeren Schraubbolzen 115 gleichzeitig der Eingangswellenab
schnitt 116 und das Kegelrad 182 in axialer Richtung gesi
chert sind und verspannt sind.
Man erkennt aus Fig. 4, daß auch hier die Basiseinheit kom
plett vormontiert werden kann, einschließlich des Kegelrads
182. Auch die Anbaueinheit 112, bestehend aus dem Anbauge
häuse 112a, dem Spannfutter 138, der Kugellageranordnung 136,
der Sicherungsmutter 140, dem Schraubring 142, dem Dichtungs
ring 144, dem zusätzlichen Kugellager 174, dem Gegenkegelrad
172, der Abstimmscheibe 190, der Befestigungsscheibe 176, der
Befestigungsschraube 178 und dem Schraubdeckel 180, kann kom
plett zusammengebaut werden, bevor die Basiseinheit 110 und
die Anbaueinheit 112 miteinander vereinigt werden, da die Be
festigungsschrauben von außen zugänglich sind.
Die Schrauben 134 (Fig. 5) sind von unten und außen zugäng
lich. Nach entfernen der Schrauben 134 und Zurückdrehen der
Justierschrauben 194 (Fig. 6) kann die Anbaueinheit 112 um
4 × 90° geschwenkt und anschließend wieder angeschraubt
werden, wobei eine Trennung der Basiseinheit 110 von der
Anbaueinheit 112 durch eine Madenschraube 156, die in eine
Ringausnehmung 158 eingreift, verhindert wird.
Auch in der Ausführungsform nach Fig. 4 erkennt man einen
Kühlmittelkanal 152, der bezüglich seines Verlaufs innerhalb
des Basisgehäuses 110a identisch ist mit der Ausführungsform
nach Fig. 1. Das Kühlmittel wird über die Kühlmittelringnut
151 auf zwei Kanäle verteilt und über die Spritzdüsen 150 auf
das eingesetzte Werkzeug gesprüht (Fig. 5).
Auch in der Ausführungsform nach Fig. 4 läßt sich die aus
dem Spannfutter 138 der Kugellagerbaugruppe 136, der Siche
rungsmutter 140, dem Dichtungsring 144 und dem Schraubring
142 bestehende Untereinheit komplett vormontieren, bevor der
Einbau in das Anbaugehäuse 112a erfolgt.
Man erkennt ohne weiteres, daß bei der Ausführungsform nach
Fig. 4 das Spannfutter 138 über das Kegelrad 182 und das Ge
genkegelrad 172 in ständiger Antriebsverbindung mit der Ein
gangswellenanordnung 116, 118 steht.
Der Anbau an einem Revolverkopf einer Werkzeugmaschine er
folgt genauso wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 6 ist durch zwei Stellschrauben 194 das Anbaugehäuse
112a gegenüber dem Basisgehäuse 110a um die Achse A der Ein
gangswellenbaugruppe 116, 118 winkeljustierbar, bevor die
Schraubbolzen 134 endgültig angezogen werden. Der Zusammenbau
des Gehäuses 110a, 112a erfolgt in der Weise, daß zunächst
die beiden Gehäuse durch die Madenschraube 156 und deren Ein
griff in die Ringnut 158 aneinander gesichert werden, und
dann relativ zueinander in eine ungefähre Betriebslage einge
stellt werden. Dann werden die Schrauben 134 gesetzt, aber
noch nicht endgültig angezogen. Nunmehr kann durch Verstel
lung der Stellschrauben 194 eine Feinjustierung des Anbauge
häuses 112a um die Achse A erfolgen. Dann werden schließlich
die Schraubbolzen 134 endgültig angezogen.
Claims (22)
1. Eine Gruppe von antriebsübertragenden Werkzeugaufnahme
einheiten zum Ankuppeln angetriebener Werkzeuge an
einen mit einer Antriebswelle versehenen Hauptträger,
insbesondere an einem Revolverkopf einer Werkzeugma
schine,
gekennzeichnet durch die folgenden
Merkmale:
- a) Jedes Mitglied der Gruppe umfaßt ein zum betriebs mäßig lösbaren Anbau an dem Hauptträger ausgebilde tes Werkzeugaufnahmegehäuse (10a, 12a; 110a, 112a).
- b) In den Werkzeugaufnahmegehäusen (10a, 12a; 110a, 112a) ist ein Spannfutter (38, 138) für das jewei lige Werkzeug drehbar gelagert.
- c) In den Werkzeugaufnahmegehäusen (10a, 12a; 110a, 112a) ist eine Eingangswellenbaugruppe (16, 18; 116, 118) drehbar gelagert, die einerseits zur axial fluchtenden Antriebsverbindung mit der Ab triebswelle des Hauptträgers und andererseits zur Antriebsverbindung mit dem jeweiligen Spannfutter (38; 138) ausgebildet ist.
- d) Bei mindestens einem Mitglied der Gruppe ist das Spannfutter (38) in Achsflucht mit der Eingangswel lenbaugruppe (16, 18) angeordnet.
- e) Bei mindestens einem weiteren Mitglied der Gruppe ist die Achse des Spannfutters (138) gegenüber der Achse der Eingangswellenbaugruppe (116, 118) ge neigt, vorzugsweise rechtwinkelig geneigt.
- f) Jedes Mitglied der Gruppe umfaßt eine für alle Mit glieder der Gruppe identische Basiseinheit (10; 110) mit für alle Mitglieder der Gruppe identi schen, trägerseitigen Befestigungs- und Eingangs kupplungsmitteln (10a1; 110a1-16a; 116a) zur Be festigung an einem vorbestimmten Typ von Hauptträ ger und zum Antriebsanschluß an dessen Abtriebs welle.
- g) Einzelne Mitglieder der Gruppe unterscheiden sich voneinander durch an der jeweiligen Basiseinheit betriebsmäßig unlösbar befestigte, unterschiedliche Anbaueinheiten (12; 112), in denen das jeweilige Spannfutter (38; 138) drehbar gelagert ist.
2. Eine Obergruppe von Gruppen gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Basiseinheiten (10; 110) der Mitglieder einzel
ner Gruppen sich von den Basiseinheiten der Mitglieder
anderer Gruppen durch unterschiedliche, trägerseitige
Befestigungs- und Eingangskupplungsmittel unterschei
den, die zur Befestigung an unterschiedlichen Typen von
Hauptträgern und zur Antriebsverbindung mit deren Ab
triebswellen ausgebildet sind.
3. Eine Obergruppe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Basiseinheiten (10; 110) der einzelnen Gruppen,
von der unterschiedlichen Ausbildung der trägerseitigen
Befestigungs- und Eingangskupplungsmittel (10a1; 110a1-16;
116a) abgesehen, prinzipiell gleich ausgebildet
sind.
4. Eine Gruppe von antriebsübertragenden Werkzeugaufnahme
einheiten zum Ankuppeln angetriebener Werkzeuge an
einen mit einer Abtriebswelle versehenen Hauptträger,
insbesondere an einem Revolverkopf einer Werkzeug
maschine,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) Jedes Mitglied der Gruppe umfaßt ein zum betriebs mäßig lösbaren Anbau an dem Hauptträger ausgebilde tes Werkzeugaufnahmegehäuse (10a, 12a).
- b) In den Werkzeugaufnahmegehäusen (10a, 12a) ist ein Spannfutter (38) für das jeweilige Werkzeug drehbar gelagert.
- c) In den Werkzeugaufnahmegehäusen (10a, 12a) ist eine Eingangswellenbaugruppe (16, 18) drehbar gelagert, die einerseits zur axial fluchtenden Antriebsver bindung mit der Abtriebswelle des Hauptträgers und andererseits zur Antriebsverbindung mit dem jewei ligen Spannfutter (38) ausgebildet ist.
- d) Jedes Mitglied der Gruppe weist eine Basiseinheit (10) auf, die sich von anderen Mitgliedern der Gruppe durch unterschiedliche, zur Befestigung an verschiedenen Typen von Hauptträgern und zum An triebsanschluß an deren Abtriebswellen geeignete, trägerseitige Befestigungs- und Eingangskupplungs mittel (10a1-16a) unterscheidet.
- e) Alle Mitglieder der Gruppe weisen identische, an der jeweiligen Basiseinheit (10) befestigte Anbau einheiten (12) auf, in denen das jeweilige Spann futter (38) drehbar gelagert ist.
5. Eine Gruppe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Basiseinheiten (10), von der unterschiedlichen
Ausbildung der trägerseitigen Befestigungs- und Ein
gangskupplungsmittel (10a1-16a) abgesehen, prinzi
piell gleich ausgebildet sind.
6. Basiseinheit für eine Gruppe von antriebsübertragenden
Werkzeugaufnahmeeinheiten für angetriebene Werkzeuge,
insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) Sie umfaßt ein Basisgehäuse (10a; 110a) mit träger seitigen Befestigungsmitteln (10a1; 110a1) zur be triebsmäßig lösbaren Befestigung an einem Hauptträ ger.
- b) Sie umfaßt eine in dem Basisgehäuse (10a; 110a) drehbar gelagerte Eingangswellenbaugruppe (16, 18; 116, 118) mit trägerseitigen Eingangskupplungsmit teln (16a; 116a) zum Antriebsanschluß an eine Ab triebswelle des Hauptträgers.
- c) Das Basisgehäuse (10a; 110a) ist dazu ausgebildet, wahlweise mit einem Anbaugehäuse (12a) eines ersten Typs von Anbaueinheit (12), vorzugsweise betriebs mäßig unlösbar, verbunden zu werden, welches im Zu stand der Verbindung ein in Achsflucht zu der Ein gangswellenbaugruppe (16, 18) liegendes Spannfutter (38) lagert, oder mit einem Anbaugehäuse (112a) eines zweiten Typs von Anbaueinheit (112), vorzugs weise betriebsmäßig unlösbar, verbunden zu werden, welches im Zustand der Verbindung ein gegen die Achse der Eingangswellenbaugruppe (116, 118) ge neigtes, vorzugsweise rechtwinkelig geneigtes, Spannfutter (138) lagert.
- d) Das Basisgehäuse (10a; 110a) ist dazu ausgebildet, wahlweise einen werkzeugfernen Spannfutterschaft teil (38a) eines Spannfutters (38) des ersten Typs von Anbaueinheit (12) aufzunehmen oder einen Kegel radschaftteil (184) eines Kegelrads (182) aufzuneh men, welches mit einem Gegenkegelrad (172) des Spannfutters (138) des zweiten Typs von Anbauein heit (112) in Eingriff tritt.
- e) Ein Zwischenkupplungsstück (18; 118) der Eingangs wellenbaugruppe (16, 18; 116, 118) ist dazu ausge bildet, wahlweise mit einem Komplementärzwischen kupplungsstück (48) des Spannfutterschaftteils (38a) des ersten Typs von Anbaueinheit (12) in Ein griff zu treten oder mit einem entsprechenden Kom plementärzwischenkupplungsstück (186) des Kegelrad schaftteils (184).
7. Basiseinheit nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Bohrung ein vormontiertes Radiallager (46;
146) angeordnet ist, welches sowohl für die Aufnahme
des Spannfutterschaftteils (38a) als auch für die
Aufnahme des Kegelradschaftteils (184) geeignet ist.
8. Basiseinheit nach einem der Ansprüche 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine vormontierte Kupplungshülse (18, 118) der
Eingangswellenbaugruppe (16, 18; 116, 118) drehbar la
gert, in welche einerseits ein trägernaher Eingangswel
lenabschnitt, und andererseits wahlweise das Komplemen
tärzwischenkupplungsstück (48; 186) des Spannfutter
schaftteils (38a) oder des Kegelradschaftteils (184) an
triebskuppelnd einsteckbar ist.
9. Basiseinheit nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vormontierte Kupplungshülse (18; 118) für die
Aufnahme des trägernahen Eingangswellenabschnitts (16;
116) und/oder für die Aufnahme des Komplementärzwi
schenkupplungsstücks (48; 186) des Spannfutterschaft
teils (38a) bzw. des Kegelradschaftteils (184) ein
Polygoninnenprofil besitzt.
10. Basiseinheit nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Eingangswellenabschnitt (16; 116) in der vor
montierten Kupplungshülse (18; 118) axial gesichert
ist.
11. Basiseinheit nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Eingangswellenabschnitt (16; 116) in einem ihn
unverdrehbar aufnehmenden Polygoninnenprofil der Kupp
lungshülse (18; 118) durch ein Außenpolygonelement
(21; 121) axial gesichert ist, welches in das angepaßte
Innenpolygonprofil der Kupplungshülse (18; 118) axial
einschiebbar und in einer radial inneren Ausdrehung
(19; 119) der Kupplungshülse (18; 118) in eine axial
festgelegte Stellung verdrehbar ist und in dieser
sicherbar ist.
12. Basiseinheit nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polygonelement (21; 121) in der verdrehten
Stellung durch Verstiftung mit dem Eingangswellenab
schnitt (16; 116) sicherbar ist.
13. Basiseinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kegelrad (182) an der Eingangswellenbaugruppe
(116; 118) axial sicherbar und verspannbar ist.
14. Ein Satz von Anbaueinheiten zum Anbau an eine Basisein
heit nach einem der Ansprüche 6 bis 13,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- a) Eine erste Anbaueinheit (12) umfaßt ein Anbauge häuse (12a), in welchem ein Spannfutter (38) - im angebauten Zustand betrachtet - in Achsflucht zu der Eingangswellenbaugruppe (16, 18) der Basisein heit (10) gelagert ist.
- b) Eine zweite Anbaueinheit (112) umfaßt ein Anbauge häuse (112a), in welchem ein Spannfutter (138) - im angebauten Zustand betrachtet - in winkliger Achs lage, vorzugsweise in rechtwinkliger Achslage, zu der Eingangswellenbaugruppe (116, 118) gelagert ist.
- c) Das erste und das zweite Anbaugehäuse (12a; 112a) sind entsprechend der unterschiedlichen Achslage des jeweiligen Spannfutters (38; 138) unterschied lich.
- d) Die Spannfutter (38; 138) der ersten und der zwei ten Anbaueinheit (12; 112) sind miteinander iden tisch.
- e) Das Komplementärzwischenkupplungsstück (148) des Spannfutterschaftteils (138a) der zweiten Anbauein heit (112) greift antriebsübertragend in das Gegen kegelrad (172) ein.
15. Ein Satz von Anbaueinheiten nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Spannfutter (38; 138) in dem jeweili
gen Anbaugehäuse (12a; 112a) der ersten und der zweiten
Anbaueinheit (12; 112) wenigstens teilweise durch iden
tische Lagerbaugruppen (36; 136) gelagert ist.
16. Ein Satz von Anbaueinheiten nach einem der Ansprüche
14 und 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannfutter (38; 138) der ersten und der zwei
ten Anbaueinheit (12; 112) in dem jeweiligen Anbauge
häuse (12a; 112a) durch identische Sicherungsmittel
(42; 132), insbesondere Schraubringe (42, 142), gesi
chert sind.
17. Ein Satz von Anbaueinheiten nach einem der Ansprüche
14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der ersten und der zweiten Anbau
einheiten (12; 112) vor dem Anbau an der Basiseinheit
(10; 110) komplett vormontierbar ist.
18. Ein Satz von Anbaueinheiten nach einem der Ansprüche
15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die identischen Lagerbaugruppen (36; 136) der
Spannfutter (38; 138) der ersten und der zweiten Anbau
einheit (12; 112) mit dem jeweiligen Spannfutter (38;
138) vor dem Einbau in das jeweilige Anbaugehäuse (12a;
112a) vormontierbar sind.
19. Ein Satz von Anbaueinheiten nach einem der Ansprüche
14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anbaugehäuse (112a) der zweiten Anbaueinheit
(112) in verschiedenen Winkellagen um die Achse (A) der
Eingangswellenbaugruppe (116, 118) an dem Basisgehäuse
(110a) der Basiseinheit (110) befestigbar ist.
20. Ein Satz von Anbaueinheiten nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anbaugehäuse (112a) der zweiten Anbaueinheit
(112) in verschiedenen diskreten Winkellagen um die
Achse (A) der Eingangswellenbaugruppe (116, 118) an dem
Basisgehäuse (110a) der Basiseinheit (110) befestigbar
ist.
21. Ein Satz von Anbaueinheiten nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anbaugehäuse (112a) der zweiten Anbaueinheit
(112) in jeder der diskreten Winkellagen in einem klei
nen Winkelbereich kontinuierlich winkelverstellbar ist.
22. Ein Satz von Anbaueinheiten nach einem der Ansprüche
14 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anbaugehäuse (112a) der zweiten Anbaueinheit
(112) in der Anbauposition an dem Basisgehäuse (110a)
der Basiseinheit (110) gegenüber diesem Basisgehäuse
(110a) vor Anbringung endgültiger Befestigungsmittel
(134) zwischen dem Anbaugehäuse (112a) und dem Basisge
häuse (110a) gegenüber dem Basisgehäuse (110a) um die
Achse (A) der Eingangswellenbaugruppe (116, 118) frei
drehbar und durch vorläufige Sicherungsmittel (156,
158) gegen Abheben von dem Basisgehäuse (110a) in Achs
richtung der Eingangswellenbaugruppe (116, 118) gesi
chert ist.
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