DE4114707A1 - Vorrichtung zur halterung eines werkzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Halterung eines Werkzeuges, beispielsweise einer Schleifscheibe oder eines Fräsers, an der antreibbaren Spindel einer Werkzeugmaschine, eines Handhabungsgerä­ tes oder dgl. mit einem in diese einspannbaren Auf­ nahmeschaft und einem an diesem angeformten das Werk­ zeug tragenden Zwischenstück.

Bei derartigen in einer großen Anzahl unterschiedlich ausgebildeter Aufnahmeadaptern ist das Werkzeug je­ weils fest mit dem Zwischenstück verbunden. Dazu ist in dieses eine Gewindebohrung eingearbeitet oder es ist an diesem ein Gewindeansatz angeformt, so daß das Werkzeug mittels einer Spannschraube oder einer Mutter an dem Zwischenstück auswechselbar be­ festigt werden kann.

Diese Haltevorrichtungen haben sich zwar insbesondere um in kurzer Zeit einen Werkzeugwechsel vornehmen zu können, bewährt, da das Werkzeug aber über den Adapter starr mit einer Maschinenspindel oder einem Handhabungsgerät verbunden ist, wird eine Bearbeitung eines Werkstückes stets entsprechend der Zustellung der Maschinenspindel vorgenommen. Vor allem bei der Bearbeitung der Oberflächen von Gußstücken ist dies mitunter sehr nachteilig, da oftmals zuviel oder auch zuwenig Material abgetragen wird. Eine Bearbeitung eines Werkstückes entsprechend dessen vorgegebener Kontur ist somit nicht möglich, der Arbeits- und Zeitaufwand zur Bearbeitung eines Werkstückes, um z. B. eine lackier­ fähige Oberfläche zu erhalten, ist demnach meist sehr hoch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Halterung eines Werkzeuges der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mittels der es auf sehr einfache Weise möglich ist, Werkstücke entsprechend der jeweils vorhandenen Kontur zu bearbeiten, ohne daß dazu die das Werkzeug tragende Maschinenspindel in ihrer Höhen­ lage verändert werden muß. Die Maschinenspindel soll vielmehr einer theoretisch gegebenen Kontur folgen, das Werkzeug soll sich dagegen selbsttätig der tatsäch­ lichen zu bearbeitenden Werkstückkontur anpassen und mit nahezu konstanter Anpreßkraft an dem Werkstück an­ liegen, so daß Unebenheiten zwar verfeinert, aber dennoch kein unnötiger Materialabtrag erfolgt und keine Beschädi­ gungen der Werkstücke bei deren Bearbeitung in Kauf zu nehmen sind. Der dazu nötige Bauaufwand soll sehr gering gehalten werden, auch soll ohne weiteres eine Anpassung an die jeweils einzusetzenden Werkstücke sowie an unterschiedliche Werkstückmaterialien leicht vorzu­ nehmen sein, dennoch sollen mit geringem Fertigungsaufwand Werkstücke in kurzer Zeit derart bearbeitet werden können, daß diese z. B. lackierfähig sind.

Gemäß der Erfindung wird dies mittels der Vorrichtung zur Halterung eines Werkzeuges der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Werkzeug über zwei oder mehrere bogenförmig gekrümmt ausgebildete, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Blatt­ federn an dem Zwischenstück in dessen Achsrichtung be­ grenzt verstellbar befestigt ist.

Vorteilhaft ist es hierbei, da das Antriebsmoment der Maschinenspindel über die Blattfedern auf das Werkzeug übertragen wird, diese mit ihren Enden verdrehfest mit dem Zwischenstück und/oder dem Werkzeug zu verbinden, auch können die Blattfedern lösbar, beispielsweise mittels deren Enden durchgreifender Befestigungsschrauben an dem Zwischenstück und dem Werkzeug angebracht sein.

Zur drehfesten und lösbaren Halterung der Blattfedern ist es ferner zweckmäßig, jeweils einen Flansch vorzusehen, an den an die Breite der Blattfedern angepaßte Aufnahme­ nuten sowie die die Befestigungsschrauben aufnehmende Bohrungen eingearbeitet sind, wobei die Aufnahmenuten in ihrer Tiefe etwa der Materialstärke der Blattfedern entsprechen sollten.

Einer der die Blattfedern haltenden Flansch kann auf das Zwischenstück aufgesteckt und beispielsweise mittels in dem Flansch eingesetzter und in das Zwischenstück eingreifender Madenschrauben drehfest mit diesem verbunden werden, an dem anderen Flansch kann das Werkzeug befestigt werden.

Angebracht ist es des weiteren, das Zwischenstück mit einem Bund zur lageorientierten Abstützung des einen die Blattfedern tragenden Flansches zu versehen und den Verstellweg der Blattfedern in Richtung des Auf­ nahmeschaftes durch einen wählbaren axialen Abstand zwischen der Stirnfläche des Zwischenstückes und dem das Werkzeug tragenden Flansch zu begrenzen.

Um das Werkzeug zusätzlich führen zu können, kann nach einer Weiterbildung das Zwischenstück eine zentrisch angeordnete Aufnahmebohrung aufweisen und mit dem Werk­ zeug und/oder dem dieses tragenden Flansch kann ein Führungsbolzen fest verbunden sein, der in der Aufnahme­ bohrung des Zwischenstückes axial begrenzt verschiebbar gehalten ist.

Hierbei ist es zweckmäßig, die Aufnahmebohrung des Zwischenstückes als auf der dem Aufnahmeschaft zuge­ kehrten Seite erweiterte Stufenbohrung auszubilden und an dem freien Ende des Führungsbolzens, beispiels­ weise mittels einer Schraube, eine Anschlagscheibe oder dgl. anzubringen, durch die der Verstellweg des Werkzeuges in Richtung des zu bearbeitenden Werkstückes begrenzt ist.

Zur drehfesten Halterung des Werkzeuges sollte der dieses tragende Flansch mit einem oder mehreren keil­ förmigen und axial abstehenden Ansätzen oder dgl. ver­ sehen sein, die in zugeordnete Ausnehmungen des Werk­ zeuges eingreifen. Und zur Einspannung des Werkzeu­ ges kann der Führungsbolzen einen abgesetzten den Flansch und das Werkzeug durchgreifenden Gewindeansatz oder eine Gewindebohrung aufweisen, auf den bzw. in die eine auf das Werkzeug einwirkende Spannmutter aufschraub­ bar oder eine Spannschraube einschraubbar ist.

Wird eine Vorrichtung zur Halterung eines Werkzeuges gemäß der Erfindung ausgebildet, indem das Werkzeug über bogenförmig gekrümmte Blattfedern an dem Zwischen­ stück befestigt wird, so ist es auf sehr einfache Weise möglich, Werkstücke entsprechend ihrer vorgegebenen Kontur zu bearbeiten. Da das Werkzeug mittels der Blatt­ federn gehalten ist, ist dieses nämlich in Achsrichtung des Zwischenstückes selbsttätig verstellbar, so daß es sich der Kontur des Werkstückes anpaßt und dieses somit mit nahezu konstanter Anpreßkraft bearbeitet wird. Die Maschinenspindel ist demnach nicht auf das jeweils zu bearbeitende Werkstück einer Serie auszu­ richten, vielmehr kann diese einer theoretischen Werk­ stückkontur folgen, Maßtoleranzen werden während eines Arbeitsvorganges durch die Blattfedern ausgeglichen.

Ein übermäßiger Materialabtrag wird demnach bei Ver­ wendung einer vorschlagsgemäß ausgebildeten Haltevor­ richtung nicht vorgenommen, Oberflächenunebenheiten werden aber dennoch verfeinert, so daß in kurzer Zeit z. B. eine Oberflächengüte zu erzielen ist, die eine einwandfreie Lackierung eines Werkstückes ermöglicht. Und da die Blattfedern, die nicht nur eine nahezu gleich­ mäßige Anpressung des Werkzeuges an das Werkstück in deren gesamten Verstellbereich ermöglichen, sondern über die auch das Antriebsmoment auf das Werkzeug über­ tragen wird, lösbar mit den Flanschen verbunden sind und somit auch leicht ausgetauscht werden können, ist eine Anpassung an unterschiedliche Werkzeuge und/oder unterschiedliche Werkstückmaterialien ohne Schwierig­ keiten zu bewerkstelligen. Eine äußerst vielseitige Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist demnach, zumal diese auch einfach in ihrer Handhabung ist, gegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zur Halterung eines Werkzeuges dargestellt, das nachfol­ gend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Haltevorrichtung mit einer über Blatt­ federn axial verstellbar abgestützten Schleifscheibe, in einem axialen Schnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den mit dem Zwischen­ stück der Haltevorrichtung nach Fig. 1 verbindbaren Flansch und

Fig. 3 den die Schleifscheibe tragenden Flansch in einem Axialschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zur Halterung eines beispielsweise als Schleifscheibe 3 ausgebildeten Werkzeuges an einer antreibbaren Maschinenspindel 2 einer Werkzeug­ maschine, um die Oberfläche 5 eines Werkstückes 4 maschinell bearbeiten zu können. Dazu ist ein in die Maschinenspindel 2 einspannbarer Aufnahmeschaft 11 sowie ein an diesem angeformtes Zwischenstück 12 vorgesehen, an dem die Schleifscheibe 3 gehalten ist.

Um die Oberfläche 5 des Werkstückes 4 entsprechend der vorgegebenen Oberflächenkontur bearbeiten zu können, ohne daß dazu die Höhenlage der Maschinen­ spindel 2 an diese anzupassen ist, ist die Schleif­ scheibe 3 mittels vier bogenförmig gekrümmt ausge­ bildeter Blattfedern 21 gehalten, so daß diese in Achsrichtung des Zwischenstückes 12 begrenzt verstell­ bar ist und sich selbsttätig an die jeweilige Ober­ fläche 5 des Werkstückes 4 anpassen kann. Auf diese Weise werden zwar Unebenheiten verfeinert, ein über­ mäßiger Materialabtrag wird aber nicht vorgenommen. Durch Überschleifen der Oberfläche 5 des Werkzeuges 4 ist diese lackierfähig.

Zur verdrehbaren und lösbaren Halterung der Blattfedern 21, über die auch das Antriebsdrehmoment von der Maschi­ nenspindel 2 auf die Schleifscheibe 3 übertragen wird, sind zwei Flansche 22 und 23 vorgesehen, in die Aufnahme­ nuten 24 und 25 sowie Gewindebohrungen 26 und 29 einge­ arbeitet sind. Die Tiefe der Aufnahmenuten 24 und 25 entspricht etwa der Materialstärke der Blattfedern 21, so daß diese bündig mit den Flanschen 22 und 23 sind. Mittels in die Gewindebohrungen 26 und 29 der Flansche 22 bzw. 23 einschraubbarer Spannschrauben 28 bzw. 31, die in die Enden 21′ bzw. 21′′ der Blattfedern 21 ein­ gearbeitete Bohrungen 27 bzw. 30 durchgreifen, ist eine lösbare Verbindung gegeben.

Der mit einer Zentrierbohrung 34 versehene Flansch 22 ist drehfest mit dem Zwischenstück 12 verbindbar, an dem Flansch 23 ist dagegen die Schleifscheibe 3 drehfest gehalten. Zur verdrehfesten Verbindung des Flansches 22 mit dem Zwischenstück 12 sind in diesen zwei diametral einander gegenüberliegend angeordnete zentrisch gerichtete Bohrungen 32 eingearbeitet, in die in das Zwischenstück 12 eingreifende Schrauben 33 eingesetzt sind. Außerdem ist dieses mit einem Bund 13 ausgestattet, an dem der Flansch 22 lageorientiert abgestützt ist.

Zur Halterung der Schleifscheibe 3 an dem Flansch 23 dient ein an einem Führungsbolzen 41 angebrachter Gewinde­ ansatz 42, der eine in den Flansch 23 eingearbeitete Bohrung 35 durchgreift und auf den eine Mutter 43 auf­ geschraubt ist. Die Schleifscheibe 3 ist somit zwischen dem Flansch 23 und der Mutter 43 eingespannt und, da der Flansch 23 mit axial abstehenden in die Schleifscheibe 3 eingreifenden Ansätzen 36 versehen ist, verdrehsicher gehalten.

Der Führungsbolzen 41 dient auch zur zusätzlichen axialen Führung der Schleifscheibe 3 bei deren Verstellbewegungen. Um dies zu bewerkstelligen, ist in das Zwischenstück 12 eine zweistufige Bohrung 15, 16 eingearbeitet, in die der Führungsbolzen 41 eingreift. Mittels eines Lagers 18 ist dieser im Bereich der Bohrung 15 axial verschiebbar geführt. Des weiteren ist an dem freien Ende des Führungs­ bolzens 41 mittels einer Schraube 45 eine Anschlagscheibe 44 angebracht, die mit dem durch die abgesetzten Bohrungen 15 und 16 gebildeten Absatz 17 zusammenwirkt. Der Führungs­ bolzen 41 und die Schleifscheibe 3 können somit zwar in Richtung des Aufnahmeschaftes 11 verschoben werden, der Verstellweg in Richtung des zu bearbeitenden Werkstückes 4 wird aber durch Anlegen der Anschlagscheibe 44 an dem Absatz 17 begrenzt, eine vorgegebene Vorspannung der Blattfedern 21 bleibt dadurch erhalten. Und da auch der Verstellweg in Richtung des Aufnahmeschaftes 11 durch einen wählbaren Abstand zwischen der Stirnfläche 14 des Zwischenstückes 12 und dem Flansch 23 begrenzt ist, wird die auf das Werkstück 4 bei dessen Bearbeitung ausgeübte Anpreßkraft der Schleifscheibe 3 über den gesamten Ver­ stellbereich nahezu konstant gehalten, eine stets gleich­ mäßige Oberflächengüte ist dadurch gewährleistet.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Halterung eines Werkzeuges, beispiels­ weise einer Schleifscheibe oder eines Fräsers, an der antreibbaren Spindel einer Werkzeugmaschine, eines Handhabungsgerätes oder dgl. mit einem in diese ein­ spannbaren Aufnahmeschaft und einem an diesem angeform­ ten das Werkzeug tragenden Zwischenstück, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (3) über zwei oder mehrere bogenförmig gekrümmt ausgebildete, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Blattfedern (21) an dem Zwischenstück (12) in dessen Achsrichtung begrenzt verstellbar befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (21) mit ihren Enden (21′, 21′′) verdrehfest mit dem Zwischenstück (12) und/oder dem Werkzeug (3) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (21) mit ihren Enden (21′, 21′′) lösbar, beispielsweise mittels diese durchgreifender Befestigungsschrauben (28; 31), mit dem Zwischenstück (12) und dem Werkstück (3) fest verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehfesten und lösbaren Halterung der Blatt­ federn (21) jeweils ein Flansch (22, 23) vorgesehen ist, in die an die Breite der Blattfedern (21) angepaßte Aufnahmenuten (24, 25) sowie die die Befestigungs­ schrauben (28; 31) aufnehmende Bohrungen (26; 30) ein­ gearbeitet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Aufnahmenuten (24, 25) etwa der Materialstärke der Blattfedern (21) entspricht.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der die Blattfedern (21) haltende Flansche (22) auf das Zwischenstück (12) aufsteckbar und bei­ spielsweise mittels in dem Flansch (22) eingesetzter und in das Zwischenstück (12) eingreifender Maden­ schrauben (32) drehfest mit diesem verbindbar und daß an dem anderen Flansch (23) das Werkzeug (3) befestigbar ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (12) mit einem Bund (13) zur lageorientierten Abstützung des einen die Blattfedern (21) tragenden Flansches (22) versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellweg der Blattfedern (21) in Richtung des Aufnahmeschaftes (11) durch einen wählbaren axialen Abstand zwischen der Stirnfläche (14) des Zwischen­ stückes (12) und dem das Werkzeug (3) tragenden Flansch (23) begrenzt ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (12) eine zentrisch angeordnete Aufnahmebohrung (15, 16) aufweist, und daß mit dem Werkzeug (3) und/oder dem dieses tragenden Flansch (23) ein Führungsbolzen (41) fest verbunden ist, der in der Aufnahmebohrung (15, 16) des Zwischenstückes (12) axial begrenzt verschiebbar gehalten ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrung (15, 16) des Zwischenstückes (12) als auf der dem Aufnahmeschaft (11) zugekehrten Seite erweiterte Stufenbohrung ausgebildet ist, und daß an dem freien Ende des Führungsbolzens (41), beispielsweise mittels einer Schraube (45), eine Anschlagscheibe (44) oder dgl. angebracht ist, durch die der Verstellweg des Werkzeuges (3) in Richtung des zu bearbeitenden Werkstückes (4) begrenzt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehfesten Halterung des Werkzeuges (3) der dieses tragende Flansch (23) mit einem oder mehreren keilförmigen und axial abstehenden Ansätzen (36) oder dgl. versehen ist, die in zugeordnete Ausnehmungen des Werkzeuges (3) eingreifen.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einspannung des Werkzeuges (3) der Führungs­ bolzen (41) mit einem abgesetzten den Flansch (23) und das Werkstück (3) durchgreifenden Gewindeansatz (42) oder einer Gewindebohrung versehen ist, auf den bzw. in die eine auf das Werkzeug (3) einwirkende Spannmutter (43) aufschraubbar oder eine Spannschraube einschraubbar ist.