WO2011015259A1 - Werkzeugträger mit auswechselbaren werkzeughaltern und werkzeughalter - Google Patents

Werkzeugträger mit auswechselbaren werkzeughaltern und werkzeughalter Download PDF

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WO2011015259A1
WO2011015259A1 PCT/EP2010/003927 EP2010003927W WO2011015259A1 WO 2011015259 A1 WO2011015259 A1 WO 2011015259A1 EP 2010003927 W EP2010003927 W EP 2010003927W WO 2011015259 A1 WO2011015259 A1 WO 2011015259A1
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tool holder
tool
conical
sleeve
tool carrier
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PCT/EP2010/003927
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Inventor
Karlheinz Jansen
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Wto Werkzeug-Einrichtungen Gmbh
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    • Y10T29/5154Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling with turret mechanism tool turret
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    • Y10T82/00Turning
    • Y10T82/25Lathe
    • Y10T82/2585Tool rest
    • Y10T82/2587Turret type holder [e.g., multiple tools, etc.]

Definitions

  • Tool carriers which are arranged for example in the form of a so-called revolver, on a machine tool,
  • These tool carriers have at least one
  • Tool holder is the so-called VDI tool holder, which is normalized in DIN ISO 10889-1.
  • this tool carrier a planar contact surface is provided in the one
  • Tool holder may be provided with cooling lubricant.
  • the tool holder compatible with this tool carrier has a contact surface from which a cylindrical shank protrudes.
  • the cylindrical shank is with the receiving bore of
  • Machine tool can be compensated.
  • the accuracy of the workpieces suffers.
  • the production costs increase sharply.
  • Fitting body provided. These fitting bodies protrude over the
  • Clamping surface and cooperate with complementary shaped mating surfaces in the tool holder and thus allow an exact positioning of the tool holder relative to the clamping surface of the tool carrier.
  • the invention is based on the object, a
  • Tool carrier according to the independent claim 1 and a tool holder compatible therewith according to the
  • Receiving bore extending taper pin are formed.
  • At least one conical bore or at least one conical pin is provided in the clamping surface. Both the conical bore and
  • Positioning bores into which the tapered pin or a conical sleeve with a tapered bore can be pressed can be produced in one clamping with the machining of the clamping surface and, if present, a locating bore.
  • the conical bore or the positioning holes in the same clamping of the tool carrier can also be produced by spindles. This allows the positioning holes and the tapered holes to be positioned as precisely in the clamping surface as the
  • Manufacturing accuracy of the machine tool on which the tool carrier is made allowed At high quality Machine tools is the achievable positioning accuracy better than 0.005 mm (5 ⁇ m). This accuracy then also have the tool carrier according to the invention and the tool holder according to the invention. Despite this very high accuracy, the manufacturing cost is relatively low because the tool carrier does not have to be re-clamped, but in a clamping with the clamping surface and possibly the receiving bore and the tapered holes or the positioning holes are introduced. This is modern
  • Drilling tools or spindle tools in a very short time and therefore possible with relatively low cost.
  • Tool holders according to DIN ISO 10889-1 is compatible, can in an advantageous embodiment of the invention a
  • Receiving bore according to the said standard are provided in the clamping surface.
  • This receiving bore can also be made in a clamping with the conical bores and positioning holes according to the invention, so that here too high accuracy at the same time low
  • a tool holder for processing tools comprising a contact surface, wherein in the contact surface means for
  • Positioning of the tool holder are provided in a tool carrier, achieved in that the means for
  • Positioning of the tool holder as at least one orthogonal to the contact surface extending tapered bore and / or at least one orthogonal to the contact surface extending taper pin are formed.
  • a tapered bore in the tool carrier and a tapered pin on the tool holder result in a positive and very accurate positioning of the tool holder relative to
  • a corresponding taper pin is provided which extends beyond the contact surface of the tool holder, or whether the taper pin in
  • Tool carrier is provided and a conical bore is provided in the tool holder in a corresponding manner.
  • tool carrier if in addition to the tool holders according to the invention also tool holder, which correspond to DIN ISO 10889-1, in the tool carrier according to the invention
  • the tool holder according to the invention can also have a
  • the conical bore is part of a tapered sleeve with a cylindrical outer contour that in the clamping surface of the tool carrier and / or in the contact surface of the
  • Tool holder cylindrical positioning holes are formed and that the taper sleeves or conical pins are inserted into the positioning holes or pressed and glued. These positioning holes can be designed as a simple cylindrical bore and can be very cost-effective and still be able to produce highly precise. The cone sleeves and taper pins can then
  • the cone sleeves and / or the taper pins are inserted into the positioning holes in the tool holder or in the tool holder
  • Tool carrier pressed and fixed, for example by a high-strength adhesive.
  • the conical sleeve does not protrude beyond the clamping surface of the tool carrier or the contact surface of the tool holder. Then that is the clamping surface of the tool carrier
  • connection to the conical bore has an internal thread, then it is possible to align the cone sleeve in the axial direction in the positioning hole and / or to fix. So it is possible, the cone sleeve slightly lower than the
  • Tapered sleeve can also be performed easily by unskilled workers and leads to a further improvement of the positioning accuracy of the system according to the invention of tool carrier and tool holder.
  • the conical sleeve is elastic in the axial and / or radial direction, so that the positive connection between taper pin and tapered sleeve can be done with a certain bias and limited by the elasticity of the conical sleeve, the bias to a desired level becomes. Also, this smallest tolerances can be compensated and as a result, a further improved accuracy can be achieved.
  • VDI revolver according to the invention with cone fixation with driven tool in angular design
  • Figure 2 is an isometric view of an embodiment of a
  • FIG. 3 shows an isometric view of an associated tool carrier
  • FIG. 4 shows different views of a tool according to the invention
  • Figure 5 is a longitudinal section along the line A-A in FIG. 4 Figures 6 and 7 different views of others
  • Tool carrier 1 according to the invention and an associated inventive tool holder 3 in an angular design shown in an isometric view.
  • tool carriers 1 can also be used
  • the tool holder 1 is as run so-called turret and has on its outer periphery a plurality of planar clamping surfaces 5. Approximately in the middle of the clamping surfaces 5, a receiving bore 7 is formed, which serves to receive a cylindrical shaft 9 of the tool carrier 3.
  • the tool carrier 3 is equipped in the illustrated embodiment with a twist drill 11 and is connected to the
  • Screw heads 27 can be used. For clamping the tool holder 3 in the tool carrier 1 is on the
  • connection 13 for cooling lubricant is also formed, which serves to bring cooling lubricant into the tool carrier 3 and to the tool clamped in the tool carrier 3.
  • the receiving bore 7 and the cylindrical shank 9, which are known from DIN ISO 10889-1, cone bores 23 and internal thread 25 according to the invention are formed in the revolver shown in FIG.
  • the conical bores 23 cooperate with not visible in Figure Ia conical pins of the tool holder 3 in accordance with the invention and cause an exact and reproducible
  • FIG. 1 b shows a second exemplary embodiment of a BMT revolver 1 developed according to the invention, in which the tool holder 3 is fastened to the revolver 1 by means of fastening screws 21 which are screwed into the internal threads 25.
  • Interface between tool carrier 1 and tool holder 3 is the repeatability of multiple insertion of a tool holder 3 in the tool carrier 1.
  • the VDI interface according to DIN ISO 10889-1 reaches a
  • FIG. 2 shows the tool holder 3 according to the invention from FIG. 1a in such a way that the cylindrical shank 9, which
  • Heavy taper pin 19.2 is mounted so that the non-flattened portions of the sword taper pin 19.2 orthogonal to a connecting line between the taper pins 19.1 and
  • FIG. 3 again shows the tool carrier 1 from FIG. 1a, which is compatible with the tool holder 3 according to FIG.
  • In the clamping surface 5 are two conical holes
  • the distance between the four internal threads 25 in the tool carrier 1 corresponds to the distance between the fastening screws 21 (see FIG. 2).
  • Cone pins 19 and tapered holes 23 represent a very reliable and accurate connection of tool holder 1 and tool holder 3.
  • the conical pins 19.1 and 19.2 have a relatively large distance D.
  • This large distance D contributes significantly to the fact that a very good accuracy of the positioning and a very good repeatability can be achieved when the tool holder 3 is placed on the tool carrier 1.
  • larger torques between the conical pins 19.1 and 19.2 contributes significantly to the fact that a very good accuracy of the positioning and a very good repeatability can be achieved when the tool holder 3 is placed on the tool carrier 1. At the same time, larger torques between
  • Tool holder 1 and tool holder 3 are transmitted.
  • the cylindrical shaft 9 is at this
  • Embodiment only the drive of the tool 11 ready.
  • Tool carrier 1 are their low production costs, since a taper pin 19 as well as a conical bore 23 is very simple and inexpensive with very high accuracy
  • Such a taper pin can be made of hardened steel, for example. After curing, the functional surfaces, such as a cylindrical section (not visible in FIG. 2) and the frusto-conical section of the tapered pins 19, can pass through
  • Bevel bore 23 is formed.
  • Tool holder 1 can be seen in that both the
  • Positioning holes (without reference numerals in Figures 2 and 3) can be pressed and these positioning holes in one clamping with the clamping surface 5 of
  • Tool carrier 1 and the contact surface 17 of the tool holder 3 can be made. As a result of that This can be done in one setting, the limiting factor for the accuracy of the positioning of the holes, the machine accuracy of the machine on which the tool carrier 1 and the
  • Tool carrier 3 by an order of magnitude compared to the VDI interface in accordance with ISO 10889-1 improve: Instead of a repeatability or positioning accuracy of 0.05 millimeters in the VDI interface, in the system according to the invention despite only low additional cost positioning accuracy or repeatability of 0.005 millimeters ( 5 ⁇ m)!
  • FIGS. 4 and 5 show various views and sections of the tool carrier 1 with the tool holder 3 inserted
  • Tool holder 3 on the tool carrier 1 effect.
  • the screw head 27 of the clamping mechanism according to FIG. 1 can be clearly seen.
  • Figure 5 shows a section along the line A-A of Figure 4.
  • the conical bore 23 is part of a
  • Positioning hole 33 is pressed in the tool carrier 1. In a corresponding manner, the taper pin 19 is in one
  • Both the conical sleeve 31 and the taper pin 19 are hollow drilled in the embodiment shown in Figure 5 and each have an internal thread (without reference numerals). This makes it possible, for example, to adjust the cone sleeve 31 in the positioning hole 33 in the axial direction by screwing a screw and / or fasten.
  • taper pin 19 it is possible to press the taper pin with a cylindrical portion in the associated positioning hole 33 and bring using a clamping screw and with a suitable teaching in the axial direction exactly in the desired position, so that the taper pin with his
  • Taper pin and conical sleeve are ' identical in design both in the upper part of Figure 5 and in the lower part of Figure 5.
  • Positioning hole 33 of the tool holder 3 to arrange and attach according to the taper pin 19 in a positioning hole 33 of the tool carrier 1. This is a reversal that may be useful in individual cases.
  • Alignment plate 34 are attached.
  • the alignment plate 34 in turn is pinned to the tool holder 3 and
  • the alignment plate 34 may be relative to
  • Tool holder 3 are aligned so that the still improved positioning accuracy is achieved. This will be provided, if at the with this
  • the other tool holders 3 involved in the machining of a workpiece can be designed without alignment plate 34.
  • the tool carrier 1 has no alignment plate.
  • Alignment plate 34 are attached.
  • the alignment plate 34 in turn is connected to the tool carrier 1 via pins 40 and screws 38. Aligning the alignment plate 34 relative to the tool carrier 3 via threaded pins 42 which act on the pins 40 of the tool carrier 1.
  • the other clamping surfaces 5 of the revolver 1 can without
  • Alignment plate 34 executed.
  • Tool holder 3 and the tool carrier 1 with an alignment plate 34 equip.
  • the conical sleeve 31 has a conical bore 23 and an adjoining internal thread 35 and on its outer diameter a cylindrical portion 37.
  • the diameter of the cylindrical portion 37 is adapted to the diameter of the positioning holes 33 so that an interference fit between the tapered sleeve 31 and the
  • the conical sleeve 31 from being inadvertently pressed in the positioning hole 33 down.
  • FIG. 8b shows an embodiment of a conical sleeve 31, in which an annular groove 41 is provided on an end face 39. This results in a certain flexibility and elasticity of the conical bore 23 in the radial direction, so that smallest deviations in the distance D between the two conical pins 19 (see Figure 2) and the associated
  • Conical bores 23 (see Figure 3) can be equalized. A similar effect is also achieved when the conical sleeve 31 has a radial groove 43 and the positioning hole 33 is executed stepped. ( Figure 8c).
  • conical sleeve 31 according to the invention shown in under the cone sleeve 's 31 and the background (no reference numeral) of the
  • Positioning hole 33 two disc springs 45 are arranged, which allows evasion of the tapered sleeve 31 in the axial direction.
  • the cylindrical portion 37 of the cone sleeve 31 and the positioning hole 33 as
  • a flange 47 is formed.
  • the flange 47 causes the position of the conical sleeve 31 relative to, for example, the clamping surface 5 and the
  • different annular grooves 41 are formed in the flange 47, which have an elasticity in the axial and / or radial direction of the conical bore 23 relative to the clamping surface 5,
  • the conical sleeves 31 are screwed to the tool carrier 1.
  • Tool holder 3 or a tool carrier 1 is pressed. Similar to the cone sleeves 31, the taper pin 19 can be glued in the positioning hole 33 as soon as he has taken the desired position in the axial direction.
  • Pressing device (not shown) is used, which has a conical bore which cooperates with the frusto-conical portion 49 of the conical pin 19. It is now possible to construct the press-in device so that the bevel pin 19 then its correct position in the axial
  • the taper pin 19 has a collar 53, which in turn has a collar 53 Ring groove 41 (see Figures 9 f) and 9 h) can be made "softer" in the axial direction, so that the taper pin 19 is slightly elastic in the axial direction.This makes it possible, possible scattering at different
  • taper pin 19 To compensate for tool holders or tapered sleeves 31 by the taper pin 19 is slightly displaced in the positioning hole in the axial direction.
  • At least one radial groove 43 is formed in the frusto-conical section 49, which has a radial groove
  • Cone pin 19 causes.
  • the frusto-conical section 49 would be somewhat radially slotted and it will be much more elastic in the radial direction.
  • FIG. 10 a shows the interaction of a conical sleeve according to FIG. 8 a) and a conical pin 19 according to FIG. 9 a).
  • FIG. 10b shows the interaction of a conical sleeve according to FIG. 8a) and a conical pin 19 according to FIG. 9e).
  • FIG. 10c shows the interaction of a conical sleeve according to FIG. 8e) and a conical pin 19 according to FIG. 9a).
  • the fastening screw 21 is made through the conical sleeve 31 and the conical pin 19.

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Abstract

Es wird eine Schnittstelle zwischen einem Werkzeugträger (I) und einem Werkzeughalter (3) vorgeschlagen, die einerseits kostengünstig ist und trotzdem eine sehr hohe Positioniergenauigkeit erlaubt. Darüber hinaus ist diese Schnittstelle kompatibel mit einer sogenannten VDI- Schnittstelle gemäß DIN ISO 10889-1.

Description

Titel : Werkzeug-träger mit auswechselbaren Werkzeughaltern und Werkzeughalter
Beschreibung
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von
Werkzeugträgern, die beispielsweise in Form eines sogenannten Revolvers, an einer Werkzeugmaschine angeordnet sind,
bekannt. Diese Werkzeugträger weisen mindestens eine
Spannfläche auf, an der ein auswechselbarer Werkzeughalter positioniert und befestigt werden kann.
Ein sehr erfolgreiches System von Werkzeugträger und
Werkzeughalter ist der sogenannte VDI-Werkzeughalter, der in der DIN ISO 10889-1 normiert ist. Bei diesem Werkzeugträger ist eine ebene Anlagefläche vorgesehen in der eine
Aufnahmebohrung ausgebildet. Darüber hinaus kann noch in der Anlagefläche eine Anschlussbohrung zur Versorgung des
Werkzeughalters mit Kühlschmiermittel vorgesehen sein.
Der zu diesem Werkzeugträger kompatible Werkzeughalter weist eine Anlagefläche auf, aus der ein Zylinderschaft herausragt. Der Zylinderschaft ist mit der Aufnahmebohrung des
Werkzeugträgers kompatibel, während die Anlagefläche
kompatibel mit der Spannfläche des Werkzeugträgers ist. In dem Zylinderschaft ist üblicherweise eine Verzahnung
ausgebildet, die dazu dient, den Werkzeughalter an dem
Werkzeugträger so zu fixieren, so dass der Werkzeughalter die zur Bearbeitung eines Werkstücks erforderlichen Kräfte auf den Werkzeugträger übertragen kann.
Neben dem einfachen Aufbau sind auch die geringen
Herstellungskosten sowohl für den Werkzeugträger beziehungsweise die Schnittstelle zwischen Werkzeugträger und Werkzeughalter bei dem System gemäß DIN ISO 10889-1 besonders hervorzuheben .
Nachteilig an diesem System ist jedoch, die verhältnismäßig geringe Wiederholgenauigkeit beim Einsetzen von
Werkzeughaltern in ein und dieselbe Aufnahmebohrung. Diese relativ geringe Wiederholgenauigkeit führt im Ergebnis dazu, dass nach einem Werkzeugwechsel, beispielsweise weil die Schneide eines Drehmeißels verschlissen ist, sich die
Position der Schneide des Werkzeugs ändert. Um trotzdem eine gleichbleibend hohe Fertigungsqualität zu gewährleisten, müssten die Abweichungen in der Positionierung des
Werkstückhalters erfasst und von der NC-Steuerung der
Werkzeugmaschine kompensiert werden. Im ersteren Fall leidet die Genauigkeit der Werkstücke. Im zweiten Fall steigen die Herstellungskosten stark an.
Dieser Nachteil des VDI-Werkzeughalters ist bereits seit längerem bekannt und es gibt verschiedene Versuche, diesen Nachteil zu überwinden.
Beispielhaft seien in diesem Zusammenhang die DE 10 2005 045 662 Al genannt. Bei diesem nicht mit dem VDI-Werkzeughalter kompatiblen System sind in dem Werkzeugrevolver zwei
zueinander beabstandete und einstellbare trapezförmige
Passkörper vorgesehen. Diese Passkörper ragen über die
Spannfläche hinaus und wirken mit komplementär geformten Passflächen in dem Werkzeughalter zusammen und ermöglichen so, eine exakte Positionierung des Werkzeughalters relativ zur Spannfläche des Werkzeugträgers. Dabei sind die
Passkörper auf einer gesonderten Platte befestigt, die beim Hersteller des Werkzeugrevolvers justiert und anschließend fixiert wird, so dass die Passkörper mit der gewünschten Genauigkeit relativ zur Aufnahmebohrung des Werkzeugträgers positioniert sind. Nachteilig an diesem System ist der vergleichsweise hohe Herstellungsaufwand, da in die
Spannfläche eine Nut ausgefräst werden muss, die Platz für die Trägerplatte der Passkörper bietet. Anschließend müssen die Passkörper relativ zum Werkzeugrevolver ausgerichtet und in dieser Position verstiftet und/oder verschraubt werden. Dieser Vorgang erfordert sehr qualifizierte Mitarbeiter und ist trotzdem mit einer gewissen Fehleranfälligkeit behaftet.
Ein ähnliches System, welches auch mit trapezförmigen
Passkörpern arbeitet, ist aus der EP 780179 Bl bekannt. Hier werden an den Stirnflächen des Werkzeugrevolvers
trapezförmige Passkörper ausgebildet, die mit komplementär geformten Vertiefungen im Werkzeughalter zusammenwirken.
Beiden Systemen ist gemeinsam, dass sie von den
Herstellungskosten relativ aufwändig sind und außerdem beim Einrichten relativ viel Arbeitszeit von hochqualifiziertem Personal benötigt wird.
Aus der DE 203 21 518 Ul ist es weiterhin bekannt, an den Rändern der Spannflächen W-förmige Nuten in die Spannflächen einzuschleifen, die mit entsprechend geformten Nuten des Werkzeughalters eine formschlüssige Verbindung bilden.
Dadurch wird die Positionierung des Werkzeughalters
verbessert, der mit einem erheblichen Herstellungsaufwand verbunden ist. So ist es erforderlich, an jeder Anlagefläche und somit am gesamten Umfang des Revolverkopfs W-förmige Nuten einzuschleifen. Dies ist sehr kostenintensiv und muss noch dazu mit sehr hoher Präzision erfolgen.
Entsprechendes gilt auch für die Werkzeughalter, die
komplementäre W-Profile aufweisen müssen, die über die
Anlagefläche des eigentlichen Werkzeughalters hinaus ragen. Dadurch wird auch die Herstellung der Anlagefläche verteuert und erschwert.
Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Werkzeugträger und einen damit kompatiblen Werkzeughalter bereitzustellen, der einfach aufgebaut ist und eine deutlich höhere Positioniergenauigkeit als ein herkömmlicher VDI- Werkzeughalter nach DIN ISO 10889-1 aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen
Werkzeugträger gemäß dem nebengeordneten Anspruch 1 sowie einen damit kompatiblen Werkzeughalter gemäß dem
nebengeordneten Anspruch 4.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Werkzeugträger für Werkzeugmaschinen gemäß Anspruch 1 mit einer Spannfläche, und wobei in der Spannfläche Mittel zur Positionierung eines Werkzeughalters vorgesehen sind, dadurch gelöst, dass die Mittel zur Positionierung eines Werkzeughalters als
mindestens eine orthogonal zur Spannfläche verlaufende
Kegelbohrung und/oder mindestens ein parallel zur
Aufnahmebohrung verlaufenden Kegelstift ausgebildet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugträger ist also in der Spannfläche mindestens eine Kegelbohrung oder mindestens ein Kegelstift vorgesehen. Sowohl die Kegelbohrung als auch
Positionier-Bohrungen in die der Kegelstift oder eine die Kegelbohrung ausweisende Kegelhülse eingepresst werden können, sind in einer Aufspannung mit der Bearbeitung der Spannfläche und, falls vorhanden, einer Aufnahmebohrung herstellbar. So kann beispielsweise nach dem Spindeln der Aufnahmebohrung die Kegelbohrung oder die Positionier- Bohrungen in der gleichen Aufspannung des Werkzeugträgers ebenfalls durch Spindeln hergestellt werden. Dadurch können die Positionier-Bohrungen und die Kegelbohrungen so präzise in der Spannfläche positioniert werden, wie es die
Herstellungsgenauigkeit der Werkzeugmaschine, auf der der Werkzeugträger hergestellt wird, erlaubt. Bei hochwertigen Werkzeugmaschinen ist die erzielbare Positionier-Genauigkeit besser als 0,005 mm (5μm) . Diese Genauigkeit haben dann auch der erfindungsgemäße Werkzeugträger und der erfindungsgemäße Werkzeughalter. Trotz dieser sehr hohen Genauigkeit sind die Herstellungskosten relativ gering, da der Werkzeugträger nicht umgespannt werden muss, sondern in einer Aufspannung mit der Spannfläche und gegebenenfalls der Aufnahmebohrung auch die Kegelbohrungen beziehungsweise die Positionier- Bohrungen eingebracht werden. Dies ist mit modernen
Bohrwerkzeugen oder Spindelwerkzeugen in sehr kurzer Zeit und daher mit verhältnismäßig geringen Kosten möglich.
Damit der erfindungsgemäße Werkzeugträger mit dem
Werkzeughaltern nach DIN ISO 10889-1 kompatibel ist, kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung eine
Aufnahmebohrung nach der genannten Norm in der Spannfläche vorgesehen werden. Diese Aufnahmebohrung kann ebenfalls in einer Aufspannung mit den erfindungsgemäßen Kegelbohrungen und Positionier-Bohrungen hergestellt werden, so dass auch hier eine hohe Genauigkeit bei gleichzeitig geringen
Herstellungskosten erreicht wird.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Werkzeughalter für Bearbeitungswerkzeuge, umfassend eine Anlagefläche, wobei in der Anlagefläche Mittel zur
Positionierung des Werkzeughalters in einem Werkzeugträger vorgesehen sind, dadurch gelöst, dass die Mittel zur
Positionierung des Werkzeughalters als mindestens eine orthogonal zu der Anlagefläche verlaufende Kegelbohrung und/oder mindestens einen orthogonal zu der Anlagefläche verlaufenden Kegelstift ausgebildet sind.
Eine Kegelbohrung im Werkzeugträger und ein Kegelstift am Werkzeughalter ergeben eine formschlüssige und sehr genaue Positionierung des Werkzeughalters relativ zur
Aufnahmebohrung im Werkzeugträger. Es ist unmittelbar einleuchtend, dass es für die Positioniergenauigkeit
unerheblich ist, ob die Kegelbohrung im Werkzeugträger ausgebildet ist und im Werkzeughalter ein entsprechender Kegelstift vorgesehen ist, der über die Anlagefläche des Werkzeughalters hinausragt, oder ob der Kegelstift im
Werkzeugträger vorgesehen ist und in entsprechender Weise eine Kegelbohrung im Werkzeughalter vorgesehen ist. Dies ändert am erfindungsgemäß beanspruchten Prinzip der
Positionierung des Werkzeughalters relativ zum Werkzeugträger nichts .
Es ist daher prinzipiell möglich, den Kegelstift und die Kegelhülse entweder im Werkzeugträger oder im Werkzeughalter anzuordnen. Dadurch entsteht eine zusätzliche Flexibilität des erfindungsgemäßen Systems umfassend aus Werkzeugträger und Werkzeughalter bezüglich anderer Anforderungen, wie beispielsweise Zugänglichkeit, verfügbarer Bauraum und anderem mehr. Da die DIN ISO 10889-1 eine ebene Spannfläche am Werkzeugträger vorsieht, wird man in aller Regel die
Kegelbohrungen und nicht die Kegelstifte in dem
Werkzeugträger anzuordnen, wenn neben den erfindungsgemäßen Werkzeughaltern auch Werkzeughalter, die der DIN ISO 10889-1 entsprechen, in dem erfindungsgemäßen Werkzeugträger
eingesetzt werden sollen.
Dadurch, dass erfindungsgemäß die Positionierung mit einer Kegelbohrung und einem dazu komplementären Kegelstift
erfolgt, sind die Toleranzen bei der Herstellung der
Kegelbohrung beziehungsweise des Kegelstiftes relativ
unkritisch in axialer Richtung, da sich diese Toleranzen durch den kleinen Kegelwinkel von etwa 5° bis 40° nur in sehr geringem Umfang auf die Positioniergenauigkeit des
Werkzeugträgers auswirken. Der erfindungsgemäße Werkzeughalter kann außerdem einen
Zylinderschaft und Durchgangsbohrungen für
Befestigungsschrauben aufweisen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kegelbohrung Teil einer Kegelhülse mit zylindrischer Außenkontur ist, dass in der Spannfläche des Werkzeugträgers und/oder in der Anlagefläche des
Werkzeughalters zylindrische Positionierbohrungen ausgebildet sind und dass die Kegelhülsen oder die Kegelstifte in die Positionierbohrungen eingesetzt beziehungsweise eingepresst und eingeklebt werden. Diese Positionierbohrungen können als einfache zylindrische Bohrung ausgeführt werden und lassen sehr kostengünstig und trotzdem hoch präzise herstellen zu können. Die Kegelhülsen und Kegelstifte können dann
beispielsweise aus gehärtetem Stahl hergestellt werden und durch das an das Härten anschließende Schleifen sehr genau und trotzdem kostengünstig hergestellt sowie aus einem sehr hochwertigen Material hergestellt werden. Nach- dem Herstellen der Kegelhülsen und/oder der Kegelstifte werden diese in die Positionierbohrungen sei es im Werkzeughalter oder im
Werkzeugträger eingepresst und beispielsweise durch einen hochfesten Klebstoff fixiert.
Des Weiteren ist in erfindungsgemäßer Weise vorgesehen, dass die Kegelhülse nicht über die Spannfläche des Werkzeugträgers oder die Anlagefläche des Werkzeughalters hinausragt. Dann nämlich ist die Spannfläche des Werkzeugträgers
beziehungsweise die Anlagefläche des Werkzeughalters nach wie vor mit herkömmlichen am Markt befindlichen VDI- Werkzeughalterschnittstellen kompatibel .
Wenn, was besonders vorteilhaft ist, die Kegelhülsen im
Anschluss an die Kegelbohrung ein Innengewinde aufweist, dann ist es möglich, die Kegelhülse in axialer Richtung in der Positionierbohrung auszurichten und/oder zu fixieren. So ist es möglich, die Kegelhülse etwas tiefer als die
Endposition in die Positionier-Bohrung einzupressen und anschließend in das Gewinde der Kegelhülse einen Gewindestift einzudrehen, bis sich dieser am Grund der Positionier-Bohrung abstützt. Wenn man nun den Gewindestift vorsichtig
weiterdreht, dann drückt der Gewindestift die Kegelhülse langsam in die gewünschte Endposition. Dadurch ist eine sehr genaue und trotzdem einfache Positionierung der Kegelhülse in der Positionier-Bohrung möglich, was sich positiv auf die Genauigkeit des gesamten Systems auswirkt. Wenn der
Gewindestift in der Kegelhülse verbleibt und mit
Schraubensicherung gesichert wird, ist die Kegelhülse
zusätzlich gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben in der Positionier-Bohrung gesichert.
Es wird auf diese Weise mit einfachsten Mitteln eine sehr hohe Präzision bei der Positionierung der Kegelhülse in axialer Richtung erreicht. Diese Positionierung der
Kegelhülse kann auch von ungelernten Arbeitern ohne Weiteres durchgeführt werden und führt zu einer weiteren Verbesserung der Positioniergenauigkeit des erfindungsgemäßen Systems aus Werkzeugträger und Werkzeughalter.
Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Kegelhülse in axialer und/oder radialer Richtung elastisch ist, so dass die formschlüssige Verbindung zwischen Kegelstift und Kegelhülse mit einer gewissen Vorspannung erfolgen kann und durch die Elastizität der Kegelhülse die Vorspannung auf ein gewünschtes Maß begrenzt wird. Auch können dadurch kleinste Toleranzen ausgeglichen werden und im Ergebnis eine weiter verbesserte Genauigkeit erreicht werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren
Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Zeichnung Es zeigen:
Figur Ia ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen VDI-Revolvers mit Kegelfixierung mit angetriebenem Werkzeug in Winkelausführung,
Figur Ib ein zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen BMT-Revolvers mit Kegelfixierung und
Bohrerhalter in Winkelausführung,
Figur 2 eine Isometrie eines Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Werkzeughalters,
Figur 3 eine Isometrie eines zugehörigen Werkzeugträgers, Figur 4 verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen
Werkzeugträgers mit eingesetztem Werkzeughalter, Figur 5 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 4 Figuren 6 und 7 verschiedene Ansichten weiterer
Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Werkzeugträger mit eingesetztem Werkzeughalter und
Figuren 8 bis 10 Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer
Kegelhülsen und Kegelstifte.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur Ia sind ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Werkzeugträgers 1 sowie ein zugehöriger erfindungsgemäßer Werkzeughalter 3 in Winkelausführung in einer Isometrie dargestellt. Außer den erfindungsgemäßen Werkzeughaltern 3 können in den Werkzeugträger 1 auch
herkömmliche Werkzeugträger nach DIN ISO 10889-1 (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Der Werkzeugträger 1 ist als sogenannter Revolver ausgeführt und weist an seinem Außenumfang eine Vielzahl ebener Spannflächen 5 auf. Etwa in der Mitte der Spannflächen 5 ist eine Aufnahmebohrung 7 ausgebildet, die zur Aufnahme eines Zylinderschafts 9 des Werkzeugträgers 3 dient.
Der Werkzeugträger 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Spiralbohrer 11 bestückt und wird mit dem
Zylinderschaft 9 in die Aufnahmebohrung 7 des Werkzeugträgers 1 eingesetzt. Über den Zylinderschaft 9 erfolgt auch der Antrieb des Spiralbohrers 11 in an sich bekannter Weise.
Anhand dieser Konstellation wird besonders deutlich, wie wichtig die genaue und reproduzierbare Positionierung des Werkzeughalters 3 in dem Werkzeugträger 1 ist, um eine gleichbleibend hohe Fertigungsqualität zu erreichen. Außerdem wird deutlich, dass die Vorschubkraft parallel und versetzt zur Spannfläche 5 in den Werkzeughalter 3 eingeleitet wird und von diesem über die erfindungsgemäße Schnittstelle auf den Werkzeugträger 1 übertragen werden muss.
Um den Werkzeughalter 3 an dem Werkzeugträger 1 zu
befestigen, sind an der in Figur Ia linken Stirnseite des Werkzeugträgers 1 Schraubenköpfe 27 sichtbar, die eine auf den Zylinderschaft 9 des Werkzeughalters 3 wirkende
Klemmeinrichtung betätigen. Diese Klemmeinrichtungen werden über einen Sechskant-Schlüssel betätigt, der in die
Schraubenköpfe 27 eingesetzt werden kann. Zur Klemmung des Werkzeughalters 3 in dem Werkzeugträger 1 ist an dem
Zylinderschaft 9 eine Verzahnung 15 (siehe Figur 2)
ausgebildet, wie sie in der DIN ISO 10889-1 definiert wird.
In der Spannfläche 5 ist neben der Aufnahmebohrung 7 noch ein Anschluss 13 für Kühlschmiermittel ausgebildet, der dazu dient, Kühlschmiermittel in den Werkzeugträger 3 und an das in dem Werkzeugträger 3 eingespannte Werkzeug zu bringen. Zusätzlich zu der ebenen Spannfläche 5, der Aufnahmebohrung 7 und dem Zylinderschaft 9, die aus der DIN ISO 10889-1 bekannt sind, sind bei dem in Figur Ia dargestellten Revolver noch erfindungsgemäße Kegelbohrungen 23 und Innengewinde 25 ausgebildet .
Die Kegelbohrungen 23 wirken mit in Figur Ia nicht sichtbaren Kegelstiften des Werkzeughalters 3 in erfindungsgemäßer weise zusammen und bewirken eine exakte und reproduzierbare
Positionierung des Werkzeughalters 3.
In der Figur Ib ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß weitergebildeten BMT-Revolvers 1 dargestellt bei dem der Werkzeughalter 3 mittels Befestigungsschrauben 21, die in die Innengewinde 25 eingedreht werden, an dem Revolver 1 befestigt werden. Auch hier erfolgt die
Positionierung wieder über Kegelhülsen 23 und nicht
dargestellte Kegelstifte.
Ein wichtiger Begriff zur Beschreibung der Qualität der
Schnittstelle zwischen Werkzeugträger 1 und Werkzeughalter 3 ist die Wiederholgenauigkeit beim mehrfachen Einsetzen eines Werkzeughalters 3 in den Werkzeugträger 1. Die VDI- Schnittstelle nach DIN ISO 10889-1 erreicht eine
Wiederholgenauigkeit von etwa 0,05 Millimetern, was bei vielen, vor allem hochwertigen, Werkstücken nicht ausreichend ist und zeitaufwändige und damit teuere Kompensationen in der Steuerung der zugehörigen Werkzeugmaschine erfordert.
In der Figur 2 ist der erfindungsgemäße Werkzeughalter 3 aus Figur Ia so dargestellt, dass der Zylinderschaft 9, der
Bestandteil der DIN ISO 10889-1 ist, mit seiner Verzahnung 15 gut zu erkennen. Des Weiteren ist die Anlagefläche 17 des Werkzeughalters 3 gut sichtbar. Die Anlagefläche 17 des Werkzeughalters 3 liegt bei eingesetztem Werkzeughalter 3 an der Spannfläche 5 des
Werkzeugträgers 1 an und der Zylinderschaft 9 wird in der Aufnahmebohrung 7 aufgenommen. Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass aus der Anlagefläche 17 zwei Kegelstifte
19.1 und 19.2 herausragen.
Der in Figur 2 sichtbare kegelstumpfförmige Abschnitt des Kegelstifts 19.1 ist vollständig rotationssymmetrisch, während der kegelstumpfförmige Abschnitt des Kegelstifts 19.2 an zwei gegenüber liegenden Seiten abgeflacht ist (Schwert- Kegelstift), so dass ein Formschluss nur an den nicht
abgeflachten Bereichen des Kegelstifts 19.2 mit einer
Kegelbohrung 23 des Werkzeugträgers 1 stattfindet. Der
Schwer-Kegelstift 19.2 wird so montiert, dass die nicht abgeflachten Bereiche des Schwert-Kegelstifts 19.2 orthogonal zu einer Verbindungslinie zwischen den Kegelstiften 19.1 und
19.2 angeordnet sind. Es können aber auch zwei vollständig rotationssymmetrische Kegelstifte 19.1 und 19.2 eingesetzt werden.
Neben den Kegelstiften 19 sind in Figur 2 noch die
Befestigungsschrauben 21 sichtbar, die mit ihrem Gewinde über die Anlagefläche 17 hinausragen.
In Figur 3 ist der Werkzeugträger 1 aus Figur Ia nochmals dargestellt, der mit dem Werkzeughalter 3 gemäß Figur 2 kompatibel ist. In der Spannfläche 5 sind zwei Kegelbohrungen
23.1 und 23.2 ausgebildet, die mit den Kegelstiften 19.1 und
19.2 des Werkzeughalters 3 zusammenwirken. Der Abstand der vier Innengewinde 25 in dem Werkzeugträger 1 entspricht dem Abstand der Befestigungsschrauben 21 (siehe Figur 2) .
Wenn man nun den Werkzeughalter 3 mit seinem Zylinderschaft 9 in die Aufnahmebohrung 7 des Werkzeugträgers 1 einsetzt, dann fahren die Kegelstifte 19.1 und 19.2 in die Kegelbohrungen 23.1 und 23.2 des Werkzeugträgers ein und bilden eine
formschlüssige Verbindung. Anschließend werden die vier
Befestigungsschrauben 21 in die Innengewinde 25 eingedreht und dadurch eine feste Verbindung zwischen Werkzeughalter 3 und Werkzeugträger 1 hergestellt. Ein Verspannen
beziehungsweise Fixieren des Werkzeugträgers 3 mithilfe der Verzahnung 15 an dem Zylinderschaft 9, wie es die DIN ISO 10889-1 vorsieht, ist dann nicht mehr erforderlich, da die vier Befestigungsschrauben in Verbindung mit der
erfindungsgemäßen formschlüssigen Verbindung zwischen
Kegelstiften 19 und Kegelbohrungen 23 eine sehr belastbare und genaue Verbindung von Werkzeugträger 1 und Werkzeughalter 3 darstellen.
Es besteht die Möglichkeit, den Werkzeughalter 3 entweder nur mit den Befestigungsschrauben 21, nur über den Zylinderschaft 9 oder gemeinsam mit den Befestigungsschrauben 21 und dem Zylinderschaft 9 an dem Werkzeugträger 1 zu befestigen.
Die Kegelstifte 19.1 und 19.2 weisen einen relativ großen Abstand D auf. Dieser große Abstand D trägt maßgeblich dazu bei, dass eine sehr gute Genauigkeit der Positionierung und eine sehr gute Wiederholgenauigkeit erreicht werden, wenn der Werkzeughalter 3 auf den Werkzeugträger 1 aufgesetzt wird. Gleichzeitig können auch größere Drehmomente zwischen
Werkzeugträger 1 und Werkzeughalter 3 übertragen werden.
Daher wird man in aller Regel den Abstand D so groß wie möglich machen. Der Zylinderschaft 9 stellt bei dieser
Ausführungsform nur den Antrieb des Werkzeugs 11 bereit.
Wenn man den Zylinderschaft 9 und die Aufnahmebohrung 7 zur Positionierung des Werkzeughalters 3 einsetzt, dann genügt es, eine Kegelbohrung 23 und einen Kegelstift 19 vorzusehen. In diesem Fall ist zwischen dem Zylinderschaft 9 und dem Kegelstift 19 dann nur der Abstand D' wirksam, so dass die Wiederholgenauigkeit nicht so gut ist, wie wenn die Positionierung mit zwei Kegelbohrungen 23 und zwei Kegelstiften 19 erfolgt.
Vorteilhaft an den erfindungsgemäßen Mitteln zum
Positionieren des Werkzeughalters 3 relativ zum
Werkzeugträger 1 sind deren geringe Herstellungskosten, da ein Kegelstift 19 ebenso wie eine Kegelbohrung 23 sehr einfach und kostengünstig mit sehr hoher Genauigkeit
hergestellt werden können. Ein solcher Kegelstift kann beispielsweise aus gehärtetem Stahl hergestellt werden. Nach dem Härten können die Funktionsflächen, wie zum Beispiel ein zylindrischer Abschnitt (nicht sichtbar in Figur 2) und der kegelstumpfförmige Abschnitt der Kegelstifte 19 durch
Schleifen nicht nur kostengünstig, sondern auch mit sehr hoher Präzision und Genauigkeit hergestellt werden.
Entsprechendes gilt für die Kegelbohrung 23, wenn diese vorteilhafterweise in einer Kegelhülse als gesondertes
Bauteil hergestellt werden, wobei die Kegelhülse dann
ebenfalls einen zylindrischen Abschnitt aufweist und im
Inneren konzentrisch zu dem zylindrischen Abschnitt die
Kegelbohrung 23 ausgebildet wird.
Da die Kegelstifte 19 und die Kegelbohrungen 23 einen relativ kleinen Kegelwinkel aufweisen, sind die Toleranzen
beziehungsweise Maßabweichungen in axialer Richtung relativ unkritisch und wirken sich nur in geringem Maß auf die
Positioniergenauigkeit des Werkzeughalters 3 aus. Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen
Positionierung des Werkzeughalters 3 relativ zu dem
Werkzeugträger 1 ist darin zu sehen, dass sowohl die
Kegelstifte 19 als auch die Kegelhülsen in zylindrische
Positionierbohrungen (ohne Bezugszeichen in den Figuren 2 und 3) eingepresst werden können und diese Positionierbohrungen in einer Aufspannung mit der Spannfläche 5 des
Werkzeugträgers 1 beziehungsweise der Anlagefläche 17 des Werkzeughalters 3 hergestellt werden können. Dadurch, dass dies in einer Aufspannung geschehen kann, ist der limitierende Faktor für die Genauigkeit der Positionierung der Bohrungen die Maschinengenauigkeit der Maschine, auf welcher der Werkzeugträger 1 beziehungsweise der
Werkzeughalter 3 hergestellt werden. Hochwertige
Bearbeitungszentren erreichen eine Maschinengenauigkeit von 5/1000 Millimetern (5μm), wobei diese Genauigkeit für nahezu alle Anforderungen ausreichend ist. Wegen der Möglichkeit, die Positionierbohrungen in einer Aufspannung mit der
Spannfläche beziehungsweise der Anlagefläche 17 und der
Aufnahmebohrung 7 herzustellen, kann diese Genauigkeit sehr kostengünstig in einer Serienfertigung beim Einbringen der Positionier-Bohrungen erreicht werden. Im Ergebnis lässt sich somit die Positioniergenauigkeit des erfindungsgemäßen
Werkzeugträgers 3 um eine Größenordnung gegenüber der VDI- Schnittstelle gemäß ISO 10889-1 verbessern: Anstelle einer Wiederholgenauigkeit beziehungsweise Positioniergenauigkeit von 0,05 Millimetern bei der VDI-Schnittstelle, wird bei dem erfindungsgemäßen System trotz nur geringer Mehrkosten eine Positioniergenauigkeit beziehungsweise Wiederholgenauigkeit von 0,005 Millimetern (5μm) erreicht!
In Figur 4 und 5 sind verschiedene Ansichten und Schnitte des Werkzeugträgers 1 mit eingesetztem Werkzeughalter 3
dargestellt. In der Seitenansicht gemäß Figur 4 ist gut zu erkennen, dass die Befestigungsschrauben 21 weit außen am Werkzeughalter 3 angeordnet sind, so dass sie bei
vorgegebener Spannkraft eine sehr gute Fixierung des
Werkzeughalters 3 an dem Werkzeugträger 1 bewirken. In der Seitenansicht gemäß Figur 4 ist der Schraubenkopf 27 des Spannmechanismus gemäß Figur 1 gut zu erkennen.
Im rechten oberen Teil der Figur 4 ist eine Seitenansicht von Werkzeughalter 3 und Werkzeugträger 1 dargestellt. Mit strichpunktierten Linien sind die Aufnahmebohrung 7
beziehungsweise der Zylinderschaft 9 dargestellt. Des Weiteren ist die erfindungsgemäße formschlüssige Verbindung zwischen Kegelstift 19 und Kegelbohrung 23 ebenfalls durch gestrichelte Linien dargestellt. In dieser Darstellung ist der Abstand D zwischen den Positioniermitteln 19 und 23 gut zu erkennen.
Im rechten unteren Teil der Figur 4 ist ein Schnitt entlang der Linie B-B dargestellt. In diesem Schnitt sind
Durchgangsbohrungen 29 für die Befestigungsschrauben 21 und die Innengewinde 25 im Werkzeugträger 1 gut erkennbar.
Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 4. In diesem Schnitt ist die Kegelbohrung 23 Teil einer
Kegelhülse 31, wobei die Kegelhülse 31 in eine
Positionierbohrung 33 im Werkzeugträger 1 eingepresst ist. In entsprechender Weise ist der Kegelstift 19 in einer
Positionierbohrung 33 im Werkzeughalter 3 eingepresst. Sowohl die Kegelhülse 31 als auch der Kegelstift 19 sind bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel hohlgebohrt und weisen jeweils ein Innengewinde (ohne Bezugszeichen) auf. Dadurch ist es möglich, beispielsweise die Kegelhülse 31 in der Positionierbohrung 33 in axialer Richtung durch Eindrehen einer Schraube zu justieren und/oder zu befestigen.
Entsprechendes gilt auch für den Kegelstift 19. Auch hier ist es möglich, den Kegelstift mit einem zylindrischen Abschnitt in der zugehörigen Positionierbohrung 33 einzupressen und mithilfe einer Spannschraube und mit einer geeigneten Lehre in axialer Richtung genau in die gewünschte Position zu bringen, so dass der Kegelstift mit seinem
kegelstumpfförmigen Abschnitt entweder spielfrei, mit
leichter Vorspannung oder mit einem definierten Spiel von wenigen hundertstel Millimetern, in der Kegelbohrung der Kegelhülse 31 positioniert wird, wenn der Werkzeughalter 3 mithilfe der Schrauben 21 an dem Werkzeugträger 1 befestigt wird. Im unteren Teil der Figur 5 sind ein weiteren Kegelstift und eine weitere Kegelhülse dargestellt. Aus Gründen der
Übersichtlichkeit sind in dem unteren Teil keine
Bezugszeichen vorhanden. Kegelstift und Kegelhülse sind sowohl' im oberen Teil der Figur 5 als auch im unteren Teil der Figur 5 baugleich ausgeführt.
Es versteht sich von selbst, dass es bei Bedarf natürlich auch möglich wäre, die Kegelhülse 31 in einer
Positionierbohrung 33 des Werkzeughalters 3 anzuordnen und entsprechend den Kegelstift 19 in einer Positionierbohrung 33 des Werkzeugträgers 1 anzubringen. Dies ist eine Umkehr, die in Einzelfällen sinnvoll sein kann. Die Vorteile der
erfindungsgemäßen Lösung sind bei beiden Varianten
vollumfänglich gegeben.
In der Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
dargestellt bei dem die Kegelstifte 19 an einer
Ausrichtplatte 34 befestigt sind. Die Ausrichtplatte 34 wiederum ist mit dem Werkzeughalter 3 verstiftet und
verschraubt (siehe die Bezugszeichen 36 und 38) . Vor dem Verstiften kann die Ausrichtplatte 34 relativ zum
Werkzeughalter 3 so ausgerichtet werden, dass die eine nochmals verbesserte Positioniergenauigkeit erreicht wird. Dies wird man dann vorsehen, wenn an die mit diesem
Werkzeughalter 3 durchgeführte Bearbeitung allerhöchste
Anforderungen hinsichtlich der Genauigkeit gestellt werden. Die anderen an der Bearbeitung eines Werkstücks beteiligten Werkzeughalter 3 können ohne Ausrichtplatte 34 ausgeführt sein. Bei der in Figur 6 dargestellten Konfiguration weist der Werkzeugträger 1 keine Ausrichtplatte auf.
In der Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
dargestellt bei dem die Kegelhülsen 31 an einer
Ausrichtplatte 34 befestigt sind. Die Ausrichtplatte 34 wiederum ist mit dem Werkzeugträger 1 über Zapfen 40 und Schrauben 38 verbunden. Das Ausrichten der Ausrichtplatte 34 relativ zum Werkzeugträger 3 erfolgt über Gewindestifte 42, die auf die Zapfen 40 des Werkzeugträgers 1 wirken. Die anderen Spannflächen 5 des Revolvers 1 können ohne
Ausrichtplatte 34 ausgeführt sein.
Selbstverständlich ist es auch möglich sowohl den
Werkzeughalter 3 als auch den Werkzeugträger 1 mit einer Ausrichtplatte 34 auszurüsten.
In der Figur 8 sind verschiedene Ausführungsbeispiele
erfindungsgemäß Kegelhülsen 31 geschnitten dargestellt. Das einfachste Ausführungsbeispiel ist in der Figur 8a
dargestellt. Dort weist die Kegelhülse 31 eine Kegelbohrung 23 und ein daran anschließendes Innengewinde 35 sowie an seinem Außendurchmesser einen zylindrischen Abschnitt 37 auf. Der Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 37 ist auf den Durchmesser der Positionierbohrungen 33 so abgestimmt, dass sich ein Presssitz zwischen der Kegelhülse 31 und der
Positionierbohrung 33 ergibt.
Mit Hilfe des Innengewindes 35 ist es möglich, die Kegelhülse 31, wenn sie in die Positionierbohrung 33 eingepresst wurde, sehr feinfühlig und genau in der Positionierbohrung 33 zu in axialer Richtung zu verschieben. Gleichzeitig sichert ein in dem Innengewinde 35 eingedrehter Gewindestift (nicht
dargestellt) die Kegelhülse 31 davor, unbeabsichtigter Weise in der Positionier-Bohrung 33 nach unten gedrückt zu werden.
In Figur 8b ist ein Ausführungsbeispiel einer Kegelhülse 31 dargestellt, bei der an einer Stirnfläche 39 eine Ringnut 41 vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich eine gewisse Flexibilität und Elastizität der Kegelbohrung 23 in radialer Richtung, so dass kleinste Abweichungen im Abstand D zwischen den zwei Kegelstiften 19 (siehe Figur 2) und den zugehörigen
Kegelbohrungen 23 (siehe Figur 3) egalisiert werden können. Ein ähnlicher Effekt wird auch dadurch erreicht, wenn die Kegelhülse 31 eine Radialnut 43 aufweist und die Positionier- Bohrung 33 gestuft ausgeführt ist. (Figur 8c) .
In der Figur 8d ist ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Kegelhülse 31 dargestellt, bei unter der Kegelhüls'e 31 und dem Grund (ohne Bezugszeichen) der
Positionier-Bohrung 33 zwei Tellerfedern 45 angeordnet sind, die ein Ausweichen der Kegelhülse 31 in axialer Richtung ermöglicht. In diesem Fall sind der zylindrische Abschnitt 37 der Kegelhülse 31 und die Positionierbohrung 33 als
Schiebesitz ausgebildet und die Kegelhülse 31 wird durch eine Schraube (46) fixiert.
In den Figuren 8e bis 8h sind Ausführungsbeispiele
erfindungsgemäßer Kegelhülsen dargestellt, an denen die
Kegelhülsen 31 ein Flansch 47 ausgebildet ist. Der Flansch 47 führt dazu, dass die Position der Kegelhülse 31 relativ zur beispielsweise der Spannfläche 5 beziehungsweise der
Anlagefläche 17 eindeutig definiert ist, wenn der Flansch 47 an der Spannfläche 5 beziehungsweise der Anlagefläche 17 anliegt. Dadurch ist es nicht erforderlich, ein Innengewinde vorzusehen und es ist ausreichend, eine Kegelbohrung 23 koaxial zu der im zylindrischen Abschnitt 37 der Kegelhülse 31 auszubilden.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 8f, 8g und 8h sind in dem Flansch 47 verschiedene Ringnuten 41 ausgebildet, die eine Elastizität in axialer und/oder radialer Richtung der Kegelbohrung 23 relativ zu der Spannfläche 5,
beziehungsweise der Anlagefläche 17, in axialer Richtung ermöglichen. Gleichzeitig oder alternativ kann auch eine gewisse radiale Flexibilität der Kegelbohrung 23 relativ zur Positionierbohrung 33 erreicht werden. Es versteht sich von selbst, dass die dargestellten Ausführungsbeispiele lediglich beispielhaften Charakter haben, und es möglich ist, die teilweise gewünschte
Elastizität in axialer und/oder radialer Richtung auch durch andere Formgebungen zu erreichen.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 8 i) und j) sind die Kegelhülsen 31 mit dem Werkzeugträger 1 verschraubt.
In der Figur 9 sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Kegelstiften 19 dargestellt. Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Kegelstifte 19 einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 49 sowie einen zylindrischen Abschnitt 51
aufweisen. Mit dem zylindrischen Abschnitt 51 wird der
Kegelstift 19 in eine Positionierbohrung 33 eines
Werkzeughalters 3 oder eines Werkzeugträgers 1 eingepresst. Ähnlich wie bei den Kegelhülsen 31 kann der Kegelstift 19 auch in der Positionierbohrung 33 festgeklebt werden, sobald er in axialer Richtung die gewünscht Position eingenommen hat.
Auch die Positionierung des Kegelstifts 19 in axialer
Richtung ist relativ einfach möglich, indem eine
Einpressvorrichtung (nicht dargestellt) verwendet wird, die eine Kegelbohrung aufweist, die mit dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 49 des Kegelstifts 19 zusammenwirkt. Es ist nun möglich, die Einpressvorrichtung so zu konstruieren, dass der Kegelstift 19 dann seine richtige Position in axialer
Richtung eingenommen hat, wenn die Einpressvorrichtung auf der Anlagefläche 17 des Werkzeughalters 3 aufliegt.
Entsprechendes gilt bezüglich der Spannfläche 5, wenn der Kegelstift 19 in eine Positionierung 33 des Werkzeugträgers eingepresst werden soll.
In den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 9 e) bis j) hat der Kegelstift 19 einen Bund 53, der wiederum mit einer Ringnut 41 (siehe Figuren 9 f) und 9 h) in axialer Richtung „weicher" gemacht werden kann, so dass der Kegelstift 19 in axialer Richtung geringfügig elastisch ist. Dadurch ist es möglich, eventuelle Streuungen bei verschiedenen
Werkzeughaltern beziehungsweise Kegelhülsen 31 auszugleichen, indem der Kegelstift 19 in der Positionierbohrung in axialer Richtung leicht verschoben wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 b) hat viele
Gemeinsamkeiten mit der in Figur 8 d) dargestellten und beschriebenen Kegelhülse 31.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 9 c), g) und h) ist in dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 49 mindestens eine Radialnut 43 ausgebildet, welche eine radiale
Elastizität des kegelstumpfförmigen Abschnitts 49 des
Kegelstifts 19 bewirkt. Selbstverständlich ist es auch möglich, beispielsweise zwei Radialnuten 43 im Winkel von 90° zueinander vorzusehen. Dadurch würde der kegelstumpfförmige Abschnitt 49 gewissermaßen radial geschlitzt und er wird in radialer Richtung deutlich elastischer.
Die Befestigung der Kegelstifte 19 in den Figuren 9 i) und j) entspricht derjenigen der Kegelhülsen 31 in den Figuren 8 i) und j), so dass auf das dort Gesagte verwiesen wird.
Figur 10 a) zeigt das Zusammenwirken einer Kegelhülse gemäß Fig. 8a) und eines Kegelstifts 19 gemäß Figur 9a) .
Figur 10 b) zeigt das Zusammenwirken einer Kegelhülse gemäß Fig. 8a) und eines Kegelstifts 19 gemäß Figur 9e) .
Figur 10 c) zeigt das Zusammenwirken einer Kegelhülse gemäß Fig. 8e) und eines Kegelstifts 19 gemäß Figur 9a) . Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 d) ist die befestigungsschraube 21 durch die Kegelhülse 31 und den Kegelstift 19 durchgeführt.

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeugträger für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Drehmaschine, umfassend eine Spannfläche (5) und wobei in der Spannfläche (5) Mittel zur Positionierung eines Werkzeughalters (3) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Positionierung eines Werkzeughalters (3) als mindestens eine Kegelbohrung
(23) und/oder mindestens ein Kegelstift (19) ausgebildet sind, und dass die Längsachsen der Kegelbohrungen (23) und/oder der Kegelstifte (19) orthogonal zu der
Spannfläche (5) verlaufen.
2. Werkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Spannfläche (5) eine Aufnahmebohrung (7), insbesondere eine der DIN ISO 10889-1 entsprechende Aufnahmebohrung, ausgebildet ist, und dass die
Längsachse der Aufnahmebohrung (7) orthogonal zu der Spannfläche (5) verläuft.
3. Werkzeugträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Spannfläche (5) mehrere, bevorzugt vier, Innengewinde (25) vorhanden sind.
4. Werkzeughalter für Werkzeuge umfassend eine Anlagefläche
(17), wobei in der Anlagefläche (17) Mittel zur
Positionierung des Werkzeughalters (3) in einem
Werkzeugträger (1) vorgesehen sind, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittel zur Positionierung eines Werkzeughalters (3) als mindestens eine orthogonal zur Anlagefläche (17) angeordnete Kegelbohrung (23) und/oder mindestens ein orthogonal zur Anlagefläche (17)
angeordneter Kegelstift (19) ausgebildet sind.
5. Werkzeughalter (3) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass aus der Anlagefläche (17) ein Zylinderschaft (9), bevorzugt ein der DIN ISO 10889-1 entsprechender Zylinderschaft (9), herausragt, und dass eine Längsachse des Zylinderschafts (9) orthogonal zu der Spannfläche (5) verläuft.
6. Werkzeughalter (3) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass in dem Werkzeughalter (3)
Durchgangsbohrungen (29) vorgesehen sind, und dass die Durchgangsbohrungen (29) die gleichen Positionen in der Anlagefläche (17) wie die Innengewinde (25) in der
Spannflache (5) des Werkzeugträgers (1) haben.
7. Werkzeugträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder Werkzeughalter (3) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelbohrung (23) Teil einer Kegelhülse (31) mit im Wesentlichen zylindrischer Außenkontur (51) ist, dass in der Spannfläche (5) des Werkzeugträgers (1) und/oder in der Anlagefläche (17) des Werkzeughalters (3) zylindrische Positionier- Bohrungen (33) ausgebildet sind, und dass die
Kegelhülsen (31) oder Kegelstifte in die Positionier- Bohrungen (33) im Werkzeugträger (1) und/oder im
Werkzeughalter (3) eingesetzt werden.
8. Werkzeugträger (1) oder Werkzeughalter (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelhülse (31) nicht über die Spannfläche (5) des Werkzeugträgers (1) oder die Anlagefläche (17) des Werkzeughalters (3) hinausragt
9. Werkzeugträger (1) oder Werkzeughalter (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelhülse (31) oder die Kegelstifte (19) in einer Ausrichtplatte (34) angeordnet sind, und dass die Ausrichtplatte (34) an dem Werkzeugträger (1) oder dem Werkzeughalters (3) befestigt ist.
10. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter mit einem Werkzeughalter nach DIN ISO 10889 kompatibel ist.
11. Kegelhülse (31) zur Verwendung in einem
Werkzeugträger (1) oder einem Werkzeughalter (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Kegelhülse (31) ein
Innengewinde (25) ausgebildet ist.
12. Kegelhülse (31) nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass an einer Stirnseite der Kegelhülse (31) ein Flansch (47) vorgesehen ist.
13. Kegelhülse (31) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelhülse (31) in axialer und/oder radialer Richtung elastisch ist.
14. Kegelhülse (31) nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kegelhülse (31) an einer
Stirnseite eine Ringnut (41) aufweist.
15. Kegelhülse (31) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelhülse (31) an einer
Stirnseite Radialnuten (43) aufweist.
16. Kegelhülse (31) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (41) oder die Radialnuten (43) in dem Flansch (47) angeordnet sind.
17. Kegelstift (19) zur Verwendung in einem
Werkzeugträger (1) oder einem Werkzeughalter (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelstift (19) einen zylindrischen Abschnitt
(51) aufweist, und dass der Kegelstift (19) mit dem zylindrischen Abschnitt (51) in eine Positionier-Bohrung (33) des Werkzeugträgers (1) oder des Werkzeughalters (3) einsetzbar ist.
18. Kegelstift (19) nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kegelstift (19) einen Bund (53) aufweist .
19. Kegelstift (19) nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelstift (19) in axialer und/oder radialer Richtung elastisch ist.
20. Kegelhülse (31) nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, dass der Kegelstift (19) in einem kegelstumpfförmigen Abschnitt (49) des Kegelstifts (19) mindestens eine Radialnut (43) aufweist.
21. Kegelstift (19) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bund (53) eine
Ringnut (41) ausgebildet ist.
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