WO2024038049A1

WO2024038049A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: WO2024038049A1
Application number: PCT/EP2023/072463
Authority: WO
Inventors: Frank KLOOS
Original assignee: Albrecht Präzision GmbH & Co. KG
Priority date: 2022-08-17
Filing date: 2023-08-15
Publication date: 2024-02-22
Also published as: DE102022120742A1

Abstract

Der Werkzeughalter (10) dient dazu, die rotationssymmetrische Reibverhältnisse zwischen der Spannzange (1) und dem Spannzangenaufnahmekörper (17) zu schaffen, damit Kippmomente, die auf die Mittelachse (M) der Spannzange (1) beim Einspannen des Werkzeugs einwirken können, minimiert werden. Dies fördert die Rundlaufeigenschaften des Werkzeughalters (10). Der Werkzeughalter weist einen Spannzangenaufnahmekörper (17) mit einer Spannzangenaufnahmeöffnung (15) und eine in die Spannzangenaufnahmeöffnung (15) eingeführte Spannzange (1) auf. In die Werkzeugaufnahmeöffnung (3) ist eine Sicherungsnut (6) aufweisender Werkzeugschaft (4) einführbar. Der Spannkörper (2) weist außerdem einen die Sicherungsnut (6) überspannenden Wandabschnitt (5) auf. Beim Einspannen des Werkzeugs wirkt ein Anpressdruck (P) von der konischen Innenfläche (18) der Spannzangenaufnahmeöffnung (15) auf die Außenfläche (19) des Spannkörpers (2) zumindest zweizählig rotationssymmetrisch zur Mittelachse (M).

Description

Albrecht Präzision GmbH & Co. 17. August 2022 KG ALBR P010 WO pasc Antoniusstr. 25 Stichwort: 73249 Wernau Rundlaufoptimie- rung mit Aus- gleichsvertiefung Werkzeughalter [0001] Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter zum Spannen von Werkzeugen, insbesondere zur spanenden Werk- stückbearbeitung, mit einer Spannzange, die vorzugsweise in Bezug auf die Rundlaufeigenschaften optimiert ist. [0002] Bei der Bearbeitung von Werkstücken werden übli- cherweise Werkzeuge, wie beispielsweise Bohrer, Fräser und dergleichen verwendet, die in einem entsprechenden Werk- zeughalter aufgenommen werden. Die Werkzeughalter können beispielsweise eine hülsenförmige Spannzange aufweisen, in die ein Schaft eines einzuspannenden Werkzeugs eingeführt und festgespannt werden kann. [0003] In der DE 102018 111 044 A1 ist beispielsweise ein solcher Werkzeughalter mit Spannzange beschrieben, wo- bei in dem Werkzeughalter ein Spannrotor drehbar gelagert ist und dazu eingerichtet ist, die Spannzange mit einer Axialkraft zu beaufschlagen. Der Spannrotor weist ein In- nengewinde auf, das mit einem an einem Spannzapfen der Spannzange vorgesehenen Außengewinde in Eingriff gebracht werden kann. Eine Drehung des Spannrotors führt zu einer Axialverschiebung der Spannzange entlang einer konischen Innenfläche der Werkzeugaufnahmeöffnung des Werkzeughal- ters. [0004] Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Auszugsicherungen bekannt, wie beispielsweise aus der US 3,425,705, DE 202007 019 560 U1 und JP 2002- 355727 A. Während der Bearbeitung eines Werkstücks mit einem im Werk- zeughalter aufgenommenes Werkzeug können auf das Werkzeug einwirkende Kräfte und/oder Drehmomente zustande kommen, die dazu führen können, dass sich das Werkzeug in axialer Richtung aus der Werkzeugaufnahmebohrung sukzessive heraus- arbeitet. Auszugsicherungen können diesem axialen Auszug des Werkzeugs aus dem Werkzeughalter entgegenwirken. [0005] Die aus dem Stand der Technik bekannten Auszugsi- cherungen basieren zumeist darauf, dass im Werkzeugschaft einer Sicherungsnut vorgesehen ist, wobei die in der Spann- zange vorgesehene Auszugsicherung einen Sicherungsstift aufweist, der radial in die Sicherungsnut des Werkzeugs vorsteht, sodass ein axialer Auszug des Werkzeugs aus der Spannzange verhindert werden kann. Solche Sicherungsnuten werden auch als Weldonnut bezeichnet. [0006] Beim Einspannen eines Werkzeugs mit einer im Werkzeugschaft ausgebildeten Sicherungsnut in einem her- kömmlichen Werkzeughalters kann sich die Wandung der Spann- zange jedoch in dem Wandabschnitt der Spannzange nicht am Werkzeugschaft abstützten, der die Sicherungsnut des Werk- zeugschafts überspannt, wodurch die Wandung der Spannzange in diesem Bereich geringfügig nach innen in Richtung Werk- zeugschaft nachgeben kann. Dies hat in diesem Bereich der Spannzange einen Einfluss auf die Reibeigenschaften zwi- schen der Spannzange und dem Spannzangenaufnahmekörper des Werkzeughalters, wobei die Reibeigenschaften der übrigen Spannzange unverändert bleiben. Dies kann dazu führen, dass sich die Spannzange beim Einspannen in Längsrichtung, ins- besondere einseitig, elastisch verformt. Beim Einspannen des Werkzeugs kann hierdurch die Mittelachse der Spannzange geringfügig aus der gewünschten zentral zum Werkzeughalter verlaufenden Ausrichtung herauskippen. [0007] Beim Einspannvorgang des Werkzeugs in den Werk- zeughalter ist es allerdings wünschenswert, dass die Spann- zange mit dem darin festgespannten Werkzeug präzise entlang der Mittelachse des Werkzeughalters ausgerichtet bleibt, da eine Schrägstellung des Werkzeugs relativ zu der Mittel- achse des Werkzeughalters negative Auswirkungen auf den Rundlauf des Werkzeugs haben kann. In der Praxis sind bei der Fertigung von Werkstücken mitunter Mikrometer genaue Rundlaufanforderungen an das Werkzeug bzw. an den Werkzeug- halter anzutreffen, sodass schon scheinbar geringe Schräg- stellungen der Achse zu einer erheblichen Verschlechterung des Rundlaufs des Werkzeughalters und damit des darin ge- spannten Werkzeugs führen können. [0008] Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ei- nen Werkzeughalter mit einer Spannzange bereit zu stellen, der bzw. die verbesserte Rundlaufeigenschaften nach dem Einspannen eines mit einer Sicherungsnut am Schaft versehe- nen Werkzeugs aufweist. [0009] Diese Aufgabe wird durch den Werkzeughalter zum Spannen von Werkzeugen, insbesondere zur spanenden Werk- stückbearbeitung, nach Anspruch 1 gelöst: [0010] Der erfindungsgemäße Werkzeughalter weist einen Spannzangenaufnahmekörper, eine Spannzange und eine Spann- vorrichtung auf. Der Spannzangenaufnahmekörper ist mit ei- ner eine konische Innenfläche aufweisenden Spannzangenauf- nahmeöffnung versehen, in die die Spannzange eingeführt ist. Die Spannzange weist einen Spannkörper auf, der eine konische Außenfläche sowie eine zylindrische Werkzeugauf- nahmeöffnung enthält, die zueinander konzentrisch um eine Mittelachse angeordnet sind, wobei in die Werkzeugaufnahme- öffnung ein mindestens eine Sicherungsnut aufweisender Werkzeugschaft einführbar ist, wobei der Spannkörper einen die mindestens eine Sicherungsnut überspannender Wandab- schnitt aufweist. Die Spannvorrichtung kann in dem Werk- zeughalter untergebracht sein. Die Spannvorrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Spannzange in Axialrichtung in die Spannzangenaufnahmeöffnung des Spann- zangenaufnahmekörpers zu ziehen. Die Spannvorrichtung kann alternativ auch außerhalb des Werkzeughalters angeordnet sein. Die Spannvorrichtung kann in diesem Fall beispiels- weise dazu eingerichtet sein, die Spannzange in Axialrich- tung in die Spannzangenaufnahmeöffnung einpressen bzw. ein- zuschieben. In beiden Fällen kann die Spannzange zum Span- nen von Werkzeugen durch eine Spannvorrichtung mit einer Axialkraft beaufschlagt werden, die aufgrund der konischen Ausgestaltung der Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöff- nung und der konischen Ausgestaltung der Außenfläche des Spannkörpers dazu führt, dass ein Anpressdruck von der In- nenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung auf die Außenflä- che des Spannkörpers wirkt. Der beim Spannen des Werkzeugs wirkende Anpressdruck ist (in einer Querschnittsebene in Höhe der Sicherungsnut) zumindest zweizählig-rotationssym- metrisch zur Mittelachse. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Spannkörper an einem Wandab- schnitt, der dem die Sicherungsnut überspannenden Wandab- schnitt (diametral) gegenüberliegt, eine reduzierte Wand- stärke im Vergleich zur Wandstärke des überspannenden Wand- abschnitts aufweist. Es ist bevorzugt, dass an dem diamet- ral gegenüberliegenden Wandabschnitt des Spannkörpers we- nigstens eine Ausgleichsvertiefung in dem Wandabschnitt, beispielsweise in der Außenfläche des Spannkörpers und/oder der Innenfläche der Werkzeugaufnahmeöffnung des Spannkör- pers, ausgebildet ist. [0011] Hierdurch wird es möglich, die Reibungsbedingun- gen zwischen Spannzange und Werkzeughalter symmetrisch zu gestalten. Dies führt dazu, dass die Reibverhältnisse zwi- schen Spannzange und Werkzeughalter auf beiden Seiten zu- mindest im Wesentlichen gleich sind, wodurch ein Herauskip- pen der Mittelachse der Spannzange in Bezug auf die Mittel- achse des Werkzeughalters verringert bzw. verhindert werden kann. Durch die reduzierte Wandstärke des Spannkörpers an der (diametral) gegenüberliegenden Seite der Sicherungsnut kann sich an dieser Seite die Wandung der Spannzange eben- falls nicht an dem Werkzeugschaft abstützen, wodurch die Reibverhältnisse auf beiden Seiten symmetrisch ausgestaltet sind. Es kann außerdem zu einer (geringfügigen) elastischen Verformung der Spannzange an der gegenüberliegenden Seite der Sicherungsnut kommen, durch die die oben erwähnte (ge- ringfügige) elastische Verformung der Spannzange auf der Seite der Sicherungsnut ausgeglichen werden kann. Bei- spielsweise kann sich die Spannzange in Axialrichtung der- art verformen, dass sich die Wandung der Spannzange z.B. verjüngt oder ausbeult, je nachdem ob die Spannvorrichtung innerhalb des Werkzeughalters untergebracht und dazu einge- richtet ist, die Spannzange axial in die Spannzangenaufnah- meöffnung zu ziehen, oder außerhalb des Werkzeughalters an- geordnet und dazu eingerichtet ist, die Spannzange axial in die Spannzangenaufnahmeöffnung zu schieben bzw. zu drücken. [0012] Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Werkzeug- halters liegt darin, dass der beim Spannen von der koni- schen Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung auf die Außenfläche des Spannkörpers einwirkende Anpressdruck zu- mindest zweizählig-rotationssymmetrisch zur Mittelachse der Spannzange ist, da durch den symmetrisch wirkenden Anpress- druck auch die Reibungskraft zwischen Spannzange und Spann- zangenaufnahmekörper symmetrisch ausgebildet sind. Die Spannzange kann auch insbesondere dazu ausgestaltet sein, den auf sie wirkenden Anpressdruck mehrzählig-rotationssym- metrisch oder punktsymmetrisch zu verteilen. [0013] Der Spannkörper kann insbesondere durch Schlitze oder dergleichen zumindest in einem oberen Bereich der des Spannkörpers unterbrochen sein. In die Werkzeugaufnahmeöff- nung ist ein Werkzeugschaft einführbar, der eine Siche- rungsnut aufweist. Die Sicherungsnut kann beispielsweise als eine Weldonnut ausgebildet sein. Der Außenkonuswinkel des Spannkörpers kann an den Innenkonuswinkel der Spannzan- genaufnahmeöffnung angepasst, vorzugsweise angeglichen sein. Der Außenkonuswinkel und/oder der Innenkonuswinkel kann/können beispielsweise einen Winkel zwischen 0,5° und 15°, insbesondere zwischen 1° und 10°, besonders bevorzugt zwischen 1,25 und 5° aufweisen. [0014] Insbesondere ist der gegenüberliegende Wandab- schnitt auf einer Axialhöhe mit dem die Sicherungsnut über- spannenden Wandabschnitt angeordnet, vorzugsweise wenn der Werkzeugschaft (vollständig) in der Werkzeugaufnahmeöffnung eingeführt ist. Hierdurch ist der Wandabschnitt mit der re- duzierten Wandstäke in Axialrichtung gegenüberliegend zu dem die Sicherungsnut überspannenden Wandabschnitt angeord- net ist. Dies verbessert die Symmetrie der Reibverhält- nisse. [0015] In einer ersten Ausführungsform ist in dem gegen- überliegenden Wandabschnitt mindestens eine (innenliegende) Ausgleichsvertiefung ausgebildet, wodurch die Wandstärke in diesem Wandabschnitt reduziert ist und der Anpressdruck ro- tationssymmetrisch auf die Spannzange einwirkt. Zusätzlich oder alternativ können in dem gegenüberliegenden Wandab- schnitt eine oder mehrere (außenliegende) Ausgleichvertie- fungen ausgebildet sein, sodass der Anpressdruck rotations- symmetrisch auf die Spannzange einwirkt. [0016] Vorzugsweise ist die innenliegende Ausgleichsver- tiefung radial zur Mittelachse in der Innenfläche der Werk- zeugaufnahmeöffnung ausgebildet und/oder die außenliegende Ausgleichsvertiefung radial zur Mittelachse in der Außen- fläche des Spannkörpers ausgebildet, wodurch die Wandstärke in diesem Wandabschnitt reduziert ist. [0017] Es wird bevorzugt, dass die axialen Abmessungen der Ausgleichsvertiefung zumindest im Wesentlichen den axi- alen Abmessungen der Sicherungsnut des Werkzeugschafts ent- sprechen, wodurch der Anpressdruck entlang der Axialrich- tung rotationssymmetrisch verteilt ist. [0018] Insbesondere sind in dem gegenüberliegenden Wand- abschnitt mehrere äquidistant zueinander und zu dem die Si- cherungsnut überspannenden Wandabschnitt beabstandete erste Ausgleichsvertiefungen und/oder zweite Ausgleichsvertiefun- gen ausgebildet. [0019] Alternativ ist in dem Spannkörper eine ringför- mige (innenliegende) Ausgleichsvertiefung an der Innenflä- che der Werkzeugaufnahmeöffnung und/oder eine (außenlie- gende) Ausgleichsvertiefung an der Außenfläche des Spann- körpers ausgebildet, wodurch die Wandstärke des Spannkör- pers in dem Bereich der Ausgleichsvertiefung reduziert ist. Wenn eine (außenliegende) Ausgleichsvertiefung an der Au- ßenfläche des Spannkörpers vorgesehen ist, kann der mecha- nische Kontakt zwischen den Spannkörper der Spannzange und dem Spannzangenaufnahmekörper in dem axialen Bereich, in dem die Sicherungsnut angeordnet ist, (vollständig) verhin- dert werden. Dies führt ebenfalls zu einer symmetrischen Ausgestaltung der Reibverhältnisse. [0020] Insbesondere entspricht ein von der oder den Aus- gleichsvertiefungen überdeckter Winkel, dem Kreisbogenwin- kel des die Sicherungsnut überspannenden Wandabschnitts. [0021] Vorzugsweise ist die Ausgleichsvertiefung diamet- ral gegenüberliegenden zu dem die Sicherungsnut überspan- nenden Wandabschnitt angeordnet. [0022] Insbesondere ist eine Radialtiefe der Ausgleichs- vertiefung/en entlang des Umfangs zumindest im Wesentlichen konstant. Die Radialtiefe der Ausgleichvertiefung ist vor- zugsweise wesentlich kleiner als die Tiefe einer Schaftnut im Werkzeugschaft. Die Radialtiefe kann beispielsweise im in einem Bereich zwischen 0,01 mm und 0,1 mm liegen, also im Zehntelmillimeterbereich. [0023] In einer zweiten Ausführungsform ist in dem Spannkörper zusätzlich eine Auszugsicherung mit einer Si- cherungsaussparung gebildet ist, in der ein Sicherungsele- ment derart einsetzbar und/oder einschiebbar, dass das Si- cherungselement zumindest teilweise innerhalb der Siche- rungsnut angeordnet ist, wenn der Werkzeugschaft in der Werkzeugaufnahmeöffnung angeordnet ist, wobei an der der Auszugsicherung gegenüberliegenden Seite des Spannkörpers mindestens eine Ausgleichsaussparung in den Spannkörper ge- formt ist. Durch die Ausgleichsaussparung können die Reib- verhältnisse und auch die Massenverteilungen der beiden ge- genüberliegenden Seiten aneinander angenähert werden. Au- ßerdem kann so auch eine ansonsten entstehende Unwucht des Spannkörpers reduziert bzw. verhindert werden. [0024] Es wird bevorzugt, dass die Abmessungen der Aus- gleichsaussparung zumindest im Wesentlichen den Abmessungen der Sicherungsaussparung entsprechen. [0025] Weitere Einzelheiten vorteilhafter Weiterbildun- gen oder Details der Erfindung ergeben sich aus den Zeich- nungen, der Beschreibung, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigen: [0026] Figur 1A eine schematische Ansicht einer Spannzange gemäß eines Ausführungsbeispiels des erfindungs- gemäßen Werkzeughalters, [0027] Figur 1B eine schematische Ansicht der Spannzange gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Werkzeughalters, [0028] Figur 2 einen Längsschnitt der Spannzange mit einem in die Spannzange eingeführten Werkzeugschaft, [0029] Figuren 3A-3D mehrere verschiedene Querschnitte entlang der Schnittebene I durch die Spannzange in der der Werkzeugschaft eingeführt ist, [0030] Figur 4 einen Detailausschnitt eines Werk- zeughalters, in dem ein Werkzeug gespannt ist, im Längs- schnitt, [0031] Figur 5 einen Querschnitt des Werkzeughal- ters aus Figur 4 entlang der Schnittebene II, [0032] Figur 6 einen Detailausschnitt eines Werk- zeughalters mit Spannzange, die eine Auszugsicherung auf- weist, sowie [0033] Figur 7 einen Detailausschnitt eines Werk- zeughalters mit Spannzange, die eine Auszugsicherung auf- weist. [0034] In Figur 1A ist eine perspektivische Ansicht ei- ner Spannzange 1 abgebildet. Die Spannzange 1 weist einen Spannkörper 2 auf, der sich entlang einer Mittelachse M der Spannzange 1 erstreckt. Der Spannkörper 2 weist eine koni- sche Außenfläche 19 und eine zylindrische Werkzeugaufnahme- öffnung 3 auf. Die konische Außenfläche 19 und die zylind- rische Werkzeugaufnahmeöffnung 3 sind konzentrisch zueinan- der in Bezug auf die Mittelachse M angeordnet. In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel ist der Spannkörper 2 von vier Schlitzen 20 unterbrochen. Der Spannkörper 2 kann je- doch auch von mehr oder weniger Schlitzen 20 unterbrochen sein. Die Schlitze 20 sind zueinander äquidistant beab- standet. Der Spannkörper 2 weist ein erstes Ende 26 auf, zu welchem hin die Werkzeugaufnahmeöffnung 3 geöffnet ist. Die Werkzeugaufnahmeöffnung 3 weist eine zylindrische Innenflä- che 21 auf. Der Spannkörper 2 ist auf der gegenüberliegen- den Seite 27 geschlossen und weist dort einen mit einem Au- ßengewinde versehenen Spannzapfen 22 auf, mit dem eine Spannvorrichtung 16 in Eingriff gebracht werden kann. Die Spannvorrichtung 16 ist dazu eingerichtet, die Spannzange 1 mit einer Axialkraft F zu beaufschlagen. Die Spannvorrich- tung 16 kann hierfür in dem Werkzeughalter 10 untergebracht sein. Alternativ kann auch die Spannvorrichtung 16 nicht in dem Werkzeughalter 10 untergebracht sein. In diesem Fall weist die Spannzange 1 keinen Spannzapfen 22 auf, sondern kann zum Spannen an dem ersten Ende 26 des Spannkörpers 2 von der Spannvorrichtung 16 mit einer Axialkraft F beauf- schlagt werden. [0035] In diesem Beispiel weist die Spannzange 1 eine Auszugsicherung 11 auf. Für die Auszugsicherung 11 ist in den Spannkörper 2 eine Sicherungsaussparung 12 ausgebildet. Auf einer der Sicherungsaussparung 12 diametral gegenüber- liegenden Seite des Spannkörpers 2 ist in Figur 1A außerdem eine Ausgleichsaussparung 14 ausgebildet. [0036] Die in Figur 1A gezeigte Spannzange 1 weist au- ßerdem eine Ausgleichsvertiefung 8 auf, die an der Innen- fläche 21 der Werkzeugaufnahmeöffnung 3 vorgesehen ist. Die Ausgleichsvertiefung 8 ist in einem Wandabschnitt 7 des Spannkörpers 2 ausgebildet, der gegenüberliegend zu einem anderen Wandabschnitt 5 angeordnet ist, der eine in einem Werkzeugschaft 4 vorgesehene Sicherungsnut 6 überspannt. Die axialen Abmessungen der Ausgleichsvertiefung 8 entspre- chen in diesem Beispiel den axialen Abmessungen einer Si- cherungsnut 6 eines Werkzeugschafts 4, der von die Werk- zeugaufnahmeöffnung 3 der Spannzange 1 aufnehmbar ist. Die Länge eines Kreisbogens, der durch der Ausgleichsvertiefung 8 definiert ist, entspricht der Länge des Kreisbogens des anderen Wandabschnitts 5. [0037] In Figur 1B ist ein weiteres Beispiel der Spann- zange 1 in perspektivischer Ansicht abgebildet. Die in Fi- gur 1B abgebildete Spannzange 1 unterscheidet sich von der in Figur 1A abgebildeten Spannzange 1 dadurch, dass die Spannzange 1 keine Auszugsicherung 11 aufweist. Darüber hinaus ist in der in Figur 1B abgebildeten Spannzange 1 eine Ausgleichsvertiefung 9 in der Außenfläche 19 des Spannkörpers 2 ausgebildet. Die Ausgleichsvertiefung 9 ist in diesem Beispiel ringförmig. Die axialen Abmessungen der Ausgleichsvertiefung 9 in der Außenfläche 19 des Spannkör- pers entsprechen in diesem Beispiel den axialen Abmessungen einer Sicherungsnut 6 eines Werkzeugschafts 5, der von die Werkzeugaufnahmeöffnung 3 der Spannzange 1 aufnehmbar ist. [0038] Figur 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt der in Figur 1A gezeigten Spannzange 1. In die Werkzeugauf- nahmeöffnung 3 der Spannzange 1 ist ein Werkzeugschaft 4 eines Werkzeugs eingeführt. Der Werkzeugschaft 4 weist eine Sicherungsnut 6 auf, eine sogenannte Weldonnut. Die Weldon- nut 6 ist in Figur 2 zur linken Seite hin orientiert ausge- richtet, wobei der Spannkörper 2 einen die Weldonnut 6 überspannenden Wandabschnitt 5 aufweist. In einem Wandab- schnitt 7, der gegenüberliegend von dem die Sicherungsnut 6 überspannenden Wandabschnitt 5 liegt, ist eine Ausgleichs- vertiefung 8 in die Innenfläche 21 der Werkzeugaufnahmeöff- nung 3 ausgebildet. Die Ausgleichsvertiefung 8 ist auf der gleichen Axialhöhe Ha wie die Sicherungsnut 6 angeordnet. Außerdem entsprechen die axialen Abmessungen der Aus- gleichsvertiefung 8 den axialen Abmessungen der Sicherungs- nut 6. Die Wandstärke W des Spannkörpers 2 ist in dem Wand- abschnitt 5 größer als die Wandstärke W in dem Wandab- schnitt 7, der dem Wandabschnitt 5 gegenüber liegt. [0039] In Figur 3A ist der zu Figur 2 dazugehörige Quer- schnitt entlang der Schnittachse I abgebildet. Der von der Ausgleichsvertiefung 8 überdeckte Kreisbogenwinkel relativ zur Mittelachse M entspricht in Figur 3a dem Kreisbogenwin- kel des die Sicherungsnut 6 überspannenden Wandabschnitts 5. In Figur 3A ist die Ausgleichsvertiefung 8 diametral ge- genüberliegend zu dem die Sicherungsnut 6 überspannenden Wandabschnitt 5 angeordnet. [0040] In Figur 3B ist ein alternatives Beispiel für eine Spannzange 1 im Querschnitt abgebildet. In dem in Fi- gur 3B abgebildeten Beispiel sind zwei Ausgleichsvertiefun- gen 8 in der Innenfläche 21 der Werkzeugaufnahmeöffnung 3 ausgebildet. Die zwei Ausgleichsvertiefungen 8 sind zuei- nander und zu dem die Sicherungsnut 6 überspannenden Wand- abschnitt 5 äquidistant angeordnet. Es ist außerdem mög- lich, dass mehrere weitere Ausgleichsvertiefungen 8 in der Innenfläche 21 der Werkzeugaufnahmeöffnung 3 vorgesehen sind. [0041] In Figur 3C ist ein weiteres Beispiel einer Spannzange 1 im Querschnitt abgebildet. In diesem Beispiel ist die Ausgleichsvertiefung ringförmig ausgestaltet, was bedeutet, dass in dem Bereich der Ausgleichsvertiefung 8 der Werkzeugschaft 4 nicht mit der Wand des Spannkörpers 2 in Kontakt steht. [0042] Figur 3D zeigt ein weiteres Beispiel für einen Spannkörper 2, bei dem die Ausgleichsvertiefung 9 an der Außenfläche 19 des Spannkörpers 2 ausgebildet ist. Bei die- sem Beispiel wirkt kein Anpressdruck beim Einspannen des Werkzeugs in dem Bereich der Ausgleichsvertiefung 9 von der Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöffnung 15 auf den Spannkörper 2 ein. Im übrigen Bereich der Außenfläche 19 des Spannkörpers 2 wirkt ein rotationssymmetrischer An- pressdruck von der konischen Innenfläche 18 der Spannzan- genaufnahmeöffnung 15 auf den Spannkörper 2 ein. [0043] In Figur 4 ist ein schematischer Detailausschnitt eines Längsschnitts des erfindungsgemäßen Werkzeughalters 10 beim Einspannen eines Werkzeugs abgebildet. Der Spann- körper 2 weist in Figur 4 eine Ausgleichsvertiefung 8 auf. Während des Einspannens des Werkzeugs beaufschlagt die Spannvorrichtung 16 die Spannzange 1 mit einer Axialkraft F, wodurch die Spannzange 1 entlang der konischen Innenflä- che 18 der Spannzangenaufnahmeöffnung 15. Die Spannvorrich- tung 16 kann innerhalb des Werkzeughalters 10, wie in Figur 6 dargestellt, oder alternativ außerhalb des Werkzeughal- ters 10 angeordnet sein. Durch die sich nach unten hin ver- jüngende Innenfläche 18 der Spannzangenaufnahmeöffnung 15 wirkt ein Anpressdruck P von dem Spannzangenaufnahmekörper 17 auf den Spannkörper 2 der Spannzange ein. In Figur 4 ist die Verteilung des Anpressdrucks P durch Pfeile veranschau- licht. So entspricht der Anpressdruck P auf der Seite, an der sich die Sicherungsnut 6 des Werkzeugschafts 4 befin- det, zumindest im Wesentlichen dem Anpressdruck P auf der Seite, an der sich die Ausgleichsvertiefung 8 befindet. Dies führt dazu, dass die Reibungsverhältnisse zwischen dem Spannkörper 2 und dem Spannzangenaufnahmekörper 17 auf bei- den Seiten zumindest einander angenähert sind. Durch die zumindest zweizählig rotationssymmetrischen Reibungsver- hältnisse kommt es beim Einspannen des Werkzeugs zu keiner Verkippung der Mittelachse M der Spannzange 1. [0044] In Figur 5 ist ein schematischer Querschnitt der Spannzange 1 aus Figur 4 entlang der Schnittebene II abge- bildet. Der Querschnitt kann in vier Quadranten Q1 bis Q4 unterteilt werden, wobei im ersten Quadranten Q1 die Siche- rungsnut 6 des Werkzeugschafts 4 angeordnet ist. In dem dem ersten Quadranten Q1 gegenüberliegenden Quadranten Q3 ist der Anpressdruck P von dem Spannzangenaufnahmekörper 17 auf den Spannkörper 2 an den Anpressdruck P im ersten Quadran- ten Q1 angepasst. Der zweite Quadrant Q2 und der vierte Quadrant Q4 sind seitlich zu dem ersten Quadrant Q1 und dem dritten Quadrant Q3 zwischen diesen angeordnet. Auch der in den zweiten Quadranten Q2 und vierten Quadranten Q4 wir- kende Anpressdruck P entspricht einander zumindest im We- sentlichen. [0045] In Figur 6 ist ein Detailausschnitt des Werkzeug- halters 10 im Längsschnitt beim Einspannen eines Werkzeugs abgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Spann- zange eine Auszugsicherung 11 auf. Die Auszugsicherung 11 weist eine Sicherungsaussparung 12 auf, die sich zumindest teilweise radial zur Mittelachse M der Spannzange 1 er- streckt. In dem in Figur 6 gezeigten Beispiel ist die Si- cherungsaussparung 12 zusätzlich axial zur Mittelachse M geneigt. Der Neigungswinkel der Sicherungsaussparung 12 ist vorzugsweise an die im Werkzeugschaft 4 ausgebildete Wel- donnut 6 angepasst. Der Neigungswinkel kann zwischen 20° und 70°, vorzugsweise zwischen 30° und 60° zu einer hori- zontalen Ebene betragen. In dem abgebildeten Beispiel be- trägt der Neigungswinkel ungefähr 45° zur horizontalen Ebene. In der Sicherungsaussparung 12 ist ein Sicherungs- element 13 angeordnet, das im eingesetzten Zustand zumin- dest teilweise in der Weldonnut 6 des Werkzeugschafts 4 an- geordnet ist. Das Sicherungselement 13 kann stiftförmig ausgebildet sein. Das Sicherungselement 13 verhindert, dass sich der Werkzeugschaft 4 bei der Benutzung des Werkzeug- halters 10, beispielsweise aufgrund von Vibrationen, suk- zessive aus der Werkzeugaufnahmeöffnung 3 der Spannzange 1 axial herausarbeitet. Auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Auszugsicherung 11 kann die Spannzange 1 eine Ausgleichsaussparung 14 aufweisen, deren Abmessungen zumin- dest im Wesentlichen den Abmessungen der Sicherungsausspa- rung 12 entsprechen. Die Ausgleichsaussparung 14 kann spie- gelsymmetrisch zur Sicherungsaussparung 12 ausgebildet und angeordnet sein. [0046] Um die Reibverhältnisse der Spannzange 1 zu dem Spannzangenaufnahmekörper 17 rotationssymmetrisch auszuge- stalten, weist der Spannkörper 2 eine Ausgleichsvertiefung 8 an der Innenfläche 21 der Werkzeugaufnahmeöffnung 3 auf. Wie oben bereits beschrieben kann der Spannkörper 2 auch mit einer außenliegenden Ausgleichsvertiefung 9 versehen sein, die in der Außenfläche 19 des Spannkörpers 2 geformt ist. [0047] Figur 7 veranschaulicht ein weiteres Beispiel ei- nes Werkzeughalters 10, wobei die Spannzange 1 in diesem Beispiel eine tangentiale Auszugsicherung 11 aufweist. In diesem Beispiel ist die Sicherungsaussparung 12 tangential zur Weldonnut 6 in dem Spannkörper 2 ausgebildet, sodass sich ein Überschneidungsraum zwischen der Weldonnut 6 und der Sicherungsaussparung 12 bildet. In die Sicherungsaus- sparung 12 kann ein Sicherungselement 13 eingeschoben wer- den sodass sich das Sicherungselement 13 zumindest teil- weise in der Sicherungsaussparung 12 und dem Überschnei- dungsraum befinden kann, wenn das Sicherungselement 13 in die Sicherungsaussparung 12 eingesetzt ist. Das Sicherungs- element 13 kann beispielsweise stiftförmig ausgestaltet sein. Auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Aus- zugsicherung 11 kann auch in diesem Beispiel die Spannzange 1 eine Ausgleichsaussparung 14 aufweisen, deren Abmessungen zumindest im Wesentlichen den Abmessungen der Sicherungs- aussparung 12 entsprechen. Die Ausgleichsaussparung 14 kann spiegelsymmetrisch zur Sicherungsaussparung 12 ausgebildet und angeordnet sein. [0048] Der erfindungsgemäße Werkzeughalter 10 dient dazu, die rotationssymmetrische Reibverhältnisse zwischen der Spannzange 1 und dem Spannzangenaufnahmekörper 17 zu schaffen, damit Kippmomente, die auf die Mittelachse M der Spannzange 1 beim Einspannen des Werkzeugs einwirken kön- nen, minimiert werden. Dies fördert die Rundlaufeigenschaf- ten des Werkzeughalters 10. Der Werkzeughalter weist einen Spannzangenaufnahmekörper 17 mit einer eine konische Innen- fläche aufweisenden Spannzangenaufnahmeöffnung 15 und eine in die Spannzangenaufnahmeöffnung 15 eingeführte Spannzange 1 mit einem Spannkörper 2 auf. Der Spannkörper 2 enthält eine konische Außenfläche 19 sowie eine zylindrische Werk- zeugaufnahmeöffnung 3, die eine Mittelachse M definiert und konzentrisch zu der Außenfläche angeordnet ist. In die Werkzeugaufnahmeöffnung 3 ist ein mindestens eine Siche- rungsnut 6 aufweisender Werkzeugschaft 4 einführbar. Der Spannkörper 2 weist außerdem einen die mindestens eine Si- cherungsnut 6 überspannenden Wandabschnitt 5 auf. Die Spannzange 1 kann zum Spannen von Werkzeugen von einer Spannvorrichtung 16 mit einer Axialkraft F beaufschlagt werden. Beim Einspannen des Werkzeugs wirkt ein Anpress- druck P von der konischen Innenfläche 18 der Spannzangen- aufnahmeöffnung 15 auf die Außenfläche 19 des Spannkörpers 2 zumindest zweizählig rotationssymmetrisch zur Mittelachse M. Bezugszeichen: 1 Spannzange 2 Spannkörper 3 Werkzeugaufnahmeöffnung 4 Werkzeugschaft 5 Wandabschnitt, der die Sicherungsnut überspannt 6 Sicherungsnut des Werkzeugschafts 7 gegenüberliegender Wandabschnitt 8 (innenliegende) Ausgleichsvertiefung 9 (außenliegende) Ausgleichsvertiefung 10 Werkzeughalter 11 Auszugsicherung 12 Sicherungsaussparung 13 Sicherungselement 14 Ausgleichsaussparung 15 Spannzangenaufnahmeöffnung 16 Spannvorrichtung 17 Spannzangenaufnahmekörper 18 konische Innenfläche der Spannzangenaufnahmeöff- nung 19 konische Außenfläche des Spannkörpers 20 Schlitze im Spannkörper 21 zylindrische Innenfläche der Werkzeugaufnahmeöff- nung 22 Spannzapfen 23 seitliche Wandabschnitte des Spannkörpers 24 Spannzangenwand 25 Spannrotor 26 erstes Ende des Spannkörpers 27 zweites Ende des Spannkörpers M Mittelachse der Spannzange P Anpressdruck beim Einspannen Q1-Q4 Quadranten U Umfangsrichtung W Wandstärke des Spannkörpers I, II Schnittebenen

Claims

Patentansprüche: 1. Werkzeughalter (10) zum Spannen von Werkzeugen, ins- besondere zur spanenden Werkstückbearbeitung, aufwei- send: - einen Spannzangenaufnahmekörper (17) mit einer eine konische Innenfläche (18) aufweisenden Spannzangen- aufnahmeöffnung (15); sowie - eine in die Spannzangenaufnahmeöffnung (15) einge- führte Spannzange (1) mit einem Spannkörper (2), der eine konische Außenfläche (19) und eine zylindrische Werkzeugaufnahmeöffnung (3) enthält, die zueinander konzentrisch um eine Mittelachse (M) angeordnet sind, wobei in die Werkzeugaufnahmeöffnung (3) ein mindes- tens eine Sicherungsnut (6) aufweisender Werkzeug- schaft (4) einführbar ist und der Spannkörper (2) ei- nen die mindestens eine Sicherungsnut (6) überspan- nender Wandabschnitt (5) aufweist; wobei die Spannzange (1) zum Spannen von Werkzeugen von einer Spannvorrichtung (16) mit einer Axialkraft (F) beaufschlagbar ist; wobei beim Spannen ein Anpressdruck (P) von der koni- schen Innenfläche (18) der Spannzangenaufnahmeöffnung (15) auf die Außenfläche (19) des Spannkörpers (2) zumindest zweizählig-rotationssymmetrisch zur Mittel- achse (M) wirkt.

2. Werkzeughalter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Spannkörper (2) an einem dem Si- cherungsnut (6) überspannenden Wandabschnitt (5) ge- genüberliegenden Wandabschnitt (7) eine reduzierte Wandstärke (W) aufweist.

3. Werkzeughalter (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenüberliegende Wandab- schnitt (7) auf einer Axialhöhe (Ha) mit dem die Si- cherungsnut (6) überspannenden Wandabschnitt (5) an- geordnet ist.

4. Werkzeughalter (10) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gegen- überliegenden Wandabschnitt (7) mindestens eine in- nenliegende Ausgleichsvertiefung (8) ausgebildet ist.

5. Werkzeughalter (10) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gegen- überliegenden Wandabschnitt (7) mindestens eine au- ßenliegende Ausgleichvertiefung (9) ausgebildet ist.

6. Werkzeughalter (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende Ausgleichsver- tiefung (8) radial zur Mittelachse (M) in einer In- nenfläche (21) der Werkzeugaufnahmeöffnung (3) ausge- bildet ist und/oder die außenliegende Ausgleichsver- tiefung radial zur Mittelachse (M) in einer Außenflä- che (19) des Spannkörpers (2) ausgebildet ist.

7. Werkzeughalter (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Abmessungen der Ausgleichsvertiefung (8, 9) zumindest im Wesent- lichen den axialen Abmessungen der Sicherungsnut (6) des Werkzeugschafts (4) entsprechen.

8. Werkzeughalter (10) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem gegen- überliegenden Wandabschnitt (7) an der Innenfläche (21) der Werkzeugaufnahmeöffnung (3) mehrere äqui- distant zueinander und zu dem die Sicherungsnut (6) überspannenden Wandabschnitt (5) beabstandete innen- liegende Ausgleichsvertiefungen (8) und/oder außen- liegende Ausgleichsvertiefungen (9) ausgebildet sind.

9. Werkzeughalter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spannkörper (2) eine ringförmige innenliegende Ausgleichsvertiefung (8) ausgebildet ist.

10. Werkzeughalter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spannkörper (2) eine ringförmige außenliegende Ausgleichsvertiefung (9) ausgebildet ist.

11. Werkzeughalter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der oder den Ausgleichsvertiefungen (8, 9) überdeckter Winkel, dem Kreisbogenwinkel des die Sicherungsnut (6) überspan- nenden Wandabschnitts (5) entspricht.

12. Werkzeughalter (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvertiefung (8, 9) diametral gegenüberliegend zu dem die Siche- rungsnut (6) überspannenden Wandabschnitt (5) ange- ordnet ist.

13. Werkzeughalter (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Radialtiefe der Ausgleichsvertiefungen (8, 9) entlang des Umfangs zu- mindest im Wesentlichen konstant ist.

14. Werkzeughalter (10) nach einem der vorhergehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Spann- körper (2) eine Auszugsicherung (11) mit einer Siche- rungsaussparung (12) gebildet ist, in der ein Siche- rungselement (13) derart einsetzbar und/oder ein- schiebbar ist, dass das Sicherungselement (13) zumin- dest teilweise innerhalb der Sicherungsnut (6) ange- ordnet ist, wenn der Werkzeugschaft (4) in der Werk- zeugaufnahmeöffnung (3) angeordnet ist, wobei an der der Auszugsicherung (9) gegenüberliegenden Seite des Spannkörpers (2) mindestens eine Ausgleichsaussparung (14) in den Spannkörper (2) geformt ist.

15. Werkzeughalter (10) nach Anspruch 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Abmessungen der Ausgleichsausspa- rung (14) zumindest im Wesentlichen den Abmessungen der Sicherungsaussparung (11) entsprechen.