DE19958461C1 - Werkzeugspanneinrichtung, beispielsweise für Dreh- und Fräsmaschinen - Google Patents

Abstract

Eine Werkzeugspanneinrichtung, bspw. für Dreh- oder Fräsmaschinen, mit einem Werkzeugträger und wenigstens einem auswechselbaren Werkzeughalter weist Justiermittel zur zumindest winkelgenauen Einstellung der Lage des mit einem Spannschaft in eine Aufnahmebohrung des Werkzeugträgers eingesteckten Werkzeughalters auf. Die Justiermittel sind mit an dem Gehäuse des Werkzeughalters angeordneten, verstellbaren Einstellmitteln versehen, die mit Federmitteln belastet und bei in die Aufnahmebohrung eingestecktem Spannschaft mit einer durch die Federmittel bestimmten Vorspannung gegen eine Auflagefläche abgestützt sind, welche an dem Werkzeugträger im Bereiche der Aufnahmebohrung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugspanneinrichtung, beispielsweise für Dreh- oder Fräsmaschinen mit einem Werk­ zeugträger und wenigstens einem auswechselbaren Werkzeug­ halter und einen Werkzeughalter für eine solche Werkzeug­ spanneinrichtung.

Zur Aufnahme von auswechselbaren Werkzeughaltern ein­ gerichtete Werkzeugträger sind beispielsweise Revolverköp­ fe, die als Stern-, Kronen- oder Scheibenrevolver ausge­ bildet sein können. Diese Werkzeugträger sind typischer­ weise mit Aufnahmebohrungen versehen, von denen jede zur Aufnahme eines zum Beispiel zylindrischen Spannschaftes eines Werkzeughalters bestimmt ist. Solche Werkzeughalter mit Zylinderschaft sind ebenso wie die zugehörigen Aufnah­ mebohrungen in DIN 69880 genormt und in dem zugehörigen Normblatt beschrieben.

Im Bereiche der jeweiligen Aufnahmebohrung ist der Werkzeugträger mit einer maßgenauen, ebenen Anlagefläche für eine entsprechende Fläche an dem Gehäuse eines Werk­ zeughalters ausgebildet. Der mit seinem Spannschaft in eine Aufnahmebohrung eingesetzte Werkzeughalter wird dort durch von außen her betätigbare Klemmmittel festgeklemmt, die einen Klemmbolzen aufweisen, der in eine Verzahnung des Spannschaftes eingreift und so ausgebildet und orientiert ist, dass er beim Festklemmen das Gehäuse des Werkzeughal­ ters gegen die Anlagefläche des Werkzeugträgers heranzieht und damit lagerichtig fixiert.

Die Werkzeughalter selbst können, abhängig von dem jeweiligen Einsatzzweck, für feststehende oder angetriebene Werkzeuge eingerichtet sein, zu denen Bohrwerkzeuge, Fräs­ werkzeuge oder sonstige zur Fertigung erforderliche Werk­ zeuge zählen. Häufig münden in dem Werkzeugträger vorgese­ hene Kühl- und Schmiermittelzuleitungen im Bereiche der Anlagefläche, wobei der zugehörige Werkzeughalter an seinem Gehäuse entsprechende Anschlussstellen für zu dem in ihm gespannten Werkzeug führende Kühl- oder Schmiermittellei­ tungen aufweist, die beim Einsetzen des Werkzeughalters in den Werkzeugträger automatisch angeschlossen werden.

Um den eingesetzten Werkzeughalter in genau definierter Winkellage bezüglich des Werkzeugträgers zu fixieren, ist nach DIN 69880 (September 1994, Teil 11, Seiten 2 und 3) die genormte Schnitt­ stelle zwischen dem Werkzeugträger und dem Werkzeughalter so ausgebildet, dass ein gegenüber der Achse der Aufnahme­ bohrung seitlich versetzter, achsparalleler Fixierstift in dem Werkzeugträger (zum Beispiel in der Revolverscheibe) vorgesehen ist, der in eine zugeordnete Fixierbohrung im Werkzeughalter ein­ greift, die bei einer aus der EP 0 416 611 B1 bekannten Anordnung eines auswechselbaren Werkzeughalters an einem Revolverkopf einer Drehmaschine, auch unmittelbar durch eine eine Kühl- oder Schmiermittelleitung bildende, an der Schnittstelle mündende Bohrung in dem Gehäuse des Werkzeug­ halters gebildet sein kann. Der Passstift ist in diesem Fall als Passhülse gestaltet.

Unvermeidbare Fertigungstoleranzen an dem Werkzeughal­ ter und an dem Werkzeugträger ergeben aber in der serien­ mäßigen Verwendung Lageungenauigkeiten, insbesondere hin­ sichtlich der Winkellage des in den Werkzeugträger einge­ setzten und dort betriebsmäßig festgeklemmten Werkzeughal­ ters. Insbesondere bei hochpräzisen CNC-Bearbeitungszentren oder CNC-Fräs- oder Drehmaschinen führen diese Lageungenau­ igkeiten zu Bearbeitungsungenauigkeiten, die außerhalb der zulässigen Toleranzen liegen.

Zur Behebung dieser Lageungenauigkeiten des Werkzeug­ halters bezüglich des Werkzeugträgers ist es beispielsweise aus der vorgenannten EP 0 416 611 B1 und aus der DE 90 03 730 U1 bekannt, der Schnittstelle zwischen dem Werkzeughal­ ter und dem Werkzeugträger Justiermittel zuzuordnen, die an dem Gehäuse des Werkzeughalters angeordnete, verstellbare Einstellmittel aufweisen, welche mit einer Auflagefläche an dem Werkzeugträger zusammenwirken und es erlauben, insbe­ sondere die Winkellage des Werkzeughalters bezüglich des Werkzeugträgers präzise einzujustieren, so dass zum Bei­ spiel das in dem Werkzeughalter gespannte Werkzeug genau achsparallel zu der Achse des z. B. den Werkzeugträger bil­ denden Revolverkopfs ausgerichtet ist. Zu diesem Zwecke sind an dem Gehäuse des Werk­ zeughalters, auf dessen beiden gegenüberliegenden Stirn­ seiten, seitliche Ansätze angeordnet, von denen aus je ein Einstellglied in Gestalt einer Stellschraube gegen die zu­ geordnete Auflagefläche an dem benachbarten Stirnflächen­ rand des Revolverkopfes spannbar ist. Um das Einstellglied gegen unbeabsichtigtes Lösen oder Verdrehen zu sichern, weist der jeweilige Ansatz einen federnden Vorsprung auf, durch den das Einstellglied hindurch geschraubt ist und der seinerseits durch eine Madenschraube unter axialer Spannung gehalten ist, so dass das Einstellglied in seiner jeweili­ gen Einstelllage lagefest fixiert ist. Die Ansätze können einstückig am Gehäuse des Werkzeughalters ausgebildet sein oder in Gestalt getrennter Bauteile vorliegen, die jeweils mit einer Schraube an dem Gehäuse befestigt sind.

Ziel dieser Justiermittel ist es auch, zu erreichen, dass die Genauigkeit der Ausrichtung des Werkzeughalters bezüglich des Werkzeugträgers und der Maschinenachse erhal­ ten bleibt, wenn der Werkzeughalter von dem Werkzeugträger abgenommen und später wieder in derselben oder in einer anderen Aufnahmebohrung des Werkzeugträgers befestigt wird. In der Praxis erfolgt nämlich die Einstellung der Einstell­ mittel der Justiermittel häufig getrennt von dem Werkzeug­ träger an einer eigenen Einstelleinrichtung, so dass im Betrieb beispielsweise ein Werkzeugwechsler die voreinge­ stellten Werkzeughalter bedarfsgemäß in die einzelnen Auf­ nahmebohrungen des Werkzeugträgers einsetzen bzw. auswech­ seln kann.

Andere in der Praxis in verschiedenen Ausführungsfor­ men bekannte Justiermittel verwenden an dem Werkzeughalter befestigte Fixierleisten, die sich über Stellschrauben an zugeordneten Auflageflächen des Werkzeugträgers (z. B. der Revolverscheibe) abstützen.

Nachteilig an diesen bekannten Lösungen ist der Um­ stand, dass durch die bei der Einstellung an den Einstell­ gliedern oder Stellschrauben auftretenden Verstellkräfte Verspannungen entstehen können, die bei einem Werkzeughal­ terwechsel in eine andere Aufnahmebohrung des Werkzeugträ­ gers, d. h. in eine andere Werkzeugstation, zu Lageungenau­ igkeiten des Werkzeughalters führen, welche eine Nachjus­ tierung des eingesetzten Werkzeughalters erforderlich ma­ chen. Solche Nachjustierarbeiten am Werkzeugträger zur Aus­ richtung des Werkzeughalters auf die Maschinenachse sind aber verhältnismäßig umständlich und regelmäßig mit einem großen Zeitaufwand verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb eine Werkzeug­ spanneinrichtung bzw. einen Werkzeughalter und den Werk­ zeugträger so auszubilden, dass diesen Nachteilen abgehol­ fen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Werkzeugspannein­ richtung erfindungsgemäß die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf, während der Werkzeughalter nach der Erfindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gestaltet ist.

Bei der neuen Werkzeugspanneinrichtung sind die Ein­ stellmittel der Justiermittel mit Federmitteln belastet und bei in die Aufnahmebohrung eingesteckten Spannschaft des Werkzeughalters mit einer durch die Federmittel bestimmten Vorspannung gegen die Auflagefläche abgestützt, welche an dem Werkzeugträger im Bereiche der Aufnahmebohrung angeord­ net ist. Die Einstellmittel sind in einer vorteilhaften Ausführungsform an dem Gehäuse des Werkzeughalters schwenk­ bar gelagert, wobei sie eine Justierleiste aufweisen kön­ nen, in der zwei, bei in die Aufnahmebohrung eingestecktem Spannschaft beidseitig der Achse der Aufnahmebohrung lie­ gende Stellschrauben eingesetzt sind, die direkt oder indi­ rekt auf der Auflagefläche des Werkzeugträgers abgestützt sind. Dabei ergeben sich sehr einfache Verhältnisse, wenn die Justierleiste einstückig mit einem an dem Gehäuse des Werkzeughalters befestigten oder dort ausgebildeten Halte­ rungselement gestaltet ist. Dazu kann in einer Ausführungs­ form zwischen der Justierleiste und dem Halterungselement ein zu den Stellschrauben hin offener Schlitz ausgebildet sein, der in seinem Grund an einen die Schwenkachse bein­ haltenden Steg angrenzt, so dass die Justierleiste um eine quer zu der Achse des Spannschaftes verlaufende Schwenk­ achse schwenkbar an dem Gehäuse des Werkzeugträgers gela­ gert ist. Grundsätzlich können sich die Stellschrauben di­ rekt auf der Auflagefläche des Werkzeugträgers abstützen, doch ist es schon aus Gründen der Erleichterung der Montage zweckmäßig, wenn an der Justierleiste eine sich auf der Auflagefläche des Werkzeugträgers abstützende Druckplatte gelagert ist, die an den Stellschrauben anliegt.

Die die Einstellmittel, d. h. bei der vorbeschriebenen Ausführungsform die Justierleiste, beaufschlagenden Feder­ mittel können beispielsweise in Gestalt eines Tellerfeder­ paketes ausgebildet sein, doch sind auch andere, den glei­ chen Zweck erfüllende Federmittel denkbar. Um die von Ihnen erzeugte Vorspannung einstellen zu können, sind sie gegen ein verstellbares Federwiderlager der Justiermittel abge­ stützt, das durch eine die Justierleiste durchquerende Schraube gebildet sein kann, die von außen her verstellbar ist.

Die Auflagefläche für die Stellschrauben bzw. die die­ sen zugeordnete Druckplatte kann an dem Werkzeugträger, beispielsweise einer Revolverscheibe, selbst oder auf einem an dem Werkzeugträger angeordneten, eigenen Abstützelement, etwa in Gestalt einer angeschraubten Leiste, etc. ausge­ bildet sein. Wenn die Platzverhältnisse, zum Beispiel bei einem als Scheibenrevolver ausgebildeten Werkzeugträger, beengt sind, kann die Auflagefläche auch in einer Ausneh­ mung des Werkzeugträgers ausgebildet sein, in die bei in die Aufnahmebohrung eingesetztem Spannschaft die Einstell­ mittel ragen.

Die Einstellmittel der Justiermittel sind so einge­ stellt, dass bei eingesetztem Werkzeughalter die Einstell­ mittel mit einer vorbestimmten Vorspannung gegen die Aufla­ gefläche des Werkzeugträgers angedrückt sind, wobei die eingestellte Vorspannung so gewählt ist, dass sie vorhande­ ne Toleranzen an der jeweiligen Schnittstelle Werkzeughal­ ter/Werkzeugträger sicher ausgleicht. Die Federmittel ver­ hindern gleichzeitig jegliche Verspannung der Einstellmit­ tel beim Einsetzen oder Justieren des Werkzeughalters. Bei dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel, bei dem die Einstell­ mittel eine an einem an dem Gehäuse des Werkzeughalters angeordneten Halterungsteil begrenzt schwenkbar gelagerte Justierleiste mit zugeordneter Druckplatte aufweisen, ist bei in den Werkzeugträger eingesetztem Werkzeughalter die Druckplatte nur kraftschlüssig gegen die Auflagefläche am Werkzeugträger abgestützt. Die bei dieser Ausführungsform mit dem Halterungsteil über einen Steg verbundene Justier­ leiste wird bei dem Toleranzausgleich um einen geringfügi­ gen Winkel verschwenkt, der durch eine entsprechende elas­ tische Verformung des Biegequerschnitts des Steges aufge­ nommen wird. Die Größe der auszugleichenden Toleranz liegt typischerweise bei ±30 µm, um eine Vorstellung von der Grö­ ßenordnung zu geben.

Ein für die beschriebene Werkzeugspanneinrichtung ge­ eigneter Werkzeughalter, der insbesondere mit einem Zylin­ derschaft nach DIN 69880 ausgebildet und für feststehende oder umlaufende Werkzeuge eingerichtet ist, ist an seinem Gehäuse mit erfindungsgemäßen Einstellmitteln zur zumindest winkelgenauen Einstellung der Lage des mit seinem Schaft in eine Aufnahmebohrung eines Werkzeugträgers eingesetzten Werkzeughaltes versehen. Diese Einstellmittel sind dazu bestimmt mit einer Auflagefläche an dem Werkzeugträger zu­ sammen zu wirken. Diese zur Abstützung auf der erwähnten Auflagefläche des Werkzeugträgers eingerichteten Einstell­ mittel sind durch zugeordnete Federmittel in Abstützrich­ tung mit einer vorbestimmten Vorspannung vorgespannt, gegen deren Wirkung die Einstellmittel beim Einsetzen des Werk­ zeughalters in den Werkzeugträger um einen kleinen Weg elastisch nachgeben können, dessen Größe durch die an der Schnittstelle Werkzeughalter/Werkzeugträger vorhandene La­ getoleranz bestimmt ist.

Ausführungsformen der Einstellmittel und der Feder­ mittel wurden im Vorstehenden bereits anhand der Werkzeug­ spanneinrichtung erläutert, in deren Rahmen die Werkzeug­ halter eingesetzt werden können.

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen der neu­ en Werkzeugspanneinrichtung und des neuen Werkzeughalters sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt, es zeigen:

Fig. 1 Eine Werkzeugspanneinrichtung gemäß der Erfindung mit einem als Sternrevolverkopf ausgebildeten Werkzeugträger und einem Werkzeughalter gemäß der Erfindung im Ausschnitt und in der Draufsicht;

Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 in einer Seitenan­ sicht und im Ausschnitt;

Fig. 3 die Einrichtung nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 2, in einer Seiten­ ansicht im Ausschnitt und in einem anderen Maßstab;

Fig. 4 die Einrichtung nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie IV-IV der Fig. 2, in einer Seitenan­ sicht im Ausschnitt und in einem anderen Maßstab;

Fig. 5 die Einrichtung nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie IV-V der Fig. 2, in einer Seiten­ ansicht, im Ausschnitt und in einem anderen Maßstab, unter Veranschaulichung des Zustandes vor dem vollständigen Einsetzen des Werkzeughal­ ters in den Werkzeugträger;

Fig. 6 die Anordnung nach Fig. 5 unter Veranschaulichung des Zustands bei vollständig in den Werkzeugträ­ ger eingesetztem Werkstückhalter, in einer ent­ sprechenden Darstellung;

Fig. 7 eine Werkzeugspanneinrichtung gemäß der Erfindung mit einem Werkzeugträger in Form eines Scheiben­ revolverkopfes, in der Draufsicht und in einer Teildarstellung;

Fig. 8 die Einrichtung nach Fig. 7 in einer Seitenan­ sicht und im Ausschnitt;

Fig. 9 die Werkzeugspanneinrichtung nach Fig. 7 in einer abgewandelten Ausführungsform und in einer ent­ sprechenden Darstellung;

Fig. 10 die Einrichtung nach Fig. 9 in einer Seitenan­ sicht und im Ausschnitt;

Fig. 11 die Werkzeugspanneinrichtung nach Fig. 7 in einer weiteren abgewandelten Ausführungsform und in einer entsprechenden Darstellung und

Fig. 12 die Einrichtung nach Fig. 11 in einer Seitenan­ sicht und im Ausschnitt.

Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellte Werkzeugspann­ einrichtung weist einen Werkzeugträger in Gestalt eines Revolverkopfes auf, von dem lediglich die den eigenlichen Werkzeugträger bildende Stern-Revolverscheibe 1 dargestellt ist. Die Revolverscheibe 1 ist an einem in Fig. 1 bei 2 angedeuteten Gehäuse des Revolverkopfes um eine Revolver­ achse 3 drehbar gelagert. Sie kann durch einen in dem Ge­ häuse 2 angeordneten Schaltmechanismus schrittweise weiter geschaltet und in der jeweiligen Arbeitsstation fixiert werden. An ihrem Umfang ist die Revolverscheibe 1 mit plan­ ebenen Anlageflächen 4 ausgebildet, die jeweils rechtwink­ lig zu dem zugehörigen Radius 5 verlaufen und die insgesamt der Revolverscheibe 1 eine polygonale Umfangsgestalt geben. Im Bereiche jeder der Anlageflächen 4 weist die Revolver­ scheibe 1 jeweils eine von der Anlagefläche 4 ausgehende Aufnahmebohrung 6 auf, deren Achse mit dem zugehörigen Ra­ dius 5 zusammenfällt. Die Aufnahmebohrungen 6 und die An­ lageflächen 4 sind nach DIN 69880 gestaltet und dienen zur Bestückung der Revolverscheibe 1 mit auswechselbaren Werk­ zeughaltern, von denen einer in den Fig. 1, 2 bei 7 schematisch dargestellt ist.

Jeder der Werkzeughalter 7 weist ein Gehäuse 8 auf, von dem auf einer, eine planebene Aufspannfläche 9 beinhal­ tenden Stirnseite ein rechtwinklig zu der Aufspannfläche 9 ausgerichteter Spannschaft 10 vorragt, der als Zylinder­ schaft nach DIN 69880 ausgebildet ist und dessen Achse in Fig. 1 mit 11 bezeichnet ist. Der Spannschaft 10 ist an einer Stelle seines Umfanges mit einem im Profil sägezahn­ artigen Spannbereich 12 versehen und im Übrigen so gestal­ tet, dass er mit vorgegebener enger Passung in eine Auf­ nahmebohrung 6 der Revolverscheibe 1 eingeschoben werden kann. In den Fig. 1, 2 nicht weiter dargestellte Klemmmit­ tel, wie sie bspw. in der EP 0 416 611 B erläutert sind, erlauben es den Spannschaft 10 in der Aufnahmebohrung lage­ fest zu verklemmen. Diese Klemmmittel weisen einen in die Verzahnung bei 12 eingreifenden, in der Revolverscheibe 1 gelagerten Klemmbolzen auf, der beim Festziehen die Auf­ spannfläche 9 des Gehäuses 8 des Werkzeughalters 7 gegen die zugeordnete Anlagefläche 4 der Revolverscheibe 1 heran­ zieht und gegen diese anpresst.

Auf der dem Spannschaft 10 gegenüberliegenden Seite ist an dem Gehäuse 8 des Werkzeughalters 7 ein bei 13 in Fig. 1 angeordnetes Spannfutterteil vorgesehen, das eine Überwurfmutter 14 aufweist und zur Spannung eines Werkzeugs dient. Als Beispiel für ein solches Werkzeug ist bei 15 ein Bohrwerkzeug in seinen Umrissen strichpunktiert veranschau­ licht.

Der Werkzeughalter 7 ist dabei als sogenannter Winkel- Werkzeughalter ausgebildet, bei dem die Achse 16 des Werk­ zeugs 15 genau rechtwinklig zu der Achse 11 des Spannschaf­ tes 10 verläuft.

An der Schnittstelle Werkzeughalter 7/Revolverscheibe 1 sind Justiermittel vorgesehen, die es erlauben bei mit dem Spannschaft 10 in eine Aufnahmebohrung 6 eingesetztem Werk­ zeughalter 7, dessen Werkzeugachse 16 genau parallel zu der Revolverscheibenachse 3 oder zu einer dazu parallelen Ma­ schinenachse auszurichten. Diese Justiermittel sind ein Teil der Spanneinrichtung und folgendermaßen aufgebaut:

An dem Gehäuse 8 des Werkzeughalters 7 ist in geringem Abstand von der Aufspannfläche 9 auf der dem Werkzeug 15 zugewandten Seite eine sich über die Gehäusebreite erstre­ ckende Präzisions-Justierleiste 18 vorgesehen, die mit ei­ nem ebenfalls leistenförmigen und sich über die Breite des Gehäuses 2 erstreckenden Halterungselement 190 schwenkbar verbunden ist, das an dem Gehäuse 8 angeschraubt ist. Die Justierleiste 18 ist ein Teil von Einstellmitteln 17 und in ihrem genauen Aufbau insbesondere auch aus den Fig. 3, 4 zu entnehmen. Wie diese Figuren zeigen, erstreckt sich die Justierleiste 18 in Richtung der Achse 11 des Spannschaftes 10 über die Aufspannfläche 9 des Gehäuses 8 hinaus. Sie trägt in dem über die Aufspannfläche 9 vorragenden Teil zwei als Einstellglieder dienende als Madenschrauben ausge­ bildete Stellschrauben 19, die von oben her über jeweils einen Innensechskant-Schlüsselansatz 20 verstellbar in Ge­ windebohrungen 21 des Justierleiste 18 eingeschraubt sind. Die beiden Gewindebohrungen 21 sind, wie Fig. 2 zeigt, in der Nähe der beiden Enden der Justierleiste 18 liegend mit ihren Achsen in einer gemeinsamen, parallel zu der Auf­ spannfläche 9 verlaufenden Ebene im gleichen Abstand zu der Achse 11 des Spannschaftes 10 angeordnet. Sie stützen sich gegen eine leistenförmige Druckplatte 22 ab, die bei 23 auf der dem Spannschaft 10 zugewandten Seite zumindest nach außen zu angefast ist und wenigstens auf ihrer einen exakt planebene Druckfläche 24 aufweisenden Unterseite gehärtet ist. Die aus Stahl bestehende Druckplatte 22 ist durch eine mittig zwischen den beiden Stellschrauben 19 liegende Hal­ terungsschraube 25 (Fig. 4) an der Justierleiste 18 unver­ lierbar gehaltert. Die in die Druckleiste 22 eingeschraubte und mit ihrem Schraubenkopf mit Spiel in einer Sackbohrung 26 der Justierleiste 18 aufgenommene Halterungsschraube 25 wird durch eine in der Sackbohrung 26 angeordnete Schrau­ benfeder 27 unter Vorspannung gehalten, derart, dass die Druckplatte 22 immer in Anlage an den beiden Stellschrauben 19 gehalten ist.

Die Justierleiste 18 ist mit dem leistenförmigen Hal­ terungselement 190 auf der den Stellschrauben 19 gegenüber­ liegenden Seite über einen angeformten Steg 28 verbunden, der sich über die parallel zu der Aufspannfläche 9 verlau­ fende Länge der Justierleiste 18 und des Halterungselemen­ tes 190 erstreckt. Der schmale Steg 28 wurde dadurch er­ zeugt, dass ein das Halterungselement 190 und die Justier­ leiste 18 umfassendes, einstückiges Ausgangsteil mit einem die Justierleiste 18 von dem Halterungselement 190 teil­ weise abtrennenden, parallelflankig begrenzten Querschlitz 29 versehen wurde, an dessen Grund der Steg 28 stehen ge­ blieben ist. Auf der dem Gehäuse 8 zugewandten Flanke des Schlitzes 29 sind zwei Befestigungsschrauben 30 abgestützt, die mit ihren Achsen in einer gemeinsamen, zu der Aufspann­ fläche 9 parallelen Ebene liegend, in der Nähe der Enden der Justierleiste 18 angeordnet und in entsprechende Ge­ windebohrungen 31 (Fig. 3) des Gehäuses 8 eingeschraubt sind. Im Bereiche der Schraubenbolzen 30 weist die Justier­ leiste 18 entsprechende, durchgehende Bohrungen 32 größeren Durchmessers auf, die eine Behinderung der Beweglichkeit der Justierleiste 18 gegenüber dem Halterungselement 190 verhindern.

Mittig zwischen den beiden Befestigungsschrauben 30 angeordnet und mit seiner Achse in einer gemeinsamen Ebene mit diesen liegend, ist in eine Gewindebohrung 320 des Hal­ terungselementes 190 ein Schraubenbolzen 33 eingeschraubt, der die Justierleiste 18 durchdringt und durch einen Innensechskant-Schlüsselansatz 34 von außen her verstellt werden kann. Der Schraubenbolzen 33 bildet ein Federwider­ lager für Federmittel in Gestalt eines Tellerfederpaket 35, das axial gegen den Kopf des Schraubenbolzens 33 und gegen den Boden einer koaxialen Sackbohrung 36 in der Justier­ leiste 18 abgestützt ist. Die Sackbohrung 36 wird von einer den Schraubenbolzen 33 aufnehmende durchgehende Bohrung 37 in der Justierleiste 18 fortgesetzt, deren Durchmesser grö­ ßer als jener des Schraubenbolzens 33 ist. In den Quer­ schlitz 29 ist ein Einlagestück 38 eingeschoben, das sich nicht ganz bis zu den seitlich benachbarten Befesstigungs­ schrauben 30 erstreckt.

Das Tellerfederpaket 35 ist bestrebt die Justierleiste um eine durch den Steg 28 gebildete, quer zu der Spann­ schaftachse 11 verlaufende Schwenkachse, bezogen auf Fig. 4 im Uhrzeigersinn, zu verschwenken. Es belastet die Justier­ leiste 18 mit einer elastischen Vorspannung gegenüber dem Einlagestück 38 und dem Halterungselement 190. Die Größe dieser Vorspannung kann durch Verstellen des Federwiderla­ gers in Gestalt des Schraubenbolzens 33 auf einen vorbe­ stimmten Wert genau eingestellt werden. Die Funktion der im Vorstehenden beschriebenen Einspannvorrichtung ist insbe­ sondere aus den Fig. 5, 6 ersichtlich:

In dem in Fig. 5 dargestellten Zustand ist der Werkzeughal­ ter 7 mit seinem Spannschaft 10 in die zugehörige Aufnahme­ bohrung 6 der Revolverscheibe 1 erst teilweise eingesetzt. Die Druckplatte 22 steht noch im Abstand seitlich neben der Anlagefläche 4. Die Justierleiste 18 mit den Stellschrauben 19 und der Druckplatte 22 ist gegen das Halterungselement 190 über das Tellerfederpaket 35 und das Einlagestück 38 mit einer vorbestimmten Vorspannung vorgespannt. Die Druck­ platte 22 ist durch die Schraubenfeder 27 in Anlage an den Stellschrauben 19 gehalten und steht außer Kontakt mit ei­ ner zugeordneten Auflagefläche 40 der Revolverscheibe 1. Zufolge vorhandener Fertigungstoleranzen liegt die Druck­ platte 22 mit ihrer Druckfläche 24 in einer Ebene 39, die sich um einen kleinen Betrag (typischerweise ca. 30 µm) un­ terhalb der zugeordneten Auflagefläche 40 der Revolver­ scheibe 1, die im vorliegenden Fall durch eine Seitenfläche der Revolverscheibe 1 gebildet ist. Diese kleine Lageabwei­ chung ist in Fig. 5 durch zwei Pfeile bei 41 angedeutet.

Wird nun im weiteren Verlauf des Werkzeughalterwech­ sels der Spannschaft 10 so weit in die Aufnahmebohrung 6 eingeschoben, dass die Aufspannfläche 9 des Gehäuses 8 an der Anlagefläche 4 der Revolverscheibe 1 zur Anlage kommt, d. h. bis der Zustand nach Fig. 6 erreicht wird, so läuft die Druckplatte 22 mit ihre Druckfläche 24 auf die maßge­ naue Auflagefläche 40 der Revolverscheibe 12 auf, was durch die Fase 23 an der Druckplatte 22 erleichtert wird. Wenn die Druckplatte 22 auf die Auflagefläche 40 aufgeschoben wird, wird die Justierleiste 18 über die Stellschrauben 19 um die durch den Steg 28 gebildete, quer zu der Spann­ schaftachse 11 verlaufende Schwenkachse um einen kleinen Winkel α gegen die Wirkung der von dem Tellerfederpaket 35 ausgehenden Vorspannung hochgeschwenkt. Der Winkel α, der in Fig. 6 der Deutlichkeit halber übertrieben groß darge­ stellt ist, ergibt sich aus der Größe der Lageabweichung 41, die durch einen dem Winkel α entsprechende elastische Verformung des Biegequerschnitts des Steges 28 ausgeglichen wird.

Die von dem Tellerfederpaket 35 erzeugte, über die Druckplatte 22 in die Revolverscheibe 1 eingeleitete Kraft vorbestimmter Größe zieht das Gehäuse 8 des Werkzeughalters 7 und den Spannzapfen 10 in der Aufnahmebohrung 6 nach oben bis die Lagetoleranz 41 ausgeglichen ist. Gleichzeitig wird erforderlichenfalls das Gehäuse 8 um die Spannzapfenachse 11 um einen kleinen Winkelbetrag gedreht, dessen Größe durch die Einstellung der beiden beidseitig der Achse 11 liegenden Stellschrauben 19 bestimmt ist.

Die Einstellung der Stellschrauben 19 und der Vorspannung des Tellerfederpaketes 15 kann unmittelbar an der Revolver­ scheibe 1 bei eingesetztem Werkzeughalter 7 erfolgen, doch wird die Einstellung häufig getrennt von der Revolverschei­ be in einer maßgenauen Einstellvorrichtung vorgenommen. Die voreingestellten Werkzeughalter 7 können dann bspw. mittels eines automatischen Werkzeugwechslers mit ihren Spannschäf­ ten 10 in die jeweiligen Aufnahmebohrungen 6 der Revolver­ scheibe 1 eingesetzt und dort fixiert werden.

Das in den Querschlitz 29 eingesetzte Einlagestück 38 nimmt bei nicht in einen Werkzeugträger eingesetztem Werk­ zeughalter 7 die von dem Tellerfederpaket 35 auf die Jus­ tierleiste 18 ausgeübte Vorspannung auf und verhindert, dass die Justierleiste 18 in diesem "Ruhezustand" zu weit nach unten geschwenkt wird oder dass der Steg 28 eine un­ erwünscht große Verformung in diesem Sinne erleidet. Abhän­ gig von den Abmessungen, der Größe der mittels des Schrau­ benbolzens 33 eingestellten Vorspannung, sowie der kon­ struktiven Gegebenheiten kann auf das Einlagestück 38 gele­ gentlich auch verzichtet werden, worauf der Ordnung halber hingewiesen sei. Grundsätzlich ist es auch denkbar die Jus­ tierleiste 18 in anderer Weise, z. B. über eine den Steg 28 ersetzende Prismen- oder Schneidenauflage an dem Halte­ rungselement 190 schwenkbar zu lagern. Sichergestellt sein muss in jedem Fall, dass die Justierleiste 18 gegenüber dem Halterungselement 190 in Richtung der Spannschaftachse 11 unverschieblich gelagert ist.

Vorstellbar ist auch eine Lösung, bei der der Quer­ schlitz 29 durch ein, bspw. aus Kautschuk bestehendes, elastisches Mittel gefüllt ist, das an den beiden Flanken des Querschlitzes 29 anvulkanisiert ist oder sonstwie an­ haftet. Dieses elastische Mittel ist dann im Ruhezustand nach Fig. 5 auf Druck und in dem Betriebszustand nach Fig. 6 auf Zug beansprucht und erlaubt es entweder allein oder zusammen mit dem Tellerfederpaket 35 die erforderliche Vor­ spannung für die Justierleiste 18 zu erzeugen.

Anhand der Fig. 1 bis 6 wurde die neue Werkzeugspannein­ richtung im Zusammenhang mit einem die Revolverscheibe 1 aufweisenden Stern-Revolverkopf beschrieben. Der Werkzeug­ träger kann aber auch z. B. für Werkzeugträger in Form von Scheiben-Revolverköpfen Verwendung finden, wie dies an ei­ nigen Ausführungsbeispielen in den Fig. 7 bis 12 erläu­ tert ist:

In diesen Ausführungsbeispielen sind mit der Ausfüh­ rungsform nach den Fig. 1 bis 6 gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.

Von dem Scheiben-Revolverkopf ist in den Fig. 7 bis 12 die Revolverscheibe 100 veranschaulicht, in der im Bereiche einer Planseite die Aufnahmebohrungen 6 in gleichen Winkel­ abständen angeordnet sind. Der mit seinem als Zylinder­ schaft ausgebildeten Spannschaft 10 in eine Aufnahmebohrung 6 eingesetzte Werkzeughalter 7 ist in der gleichen Weise wie in Fig. 1 dargestellt, an seinem Gehäuse 8 mit ange­ schraubten Einstellmitteln 17 versehen, deren Justierleiste 18 in der anhand der Fig. 3, 4 erläuterten Weise die Druck­ platte 22 trägt. Die Druckplatte 22 steht wiederum unter der Wirkung einer vorbestimmten elastischen Vorspannung, die bei in die Revolverscheibe 100 eingesetztem Werkzeug­ halter 7 gegen eine zugeordnete Auflagefläche 40 abgestützt ist. Die Konstruktion des Halterungselementes 190 und der Justierleiste, etc. ist gleich wie in den Fig. 1 bis 4 ver­ anschaulicht. Das Tellerfederpaket 35 ist z. B. aber in den Fig. 7, 8 abgedeckt und deshalb nicht sichtbar.

Die maßgenauen Auflageflächen 40 sind bei dieser Aus­ führungsform in der aus Fig. 8 zu entnehmenden Weise am Umfang der Revolverscheibe 100 den einzelnen Aufnahmeboh­ rungen 6 zugeordnet, ausgebildet.

Wenn die Anordnung der Einstellmittel 17 im Bereiche der Umfangsfläche der Revolverscheibe 100 in der aus den Fig. 7, 8 ersichtlichen Weise wegen beengter Platzverhält­ nisse nicht möglich ist, kann die Anordnung auch in der aus den Fig. 9, 19 ersichtlichen Weise getroffen werden. Die Einstellmittel 17 sind dabei auf der von dem Bohrwerkzeug 15 abgeandten Rückseite des Gehäuses 8 des Werkzeughalters 7 angeordnet, dessen Gehäuse 8 zu diesem Zwecke eine nut­ artige Ausnehmung 42 aufweist, in der das Halterungselement 190 mit der Justierleiste 18 aufgenommen ist. Die Seiten­ abmessungen der Ausnehmung 42 sind so bemessen, dass die Justierleiste 18 die für ihre Funktion erforderliche Schwenkbeweglichkeit entsprechend Fig. 6 behält.

Die Auflagefläche 40 ist in diesem Falle an einer ei­ genen Auflageleiste 43 ausgebildet, die auf die Planfläche der Revolverscheibe 100 aufgesetzt und dort mittels Schrau­ ben 44 und einem Passstift 45 exakt lagerichtig fixiert ist. Die Auflageleiste 43 ragt in die Ausnehmung 42 des mit seinem Spannschaft 10 in die zugeordnete Aufnahmebohrung 6 der Revolverscheibe 1 vollständig eingesetzten Werkzeughal­ ters 7, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist.

Die Einstellmittel 17 sind im Übrigen gleich ausge­ bildet, wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4; sie wirken auch in der gleichen Weise.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11, 12 schließlich ist die Anordnung so getroffen, dass die Einstellmittel 17 wiederum an der dem Bohrwerkzeug 15 abgewandten Rückseite des Gehäuses 8 des Werkzeughalters 7 vorgesehen sind. Sie sitzen wiederum in einer Ausnehmung 42 des Gehäuses 8, die aber so bemessen und angeordnet ist, dass die Justierleiste 18 über die Aufspannfläche 9 des Gehäuses 8 vorragt, so dass sich im Prinzip ähnliche Verhältnisse wie in Fig. 3 ergeben. Die zugeordnete Auflagefläche 40 ist an einer Flanke einer polygonalen, zu der Revolverscheibenachse 3 koaxialen Nut 46 ausgebildet, die in die entsprechende Planseite der Revolverscheibe 1 eingearbeitet ist. Auch hier sind die Einstellmittel 17 mit dem Halterungselement 190 und der Justierleiste 18 entsprechend der Ausführungs­ form nach den Fig. 1 bis 4 gestaltet und mit dieser Aus­ führungsform gleich wirkend, so dass sich weitere Erläute­ rungen erübrigen.

Abschließend sei noch erwähnt, dass die neue Werkzeug­ spanneinrichtung und die dafür mit den Einstellmitteln 17 ausgerüsteten Werkzeughalter 17 nicht nur auf den Einsatz bei Revolverköpfen beschränkt sind. Sie können vielmehr bei jede Art von Werkzeugträgern Verwendung finden, die zur Aufnahme von auswechselbaren Werkzeughaltern ausgerüstet sind. Auch der Spannschaft 10 braucht nicht notwendiger­ weise ein Zylinderschaft nach DIN 69880 zu sein. Auch Werk­ zeughalter mit Spannschäften unterschiedlicher Profilge­ stalt oder Ausbildung können Verwendung finden.

Claims (14)

1. Werkzeugspanneinrichtung bspw. für Dreh- oder Fräs­ maschinen, mit einem Werkzeugträger (1) und wenigstens einem auswechselbaren Werkzeughalter (7), deren Werk­ zeugträger Aufnahmebohrungen (6) und diesen zugeordne­ te Anlageflächen (4) für Werkzeughalter aufweist und deren Werkzeughalter jeweils ein Gehäuse (8) und einen an diesem angeordneten Spannschaft (10) aufweist, der in eine Aufnahmebohrung des Werkzeugträgers einsteck­ bar ist, mit Klemmmitteln zum Festklemmen des in eine Aufnahmebohrung des Werkzeugträgers eingesteckten Spannschaftes (10) und mit Justiermitteln zur zumin­ dest winkelgenauen Einstellung der Lage des Werkzeug­ halters (7) bezüglich der Achse seiner Aufnahmebohrung (6), wobei die Justiermittel an dem Gehäuse (8) des Werkzeughalters angeordnete, verstellbare Einstell­ mittel (17) aufweisen, die mit Federmitteln (35) be­ lastet und bei in die Aufnahmebohrung (6) eingesteck­ tem Spannschaft (10) mit einer durch die Federmittel (35) bestimmten Vorspannung gegen eine Auflagefläche (40) abgestützt sind, welche an dem Werkzeugträger (1) im Bereiche der Aufnahmebohrung (6) angeordnet ist.

2. Werkzeugspanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Einstellmittel (17) an dem Ge­ häuse (8) des Werkzeughalters (7) schwenkbar gelagert sind.

3. Werkzeugspanneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Einstellmittel (17) eine Jus­ tierleiste (18) aufweisen, in die beidseitig der Achse (11) des Spannschaftes (10) liegende Stellschrauben (19) eingesetzt sind, die direkt oder indirekt auf der Auflagefläche (40) des Werkzeugträgers (1) abgestützt sind.

4. Werkzeugspanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Justierleiste (19) um eine quer zu der Achse (11) des Spannschaftes (10) verlaufende Schwenkachse schwenkbar an dem Gehäuse (8) des Werk­ zeugträgers (7) gelagert ist.

5. Werkzeugspanneinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Justierleiste (19) ein­ stückig mit einem an dem Gehäuse (8) des Werkzeughal­ ters befestigten oder dort ausgebildeten Halterungs­ element (190) gestaltet ist.

6. Werkzeugspanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zwischen der Justierleiste (18) und dem Halterungselement (190) ein zu den Stellschrauben (19) hin offener Schlitz (29) ausgebildet ist, der in seinem Grund an einen die Schwenkachse beinhaltenden Steg (28) angrenzt.

7. Werkzeugspanneinrichtung nach einem der Patentansprü­ che 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Jus­ tierleiste (18) eine sich auf der Auflagefläche (40) des Werkzeugträgers (1) abstützende Druckplatte (22) gelagert ist, die an den Stellschrauben (19) anliegt.

8. Werkzeugspanneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Schlitz (29) eine Einlage (38) aus einem den Schlitz (29) zumindest teilweise aus­ füllenden Material enthält.

9. Werkzeugspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmit­ tel (35) gegen ein verstellbares Federwiderlager (33) der Einstellmittel (17) abgestützt sind.

10. Werkzeugspanneinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federwiderlager durch eine die Justierleiste (18) durchquerende Schraube (33) gebildet ist, die von außen her verstellbar ist.

11. Werkzeugspanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Auflagefläche (40) auf einem an dem Werkzeugträger (100) angeordneten, eigenen Ab­ stützelement (43) ausgebildet ist.

12. Werkzeugspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage­ fläche (40) in einer Ausnehmung (46) des Werkzeugträ­ gers (100) ausgebildet ist, in die bei in die Aufnah­ mebohrung eingesetztem Spannschaft die Einstellmittel (17) ragen.

13. Werkzeughalter für eine Werkzeugspanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse (8) und einem an diesem angeordneten Spannschaft (10), bei dem an dem Gehäuse (8) Einstellmittel (17) zur zumindest winkelgenauen Einstellung der Lage des Werk­ zeughalters (7) bezüglich der Achse einer Aufnahmboh­ rung (6) eines Werkzeugträgers (1; 100) angeordnet sind, wobei den zur Abstützung auf einer Auflagefläche (40) des Werkzeugträgers (1; 100) eingerichteten Ein­ stellmitteln Federmittel (35) zugeordnet sind durch die sie mit einer vorbestimmten Vorspannung in Ab­ stützrichtung vorgespannt sind.

14. Werkzeughalter nach Anspruch 13 mit den Merkmalen der Werkzeugspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10.