DE202022106179U1 - Tool setup and machine tool and tool setup combination - Google Patents
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Abstract
Werkzeugeinrichtung mit wenigstens einem zur Einwirkung auf ein Werkstück geeigneten Arbeitsbereich, welche zur Verwendung mit einer insbesondere handgeführten Werkzeugmaschine vorgesehen ist,wobei die Werkzeugmaschine eine dreh-oszillierende Antriebswelle aufweist, die sich wenigstens 10 mal pro Sekunde in eine erste Drehrichtung um eine maschinenfeste Drehachse bewegt und dann jeweils die Bewegung umkehrt und sich in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung bewegt,wobei an dieser Antriebswelle und koaxial zu dieser eine Maschinen-Anschlusseinrichtung mit einem sich in Richtung der Drehachse konisch erweiternden Innenprofil angeordnet ist, welches eine um die Drehachse umlaufende Profilkontur mit einer Anzahl von zwölf nach innen zur Drehachse hin ragenden konvexen Vorsprüngen sowie zwölf konkave Vertiefungen aufweist, welche eine nicht unterbrochene, im Wesentlichen stetig verlaufende Profilwand bilden, die im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Drehachse angeordnet sind, wobei diese konische Erweiterung derart orientiert ist, dass sich der Bereich des Innenprofils mit dem kleineren Innendurchmesser näher an der Werkzeugmaschine befindet, was als oben bezeichnet wird, und der Bereich mit dem größeren Innendurchmesser sich im größeren Abstand von der Werkzeugmaschine befindet, was als unten bezeichnet wird,wobei diese Antriebswelle eine Halteeinrichtung zum Halten der Werkzeugeinrichtung aufweist, undwobei die Werkzeugeinrichtung eine Werkzeug-Anschlusseinrichtung aufweist, welche im Wesentlichen drehfest mit dieser Maschinen-Anschlusseinrichtung verbindbar ist, um Drehmomente und Kräfte zwischen Werkzeugmaschine und Werkzeugeinrichtung zu übertragen, so dass die Werkzeugeinrichtung eine dreh-oszillierende Bewegung koaxial zu dieser Antriebswelle ausführt,wobei die Werkzeug-Anschlusseinrichtung ein Außenprofil mit einer um die Drehachse umlaufenden Profilkontur mit wenigstens einem nach außen weisenden Vorsprung aufweist,wobei dieser wenigstens eine Vorsprung dazu eingerichtet ist, im mit der Werkzeugmaschine verbundenen Zustand in diese Vertiefungen des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung einzugreifen undwobei der wenigstens eine nach außen weisende Vorsprung wenigstens zwei Kontaktflächen aufweist,wobei wenigstens eine dieser Kontaktflächen dafür vorgesehen ist, die Drehbewegung der Maschinen-Anschlusseinrichtung auf die Werkzeug-Anschlusseinrichtung in der ersten Drehrichtung zu übertragen, undwobei wenigstens eine zweite dieser Kontaktflächen dafür vorgesehen ist, die Drehbewegung der Maschinen-Anschlusseinrichtung auf die Werkzeug-Anschlusseinrichtung in der zweiten Drehrichtung zu übertragen,wobei die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung abweichend von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung gestaltet ist und sich von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung wenigstens dadurch unterscheidet, dassa) die Anzahl der Vorsprünge der Werkzeugeinrichtung einer Gruppe entnommen ist, die aus den Zahlen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 besteht, insbesondere einer Gruppe entnommen ist, die aus den Zahlen 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10 und 11 besteht, und/oderb) die Anzahl der Vorsprünge der Werkzeugeinrichtung 13 oder mehr beträgt, und/oderc) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung an wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei, um den Umfang der Profilkontur versetzten Bereichen von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht und/oderd) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung nicht konisch gestaltet ist, sondern parallel zur Drehachse verläuft und/odere) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung gegenüber der Drehachse geneigt ist und wobei die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung anders geneigt ist als die Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung und/oderf) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine Anzahl von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei, Ausnehmungen aufweist und/oderg) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine Ausnehmung aufweist, die wenigstens 40%, insbesondere wenigstens 45%, insbesondere wenigstens 50% des Umfangs der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung darstellt und/oderh) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung wenigstens einen Übereinstimmungsbereich aufweist, in dem die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung übereinstimmt, und wenigstens einen Abweichungsbereich aufweist, in dem die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht, wobei sich der wenigstens eine Übereinstimmungsbereich in Summe über einen Übereinstimmungswinkel von höchstens 225°, insbesondere höchstens 220°, 210°, 200°, 190°, 180°, 170°, 160°, 150°, 140°, 130°, 120°, 110°, 100°, 90°, 80°, 70°, 60°, 50°, 40°, 30°, 20° oder 10°, gemessen in Umfangsrichtung um die Drehachse, erstreckt und sich der wenigstens eine Abweichungsbereich in Summe über einen Abweichungswinkel erstreckt, wobei Übereinstimmungswinkel + Abweichungswinkel = 360°.i) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in wenigstens einer, insbesondere mehreren, insbesondere allen, Ebenen senkrecht zur Drehachse nicht die Form eines regelmäßigen Sechsecks oder eines Siebenecks aufweist.Tool device with at least one working area suitable for acting on a workpiece, which is intended for use with a particularly hand-held machine tool, the machine tool having a rotationally oscillating drive shaft which moves at least 10 times per second in a first direction of rotation about a machine-fixed axis of rotation and then the movement reverses and moves in a second, opposite direction of rotation, with a machine connection device being arranged on this drive shaft and coaxially to it with an inner profile that widens conically in the direction of the axis of rotation, which has a profile contour with a number that runs around the axis of rotation of twelve convex projections projecting inwards towards the axis of rotation and twelve concave depressions, which form an uninterrupted, essentially continuously extending profile wall, which are arranged essentially rotationally symmetrically about the axis of rotation, this conical extension being oriented in such a way that the area of the inner profile with the smaller inner diameter is closer to the machine tool, which is referred to as above, and the area with the larger inner diameter is at a greater distance from the machine tool, which is referred to as below, this drive shaft having a holding device for holding the tool device , and wherein the tool device has a tool connection device which can be connected to this machine connection device in a substantially rotationally fixed manner in order to transmit torques and forces between the machine tool and the tool device, so that the tool device carries out a rotationally oscillating movement coaxially with this drive shaft, wherein the Tool connection device has an outer profile with a profile contour running around the axis of rotation with at least one outward-pointing projection, this at least one projection being designed to engage in these recesses of the inner profile of the machine connection device when connected to the machine tool and the at least one outward-facing projection has at least two contact surfaces, at least one of these contact surfaces being intended to transmit the rotational movement of the machine connection device to the tool connection device in the first direction of rotation, and at least a second of these contact surfaces being intended to transmit the rotational movement of the machines -To transfer the connection device to the tool connection device in the second direction of rotation, the profile contour of the tool connection device being designed differently from the profile contour of the machine connection device and differing from the profile contour of the machine connection device at least in that a) the number of projections the tool device is taken from a group which consists of the numbers 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 11, in particular is taken from a group which consists of the numbers 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10 and 11, and/orb) the number of projections of the tool device is 13 or more, and/orc) the profile contour of the tool connection device at least two, in particular at least three, around the circumference of Profile contour offset areas deviate from the profile contour of the machine connection device and / or d) the profile contour of the tool connection device is not conical, but runs parallel to the axis of rotation and / or e) the profile contour of the tool connection device is inclined relative to the axis of rotation and the profile contour the tool connection device is inclined differently than the profile contour of the machine connection device and/orf) the profile contour of the tool connection device has a number of at least two, in particular at least three, recesses and/org) the profile contour of the tool connection device has a recess, which represents at least 40%, in particular at least 45%, in particular at least 50% of the circumference of the profile contour of the tool connection device and / orh) the profile contour of the tool connection device has at least one correspondence area in which the profile contour of the tool connection device with the profile contour of the Machine connection device matches, and has at least one deviation area in which the profile contour of the tool connection device deviates from the profile contour of the machine connection device, the at least one agreement area in total over a correspondence angle of at most 225 °, in particular at most 220 °, 210 °, 200°, 190°, 180°, 170°, 160°, 150°, 140°, 130°, 120°, 110°, 100°, 90°, 80°, 70°, 60°, 50°, 40°, 30°, 20° or 10°, measured in the circumferential direction around the axis of rotation, and the at least one deviation region extends in total over a deviation angle, where correspondence angle + deviation angle = 360°.i) the profile contour of the tool connection device in at least one, in particular several, in particular all, planes perpendicular to the axis of rotation do not have the shape of a regular hexagon or a heptagon.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugeinrichtung mit wenigstens einem zur Einwirkung auf ein Werkstück geeigneten Arbeitsbereich, welche zur Verwendung mit einer insbesondere handgeführten Werkzeugmaschine mit einer dreh-oszillierenden Antriebswelle vorgesehen ist.The present invention relates to a tool device with at least one working area suitable for acting on a workpiece, which is intended for use with a particularly hand-held machine tool with a rotary-oscillating drive shaft.
Statt des Begriffs „Werkzeugeinrichtung“ wird im Folgenden vereinfachend auch der Begriff „Werkzeug“ verwendet, was aber nicht als Einschränkung zu verstehen ist. Ferner wird statt des Begriffs dreh-oszillierend auch einfach der Begriff oszillierend verwendet, der im Kontext dieser Beschreibung aber die gleiche Bedeutung haben soll.Instead of the term “tool device”, the term “tool” will be used below for simplicity, but this should not be understood as a restriction. Furthermore, instead of the term rotary-oscillating, the term oscillating is also used, but in the context of this description it should have the same meaning.
Eine dreh-oszillierende Werkzeugmaschine, im Folgenden auch kurz als Oszillationsmaschine oder Oszillierer bezeichnet, ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung mit einer dreh-oszillierenden Antriebseinrichtung mit einer Antriebswelle, bei der die Antriebseinrichtung sich ausgehend von einer Mittellage in einer ersten Drehrichtung bewegt, zum Stillstand abgebremst wird und sich dann in umgekehrter Drehrichtung wieder bis zum Stillstand bewegt. Die dreh-oszillierende Bewegung des Werkzeugs macht es - anders als bei Maschinen mit kontinuierlicher Drehbewegung wie Bohrmaschinen, Kreissägen, Schleifmaschinen etc. - möglich, Werkzeuge mit nicht rotationssymmetrischer Gestaltung zu verwenden. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl möglicher Werkzeuge, die mit einer dreh-oszillierenden Werkzeugmaschine betrieben werden können wie Tauchsägeblätter, Segmentsägeblätter, dreieckige oder segmentförmige Schleifwerkzeuge und dergleichen. Dreh-oszillierende Werkzeugmaschinen werden deshalb auch als Multitools bezeichnet.A rotary-oscillating machine tool, hereinafter also referred to as an oscillating machine or oscillator, is in the sense of the present invention a device with a rotary-oscillating drive device with a drive shaft, in which the drive device moves starting from a central position in a first direction of rotation, for is braked to a standstill and then moves again in the opposite direction of rotation to a standstill. The rotary-oscillating movement of the tool makes it possible - unlike machines with continuous rotary movement such as drills, circular saws, grinders, etc. - to use tools with a non-rotationally symmetrical design. This results in a variety of possible tools that can be operated with a rotary-oscillating machine tool, such as plunge saw blades, segment saw blades, triangular or segment-shaped grinding tools and the like. Rotary-oscillating machine tools are therefore also referred to as multitools.
Die Oszillationsbewegung der Antriebseinrichtung der dreh-oszillierenden Werkzeugmaschine wird üblicherweise durch einen Antriebsmotor erzeugt, dessen Ausgangswelle um 90° versetzt zur (fiktiven) Längsachse der Antriebswelle angeordnet ist und sich üblicherweise mit einstellbarer Drehzahl in eine Richtung dreht. An der Ausgangswelle dieses Motors ist ein Exzenter angeordnet, der über eine Gabel die Antriebseinrichtung der dreh-oszillierenden Werkzeugmaschine antreibt. Die (fiktive) Achse, um welche die Werkzeugeinrichtung oszilliert, bezeichnen wir im Folgenden als Oszillationsachse oder kurz als Drehachse.The oscillatory movement of the drive device of the rotary-oscillating machine tool is usually generated by a drive motor, the output shaft of which is arranged offset by 90° to the (fictitious) longitudinal axis of the drive shaft and usually rotates in one direction at an adjustable speed. An eccentric is arranged on the output shaft of this motor, which drives the drive device of the rotary-oscillating machine tool via a fork. The (fictitious) axis around which the tool device oscillates is referred to below as the oscillation axis or, for short, the rotation axis.
Der Winkelabstand der Oszillationsbewegung von der Mittellage zur jeweiligen Endlage kann typischerweise bis zu 5° betragen, üblich sind allerdings bei ausgeführten Maschinen meist geringere Winkel von 1° bis 2,5°, was einem Gesamtoszillationswinkel (1. - 2. Endlage) von 2° bis 5° entspricht. Diese Oszillationsbewegung wird typischerweise zwischen 5.000 und 50.000 mal pro Minute ausgeführt.The angular distance of the oscillatory movement from the middle position to the respective end position can typically be up to 5°, although smaller angles of 1° to 2.5° are common in machines, which results in a total oscillation angle (1st - 2nd end position) of 2° up to 5°. This oscillatory movement is typically carried out between 5,000 and 50,000 times per minute.
Die Umkehr der Drehrichtung bewirkt, dass auch die Bearbeitungskräfte des Werkzeugs, die bekanntlich immer entgegen der Bewegungsrichtung bzw. hier entgegen der Drehrichtung, wirken, ebenfalls ihre Richtung ändern. Aus den ihre Richtung wechselnden Bearbeitungskräften ergibt sich entsprechend dem Hebelarm, d.h. dem Abstand des Bearbeitungspunktes des Werkzeugs zur Drehachse, ein Drehmoment, das mit der Oszillation die Richtung umkehrt. Dem aus den Bearbeitungskräften herrührenden Drehmoment überlagert sich ein weiteres Moment, das sowohl während der Bearbeitung aber auch im Leerlauf wirksam ist, nämlich das aus dem Massenträgheitsmoment des Werkzeugs und der oszillierenden Teile der Werkzeugmaschine herrührende Drehmoment zum Abbremsen des Werkzeugs nach seiner höchsten Geschwindigkeit (z.B. dem jeweiligen Amplitudenmaximum der Sinuskurve bei einer sinusförmigen Drehgeschwindigkeitsänderung der Antriebseinrichtung) und der nach der Drehrichtungsumkehr erfolgenden erneuten Beschleunigung des Werkzeugs in die Gegenrichtung.The reversal of the direction of rotation causes the machining forces of the tool, which, as is well known, always act against the direction of movement or, in this case, against the direction of rotation, to also change their direction. The changing direction of the machining forces results in a torque corresponding to the lever arm, i.e. the distance between the machining point of the tool and the axis of rotation, which reverses the direction with the oscillation. The torque resulting from the machining forces is superimposed by another torque that is effective both during machining and when idle, namely the torque resulting from the mass moment of inertia of the tool and the oscillating parts of the machine tool for braking the tool after its highest speed (e.g respective amplitude maximum of the sine curve with a sinusoidal change in rotational speed of the drive device) and the renewed acceleration of the tool in the opposite direction after the direction of rotation has been reversed.
Die Drehmomente, die durch die Bearbeitungskräfte und durch die kinematischen Gegebenheiten des Oszillationsantriebs entstehen, werden im Wesentlichen von der Werkzeugmaschine aufgebracht und über die Antriebseinrichtung in die Werkzeugeinrichtung eingeleitet.The torques that arise from the machining forces and the kinematic conditions of the oscillation drive are essentially applied by the machine tool and introduced into the tool device via the drive device.
Durch die oszillierende Bewegung unterliegt der Bereich des Werkzeugs, in dem das Drehmoment eingeleitet wird, einer Biege-Wechsel-Beanspruchung. Diese sind bei metallischen Werkstoffen, aus denen die hier in Rede stehenden Werkzeuge üblicherweise gefertigt werden, besonders problematisch. Metalle weisen ein Kristallgefüge auf. Kommt es in einem Bereich eines metallischen Bauteils zu örtlichen Überlastungen, d.h. dass die im Bauteil wirkenden Spannungen an dieser Stelle höher sind als die vom Bauteil ertragbaren Spannungen, so entstehen zwischen den einzelnen Körnern des Metallgefüges Mikrorisse. Diese beeinträchtigen die Festigkeit des Bauteils in doppelter Hinsicht. Zum einen können in dem Bereich, in dem Mikrorisse entstanden sind, keine Spannungen im Bauteil übertragen werden. Dies bedeutet, dass durch die Rissbildung die Belastungen innerhalb dieses Bereiches erhöht werden, da sich die wirksame Fläche zur Kraftübertragung vermindert.Due to the oscillating movement, the area of the tool in which the torque is introduced is subject to alternating bending stress. These are particularly problematic with metallic materials from which the tools in question are usually made. Metals have a crystal structure. If local overloads occur in an area of a metal component, i.e. the stresses acting in the component at this point are higher than the stresses that the component can bear, microcracks arise between the individual grains of the metal structure. These affect the strength of the component in two ways. On the one hand, no stresses can be transferred in the component in the area where microcracks have arisen. This means that the crack formation increases the loads within this area because the effective area for force transmission is reduced.
Zum anderen entsteht ein Phänomen, das im Maschinenbau üblicherweise als „Kerbwirkung“ bezeichnet wird. Die Bezeichnung rührt daher, da im Bereich einer Kerbe, insbesondere wenn die Kerbe scharfkantig ist, eine örtliche Spannungskonzentration entsteht, die im Bereich des die Kerbe umgebenden Werkstoffes zu Spannungen führt, die höher sind als die Spannungen in den Bereichen des Bauteils, die nicht durch eine solche Geometrie beeinflusst werden.On the other hand, a phenomenon arises that is usually referred to in mechanical engineering as the “notch effect”. The name comes from that In the area of a notch, especially if the notch has sharp edges, a local stress concentration arises, which leads to stresses in the area of the material surrounding the notch that are higher than the stresses in the areas of the component that are not influenced by such a geometry.
Diese erhöhten Belastungen führen dazu, dass die Rissbildung fortschreitet und schließlich zu einem Versagen des Bauteils führt.These increased loads cause cracking to progress and ultimately lead to component failure.
Dieser Vorgang, der beispielsweise in den Arbeiten von Palmgren und Miner dokumentiert ist, wird als Schadensakkumulation bezeichnet.This process, documented for example in the works of Palmgren and Miner, is referred to as damage accumulation.
Die Eigenschaft eines Werkstoffes bzw. eines Bauteils, schwingende Belastungen und insbesondere Biege-Wechsel-Belastungen zu ertragen, wird üblicherweise durch die sogenannte Wöhlerlinie dieses Bauteils dargestellt. Der Wöhler-Linie liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine wechselnde Belastung - beim Wöhler-Versuch wird vom Lastwechsel gesprochen - insbesondere von einem aus Stahl bestehenden Bauteil in vielen Fällen dann auf Dauer ertragen werden kann, wenn das Bauteil zwischen 2 Mio. und 6 Mio. (abhängig vom Werkstoff) derartiger Lastwechsel bei dieser Belastung ohne Schädigung übersteht. Im Maschinenbau spricht man dann von der sogenannten Dauerfestigkeit des Werkstoffs bzw. des Bauteils.The property of a material or a component to withstand oscillating loads and in particular alternating bending loads is usually represented by the so-called Wöhler curve of this component. The Wöhler line is based on the knowledge that a changing load - in the Wöhler test we speak of load changes - especially on a component made of steel can in many cases be endured in the long term if the component is between 2 million and 6 million .(depending on the material) can withstand such load changes under this load without damage. In mechanical engineering we speak of the so-called fatigue strength of the material or component.
Ein oszillierend angetriebenes Werkzeug oszilliert, wie vorstehend ausgeführt, z.B. mit einer Frequenz von 20.000 Oszillationen/min. Dies bedeutet in der Diktion der betriebsfesten Bauteilgestaltung 40.000 Lastwechsel/min. oder 2,4 Mio. Lastwechsel/h.An oscillatingly driven tool oscillates, as stated above, for example at a frequency of 20,000 oscillations/min. In terms of operationally stable component design, this means 40,000 load changes/min. or 2.4 million load cycles/h.
Die untere Dauerfestigkeitsgrenze des Wöhler-Versuchs von 2 Mio. Lastwechseln wird also schon nach einer Stunde Betriebszeit des Werkzeugs überschritten.The lower fatigue strength limit of the Wöhler test of 2 million load cycles is exceeded after just one hour of tool operating time.
Die hohe Zahl an Lastwechseln belastet besonders die Schnittstelle zwischen Werkzeug und Werkzeugmaschine. Die Höhe der Belastung ist dabei wesentlich von der Gestaltung der Schnittstelle und von den Bearbeitungskräften, die mit dem Werkzeug auf ein Werkstück aufgebracht werden, abhängig. Generell kann man dabei zwischen den Massenkräften und den Bearbeitungskräften unterscheiden.The high number of load changes places particular strain on the interface between the tool and the machine tool. The amount of load depends largely on the design of the interface and the machining forces that are applied to a workpiece with the tool. In general, a distinction can be made between mass forces and machining forces.
Die Massenkräfte, die die Schnittstelle belasten, entstehen durch die Dreh-Oszillation, also durch das Abbremsen des Werkzeugs und die Beschleunigung in die jeweils entgegengesetzte Drehrichtung. Sie treten auch im Leerlauf auf, wenn die Werkzeugeinrichtung nicht im Kontakt mit einem Werkstück steht. Die Massenkräfte hängen vom Massenträgheitsmoment des Werkzeugs um dessen Oszillationsachse, der Drehzahl und vom Gesamt-Oszillationswinkel ab. Das Massenträgheitsmoment selbst ist davon abhängig, wie das Werkzeuggewicht um die Oszillationsachse herum angeordnet ist. Im Allgemeinen weisen schwere Werkzeuge ein größeres Massenträgheitsmoment um die Oszillationsachse auf als leichte Werkzeuge.The mass forces that load the interface are caused by the rotational oscillation, i.e. by braking the tool and accelerating in the opposite direction of rotation. They also occur at idle when the tooling is not in contact with a workpiece. The mass forces depend on the moment of inertia of the tool around its oscillation axis, the speed and the total oscillation angle. The mass moment of inertia itself depends on how the tool weight is arranged around the oscillation axis. In general, heavy tools have a larger moment of inertia around the oscillation axis than light tools.
Die Bearbeitungskräfte hängen von der Art der Bearbeitung, von den Materialeigenschaften des bearbeiteten Werkstücks, von der Normalkraft, mit der das Werkzeug gegen das Werkstück gedrückt wird, und von den Leistungsdaten der Oszillationsmaschine ab.The machining forces depend on the type of machining, on the material properties of the machined workpiece, on the normal force with which the tool is pressed against the workpiece, and on the performance data of the oscillating machine.
Bei der Gestaltung der Werkzeugeinrichtung muss der Konstrukteur einen Zielkonflikt lösen: sollen hohe Bearbeitungskräfte bei höheren oder hohen Drehzahlen aufgebracht werden, muss ein stabiles Werkzeug mit einer stabilen Schnittstelle verwendet werden. Dies führt aber dazu, dass das Werkzeug insgesamt schwerer wird, wodurch die Massenkräfte steigen. Mit höheren Bearbeitungskräften und höheren Drehzahlen steigt die Belastung der Schnittstelle stark an.When designing the tool setup, the designer must resolve a conflict of objectives: if high machining forces are to be applied at higher or high speeds, a stable tool with a stable interface must be used. However, this leads to the tool becoming heavier overall, which increases the mass forces. With higher machining forces and higher speeds, the load on the interface increases significantly.
Wird dagegen ein leichtes Werkzeug mit geringerem Massenträgheitsmoment verwendet, sinken die auf die Schnittstelle wirkenden Massenkräfte, gleichzeitig können mit leichten Werkzeugen aber keine hohen Bearbeitungskräfte aufgebracht werden.If, on the other hand, a light tool with a lower mass moment of inertia is used, the mass forces acting on the interface decrease, but at the same time high machining forces cannot be applied with light tools.
Eine Lösung dieses Zielkonflikts haben die Anmelderinnen der vorliegenden Erfindung durch die Markteinführung der STARLOCK®-Schnittstelle im Jahr 2016 vorgestellt, die unter anderem in der
Die Starlock-Schnittstelle hat, wie von deren Erfindern vorausgesehen, dazu geführt, dass heute Oszillationsmaschinen mit deutlich höheren Leistungen verwendet werden können, als dies zuvor möglich war. Um zu verhindern, dass leichtere Maschinen mit geringerer Leistung durch schwere Werkzeuge überlastet werden, ist eine Einteilung in drei Klassen verwirklicht worden, und die Anschlusseinrichtung der Werkzeuge ist dementsprechend so gestaltet worden, dass nur leichte Werkzeuge auf Maschinen mit geringerer Leistung verwendet werden können.The Starlock interface, as its inventors foresaw, has meant that oscillation machines with significantly higher performance can now be used than was previously possible. In order to prevent lighter machines with lower performance from being overloaded by heavy tools, a division into three classes has been implemented and the connection device of the tools has been designed accordingly so that only light tools can be used on machines with lower performance.
Wie die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt haben, gibt es aber ein Bedürfnis am Markt nach Werkzeugen, die einerseits von einer Maschine mit Starlock-Profil aufgenommen werden können, deren Anschlusseinrichtung aber andererseits einfacher gestaltet ist und/oder ein reduziertes Massenträgheitsmoment aufweist.However, as the inventors of the present invention have discovered, there is a need in the market for tools which, on the one hand, can be accommodated by a machine with a Starlock profile, but whose connection device, on the other hand, is designed to be simpler and/or has a reduced moment of inertia.
Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein alternatives, mit Starlock kompatibles Profil für die Anschlusseinrichtung des Werkzeugs zur Verfügung zu stellen.The present invention therefore sets itself the task of providing an alternative, Starlock-compatible profile for the connection device of the tool.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugeinrichtung gemäß den entsprechenden unabhängigen Ansprüchen gelöst. Ein weiterer unabhängiger Anspruch stellt eine Werkzeugmaschinen- und Werkzeugeinrichtungskombination unter Schutz. Zu bevorzugende Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention by a tool device according to the corresponding independent claims. Another independent claim protects a machine tool and tool equipment combination. Preferred embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen werden die Begriffe „oben“ und „unten“ in der Bedeutung verwendet, dass „oben“ meint: „näher an der Werkzeugmaschine“ und „unten“ meint: „weiter von der Werkzeugmaschine entfernt“. Die Begriffe oben und unten entsprechen der Arbeitsposition einer handgeführten Werkzeugmaschine, wenn diese z.B. eingesetzt wird, um Schleifarbeiten an einer horizontalen Fläche, die sich unterhalb der Hände der Bedienungskraft der Werkzeugmaschine befindet, oder um Sägearbeiten an einer vertikalen Struktur vorzunehmen, bei der sich die Säge ebenfalls unterhalb der Hände des Bearbeiters befindet. Die Werkzeugmaschine kann aber auch in anderen Orientierungen benutzt werden. Wird die Werkzeugmaschine beispielsweise in einer Orientierung benutzt, bei der sich eine schleifend zu bearbeitende horizontale Fläche oberhalb der Hände der Bedienungskraft der Werkzeugmaschine befindet, so befindet sich ein nach der vorliegenden Definition „oben“ angeordnetes Bauteil tatsächlich unterhalb eines nach der vorliegenden Definition „unten“ angeordneten Bauteils.In the following description and in the claims, the terms "top" and "bottom" are used with the meaning that "top" means: "closer to the machine tool" and "bottom" means: "further from the machine tool". The terms above and below correspond to the working position of a hand-held machine tool when it is used, for example, to perform grinding work on a horizontal surface that is below the hands of the machine tool operator, or to perform sawing work on a vertical structure on which the saw is located also located below the operator's hands. The machine tool can also be used in other orientations. For example, if the machine tool is used in an orientation in which a horizontal surface to be ground is located above the hands of the operator of the machine tool, a component that is arranged “above” according to the present definition is actually located below a component that is arranged “below” according to the present definition. arranged component.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Werkzeugeinrichtung mit wenigstens einem zur Einwirkung auf ein Werkstück geeigneten Arbeitsbereich, welche zur Verwendung mit einer insbesondere handgeführten Werkzeugmaschine vorgesehen ist,
wobei die Werkzeugmaschine eine dreh-oszillierende Antriebswelle aufweist, die sich wenigstens 10 mal pro Sekunde in eine erste Drehrichtung um eine maschinenfeste Drehachse bewegt und dann jeweils die Bewegung umkehrt und sich in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung bewegt,
wobei an dieser Antriebswelle und koaxial zu dieser eine Maschinen-Anschlusseinrichtung mit einem sich in Richtung der Drehachse konisch erweiternden Innenprofil angeordnet ist, welches eine um die Drehachse umlaufende Profilkontur mit einer Anzahl von zwölf nach innen zur Drehachse hin ragenden konvexen Vorsprüngen sowie zwölf konkave Vertiefungen aufweist, welche eine nicht unterbrochene, im Wesentlichen stetig verlaufende Profilwand bilden, die im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Drehachse angeordnet sind, wobei diese konische Erweiterung derart orientiert ist, dass sich der Bereich des Innenprofils mit dem kleineren Innendurchmesser näher an der Werkzeugmaschine befindet, was als oben bezeichnet wird, und der Bereich mit dem größeren Innendurchmesser sich im größeren Abstand von der Werkzeugmaschine befindet, was als unten bezeichnet wird,
wobei diese Antriebswelle eine Halteeinrichtung zum Halten der Werkzeugeinrichtung aufweist, und
wobei die Werkzeugeinrichtung eine Werkzeug-Anschlusseinrichtung aufweist, welche im Wesentlichen drehfest mit dieser Maschinen-Anschlusseinrichtung verbindbar ist, um Drehmomente und Kräfte zwischen Werkzeugmaschine und Werkzeugeinrichtung zu übertragen, so dass die Werkzeugeinrichtung eine dreh-oszillierende Bewegung koaxial zu dieser Antriebswelle ausführt,
wobei die Werkzeug-Anschlusseinrichtung ein Außenprofil mit einer um die Drehachse umlaufenden Profilkontur mit wenigstens einem nach außen weisenden Vorsprung aufweist, wobei dieser wenigstens eine Vorsprung dazu eingerichtet ist, im mit der Werkzeugmaschine verbundenen Zustand in diese Vertiefungen des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung einzugreifen und
wobei der wenigstens eine nach außen weisende Vorsprung wenigstens zwei Kontaktflächen aufweist,
wobei wenigstens eine dieser Kontaktflächen dafür vorgesehen ist, die Drehbewegung der Maschinen-Anschlusseinrichtung auf die Werkzeug-Anschlusseinrichtung in der ersten Drehrichtung zu übertragen, und
wobei wenigstens eine zweite dieser Kontaktflächen dafür vorgesehen ist, die Drehbewegung der Maschinen-Anschlusseinrichtung auf die Werkzeug-Anschlusseinrichtung in der zweiten Drehrichtung zu übertragen,
wobei die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung abweichend von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung gestaltet ist und sich von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung wenigstens dadurch unterscheidet, dass
- a) die Anzahl der Vorsprünge der Werkzeugeinrichtung einer Gruppe entnommen ist, die
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 besteht, insbesondere einer Gruppe entnommen ist, dieaus den Zahlen 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10 und 11 besteht, und/oderaus den Zahlen - b) die Anzahl der Vorsprünge der Werkzeugeinrichtung 13 oder mehr beträgt, und/oder
- c) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung an wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei, um den Umfang der Profilkontur versetzten Bereichen von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht und/oder
- d) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung nicht konisch gestaltet ist, sondern parallel zur Drehachse verläuft und/oder
- e) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung gegenüber der Drehachse geneigt ist und wobei die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung anders geneigt ist als die Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung und/oder
- f) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine Anzahl von wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei, Ausnehmungen aufweist und/oder
- g) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine Ausnehmung aufweist, die wenigstens 40%, insbesondere wenigstens 45%, insbesondere wenigstens 50% des Umfangs der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung darstellt und/oder
- h) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung wenigstens einen Übereinstimmungsbereich aufweist, in dem die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung übereinstimmt, und wenigstens einen Abweichungsbereich aufweist, in dem die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht, wobei sich der wenigstens eine Übereinstimmungsbereich in Summe über einen Übereinstimmungswinkel von höchstens 225°, insbesondere höchstens 220°, 210°, 200°, 190°, 180°, 170°, 160°, 150°, 140°, 130°, 120°, 110°, 100°, 90°, 80°, 70°, 60°, 50°, 40°, 30°, 20° oder 10°, gemessen in Umfangsrichtung um die Drehachse, erstreckt und sich der wenigstens eine Abweichungsbereich in Summe über einen Abweichungswinkel erstreckt, wobei Übereinstimmungswinkel + Abweichungswinkel = 360°.
- i) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in wenigstens einer, insbesondere mehreren, insbesondere allen, Ebenen senkrecht zur Drehachse nicht die Form eines regelmäßigen Sechsecks oder eines Siebenecks aufweist.
wherein the machine tool has a rotary-oscillating drive shaft which moves at least 10 times per second in a first direction of rotation about a machine-fixed axis of rotation and then reverses the movement and moves in a second, opposite direction of rotation,
wherein on this drive shaft and coaxially thereto a machine connection device is arranged with an inner profile which widens conically in the direction of the axis of rotation and which has a profile contour running around the axis of rotation with a number of twelve convex projections projecting inwards towards the axis of rotation and twelve concave recesses , which form an uninterrupted, essentially continuous profile wall, which are arranged essentially rotationally symmetrically about the axis of rotation, this conical extension being oriented in such a way that the area of the inner profile with the smaller inner diameter is closer to the machine tool, which is as above is referred to, and the area with the larger inner diameter is at a greater distance from the machine tool, which is referred to as below,
wherein this drive shaft has a holding device for holding the tool device, and
wherein the tool device is a tool Has a connection device which can be connected to this machine connection device in a substantially rotationally fixed manner in order to transmit torques and forces between the machine tool and the tool device, so that the tool device carries out a rotationally oscillating movement coaxially with this drive shaft,
wherein the tool connection device has an outer profile with a profile contour running around the axis of rotation with at least one outward-pointing projection, this at least one projection being designed to engage in these recesses of the inner profile of the machine connection device when connected to the machine tool and
wherein the at least one outward-facing projection has at least two contact surfaces,
wherein at least one of these contact surfaces is intended to transmit the rotational movement of the machine connection device to the tool connection device in the first direction of rotation, and
wherein at least a second of these contact surfaces is intended to transmit the rotational movement of the machine connection device to the tool connection device in the second direction of rotation,
wherein the profile contour of the tool connection device is designed differently from the profile contour of the machine connection device and differs from the profile contour of the machine connection device at least in that
- a) the number of projections of the tool device is taken from a group which consists of the
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 11, in particular from a group which consists of thenumbers 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10 and 11, and/ornumbers - b) the number of projections of the tool device is 13 or more, and/or
- c) the profile contour of the tool connection device deviates from the profile contour of the machine connection device in at least two, in particular at least three, areas offset around the circumference of the profile contour and/or
- d) the profile contour of the tool connection device is not conical, but runs parallel to the axis of rotation and/or
- e) the profile contour of the tool connection device is inclined relative to the axis of rotation and wherein the profile contour of the tool connection device is inclined differently than the profile contour of the machine connection device and / or
- f) the profile contour of the tool connection device has a number of at least two, in particular at least three, recesses and/or
- g) the profile contour of the tool connection device has a recess which represents at least 40%, in particular at least 45%, in particular at least 50% of the circumference of the profile contour of the tool connection device and / or
- h) the profile contour of the tool connection device has at least one area of agreement in which the profile contour of the tool connection device matches the profile contour of the machine connection device, and has at least one deviation area in which the profile contour of the tool connection device differs from the profile contour of the machine connection device. Connection device deviates, with the at least one agreement range extending in total over an agreement angle of at most 225°, in particular at most 220°, 210°, 200°, 190°, 180°, 170°, 160°, 150°, 140°, 130° , 120°, 110°, 100°, 90°, 80°, 70°, 60°, 50°, 40°, 30°, 20° or 10°, measured in the circumferential direction around the axis of rotation, and the at least one Deviation area extends in total over a deviation angle, with agreement angle + deviation angle = 360 °.
- i) the profile contour of the tool connection device does not have the shape of a regular hexagon or a heptagon in at least one, in particular several, in particular all, planes perpendicular to the axis of rotation.
Dadurch, dass die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung abweichend von der Profilkontur der gemäß dem ersten Aspekt definierten Maschinen-Anschlusseinrichtung gestaltet ist, kann zumindest gemäß manchen Ausführungsformen die Masse der Werkzeugeinrichtung und/oder ihr (Dreh-)Trägheitsmoment (im Folgenden vereinfachend auch als Trägheitsmoment bezeichnet) reduziert werden. Des Weiteren lässt sich zumindest gemäß manchen Ausführungsformen eine Materialeinsparung bei der Herstellung der Werkzeugeinrichtung erreichen, und die Werkzeugeinrichtung kann gegebenenfalls auch mit Werkzeugmaschinen verwendet werden, die eine andere Maschinen-Anschlusseinrichtung als die gemäß dem ersten Aspekt definierte Maschinen-Anschlusseinrichtung aufweisen. Außerdem kann zumindest gemäß manchen Ausführungsformen das Drehmoment, das von der Werkzeugmaschine auf die Werkzeugeinrichtung übertragen werden kann bzw. von der Werkzeugeinrichtung, insbesondere ohne Beschädigung derselben, aufgenommen werden kann, erhöht werden.Because the profile contour of the tool connection device is designed differently from the profile contour of the machine connection device defined according to the first aspect, at least according to some embodiments, the mass of the tool device and / or its (rotational) moment of inertia (hereinafter, for simplicity, also referred to as moment of inertia referred to) can be reduced. Furthermore, at least according to some embodiments, material savings can be achieved in the production of the tool device, and the tool device can optionally also be used with machine tools that have a different machine connection device than the machine connection device defined according to the first aspect. In addition, at least according to some embodiments, the torque that can be transmitted from the machine tool to the tool device or from the tool device, ins special without damaging the same, can be added, increased.
Zumindest gemäß manchen Ausführungsformen ist der Begriff „Vorsprung“ im Zusammenhang mit der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung so zu verstehen, dass die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in wenigstens einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse an wenigstens einem Bereich (des Außenumfangs) konkav ausgebildet ist. Gemäß dieser Definition hat beispielsweise ein regelmäßiges Dreieck, Viereck, Fünfeck usw. oder auch ein Rechteck keinen „Vorsprung“, weil zwischen den Ecken dieser Polygone (von außen gesehen) kein konkaver Bereich vorhanden ist. Dagegen hat gemäß dieser Definition ein Viereck mit einer Ecke, deren Innenwinkel größer als 180° ist, zwei Vorsprünge, nämlich an den dieser Ecke benachbarten Ecken.At least according to some embodiments, the term “projection” in connection with the profile contour of the tool connection device is to be understood as meaning that the profile contour of the tool connection device is concave in at least one cross section perpendicular to the axis of rotation on at least one region (of the outer circumference). According to this definition, for example, a regular triangle, square, pentagon, etc. or even a rectangle does not have a "protrusion" because there is no concave area between the corners of these polygons (as seen from the outside). On the other hand, according to this definition, a quadrilateral with a corner whose interior angle is greater than 180 ° has two projections, namely at the corners adjacent to this corner.
Weiter vorzugsweise ist der Begriff „Vorsprung“ im Zusammenhang mit der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung so zu verstehen, dass die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in wenigstens einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse an wenigstens zwei Bereichen (des Außenumfangs) konkav ausgebildet ist. Nach dieser Definition hätte also das oben erwähnte Viereck mit einem Innenwinkel, der größer als 180° ist, keinen Vorsprung. Dagegen hätte nach dieser Definition beispielsweise ein Quadrat, bei dem an einer Kante zusätzlich ein Dreieck angeformt ist (sodass sich daraus 7-Eck mit zwei Innenwinkeln größer als 180° ergibt), genau einen Vorsprung, nämlich an der verbleibenden, nach außen weisenden Spitze des Dreiecks zwischen diesen zwei Innenwinkeln.Further preferably, the term “projection” is to be understood in connection with the profile contour of the tool connection device in such a way that the profile contour of the tool connection device is concave in at least one cross section perpendicular to the axis of rotation in at least two areas (of the outer circumference). According to this definition, the above-mentioned quadrilateral with an interior angle greater than 180° would have no projection. On the other hand, according to this definition, for example, a square with an additional triangle formed on one edge (resulting in a 7-corner with two interior angles larger than 180°) would have exactly one projection, namely at the remaining, outward-pointing tip of the square triangle between these two interior angles.
Der Begriff „Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung“ meint vorliegend das Außenprofil der Werkzeug-Anschlusseinrichtung. Die Werkzeug-Anschlusseinrichtung kann auch ein (der Drehachse zugewandtes) Innenprofil mit einer (Innen-)Profilkontur aufweisen, die der Profilkontur des Außenprofils der Werkzeug-Anschlusseinrichtung (im Wesentlichen) entsprechen kann oder aber davon (signifikant) abweichen kann. „Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung“ meint vorliegend das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung.The term “profile contour of the tool connection device” in this case means the outer profile of the tool connection device. The tool connection device can also have an inner profile (facing the axis of rotation) with an (inner) profile contour, which can (substantially) correspond to the profile contour of the outer profile of the tool connection device or can deviate (significantly) from it. “Profile contour of the machine connection device” in this case means the inner profile of the machine connection device.
Der Begriff „Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung“, wie er vorliegend verwendet wird, betrifft nicht notwendigerweise die gesamte axiale Erstreckung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung, obwohl auch dies möglich ist. Insbesondere kann sich die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung so zwischen zwei axialen Positionen erstrecken, dass eine oder beide dieser axialen Positionen nicht mit den entsprechenden axialen Endpositionen der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zusammenfallen. So kann die Werkzeug-Anschlusseinrichtung beispielsweise, insbesondere fertigungsbedingte, Abrundungen an einer oder beiden ihrer axialen Endpositionen (bzw. in deren Nähe) aufweisen, wobei sich die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung über einen axialen Bereich erstreckt bzw. in einem solchen axialen Bereich liegt, der sich an diese Abrundung(en) anschließt bzw. zwischen diesen Abrundungen liegt. Insbesondere kann dieser axiale Bereich (im Wesentlichen) konzentrisch zwischen den axialen Endpositionen der Werkzeug-Anschlusseinrichtung bzw. den Abrundungen liegen, oder aber nicht-konzentrisch - beispielsweise, wenn sich eine der Abrundungen über einen größeren axialen Bereich erstreckt als die am anderen axialen Ende gelegene Abrundung. Die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung kann sich beispielsweise über einen axialen Bereich erstrecken, der höchstens 90% oder höchstens 80% oder höchstens 70% oder höchstens 60% oder höchstens 50% der axialen Erstreckung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung entspricht.The term “profile contour of the tool connection device,” as used herein, does not necessarily refer to the entire axial extent of the tool connection device, although this is also possible. In particular, the profile contour of the tool connection device can extend between two axial positions such that one or both of these axial positions do not coincide with the corresponding axial end positions of the tool connection device. For example, the tool connection device can have roundings at one or both of its axial end positions (or in the vicinity), in particular due to production, with the profile contour of the tool connection device extending over an axial area or lying in such an axial area, which adjoins these rounding(s) or lies between these roundings. In particular, this axial region can lie (essentially) concentrically between the axial end positions of the tool connection device or the roundings, or non-concentrically - for example, if one of the roundings extends over a larger axial region than that located at the other axial end rounding. The profile contour of the tool connection device can, for example, extend over an axial area which corresponds to at most 90% or at most 80% or at most 70% or at most 60% or at most 50% of the axial extent of the tool connection device.
Entsprechendes kann für die Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung in Bezug auf die axiale Erstreckung der Maschinen-Anschlusseinrichtung gelten.The same can apply to the profile contour of the machine connection device in relation to the axial extent of the machine connection device.
Die axiale Erstreckung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung kann (wenigstens in manchen auf die Drehachse bezogenen Winkelbereichen) gleich der axialen Erstreckung der Maschinen-Anschlusseinrichtung sein, oder aber größer, oder aber kleiner als diese sein. In ähnlicher Weise kann die axiale Erstreckung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung gleich der axialen Erstreckung der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung sein, oder aber größer, oder aber kleiner als diese sein.The axial extent of the tool connection device can be equal to the axial extent of the machine connection device (at least in some angular ranges related to the axis of rotation), or it can be larger or smaller than this. In a similar way, the axial extent of the profile contour of the tool connection device can be equal to the axial extent of the profile contour of the machine connection device, or it can be larger or smaller than this.
Eine Ebene senkrecht zur Drehachse wird vorliegend auch als Radialebene bezeichnet. In Bezug auf die Werkzeugmaschine ist eine solche Radialebene also eine Ebene senkrecht zur Drehachse dieser Werkzeugmaschine. In Bezug auf die Werkzeugeinrichtung ist eine solche Radialebene eine Ebene senkrecht zur Drehachse der Werkzeugeinrichtung, um welche letztere sich dreh-oszillierend bewegt, wenn die Werkzeugeinrichtung bestimmungsgemäß, koaxial mit der Drehachse der Werkzeugmaschine verbunden ist und von dieser angetrieben wird.A plane perpendicular to the axis of rotation is also referred to here as a radial plane. In relation to the machine tool, such a radial plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of this machine tool. With respect to the tool device, such a radial plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of the tool device, about which the latter moves in a rotationally oscillating manner when the tool device is coaxially connected to the axis of rotation of the machine tool as intended and is driven by it.
Wie man nicht zuletzt an den Merkmalen d) und e) erkennt, kann die Neigung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zu einer Radialebene 90° betragen oder einen von 90° verschiedenen Wert annehmen. Bei einer Neigung von 90° zu einer solchen Radialebene ist die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung nicht zur Drehachse geneigt bzw. die Neigung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zur Drehachse beträgt 0°. Bei einer von 90° verschiedenen Neigung zu einer Radialebene ist die Neigung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zur Drehachse von 0° verschieden. Eine Tangentialebene an einem Punkt der so geneigten Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung schneidet die Drehachse in genau einem Punkt.As can be seen not least from features d) and e), the inclination of the profile contour of the tool connection device to a radial plane can be 90° or can assume a value other than 90°. At an inclination of 90° to such a radial plane, the profile contour of the tool connection device is not rotatable Axis inclined or the inclination of the profile contour of the tool connection device to the axis of rotation is 0°. If the inclination to a radial plane is different from 90°, the inclination of the profile contour of the tool connection device to the axis of rotation is different from 0°. A tangential plane at a point on the inclined profile contour of the tool connection device intersects the axis of rotation at exactly one point.
Ferner kann bei einer von 90° verschiedenen Neigung zu einer Radialebene die Neigung grö-ßer, oder aber kleiner als 90° sein, wobei vorliegend eine Neigung, die weniger als 90° beträgt, als eine Neigung definiert wird, bei der sich die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung (bzw. ein axialer Abschnitt derselben) nach unten (weiter) öffnet. Entsprechend wird vorliegend eine Neigung, die mehr als 90° beträgt, als eine Neigung definiert, bei der die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung (bzw. ein axialer Abschnitt derselben) nach unten enger wird.Furthermore, with an inclination to a radial plane other than 90°, the inclination can be larger or smaller than 90°, in which case an inclination that is less than 90° is defined as an inclination at which the profile contour of the Tool connection device (or an axial section thereof) opens downwards (further). Accordingly, an inclination that is more than 90° is defined here as an inclination at which the profile contour of the tool connection device (or an axial section thereof) becomes narrower towards the bottom.
Außerdem wird insbesondere durch das Merkmal e) deutlich, dass die Neigung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung (bzw. eines axialen Abschnitts derselben) von der Neigung der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung (bzw. eines axialen Abschnitts derselben) abweichen kann.In addition, it is particularly clear from feature e) that the inclination of the profile contour of the tool connection device (or an axial section thereof) can deviate from the inclination of the profile contour of the machine connection device (or an axial section thereof).
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann der Begriff „Ausnehmung“ als ein durchgehendes Loch (oder eine Durchgangsbohrung) oder als ein nicht durchgehendes Loch (oder eine Sacklochausnehmung) oder beides verstanden werden, sofern nicht etwas anderes explizit festgelegt ist und/oder sich aus dem Kontext ergibt. Der hier verwendete Begriff „Bohrung“ oder „Durchgangsbohrung“ ist nicht so zu verstehen, dass eine solche Bohrung oder Durchgangsbohrung zwingend durch Bohren erzeugt werden muss. Stattdessen kann eine solche Bohrung oder Durchgangsbohrung auch durch andere Verfahrensschritte erzeugt werden, insbesondere durch urformende, umformende oder generative Verfahrensschritte. Eine Bohrung oder Durchgangsbohrung muss nicht notwendigerweise einen runden Querschnitt haben, sondern kann im Prinzip jede beliebige Querschnittsform annehmen.In the context of the present invention, the term “recess” may be understood to mean a through hole (or a through hole) or a non-through hole (or a blind hole recess) or both, unless otherwise explicitly stated and / or apparent from the Context arises. The term “hole” or “through hole” used here is not to be understood to mean that such a hole or through hole necessarily has to be created by drilling. Instead, such a hole or through hole can also be produced by other process steps, in particular by primary forming, forming or generative process steps. A hole or through hole does not necessarily have to have a round cross-section, but can in principle take on any cross-sectional shape.
In einer Radialebene betrachtet können die zwölf nach innen zur Drehachse hin ragenden konvexen Vorsprünge und die zwölf konkaven Vertiefungen der Maschinen-Anschlusseinrichtung zusammen einen Stern mit zwölf Zacken bilden, insbesondere einen regelmäßigen Stern, also mit zwölf regelmäßig um den Umfang verteilten Zacken mit einem Winkelabstand von 30°. Dabei können die Innenwinkel dieses 12-zackigen Sterns an den Zacken beispielsweise 120° und an den mittig zwischen zwei benachbarten Zacken liegenden Stellen beispielsweise 210° betragen.Viewed in a radial plane, the twelve convex projections projecting inwards towards the axis of rotation and the twelve concave recesses of the machine connection device can together form a star with twelve points, in particular a regular star, i.e. with twelve points regularly distributed around the circumference with an angular distance of 30°. The internal angles of this 12-pointed star can be, for example, 120° at the points and, for example, 210° at the points in the middle between two adjacent points.
Die Übergänge zwischen zwei benachbarten Seiten dieses 12-zackigen Sterns können, insbesondere zur Erleichterung der Fertigung, abgerundet sein. Wiederum in einer Radialebene betrachtet, kann der Krümmungsradius solcher Übergänge beispielsweise in einem Bereich zwischen 5 mm und 1,5 mm liegen. Der Krümmungsradius kann am oberen axialen Ende der Maschinen-Anschlusseinrichtung kleiner sein als am unteren axialen Ende der Maschinen-Anschlusseinrichtung. Vorzugsweise ist dieser Krümmungsradius, insbesondere in einer Radialebene, die mittig zwischen den beiden axialen Enden der Maschinen-Anschlusseinrichtung liegt, größer als 2 mm, insbesondere größer als 2¼ mm, vorzugsweise größer als 2,5 mm. Weiter vorzugsweise ist dieser Krümmungsradius, insbesondere in der mittig angeordneten Radialebene, kleiner als 4,5 mm, insbesondere kleiner als 4 mm, vorzugsweise kleiner als 3,5 mm. Weiter vorzugsweise beträgt dieser Krümmungsradius, insbesondere in der mittig angeordneten Radialebene, ungefähr 3 mm ± ¼ mm. Durch diese Krümmungsradien wird einerseits eine hohe Festigkeit erzielt, andererseits ist die Fertigung, beispielsweise bei Verwendung eines Tiefziehverfahrens, dadurch einfacher.The transitions between two adjacent sides of this 12-pointed star can be rounded, particularly to facilitate production. Viewed again in a radial plane, the radius of curvature of such transitions can, for example, be in a range between 5 mm and 1.5 mm. The radius of curvature can be smaller at the upper axial end of the machine connection device than at the lower axial end of the machine connection device. Preferably, this radius of curvature, in particular in a radial plane that lies centrally between the two axial ends of the machine connection device, is greater than 2 mm, in particular greater than 2¼ mm, preferably greater than 2.5 mm. Further preferably, this radius of curvature, in particular in the centrally arranged radial plane, is smaller than 4.5 mm, in particular smaller than 4 mm, preferably smaller than 3.5 mm. More preferably, this radius of curvature, particularly in the centrally arranged radial plane, is approximately 3 mm ± ¼ mm. On the one hand, these radii of curvature achieve high strength and, on the other hand, they make production easier, for example when using a deep-drawing process.
In ähnlicher Weise kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung Abrundungen aufweisen, insbesondere an Übergängen zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen. In einer Radialebene betrachtet, kann der Krümmungsradius solcher Übergänge beispielsweise in den vorangehend für die Maschinen-Anschlusseinrichtung erwähnten Bereichen liegen, wobei der Krümmungsradius für die Werkzeug-Anschlusseinrichtung im Wesentlichen gleich dem Krümmungsradius für die Maschinen-Anschlusseinrichtung sein oder hiervon abweichen kann, insbesondere größer als dieser sein kann. Der Krümmungsradius solcher Abrundungen kann an allen Stellen der Abrundung gleich (also konstant) sein oder aber unterschiedlich (also variabel) sein. Wenn also vorliegend beispielsweise beschrieben ist, dass zwei benachbarte Kontaktflächen der Werkzeug-Anschlusseinrichtung (in einer Radialebene betrachtet) einen gewissen Winkel einschließen, beispielsweise einen Innenwinkel von 120° bzw. 210°, so ist dies nicht notwendigerweise so zu verstehen, dass diese zwei Kontaktflächen sich (im geometrisch exakten Sinn) an genau einem Punkt bzw. an genau einer Linie/Kante treffen, sondern so, dass sich dazwischen eine wie vorangehend beschriebene Abrundung befinden kann.In a similar way, the profile contour of the tool connection device can have roundings, in particular at transitions between two adjacent contact surfaces. Viewed in a radial plane, the radius of curvature of such transitions can lie, for example, in the areas mentioned above for the machine connection device, wherein the radius of curvature for the tool connection device can be essentially the same as or deviate from the radius of curvature for the machine connection device, in particular larger than this can be. The radius of curvature of such roundings can be the same (i.e. constant) at all points of the rounding or it can be different (i.e. variable). If it is described here, for example, that two adjacent contact surfaces of the tool connection device (viewed in a radial plane) enclose a certain angle, for example an internal angle of 120° or 210°, this is not necessarily to be understood as meaning that these two contact surfaces meet (in the geometrically exact sense) at exactly one point or at exactly one line/edge, but in such a way that there can be a rounding in between as described above.
Der in dem Merkmal g) erwähnte Begriff „Ausnehmung“ ist insbesondere als eine einzelne Ausnehmung zu verstehen, also als eine zusammenhängende Ausnehmung (insbesondere eine baulich abgeschlossene und von gegebenenfalls vorhandenen anderen Ausnehmungen getrennte Ausnehmung) - manchmal auch als diskrete Ausnehmung (oder auf Englisch „discrete recess“) bezeichnet - und nicht etwa als die Summe von mehreren einzelnen (diskreten) Ausnehmungen.The term “recess” mentioned in feature g) is to be understood in particular as a single recess, i.e. as one together hanging recess (in particular a structurally closed recess and separated from any other recesses that may exist) - sometimes also referred to as a discrete recess (or in English "discrete recess") - and not as the sum of several individual (discrete) recesses.
Außerdem meint der in dem Merkmal g) erwähnte Begriff „Umfang der Profilkontur“ insbesondere den Umfang, den die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung hätte, wenn sie auch im Bereich der Ausnehmung fortgesetzt wäre, insbesondere so (gegebenenfalls regelmäßig) fortgesetzt wäre wie in Bereichen, in denen die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung keine Ausnehmung oder nur wesentlich kleinere Ausnehmungen aufweist. Gegebenenfalls kann unter dem Begriff „Umfang der Profilkontur“ (der mit wenigstens einer Ausnehmung versehenen Werkzeug-Anschlusseinrichtung) auch der Umfang des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung verstanden werden, insbesondere auf Höhe (in axialer Richtung) der Ausnehmung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung.In addition, the term “extent of the profile contour” mentioned in feature g) means in particular the extent that the profile contour of the tool connection device would have if it were also continued in the area of the recess, in particular if it were continued (if necessary regularly) as in areas, in which the profile contour of the tool connection device has no recess or only significantly smaller recesses. If necessary, the term “perimeter of the profile contour” (of the tool connection device provided with at least one recess) can also be understood to mean the circumference of the inner profile of the machine connection device, in particular at the level (in the axial direction) of the recess of the tool connection device.
Im Hinblick auf Merkmal i) kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung also beispielsweise in wenigstens einer, insbesondere mehreren, insbesondere allen, Ebenen senkrecht zur Drehachse die Form eines unregelmäßigen Sechsecks aufweisen - oder aber weder ein Sechseck noch ein Siebeneck aufweisen.With regard to feature i), the profile contour of the tool connection device can, for example, have the shape of an irregular hexagon in at least one, in particular several, in particular all, planes perpendicular to the axis of rotation - or can have neither a hexagon nor a heptagon.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen der Werkzeugeinrichtung beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird oder technisch nicht sinnvoll ist, beliebig miteinander sowie mit den weiteren beschriebenen anderen Aspekten der Erfindung und deren Ausführungsformen kombiniert werden können.Several embodiments of the tool device are described below, each of which, unless this is expressly excluded or does not make technical sense, can be combined in any way with each other and with the other described other aspects of the invention and their embodiments.
Bei Ausführungen, bei denen zumindest a) zutrifft, kann durch die Verringerung der Anzahl an Vorsprüngen gegebenenfalls auch eine Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs der Werkzeugeinrichtung erreicht werden.In embodiments in which at least a) applies, a reduction in the moment of inertia, the mass and/or the material consumption of the tool device can possibly also be achieved by reducing the number of projections.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest a) zutrifft, stimmt die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung über einen ersten Teilbereich im Wesentlichen mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung überein und weicht über einen zweiten Teilbereich von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung ab, wobei die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich innerhalb eines Volumens verläuft, das durch das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung definiert wird.According to some embodiments, if at least a) applies, the profile contour of the tool connection device essentially corresponds to the profile contour of the machine connection device over a first partial area and deviates from the profile contour of the machine connection device over a second partial area, the profile contour of the Tool connection device in the second portion runs within a volume that is defined by the inner profile of the machine connection device.
Oder mit anderen Worten: Über den ersten Teilbereich stellt die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse im Wesentlichen einen Teil eines sternförmigen Polygons dar, wobei das sternförmige Polygon zwölf nach außen ragende Vorsprünge sowie zwölf nach innen konkave Vertiefungen aufweist. Dagegen verläuft die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem gleichen Querschnitt senkrecht zur Drehachse innerhalb dieses sternförmigen Polygons (bzw. innerhalb des Volumens, das durch die jeweiligen sternförmigen Polygone in den verschiedenen Radialebenen der Werkzeug-Anschlusseinrichtung definiert wird).Or in other words: Over the first partial area, the profile contour of the tool connection device essentially represents part of a star-shaped polygon in a cross section perpendicular to the axis of rotation, the star-shaped polygon having twelve outwardly projecting projections and twelve inwardly concave depressions. In contrast, the profile contour of the tool connection device in the second portion of the tool connection device runs in the same cross section perpendicular to the axis of rotation within this star-shaped polygon (or within the volume that is defined by the respective star-shaped polygons in the different radial planes of the tool connection device ).
Dadurch, dass die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich innerhalb dieses Volumens verläuft, wird das Trägheitsmoment der Werkzeugeinrichtung reduziert, weil in dem zweiten Teilbereich das Innenprofil näher an der Drehachse verläuft als es der Fall wäre, wenn das Innenprofil auch in dem zweiten Teilbereich dem sternförmigen Polygon folgen würde.Because the profile contour of the tool connection device runs in the second partial area within this volume, the moment of inertia of the tool device is reduced because in the second partial area the inner profile runs closer to the axis of rotation than would be the case if the inner profile also in the second Part area would follow the star-shaped polygon.
Zum Begriff „innerhalb des Volumens, das durch das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung definiert wird“, sei Folgendes angemerkt: Der Abschnitt der Werkzeug-Anschlusseinrichtung, der in die Maschinen-Anschlusseinrichtung eingesetzt werden soll, verläuft ohnehin innerhalb des Volumens der Maschinen-Anschlusseinrichtung. Bei bestimmungsgemäßer Benutzung der Werkzeugeinrichtung mit einer entsprechenden Werkzeugmaschine entsteht in zumindest mehreren Bereichen ein Kontakt zwischen der Werkzeug-Anschlusseinrichtung und der Maschinen-Anschlusseinrichtung, und zwar ein Punkt-, Linien- oder Flächenkontakt, d.h. Bereiche des Außenprofils der Werkzeugeinrichtung berühren punktweise oder bereichsweise das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung. Vorliegend meint aber „innerhalb des Volumens“, dass der betreffende Bereich des Außenprofils der Werkzeugeinrichtung in einem Abstand zum Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung verläuft, also auf einem kleineren Radius bezogen auf die Drehachse. Bei dem Abstand handelt es sich insbesondere um einen Abstand, der größer ist als ein mikroskopisch kleiner Abstand, beispielsweise um einen Abstand, der zumindest in manchen Bereichen wenigstens 0,1mm beträgt.Regarding the term “within the volume defined by the inner profile of the machine connection device”, the following should be noted: The section of the tool connection device that is to be inserted into the machine connection device runs within the volume of the machine connection device anyway. When the tool device is used as intended with a corresponding machine tool, contact occurs in at least several areas between the tool connection device and the machine connection device, namely point, line or surface contact, i.e. areas of the outer profile of the tool device touch the inner profile at points or in areas the machine connection device. In the present case, however, “within the volume” means that the relevant area of the outer profile of the tool device runs at a distance from the inner profile of the machine connection device, i.e. at a smaller radius in relation to the axis of rotation. The distance is in particular a distance that is larger than a microscopically small distance, for example a distance that is at least 0.1 mm, at least in some areas.
Gemäß manchen Ausführungsformen verbindet die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich zwei nach außen weisende Vorsprünge durch eine im Wesentlichen ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche.According to some embodiments, the profile contour of the tool connection device in the second portion connects two outward-facing projections through a substantially flat surface or a curved surface.
Auch durch eine solche ebene oder gekrümmte Fläche kann das Trägheitsmoment der Werkzeugeinrichtung reduziert werden - nicht nur, weil die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung, wie vorangehend beschrieben, näher an der Drehachse verläuft, sondern auch, weil eine solche gekrümmte und insbesondere eine solche ebene Fläche eine direkte(re) Verbindung oder „Abkürzung“ darstellen kann, deren Verlauf kürzer sein kann als ein Verlauf entlang dem sternförmigen Polygon. Bei gleicher Wandstärke und gleichem Ausgangsmaterial ergibt sich durch einen kürzeren Verlauf somit auch ein geringeres Gewicht der Werkzeugeinrichtung. Hierdurch kann sich gegebenenfalls auch eine Materialersparnis ergeben. Such a flat or curved surface can also increase the moment of inertia Tool device can be reduced - not only because the profile contour of the tool connection device, as described above, runs closer to the axis of rotation, but also because such a curved and in particular such a flat surface can represent a direct (more) connection or "shortcut". , whose course can be shorter than a course along the star-shaped polygon. With the same wall thickness and the same starting material, a shorter course also results in a lower weight of the tool device. This may also result in material savings.
Andererseits ist ein Verlauf der Profilkontur mit nach außen gerichteten Vorsprüngen und nach innen gerichteten Vertiefungen besonders vorteilhaft hinsichtlich der mechanischen Stabilität, also der Betriebsfestigkeit und/oder der Steifigkeit der Werkzeug-Anschlusseinrichtung. Dabei meint der Begriff Betriebsfestigkeit die Fähigkeit des Werkzeugs, die auftretenden Belastungen für die projektierte Lebensdauer zu ertragen, und Steifigkeit den Widerstand des Werkzeugs gegen die, insbesondere elastische, Verformung durch eine auftretende Kraft bzw. ein Moment. Eine Ausführung, bei der die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich zwei nach außen weisende Vorsprünge durch eine im Wesentlichen ebene Fläche oder eine gekrümmte Fläche verbindet, eignet sich daher insbesondere für solche Anwendungen, bei denen nur eine reduzierte Belastung zu erwarten ist, beispielsweise bei der Bearbeitung eines Werkstücks, für das materialbedingt nur geringe Bearbeitungskräfte erforderlich sind.On the other hand, a course of the profile contour with outwardly directed projections and inwardly directed depressions is particularly advantageous with regard to the mechanical stability, i.e. the operational stability and/or the rigidity of the tool connection device. The term operational strength means the ability of the tool to withstand the loads that occur for the projected service life, and stiffness means the resistance of the tool to the, in particular elastic, deformation caused by an occurring force or moment. An embodiment in which the profile contour of the tool connection device in the second partial area connects two outward-pointing projections through a substantially flat surface or a curved surface is therefore particularly suitable for applications in which only a reduced load is to be expected, For example, when machining a workpiece for which only low machining forces are required due to the material.
Um die Vorteile eines reduzierten Drehmoments zu erreichen und dennoch eine relativ große Festigkeit, d. h. Belastbarkeit der Werkzeugeinrichtung zu erreichen, kann die Profilkontur auch in dem zweiten Teilbereich mit nach außen gerichteten Vorsprüngen und nach innen gerichteten Vertiefungen aufweisen, aber eben auf einem geringeren Radius als in dem ersten Teilbereich.In order to achieve the advantages of reduced torque and still have relatively high strength, i.e. H. To achieve load capacity of the tool device, the profile contour can also have outwardly directed projections and inwardly directed depressions in the second partial area, but at a smaller radius than in the first partial area.
Gemäß manchen Ausführungsformen, bei denen die Werkzeugeinrichtung nur einen einzigen nach außen weisenden Vorsprung aufweist, kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich die zwei Kontaktflächen dieses einzigen Vorsprungs durch wenigstens drei im Wesentlichen ebene Flächen oder durch wenigstens eine im Wesentlichen gekrümmte Fläche oder durch wenigstens eine im Wesentlichen ebene Fläche und wenigstens eine im Wesentlichen gekrümmte Fläche verbinden. Auch solche Ausführungen eignen sich insbesondere für Anwendungen, bei denen nur eine reduzierte Belastung zu erwarten ist.According to some embodiments, in which the tool device has only a single outward-facing projection, the profile contour of the tool connection device in the second partial region can cover the two contact surfaces of this single projection by at least three essentially flat surfaces or by at least one essentially curved surface or through at least one substantially flat surface and at least one substantially curved surface. Such designs are also particularly suitable for applications where only reduced loads are expected.
Bei Ausführungen, bei denen zumindest b) zutrifft, kann durch den wenigstens einen zusätzlichen Vorsprung gegebenenfalls die mechanische Stabilität oder Belastbarkeit der Werkzeugeinrichtung erhöht werden.In embodiments in which at least b) applies, the mechanical stability or resilience of the tool device can optionally be increased by the at least one additional projection.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest b) zutrifft, stimmt die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung über einen ersten Teilbereich im Wesentlichen mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung überein und weicht über einen zweiten Teilbereich von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung ab, wobei die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich innerhalb eines Volumens verläuft, das durch das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung definiert wird. Auf diese Weise kann gegebenenfalls sowohl eine erhöhte mechanische Stabilität oder Belastbarkeit als auch eine Verringerung des Trägheitsmoments und/oder des Materialaufwandes erreicht werden.According to some embodiments, if at least b) applies, the profile contour of the tool connection device essentially corresponds to the profile contour of the machine connection device over a first partial area and deviates from the profile contour of the machine connection device over a second partial area, the profile contour of the Tool connection device in the second portion runs within a volume that is defined by the inner profile of the machine connection device. In this way, both increased mechanical stability or resilience as well as a reduction in the moment of inertia and/or the cost of materials can be achieved.
Bei diesen Ausführungen kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten Teilbereich mehr nach außen weisende Vorsprünge aufweisen, als die Maschinen-Anschlusseinrichtung konkave Vertiefungen aufweist.In these embodiments, the profile contour of the tool connection device in the second partial region can have more outward-pointing projections than the machine connection device has concave recesses.
Bei Ausführungen, bei denen zumindest c) zutrifft, kann gegebenenfalls wiederum eine Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs erreicht werden. Dadurch, dass die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung an wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei, um den Umfang der Profilkontur versetzten Bereichen von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht, kann gegebenenfalls aber auch eine gleichmäßigere Gewichtsverteilung im Bereich der Werkzeug-Anschlusseinrichtung erreicht werden, als es der Fall wäre, wenn die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in nur einem Bereich ihres Umfangs von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht.In versions in which at least c) applies, a reduction in the moment of inertia, the mass and/or the material consumption can possibly be achieved. Because the profile contour of the tool connection device deviates from the profile contour of the machine connection device in at least two, in particular at least three, areas offset around the circumference of the profile contour, a more uniform weight distribution can also be achieved in the area of the tool connection device it would be the case if the profile contour of the tool connection device deviates from the profile contour of the machine connection device in only one area of its circumference.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest c) zutrifft, definieren die Bereiche, in denen die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung im Wesentlichen übereinstimmt, eine Mehrzahl von ersten Teilbereichen und die Bereiche, in denen die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht, definieren eine Mehrzahl von zweiten Teilbereichen, wobei die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in den zweiten Teilbereichen innerhalb eines Volumens verläuft, das durch das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung definiert wird. Hierdurch kann gegebenenfalls wiederum eine Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs erreicht werden.According to some embodiments, if at least c) applies, the areas in which the profile contour of the tool connection device essentially corresponds to the profile contour of the machine connection device define a plurality of first partial areas and the areas in which the profile contour of the tool connection device deviates from the profile contour of the machine connection device, define a plurality of second partial areas, wherein the profile contour of the tool connection device runs in the second partial areas within a volume that is defined by the inner profile of the machine connection device. This may in turn lead to a reduction the moment of inertia, the mass and/or the material consumption can be achieved.
Gemäß manchen Ausführungsformen stimmt die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in:
- - genau einem der zweiten Teilbereiche oder
- - wenigstens einem der zweiten Teilbereiche oder
- - mehreren der zweiten Teilbereiche oder
- - mehreren, aber nicht allen, der zweiten Teilbereiche oder
- - allen zweiten Teilbereichen
- - exactly one of the second sub-areas or
- - at least one of the second subareas or
- - several of the second sub-areas or
- - several, but not all, of the second sub-areas or
- - all second sub-areas
Oder mit anderen Worten: in dem ersten Querschnitt folgt bzw. entspricht die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung auch in einem, mehreren oder allen zweiten Teilbereichen der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung und weist also in diesem/diesen Teilbereich(en) einen oder mehrere nach außen weisende Vorsprünge und gegebenenfalls konkave Vertiefungen auf - entsprechend den zwölf nach innen zur Drehachse hin ragenden konvexen Vorsprüngen sowie zwölf konkaven Vertiefungen des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung. Dagegen folgt bzw. entspricht die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem zweiten, davon verschiedenen Querschnitt nicht der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung. Beispielsweise kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zumindest in einem oder mehreren der zweiten Teilbereiche nicht konisch gestaltet sein, sondern parallel zur Drehachse verlaufen.Or in other words: in the first cross section, the profile contour of the tool connection device also follows or corresponds to the profile contour of the machine connection device in one, several or all second partial areas and therefore points one or more outwards in this/these partial area(s). pointing projections and possibly concave depressions - corresponding to the twelve convex projections projecting inwards towards the axis of rotation and twelve concave depressions of the inner profile of the machine connection device. In contrast, the profile contour of the tool connection device in the second, different cross section does not follow or correspond to the profile contour of the machine connection device. For example, the profile contour of the tool connection device can not be designed conically, at least in one or more of the second partial areas, but rather run parallel to the axis of rotation.
Die Abweichung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung kann somit einzelne Bereiche des Umfangs insgesamt (d.h. über die gesamte axiale Erstreckung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung) betreffen, oder nur einzelne axiale Bereiche dieser gesamten axialen Erstreckung. Beispielsweise kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einem zweiten Teilbereich erst konisch (insbesondere der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung folgend) und dann parallel zur Drehachse verlaufen.The deviation of the profile contour of the tool connection device from the profile contour of the machine connection device can therefore affect individual areas of the circumference as a whole (i.e. over the entire axial extent of the tool connection device), or only individual axial areas of this entire axial extent. For example, the profile contour of the tool connection device can first be conical in a second partial area (in particular following the profile contour of the machine connection device) and then parallel to the axis of rotation.
Merkmal c) lässt also Ausführungen zu, bei denen in manchen Winkelbereichen (bezogen auf die Drehachse) die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung dem Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung über mehrere oder alle Querschnitte folgt und in anderen Winkelbereichen nicht.Feature c) therefore allows versions in which in some angular ranges (relative to the axis of rotation) the profile contour of the tool connection device follows the inner profile of the machine connection device over several or all cross sections and in other angular ranges it does not.
Merkmal c) lässt auch Ausführungen zu, bei denen die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zwar in manchen oder sogar allen Winkelbereichen im Wesentlichen konisch verläuft, aber mit einem anderen Öffnungswinkel als die Maschinen-Anschlusseinrichtung, z.B. mit einem kleineren Öffnungswinkel. Als Öffnungswinkel wird vorliegend insbesondere das Zweifache des Winkels zwischen der Drehachse und einer Tangentialebene an einem Punkt der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung beziehungsweise der Maschinen-Anschlusseinrichtung angesehen.Feature c) also allows versions in which the profile contour of the tool connection device is essentially conical in some or even all angular ranges, but with a different opening angle than the machine connection device, e.g. with a smaller opening angle. In the present case, the opening angle is considered to be in particular twice the angle between the axis of rotation and a tangential plane at a point on the profile contour of the tool connection device or the machine connection device.
Der Öffnungswinkel der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung kann auch dahingehend von dem Öffnungswinkel der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweichen, dass der Querschnitt der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer von der Werkzeugmaschine weiter entfernten Ebene (senkrecht zur Drehachse) - also einer weiter unten gelegenen Ebene - kleiner ist als in einer näher an der Werkzeugmaschine gelegenen Ebene (senkrecht zur Drehachse) - also einer weiter oben gelegenen Ebene. Dabei kann der Öffnungswinkel der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung dann betragsmäßig kleiner oder aber größer als der Öffnungswinkel der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung sein, oder aber gleich groß.The opening angle of the profile contour of the tool connection device can also deviate from the opening angle of the profile contour of the machine connection device in such a way that the cross section of the tool connection device is in a plane further away from the machine tool (perpendicular to the axis of rotation) - i.e. a plane further down - is smaller than in a plane closer to the machine tool (perpendicular to the axis of rotation) - i.e. a plane further up. The opening angle of the profile contour of the tool connection device can then be smaller or larger than the opening angle of the profile contour of the machine connection device, or the same size.
Gemäß manchen Ausführungsformen weicht die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in
- - genau einem der zweiten Teilbereiche oder
- - wenigstens einem der zweiten Teilbereiche oder
- - mehreren der zweiten Teilbereiche oder
- - mehreren, aber nicht allen, der zweiten Teilbereiche oder
- - allen zweiten Teilbereichen
in allen Querschnitten senkrecht zur Drehachse von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung ab.According to some embodiments, the profile contour of the tool connection device differs
- - exactly one of the second sub-areas or
- - at least one of the second subareas or
- - several of the second sub-areas or
- - several, but not all, of the second sub-areas or
- - all second sub-areas
in all cross sections perpendicular to the axis of rotation from the profile contour of the machine connection device.
Merkmal c) lässt also u.a. Ausführungen zu, bei denen die Profilkontur
- - in einem oder mehreren Teilbereichen in allen Querschnitten senkrecht zur Drehachse mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung übereinstimmt und
- - in einem oder mehreren weiteren Teilbereichen in manchen, aber nicht allen Querschnitten senkrecht zur Drehachse mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung übereinstimmt und
- - in einem oder mehreren weiteren Teilbereichen in allen Querschnitten senkrecht zur Drehachse von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweicht.
- - in one or more partial areas in all cross sections perpendicular to the axis of rotation corresponds to the profile contour of the machine connection device and
- - in one or more further sub-areas in some, but not all, cross sections perpendicular to the axis of rotation coincides with the profile contour of the machine connection device and
- - deviates from the profile contour of the machine connection device in one or more further sub-areas in all cross sections perpendicular to the axis of rotation.
Bei Ausführungen, bei denen zumindest d) zutrifft, kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung wiederum innerhalb des Volumens verlaufen, das durch das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung definiert wird. Auf diese Weise kann gegebenenfalls eine Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs der Werkzeugeinrichtung erreicht werden.In embodiments in which at least d) applies, the profile contour of the tool connection device can in turn run within the volume that is defined by the inner profile of the machine connection device. In this way, a reduction in the moment of inertia, the mass and/or the material consumption of the tool device can be achieved.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest d) zutrifft, stimmt die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in wenigstens einem ersten Querschnitt senkrecht zur Drehachse mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung im Wesentlichen überein. Dies kann beispielsweise am oberen axialen Ende der Werkzeug-Anschlusseinrichtung der Fall sein. In anderen (zweiten) Querschnitten senkrecht zur Drehachse weicht die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung aufgrund deren Verlaufs parallel zur Drehachse dagegen von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung ab. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen sich der Querschnitt senkrecht zur Drehachse, in dem die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung im Wesentlichen mit der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung übereinstimmt, nicht am oberen axialen Ende der Werkzeug-Anschlusseinrichtung befindet, sondern beispielsweise an einer axialen Position zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Werkzeug-Anschlusseinrichtung.According to some embodiments, if at least d) applies, the profile contour of the tool connection device essentially corresponds to the profile contour of the machine connection device in at least a first cross section perpendicular to the axis of rotation. This can be the case, for example, at the upper axial end of the tool connection device. In other (second) cross sections perpendicular to the axis of rotation, the profile contour of the tool connection device deviates from the profile contour of the machine connection device due to its course parallel to the axis of rotation. However, embodiments are also conceivable in which the cross section perpendicular to the axis of rotation, in which the profile contour of the tool connection device essentially corresponds to the profile contour of the machine connection device, is not located at the upper axial end of the tool connection device, but, for example, at one axial position between the upper and lower ends of the tool connection device.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest d) zutrifft, weicht die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in allen Querschnitten senkrecht zur Drehachse von der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung ab.According to some embodiments, if at least d) applies, the profile contour of the tool connection device deviates from the profile contour of the machine connection device in all cross sections perpendicular to the axis of rotation.
Die Abweichung in allen Querschnitten senkrecht zur Drehachse könnte sich beispielsweise so manifestieren, dass der Querschnitt bzw. die Querschnitte der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung über einen oder mehrere Winkelbereiche mit dem Querschnitt bzw. den Querschnitten der Maschinen-Anschlusseinrichtung übereinstimmt bzw. übereinstimmen und in einem oder mehreren anderen Winkelbereichen davon abweicht bzw. abweichen, insbesondere innerhalb des Querschnitts der Maschinen-Anschlusseinrichtung verläuft bzw. verlaufen. Zusätzlich verläuft die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung bei diesen Ausführungen parallel zur Drehachse.The deviation in all cross sections perpendicular to the axis of rotation could, for example, manifest itself in such a way that the cross section or cross sections of the profile contour of the tool connection device correspond or correspond to the cross section or cross sections of the machine connection device over one or more angular ranges and in one or several other angular ranges deviate or deviate from this, in particular runs or run within the cross section of the machine connection device. In addition, the profile contour of the tool connection device runs parallel to the axis of rotation in these versions.
Bei Ausführungen, bei denen zumindest e) zutrifft, kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung wiederum innerhalb des Volumens verlaufen, das durch das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung definiert wird. Eine drehfeste Verbindung zwischen Werkzeug-Anschlusseinrichtung und Maschinen-Anschlusseinrichtung kann dennoch erreicht werden, wenn zumindest in einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zumindest über einen (ausreichend großen) Winkelbereich der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung entspricht bzw. dieser folgt und/oder die Werkzeug-Anschlusseinrichtung die Maschinen-Anschlusseinrichtung an mehreren (am Umfang verteilten) Stellen berühren kann.In embodiments in which at least e) applies, the profile contour of the tool connection device can in turn run within the volume that is defined by the inner profile of the machine connection device. A rotation-proof connection between the tool connection device and the machine connection device can still be achieved if, at least in a cross section perpendicular to the axis of rotation, the profile contour of the tool connection device corresponds to or follows the profile contour of the machine connection device at least over a (sufficiently large) angular range and /or the tool connection device can touch the machine connection device at several points (distributed around the circumference).
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest e) zutrifft, ist der Verlauf der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung steiler als der Verlauf des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung.According to some embodiments, if at least e) applies, the course of the profile contour of the tool connection device is steeper than the course of the inner profile of the machine connection device.
Insbesondere kann sich eine abweichende, insbesondere steilere, Neigung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung im Vergleich zur Maschinen-Anschlusseinrichtung beispielsweise so manifestieren, dass der kleinste Winkel, der zwischen einer oder mehreren (Tangentialebenen an einer oder mehreren) Kontaktfläche(n) der Werkzeug-Anschlusseinrichtung und der Drehachse eingeschlossen ist, kleiner ist als der kleinste Winkel, der zwischen einer oder mehreren (Tangentialebenen an einer oder mehreren) Innenprofilfläche(n) oder Maschinen-Kontaktflächen des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung und der Drehachse eingeschlossen ist.In particular, a different, in particular steeper, inclination of the profile contour of the tool connection device compared to the machine connection device can manifest itself, for example, in such a way that the smallest angle between one or more (tangential planes on one or more) contact surface(s) of the tool Connection device and the axis of rotation is included, is smaller than the smallest angle that is included between one or more (tangential planes on one or more) inner profile surface (s) or machine contact surfaces of the inner profile of the machine connection device and the axis of rotation.
Wie Merkmal c) lässt auch Merkmal e) Ausführungen zu, bei denen die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zwar im Wesentlichen konisch verläuft, aber mit einem anderen Öffnungswinkel als die Maschinen-Anschlusseinrichtung, z.B. mit einem kleineren Öffnungswinkel. Der Öffnungswinkel der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung kann auch dahingehend von dem Öffnungswinkel der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweichen, dass der Querschnitt der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer von der Werkzeugmaschine weiter entfernten Ebene (senkrecht zur Drehachse) - also weiter unten gelegenen Ebene - kleiner ist als in einer näher an der Werkzeugmaschine gelegenen Ebene (senkrecht zur Drehachse) - also einer weiter oben gelegenen Ebene. Dabei kann der Öffnungswinkel der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung dann betragsmäßig kleiner oder aber größer als der Öffnungswinkel der Profilkontur der Maschinen-Anschlusseinrichtung sein, oder aber gleich groß.Like feature c), feature e) also allows versions in which the profile contour of the tool connection device is essentially conical, but with a different opening angle than the machine connection device, for example with a smaller opening angle. The opening angle of the profile contour of the tool connection device can also deviate from the opening angle of the profile contour of the machine connection device in such a way that the cross section of the tool connection device is smaller in a plane further away from the machine tool (perpendicular to the axis of rotation) - i.e. a plane further down than in a plane closer to the machine tool (perpendicular to the axis of rotation) - i.e. a plane further up. The opening angle of the profile contour of the tool connection device then be smaller or larger than the opening angle of the profile contour of the machine connection device, or the same size.
Bei Ausführungen, bei denen zumindest f) zutrifft, können die wenigstens zwei Ausnehmungen beispielsweise als Durchgangsbohrungen oder als, insbesondere nach radial innen gerichtete, Vertiefungen ausgebildet sein. Hierdurch kann wiederum eine Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs der Werkzeugeinrichtung erreicht werden.In embodiments in which at least f) applies, the at least two recesses can be designed, for example, as through holes or as depressions, in particular directed radially inwards. This in turn can achieve a reduction in the moment of inertia, the mass and/or the material consumption of the tool device.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest f) zutrifft, ist wenigstens eine der Ausnehmungen jeweils zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen angeordnet.According to some embodiments, if at least f) applies, at least one of the recesses is arranged between two adjacent contact surfaces.
Dies kann gegebenenfalls die Herstellung der Werkzeugeinrichtung vereinfachen, kann aber auch zu einer Verbesserung der Drehmomentübertragungskapazität beitragen, wie im Folgenden erläutert wird.If necessary, this can simplify the production of the tool device, but can also contribute to an improvement in the torque transmission capacity, as will be explained below.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist wenigstens eine der Ausnehmungen so zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen angeordnet, dass sich die zwei benachbarten Kontaktflächen in wenigstens einem, insbesondere mehreren, insbesondere allen, Querschnitten senkrecht zur Drehachse nicht berühren. In letzterem Fall erstreckt sich die wenigstens eine Ausnehmung also über die gesamte axiale Erstreckung einer oder beider sich gegenüberliegenden Kanten der Kontaktflächen. Dagegen berühren sich die zwei benachbarten Kontaktflächen in wenigstens einem, insbesondere mehreren, Querschnitten senkrecht zur Drehachse, wenn sich die wenigstens eine der Ausnehmungen nicht über die gesamte axiale Erstreckung einer oder beider sich gegenüberliegenden Kanten der Kontaktflächen erstreckt.According to some embodiments, at least one of the recesses is arranged between two adjacent contact surfaces such that the two adjacent contact surfaces do not touch each other in at least one, in particular several, in particular all, cross sections perpendicular to the axis of rotation. In the latter case, the at least one recess extends over the entire axial extent of one or both opposing edges of the contact surfaces. In contrast, the two adjacent contact surfaces touch each other in at least one, in particular several, cross sections perpendicular to the axis of rotation if the at least one of the recesses does not extend over the entire axial extent of one or both opposite edges of the contact surfaces.
Gemäß manchen Ausführungsformen hat die wenigstens eine der Ausnehmungen in Umfangsrichtung der umlaufenden Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine Länge LA und eine an diese Ausnehmung angrenzende Kontaktfläche eine Länge LK, wobei das Verhältnis LK : LA wenigstens 4 : 3, vorzugsweise wenigstens 5 : 3, vorzugsweise wenigstens 2 : 1, vorzugsweise wenigstens 5 : 2, vorzugsweise wenigstens 3 : 1 beträgt.According to some embodiments, the at least one of the recesses in the circumferential direction of the circumferential profile contour of the tool connection device has a length LA and a contact surface adjacent to this recess has a length LK, the ratio LK:LA being at least 4:3, preferably at least 5:3, preferably is at least 2:1, preferably at least 5:2, preferably at least 3:1.
Ein größeres Verhältnis LK : LA kann die mechanische Stabilität, d. h. die Festigkeit und/oder die Steifigkeit der Werkzeugeinrichtung, und somit auch deren Drehmoment-Belastbarkeit begünstigen. Durch ein kleineres Verhältnis LK : LA kann dagegen eine größere Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs erreicht werden.A larger ratio LK: LA can improve mechanical stability, i.e. H. the strength and/or the rigidity of the tool device, and thus also its torque load capacity. By using a smaller ratio LK:LA, however, a greater reduction in the moment of inertia, mass and/or material consumption can be achieved.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist bzw. sind wenigstens eine, insbesondere mehrere, insbesondere alle, der Ausnehmungen in Umfangsrichtung der umlaufenden Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung an Winkelpositionen angeordnet, an denen ein Vorsprung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung vorgesehen ist. An diesen Winkelpositionen kann die Wirkung der Ausnehmungen hinsichtlich Verringerung des Trägheitsmoments besonders groß sein.According to some embodiments, at least one, in particular several, in particular all, of the recesses is or are arranged in the circumferential direction of the circumferential profile contour of the tool connection device at angular positions at which a projection of the tool connection device is provided. At these angular positions, the effect of the recesses in reducing the moment of inertia can be particularly great.
Gemäß manchen Ausführungsformen weist die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung wenigstens eine nach radial innen weisende Vertiefung auf. Dabei kann die wenigstens eine Vertiefung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung insbesondere zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen angeordnet sein bzw. durch zwei benachbarte Kontaktflächen gebildet werden.According to some embodiments, the profile contour of the tool connection device has at least one recess pointing radially inwards. The at least one recess of the tool connection device can be arranged in particular between two adjacent contact surfaces or can be formed by two adjacent contact surfaces.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist bzw. sind wenigstens eine, insbesondere mehrere, insbesondere alle, der Ausnehmungen in Umfangsrichtung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung an Winkelpositionen angeordnet sind, an denen eine Vertiefung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung vorgesehen ist.According to some embodiments, at least one, in particular several, in particular all, of the recesses are arranged in the circumferential direction of the profile contour of the tool connection device at angular positions at which a recess in the tool connection device is provided.
Dabei kann wenigstens eine, insbesondere mehrere, insbesondere alle, der Ausnehmungen an einer Winkelposition eines Vorsprungs der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine größere Länge in Umfangsrichtung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung aufweisen als wenigstens eine, insbesondere mehrere, insbesondere alle, der Ausnehmungen an einer Winkelposition einer Vertiefung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung. Dies kann fertigungstechnisch vorteilhaft sein. Außerdem liefert eine Ausnehmung an einer Winkelposition eines Vorsprungs der Werkzeug-Anschlusseinrichtung einen größeren Beitrag zur Verringerung des Trägheitsmoments als eine (ansonsten gleichartige) Ausnehmung an einer Winkelposition einer Vertiefung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung.At least one, in particular several, in particular all, of the recesses at an angular position of a projection of the tool connection device can have a greater length in the circumferential direction of the profile contour of the tool connection device than at least one, in particular several, in particular all, of the recesses at an angular position of a Deepening of the tool connection device. This can be advantageous in terms of production technology. In addition, a recess at an angular position of a projection of the tool connection device makes a greater contribution to reducing the moment of inertia than an (otherwise similar) recess at an angular position of a recess of the tool connection device.
Alternativ kann bzw. können wenigstens eine, insbesondere mehrere, insbesondere alle, der Ausnehmungen an einer Winkelposition eines Vorsprungs der Werkzeug-Anschlusseinrichtung (hinsichtlich ihrer Länge in Umfangsrichtung der Profilkontur) im Wesentlichen genauso groß sein wie wenigstens eine, insbesondere mehrere, insbesondere alle, der Ausnehmungen an einer Winkelposition einer Vertiefung der Werkzeug-Anschlusseinrichtung, oder sogar kleiner. Um dies sicherzustellen, können im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls fertigungstechnische Begebenheiten berücksichtigt werden, wie nachfolgend erläutert wird.Alternatively, at least one, in particular several, in particular all, of the recesses at an angular position of a projection of the tool connection device (with regard to their length in the circumferential direction of the profile contour) can be essentially the same size as at least one, in particular several, in particular all of the Recesses at an angular position of a recess of the tool connection device, or even smaller. In order to ensure this, production-related circumstances can, if necessary, be taken into account within the scope of the invention, as will be explained below.
Bei Ausführungen, bei denen zumindest g) zutrifft, trägt die relativ große Ausnehmung in besonderem Maße zu einer Verringerung des Trägheitsmoments und gegebenenfalls auch der Masse und des Materialverbrauchs der Werkzeugeinrichtung bei.In versions in which at least g) applies, the relatively large recess contributes particularly to a reduction in the moment of inertia and possibly also in the mass and material consumption of the tool device.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest g) zutrifft, erstreckt sich die Ausnehmung in wenigstens einer Ebene senkrecht zur Drehachse über wenigstens 40%, insbesondere wenigstens 45%, insbesondere wenigstens 50% des Umfangs der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung. Alternativ erstreckt sich diese Ausnehmung in keiner Ebene senkrecht zur Drehachse über wenigstens 50%, insbesondere wenigstens 45%, insbesondere wenigstens 40% des Umfangs der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung erstreckt, wenn eine solche Ebene für sich allein betrachtet wird. Insbesondere kann sich die Ausnehmung in diesem Fall über verschiedene senkrecht zur Drehachse verlaufende Ebenen erstrecken.According to some embodiments, if at least g) applies, the recess extends in at least one plane perpendicular to the axis of rotation over at least 40%, in particular at least 45%, in particular at least 50% of the circumference of the profile contour of the tool connection device. Alternatively, this recess does not extend in any plane perpendicular to the axis of rotation over at least 50%, in particular at least 45%, in particular at least 40% of the circumference of the profile contour of the tool connection device, if such a plane is considered alone. In particular, in this case the recess can extend over different planes that run perpendicular to the axis of rotation.
Der Verlauf der Ausnehmung kann in Umfangsrichtung beispielsweise einen oder mehrere Knicke, Wellen oder eine Zick-Zack-Struktur usw. aufweisen.The course of the recess can have, for example, one or more kinks, waves or a zigzag structure, etc. in the circumferential direction.
Ähnlich wie bei Merkmal g) trägt auch bei Ausführungen, bei denen zumindest h) zutrifft, ein relativ kleiner Übereinstimmungsbereich (und somit ein relativ großer Abweichungsbereich) in besonderem Maße zu einer Verringerung des Trägheitsmoments und gegebenenfalls auch der Masse und des Materialverbrauchs bei.Similar to feature g), in versions in which at least h) applies, a relatively small area of agreement (and thus a relatively large area of deviation) contributes particularly to a reduction in the moment of inertia and possibly also in the mass and material consumption.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest h) zutrifft, weicht die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in dem wenigstens einen Abweichungsbereich von dem Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung dadurch ab, dass
- - die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in Bezug auf das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung zur Drehachse nach radial innen zurückgesetzt ist, insbesondere auf einem kleineren Radius oder kleineren Radii verläuft als ein entsprechender Bereich des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung und/oder
- - die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in Bezug auf das Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung eine andere Neigung zur Drehachse hat, insbesondere parallel zur Drehachse verläuft und/oder
- - die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine Ausnehmung aufweist und/oder
- - die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine stufige Struktur aufweist.
- - the profile contour of the tool connection device is set back radially inwards in relation to the inner profile of the machine connection device to the axis of rotation, in particular on a smaller radius or smaller radii than a corresponding area of the inner profile of the machine connection device and / or
- - the profile contour of the tool connection device has a different inclination to the axis of rotation in relation to the inner profile of the machine connection device, in particular runs parallel to the axis of rotation and / or
- - the profile contour of the tool connection device has a recess and/or
- - The profile contour of the tool connection device has a stepped structure.
Der Ausdruck „stufige Struktur“ ist insbesondere so zu verstehen, dass die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung nicht etwa im Wesentlichen gleichförmig von einem axialen Ende der Kontaktflächen zu einem anderen axialen Ende der Kontaktflächen verläuft, sondern wenigstens eine dazwischenliegende Stufe aufweist. Unter dem Begriff „Stufe“ wird dabei, wenn die Anschlusseinrichtung in einem durch die Drehachse verlaufenden Querschnitt gesehen wird, eine deutliche Änderung des Winkels in einer Richtung zur Drehachse hin verstanden, dem eine entsprechende Gegenänderung des Neigungswinkels folgt. Um dies an einem Beispiel zu erläutern: ein erster, insbesondere unterer, Bereich der Kontaktfläche schließt einen Winkel von 70° mit einer zur Drehachse senkrechten Ebene ein, während ein anderer, insbesondere oberer, Bereich der Kontaktfläche, einen Winkel von 50° mit einer zur Drehachse senkrechten Ebene einschließt.The term “stepped structure” is to be understood in particular to mean that the profile contour of the tool connection device does not run essentially uniformly from one axial end of the contact surfaces to another axial end of the contact surfaces, but rather has at least one step in between. When the connection device is seen in a cross section running through the axis of rotation, the term “step” is understood to mean a clear change in the angle in a direction towards the axis of rotation, which is followed by a corresponding counter-change in the angle of inclination. To explain this using an example: a first, in particular lower, area of the contact surface forms an angle of 70° with a plane perpendicular to the axis of rotation, while another, in particular upper, area of the contact surface forms an angle of 50° with a plane perpendicular to the axis of rotation Axis of rotation includes vertical plane.
Eine solche stufige Struktur kann aber auch einen oder mehrere Abschnitte aufweisen, in denen die Werkzeug-Anschlusseinrichtung (im Wesentlichen) senkrecht zur Drehachse verläuft. However, such a stepped structure can also have one or more sections in which the tool connection device runs (essentially) perpendicular to the axis of rotation.
Eine Werkzeug-Anschlusseinrichtung mit stufiger Struktur muss nicht notwendigerweise um den gesamten Umfang stufig ausgebildet sein, sondern kann in manchen Abschnitten des Umfangs stufig ausgebildet sein und in anderen nicht-stufig. Ebenso kann die Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einem oder mehreren Abschnitten des Umfangs eine erste stufige Struktur aufweisen und in einem oder mehreren anderen Abschnitten des Umfangs eine zweite, von der ersten stufigen Struktur verschiedene, stufige Struktur aufweisen.A tool connection device with a stepped structure does not necessarily have to be stepped around the entire circumference, but can be stepped in some portions of the circumference and non-stepped in others. Likewise, the tool connection device can have a first step structure in one or more sections of the circumference and a second step structure that is different from the first step structure in one or more other sections of the circumference.
Gemäß manchen Ausführungsformen, wenn zumindest h) zutrifft,
- - kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung wenigstens zwei diskrete Abweichungsbereiche aufweisen, insbesondere wenigstens drei diskrete Abweichungsbereiche, und/oder
- - kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung wenigstens zwei diskrete Übereinstimmungsbereiche aufweisen, insbesondere wenigstens drei diskrete Übereinstimmungsbereiche, und/oder
- - kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in wenigstens einem Abweichungsbereich in allen senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebenen von dem Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung abweichen, oder die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung kann in wenigstens einem Abweichungsbereich in wenigstens einer, insbesondere in mehreren, aber nicht allen, senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebenen mit dem Innenprofil der Maschinen-Anschlusseinrichtung übereinstimmen.
- - The profile contour of the tool connection device can have at least two discrete deviation areas, in particular at least three discrete deviation areas, and / or
- - The profile contour of the tool connection device can have at least two discrete matching areas, in particular at least three discrete matching areas, and / or
- - the profile contour of the tool connection device can deviate from the inner profile of the machine connection device in at least one deviation area in all planes running perpendicular to the axis of rotation, or the profile contour of the tool connection device can deviate in at least one deviation area in at least one, in particular in several, but not all planes perpendicular to the axis of rotation with the The inner profile of the machine connection device matches.
Die Werkzeug-Anschlusseinrichtung kann auch (wesentlich) mehr als drei Übereinstimmungsbereiche und/oder Abweichungsbereiche aufweisen, beispielsweise (wenigstens) sechs, insbesondere (wenigstens) zwölf, insbesondere (wenigstens) 24.The tool connection device can also have (significantly) more than three areas of agreement and/or deviation areas, for example (at least) six, in particular (at least) twelve, in particular (at least) 24.
In allen vorangehend beschriebenen Ausführungsformen können sich die wenigstens zwei Kontaktflächen, insbesondere alle Kontaktflächen, der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Abschlussebene erstrecken, die senkrecht zur Drehachse angeordnet sind und voneinander beabstandet sind,
wobei die Werkzeugeinrichtung einen Übergangsabschnitt aufweisen kann, der die Werkzeug-Anschlusseinrichtung mit dem Arbeitsbereich verbindet und der sich vorzugsweise, bezogen auf die Drehachse, insbesondere im Wesentlichen, auf Höhe der ersten Abschlussebene an die Werkzeug-Anschlusseinrichtung anschließt, und
wobei die Werkzeugeinrichtung einen Deckelabschnitt aufweisen kann, der sich von dem Au-ßenprofil der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in Richtung zur Drehachse hin erstreckt und der sich, bezogen auf die Drehachse, insbesondere im Wesentlichen, auf Höhe der zweiten Abschlussebene befindet. In all of the embodiments described above, the at least two contact surfaces, in particular all contact surfaces, of the tool connection device can extend between a first and a second termination plane, which are arranged perpendicular to the axis of rotation and are spaced apart from one another,
wherein the tool device can have a transition section which connects the tool connection device to the working area and which preferably connects to the tool connection device at the level of the first end level, in relation to the axis of rotation, in particular substantially, and
wherein the tool device can have a cover section which extends from the outer profile of the tool connection device in the direction of the axis of rotation and which, with respect to the axis of rotation, is located, in particular essentially, at the level of the second end level.
Insbesondere kann sich die erste Abschlussebene an oder in der Nähe des unteren axialen Endes der Werkzeug-Anschlusseinrichtung und die zweite Abschlussebene an oder in der Nähe des oberen axialen Endes der Werkzeug-Anschlusseinrichtung befinden.In particular, the first termination level can be located at or near the lower axial end of the tool connection device and the second termination level can be located at or near the upper axial end of the tool connection device.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Werkzeugeinrichtung mit wenigstens einem zur Einwirkung auf ein Werkstück geeigneten Arbeitsbereich, welche zur Verwendung mit einer insbesondere handgeführten Werkzeugmaschine vorgesehen ist,
wobei die Werkzeugmaschine eine dreh-oszillierende Antriebswelle aufweist, die sich wenigstens 10 mal pro Sekunde in eine erste Drehrichtung um eine maschinenfeste Drehachse bewegt und dann jeweils die Bewegung umkehrt und sich in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung bewegt,
wobei an dieser Antriebswelle und koaxial zu dieser eine Maschinen-Anschlusseinrichtung mit einem sich in Richtung der Drehachse konisch erweiternden Innenprofil angeordnet ist, welches eine um die Drehachse umlaufende Profilkontur mit einer Anzahl von zwölf nach innen zur Drehachse hin ragenden konvexen Vorsprüngen sowie zwölf konkave Vertiefungen aufweist, welche eine nicht unterbrochene, im Wesentlichen stetig verlaufende Profilwand bilden, die im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Drehachse angeordnet sind,
wobei diese Antriebswelle eine Halteeinrichtung zum Halten der Werkzeugeinrichtung aufweist, und
wobei die Werkzeugeinrichtung eine Werkzeug-Anschlusseinrichtung aufweist, welche im Wesentlichen drehfest mit dieser Maschinen-Anschlusseinrichtung verbindbar ist, um Drehmomente und Kräfte zwischen Werkzeugmaschine und Werkzeugeinrichtung zu übertragen, so dass die Werkzeugeinrichtung eine dreh-oszillierende Bewegung koaxial zu dieser Antriebswelle ausführt,
wobei die Werkzeug-Anschlusseinrichtung ein Außenprofil mit einer um die Drehachse umlaufenden Profilkontur mit wenigstens einem nach außen weisenden Vorsprung aufweist, wobei dieser wenigstens eine Vorsprung dazu eingerichtet ist, im mit der Werkzeugmaschine verbundenen Zustand in diese Vertiefungen des Innenprofils der Maschinen-Anschlusseinrichtung einzugreifen und
wobei der wenigstens eine nach außen weisende Vorsprung wenigstens zwei Kontaktflächen aufweist,
wobei wenigstens eine dieser Kontaktflächen dafür vorgesehen ist, die Drehbewegung der Maschinen-Anschlusseinrichtung auf die Werkzeug-Anschlusseinrichtung in der ersten Drehrichtung zu übertragen, und
wobei wenigstens eine zweite dieser Kontaktflächen dafür vorgesehen ist, die Drehbewegung der Maschinen-Anschlusseinrichtung auf die Werkzeug-Anschlusseinrichtung in der zweiten Drehrichtung zu übertragen,
wobei sich die wenigstens zwei Kontaktflächen, insbesondere alle Kontaktflächen, der Werkzeug-Anschlusseinrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Abschlussebene erstrecken, die senkrecht zur Drehachse angeordnet sind und voneinander beabstandet sind,
wobei die Werkzeugeinrichtung einen Übergangsabschnitt aufweist, der die Werkzeug-Anschlusseinrichtung mit dem Arbeitsbereich verbindet und der sich vorzugsweise, bezogen auf die Drehachse, insbesondere im Wesentlichen, auf Höhe der ersten Abschlussebene an die Werkzeug-Anschlusseinrichtung anschließt,
wobei die Werkzeugeinrichtung einen Deckelabschnitt aufweist, der sich von dem Außenprofil der Werkzeug-Anschlusseinrichtung in Richtung zur Drehachse hin erstreckt und der sich, bezogen auf die Drehachse, insbesondere im Wesentlichen, auf Höhe der zweiten Abschlussebene befindet,
wobei die Werkzeugeinrichtung im Bereich der Kontaktflächen eine Wandstärke tk aufweist und im Bereich des Deckelabschnitts eine Wandstärke td aufweist, wobei die Wandstärke tk im Bereich der Kontaktflächen größer ist als die Wandstärke td im Bereich des Deckelabschnitts.A second aspect of the present disclosure relates to a tool device with at least one working area suitable for acting on a workpiece, which is intended for use with a particularly hand-held machine tool,
wherein the machine tool has a rotary-oscillating drive shaft which moves at least 10 times per second in a first direction of rotation about a machine-fixed axis of rotation and then reverses the movement and moves in a second, opposite direction of rotation,
wherein on this drive shaft and coaxially thereto a machine connection device is arranged with an inner profile which widens conically in the direction of the axis of rotation and which has a profile contour running around the axis of rotation with a number of twelve convex projections projecting inwards towards the axis of rotation and twelve concave recesses , which form an uninterrupted, essentially continuous profile wall, which is arranged essentially rotationally symmetrically about the axis of rotation,
wherein this drive shaft has a holding device for holding the tool device, and
wherein the tool device has a tool connection device which can be connected to this machine connection device in a substantially rotationally fixed manner in order to transmit torques and forces between the machine tool and the tool device, so that the tool device carries out a rotationally oscillating movement coaxially with this drive shaft,
wherein the tool connection device has an outer profile with a profile contour running around the axis of rotation with at least one outward-pointing projection, this at least one projection being designed to engage in these recesses of the inner profile of the machine connection device when connected to the machine tool and
wherein the at least one outward-facing projection has at least two contact surfaces,
wherein at least one of these contact surfaces is intended to transmit the rotational movement of the machine connection device to the tool connection device in the first direction of rotation, and
wherein at least a second of these contact surfaces is intended to transmit the rotational movement of the machine connection device to the tool connection device in the second direction of rotation,
wherein the at least two contact surfaces, in particular all contact surfaces, of the tool connection device extend between a first and a second end plane, which are arranged perpendicular to the axis of rotation and are spaced apart from one another,
wherein the tool device has a transition section which connects the tool connection device to the working area and which preferably connects to the tool connection device at the level of the first end level, in relation to the axis of rotation, in particular substantially,
wherein the tool device has a cover section which extends from the outer profile of the tool connection device in the direction of the axis of rotation and which, in relation to the axis of rotation, is located, in particular essentially, at the level of the second end level,
wherein the tool device has a wall thickness tk in the area of the contact surfaces and a wall thickness td in the area of the cover section, the wall thickness tk in the area of the contact surfaces being greater than the wall thickness td in the area of the cover section.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann also die Werkzeugeinrichtung mit einer geringeren Wandstärke td im Bereich des Deckelabschnitts als die Wandstärke tk im Bereich der Kontaktflächen gefertigt werden. Auch hierdurch kann eine Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs der Werkzeugeinrichtung erreicht werden.According to the second aspect of the invention, the tool device can have a smaller wall thickness td in the area of the cover section than the wall thickness tk in the area of the con tact surfaces are manufactured. This can also achieve a reduction in the moment of inertia, the mass and/or the material consumption of the tool device.
Gemäß manchen Ausführungsformen wird die Wandstärke tk im Bereich der Kontaktflächen:
- - in einer Richtung senkrecht zu der entsprechenden Kontaktfläche gemessen, oder
- - in einer Richtung gemessen, die einer Projektion einer Senkrechten zu der entsprechenden Kontaktfläche auf eine senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebene entspricht. Wenn die Kontaktflächen nicht parallel zur Drehachse verlaufen, ergibt sich bei diesen Messungen eine (unter Umständen geringfügig) unterschiedliche Wandstärke.
- - measured in a direction perpendicular to the corresponding contact surface, or
- - measured in a direction that corresponds to a projection of a perpendicular to the corresponding contact surface onto a plane perpendicular to the axis of rotation. If the contact surfaces are not parallel to the axis of rotation, these measurements will result in a (possibly slightly) different wall thickness.
Vorzugsweise ist dabei die Wandstärke tk im Bereich der Kontaktflächen:
- - als Mittelwert aller Wandstärken im Bereich der Kontaktflächen oder
- - als Maximalwert aller Wandstärken im Bereich der Kontaktflächen oder
- - als Minimalwert aller Wandstärken im Bereich der Kontaktflächen definiert.
- - as the average of all wall thicknesses in the area of the contact surfaces or
- - as the maximum value of all wall thicknesses in the area of the contact surfaces or
- - defined as the minimum value of all wall thicknesses in the area of the contact surfaces.
Diese Ausführungsformen berücksichtigen insbesondere, dass die Wandstärke im Bereich der Kontaktflächen nicht notwendigerweise über alle Bereiche der Kontaktflächen konstant ist. Ein Mittelwert aller Wandstärken im Bereich der Kontaktflächen kann beispielsweise als Median definiert sein oder als gewichteter Mittelwert ermittelt werden, beispielsweise indem die Wandstärken über alle Kontaktflächen integriert werden und das Ergebnis dieser Integration durch die Gesamtfläche der Kontaktflächen geteilt wird.These embodiments take into account in particular that the wall thickness in the area of the contact surfaces is not necessarily constant over all areas of the contact surfaces. An average of all wall thicknesses in the area of the contact surfaces can, for example, be defined as a median or determined as a weighted average, for example by integrating the wall thicknesses over all contact surfaces and dividing the result of this integration by the total area of the contact surfaces.
Gemäß manchen Ausführungsformen wird die Wandstärke td im Bereich des Deckelabschnitts in einer Richtung parallel zur Drehachse gemessen und wird vorzugsweise
- - als Mittelwert aller Wandstärken im Bereich des Deckelabschnitts oder
- - als Maximalwert aller Wandstärken im Bereich des Deckelabschnitts oder
- - als Minimalwert aller Wandstärken im Bereich des Deckelabschnitts oder
- - als Wandstärke an der radial innersten Stelle des Deckelabschnitts definiert.
- - as the average of all wall thicknesses in the area of the cover section or
- - as the maximum value of all wall thicknesses in the area of the cover section or
- - as the minimum value of all wall thicknesses in the area of the cover section or
- - defined as the wall thickness at the radially innermost point of the cover section.
Hierdurch wird berücksichtigt, dass die Wandstärke im Bereich des Deckelabschnitts nicht notwendigerweise über alle Bereiche des Deckelabschnitts konstant ist.This takes into account that the wall thickness in the area of the cover section is not necessarily constant over all areas of the cover section.
Gemäß manchen Ausführungsformen ist die Wandstärke tk im Bereich der Kontaktflächen um wenigstens 10% oder 20% oder 30% größer als die Wandstärke td im Bereich des Deckelabschnitts. Oder umgekehrt ausgedrückt ist die Wandstärke td im Bereich des Deckelabschnitts um wenigstens 10% oder 20% oder 30% kleiner als die Wandstärke tk im Bereich der Kontaktflächen.According to some embodiments, the wall thickness tk in the area of the contact surfaces is at least 10% or 20% or 30% larger than the wall thickness td in the area of the cover section. Or to put it the other way around, the wall thickness td in the area of the cover section is at least 10% or 20% or 30% smaller than the wall thickness tk in the area of the contact surfaces.
Hierdurch kann wiederum eine Verringerung des Trägheitsmoments, der Masse und/oder des Materialverbrauchs der Werkzeugeinrichtung erreicht werden.This in turn can achieve a reduction in the moment of inertia, the mass and/or the material consumption of the tool device.
Gemäß manchen Ausführungsformen beträgt die Wandstärke td im Bereich des Deckelabschnitts zwischen 1 mm und 1,5mm. Gleichwohl sind auch andere Abmessungen möglich.According to some embodiments, the wall thickness td in the area of the cover section is between 1 mm and 1.5 mm. However, other dimensions are also possible.
Gemäß manchen Ausführungsformen weist der Deckelabschnitt wenigstens eine, insbesondere zentrale Öffnung auf.According to some embodiments, the cover section has at least one, in particular central, opening.
Durch diese Öffnung im Deckelabschnitt können beispielsweise die in der
Der Deckelabschnitt kann weitere Ausnehmungen oder Kodierungseinrichtungen (oder auf Englisch „keying devices“) aufweisen, wie z.B. in axialer Richtung erhabene (also von der ersten Abschlussebene nach oben weg weisende) Bereiche, oder Vertiefungen (also Bereiche im Deckelabschnitt, deren Oberfläche näher an der ersten (unteren) Abschlussebene liegt als dies bei umliegenden Bereichen des Deckelabschnitts der Fall ist) oder Durchgangsbohrungen. Solche Kodierungseinrichtungen können dazu dienen, dass bestimmte Werkzeugeinrichtungen nur mit bestimmten Werkzeugmaschinen benutzt werden können, beispielsweise indem bestimmte Werkzeugmaschinen in der Maschinen-Anschlusseinrichtung komplementär geformte Kodierungseinrichtungen aufweisen. Andererseits können solche Kodierungseinrichtungen auch die Kompatibilität mit bestimmten Werkzeugmaschinen gewährleisten.The cover section can have further recesses or coding devices (or in English “keying devices”), such as areas raised in the axial direction (i.e. pointing upwards away from the first end level), or depressions (i.e. areas in the cover section whose surface is closer to the first (lower) end level than is the case with surrounding areas of the cover section) or through holes. Such coding devices can serve to ensure that certain tool devices can only be used with certain machine tools, for example by certain machine tools having complementary shaped coding devices in the machine connection device. On the other hand, such coding devices can also ensure compatibility with certain machine tools.
Gemäß manchen Ausführungsformen weist die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine stufige Struktur auf. Die stufige Struktur kann insbesondere mehrere Stufen aufweisen. Dabei können die Kontaktflächen für unterschiedliche Stufen der Werkzeug-Anschlusseinrichtung eine unterschiedliche Neigung in Bezug auf die Drehachse aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung unterschiedliche Querschnitte, insbesondere im Falle von parallel zur Drehachse verlaufenden Kontaktflächen, in einer Ebene senkrecht zur Drehachse aufweisen.According to some embodiments, the profile contour of the tool connection device has a stepped structure. The staged structure can in particular have several stages. The contact surfaces for different stages of the tool connection device can have a different inclination with respect to the axis of rotation. Additionally or alternatively, the profile contour of the tool connection device can have different cross sections, in particular in In the case of contact surfaces running parallel to the axis of rotation, in a plane perpendicular to the axis of rotation.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Werkzeugmaschinen- und Werkzeugeinrichtungskombination, aufweisend:
- eine wie vorangehend beschriebene Werkzeugeinrichtung und eine Werkzeugmaschine, wobei die Werkzeugmaschine eine dreh-oszillierende Antriebswelle aufweist, die
sich wenigstens 10 mal pro Sekunde in eine erste Drehrichtung um eine maschinenfeste Drehachse bewegt und dann jeweils die Bewegung umkehrt und sich in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung bewegt, und - wobei an dieser Antriebswelle und koaxial zu dieser eine Maschinen-Anschlusseinrichtung mit einem sich in Richtung der Drehachse konisch erweiternden Innenprofil angeordnet ist, welches eine um die Drehachse umlaufende Profilkontur mit einer Anzahl von zwölf nach innen zur Drehachse hin ragenden konvexen Vorsprüngen sowie zwölf konkave Vertiefungen aufweist, welche eine nicht unterbrochene, im Wesentlichen stetig verlaufende Profilwand bilden, die im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Drehachse angeordnet sind,
- wobei diese Antriebswelle eine Halteeinrichtung zum Halten der Werkzeugeinrichtung aufweist.
- a tool device as described above and a machine tool, wherein the machine tool has a rotationally oscillating drive shaft which moves at least 10 times per second in a first direction of rotation about a machine-fixed axis of rotation and then reverses the movement and moves in a second, opposite direction of rotation , and
- wherein on this drive shaft and coaxially thereto a machine connection device is arranged with an inner profile which widens conically in the direction of the axis of rotation and which has a profile contour running around the axis of rotation with a number of twelve convex projections projecting inwards towards the axis of rotation and twelve concave recesses , which form an uninterrupted, essentially continuous profile wall, which is arranged essentially rotationally symmetrically about the axis of rotation,
- wherein this drive shaft has a holding device for holding the tool device.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer wie vorangehend beschriebenen Werkzeugeinrichtung, wobei das Verfahren zur Herstellung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung einen urformenden, umformenden, oder generativen Verfahrensschritt oder eine Kombination aus mehreren solcher Verfahrensschritte aufweist, welche aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche aus Schmieden, Eindrücken, Walzen, Strangpressen, Falten, Tiefziehen, Sicken, Bördeln, Richten, Biegen, Recken, Stauchen, Sintern, Gießen, schichtweises Auftragen besteht, und/oder
zur Herstellung einer Ausnehmung oder Öffnung einen trennenden Verfahrensschritt aufweist, vorzugsweise einen thermisch trennenden oder einen mechanisch trennenden Verfahrensschritt aufweist oder eine Kombination aus mehreren solcher Verfahrensschritte, welche aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche aus Sägen, Schleifen, Fräsen, Stanzen, Scheren, Partikelstrahlschneiden, Elektronenstrahlschneiden, Laserstrahlschneiden, Plasmaschneiden, Brennschneiden, funkenerosives Schneiden besteht.A fourth aspect of the present disclosure relates to a method for producing a tool device as described above, wherein the method for producing the profile contour of the tool connection device has a primary forming, forming, or generative method step or a combination of several such method steps, which are selected from a group which consists of forging, pressing, rolling, extrusion, folding, deep drawing, beading, flanging, straightening, bending, stretching, upsetting, sintering, casting, layering, and/or
for producing a recess or opening has a separating process step, preferably a thermally separating or a mechanically separating process step or a combination of several such process steps, which are selected from a group consisting of sawing, grinding, milling, punching, shearing, particle beam cutting, Electron beam cutting, laser beam cutting, plasma cutting, flame cutting, spark erosion cutting.
Insbesondere kann die Werkzeugeinrichtung, wenigstens aber deren äußere Form, vollständig oder weit überwiegend mittels eines generativen Fertigungsverfahrens erzeugt werden.In particular, the tool device, or at least its external shape, can be produced completely or largely by means of a generative manufacturing process.
Gemäß manchen Ausführungsformen weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:
- A) Bereitstellen eines Werkstücks, wobei das Werkstück einen im Wesentlichen ebenen Bereich aufweist;
- B) Herstellen wenigstens einer Ausnehmung oder Öffnung in dem im Wesentlichen ebenen Bereich des Werkstücks;
- C) Bearbeiten des im Wesentlichen ebenen Bereichs des Werkstücks zum Herstellen der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung,
wobei der Schritt C) nach den Schritten A) und B) durchgeführt wird.According to some embodiments, the method includes the following steps:
- A) providing a workpiece, the workpiece having a substantially flat area;
- B) producing at least one recess or opening in the substantially flat region of the workpiece;
- C) machining the essentially flat area of the workpiece to produce the profile contour of the tool connection device,
wherein step C) is carried out after steps A) and B).
Bei diesem Verfahren wird also die wenigstens eine Ausnehmung oder Öffnung erzeugt, bevor aus dem zunächst im Wesentlichen ebenen Bereich des Werkstücks die Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung hergestellt wird. Dies kann das Herstellungsverfahren vereinfachen.In this method, the at least one recess or opening is created before the profile contour of the tool connection device is produced from the initially essentially flat area of the workpiece. This can simplify the manufacturing process.
Gemäß manchen Ausführungsformen bildet die im Schritt B) hergestellte Ausnehmung oder Öffnung eine Ausnehmung oder Öffnung in der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung, insbesondere zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen, insbesondere im Bereich eines nach außen weisenden Vorsprungs und/oder einer nach innen konkaven Vertiefung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung.According to some embodiments, the recess or opening produced in step B) forms a recess or opening in the profile contour of the tool connection device, in particular between two adjacent contact surfaces, in particular in the area of an outward-pointing projection and/or an inwardly concave recess of the profile contour Tool connection device.
Es kann im Schritt B) vorgesehen sein, dass Ausnehmungen oder Öffnungen sowohl im Bereich eines nach außen weisenden Vorsprungs als auch im Bereich einer nach innen konkaven Vertiefung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung ausgebildet werden. Diese können beispielsweise zunächst gleich groß sein. Das Bearbeiten im Schritt C) kann aber zur Folge haben, dass eine Ausnehmung oder Öffnung im Bereich eines nach außen weisenden Vorsprungs letztendlich (in Umfangsrichtung) größer ist als eine Ausnehmung oder Öffnung im Bereich einer nach innen weisenden konkaven Vertiefung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung.It can be provided in step B) that recesses or openings are formed both in the area of an outward-pointing projection and in the area of an inwardly concave recess in the profile contour of the tool connection device. For example, these can initially be the same size. However, the processing in step C) can result in a recess or opening in the area of an outward-pointing projection ultimately being larger (in the circumferential direction) than a recess or opening in the area of an inward-pointing concave recess in the profile contour of the tool connection device .
Alternativ hierzu können die Ausnehmungen oder Öffnungen im Schritt B) zunächst mit unterschiedlicher Größe (in Umfangsrichtung) erzeugt werden. Beispielsweise kann eine Ausnehmung oder Öffnung, die in der fertigen Werkzeugeinrichtung im Bereich eines nach außen weisenden Vorsprungs vorgesehen ist, zunächst kleiner gestaltet werden als eine Ausnehmung oder Öffnung, die in der fertigen Werkzeugeinrichtung im Bereich einer nach innen weisenden konkaven Vertiefung der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung vorgesehen ist. Durch das Bearbeiten des im Wesentlichen ebenen Bereichs des Werkstücks im Schritt C) kann sich die Größe der Ausnehmungen oder Öffnungen verändern, insbesondere unterschiedlich verändern, beispielsweise derart, dass die zunächst mit (in Umfangsrichtung) unterschiedlicher Größe erzeugten Ausnehmungen oder Öffnungen, insbesondere an den Vorsprüngen bzw. Vertiefungen der Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtung, im Wesentlichen die gleiche Größe (in Umfangsrichtung) annehmen.Alternatively, the recesses or openings in step B) can first be created with different sizes (in the circumferential direction). For example, a recess or opening that is provided in the finished tool device in the area of an outward-facing projection can initially be made smaller than a recess or opening that is in the finished tool device is provided in the area of an inwardly facing concave recess in the profile contour of the tool connection device. By machining the essentially flat area of the workpiece in step C), the size of the recesses or openings can change, in particular change differently, for example in such a way that the recesses or openings initially created with different sizes (in the circumferential direction), in particular on the projections or depressions in the profile contour of the tool connection device, assume essentially the same size (in the circumferential direction).
Die Schritte A), B) und C) können in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Anstatt einem sequenziellen Ausführen der Schritte A), B) und C) sind aber auch Verfahren denkbar, bei denen die Schritte A) und B) im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden, beispielsweise unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Form, in der nicht nur die (zunächst ebene) Außenkontur der Werkzeugeinrichtung bzw. die Werkzeugeinrichtung insgesamt geformt wird, sondern gleichzeitig auch die Ausnehmungen oder Öffnungen. Auch bei dieser Variante wird aber der Schritt C) erst nach den Schritten A) und B) durchgeführt.Steps A), B) and C) can be carried out in the order listed. Instead of carrying out steps A), B) and C) sequentially, methods are also conceivable in which steps A) and B) are carried out essentially simultaneously, for example with the aid of a corresponding form in which not only the (initially flat ) Outer contour of the tool device or the tool device as a whole is formed, but at the same time also the recesses or openings. In this variant too, step C) is only carried out after steps A) and B).
Die nachfolgenden Figuren zeigen verschiedene Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung und sind teilweise schematisiert, wobei auch eine Kombination einzelner Merkmale und Ausführungsformen über die Figuren hinaus möglich ist.The following figures show various features and embodiments of the invention and are partly schematic, although a combination of individual features and embodiments beyond the figures is also possible.
Dabei zeigt:
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1 eine beispielhafte perspektivische Ansicht einer Maschinen-Anschlusseinrichtung gemäß dem Stand der Technik. -
2 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
3 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
4 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
5 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
6 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
7 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
8 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
9 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
10 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
11 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
12 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
13 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
14 einen Querschnitt eines Innenprofils einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und eines Außenprofils einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
15 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
16 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
17 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
18 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
19 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
20 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
21 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
22 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
23 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
24 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
25 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
26 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
27 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
28 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, teilweise auch eine Seitenansicht. -
29 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, teilweise auch eine Seitenansicht. -
30 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
31 einen Querschnitt einer Maschinen-Anschlusseinrichtung und einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, teilweise auch eine Seitenansicht. -
32 im Querschnitt eine Detailansicht einer Profilwand einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung in einer Ebene parallel zur Drehachse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
33 eine Draufsicht auf ein Werkstück zum Herstellen einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
34 eine Draufsicht auf eine Werkzeug-Anschlusseinrichtung, die aus dem Werkstück der33 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. -
35 eine Draufsicht auf eine Werkzeugeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
36 eine Seitenansicht einer Werkzeugmaschinen- und Werkzeugeinrichtungskombination gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. -
37 einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zum Herstellen einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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1 an exemplary perspective view of a machine connection device according to the prior art. -
2 a perspective view of a tool connection device according to an embodiment of the present invention. -
3 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
4 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
5 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
6 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
7 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
8th a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
9 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
10 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
11 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
12 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
13 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
14 a cross section of an inner profile of a machine connection device and an outer profile of a tool connection device in a plane perpendicular to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
15 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
16 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
17 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
18 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
19 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
20 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
21 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
22 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
23 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
24 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
25 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
26 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
27 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
28 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention, partly also a side view. -
29 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention, partly also a side view. -
30 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
31 a cross section of a machine connection device and a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention, partly also a side view. -
32 in cross section a detailed view of a profile wall of a tool connection device in a plane parallel to the axis of rotation according to an exemplary embodiment of the present invention. -
33 a top view of a workpiece for producing a tool connection device according to an exemplary embodiment of the present invention. -
34 a top view of a tool connection device made from the workpiece33 was produced according to an embodiment of the present invention. -
35 a top view of a tool device according to an exemplary embodiment of the present invention. -
36 a side view of a machine tool and tool device combination according to an exemplary embodiment of the present invention. -
37 a process flow of a method for producing a tool connection device according to an exemplary embodiment of the present invention.
Die im wesentlichen ringförmige Profilwand 42a bildet einen geschlossenen Ring, ist also nicht unterbrochen, wobei aber auch Varianten denkbar sind, bei der die Profilwand 42a eine oder mehrere Unterbrechungen hat, also nicht um 360° umlaufend ist.The essentially
Auf der Innenseite weist die ringförmige Profilwand 42a ein Innenprofil mit einer um die Drehachse 10 umlaufenden Profilkontur 42 auf. Diese Profilkontur 42 erstreckt sich im Wesentlichen zwischen der unteren Endfläche 49 und der oberen Endfläche 48. Das Innenprofil bzw. die Profilkontur 42 erweitert sich konisch in Richtung der Drehachse 10, und zwar derart, dass sich der Bereich mit dem kleineren Innendurchmesser näher an der Werkzeugmaschine (bzw. näher an der oberen Endfläche 48) befindet und der Bereich mit dem größeren Innendurchmesser sich in größerem Abstand von der Werkzeugmaschine (bzw. näher an der unteren Endfläche 49) befindet.On the inside, the
Querschnitte der Profilkontur 42 in Ebenen senkrecht zur Drehachse 10 (also in Radialebenen) weisen jedoch - zumindest größtenteils bzw. an den meisten axialen Positionen - keinen kreisrunden Innendurchmesser auf, sondern ähneln einem sternförmigen Polygon mit einer Anzahl von zwölf nach innen zur Drehachse 10 hin ragenden konvexen Vorsprüngen 44 sowie zwölf konkaven Vertiefungen 45. Zwischen jeweils zwei benachbarten Vorsprüngen 44 bzw. zwischen jeweils zwei Vertiefungen 45 weist das Innenprofil 42 jeweils zwei Maschinen-Kontaktflächen 43 auf, wobei sich in dem gezeigten Beispiel abgerundete Übergänge (ohne Bezugszeichen) jeweils zwischen zwei benachbarten Maschinen-Kontaktflächen 43, also an den Winkelpositionen der Vorsprünge 44 und der Vertiefungen 45, befinden. In Umfangsrichtung könnte man den Verlauf des Innenprofils 42 mit den Maschinen-Kontaktflächen 43 und den dazwischenliegenden abgerundeten Übergängen auch als wellenförmig bezeichnen. However, cross sections of the
Aufgrund der sich konisch erweiternden Profilkontur 42 schließen die Maschinen-Kontaktflächen 43 einen von 90° verschiedenen Winkel mit einer Radialebene ein. Sie sind also gegenüber der Drehachse 10 geneigt. Außerdem gilt aufgrund der Anordnung der Maschinen-Kontaktflächen 43 gemäß einem sternförmigen Polygon Folgendes. Die Maschinen-Kontaktflächen 43 werden von einer unendlich großen Anzahl von Axialebenen (also Ebenen, welche die Drehachse 10 einschließen) geschnitten. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit betrachten wir nun eine bestimmte Axialebene (nicht in den Figuren gezeigt). Der Schnitt dieser bestimmten Axialebene mit einer entsprechenden Maschinen-Kontaktfläche 43 bildet eine Linie. Wiederum ohne Beschränkung der Allgemeinheit betrachten wir nun einen bestimmten Punkt auf dieser Linie, der in
Schließlich weist die Maschinen-Anschlusseinrichtung 40 auch zwei Halteeinrichtungen bzw. Hakeneinrichtungen 46 auf, die um eine Achse senkrecht zur Drehachse 10 schwenkbar gelagert sind. Diese Schwenkachse befindet sich im Bereich bzw. etwas oberhalb der oberen Endfläche 48. Wenn die Halteeinrichtungen 46 (bzw. deren untere Enden) nach innen zur Drehachse 10 geschwenkt sind, kann eine STARLOCKO-Werkzeugeinrichtung an der Maschinen-Anschlusseinrichtung 40 befestigt bzw. von dieser entfernt werden. Wenn die Halteeinrichtungen 46 (bzw. deren untere Enden) nach außen von der Drehachse 10 weggeschwenkt sind, kann eine STARLOCKO-Werkzeugeinrichtung durch das Zusammenspiel der Halteeinrichtungen 46 und der Profilwand 42a an der Maschinen-Anschlusseinrichtung 40 gehalten werden. Die Werkzeugmaschine 50 und die Werkzeugeinrichtung 30 (
Auf
Zwischen dem Arbeitsbereich 21 und der noch näher zu beschreibenden Werkzeug-Anschlusseinrichtung, mit der die Werkzeugeinrichtung 30 an der Werkzeugmaschine 50 befestigt werden kann, weist die Werkzeugeinrichtung 30 einen Übergangsabschnitt 7 auf. Durch diesen Übergangsabschnitt 7 wird die dreh-oszillierende Bewegung zum Arbeitsbereich 21 übertragen. Der Übergangsabschnitt 7 kann auch als Flansch angesehen werden bzw. einen solchen aufweisen, wie im Folgenden näher beschrieben wird. Dieser Flansch 7 kann sich auch in entgegengesetzter Richtung bezüglich des Arbeitsbereichs 21 über die Werkzeug-Anschlusseinrichtung hinaus erstrecken, wie es in
Die Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 weist im Bereich der unteren Abschlussebene 18 einen Flansch 7 bzw. Übergangsabschnitt 7 auf. Der Außenumfang dieses Flansches 7 ist in
Der Flansch 7 weist, wie in
Bei manchen Arten der Befestigung zwischen Flansch 7 und Platte 28 sind keine Ausnehmungen 9 in dem Flansch 7 nötig, sodass diese Ausnehmungen 9 auch entfallen können.With some types of fastening between the
Die Platte 28, der Flansch 7 und/oder die Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 können beispielsweise aus gehärtetem Stahlblech gefertigt sein, wobei aber auch andere, ausreichend stabile Materialien denkbar sind. Wie in
Wie
Während
Wie der
Wenn die Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 bzw. die Werkzeugeinrichtung 30 bestimmungsgemäß an einer Maschinen-Anschlusseinrichtung 40 einer Werkzeugmaschine 50 befestigt ist, verläuft die Drehachse 10 nicht nur zentral durch die Antriebswelle 41 der Werkzeugmaschine 50, sondern auch zentral durch die Öffnung 20 der Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1. Dabei steht die Drehachse 10 senkrecht auf dem Deckelabschnitt 6. Im Betrieb der Werkzeugmaschine 50 werden die oszillierenden Bewegungen der Antriebswelle 41 der Werkzeugmaschine 50 in noch zu beschreibender Weise auf die Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 bzw. die Werkzeugeinrichtung 30 übertragen, sodass die Werkzeugeinrichtung 30 auch oszillierende Bewegungen um die Drehachse 10 ausführt. Aus diesem Grund wird vorliegend der Begriff „Drehachse 10“ auch im Zusammenhang mit der Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 bzw. der Werkzeugeinrichtung 30 entsprechend benutzt, ebenso der Begriff „axial“.If the
Die zentrale Öffnung 20 im Deckelabschnitt 6 kann beispielsweise eine runde, insbesondere kreisrunde, Form aufweisen, wobei aber auch andere Formen möglich sind. Bei dem in
Eine Profilwand 2a der Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 ist in dem Bereich zwischen Flansch 7 und Deckelabschnitt 6 angeordnet bzw. erstreckt sich in diesem. Die Profilwand 2a definiert 24 Kontaktflächen 3, die auch dem sternförmigen Verlauf der Öffnung in Flansch 7 bzw. dem sternförmigen Rand des Deckelabschnitts 6 folgen. Die Übergänge zwischen Deckelabschnitt 6 und den Kontaktflächen 3 bzw. zwischen den Kontaktflächen 3 und dem Flansch 7 können Abrundungen 8 aufweisen.A
Die nach außen weisenden Kontaktflächen 3 der Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 sollen einen (formschlüssigen) Kontakt mit den nach innen weisenden Maschinen-Kontaktflächen 43 ermöglichen, vorzugsweise zumindest teilweise einen Flächenkontakt. Zu diesem Zweck sind die Kontaktflächen 3 der Werkzeugeinrichtung 30 zumindest im Wesentlichen dem Verlauf der Maschinen-Kontaktflächen 43 entsprechend angeordnet. Ein nach außen gerichteter Normalenvektor auf einem Punkt der Kontaktfläche 3 schließt also einen von Null verschiedenen Winkel mit einer Radialebene ein. Des Weiteren liegt ein solcher Normalenvektor auf einer Geraden, die die Drehachse 10 nicht schneidet. Diese Gerade schließt somit auch einen von Null verschiedenen Winkel mit einer Axialebene ein, auf der dieser Punkt liegt.The outward-facing
Wenn also ein solcher (formschlüssiger) Kontakt zwischen den Kontaktflächen 3 und den Maschinen-Kontaktflächen 43 vorliegt und die Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 mittels einer oder mehrerer Haken- oder Halteeinrichtungen 46 an der Werkzeugmaschine 50 gehalten wird, ist die Werkzeugeinrichtung 30 (zumindest im Wesentlichen) drehfest mit der Antriebswelle 41 der Werkzeugmaschine 50 verbunden.If such a (positive) contact exists between the contact surfaces 3 and the machine contact surfaces 43 and the
Die Kontaktflächen 3 können bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Aufgrund der sternförmigen Anordnung der Kontaktflächen 3 bilden jeweils zwei benachbarte Kontaktflächen 3 einen nach (radial) außen weisenden Vorsprung 4 bzw. eine nach (radial) innen zurückgesetzte Vertiefung 5. Allerdings berühren sich benachbarte Kontaktflächen 3 bei der Ausführungsform gemäß
Durch die Ausnehmungen 9a und 9b ist das Trägheitsmoment der Werkzeugeinrichtung 30 reduziert im Vergleich zu einer Werkzeugeinrichtung, die diese Ausnehmungen nicht aufweist und ansonsten gleichartig gefertigt ist. Ein weiterer Vorteil wird weiter unten im Zusammenhang mit den
Es werden nun unter Bezugnahme auf die
Die in den
Die Schnittdarstellung der
Die Profilkontur 2 der Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 weist in diesem Beispiel 24 Kontaktflächen 3 sowie zwölf nach außen weisende Vorsprünge 4 und zwölf nach innen zurückgesetzte Vertiefungen 5 auf. Die Profilkontur 42 der Maschinen-Anschlusseinrichtung 40 weist zwölf entsprechende nach innen weisende Vorsprünge 44 sowie zwölf nach außen zurückgesetzte Vertiefungen 45 auf.In this example, the
Die mit durchgezogenen Linien dargestellten sternförmigen Polygone, also die Profilkontur 2 der Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 und die Profilkontur 42 der Maschinen-Anschlusseinrichtung 40, sind in
In
Die
Im Unterschied zu der Ausführungsform in
Die in
In anderen, nicht dargestellten Varianten kann der Abweichungsbereich 13 größer oder aber kleiner sein, bzw. es können mehr, oder aber weniger Abweichungsbereiche 13 vorhanden sein.In other variants, not shown, the
Wie das weitere Ausführungsbeispiel der
In dem weiteren Ausführungsbeispiel der
Bei dem zweiten, in
In Varianten ist eine andere Anzahl bzw. Anordnung von (ebenen) Verbindungsflächen 14a möglich, solange es wenigstens einen Vorsprung 4 gibt.In variants, a different number or arrangement of (flat) connecting
In Varianten dieses Ausführungsbeispiels können auch mehrere zweite Teilbereiche bzw. Abweichungsbereiche 13, in denen die Profilkontur 2 von der Profilkontur 42 abweicht, mit dazwischenliegenden ersten Teilbereichen bzw. Übereinstimmungsbereichen 12, in denen die Profilkontur 2 (im Wesentlichen) mit der Profilkontur 42 übereinstimmt, vorgesehen sein. Außerdem kann der bzw. können die zweite(n) Teilbereich(e) bzw. Übereinstimmungsbereiche 13 größer oder kleiner sein, als es in
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Vorangehend wurde anhand der
Eine Abweichung zwischen Profilkontur 2 und Profilkontur 42 kann auch sowohl in Umfangsrichtung (wie anhand der
Die Drehachse 10 verläuft in
Wie in
Während die Profilkontur 2 der Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 in dem in
Einige Merkmale der in den
In
In
In
In
In
In
In
Auch in
In
In
Das in
Das in
In
In dem Ausführungsbeispiel gemäß
Auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß
In der rechten Hälfte der
In den
Während die Profilkontur 2 der Profilwand 2a gemäß
Die Ausnehmung 25 und der erhabene Bereich 24 können mit entsprechenden Merkmalen 26 und 27 der Maschinen-Anschlusseinrichtung 40 zusammenwirken. Insbesondere können die Ausnehmung 25 und der erhabene Bereich 24 als Kodierungseinrichtung fungieren, beispielsweise derart, dass die Werkzeugeinrichtung 30 nur in einer bestimmten Orientierung zur Werkzeugmaschine 50 eingesetzt werden kann oder dass die Kompatibilität der Werkzeugeinrichtung 30 mit Werkzeugmaschinen von verschiedenen Herstellern oder mit bestimmten Typen von Werkzeugmaschinen eines bestimmten Herstellers gewährleistet ist. Eine oder mehrere solcher oder andersartiger Kodierungseinrichtungen können am Deckelabschnitt 6 vorgesehen sein.The
Die Profilwand 2a weist mehrere Ausnehmungen 9, 9a oder 9b auf. Wie in der Mitte und im linken Teil gezeigt ist, können sich (in Umfangsrichtung) breitere Ausnehmungen 9a und schmalere Ausnehmungen 9b abwechseln. Beispielsweise können breitere Ausnehmungen 9a an manchen oder allen Vorsprüngen 4 der Seitenwand 2a angeordnet sein und schmalere Ausnehmungen 9b an manchen oder allen Vertiefungen 5 der Seitenwand 2a, wie es auch in
In weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Varianten, die auf jeder der vorliegend beschriebenen Ausführungsformen beruhen können, ist es vorgesehen, dass die zentrale Öffnung 20 der Werkzeugeinrichtung 30 Teil einer radialen, beispielsweise U-förmigen, Öffnung in dem Deckelabschnitt 6 bildet, die sich entlang einer Radialen bis an den Rand des Deckelabschnitts 6 erstreckt. Die Radiale, entlang welcher sich die radiale Öffnung im Deckelabschnitt 6 erstreckt, kann insbesondere einen von 0° verschiedenen Winkel mit der Längsachse der Werkzeugeinrichtung 30 einschließen, beispielsweise einen Winkel im Bereich zwischen ungefähr 120° und 150°. An die radiale bzw. U-förmige Öffnung im Deckelabschnitt 6 schließt sich eine Öffnung oder Unterbrechung in der Profilwand 2a an, sodass die Werkzeugeinrichtung 30 zu einer Seite hin offen ist. Dies bietet die Möglichkeit, eine solche Werkzeugeinrichtung 30 auch mit Werkzeugmaschinen 50 zu benutzen, die eine Ausgangswelle bzw. Oszillationsachse mit einem Klemmteil am unteren Ende der Ausgangswelle aufweisen und bei denen dieses Klemmteil einen größeren Querschnitt hat als der Querschnitt der zentralen Öffnung 20 der Werkzeugeinrichtung 30. Bei solchen Werkzeugmaschinen 50 wird die Werkzeugeinrichtung 30 von einer Seite an die Ausgangswelle herangeführt, bis die zentrale Öffnung 20 der Werkzeugeinrichtung 30 konzentrisch mit der Ausgangswelle positioniert ist, und dann durch das Klemmteil am unteren Ende der Ausgangswelle - gegebenenfalls im Zusammenspiel mit einem weiter oben an der Ausgangswelle angeordneten Klemmteil - festgeklemmt. Bei diesen Varianten kann die U-förmige Öffnung im Deckelabschnitt 6 und die sich daran anschließende Öffnung bzw. Unterbrechung in der Profilwand 2a eine im Wesentlichen konstante oder variable Breite aufweisen. Beispielsweise kann die U-förmige Öffnung im Deckelabschnitt 6 und die sich daran anschließende Öffnung bzw. Unterbrechung in der Profilwand 2a durch zwei (zumindest abschnittsweise) im Wesentlichen parallel verlaufende Kanten im Deckelabschnitt 6 bzw. in der Profilwand 2a definiert sein.In further variants, not shown in the figures, which can be based on any of the embodiments described here, it is provided that the
Ein Herstellungsverfahren einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 wird nachfolgend unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die
Nach dem Start 80 des Verfahrens wird in einem Schritt 81 ein Werkstück 60 bereitgestellt, aus dem die Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 zu fertigen ist. Das Werkstück 60 kann zunächst beispielsweise als eine flache, runde Scheibe 60 vorliegen, beispielsweise aus gehärtetem Stahlblech. Die Scheibe 60 weist somit einen ebenen Bereich 61 auf, der sich aber in diesem Ausführungsbeispiel über die gesamte Scheibe 60 erstreckt. Die Materialstärke der Scheibe 60 kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,75 und 3 mm, bevorzugt zwischen 1 und 1,5 mm liegen. Zunächst kann das Werkstück 60 ohne irgendwelche Konturen, Ausnehmungen usw. vorliegen.After the
In einem Schritt 82 wird die Scheibe 60 mit mehreren Ausnehmungen versehen, insbesondere mit einer zentralen Öffnung 20, sowie mehreren um diese zentrale Öffnung 20 angeordneten Ausnehmungen 62, 63, 64. Dabei können die Ausnehmungen 62 bis 64 - je nach Ausführungsform - unterschiedliche Formen und Größen aufweisen und auf verschiedenen Radien von der Mitte der Scheibe 60 angeordnet sein.In a
Die Ausnehmungen 64 auf dem äußeren Radius (in der Nähe des Außenumfangs der Scheibe 60) können auch gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sein, beispielsweise jeweils um 30° versetzt, wie in
Die Ausnehmungen 62 auf dem inneren Radius können wie zuvor beschrieben als Kodierungseinrichtungen dienen oder die Kompatibilität mit verschiedenen Arten von Werkzeugmaschinen gewährleisten. Auch hier sind nur zwei um 30° versetzte Ausnehmungen 62 dargestellt. Entsprechende weitere Ausnehmungen 62 können vorgesehen sein, sodass die Scheibe 60 in diesem Bereich beispielsweise zwölf Ausnehmungen 62 aufweisen kann.The
In einem weiteren Verfahrensschritt 83 wird die zunächst flache Scheibe 60 verformt, beispielsweise durch ein Tiefziehverfahren oder Ähnliches, um die Scheibe 60 in die dreidimensionale Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 zu überführen, die in
Wie in
Durch die im Schritt 83 stattfindende Verformung verformen sich auch die Ausnehmungen 63 der
Nach dem Schritt 83 kann das Verfahren enden (Schritt 84).After
Es wurde vorangehend erwähnt, dass das Vorsehen von Ausnehmungen 9a bzw. 9b an den Stellen der Vorsprünge 4 bzw. Vertiefungen 5 die Drehmomentübertragungskapazität erhöhen kann - dies im Vergleich zu einer Werkzeug-Anschlusseinrichtung, die statt solcher Ausnehmungen Abrundungen zwischen benachbarten Kontaktflächen 3 aufweist, aber ansonsten im Wesentlichen gleich ausgebildet ist. Diese erhöhte Drehmomentübertragungskapazität ist darauf zurückzuführen, dass ein Drehmoment von der Maschinen-Anschlusseinrichtung 40 vorwiegend oder sogar ausschließlich nur durch Kontaktflächen 3 in die Werkzeug-Anschlusseinrichtung 1 eingeleitet wird, nicht aber (oder nur zu einem geringen Anteil) über die Abrundungen zwischen zwei benachbarten Kontaktflächen 3. Fertigungsbedingt benötigen solche Abrundungen aber eine gewisse Länge in Umfangsrichtung, insbesondere um bei einem Tiefziehverfahren auftretende Materialspannungen über einen ausreichend großen Bereich zu verteilen - bei einer scharfen Kante zwischen zwei Kontaktflächen 3 könnte das Material während des Tiefziehverfahrens an dieser Stelle brechen. Die Erfinder haben festgestellt, dass die aufaddierte Gesamtlänge (in Umfangsrichtung) aller Ausnehmungen 9a bzw. 9b kleiner gestaltet werden kann als die aufaddierte Gesamtlänge (in Umfangsrichtung), die für solche Abrundungen benötigt wird. Mit anderen Worten, trotz der Ausnehmungen 9a und 9b bzw. gerade durch diese Ausnehmungen kann die Gesamtfläche der Kontaktflächen 3 gegenüber einer (ansonsten gleichen) Ausführungsform mit Abrundungen zwischen den Kontaktflächen 3 vergrößert werden. Über eine auf diese Weise vergrößerte Fläche kann entsprechend ein größeres Drehmoment übertragen werden.It was mentioned above that the provision of
Als Variante zu dem Ausführungsbeispiel gemäß
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Werkzeug-AnschlusseinrichtungTool connection device
- 22
- Profilkontur / Außenprofil der Werkzeug-AnschlusseinrichtungProfile contour / outer profile of the tool connection device
- 2a2a
- Profilwand (der Werkzeugeinrichtung)Profile wall (of the tool device)
- 33
- KontaktflächenContact surfaces
- 3a, 3b3a, 3b
- einzelne Kontaktflächenindividual contact surfaces
- 44
- Vorsprung (der Werkzeug-Anschlusseinrichtung)Projection (of the tool connection device)
- 55
- Vertiefung (der Werkzeug-Anschlusseinrichtung)Deepening (of the tool connection device)
- 66
- DeckelabschnittLid section
- 77
- Übergangsabschnitt / FlanschTransition section/flange
- 88th
- Abrundungrounding
- 99
- Ausnehmungenrecesses
- 9a9a
- Ausnehmung im Bereich eines VorsprungsRecess in the area of a projection
- 9b9b
- Ausnehmung im Bereich einer VertiefungRecess in the area of a depression
- 1010
- DrehachseAxis of rotation
- 1212
- Übereinstimmungsbereich(e) / erste(r) Teilbereich(e) der Werkzeug-AnschlusseinrichtungMatching area(s) / first subarea(s) of the tool connection device
- 1313
- Abweichungsbereich(e) / zweite(r) Teilbereich(e) der Werkzeug-AnschlusseinrichtungDeviation area(s) / second subarea(s) of the tool connection device
- 14a,b14a,b
- (Verbindungs-)Fläche(Connecting) surface
- 1717
- StufeLevel
- 1818
- erste Abschlussebene / untere Abschlussebenefirst degree level / lower degree level
- 1919
- zweite Abschlussebene / obere Abschlussebenesecond level / upper level
- 2020
- (zentrale) Öffnung(central) opening
- 2121
- ArbeitsbereichWorkspace
- 2222
- innere Seitenwandinner side wall
- 2323
- äußere Seitenwandouter side wall
- 2424
- (erhabene) Kodierungseinrichtung (der Werkzeugeinrichtung)(raised) coding device (of the tool device)
- 2525
- (als Ausnehmung gestaltete) Kodierungseinrichtung (der Werkzeugeinrichtung)Coding device (designed as a recess) (of the tool device)
- 2626
- (erhabene) Kodierungseinrichtung (der Werkzeugmaschine)(raised) coding device (of the machine tool)
- 2727
- (als Ausnehmung gestaltete) Kodierungseinrichtung (der Werkzeugmaschine)(designed as a recess) coding device (of the machine tool)
- 2828
- Platteplate
- 3030
- WerkzeugeinrichtungTool setup
- 4040
- Maschinen-AnschlusseinrichtungMachine connection device
- 4141
- Antriebswelledrive shaft
- 4242
- Profilkontur / Innenprofil der Maschinen-AnschlusseinrichtungProfile contour / inner profile of the machine connection device
- 42a42a
- Profilwand (der Werkzeugmaschine)Profile wall (of the machine tool)
- 4343
- Maschinen-KontaktflächeMachine contact surface
- 4444
- Vorsprung (der Maschinen-Anschlusseinrichtung)Projection (of the machine connection device)
- 4545
- Vertiefung (der Maschinen-Anschlusseinrichtung)Deepening (of the machine connection device)
- 4646
- Halte- oder HakeneinrichtungHolding or hook device
- 4747
- Normalenvektor (auf Maschinen-Kontaktfläche)Normal vector (on machine contact surface)
- 4848
- obere Endfläche (der Maschinen-Anschlusseinrichtung)upper end surface (of the machine connection device)
- 4949
- untere Endfläche (der Maschinen-Anschlusseinrichtung)lower end surface (of the machine connection device)
- 5050
- Werkzeugmaschinemachine tool
- 5555
- Werkzeugmaschinen- und WerkzeugeinrichtungskombinationMachine tool and tool setup combination
- 6060
- Werkstück/ScheibeWorkpiece/disc
- 6161
- ebener Bereichflat area
- 62-6462-64
- Ausnehmung / Öffnung (in Werkstück)Recess / opening (in workpiece)
- 80-8480-84
- VerfahrensschritteProcedural steps
- EwEw
- axiale Erstreckung einer Werkzeug-Anschlusseinrichtungaxial extent of a tool connection device
- EpEp
- axiale Erstreckung einer Profilkontur der Werkzeug-Anschlusseinrichtungaxial extent of a profile contour of the tool connection device
- LALA
- Länge einer Ausnehmung (in Umfangsrichtung)Length of a recess (in circumferential direction)
- LKLK
- Länge einer Kontaktfläche (in Umfangsrichtung)Length of a contact surface (in circumferential direction)
- tktk
- Wandstärke (im Bereich einer Kontaktfläche)Wall thickness (in the area of a contact surface)
- tdtd
- Wandstärke (im Bereich des Deckelabschnitts)Wall thickness (in the area of the cover section)
- αα
- ÜbereinstimmungswinkelMatch angle
- ββ
- AbweichungswinkelAngle of deviation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2015/014467 A1 [0020]WO 2015/014467 A1 [0020]
- WO 2015014468 A1 [0020, 0111, 0125, 0131]WO 2015014468 A1 [0020, 0111, 0125, 0131]
- WO 2015014469 A1 [0131]WO 2015014469 A1 [0131]
Claims (30)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015014468A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | C. & E. Fein Gmbh | Power tool |
| WO2015014467A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | C. & E. Fein Gmbh | Tool device |
| WO2015014469A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | C. & E. Fein Gmbh | Machine tool with tool-accommodating device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013111383B4 (en) * | 2013-10-15 | 2025-03-13 | C. & E. Fein Gmbh | Adapter for attaching a tool to a tool holder |
| DE102014103048B4 (en) * | 2014-03-07 | 2016-11-17 | C. & E. Fein Gmbh | Electric tool comprising a component for producing a positive rivet connection of a tool |
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-
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-
2023
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- 2023-11-02 EP EP23801337.9A patent/EP4611962A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015014468A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | C. & E. Fein Gmbh | Power tool |
| WO2015014467A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | C. & E. Fein Gmbh | Tool device |
| WO2015014469A1 (en) | 2013-08-01 | 2015-02-05 | C. & E. Fein Gmbh | Machine tool with tool-accommodating device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024094773A1 (en) | 2022-11-03 | 2024-05-10 | C. & E. Fein Gmbh | Tool device, machine tool and tool device combination, and production method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CN120265430A (en) | 2025-07-04 |
| EP4611962A1 (en) | 2025-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification | ||
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |