DE4237618C2 - Befestigungsanordnung für einen Werkzeughalter auf einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für einen Werkzeughalter auf einer Werkzeugmaschine und sie betrifft insbesondere eine Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Werkzeughalters, der mit einem Schneidwerkzeug ausgerüstet ist, an einer rotierenden oder nichtrotierenden Hauptwelle einer Werkzeugmaschine, z. B. auf einer Bearbeitungsmaschine, die mit einer automatischen Vorrichtung zum Austausch der Werkzeuge ausgerüstet ist.

Werkzeughalter 3 zur Verwendung bei dieser Art von Bearbeitungsmaschinen mit einer Vorrichtung zum automatischen Austausch der Werkzeuge haben gemäß Fig. 10 einen Kragen 5, der neben einem Steilkegelschaft 4 liegt, wobei der Kragen 5 dazu bestimmt ist, vom automatischen Austausch der Werkzeughalter von einem Manipulatorarm erfaßt zu werden; der Kragen 5 hat eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut 5a, die einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat sowie ein Paar von einander gegenüberliegenden, ringförmigen Kragen-Vorsprüngen 5b und 5c, die sich jeweils auf der einen Seite der Nut 5a erheben, die nahe am Steilkegelschaft 4 liegt sowie von der anderen Seite, die vom Steilkegelschaft 4 entfernt liegt. Der Steilkegelschaft 4 des Werkzeughalters 3 ist so ausgebildet, daß er in ein konisches Loch 2 paßt, das in einer rotierenden oder nicht rotierenden Hauptwelle 1 (die nachfolgend lediglich als "Hauptwelle" bezeichnet wird) einer Werkzeugmaschine paßt und dort festgehalten wird.

Die Hauptwelle 1 und der Werkzeughalter 3 sind in bezug auf ihre Abmessungen genormt; dies gilt für den größten Durchmesser D1 und die Länge L des konischen Loches 2 und des Steilkegelschaftes 4 und für den Außendurchmesser D2 der Hauptwelle 1 sowie für den Außendurchmesser D3 des Kragens 5, die in den japanischen Industrienormen (JIS) oder in den internationalen ISO-Normen genormt sind. In den JIS oder den internationalen ISO-Normen ist darüber hinaus gefordert, daß dann, wenn der Steilkegelschaft 4 des genormten Werkzeughalters 3 in das konische Loch 2 der genormten Hauptwelle 1 eingepaßt wird, zwischen einer Bezugs-Stirnfläche 1a der Hauptwelle 1 und einer gegenüberliegenden Stirnfläche 5d des Kragens 5 des Werzeughalters 3 ein vorbestimmter Abstand Y vorhanden sein soll und zwar wegen einer bestimmten Toleranz-Abweichung Δi bei der Herstellung der Hauptwelle und des Werkzeughalters.

Eine solche Anordnung kann den Steilkegelschaft 4 sicher in enge Berührung mit dem konischen Loch 2 bringen, und zwar obwohl die Bezugs-Stirnfläche 1a der Hauptwelle 1 leicht in Richtung der Stirnfläche 5d des Kragens 5 durch eine Produktionstoleranz Δi der Hauptwelle 1 verschoben ist oder selbst obwohl die Stirnfläche 5d des Kragens 5 leicht in Richtung der Bezugs-Stirnfläche 1a der Hauptwelle 1 durch eine Produktionstoleranz der Δi des Werkzeughalters 3 verschoben worden ist, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. 10 dargestellt ist; dies rührt daher, da der oben erwähnte Abstand Y die Toleranz Δi aufnimmt, um zu verhindern, daß die Bezugs-Stirnfläche 1a mit der Kragen-Stirnfläche 5d in Berührung kommt.

Unter der Nr. BT50 der JIS-Normen oder der Nr. IT50 der internationalen ISO-Normen ist beispielsweise festgelegt, daß die größten Durchmesser D1 und die Längen L des konischen Loches 2 und des Steilkegelschaftes 4 jeweils 69,85 und 101,08 mm sein sollen, daß der Außendurchmesser D2 der Hauptwelle 1 128,57 mm sein soll, daß der Außendurchmesser D3 des Kragens 5 100 mm sein soll und daß der Abstand Y zwischen der Bezugs-Endfläche 1a der Hauptwelle 1 und der gegenüberliegenden Stirnfläche 5d des Werkzeughalters 3, der die Toleranzen aufnehmen soll, gemäß den JIS-Normen 3 mm sein soll oder gemäß den ISO-Normen 3,2 mm.

Die oben beschriebene Anordnung ist jedoch insofern nachteilig, als daß das konische Loch 2 und der Steilkegelschaft 4 mit hoher Wahrscheinlichkeit einer hohen Reibung zwischen den jeweiligen Berührungsflächen unterworfen werden, und zwar aufgrund der Erscheinung der Paßflächen-Korrosion oder dergleichen, da die raummäßige Trennung zwischen der Bezugsstirnfläche 1a der Hauptwelle 1 und der Kragenendfläche 5d des Werkzeughalters 3 durch den oben erwähnten Abstand Y bewirkt, daß die Schneidbelastung sich auf den Steilkegelschaft konzentriert.

Im Hinblick auf diesen Nachteil ist bereits vorgeschlagen worden, daß die festgelegte Bezugs-Stirnfläche 1a der Hauptwelle 1 in Richtung auf die Kragen-Stirnfläche 5d des Werkzeughalters 3 verschoben wird, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist; dies könnte durch eine genaue Bearbeitung des vorgeschriebenen Abstandes Y so erfolgen, daß eine sich nach vorn erstreckende Stirnfläche 1a' entsteht oder dadurch, daß die festgelegte Kragen-Stirnfläche 5d des Werkzeughalters 3 dazu gebracht wird, sich in Richtung auf die Bezugs-Stirnfläche 1a zu erstrecken, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist; auch dies könnte durch eine genaue Bearbeitung der Breite des vorgeschriebenen Abstandes Y in der Weise erfolgen, daß sich die Stirnfläche 5d' vorschiebt in der Absicht, den Steilkegelschaft 4 eng in das konische Loch 2 einzupassen und die oben erwähnte vorgeschobene Kragen-Endbezugsfläche 1a und die feste Kragen-Stirnfläche 5d oder die feste Bezugs-Endstirnfläche 1a und die oben erwähnte, verschobene Stirnfläche 5d' jeweils in enge Berührung miteinander zu bringen.

Die vorgeschlagene Anordnung verhindert das Auftreten von Reibung an den engen Berührungsflächen zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 aufgrund der Erscheinung der Paßflächenkorrosion oder dergleichen, da der Schneiddruck auch von den Berührungsflächen der vorstehenden Stirnfläche 1a' und der festen Kragen-Stirnfläche 5d oder an den Berührungsflächen der festen Bezugs-Stirnfläche 1a und der vorgeschobenen Stirnfläche 5d aufgenommen wird. In dem Falle jedoch, in dem eine Hauptwelle 1 oder ein Werkzeughalter 3, die jeweils eine vorgeschobene Stirnfläche 1a' oder 5d' aufweisen, die durch eine Präzisionsbearbeitung verschoben sind, zusammen mit einem Werkzeughalter 3 oder einer Hauptwelle 1 verwendet werden, die ein normales Produkt darstellen, die eine Toleranzabweichung Δi aufweisen, entsteht ein Problem insofern, als daß bei der Herstellung dieser Produkte eine Toleranzabweichung Δi erlaubt worden war.

Wie dies insbesondere in Fig. 11 dargestellt ist, ist dann, wenn der Werkzeughalter 3 eines normalen Produktes einen Steilkegelschaft 4 aufgrund der Toleranzabweichung Δi in der Herstellung eine leicht verkürzte Länge hat, wie dies in gestrichelten Linien angedeutet ist, oder dann, wenn die Kragen-Stirnfläche 5d aufgrund der Toleranz. Δi in der Herstellung leicht in Richtung auf die Hauptwelle verschoben ist, ein Abstand β zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 vorhanden, wenn der normale Werkzeughalter 3 in der besonderen Hauptwelle 1 befestigt wird, die ihrerseits eine verschobene Stirnfläche 1a' hat, die unter Präzisionsbedingungen hergestellt worden ist; dies rührt daher, weil die Kragen-Stirnfläche 5d des normalen Werkzeughalters 3 mit der verschobenen Stirnfläche 1a' der besonderen Hauptwelle 1 in Berührung kommt, bevor der Steilkegelschaft 4 eng mit dem konischen Loch 2 in Berührung kommt. Der Werkzeughalter 3 kann auf diese Weise nicht sicher in der Hauptwelle 1 befestigt werden.

Wie dies in Fig. 12 dargestellt ist, entsteht in ähnlicher Weise dann, wenn die Hauptwelle 1 ein normales Produkt ist, dessen konisches Loch 2 aufgrund einer Herstellungstoleranz Δi geringfügig verlängert ist, wie dies durch gestrichelte Linien dargestellt ist oder wenn sie eine Bezugs-Stirnfläche 1a hat, die geringfügig aufgrund einer Produktionstoleranz Δi nach vorne verschoben ist, ein Abstand β zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 dann, wenn die erwähnte, normale Hauptwelle 1 dazu gebracht wird, den besonderen Werkzeughalter 3 aufzunehmen, der eine Stirnfläche 5d' hat, die aufgrund einer Präzisionsbearbeitung vorgeschoben ist; dies rührt daher, daß die vorgeschobene Stirnfläche 5d' des besonderen Werkzeughalters 3 mit der Bezugsstirnfläche 1a der normalen Hauptwelle 1 in Berührung kommt, bevor der Steilkegelschaft 4 eng mit dem konischen Loch 2 in Berührung kommt. Der Werkzeughalter 3 kann daher nicht sicher in der Hauptwelle befestigt werden.

Kurz gesagt, ist es mithin unmöglich, einen Werkzeughalter oder eine Hauptwelle normaler Produktion jeweils zusammen mit einer besonderen Hauptwelle oder einen Werkzeughalter zu verwenden, die eine gegenüberliegende, verschobene Stirnfläche haben, die um die Breite des vorgeschriebenen Abstandes zwischen den einander gegenüberliegenden, gegebenen Stirnflächen vorgeschoben ist.

EP 0 443 102 A1 beschreibt eine Befestigungsanordnung eines Werkzeughalters an einer Werkzeugmaschine. Diese Befestigungsanordnung umfasst einen Werkzeughalter, der in der Richtung der Werkzeugmaschine gestreckt ist. Diese Verlängerung wird als Klemmschaft verwendet und umfasst einen ersten zylindrischen Bereich mit geringen Toleranzen, einen zweiten zylindrischen Bereich, ebenfalls mit geringen Toleranzen, der einen kleineren Durchmesser als der erste zylindrische Bereich hat, und einen Bereich, der ein Außengewinde hat und zwischen den zwei zylindrischen Bereichen angebracht ist. Ein kegelförmiges Rohr wird auf den Gewindebereich des Klemmschafts aufgebracht. Der Kegelwinkel des kegelförmigen Rohrs entspricht dem Kegelwinkel des kegelförmigen Lochs der Werkzeugmaschine. Somit kann ein fester Sitz des Werkzeughalters an der Vorderfläche der Werkzeugmaschine einerseits und ein perfekter Sitz des kegelförmigen Schafts der Hauptwelle der Werkzeugmaschine andererseits hergestellt werden, indem die jeweiligen Abstände mit der Hilfe der Gewinde justiert werden.

Eine Montageanordnung eines Werkzeughalters in einer Werkzeugmaschine, bei der ein kegelförmiger Schaft zwei Führungsoberflächen auf seinem proximalen und distalen Ende jeweils hat, ist in der DE 35 04 905 C2 beschrieben. Die Führungsoberflächen sind so gestaltet, dass sie einen kegelförmigen Adapter verschiebbar aufnehmen. Der Kegelwinkel der äußeren Oberflächen des kegelförmigen Adapters entspricht dem Kegelwinkel des kegelförmig zugespitzten Lochs der Hauptwelle der Werkzeugmaschine. Daher wird der kegelförmige Schaft des Werkzeughalters in das kegelförmige Loch der Hauptwelle der Werkzeugmaschine mit Hilfe der Führungshülsen eingepasst. Zur Sicherstellung eines festen Sitzes zwischen dem Werkzeughalter und der Vorderfläche der Werkzeugmaschine, der in der Lage ist, große Radial- und Transversalkräfte zu übertragen, ist ein ringförmiger Haltebereich vorgesehen. Der ringförmige Haltebereich kann den gleichen Außendurchmesser wie das entsprechende Passstück der Werkzeugmaschine haben.

DE 32 25 173 A1 beschreibt eine Befestigungsanordnung für einen Werkzeughalter auf einer Werkzeugmaschine. Ein kegelförmiger Schaft des Werkzeughalters ist in ein zugespitztes Loch einer Hauptwelle einer Werkzeugmaschine eingepasst und dort in Eingriff. Dabei wird, nachdem der Werkzeughalter in die Werkzeugmaschine eingepasst ist, der Abstand zwischen der Endfläche eines Kragens des kegelförmigen Schafts des Werkzeughalters und der Endfläche der Hauptwelle exakt gemessen. Um einen engen Kontakt der vorderen Fläche der Hauptwelle der Werkzeugmaschine und des Werkzeughalters sicherzustellen, wird eine Vielzahl von Passstücken vorgesehen. Die Passstücke haben eine Dicke, die in Übereinstimmung mit dem gemessenen Abstand ist, und werden in im wesentlichen gleichen Winkelabständen um den Umfang des Werkzeughalters angeordnet. Die Passstücke sind an dem Werkzeughalter durch Sicherheitsschrauben befestigt.

DE 35 14 829 A1 beschreibt eine Befestigungsanordnung eines Werkzeughalters auf einer Werkzeugmaschine. Die Befestigungsanordnung umfasst einen Werkzeughalter, der einen kegelförmigen Schaft hat, und eine Hauptwelle einer Werkzeugmaschine, die ein kegelförmiges Loch hat. Der kegelförmige Schaft des Werkzeughalters wird in das kegelförmige Loch der Hauptwelle der Werkzeugmaschine in einem Bereich eingepasst, der beträchtlich schmäler ist als die Gesamtlänge des kegelförmigen Schafts. Um einen festen Sitz zwischen der Werkzeugmaschine und der Vorderfläche des Werkzeughalters sicherzustellen, ist der Kragen des Werkzeughalters um einen bestimmten Abstand verlängert. Als zweite Möglichkeit, einen festen Sitz herzustellen, ohne den Kragen des Werkzeughalters zu verlängern, wird die Verwendung einer Unterlagsscheibe vorgeschlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsanordnung eines Werkzeughalters auf einer Werkzeugmaschine anzugeben, welche die Integration einer Hauptwelle und eines Werkzeughalters verbessern und gleichzeitig in bezug auf ein Werkstück eine große Schnittiefe erreichen kann, wobei gleichzeitig die Kompatibilität mit einem Werkzeughalter oder einer Hauptwelle eines normalen Produktes aufrechterhalten werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird nun eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben, wobei weitere Vorteile hervortreten werden. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teiles der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht, die das Befestigen eines Werkzeughalters aus einer normalen Produktion an einer besonderen Hauptwelle nach der Erfindung darstellt;

Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht, die die Befestigung eines besonderen Werkzeughalters nach der vorliegenden Erfindung in einer Hauptwelle aus einer normalen Produktion darstellt;

Fig. 5 ist eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht wesentlicher Teile der Ausführungsform nach Fig. 5;

Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht wesentlicher Teile einer Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 5;

Fig. 8 ist eine Längsschnittansicht, die die Befestigung eines Werkzeughalters aus normaler Produktion in einer besonderen Hauptwelle gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;

Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht, die die Befestigung eines besonderen Werkzeughalters nach der zweiten Ausführungsform in einer Hauptwelle aus normaler Produktion darstellt;

Fig. 10 ist eine Längsschnittansicht des Standes der Technik;

Fig. 11 ist eine Längsschnittansicht einer Abwandlung des Standes der Technik; und

Fig. 12 ist eine Längsschnittansicht einer weitere Abwandlung des Standes der Technik.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Befestigungsanordnung für einen Werkzeughalter auf einer Werkzeugmaschine nach der vorliegenden Erfindung, wobei ein Steilkegelschaft 4 eines Werkzeughalters 3 mit einem einstückig angeformten Kragen 5 in ein konisches Loch 2 eingepaßt ist, das in einer Hauptwelle 1 ausgebildet ist und wobei die einander gegenüberliegenden, vorstehenden Stirnflächen 1b, 5e in enge Berührung miteinander gebracht worden sind; diese vorstehenden Stirnflächen sind, wie dies im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist, dadurch gebildet, daß eine feste Bezugs-Stirnfläche 1a einer Norm-Hauptwelle 1 und eine gegenüberliegende, feste Stirnfläche 5d eines Kragens 5 eines Norm-Werkzeughalters 3 aufeinander zu durch eine Präzisions-Bearbeitung verschoben worden sind, wobei die benötigten Verschiebungen α1 und α2 sind (die Hälfte des Abstandes Y von 3 mm, der durch die JIS-Normen vorgeschrieben ist, das heißt, jeweils 1,5 mm). Die jeweiligen Verschiebungen α1 und α2 haben vorzugsweise dasselbe Längenmaß, sie können jedoch auch verschiedene Längenmaße haben, z. B. jeweils 1 mm auf der Hauptwellenseite und 2 mm auf der Kragenseite.

Gemäß der oben beschriebenen Anordnung wird der Steilkegelschaft 4 des Werkzeughalters 3 fest in das konische Loch 2 der Hauptwelle 1 eingepaßt und dort fest in Eingriff gebracht und gleichzeitig wird die verschobene Stirnfläche 5e des Werkzeughalters 3 in enge Berührung mit der verschobenen Stirnfläche 1b der Hauptwelle gebracht und zwar so, daß eine Schneidbelastung auf beiden verschobenen Stirnflächen 1b und 5e aufgenommen wird, ohne sich auf die Berührungsflächen zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 zu konzentrieren. Auf diese Weise besteht keine Befürchtung dahingehend, daß an den engen Berührungsflächen zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 eine Reibung auftritt, durch die die Erscheinung der Paßflächen-Korrosion hervorgerufen werden könnte.

Für die Abmessungen bei der oben beschriebenen Anordnung ist bei der beschriebenen Ausführungsform beispielsweise die Nummer BT50 der JIS-Normen oder die Nummer IT50 der internationalen ISO-Normen übernommen worden, bei denen als größter Durchmesser D des konischen Loches 2 und des Steilkegelschaftes 4 69,85 mm vorgeschrieben sind und 101,8 mm als Länge L des konischen Loches 2; als Abstand Y zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen ist in den JIS-Normen ein Maß von 3 mm und in den ISO-Normen ein Maß von 3,2 mm vorgeschrieben. Die Verschiebungen α1 und α2 von einer festgelegten Bezugs-Stirnfläche 1a und einer festgelegten Stirnfläche 5d zu den jeweils verschobenen Stirnflächen 1b und 5e sind in gleicher Weise 1,5 mm; wahlweise können die jeweiligen Verschiebungen α1 und α2 auch 1 mm und 2 mm, oder umgekehrt 2 mm und 1 mm in dem Fall sein, wenn die JIS-Normen angewendet werden.

In einer Kombination, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, hat die Hauptwelle 1 eine verschobene Stirnfläche 1b, die mit Hilfe einer Präzisionsbearbeitung durch eine Verschiebung von einer festgelegten Bezugs-Stirnfläche 1a mit der Verschiebung α1 nach vorne gebildet worden ist, der Werkzeughalter 3 ist jedoch ein normales Produkt und hat eine gegebene Kragen-Stirnfläche 5d. In einer Kombination, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, hat andererseits der Werkzeughalter 3 eine verschobene Stirnfläche 1a, die mit Hilfe einer Präzisionsbearbeitung durch Verschieben um ein Maß α2 nach hinten von einer festgelegten Kragen-Stirnfläche 5d gebildet worden ist, die Hauptwelle 1 ist jedoch ein normales Produkt und hat eine gegebene Bezugs-Stirnfläche 1a. Die Verwendung dieser Kombinationen führt im Fall der Übernahme der Nummer BT50 der JIS-Normen dazu, daß zwischen der verschobenen Stirnfläche 1b der besonderen Hauptwelle 1 und der gegebenen Kragen-Stirnfläche 5d des Werkzeughalters 3 oder zwischen der gegebenen Stirnfläche 1a der Hauptwelle 1 und der verschobenen Stirnfläche 5e des besonderen Werkzeughalters 3 ein Abstand γ von 1,5 mm ensteht. Der Abstand nimmt die erlaubte Herstellungstoleranz Δi von 0,4 mm so auf, daß sichergestellt wird, daß der Steilkegelschaft 4 in engen Eingriff mit dem konischen Loch 2 kommt.

In den Fig. 5 bis 9 ist eine weitere Ausführungsform der Befestigungsanordnung für einen Werkzeughalter auf einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Werkzeughalter 3 ist mit einem Kragen 5 versehen, der einstückig an einer Stelle angeformt ist, die dem Steilkegelschaft 4 benachbart ist, so daß er durch einen Manipulator-Arm ergriffen werden kann; der Kragen 5 umfaßt eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 5a von im wesentlichen V-förmigem Querschnitt sowie ein Paar einander gegenüberliegender, ringförmiger Kragen-Vorsprünge 5b, 5c an beiden Seiten der Nut 5a, sowie einen vergrößerten Kragenvorsprung 5f, der einstückig mit dem Kragenvorsprung 5b auf derjenigen Seite der Nut 5a angebracht ist, die auf die Hauptwelle 1 weist und der eine vorgeschobene Kragen-Stirnfläche 5e hat, die der vorgeschobenen Stirnfläche 1b der Hauptwelle 1 gegenüberliegt. Der radial vergrößerte Kragenvorsprung 5f hat vorzugsweise denselben Durchmesser wie die Hauptwelle 1. Die einander gegenüberliegenden Stirnflächen 1b und 5e sind, wie dies im einzelnen in Fig. 6 gezeigt ist, durch Verschieben einer festen Bezugs-Stirnfläche 1a bei einer Normwelle 1 und einer festen, gegenüberliegenden Kragenstirnfläche 5d bei einem Norm-Werkzeughalter, jeweils um die Verschiebemaße α1 und α2 durch Verschiebung aufeinander zu mit Hilfe eines Präzisions-Bearbeitungsvorganges ausgebildet worden, so daß die einander gegenüberliegenden, verschobenen Stirnflächen 1b und 5e dann in enge Berührung miteinander gebracht werden können, wenn der Steilkegelschaft 4 des Werkzeughalters 3 in das konische Loch der Hauptwelle 1 eingepaßt ist. Die oben erwähnten Verschiebungsmaße α1 und α2 betragen 1 mm und 2 mm, sie können jedoch aber auch umgekehrt 2 mm und 1 mm betragen oder jeweils dieselbe Länge haben, d. h. jeweils 1,5 mm. Die Gesamtsumme der Verschiebemaße α1 und α2 soll im Falle der Anwendung der JIS-Normen gleich sein mit dem Abstand Y von 3 mm.

In Fig. 7, die eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform zeigt, hat die oben erwähnte, verschobene Kragen-Stirnfläche 5e des Werkzeughalters 3 eine Vertiefung in der inneren, seitlichen Ringzone nahe dem Steilkegelschaft 4, so daß nur die äußere, seitliche Ringzone der verschobenen Kragen-Stirnfläche 5e in enge Berührung mit der verschobenen Stirnfläche 1b der Hauptwelle 1 kommt. Die Vertiefung 6 hat auf die Schneidarbeit keinen Einfluß, da die Schneidbelastung mehr auf die äußere, seitliche Ringzone der verschobenen Kragen-Stirnfläche des Werkzeughalters 3 einwirkt als auf die innere, seitliche Ringzone; dies ist selbst dann der Fall, wenn die verschobene Kragen-Stirnfläche 5e des Werkzeughalters 3 und die gegenüberliegende, verschobene Stirnfläche 1b der Hauptwelle so ausgeführt sind, daß sie gegenseitig mit ihren jeweiligen Gesamtflächen in enge Berührung kommen.

Da, wie dies oben beschrieben ist, der radial vergrößerte Kragenvorsprung 5f nur auf derjenigen Seiten angeformt ist, die auf die Hauptwelle 1 zuweist, bestehen bei der Greif-Bewegung eines Manipulatorarmes in Richtung der Nut 5a des Kragens 5 bei der automatischen Auswechslung des Werkzeughalters 3 keine Schwierigkeiten.

Bei der oben beschriebenen Anordnung der zweiten Ausführungsform wird der Steilkegelschaft 4 des Werkzeughalters 3 in das konische Loch 2 der Hauptwelle 1 eingepaßt und in ihm festgehalten und zur gleichen Zeit werden die verschobene Kragen-Stirnfläche 5e des Werkzeughalters 3 und die verschobene Stirnfläche 1b der Hauptwelle 1 in enge Berührung miteinander gebracht, so daß eine Schneidbelastung auf beiden verschobenen Stirnflächen 1b und 5e aufgenommen wird, ohne sich auf die Berührungsflächen zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 zu konzentrieren. Auf diese Weise besteht keine Befürchtung dahingehend, daß aufgrund der engen Flächenberührung zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 aufgrund der Reibung eine Paßflächenkorrosion oder dergleichen entstehen könnte.

Darüber hinaus wird die verschobene Kragen-Stirnfläche 5e des radial vergrößerten Kragenvorsprungs 5f, der seinerseits einstückig mit dem gegebenen Kragenvorsprung 5b nahe am Steilkegelschaft 4 angeformt ist, in enge Berührung mit der verschobenen Stirnfläche 1b der Hauptwelle gebracht und zwar über einen breiteren Bereich, so daß die Schneidbelastung, die auf den Werkzeughalter 3 einwirkt, von der Hauptwelle 1 in verteilter Weise aufgenommen wird. Auf diese Weise kann diese Anordnung das Entstehen der Erscheinung der Paßflächenkorrosion oder dergleichen wirkungsvoll verhindern.

Für die Abmessungen der oben beschriebenen Anordnung der zweiten Ausführungsform werden beispielsweise die Hinweise in Nr. BT50 der JIS-Normen oder diejenigen der Nr. IT50 der internationalen ISO-Normen angewandt, in denen als größter Durchmesser D1 des konischen Loches 2 und des Steilkegelschaftes 4 ein Maß von 69,85 mm vorgeschrieben ist und für den Außendurchmesser D2 der Hauptwelle 1 ein Maß von 128,57 mm; für den Außendurchmesser D3 der gegebenen Kragenvorsprünge 5b, 5c ist ein Maß von 100 mm angegeben. Der Außendurchmesser D4 des radial vergrößerten Kragenvorsprunges 5f ist etwa 128 mm. Die Verschiebemaße α1 und α2 sind 1 mm und 2 mm; wie dies oben erwähnt worden ist, können sie jedoch auch 2 mm und 1 mm sein und sie können auch dieselbe Länge haben, d. h. jeweils 1,5 mm.

Bei der Kombination, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, hat die Hauptwelle 1 eine verschobene Stirnfläche 1b, die durch eine Präzisionsbearbeitung durch eine Verschiebung um das Verschiebemaß α1 nach vorne aus einer feststehenden Bezugsfläche 1a entstanden ist, der Werkzeughalter 3 ist jedoch ein Normalprodukt und hat eine gegebene Kragen-Stirnfläche 5d. Bei der Kombination, wie sie in Fig. 9 dargestellt ist, hat der Werkzeughalter 3 andererseits eine verschobene Stirnfläche 1a, die mit Hilfe einer Präzisionsbearbeitung durch Verschieben um das Verschiebemaß α2 nach hinten einer festen Kragenendfläche 5d gebildet worden ist, die Hauptwelle 1 ist jedoch ein Normalprodukt und hat eine gegebene Bezugs-Stirnfläche 1a. Die Verwendung dieser Kombinationen führt im Fall der Übernahme der Hinweise in Nr. BT50 der JIS-Normen dazu, daß zwischen der verschobenen Stirnfläche 1b der besonderen Hauptwelle 1 und der gegebenen Kragen-Stirnfläche 5d des Werkzeughalters 3 ein Abstand γ von 1 bis 1,5 mm entsteht, bzw. dazu, daß dieser Abstand zwischen der gegebenen Bezugs-Stirnfläche 1a der Hauptwelle 1 und der verschobenen Stirnfläche 5e des besonderen Werkzeughalters 3 entsteht. Der Abstand γ nimmt die erlaubte Herstellungstoleranz Δi von 0,4 mm auf, so daß sichergestellt ist, daß der Steilkegelschaft 4 eng mit dem konischen Loch 2 in Eingriff kommt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Hauptwelle und der Werkzeughalter sehr gut miteinander integriert werden, während die jeweils einander gegenüberliegenden, verschobenen Stirnflächen in enge Berührung miteinander gebracht werden und der Steilkegelschaft des Werkzeughalters kann eng mit dem konischen Loch der Hauptwelle in Eingriff gebracht werden, so daß keine Befürchtung dahingehend besteht, daß auf den engen Berührungsflächen zwischen dem konischen Loch 2 und dem Steilkegelschaft 4 eine Paßflächenkorrosion oder dergleichen auftritt. Ein so hohes Maß an Integration ermöglicht es, daß in bezug auf das Werkstück mit einer großen Schneidtiefe gearbeitet wird. Darüber hinaus kann die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung jeweils kompatibel mit einem Werkzeughalter aus normaler Produktion oder mit einer Hauptwelle aus normaler Produktion verwendet werden.

Erfindungsgemäß kann der radial vergrößerte Kragenvorsprung des Werkzeughalters an derjenigen Seite, die auf die Hauptwelle zu weist, über einen breiteren Bereich in enge Berührung mit der verschobenen Stirnfläche der Hauptwelle gebracht werden, so daß die Schneidbelastung, die auf den Werkzeughalter 3 einwirkt, auf der Hauptwelle in so verteilter Weise aufgenommen wird, daß das Entstehen einer Paßflächenkorrosion wirkungsvoll verhindert wird. Die wechselseitige, enge Berührung über einen breiten Bereich ermöglicht darüber hinaus die Verwendung eines Werkzeughalters mit einem abgewinkelten Kopf und einem Fräskopf für einen tiefen Fräsvorgang.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nur die äußere, seitliche Zone der verschobenen Stirnfläche des radial vergrößerten Kragenvorsprungs dazu ausgebildet, mit der verschobenen Stirnfläche der Hauptwelle in Berührung zu kommen, während die innere, seitliche Zone vertieft bleibt, so daß eine Präzisionsbearbeitung der inneren, seitlichen Zone gespart werden kann.

Claims (3)

1. Befestigungsanordnung für einen Werkzeughalter auf einer Werkzeugmaschine, umfassend
eine Hauptwelle (1) einer Werkzeugmaschine mit einer konischen Aufnahme (2) und einer Bezugsstirnfläche (1a); und
einen Werkzeughalter (3) mit einem Steilkegelschaft (4), und einem Kragen (5) mit einer Kragen-Stirnfläche (5d); wobei
die Bezugsstirnfläche (1a) und die Kragenstirnfläche (5d) miteinander in Berührung kommen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kragenstirnfläche (5d) in Bezug auf eine Kragenstirnfläche eines Normteils um einen Betrag α2 und die Bezugsstirnfläche (1a) in Bezug auf eine Bezugsstirnfläche eines Normteils um einen Betrag α1 versetzt sind, wobei α1 + α2 dem Abstand Y zwischen der Bezugsstirnfläche eines Normteils und der Kragenfläche eines Normteils entspricht und wobei die Beträge α1, α2 jeweils kleiner sind als die Differenz Y - Δi, wobei Δi die bei den Normteilen erlaubte Herstellungstoleranz ist.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Kragen (5) des Werkzeughalters eine Umfangsnut (5a) mit im wesentlichen V-förmigen Querschnitt sowie ein Paar einander gegenüberliegender, ringförmiger Kragenvorsprünge (5b, 5c) an beiden Seiten der Nut (5a) aufweist und wobei ein Kragenvorsprung (5f), der einstückig mit dem Kragenvorsprung (5b) ausgebildet ist, einen Radius hat, der maximal dem Radius der Hauptwelle (1) entspricht.

3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, wobei der Kragenvorsprung (5f) auf der der Hauptwelle zugewendeten Seite in einem radial inneren Bereich eine Vertiefung (6) aufweist.