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1. WO1997041988 - TETE D'OUTIL UTILISABLE DANS DES MACHINES-OUTILS

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[ DE ]

Patentansprüche

1. Werkzeugkopf für den Einsatz in Werkzeugmaschinen, mit einem Grundkörper (10), mit einem axial über den Grund- körper (10) überstehenden, mit einer Maschinenspindel kuppelbaren Werkzeugschaft (28), mit mindestens einem im wesentlichen quer zur Grundkörperachse (12) verstellbaren, eine stirnseitig überstehende Werkzeugaufnahme (14) aufweisenden Arbeitsschieber (16) und mit einem im Grund- körper (10) angeordneten, über Getriebemittel (22) in Verstellrichtung auf den Arbeitsεchieber (16) einwirkenden Verstellmotor (24), dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel eine konzentrisch zur Grundkörperachse (12) drehbare Ausgangswelle (72) aufweisen, die ein mit einer arbeitsεchieberseitigen Verzahnung (68,124) kämmendes Antriebsritzel (74) trägt.

2. Werkzeugkopf für den Einsatz in Werkzeugmaschinen, mit einem Grundkörper (10), mit einem axial über den Grund- körper (10) überstehenden, mit einer Maschinenspindel kuppelbaren Werkzeugschaft (28), mit mindestens einem im wesentlichen quer zur Grundkörperachse (12) verstellbaren, eine stirnseitig überstehende Werkzeugaufnahme (14) aufweisenden Arbeitsschieber (16) und mit einem im Grundkörper (10) angeordneten, über Getriebemittel (22) in Verstellrichtung auf den Arbeitsschieber (16) einwirkenden Verstellmotor (24) , dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel eine konzentrisch zur Grundkörperachse (12) drehbare Ausgangswelle (72) aufweisen, die ein mit einer arbeitsschieberfesten Verzahnung (68,124) kämmendes Antriebsritzel (74) trägt.

3. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsschieberseitige Verzahnung (124) an einem im Grundkörper linear geführten Zwischengetriebeelement (120) angeordnet ist, das seinerseits über ein Keilge- triebe (126', 126'') oder ein Zwischenzahnrad mit dem Arbeitsschieber (16) gekuppelt ist.

4. Werkzeugkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilgetriebe durch an dem Zwischengetriebeelement (120) und am Arbeitsschieber (16) angeordnete, zueinander komplementäre, ineinandergreifende Schrägverzahnungen (126', 126'') gebildet ist.

5. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschieber (16) in einer grundkörperfesten Linearführung geführt ist, während die

Verzahnung (68,124) durch eine mit dem Antriebsritzel

(74) kämmende Zahnplatte oder Zahnstange gebildet ist.

6. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen im Grundkörper (10) angeordneten Ausgleichsschieber (18), der über eine ausgleichsschie- berseitige, vorzugsweise ausgleichsschieberfeste , mit dem Antriebsritzel (74) kämmende Zahnplatte (70) gegensinnig zum Arbeitsschieber (16) verschiebbar ist.

7. Werkzeugkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsschieber zumindest teilweise aus einem Schwermetall besteht.

8. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschieber (16) und ein an diesem angeformter, die zugehörige Zahnplatte (68) tra- gender Schenkel (67) ein im wesentlichen L-förmiges Profil aufweisen.

9. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsschieber (18) und ein an diesem angeformter, die zugehörige Zahnplatte (70) tragender Schenkel (69) ein im wesentlichen L-förmiges Profil aufweisen.

10. Werkzeugkopf nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zahnplatten (68,70) tragenden Profilschenkel (67,69) des Arbeitsschiebers (16) und deε Ausgleichsschiebers (18) parallel zueinander ausgerichtet und auf einander gegenüberliegenden Seiten des An- triebsritzels (74) angeordnet sind.

11. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschieber (16) mindestens einen Hohlraum (17,19) aufweist.

12. Werkzeugkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein in Verschieberichtung im Abstand von der Werkzeugaufnahme (14) angeordneter Hohlraum mit einem Schwermetall (19) ausgefüllt ist.

13. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsschieber (18) ein abnehmbares oder austauεchbares , vorzugsweise in seiner Masse durch Materialabtrag veränderbares Massenelement

(21) trägt.

14. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, 2, 8, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschieber (16) als um eine zur Grundkörperachse (12) parallele Achse drehbarer Rundschieber ausgebildet ist und die Verzahnung durch ein mit dem Arbeitsritzel (16) kämmendes Zahnrad (68') gebildet ist.

15. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (24) eine mit der getriebeseitigen Ausgangswelle (72) fluchtende Abtriebs- welle (84) aufweist.

16. Werkzeugkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (24) mit einem rotationssymmetrischen Motorgehäuse in eine zur Grundkörperachse konzentrische Ausnehmung (96) des Grundkörpers (19) eingreift.

17. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebemittel ein Untersetzungsgetriebe (22) mit zueinander fluchtenden Ein- und Ausgangεachεen (84,72) aufweisen.

18. Werkzeugkopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (22) als Harmonic-Drive- Getriebe oder als Planetengetriebe ausgebildet ist.

19. Werkzeugkopf nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (24) und das Untersetzungsgetriebe (22) zumindest teilweise radial und axial ineinandergeschachtelt angeordnet εind.

20. Werkzeugkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (24) oder dessen Abtriebswelle (84) einen zentralen Durchbruch zur Aufnahme des Untersetzungsgetriebes (22) aufweist.

21. Werkzeugkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (22) einen zentralen Durchbruch zur Aufnahme des Verstellmotors (24) aufweist .

22. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschieber (16) in einer grundkörperfesten, spielfrei gestellten, vorzugsweise prismenförmigen Wälzführung (52,54,58) geführt ist.

23. Werkzeugkopf nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzführung begrenzt elastisch verformbar ist und daß zusätzlich eine bei Erreichen der elastischen Verformungεgrenze wirksam werdende Gleitfuhrung (56) für den Arbeitsschieber (16) vorgesehen ist.

24. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsschieber (18) in einer grundkorperfesten Walzführung (60) gefuhrt ist.

25. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekenn- zeichnet durch eine Schieberbaugruppe (34) zur Aufnahme des Arbeitsschiebers und gegebenenfalls des Ausgleichsschiebers, eine Antriebsbaugruppe (36) zur Aufnahme des Versteilmotors (24) und der Getriebemittel (22) und eine den Werkzeugschaft aufweisende Anschlußbaugruppe (38), die an axialen Trennstellen (30,32) lösbar miteinander verbunden sind.

26. Werkzeugkopf für den Einsatz in Werkzeugmaschinen, mit einem Grundkörper (10), mit einem axial über den Grund- korper (10) überstehenden, mit einer Maschinenspindel kuppelbaren Werkzeugschaft (28), mit mindestens einem quer zur Grundkόrperachse (12) verstellbaren, eine stirnseitig überstehende Werkzeugaufnahme (14) aufweisenden Arbeitsschieber (16) und mit einem im Grundkörper (10) angeordneten, über Getriebemittel (22) in Verstellrichtung auf den Arbeitsschieber (16) einwirkenden VerStellmotor (24), gekennzeichnet durch eine Schieberbaugruppe (34) zur Aufnahme des Arbeitsschiebers, eine Antriebsbaugruppe (36) zur Aufnahme des Versteilmotors (24) und der Getriebemittel (22) und eine den Werkzeugschaft aufweisende Anschlußbaugruppe (38), die an axialen Trennstellen (30,32) losbar miteinander verbunden sind.

27. Werkzeugkopf nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberbaugruppe (34) eine Meßein- richtung (20) zur direkten Messung des Verstellwegs des Arbeitsschieberε (16) relativ zum Grundkörper (10) enthält .

28. Werkzeugkopf nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberbaugruppe und/oder die Antriebsbaugruppe eine mit der Meßeinrichtung (20) verbundene Meß- und Regelelektronik (106) zur Ansteuerung des Verstellmotors (24) enthält.

29. Werkzeugkopf nach einem der Anεprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbaugruppe (38) eine Schnittstelle (26,104) für eine induktive Stromversorgung und Datenübertragung enthält.

30. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Grundkörperausnehmung

(96) auf der Außenseite des Motorgehäuses (95) ein mit einem Kühlmittel beaufschlagbarer Spaltraum (98) für die Motorkühlung angeordnet ist.

31. Werkzeugkopf für den Einsatz in Werkzeugmaschinen, mit einem Grundkörper (10), mit einem axial über den Grundkörper (10) überstehenden, mit einer Maschinenspindel kuppelbaren Werkzeugschaft (28), mit mindeεtens einem quer zur Grundkörperachse (12) verstellbaren, eine stirnseitig überstehende Werkzeugaufnahme (14) aufweisenden Arbeitsschieber (16) und mit einem im Grundkörper (10) angeordneten, über Getriebemittel (22) in Verstell- richtung auf den Arbeitsschieber (16) einwirkenden VerStellmotor (24) , dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmotor (24) mit seinem rotationssymmetrischen Motorgehäuse (95) in einer zur Grundkörperachse konzentrischen Ausnehmung (96) des Grundkörpers unter Freilassung eines mit einem Kühlmittel beaufschlagbaren Spaltraums (98) für die Motorkühlung angeordnet ist.

32. Werkzeugkopf nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß der den Spaltraum (98) enthaltende Teil der Ausnehmung (96) in der Anschlußbaugruppe (38) ange- ordnet ist.

33. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungεεchnittstelle

(26,104) in einem außenseitig über einen Spaltraum (108) mit einem Kühlmittel beaufschlagbaren Gehäuse (104) angeordnet ist.

34. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsschieber (18) ein Langloch (80) für den Durchgriff der Ausgangswelle (72) aufweist .

35. Werkzeugkopf nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschieber (16) und der Ausgleichsschieber (18) unter Bildung eines Freiraums (66) in axialem Abstand voneinander angeordnet sind, und daß die Zahnplatten (68,70) des Arbeitsschieberε (16) und des Ausgleichsschiebers (18) sowie das am freien Ende der Ausgangswelle (72) angeordnete Antriebsritzel (74) in den Freiraum (66) eingreifen.

36. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsbaugruppe (36) mit einer axial überstehenden Lagerhülse (76) für die Ausgangswel- le (72) in eine axial offene Ausnehmung (78) der Schieberbaugruppe (34) eingreift.

37. Werkzeugkopf nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (76) in das Langloch (80) des Aus- gleichsschiebers (18) eingreift.

38. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsschieberfeste Zahnplatte (68) oder das Antriebsritzel (74) in zwei axial getrennte, relativ zueinander verschieb-oder verdrehbare und starr miteinander verbindbare Verzahnungsteile unterteilt sind.

39. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschieber (16) eine mit der Werkzeugaufnahme (14) kommunizierende, parallel zur Verstellrichtung ausgerichtete Radialbohrung (110) für den Anschluß an eine grundkörperfeste Kühlmittelleitung (112) aufweist.

40. Werkzeugkopf nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die grundkörperfeste Kühlmittelleitung (112) ein in die Radialbohrung (110) gleitend und flüssigkeitsdicht eingreifendes Steckrohr (114) aufweist.

41. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 25 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberbaugruppe ein über ein Deckelteil (42) mit dem Grundkörper (10) dreh- und verschiebefest verspanntes Mantelrohr (40) aufweist.

42. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 25 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) vorzugsweise im Bereich der Schieberbaugruppe (34) eine Schnittstelle (116) für eine galvanische Stromversorgung und Datenübertragung aufweist.

43. Verwendung des Werkzeugkopfs nach einem der Ansprüche 1 bis 42 als Plandrehkopf oder Ausdrehkopf.