DE102013111383A1

DE102013111383A1 - Adapter zur Befestigung eines Werkzeugs an einer Werkzeugaufnahme

Info

Publication number: DE102013111383A1
Application number: DE201310111383
Authority: DE
Inventors: Olaf Klabunde; Thomas Weber
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: DE102013111383B4

Abstract

Es wird ein Adapter (10) zur Befestigung eines Werkzeugs (32) an einer Werkzeugaufnahme (18) an einer um eine Werkzeugdrehachse (16) vorzugsweise drehoszillierend antreibbaren Antriebswelle (12) einer Werkzeugmaschine angegeben, wobei der Adapter (10) eine erste Seite mit einer ersten Stirnfläche (22) und einem sich daran anschließenden ersten Verbindungsbereich (20) und eine zweite Seite mit einer zweiten Stirnfläche (26) und einem sich daran anschließenden zweiten Verbindungsbereich (24) aufweist, wobei beide Verbindungsbereiche (20, 24) zur formschlüssigen Verbindung mit einer zugeordneten Werkzeugaufnahme (18) der Antriebswelle (12) ausgebildet sind, wobei beide Verbindungsbereiche (20, 24) jeweils eine Mehrzahl von Antriebsflächen aufweisen, die bezüglich einer Radialebene, die sich senkrecht zur Werkzeugdrehachse erstreckt, sowie bezüglich einer Axialebene, die die Werkzeugdrehachse einschließt, zumindest teilweise geneigt sind, derart, dass der Adapter (10) wahlweise mit seinem ersten (20) oder seinem zweiten (24) Verbindungsbereich mit der Werkzeugaufnahme (18) formschlüssig verbindbar ist, wobei der Adapter (10) einen Hohlraum aufweist, in dem ein Kern (28) zwischen zwei axialen Endpositionen verschiebbar und drehfest gehalten ist, wobei der Kern (28) zumindest in einer der Endpositionen mit dem Werkzeug (32) koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Adapter zur Befestigung eines Werkzeugs an einer Werkzeugaufnahme an einer um eine Werkzeugdrehachse vorzugsweise drehoszillierend antreibbaren Antriebswelle einer Werkzeugmaschine.
Handgehaltene, drehoszillierend angetriebene Werkzeugmaschinen werden seit Jahren mit einer Vielzahl von Werkzeugen eingesetzt, um Schleifarbeiten, Sägearbeiten, Trennarbeiten und dergleichen durchzuführen. Es gibt hierzu eine Vielzahl von Werkzeugen, etwa in Form von Schneidmessern, Sägeblättern, Schleifplatten, Schleiffingern usw., die jeweils zur Verbindung mit einer zugeordneten Aufnahme einer Werkzeugmaschine ausgebildet sein müssen. Verschiedene Werkzeugmaschinenhersteller haben hierzu unterschiedliche Aufnahmesysteme entwickelt, auf die überwiegend nur spezielle Werkzeuge passen, die an diese Aufnahmesysteme angepasst sind. Teilweise gibt es hierzu am Markt bestimmte Adapter, die es erlauben, ein Werkzeug, das für eine bestimmte Werkzeugaufnahme vorgesehen ist, an einer anderen Werkzeugaufnahme befestigen zu können. Allerdings muss hierzu in der Regel immer ein Adapter verwendet werden, der auf eine bestimmte Werkzeugaufnahme am Werkzeug einerseits und eine andere Werkzeugaufnahme an der Werkzeugmaschine andererseits abgestimmt ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Adapter zur Befestigung eines Werkzeugs an einer Werkzeugaufnahme an einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine zu schaffen, der einen möglichst flexiblen Einsatz für unterschiedliche Werkzeuge erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch einen Adapter zur Befestigung eines Werkzeugs an einer Werkzeugaufnahme an einer um eine Werkzeugdrehachse vorzugsweise drehoszillierend antreibbaren Antriebswelle einer Werkzeugmaschine gelöst, wobei der Adapter eine erste Seite mit einer ersten Stirnfläche und einem sich daran anschließenden ersten Verbindungsbereich und eine zweite Seite mit einer zweiten Stirnfläche und einem sich daran anschließenden zweiten Verbindungsbereich aufweist, wobei beide Verbindungsbereiche zur formschlüssigen Verbindung mit einer zugeordneten Werkzeugaufnahme der Antriebswelle ausgebildet sind, wobei beide Verbindungsbereiche jeweils eine Mehrzahl von Antriebsflächen aufweisen, die bezüglich einer Radialebene, die sich senkrecht zur Werkzeugdrehachse erstreckt, sowie bezüglich einer Axialebene, die die Werkzeugdrehachse einschließt, zumindest teilweise geneigt sind, derart, dass der Adapter wahlweise mit seinem ersten oder seinem zweiten Verbindungsbereich mit der Werkzeugaufnahme formschlüssig verbindbar ist, wobei der Adapter einen Hohlraum aufweist, in dem ein Kern zwischen zwei axialen Endpositionen verschiebbar und drehfest gehalten ist, wobei der Kern zumindest in einer der axialen Endpositionen mit dem Werkzeug koppelbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise gelöst.
Der erfindungsgemäße Adapter ist einerseits zur Verbindung mit einer Werkzeugaufnahme einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine vorgesehen, die derartig dreidimensional ausgebildet ist, dass eine Mehrzahl von Antriebsflächen vorgesehen sind, die bezüglich einer Radialebene, die sich senkrecht zur Werkzeugdrehachse erstreckt, sowie bezüglich einer Axialebene, die die Werkzeugdrehachse einschließt, zumindest teilweise geneigt sind. Mit einer derartigen Werkzeugaufnahme ist der Adapter formschlüssig verbindbar. Da der Kern zwischen zwei axialen Endpositionen am Adapter verschiebbar ist und dabei drehfest gehalten ist, kann je nach der axialen Endposition des Kerns entweder die eine Adapterseite oder aber die andere Adapterseite zur formschlüssigen Verbindung mit einem bestimmten Werkzeug genutzt werden. Somit können mittels eines einzigen Adapters zwei unterschiedliche Werkzeugarten an ein und derselben Werkzeugaufnahme einer Antriebswelle befestigt werden, je nachdem, ob die erste Stirnfläche oder die zweite Stirnfläche dem Werkzeug zugewandt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine äußerst flexible Nutzungsmöglichkeit.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung steht der Kern zumindest in einer der axialen Endpositionen mit einer Kontur erhaben aus der zugeordneten Stirnfläche hervorsteht und erlaubt eine formschlüssige Verbindung mit einer zugeordneten Gegenkontur eines Werkzeugs.
Auf diese Weise wird der Kern selbst zu formschlüssigen Drehmomentübertragung auf das Werkzeug genutzt.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist der Kern von einer Gewindebohrung durchsetzt, in die eine Schraube wahlweise von der ersten oder zweiten Seite aus einschraubbar ist, um den Kern in der ersten oder zweiten Endposition zu fixieren.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführung ist eine Kappe zur Abstützung auf einem Werkzeug mit einer zentralen Ausnehmung vorgesehen, durch die eine Schraube mit dem Kern verschraubbar ist.
Auf diese Weise kann der Adapter mittels der Schraube unmittelbar mit einem ersten Werkzeug oder mit einem zweiten Werkzeug fest verbunden werden und die jeweils andere Seite des Adapters zur Verbindung mit der Antriebswelle der Werkzeugmaschine genutzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest an der ersten oder der zweiten Stirnfläche eine erhabene Außenkontur ausgebildet, die mit einer zugeordneten Gegenkontur eines Werkzeugs formschlüssig verbindbar ist.
Hierbei weist vorzugsweise die erste oder zweite Kontur oder die Außenkontur die Form eines Polygons auf, insbesondere eines sternförmigen Polygons mit vorzugsweise zwölf nach außen weisenden Vorsprüngen und jeweils zwei zwischen benachbarten Vorsprüngen nach innen weisenden, zueinander winklig angeordneten Rücksprüngen.
Auf diese Weise ist eine Verbindung des Adapters mit einem Werkzeug ermöglicht, das eine sternförmige Aufnahmeöffnung in Form eines sternförmigen Polygons mit zwölf nach außen weisenden Vorsprüngen und jeweils zwei zwischen benachbarten Vorsprüngen nach innen weisenden zueinander winklig angeordneten Rücksprüngen aufweist, wie beispielsweise aus der US 6 796 888 B2 bekannt, die hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist eine erste oder zweite Kontur oder eine Außenkontur eine Mehrzahl von Formschlusselementen auf, die entlang eines Kreises äquidistant zueinander angeordnet sind, wobei insbesondere zwölf Formschlusselemente mit radial verlaufenden Seitenflächen vorgesehen sind.
Auf diese Weise kann der Adapter mit einem Werkzeug formschlüssig verbunden werden, dessen Befestigungsöffnung eine Mehrzahl von Formschlusselementen aufweist, die entlang eines Kreises äquidistant zueinander angeordnet sind, wobei insbesondere zwölf Formschlusselemente mit radial verlaufenden Seitenflächen vorgesehen sind, wie es beispielsweise aus der DE 10 2004 050 798 A1 bekannt ist, die hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die erste oder zweite Kontur oder die Außenkontur eine Mehrzahl von nach außen weisenden abgerundeten Spitzen auf, wobei benachbarte abgerundete Spitzen durch zur Werkzeugdrehachse hin vorlaufende Krümmungsabschnitte zu einer stetigen geschlossenen Kurve miteinander verbunden sind, wobei insbesondere vier abgerundete Spitzen vorgesehen sind, die durch gerade Seitenflanken begrenzt sind, wobei zwischen den Seitenflanken benachbarter abgerundeter Spitzen jeweils ein bezüglich der Werkzeugdrehachse konzentrischer Teilkreisschnitt angeordnet ist.
Auf diese Weise ist eine formschlüssige Verbindung des Adapters mit einem Werkzeug ermöglicht, dessen Befestigungsöffnung an eine solche Form angepasst ist, wie beispielsweise aus der US 6 945 862 B2 bekannt, die hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen der erste und der zweite Verbindungsbereich jeweils eine räumliche Mehrkantkontur mit einer Mehrzahl von zumindest abschnittsweise ebenen Antriebsflächen auf, die sowohl gegenüber einer Radialebene als auch gegenüber einer sich durch die Werkzeugdrehachse erstreckenden Axialebene geneigt sind.
Vorzugsweise sind hierbei die Antriebsflächen rotationssymmetrisch um die Werkzeugdrehachse angeordnet.
Weiter vorzugsweise sind hierbei die Antriebsflächen im Wesentlichen in Form eines sternförmigen Polygons angeordnet, mit vorzugsweise zwölf nach außen weisenden, winkelmäßig äquidistant zueinander angeordneten sternförmigen Vorsprüngen, zwischen denen jeweils zwei zueinander geneigte, zumindest teilweise ebene Antriebsflächen angeordnet sind.
Mit einer derartigen Ausgestaltung lässt sich der Adapter maschinenseitig mit einer Werkzeugaufnahme verbinden, die eine derart dreidimensionale Gestaltung aufweist, wie etwa aus der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung DE 202013006900.7 bekannt, die hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Adapter ein erstes Adapterteil und ein zweites Adapterteil auf, die entlang einer vorzugsweise radialen Fügeebene, die vorzugsweise den ersten mit dem zweiten Verbindungsbereich verbindet, miteinander Verbindung sind, insbesondere miteinander verpresst, verschweißt, verlötet oder verklebt sind.
Hierbei können die beiden Adapterteile bevorzugt aus Sintermetall bestehen und vorzugsweise über eine Presspassung miteinander verbunden sein.
Mit einer derartigen Ausgestaltung ist eine einfache und kostengünstige Herstellungsweise für den Adapter ermöglicht.
Vorzugsweise sind hierbei am ersten und am zweiten Adapterteil jeweils einander zugeordnete Formschlusselemente und Formschlussgegenelemente vorgesehen, die formschlüssig ineinandergreifen.
Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen den beiden Adapterteilen vom zu übertragenden Drehmoment entlastet, da die Drehmomentübertragung insbesondere über die einander zugeordneten Formschlusselemente und Formschlussgegenelemente an den beiden Adapterteilen erfolgt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Hohlraum innerhalb des Adapters im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders auf, der an seiner Außenoberfläche eine Mehrzahl von sich in Radialrichtung erstreckenden Fortsätzen aufweist, denen entsprechende Vorsprünge am Kern zugeordnet sind, um eine drehfeste Führung des Kerns zusammen mit einer axialen Verschiebbarkeit im Hohlraum zu gewährleisten.
Mit einer derartigen Ausgestaltung ist eine einfache Drehmomentübertragung vom Adapter über den Kern zum Werkzeug auf formschlüssige Weise gewährleistet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an den beiden Stirnflächen jeweils eine Ausnehmung vorgesehen, durch die der Kern in seiner jeweiligen Endlage hervorstehen kann, und wobei die Ausnehmung vorzugsweise zumindest abschnittsweise einen zentralen Kreis aufweist, dessen Durchmesser mit einem zugeordneten Vorsprung an der Antriebswelle codiert ist.
Auf diese Weise kann eine Codierung zwischen dem Adapter und der Antriebswelle der Werkzeugmaschine gewährleistet werden, die vom Durchmesser des zugeordneten Vorsprungs an der Antriebswelle abhängt.
Ein Adapter kann hierbei eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche aufweisen, mit jeweils einer Ausnehmung, deren zentraler Kreis an der ersten und der zweiten Stirnfläche für Werkzeuge verschiedener Baureihen unterschiedliche Durchmesser aufweist.
Auf diese Weise können unterschiedliche Werkzeuge von unterschiedlichen Baureihen über die verschiedenen Adapter anhand des Durchmessers des zentralen Kreises der Ausnehmung in der Stirnfläche mit einem zugeordneten Vorsprung an einer Werkzeugmaschine codiert werden.
Es ist beispielsweise denkbar, dass bestimmte Werkzeuge, die ein hohes Drehmoment beim drehoszillierenden Antrieb erfordern, nur mit einer entsprechend ausgestalteten Werkzeugmaschine mit ausreichend hoher Antriebsleistung verbindbar sind. Dagegen können Werkzeuge, die nur eine geringere Antriebsleistung erfordern, entweder mit Werkzeugmaschinen hoher Antriebsleistung oder geringerer Antriebsleistung verbindbar sein.
Hierbei kann die Ausgestaltung so getroffen sein, dass Werkzeuge, die die höchste Antriebsleistung einer zugeordneten Werkzeugmaschine erfordern, mit dem geringsten Durchmesser der Antriebswelle über den Adapter codiert sind, während Werkzeuge, die die geringste Antriebsleistung erfordern, einen entsprechend größeren Durchmesser aufweisen. Somit können dann Werkzeuge, die eine hohe Antriebsleistung erfordern, nur mit einer speziell angepassten Werkzeugmaschine betrieben werden, während Werkzeuge, bei denen eine geringere Antriebsleistung ausreicht, mit Werkzeugmaschinen mit hoher Antriebsleistung als auch mit einer Werkzeugmaschine mit höherer Antriebsleistung kombinierbar sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
1 einen vergrößerten Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Adapter, der mit einem Werkzeug kombiniert ist und an einer Werkzeugaufnahme an einer Antriebswelle einer handgehaltenen Werkzeugmaschine mittels eines Klemmelementes fixiert ist;
2 eine vergrößerte Darstellung des Adapters gemäß 1 mit einem aufgesetzten Werkzeug an einem Ende, das über eine Schraube mit einem Kern innerhalb des Adapters verbunden ist;
3 eine perspektivische Ansicht des Adapters in einer ersten schrägen Ansicht;
4 eine Ansicht des Adapters gemäß 3 von der Seite der zweiten Stirnfläche aus, die in 3 zu sehen ist;
5 eine Ansicht des Adapters gemäß 3, wobei die erste Stirnfläche auf der anderen Seite des Adapters zu sehen ist;
6a) bis 6c) Ansichten des Adapters gemäß der 3 bis 5, wobei 6a) der Ansicht gemäß 5 entspricht, 6b) eine Seitenansicht des Adapters gemäß 6a) ist und 6c) der Ansicht des Adapters gemäß 4 entspricht, jeweils in kleinerem Maßstab als bei den 3 bis 5 dargestellt;
7a) bis 7c) perspektivische Ansichten von zwei Adapterteilen (7a) und 7c)) bevor diese miteinander verbunden werden, und eines zugeordneten Kerns (7b)), der in einem Hohlraum des Adapters axial verschiebbar, jedoch drehfest eingeschlossen wird;
8 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Adapters, der auf einer Seite zur formschlüssigen Verbindung mit einem Werkzeug ausgestaltet ist, das zwölf äquidistant entlang eines Kreises angeordnete Formschlusselemente aufweist; und
9 eine vereinfachte Darstellung einer handgehaltenen drehoszillierend angetriebenen Werkzeugmaschine, an deren Antriebswelle ein Werkzeug mit einem erfindungsgemäßen Adapter befestigt ist.
In 1 ist die Befestigung eines Oszillationswerkzeuges 32 mithilfe eines Adapters 10 am äußeren Ende einer Antriebswelle 12 einer drehoszillierend angetriebenen Werkzeugmaschine vergrößert im Schnitt dargestellt.
Bei der Werkzeugmaschine 90, die schematisch in 9 gezeigt ist, steht aus dem Maschinenkopf eine Antriebswelle 12 nach außen hervor, an deren äußerem Ende das Werkzeug 32 mithilfe des Adapters 10 befestigt ist. Die Antriebswelle 12 weist eine Längsachse 92 auf, um die ein drehoszillierender Antrieb mit geringem Verschwenkwinkel von etwa 0,5° bis 7° und hoher Frequenz im Bereich von etwa 5.000 bis 25.000 Oszillationen pro Minute drehoszillierend antreibbar ist.
Derartige Werkzeugmaschinen 90 sind seit langem bekannt und werden für zahlreiche Schneid-, Schleif- und Trennarbeiten eingesetzt. Hierbei ist das Werkzeug 32 derart mittels des Adapters 10 auf dem äußeren Ende der Antriebswelle 12 aufgenommen, dass die Werkzeugdrehachse 16 mit der Längsachse 92 der Antriebswelle 12 zusammenfällt.
Im dargestellten Fall weist die Werkzeugmaschine 90 gemäß 9 zusätzlich noch einen Klemmmechanismus 40 auf, mittels dessen das Werkzeug 32 an der Antriebswelle 12 festgeklemmt wird, ohne dass hierzu die Zuhilfenahme eines Werkzeuges notwendig ist. Dies ist grundsätzlich bereits bekannt (vgl. hierzu die DE 202013006901.5 , die jedoch nicht vorveröffentlicht ist, und die hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird).
Die Antriebswelle 12 weist an ihrem äußeren Ende eine Vertiefung auf, in der eine dreidimensional ausgestaltete Werkzeugaufnahme 18 an der Innenoberfläche ausgebildet ist. Die Form der Werkzeugaufnahme 18 ist im Einzelnen in der nicht vorveröffentlichten deutschen Gebrauchsmusteranmeldung DE 202013006900.7 beschrieben, die hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Die Werkzeugaufnahme 18 ermöglicht zusammen mit einem zugeordneten Aufnahmeabschnitt am Werkzeug eine formschlüssige Verbindung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme, wobei die erforderliche axiale Festlegung des Werkzeugs 32 an der Antriebswelle 12 mittels des Klemmmechanismus 40 gewährleistet wird.
Der erfindungsgemäße Adapter 10 ermöglicht es nun, ein Werkzeug 32, das mit einer Befestigungsöffnung 36 versehen ist, deren Form nicht auf die Werkzeugaufnahme 18 abgestimmt ist, unter Zuhilfenahme des Adapters 10 an der Antriebswelle 12 zu befestigen. Dabei ist der Adapter 10 derart ausgestaltet, dass mittels eines einzigen Adapters die Befestigung von zwei unterschiedlichen Werkzeugen 32 an der Antriebswelle 12 ermöglicht ist, je nachdem, welche Seite des Adapters 10 der Antriebswelle 12 zugewandt wird.
Der Adapter 10 weist an seiner Außenoberfläche eine erste Stirnfläche 22 auf der ersten Seite sowie eine zweite Stirnfläche 26 auf der gegenüberliegenden zweiten Seite auf. An jede der Stirnflächen 22 bzw. 26 schließt sich an der Außenoberfläche ein Verbindungsbereich, nämlich ein erster Verbindungsbereich 20 bzw. ein zweiter Verbindungsbereich 24, an, dessen Außenoberfläche an die dreidimensional gestaltete Innenoberfläche der Werkzeugaufnahme 18 an der Antriebswelle 12 abgestimmt ist. Es ergibt sich somit eine formschlüssige Verbindung, unabhängig davon, ob der Adapter 10 mit seinem ersten Verbindungsbereich 20 in die Werkzeugaufnahme 18 eingesetzt wird, oder ob der Adapter 10 umgedreht wird und mit seinem zweiten Verbindungsbereich 24 in die Werkzeugaufnahme 18 der Antriebswelle 12 eingesetzt wird.
Innerhalb des Adapters 10 ist ein Hohlraum 50 vorgesehen (vgl. 2), in dem ein Kern 28 axial verschiebbar, jedoch drehfest gehalten ist. Der Kern 28 ist von einer zentralen Gewindebohrung durchsetzt.
Der Kern 28 lässt sich in zwei axiale Endpositionen verschieben. In jeder dieser Endpositionen steht der Kern 28 mit einem axialen Ende durch die zugeordnete Stirnfläche 22 bzw. 26 des Adapters 10 nach außen hervor und kann somit bei Anpassung an die Form der Befestigungsöffnung 36 des Werkzeugs 32 unmittelbar eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Werkzeug 32, dem Kern 28 und dem Adapter 10 und somit mit der Antriebswelle 12 gewährleisten.
In der in den 1 und 2 gezeigten Stellung befindet sich der Kern 28 in einer solchen Position, dass dieser an der Seite seiner zweiten Stirnfläche 26 durch diese erhaben hervorsteht und in die Befestigungsöffnung 36 des Werkzeugs 32 formschlüssig eingreift. In dieser Position ist der Kern 28 mittels einer Schraube 38 am Werkzeug 32 befestigt, indem die Schraube 38 durch eine zentrale Ausnehmung 39 einer Kappe 42 hindurchgreift und in die Gewindebohrung 30 des Kerns 28 eingeschraubt ist. Das Werkzeug 32 ist somit in der in 2 gezeigten Position mit dem Adapter 10 fest verbunden und formschlüssig gesichert.
Aus 2 ist ferner noch zu ersehen, dass der Adapter 10 aus zwei Adapterteilen 46, 48 zusammengesetzt ist, die entlang einer radialen Fügebene 44 miteinander verbunden sind.
Die genauere Form des Adapters 10 wird nunmehr im Folgenden anhand der 3 bis 5 näher erläutert.
Aus der perspektivischen Darstellung gemäß 3 ist die Form der beiden Verbindungsbereiche 20, 24, die durch die Fügebene 44 gegeneinander abgegrenzt sind, gut zu ersehen. Jeder Verbindungsbereich 20, 24 weist hierbei eine dreidimensional gestaltete Außenoberfläche auf, mit einem sternförmigen Polygon mit zwölf nach außen weisenden, winkelmäßig äquidistant zueinander angeordneten, sternförmigen Vorsprüngen 58, zwischen denen jeweils zwei zueinander geneigte, zumindest teilweise ebene Antriebsflächen 59, 60 angeordnet sind. Die Form eines solchen Verbindungsbereiches 20 bzw. 24 kann annähernd als "Guglhupf" beschrieben werden, wobei durch die beiden Verbindungsbereiche 20, 24, die sich entlang der Fügeebene 44 spiegelbildlich zu beiden Seiten hin erstrecken, ein "Doppelguglhupf" gebildet ist.
Auf der Seite der ersten Stirnfläche 22 des Adapters 10 steht der Kern 28 durch eine Ausnehmung 62 in der zweiten Stirnfläche 26 erhaben nach außen hervor. Der Vorsprung weist hierbei vier nach außen weisende, abgerundete Spitzen 54 auf, wobei benachbarte abgerundete Spitzen 54 durch zur Werkzeugdrehachse 16 hin vorlaufende Krümmungsabschnitte zu einer stetigen geschlossenen Kurve miteinander verbunden sind, wobei jede abgerundete Spitze 54 beidseits durch eine gerade Seitenflanke 55 begrenzt ist, wobei zwischen den Seitenflanken 55 benachbarter abgerundeter Spitzen 54 jeweils ein bezüglich der Werkzeugdrehachse 16 konzentrischer Teilkreisabschnitt 56 angeordnet ist.
Diese Ausführung entspricht einer bestimmten Form einer Werkzeugaufnahme einer Antriebswelle, wie sie insbesondere durch die US 6 945 862 B2 offenbart ist. Auf der Stirnfläche 26 ist randseitig noch ein erhabener Ringabschnitt 57 vorgesehen, auf dem das Werkzeug 32 gemäß 2 aufliegt, während die Befestigungsöffnung 36 des Werkzeugs 32, die der Form der zweiten Kontur 52 gemäß 3 entspricht, formschlüssig mit dem Kern 28 verbunden ist und durch die Schraube 38 gesichert ist.
Während 4 den Adapter 10 von der Seite der zweiten Stirnfläche 26 aus zeigt, zeigt 5 den Adapter 10 von der Seite der ersten Stirnfläche 22 aus. Die erste Stirnfläche 22 weist eine erhabene Außenkontur 64 gemäß 5 auf, die sternförmig ausgebildet ist, mit zwölf nach außen vorstehenden Vorsprüngen 66, zwischen denen jeweils Rücksprünge 67, 68 gebildet sind. Diese Form ist im Stand der Technik bereits bekannt und wird für bestimmte Werkzeuge verwendet (vgl. zum Beispiel 10 gemäß US 6 796 888 B2 ).
Wird der Adapter 10 derart verwendet, dass die erste Stirnfläche 22 dem Werkzeug 32 zugewandt ist, so kann ein Werkzeug 32, dessen Form der Befestigungsöffnung 36 dieser Sternform entspricht, formschlüssig mit dem Adapter 10 verbunden werden.
Der Kern 28 weist an seinen beiden Seiten eine erhabene Kontur 52 bzw. 72 auf, die der zuvor anhand von 3 beschriebenen Kontur mit vier abgerundeten Spitzen und geraden Seitenflanken 55 sowie bezüglich der Werkzeugdrehachse 16 konzentrischen Teilkreisabschnitten 56 entspricht.
7a) und 7c) zeigen das erste Adapterteil 46 und das zweite Adapterteil 48 in perspektivischer Darstellung, bevor die Adapterteile 46, 48 unter Zwischenlage des Kerns 28 zusammengesetzt werden. In jeder der beiden Stirnflächen 26 gemäß 7c) bzw. 22 gemäß 6a) befindet sich eine entsprechende Form der Ausnehmung 62, durch die der Kern 28 mit der ersten Kontur 72 oder der zweiten Kontur 52 erhaben hervorstehen kann.
Im Falle der Verwendung des Adapters mit seiner ersten Stirnfläche 22 auf der Seite des Werkzeugs 32 spielt die nach außen hervorstehende erste Kontur 72 keine Rolle, da sich die erste Kontur 72 mit den vier abgerundeten Spitzen innerhalb der erhabenen sternförmigen Außenkontur 64 gemäß 5 befindet. Dies bedeutet, dass die zugeordnete Befestigungsöffnung des Werkzeuges 32 entsprechend größer ist als die Befestigungsöffnung von Werkzeugen mit vier abgerundeten Spitzen 54 gemäß 3.
Selbstverständlich ist es nicht notwendig, auch auf der Seite der ersten Stirnfläche 22 den Kern 28 mit einer Kontur 72 durch die erste Stirnfläche 22 nach außen hervorstehen zu lassen, da zur Drehmomentübertragung ja die erhabene Außenkontur 64 dient. Allerdings unterstützt die erste Kontur 72, die mit der zugeordneten Ausnehmung 70 an der Stirnfläche 22 korrespondiert, die Drehmomentübertragung und den festen Sitz des Kerns 28, wenn das Werkzeug 32 auf dieser Seite befestigt wird.
Aus den 7a) bis 7c) ist ferner ersichtlich, dass der Kern 28 vier nach außen weisende Vorsprünge 80 aufweist, mit denen der Kern 28 im grundsätzlich zylindrisch ausgestalteten Hohlraum 50 axial verschiebbar, jedoch verdrehgesichert gehalten ist.
Des Weiteren weisen die beiden Adapterteile 46, 48 jeweils einander zugeordnete Formschlusselemente 76 in Form von Vorsprüngen und Formschlussgegenelemente 78 in Form von Vertiefungen auf, die beim Zusammensetzen mit dem jeweils anderen Adapterteil 46, 48 ineinandergreifen und die Adapterteile 46, 48 somit formschlüssig gegen ein Verdrehen zueinander sichern.
Die beiden Adapterteile 46, 48 sind vorteilhaft als Sinterteile zum Beispiel aus Stahl hergestellt und können nach Einlegen des Kerns 28 in den Hohlraum 50 an der Fügebene 44 aneinandergefügt werden. Um eine dauerhafte Verbindung zu gewährleisten, können die beiden Adapterteile 46, 48 miteinander verschweißt, verlötet, verklebt oder verpresst werden. Bevorzugt wird eine Presspassung ohne zusätzliche Hilfsmittel verwendet.
In 8 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Adapters dargestellt und insgesamt mit 10a bezeichnet.
Der Adapter 10a unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Adapter 10 dadurch, dass auf der Seite der zweiten Stirnfläche 26 anstelle des Ringabschnitts 57 insgesamt zwölf Formschlusselemente 82 in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander entlang einer Kreislinie 86 angeordnet sind, die jeweils durch radial verlaufende Seitenflächen 84, 85 begrenzt sind. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine formschlüssige Verbindung mit Werkzeugen, an denen entsprechende Ausnehmungen vorgesehen sind, wie dies aus der DE 10 2004 050 798 A1 bekannt ist, die hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Es versteht sich, dass in diesem Fall auf die vorstehende Kontur 52 des Kerns 28 an dieser Seite verzichtet wird, da ansonsten die erhabenen Formschlusselemente 85 nicht mit den zugeordneten Ausnehmungen am Werkzeug zusammenwirken könnten.
Es versteht sich ferner, dass darüber hinaus beliebige andere Ausgestaltungen entweder der ersten oder der zweiten Kontur 72, 52 am Kern 28 oder der erhabenen Außenkontur 64 vorgesehen sein können, um Verbindungen mit unterschiedlichen Werkzeugen zu erlauben.
Aus 1 ist zu ersehen, dass die Antriebswelle 12 einen zentralen Vorsprung 19 in Form eines in die Werkzeugaufnahme 18 hervorstehenden Vorsprungs aufweist. Der Durchmesser dieses Vorsprungs 19 ist mit dem Innendurchmesser der beiden Ausnehmungen 62 bzw. 70 an der zweiten Stirnfläche 26 bzw. 22 codiert. Dies bedeutet, dass nur dann, wenn der Durchmesser des Vorsprungs 19 am Dorn der Antriebswelle 12 kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der Ausnehmung 62 bzw. 70 ist, eine Befestigung des Adapters 10 bzw. 10a auf der Werkzeugmaschine 90 möglich ist.
Auf diese Weise kann eine Codierung bestimmter Werkzeuge mit bestimmten Werkzeugmaschinen von bestimmten Leistungsklassen auf einfache Weise erreicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6796888 B2 [0014, 0062]
DE 102004050798 A1 [0016, 0072]
US 6945862 B2 [0018, 0061]
DE 202013006900 U [0022, 0051]
DE 202013006901 [0050]

Claims

Adapter zur Befestigung eines Werkzeugs (32) an einer Werkzeugaufnahme (18) an einer um eine Werkzeugdrehachse (16) vorzugsweise drehoszillierend antreibbaren Antriebswelle (12) einer Werkzeugmaschine, wobei der Adapter eine erste Seite mit einer ersten Stirnfläche (22) und einem sich daran anschließenden ersten Verbindungsbereich (20) und eine zweite Seite mit einer zweiten Stirnfläche (26) und einem sich daran anschließenden zweiten Verbindungsbereich (24) aufweist, wobei beide Verbindungsbereiche (20, 24) zur formschlüssigen Verbindung mit einer zugeordneten Werkzeugaufnahme (18) der Antriebswelle (12) ausgebildet sind, wobei beide Verbindungsbereiche (20, 24) jeweils eine Mehrzahl von Antriebsflächen (59, 60) aufweisen, die bezüglich einer Radialebene, die sich senkrecht zur Werkzeugdrehachse (16) erstreckt, sowie bezüglich einer Axialebene, die die Werkzeugdrehachse (16) einschließt, zumindest teilweise geneigt sind, derart, dass der Adapter (10, 10a) wahlweise mit seinem ersten (20) oder seinem zweiten Verbindungsbereich (24) mit der Werkzeugaufnahme (18) formschlüssig verbindbar ist, wobei der Adapter (10, 10a) einen Hohlraum (50) aufweist, in dem ein Kern (28) zwischen zwei axialen Endpositionen verschiebbar und drehfest gehalten ist, wobei der Kern (28) zumindest in einer der axialen Endpositionen mit dem Werkzeug (32) koppelbar ist.
Adapter nach Anspruch 1, bei dem der Kern (28) zumindest in einer der axialen Endpositionen mit einer Kontur (52, 72) erhaben aus einer Stirnfläche (22, 26) hervorsteht und eine formschlüssige Verbindung mit einer zugeordneten Gegenkontur eines Werkzeugs (32) erlaubt.
Adapter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Kern (28) von einer Gewindebohrung (30) durchsetzt ist, in die eine Schraube (38) wahlweise von der ersten oder zweiten Seite aus einschraubbar ist, um den Kern (28) in einer ersten oder zweiten Endposition zu fixieren.
Adapter nach Anspruch 3, mit einer Kappe (42) zur Abstützung auf einem Werkzeug (32) und mit einer zentralen Ausnehmung (39), durch die eine Schraube (38) mit dem Kern (28) verschraubbar ist.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest an einer ersten (22) oder einer zweiten (26) Stirnfläche eine erhabene Außenkontur (64) ausgebildet ist, die mit einer zugeordneten Gegenkontur eines Werkzeugs (32) formschlüssig verbindbar ist.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste oder zweite Kontur oder die Außenkontur (64) die Form eines Polygons aufweist, insbesondere eines sternförmigen Polygons mit vorzugsweise 12 nach außen weisenden Vorsprüngen (66), und jeweils zwei zwischen benachbarten Vorsprüngen (66) nach innen weisenden, zueinander winklig angeordneten Rücksprüngen (67, 68).
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine erste oder zweite Kontur oder eine Außenkontur eine Mehrzahl von Formschlusselementen (82) aufweist, die entlang eines Kreises (86) äquidistant zueinander angeordnet sind, wobei insbesondere 12 Formschlusselemente (82) mit radial verlaufenden Seitenflächen (84, 85) vorgesehen sind.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine erste oder zweite Kontur oder eine Außenkontur eine Mehrzahl von nach außen weisenden abgerundeten Spitzen (54) aufweist, wobei benachbarte abgerundete Spitzen (54) durch zur Werkzeugdrehachse (16) hin vorlaufende Krümmungsabschnitte zu einer stetigen geschlossenen Kurve miteinander verbunden sind, wobei insbesondere vier abgerundete Spitzen (54) vorgesehen sind, die durch gerade Seitenflanken (55) begrenzt sind, wobei zwischen den Seitenflanken (55) benachbarter abgerundeter Spitzen (54) jeweils ein bezüglich der Werkzeugdrehachse (16) konzentrischer Teilkreisabschnitt (56) angeordnet ist.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste und der zweite Verbindungsbereich jeweils eine räumliche Mehrkantkontur mit einer Mehrzahl von zumindest abschnittsweise ebenen Antriebsflächen (59, 60) aufweisen, die sowohl gegenüber einer Radialebene als auch gegenüber einer sich durch die Werkzeugdrehachse (16) erstreckenden Axialebene geneigt sind.
Adapter nach Anspruch 9, bei dem die Antriebsflächen (59, 60) rotationssymmetrisch um die Werkzeugdrehachse (16) angeordnet sind.
Adapter nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Antriebsflächen (59, 60) im Wesentlichen in Form eines sternförmigen Polygons angeordnet sind mit vorzugsweise 12 nach außen weisenden, winkelmäßig äquidistant zueinander angeordneten, sternförmigen Vorsprüngen (58), zwischen denen jeweils zwei zueinander geneigte, zumindest teilweise ebene Antriebsflächen (59, 60) angeordnet sind.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem ersten Adapterteil (46) und einem zweiten Adapterteil (48), die entlang einer vorzugsweise radialen Fügebene (44), die vorzugsweise den ersten (20) mit dem zweiten (24) Verbindungsbereich verbindet, miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verpresst, verschweißt, verlötet oder verklebt sind.
Adapter nach Anspruch 12, bei dem die beiden Adapterteile (46, 48) aus Sintermetall bestehen und vorzugsweise über eine Presspassung miteinander verbunden sind.
Adapter nach Anspruch 12 oder 13, bei dem am ersten (46) und am zweiten Adapterteil (48) jeweils einander zugeordnete Formschlusselemente (76) und Formschlussgegenelemente (78) vorgesehen sind, die formschlüssig ineinander greifen.
Adapter nach Anspruch 12, 13 oder 14, bei dem der Hohlraum (50) im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweist, der an seiner Außenoberfläche eine Mehrzahl von sich in Radialrichtung erstreckenden Fortsätzen (74) aufweist, denen entsprechende Vorsprünge (80) am Kern (28) zugeordnet sind, um eine drehfeste Führung des Kerns (28) zusammen mit einer axialen Verschiebbarkeit im Hohlraum (50) zu gewährleisten.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an beiden Stirnflächen (22, 26) jeweils eine Ausnehmung (62) vorgesehen ist, durch die der Kern (28) in seiner jeweiligen Endlage hervorstehen kann, und wobei die Ausnehmung (62) vorzugsweise zumindest abschnittsweise einen zentralen Kreis aufweist, dessen Durchmesser mit einem zugeordneten Vorsprung (19) an der Antriebswelle (12) codiert ist.
Adapter nach Anspruch 16, mit einer ersten Stirnfläche (22) und einer zweiten (26) Stirnfläche, die jeweils eine Ausnehmung (62, 70) aufweisen, deren zentraler Kreis an der ersten und der zweiten Stirnfläche (22, 26) für Werkzeuge verschiedener Baureihen unterschiedliche Durchmesser aufweist.