(19)
(11)EP 3 357 640 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
08.08.2018  Patentblatt  2018/32

(21)Anmeldenummer: 18153211.0

(22)Anmeldetag:  24.01.2018
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B24B 47/02(2006.01)
B24D 7/06(2006.01)
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
MA MD TN

(30)Priorität: 02.02.2017 DE 102017102093

(71)Anmelder: Nitschke, Steffen
04319 Leipzig/Althen-Kleinpösna (DE)

(72)Erfinder:
  • Nitschke, Steffen
    04319 Leipzig/Althen-Kleinpösna (DE)

(74)Vertreter: Naeven, Ralf 
König Naeven Schmetz Patent- und Rechtsanwaltskanzlei Kackertstraße 10
52072 Aachen
52072 Aachen (DE)

  


(54)TRANSLATORISCH WIRKENDES WERKZEUGMODUL ZUR FEINBEARBEITUNG


(57) Ein translatorisch wirkendes Werkzeugmodul zur Feinbearbeitung, umfassend mindestens ein einen Anpresshub aufweisendes Feinbearbeitungselement (12, 34, 48, 54), mindestens ein Anpresskraftsystem zur Beeinflussung einer Anpresskraft des mindestens einen Feinbearbeitungselements (12, 34, 48, 54) auf eine zu bearbeitende Werkstückoberfläche, und Antriebsmittel zum Antrieb des mindestens einen Feinbearbeitungselements (12, 34, 48, 54), wobei das mindestens eine Feinbearbeitungselement (12, 34, 48, 54) an mindestens einer mittels der Antriebsmittel angetriebenen und linear geführten Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92), angeordnet ist, kennzeichnet sich durch mindestens eine in der Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) oder in mindestens einer der Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) angeordnete, zur Übertragung einer Kraft auf das Feinbearbeitungselement (12, 34, 48, 54) oder auf mindestens eines der Feinbearbeitungselemente (12, 34, 48, 54) dienende Übertragungseinrichtung, wobei die Übertragungseinrichtung eine ein Kolben-Zylindersystem umfassende und mit Fluiddruck betriebene Druckübertragungseinrichtung oder eine elektrisch betriebene Kraftübertragungseinrichtung ist.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein translatorisch wirkendes Werkzeugmodul zur Feinbearbeitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Während formgebende Bearbeitung, wie z.B. NC-Fräsen oder NC-Erodieren in hohem Umfang automatisiert werden konnte, erfolgt eine abschließende Oberflächenfeinbearbeitung des Werkstückes in der Regel manuell, z.B. das Feinschleifen und Polieren. Die manuelle Feinbearbeitung bildet oftmals den letzten Prozessschritt und ist somit entscheidend für die Produktqualität. Dabei hängen die Qualität und der Zeitaufwand ausschließlich vom individuellen Geschick des Handwerkers ab.

[0003] Es wurden zur Automatisierung der Feinbearbeitung bisher große Anstrengungen unternommen, wobei mit den entwickelten Lösungen lediglich einfache, leicht gekrümmte Oberflächen automatisiert geschliffen, gehont und poliert werden können. Vor diesem Hintergrund besteht speziell aus Sicht der Endanwender der Bedarf, neue Werkzeugsysteme für die Bearbeitung komplexer Geometrieelemente bereitzustellen.

[0004] Aus dem Artikel "Hochglänzende Freiformflächen auf Stahlwerkzeugen" (F. Klocke et al.; wt Werkstattstechnik online Jahrgang 100 (2010) H. 6, S.480-486) ist ein Werkzeugmodul der eingangs genannten Art bekannt, welches eine Spindelschnittstelle für eine Bearbeitungsspindel eines Robotersystems aufweist. Die mechanische Drehbewegung der Bearbeitungsspindel wird im Werkzeugmodul in eine rotatorische Bewegung eines Feinbearbeitungselements umgesetzt. Zur Einstellung einer Anpresskraft oder Normalkraft, mit der eine Bearbeitungsmembran des Feinbearbeitungselements auf die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gepresst wird, wird mittels einer Pneumatik eine Kraftaktorik betrieben, mit der die Anpresskraft der Bearbeitungsmembran definiert wird. Dies ermöglicht eine automatische Kompensation des Verschleißes des Feinbearbeitungselements oder von Abweichungen des Oberflächenprofils und der Ungenauigkeit der Robotersteuerung. Innerhalb eines Anpresshubes kann über den Luftdruck in der Pneumatik ein weitgehend konstanter Anpressdruck erreicht werden.

[0005] Aus der DE 10 2012 108 594 A1 ist ein Werkzeugmodul zur Feinbearbeitung der eingangs genannten Art bekannt, bei dem ein Werkzeug über eine Exzentereinrichtung an einer Welle angeschlossen ist, welche relativ zu einer Hohlwelle in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Exzentereinrichtung übersetzt einen rotatorischen Antrieb mittels einer Spindel in eine lineare Oszillationsbewegung eines das Werkzeug tragenden Oszillationskopfs. Der Anpressdruck auf ein Werkstück wird über eine Andruckeinrichtung beeinflusst, welche mindestens einen Pneumatikzylinder aufweist. Der Pneumatikzylinder ist an einem Werkzeughalter angeschlossen und wirkt auf den gesamten Oszillationskopf, wodurch eine verhältnismäßig große Masse zwischen dem Pneumatikzylinder und dem eigentlichen Werkzeug, z.B. einem Honstein, gegeben ist.

[0006] Die JP 60186371 A offenbart zwei Varianten eines Werkzeugmoduls zur Feinbearbeitung, welches an eine Spindel angeschlossen werden kann. Eine Exzentereinrichtung kann mittels Schrauben in ihrer Exzentrizität eingestellt werden und dient zur Erzeugung einer linearen Bewegungskomponente eines Polierwerkzeuges. Eine pneumatische oder sonstige Beeinflussung des Anpressdruck des Werkzeuges wird nicht problematisiert.

[0007] Aus der DE 39 19 359 C1 ist ein Werkzeugmodul, zum Beispiel für eine Schleifmaschine, bekannt. Das Werkzeugmodul umfasst eine Exzentereinrichtung, die sich aus einer äußeren von einem Motor angetriebenen Exzenterbuchse und einem Innenexzenter zusammensetzt. Die äußere Exzenterbuchse und der Innenexzenter können gegeneinander verdreht werden, um unterschiedliche Exzentrizität in der Innenfläche des Innenexzenters einzustellen. In der Exzentereinrichtung ist über Wälzlager eine Schwingachsenbuchse gelagert, in deren Bohrung wiederum eine Schwingachse mit einer Werkzeugaufnahme angeordnet ist. Die Schwingachsenbuchse und die Schwingachse sind derart gelagert und geführt, dass die Schwingachse bei einer Rotation der Exzentereinrichtung lediglich eine oszillierende translatorische Bewegung ausführt. Der Anpressdruck des Werkzeuges auf ein Werkstück wird mittels einer die translatorische Bewegung der Schwingachse nicht mitvollziehenden Pneumatik bestimmt. Die Schwingachse ist für die Oszillationsbewegung an einem Ende eines Kolbens der Pneumatik geführt. D.h. die Pneumatik wirkt mittelbar über die Schwingachse auf das Werkzeug.

[0008] Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeugmodul der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches einen alternativen Aufbau aufweist und eine andere Bearbeitungsweise ermöglicht.

[0009] Diese Aufgabe wird bei einem Werkzeugmodul der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind durch die abhängigen Ansprüche gegeben.

[0010] In einer ersten Alternative der Erfindung kann das erfindungsgemäße Werkzeugmodul so ausgebildet sein, dass das Anpresskraftsystem ein Fluiddrucksystem mit einem Fluidleitungssystem für ein Fluid umfasst. Somit kann die Anpresskraft durch den Druck des Fluids bestimmt oder mitbestimmt werden. Dabei weist das Fluiddrucksystem mindestens eine in der mindestens einen Translationseinheit angeordnete Druckübertragungseinrichtung zur Übertragung des Fluiddrucks auf das mindestens eine Feinbearbeitungselement auf.

[0011] Die mindesten eine Druckübertragungseinrichtung weist ein Kolben-Zylindersystem auf, bei dem jeweils ein Feinbearbeitungselement oder eine Gruppe von Feinbearbeitungselementen mit einem Kolben gekoppelt ist. Durch die Anordnung der Druckübertragungseinrichtung in der Translationseinheit kann das für den Druck verantwortliche Fluid sehr nahe an das zugehörige Feinbearbeitungselement geführt werden, wodurch die Masse der durch den Fluiddruck zu bewegenden Elemente gering gehalten werden kann. Die Mechanik zur Übertragung des Fluiddrucks auf das Feinbearbeitungselement kann zum Beispiel auf einen eine geringe Masse aufweisenden Kolben des Kolben-Zylindersystems beschränkt sein.

[0012] Es kann vorgesehen sein, dass eine Fluid-Zuleitung des Fluidleitungssystems, mit der die Zufuhr des Fluids zu mindestens einer der Druckübertragungseinrichtungen ermöglicht wird, an zumindest einer Verengungsstelle im Querschnitt manuell oder maschinell veränderbar ist. Die Veränderbarkeit umfasst auch die Möglichkeit, eine Druckübertragungseinrichtung vollständig vom Rest des Fluidleitungssystems abzusperren. Auf diese Weise werden die Möglichkeiten der Verteilung des Fluiddrucks auf die verschiedenen Druckübertragungseinrichtungen erhöht.

[0013] Es kann vorteilhaft sein, mindestens zwei Druckübertragungseinrichtungen vorzusehen. Mehrere Druckübertragungseinrichtungen erhöhen die Anpassbarkeit des Werkzeugmoduls in seiner Anpresskraft.

[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Werkzeugmodul an eine externe Druck-Steuereinheit oder eine externe Druck-Regeleinheit angeschlossen werden. Auf diese Weise kann der Fluiddruck während der Werkstück-Bearbeitung gesteuert oder geregelt und bei Bedarf permanent und stufenlos angepasst werden. Somit kann die Anpresskraft des Feinbearbeitungselements stetig entsprechend den Bearbeitungsbedingungen eingestellt werden.

[0015] In einer zweiten Alternative der Erfindung ist das erfindungsgemäße Werkzeugmodul so ausgebildet, dass das Anpresskraftsystem elektrisch betrieben ist, wobei das Anpresskraftsystem mindestens eine in der Translationseinheit oder in mindestens einer der Translationseinheiten angeordnete Kraftübertragungseinrichtung zur Übertragung einer Kraft auf das Feinbearbeitungselement oder mindestens eines der Feinbearbeitungselemente aufweist. Damit übernimmt die Kraftübertragungseinrichtung in entsprechender Weise die Funktion der oben beschriebenen Druckübertragungseinrichtung in einem Fluiddrucksystem.

[0016] Das Werkzeugmodul kann auch so ausgebildet sein, dass die Kraftübertragungseinrichtung oder mindestens eine der Kraftübertragungseinrichtungen induktiv wirkend ist, z.B. mit einer Spule und einem Magnetbolzen, der unmittelbar oder mittelbar auf ein Feinbearbeitungselement wirkt.

[0017] Das erfindungsgemäße Werkzeugmodul kann so ausgebildet sein, dass die lineare Führung der Translationseinheit oder mindestens einer der Translationseinheiten senkrecht zur Richtung des Anpressdrucks ausgerichtet ist. Eine lineare, d. h. translatorische Bewegung des mindestens einen, an der Translationseinheit angeordneten Feinbearbeitungswerkzeugs erleichtert eine gleichmäßige flächige Bearbeitung von planen als auch gekrümmten Oberflächen. Der Vorteil gegenüber der rotatorischen Feinbearbeitung ist zum einen die Möglichkeit einer hohen homogenen Oberflächenqualität durch Vermeidung von Verrundungen an Kanten sowie durch die Vermeidung von Oberflächenwelligkeit. Des Weiteren können Strichpolituren erzeugt werden. Anders als bei rotierenden Stirnschleifwerkzeugen ist ein vollflächiger Kontakt bei gleichzeitig geringerem Verschleiß am Werkzeug möglich. Die genannten Vorteile sind vor allem bei Blechumformwerkzeugen für die Automobilkarosserie sowie bei Spitzgießwerkzeugen, z. B. für lackierfähige Produkte, hochglänzende Kunststoffteile oder mit Schlagpressen hergestellte optische Linsen von Belang.

[0018] Vorzugsweise ist die Linearführung der Translationseinheit senkrecht zur Richtung des Anpresshubs des mindestens einen Feinbearbeitungselements ausgerichtet. Eine Fläche kann somit mit translatorischer Bewegungsrichtung senkrecht zur axialen Krafteinstellung bearbeitet werden. Für die Linearführung kann mindestens ein stabförmiges Führungselement vorgesehen sein. Entlang eines solchen Führungselements kann die Translationseinheit mittelbar oder unmittelbar z.B. mittels einer Gleitlagerung oder Wälzlagerung gelagert sein. Es kann aus Stabilitätsgründen vorteilhaft sein, mindestens zwei stabförmige Führungselemente vorzusehen. Das Führungselement kann im Querschnitt rund, unrund oder eckig sein. Wird lediglich ein einziges stabförmiges Führungselement eingesetzt, kann eine unrunde oder eckige Querschnittsform zur Stabilität der Führung vorteilhaft sein.

[0019] Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Werkzeugmodul Umsetzungsmittel zur Umsetzung einer Rotationsbewegung eines Maschinen- oder Roboterteils in eine von den Führungsmitteln geführte Translationsbewegung auf. Weiter vorzugsweise ist die Maschinenschnittstelle zum Anschluss an eine Spindel eingerichtet. Dabei können die Umsetzungsmittel die Rotation der Spindel in die Translationsbewegung umsetzen. Die Ausbildung der Umsetzungsmittel kann so sein, dass die Länge der Wegstrecke der Translationsbewegung festgelegt oder einstellbar ist, z.B. durch eine veränderbare Exzentrizität eines Exzenters.

[0020] Alternativ zu einer Maschinenschnittstelle oder zusätzlich hierzu kann das Werkzeugmodul auch einen eigenen Motor, z.B. einen Elektromotor, aufweisen oder direkt an eine einen Motor aufweisende Antriebseinheit angeschlossen oder anschließbar sein.

[0021] Das erfindungsgemäße Werkzeugmodul kann auch so ausgebildet sein, dass mindestens ein Paar gegenläufig angetriebener und lineargeführter Translationseinheiten vorgesehen ist. Hierdurch kann ein Bearbeitungsbetrieb ohne Unwucht auf effektive und einfache Weise erreicht werden.

[0022] So kann vorgesehen werden, dass das Paar gegenläufig angetriebener und lineargeführter Translationseinheiten mittels eines an einer gemeinsamen Antriebswelle angreifenden Getriebes, vorzugsweise eines Kniehebeltriebs mit geführtem Kniegelenk, angetrieben ist. Zur vollständigen Eliminierung von Unwuchten können in diesem Fall noch ein oder mehrere Ausgleichsgewichte erforderlich sein.

[0023] Das erfindungsgemäße Werkzeugmodul kann aber auch so ausgebildet sein, dass das Paar gegenläufig angetriebener und lineargeführter Translationseinheiten mittels einer Antriebswelle mit zwei entgegengesetzt ausgerichteten Exzentern, z.B. mittels eines doppelten Schubkurbeltriebs, angetrieben ist. Dabei kann das Paar der Translationseinheiten derart ausgebildet sein, dass ohne Ausgleichsgewicht ein Betrieb ohne Unwucht möglich ist.

[0024] Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Werkzeugmodul auch so ausgebildet sein, dass ein Translations-Hub der Translationseinheit definiert einstellbar ist. Dies kann z.B. bei Einsatz eines oder mehrerer Exzenter durch eine Veränderbarkeit der Exzentrizität erreicht werden.

[0025] Insbesondere ist es vorteilhaft, das Werkzeugmodul so auszubilden, dass die Mittel zur Linearführung der Translationseinheit mindestens einen Fluidkanal des Fluiddrucksystems aufweisen. Somit erfüllen die Mittel zur Linearführung eine zweite Funktion, nämlich die Weiterleitung des Fluids, z. B. zu der Druckübertragungseinrichtung oder zu mindestens einer der Druckübertragungseinrichtungen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Führungsmittel zur Linearführung mindestens ein den Fluidkanal oder mindestens einen der Fluidkanäle aufweisendes Hohlrohr umfassen. Das Hohlrohr kann im Umfang rund sein, jedoch auch andere Querschnittsformen aufweisen. Das Hohlrohr kann z.B. ein stabförmiges Führungselement bilden, wie es weiter oben beschrieben ist. Werden mehrere stabförmige Führungselemente eingesetzt, können (kann) ein einziges, eine Teilanzahl oder sämtliche Führungselemente als Fluidkanal ausgestaltet sein.

[0026] Bei einem Feinbearbeitungselement kann es sich um ein einzelnes blockartiges Element handeln, auf das gleichzeitig mehrere fluidbetriebene Druckübertragungseinrichtungen oder elektrisch betriebene Kraftübertragungseinrichtungen einwirken. Der Einfachheit halber wird im Folgenden von Druckübertragungseinrichtungen ausgegangen. In analoger Weise sind aber stets auch Kraftübertragungseinrichtungen eines elektrisch betriebenen Anpresskraftsystems einsetzbar.

[0027] Das Feinbearbeitungselement oder mindestens eines der Feinbearbeitungselemente kann aber auch mit einer einzelnen Druckübertragungseinrichtung zusammenwirken. Die Verbindung zwischen dem mindestens einen Feinbearbeitungselement und der (den) Druckübertragungseinrichtung(en) kann starr sein. Die Verbindung kann aber auch beweglich sein, so z.B., wenn das Feinbearbeitungselement oder mindestens eines der Feinbearbeitungselemente an einer an der Druckübertragungseinrichtung angelenkten Wippe angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, dass das Feinbearbeitungselement oder mindestens eines der Feinbearbeitungselemente an einem Hebel angeordnet ist, welcher von einer Druckübertragungseinrichtung oder von mehreren Druckübertragungseinrichtungen gehalten ist und der eine Bewegung mit axialer Komponente, also in Anpressdruckrichtung, relativ zur Axialrichtung der Spindel erlaubt.

[0028] Schließlich kann das Werkzeugmodul so ausgebildet sein, dass die Translationseinheit oder mindestens eine der Translationseinheiten zur Richtung des Anpresshubes einen Winkel aufweist. Hierfür kann das Translationsmodul eine das mindestens eine Feinbearbeitungselement haltende Halterung umfassen, deren Ausrichtung veränderbar ist, so dass die Bearbeitungsfläche des mindestens einen Feinbearbeitungselements unterschiedliche Winkel zur Längsachse des Werkzeugmoduls annehmen kann. Eine unterschiedliche Ausrichtung der Halterung kann z.B. dadurch erreicht werden, dass Fixierelemente für die Halterung, wie z.B. Anschraubflächen, unterschiedlich gestaltet werden, beispielsweise mit unterschiedlichen Abwinklungen. Bei der Halterung kann es sich um einen Zylinderblock handeln, dessen Zylinder Teil eines Zylinder-Kolben-Systems für eine Druckübertragungseinrichtung sind. Die Ausrichtung der Halterung kann z.B. durch die Gestaltung des Zylinderblocks erreicht werden. Analog kann die Halterung Elemente eines elektrisch betriebenen Anpresskraftsystems aufweisen.

[0029] Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren dargestellt.

[0030] Es zeigt
Fig. 1:
ein erstes Werkzeugmodul im Querschnitt mit fünf Feinbearbeitungssegmenten und einstellbarem Translations-Hub,
Fig. 2:
das Werkzeugmodul gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 3:
ein zweites Werkzeugmodul im Querschnitt mit fünf Zylindern , einer Schleifsteinwippe und einstellbarem Translations-Hub,
Fig. 4:
ein drittes Werkzeugmodul im Querschnitt mit fünf Zylindern, einem Polierhebel und einstellbarem Translations-Hub,
Fig. 5:
perspektivische Schnittansicht des Werkzeugmoduls gemäß Fig. 1 mit Darstellung von Fluidkanälen,
Fig. 6:
ein viertes Werkzeugmodul im Querschnitt mit zwei Zylindern, einer Schleifsteinwippe und festem Translations-Hub,
Fig. 7:
perspektivische Schnittansicht des Werkzeugmoduls gemäß Fig. 6 mit vergrößertem Ausschnitt zur Druckluftführung im Bereich des Schlittens und der Zylinder,
Fig. 8:
ein fünftes Werkzeugmodul in Seitenansicht mit fünf Zylindern, einer Schleifsteinwippe, einstellbarem Translations-Hub und einer eine Abwinklung aufweisenden Halterung,
Fig. 9:
ein sechstes Werkzeugmodul mit perspektivischer Darstellung der Antriebskinematik "Kniehebeltrieb" mit gegenläufigen Translationseinheiten, fünf Zylindern und festem Translations-Hub,
Fig. 10:
Seitenansicht der Antriebskinematik des Werkzeugmoduls nach Fig. 9,
Fig. 11:
perspektivische Darstellung des Werkzeugmoduls gemäß Fig. 9, jedoch mit Modulgehäuse und Spindel,
Fig. 12:
perspektivische Darstellung eines siebten Werkzeugmoduls mit außermittiger Anordnung der Feinbearbeitungselemente,
Fig. 13:
ein achtes Werkzeugmodul mit perspektivischer Darstellung der Antriebskinematik "doppelter Schubkurbeltrieb" mit gegenläufigen Translationseinheiten, fünf Zylindern und festem Translations-Hub
Fig. 14:
Schnittansicht der Antriebskinematik des Werkzeugmoduls nach Fig. 13.


[0031] Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein erstes Werkzeugmodul 1 mit einer Schnittstelle 2 für die Aufnahme einer Spindel 14, von der hier ein Spindeldeckel 14a und ein Stück eines Spindelgehäuses 14b dargestellt sind. Das Werkzeugmodul 1 ist am Spindeldeckel 14a fixiert. Die Schnittstelle 2 ist hier beispielshaft als Hohlschaftkegel (HSK) ausgebildet, in die eine hier nicht dargestellte Spindelwelle eingreift. Die Schnittstelle 2 ist in einem Wälzlager 3 gelagert und mit einem in z.B. 0,5 mm Stufen einstellbaren Exzenterelement 4 verbunden. Über ein weiteres Wälzlager 5 ist am Exzenterelement 4 eine Kurbelstange 6 gelagert, in das ein Bolzen 7 eingreift. Der Bolzen7 ist an einer einen Schlitten 8 umfassenden Translationseinheit 19 fixiert, der über zwei Gleitführungsrohre 9 linear geführt ist. Von den Gleitführungsrohren 9 ist in der Fig. 1 lediglich eines zu erkennen. Bei Rotation der Schnittstelle 2 wird über das Exzenterelement 4, die Kurbelstange 6 und den Bolzen 7 der Schlitten 8 in eine translatorische Hin- und Herbewegung entlang der Gleitführungsrohre 9 versetzt.

[0032] Im Schlitten 8 sind fünf Zylinderbohrungen 10 eingebracht, in denen jeweils ein Kolben 11 angeordnet ist. Für eine bessere Übersichtlichkeit ist nur einer der fünf dargestellten Zylinderbohrungen 10 und nur einer der fünf Kolben 11 mit einem Bezugszeichen versehen. Jeder Kolben 11 hält, z.B. durch eine Klebeverbindung, an seinem unteren Ende ein Feinbearbeitungselement 12, welches zur Bearbeitung einer hier nicht dargestellten Werkstückoberfläche dient. Die Feinbearbeitungselemente 12 können z.B. zum Schleifen, Polieren oder Honen ausgebildet sein. Über einen angelegten Fluiddruck des Fluiddrucksystems, vorzugsweise ein Druckluftsystem, welcher vorzugsweise durch eine Steuer- und Regeleinheit permanent den Bearbeitungsbedingungen angepasst oder fest eingestellt werden kann, wird mittels der Zylinder 10 und der Kolben 11 der Anpressdruck der Feinbearbeitungselemente 12 auf die Werkstückoberfläche bestimmt. Für jede Zylinderbohrung 10 besteht die Möglichkeit, die Fluidzufuhr individuell zu beeinflussen. Im Beispiel der Fig. 1 erfolgt dies mittels Gewindestiften 13 in Zuführungsbohrungen, mit denen eine Zuleitung des Fluids von dem jeweiligen Führungselement im Querschnitt verengt oder ganz geschlossen werden kann. Die Möglichkeit der Manipulation der Fluidzufuhr wird weiter unten detaillierter dargestellt.

[0033] Fig. 2 zeigt das Werkzeugmodul nach Fig. 1 ohne Spindel14 in einer perspektivischen Darstellung. In Fig. 2 sind in einer Außenwand 15 mit Gewindestiften fixierte Enden 16 der beiden Gleitführungsrohre 9 erkennbar. Der Schlitten 8 weist eine mit Schrauben 17 fixierte seitliche Abdeckung 18 auf, mit der der Zugang zu den Zylinderbohrungen 10 und den Kolben 11 geschützt ist. Gleichzeitig kann die seitliche Abdeckung 18 geeignete Elemente, wie z.B. Vorsprünge aufweisen, die das Herausfallen der die Feinbearbeitungselemente 12 haltenden Kolben 11 verhindern.

[0034] Fig. 3 zeigt im Querschnitt ein zweites Werkzeugmodul 20, welches hinsichtlich der Schnittstelle 2 für eine Spindel, dem Wälzlager 3, dem Exzenterelement 4, der Kurbelstange 6 , dem Wälzlager 5, dem Bolzen 7, dem Schlitten 8, den Gleitführungsrohren 9 (nur eines sichtbar) und den Zylinderbohrungen 10 mit dem ersten Werkzeugmodul 1 gemäß den Figuren 1 und 2 im Wesentlichen übereinstimmt. Diesbezüglich wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Anstelle einer Mehrzahl von Feinbearbeitungselementen 12 (siehe Fig. 1) ist im zweiten Werkzeugmodul 20 ein Feinbearbeitungselement in Form eines an einer Schleifsteinwippe 32 fixierten Schleifsteins 34 vorhanden. Die Schleifsteinwippe 32 ist mittels Passschrauben 35 und einer Grundplatte 36 an den beiden äußeren Kolben 21 fixiert. Die inneren Kolben 22 liegen zur Kraftübertragung nur an der Grundplatte 36 an. Die Wippe 32 ist über eine in der Grundplatte 36 befestigte Achse 38 gelagert. Die vom Schleifstein 34 auf eine hier nicht dargestellte Werkstückoberfläche wirkende Anpresskraft wird durch den Druck im Fluiddrucksystem und der Summe der einzelnen Kolbenflächen bestimmt. Die Gesamtheit der Kolben 21 und 22 mit der Grundplatte 36 wird auf den Innenwänden 37 des Schlittens 8 geführt. Die Zuführung des Fluids zu den einzelnen Zylinderbohrungen 10 ist hier, z. B. über Gewindestifte 33, beeinflussbar. Die Fluidzufuhr kann wahlweise über eines oder mehrere der Gleitführungsrohre 9 erfolgen oder kann auch vollständig unterbunden werden.

[0035] In den Ausführungsbeispielen gemäße den Fig. 1 bis 3 sind insbesondere die Kolben 11 bzw. 21 und 22 und die daran befestigten Bauteile, wie z. B. die Feinbearbeitungselemente 12 bzw. die Schleifsteinwippe 32 mit Schleifstein 34, 20 austauschbar, beispielsweise zur Anpassung an unterschiedlich zu bearbeitende Oberflächenkonturen. Es ist damit ein modularer Aufbau gegeben, der ein leichtes Austauschen von Bestandteilen des Werkzeugmoduls für unterschiedliche Bearbeitungsarten und Werkstücke erlaubt. Diese Austauschbarkeit ist mit Ausnahme der Figuren 6 und 7 auch bei den im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispielen gegeben.

[0036] Fig. 4 zeigt im Querschnitt ein drittes Werkzeugmodul 40, welches hinsichtlich der Schnittstelle 2 für eine Spindel, dem Wälzlager 3, dem Exzenterelement 4, der Kurbelstange 6, dem Wälzlager 5 dem Bolzen 7, dem Schlitten 8, den Gleitführungsrohren 9 (nur ein sichtbar), und den Zylinderbohrungen 10 mit dem ersten Werkzeugmodul 1 gemäß Fig. 1 und 2 sowie dem zweiten Werkzeugmodul gemäß Fig. 3 im Wesentlichen übereinstimmt, weshalb auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen wird. Anstelle der Feinbearbeitungssegmente 12 (Fig. 1) bzw. der Schleifsteinwippe 32 (Fig. 3) weist das dritte Werkzeugmodul 40 an der Translationseinheit 43 als Bearbeitungselement einen Polierhebel 44 auf. Der Polierhebel 44 ist über eine Schwenkachse 45 und zwei Trägerelementen 46 an dem Schlitten 8 befestigt. Vier Kolben 41 sind über einen an jedem Kolben 41 befindlichen Bolzen 47 am Polierhebel 44 angelenkt. Die Anzahl der für das Anlenken am Hebel 44 eingesetzten Kolben 41 kann je nach Bedarf variieren. Nicht genutzte Zylinderbohrungen 10 (in der Figur nur eine einzige) können durch weitere Kolben 42 verschlossen werden.

[0037] Ein Feinbearbeitungselement 48 wird mittels Gelenkpfanne 49 an einem Gelenkkopf 49a am vorderen Ende des Polierhebels 44 fixiert und erlaubt die Feinbearbeitung kleiner, enger und schmaler nicht dargestellter Werkzeugoberflächen. Das Feinbearbeitungselement 48 ist über den Gelenkkopf 49a am Hebel derart fixiert, dass das Feinbearbeitungselement 48 unterschiedliche Ausrichtungen annehmen kann. Alternativ sind Gelenkkopf 49a und Gelenkpfanne 49 so ausgebildet, dass das Feinbearbeitungselement 48 nur in Richtung des Translations-Hubs der Translationseinheit 43 schwenken kann. Über die Ausgestaltung des Hebels 44 können schwer oder nicht zugängliche Werkstückkonturen bearbeitbar werden. Durch Anlegen verschiedener Drücke wie z.B. Unterdruck, kann die Anpresskraft differenziert gesteuert werden bis hin zum Anheben des Polierhebels.

[0038] Fig. 5 bezieht sich auf das erste Werkzeugmodul 1 gemäß den Figuren 1 und 2, wobei die Darstellung geschnitten ist und einzelne Bestandteile nicht dargestellt sind, um das Fluiddrucksystem und die Führung des Fluids zu verdeutlichen. Dargestellt ist der Schlitten 8 mit den seitlichen Abdeckungen 18 und den Feinbearbeitungselementen 12. Die Fluidversorgung erfolgt über nicht dargestellte Fluidkanäle in der Spindel 14 (siehe Fig. 1), die mit Hilfe der Dichtungen 23 das Fluid an die Fluidkanäle 24 des Werkzeugmoduls 1 übergeben, die durch das Gehäuse des Werkzeugmoduls 1 laufen und in die hohlen Gleitführungsrohre 9 münden. Der Schlitten 8 gleitet mittels Gleitdichtungen 25 aufweisenden Gleitbuchsen 26 über die Gleitführungsrohre 9. Der Schlitten 8 bildet oberhalb der Abdeckungen 18 um jedes der Gleitführungsrohre 9 herum einen in sich geschlossenen Hohlraum. Es besteht einerseits die Möglichkeit, das Fluid über lediglich eines der Gleitführungsrohre 9 zu den Zylinderbohrungen 10 (siehe Fig. 1) zu führen. Für diesen Fall kann das für das Fluid nicht genutzte Gleitführungsrohr 9 aus Vollmaterial hergestellt werden, wobei ein für die Fluidführung dienender Hohlraum um dieses Gleitführungsrohr 9 herum nicht vorgesehen werden muss. Andererseits besteht auch die Möglichkeit in den einzelnen Gleitführungsrohren 9 unterschiedliche Drücke anzulegen und diese den jeweiligen Zylinderbohrungen 10 zuzuführen. Über Austrittsöffnungen 27, von denen in Fig. 5 lediglich für das vordere Gleitführungsrohr 9 zwei zu sehen sind, tritt das Fluid aus den Gleitführungsrohren 9 in die vorgenannten Hohlräume des Schlittens 8 ein. Zwischen den Gleitführungsrohren 9 sind im Schlitten 8 die hier nicht sichtbaren Zylinder 10 (siehe Fig. 1) angeordnet. Über hier nicht dargestellte Zuleitungen, die mit den Gewindestiften 13 (siehe Fig. 1) beeinflusst werden können, gelangt die Druckluft aus den die Gleitführungsrohre 9 umgebenden Hohlräumen in die Zylinder 10.

[0039] Fig. 6 zeigt im Querschnitt ein viertes Werkzeugmodul 50, welches gegenüber den Werkzeugmodulen 1 und 20 der Figuren 1 bis 3 einen leicht veränderten Aufbau aufweist. An der Translationseinheit 61 ist auch hier eine Schleifsteinwippe 52 mit einem Schleifstein 54 vorgesehen. Ein Schlitten 68 weist beim vierten Werkzeugmodul 50 jedoch lediglich zwei, allerdings vergrößerte Zylinderbohrungen 60 mit jeweils einem Kolben 51 auf. Die Schleifsteinwippe 52 ist mittels einer Grundplatte 56 und zwei Schrauben 55, von denen hier nur eine dargestellt ist, an den Kolben 51 fixiert. Die Kolben 51 werden in den Zylinderbohrungen 60 auch hier über Gleitführungsrohre 69, von denen hier nur eines zu sehen ist, mit Fluid versorgt. Über den im Fluiddrucksystem gegebenen Druck wird der Anpressdruck, mit dem der Schleifstein 54 auf ein hier nicht dargestelltes Werkstück wirkt, mitbestimmt.

[0040] Die Bewegung des Schlittens 68 entlang der Gleitführungsrohre 69 wird mittels eines Exzenterelements 64 bewirkt, welches durch eine hier nicht dargestellte Spindel, angetrieben wird. Das Exzenterelement 64 ist auswechselbar, z.B. um den Translations-Hub der Translationseinheit 61 zu verändern. Die Spindel greift in eine Schnittstelle zur Spindel 62 ein, welche über Wälzlager 63 im Gehäuse des vierten Werkzeugmoduls 50 gelagert ist. Das Exzenterelement 64 greift wiederum in eine Kurbelstange 66 ein, wobei ein weiteres Wälzlager 65 für die Lagerung des Exzenterelements 64 in der Kurbelstange 66 sorgt. Der Schlitten 68 ist über einen Bolzen 67 mit der Kurbelstange 66 verbunden. Im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen in den Figuren 1 bis 3 ist der Translationshub im dritten Werkzeugmodul 40 über das austauschbare aber selbst nicht verstellbare Exzenterelement 64 realisiert und die Führung der Schleifsteinwippe erfolgt über die beiden Kolben 51 in den Zylindern 60.

[0041] Fig. 7 zeigt einen perspektivischen Schnitt durch einen Teil des vierten Werkzeugmoduls 50 gemäß Fig. 6, um eine alternative Führung des Fluids zu den Zylinderbohrungen 60 darzustellen. Fig. 7 zeigt aufgeschnitten den Schlitten 68, einen der Zylinder 60 mit darin befindlichem Kolben 51, der Schleifsteinwippe 52 mit Schleifstein 54. Die Schleifsteinwippe 52 ist über die Grundplatte 56 mittels Schrauben 55 an den Kolben 51 des Schlittens 68 fixiert. In Fig. 7 ist lediglich ein innerer Teil eines Schlittengehäuses mit Hohlräumen 58 für die Gleitführungsrohre 69 dargestellt. Das Fluid gelangt über Öffnungen 59 aus den Gleitführungsrohren 69 in die Hohlräume 58 und über einen Verbindungsraum 74 und eine darin mündende Zylinderöffnung 75 in die Zylinderbohrung 60. Die Zufuhr des Fluids aus den Öffnungen 59, die hier aufgrund des Schnittes nur jeweils andeutungsweise zur Hälfte zu sehen sind, zu den Zylinderbohrungen 60 ist in der Darstellung gemäß Fig. 7 nicht beeinflussbar. In anderen Ausgestaltungen ist eine (teilweise) Verschließbarkeit, z.B. mittels Schrauben, denkbar.

[0042] Fig. 8 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein fünftes Werkzeugmodul 80, bei dem ein Schlitten 88 einer Translationseinheit 81 einen vorzugsweise austauschbaren abgewinkelten Zylinderblock 83 aufweist, an dem eine Schleifsteinwippe 82 montiert ist. Die Abwinklung des Zylinderblockes 83 ist durch dessen Geometrie vorgesehen und damit fest eingearbeitet. Mittels Austauschs des Zylinderblocks 83 durch einen Zylinderblock mit anderer Abwinklung im Bereich der Fixierung kann der Winkel an der Translationseinheit 81 geändert werden, um so z. B. unterschiedlich ausgerichtete, schwer zugängliche Werkstückoberflächen bearbeiten zu können. Denkbar sind natürlich als Alternative in ihrer Ausrichtung veränderbare Teile der Translationseinheit 81. Anstelle der Schleifsteinwippe 82 können auch andere Feinbearbeitungselemente vorgesehen werden. Der Schlitten 88 ist ebenso wie in den anderen Werkzeugmodulen 1, 20, 40 und 50 über Gleitführungsrohre 89 geführt und wird über die Gleitführungsrohre 89 mit Fluid versorgt. Die Schleifsteinwippe 82 ist hier ebenfalls an nicht dargestellte Kolben fixiert, wobei der Anpressdruck der Schleifsteinwippe 82 auf ein Werkstück durch den Druck im Fluiddrucksystem mitbestimmt wird.

[0043] Fig. 9 zeigt den inneren Aufbau und die Kinematik eines sechsten Werkzeugmoduls 90 mit zwei voneinander getrennten und im Betrieb gegenläufigen Translationseinheiten 91 und 92. Fig. 10 zeigt den inneren Aufbau des sechsten Werkzeugmoduls 90 in einer Seitenansicht und Fig. 11 das komplette sechste Werkzeugmodul 90 mit einem Teil einer Spindel 93. Die erste Translationseinheit 91 weist einen Schlittenunterteil 113 und einen Schlittenoberteil 114 auf, zwischen denen eine Zwischenplatte 115 angeordnet ist. Der Schlittenunterteil 113 weist hier fünf nicht sichtbare Zylinder für Kolben 100 auf. Die Zwischenplatte 115 übernimmt die Funktion von Zylinderköpfen und verschließt die Zylinderbohrungen (hier nicht sichtbar) des Schlittenunterteils 113 und zwar auch dort, wo der gegenläufige Schlittenoberteil 117 die Zwischenplatte 115 übergreift. Die zweite Translationseinheit 92 ist entsprechend mit Schlittenunterteil 116, Schlittenoberteil 117 und Zwischenplatte 118 aufgebaut.

[0044] Die erste Translationseinheit 91 ist an einem ersten Gleitführungsrohr 95 und die zweite Translationseinheit 92 an einem zweiten Gleitführungsrohr 97 für eine Linearbewegung gelagert. Beide Translationseinheiten 91 und 92 sind für die Linearbewegung zudem an einem dritten Gleitführungsrohr 96 gelagert und tragen jeweils eine Schleifsteinwippe 98 und 99. Die zweite Translationseinheit 92 ist entsprechend zur ersten Translationseinheit 91 aufgebaut. Die Kolben 100 der ersten Translationseinheit 91 sind über einer Grundplatte 101 mit der ersten Schleifsteinwippe 98 verbunden, wie dies bereits aus der Fig. 3 für das zweite Werkzeugmodul 20 erläutert ist. In gleicher Weise ist die zweite Schleifsteinwippe 99 über hier nicht sichtbare Zylinder und Kolben an der zweiten Translationseinheit 92 montiert. Die nicht sichtbaren Zylinder der ersten Translationseinheit 91 und die nicht sichtbaren Zylinder der zweiten Translationseinheit 92 sind mit einem Fluiddrucksystem verbunden, wie dies bereits in den zuvor beschriebenen Werkzeugmodulen dargestellt ist. Das Fluid wird über die Gleitführungsrohre 95, 96 und 97 den daran gelagerten Translationseinheiten 91 bzw. 92 zugeführt.

[0045] Zur Erzeugung einer gegenläufigen Translationsbewegung der beiden Translationseinheiten 91 und 92 sind diese über einen Exzenter 111 getriebenen Kniehebeltrieb 102 und der in einem Wälzlager 3 gelagerten Spindelschnittstelle 2 (hier nicht dargestellt, vgl. Fig. 1) mit der Spindel 93 (siehe Fig. 11) verbindbar. Ein erster Schenkel 103 des Kniehebeltrieb 102 ist über eine erste Verbindungsplatte 104 mit der ersten Translationseinheit 91 und ein zweiter Schenkel 106 über eine zweite Verbindungsplatte 105 mit der zweiten Translationseinheit 92 jeweils über eine Schwenkachse 107 verbunden. An ihren den jeweiligen Schwenkachsen 107 abgewandten Enden sind die beiden Schenkel 103 und 106 des Kniehebeltriebs 102 an ein Kniegelenk 108 angelenkt, welches wiederum mit einer Kurbelstange 109 verbunden ist. Angetrieben von einem an einer hier nicht dargestellten Antriebswelle gelagertem Exzenterelement 111 vollführt die Kurbelstange109 eine Hin- und Herbewegung in Richtung seiner Längserstreckung, so dass die Schwenkachsen 107 und damit die Translationseinheiten 91 und 92 entlang der Gleitführungsrohre 95, 96 und 97 ebenfalls eine translatorische Hin- und Herbewegung durchführen, wobei die Bewegung der beiden Translationseinheiten 91 und 92 gegenläufig zueinander ist. Das Kniegelenk 108 muss linear/translatorisch geführt sein und bewegt sich rechtwinklig zu den Translationseinheiten 91 und 92. Das Exzenterelement 111 wird mit einem Positionierelement 110 in einer nicht dargestellten Schnittstelle für Spindeln positioniert und verbunden, an dem dann die Spindel 93 (Fig. 11) angeschlossen werden kann. Das Exzenterelement 111 weist ein Gegengewicht 112 zum Ausgleich einer möglichen Unwucht auf.

[0046] Die Kurbelstange 109 kann grundsätzlich beliebig lang ausgeführt werden, sodass die Translationseinheiten 91 und 92, hier mit Schleifsteinwippen 98 und 99 dargestellt aber auch mit alternativen Feinbearbeitungselementen bestückbar, lateral versetzt zur Mittellängsachse der Spindel 93 angeordnet sein können. Die Mittellängsachse der Spindel 93 läuft somit an den Translationseinheiten 91 und 92 vorbei. Diese Situation ist in Fig. 12 anhand eines siebten Werkzeugmoduls 90b dargestellt. Somit kann z.B. auf unterschiedliche geometrische Verhältnisse bei der Zugänglichkeit eines Werkstückes reagiert werden.

[0047] Die Fig. 13 zeigt in perspektivischer Ansicht und Fig.14 im Querschnitt den inneren Aufbau und die Kinematik und eines achten Werkzeugmoduls 119. Es weist wie das siebte Werkzeugmodul 90 zwei gegenläufige Translationseinheiten 91 und 92 auf, die in ihrem Aufbau den Translationseinheiten 91 und 92 gemäß dem siebten Werkzeugmodul 90 entsprechen. Diesbezüglich wird daher auf die vorherige Beschreibung verwiesen. Anders als im siebten Werkzeugmodul 90 weist die Ausführungsform gemäß den Fig.13 und 14 jedoch einen doppelten Schubkurbeltrieb 120 zur Übertragung der Drehbewegung einer hier nicht dargestellten Spindel in eine gegenläufige Translationsbewegung der Translationseinheiten 91 und 92 auf. Die Verbindung des Schubkurbeltriebs 120 zu der hier nicht dargestellten Spindel erfolgt über eine in Wälzlager 3 gelagerte Schnittstelle 2 für Spindeln 14 (hier nicht sichtbar, vergl. Fig. 1), an der die Exzenterwelle 122 mit Hilfe des Positionierelementes 121 fixiert ist. An der Exzenterwelle 122 sind zwei Exzenterscheiben 123 und 124 angeordnet, mit denen eine Rotationsbewegung der Exzenterwelle 122 in Translationsbewegungen von Kurbelstangen 125 und 126 umgesetzt werden, die über je einen Bolzen 127 mit der ersten Translationseinheit 91 oder der zweiten Translationseinheit 92 verbunden sind. Die Translationsbewegung der Translationseinheiten 91 und 92 in Längsrichtung der Kurbelstangen 125 und 126 ist an den Gleitführungsrohren 95 bis 97 gelagert. Die Exzenterscheiben 123 und 124 sind so ausgerichtet, dass eine Unwucht nicht entstehen kann.

[0048] Auch in den Ausführungsbeispielen des siebten Werkzeugmoduls 90 und des achten Werkzeugmoduls 119 wird das Fluid für die Zylinder 100 über die Gleitführungsrohre 95 bis 97 zugeführt.

[0049] Der äußere Aufbau des Moduls mit der Kinematik von Fig. 13 und 14 ist vergleichsweise dem von Fig. 11
Bezugszeichenliste
1 Erstes Werkzeugmodul 34 Schleifstein
2 Schnittstelle für Spindel 35 Schraube
3 Wälzlager 36 Grundplatte
4 Exzenterelement 37 Innenwand des Schlittens
5 Wälzlager 38 Achse
6 Kurbelstange 40 Drittes Werkzeugmodul
7 Bolzen 41 Kolben
8 Schlitten 42 Kolben
9 Gleitführungsrohr 43 Translationseinheit
10 Zylinderbohrung 44 Polierhebel
11 Kolben 45 Schwenkachse
12 Feinbearbeitungselement 46 Trägerelement
13 Gewindestifte 47 Bolzen
14 Spindel 48 Feinbearbeitungselement
14a Spindelgehäuse 49 Gelenkpfanne
14b Spindeldeckel 49a Gelenkkopf
15 Außenwand 50 Viertes Werkzeugmodul
16 Gleitführungsrohrende 51 Kolben
17 Schraube 52 Schleifsteinwippe
18 Abdeckung 54 Schleifstein
19 Translationseinheit 55 Schraube
20 zweites Werkzeugmodul 56 Grundplatte
21 Kolben 57 Schlittengehäuse
22 Kolben 58 Hohlraum
23 Dichtung 59 Öffnungen
24 Fluidkanal 60 Zylinderbohrungen
25 Gleitdichtung 61 Translationseinheit
26 Gleitbuchse 62 Schnittstelle für Spindel
27 Austrittsöffnung 63 Wälzlager
32 Schleifsteinwippe 64 Exzenterelement
33 Gewindestift 65 Wälzlager
66 Kurbelstange 103 erster Schenkel
67 Bolzen 104 erste Verbindungsplatte
68 Schlitten 105 zweite Verbindungsplatte
69 Gleitführungsrohr 106 zweiter Schenkel
70 Zylinder 107 Schwenkachse
71 Kolben 108 Scherengelenk
74 Verbindungsraum 109 Kurbelstange
75 Zylinderöffnung 110 Positionierelement
80 Fünftes Werkzeugmodul 111 Exzenterelement
81 Translationseinheit 112 Gegengewicht
82 Schleifsteinwippe 113 Schlittenunterteil
83 Zylinderblock 114 Schlittenoberteil
88 Schlitten 115 Zwischenplatte
87 Schlittengehäuse 116 Schlittenunterteil
88 Schlitten 117 Schlittenoberteil
89 Gleitführungsrohr 118 Zwischenplatte
90 sechstes Werkzeugmodul 119 achtes Werkzeugmodul
90a siebtes Werkzeugmodul 120 Kurbelantrieb
91 Translationseinheit 121 Positionierelement
92 Translationseinheit 122 Exzenterwelle
93 Spindel 123 Exzenterscheibe
95 Gleitführungsrohr 124 Exzenterscheibe
96 Gleitführungsrohr 125 Kurbelstange I
97 Gleitführungsrohr 126 Kurbelstange II
98 Schleifsteinwippe 127 Bolzen
99 Schleifsteinwippe    
100 Kolben    
101 Grundplatte    
102 Kniehebeltrieb    



Ansprüche

1. Translatorisch wirkendes Werkzeugmodul zur Feinbearbeitung, umfassend

a) mindestens ein einen Anpresshub aufweisendes Feinbearbeitungselement (12, 34, 48, 54),

b) mindestens ein Anpresskraftsystem zur Beeinflussung einer Anpresskraft des mindestens einen Feinbearbeitungselements (12, 34, 48, 54) auf eine zu bearbeitende Werkstückoberfläche, und

c) Antriebsmittel zum Antrieb des mindestens einen Feinbearbeitungselements (12, 34, 48, 54),
wobei

d) das mindestens eine Feinbearbeitungselement (12, 34, 48, 54) an mindestens einer mittels der Antriebsmittel angetriebenen und linear geführten Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92), angeordnet ist,
gekennzeichnet durch

e) mindestens eine in der Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) oder in mindestens einer der Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) angeordnete, zur Übertragung einer Kraft auf das Feinbearbeitungselement (12, 34, 48, 54) oder auf mindestens eines der Feinbearbeitungselemente (12, 34, 48, 54) dienende Übertragungseinrichtung, wobei die Übertragungseinrichtung

- eine ein Kolben-Zylindersystem umfassende und mit Fluiddruck betriebene Druckübertragungseinrichtung
oder

- eine elektrisch betriebene Kraftübertragungseinrichtung ist.


 
2. Werkzeugmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung der Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) oder mindestens einer der Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) senkrecht zur Richtung des Anpresshubs ausgerichtet ist.
 
3. Werkzeugmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel Umsetzungsmittel zur Umsetzung einer Rotationsbewegung eines Maschinenelements in die linear geführte Translationsbewegung der mindestens einen Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) umfassen.
 
4. Werkzeugmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Maschinen-Schnittstelle (2) zum Anschluss an eine Maschine, insbesondere eine Werkzeugmaschine, einen Roboter, oder eine Motoreinheit.
 
5. Werkzeugmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinen-Schnittstelle (2) zum Anschluss an eine Spindel (14, 93) eingerichtet ist.
 
6. Werkzeugmodul nach Anspruch 5 mit Rückbezug auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzungsmittel zur Umsetzung einer Rotation der Spindel (14, 93) vorgesehen sind.
 
7. Werkzeugmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Paar gegenläufig angetriebener und linear geführter Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92).
 
8. Werkzeugmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Paar gegenläufig angetriebener und linear geführter Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) mittels eines an einer gemeinsamen Antriebswelle angreifenden Kniehebeltriebs (102) angetrieben ist.
 
9. Werkzeugmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Paar gegenläufig angetriebener und linear geführter Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) mittels einer Antriebswelle mit zwei entgegengesetzt ausgerichteten Exzentern (123, 124) angetrieben ist.
 
10. Werkzeugmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Translations-Hub der mindestens einen Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) definiert einstellbar ist.
 
11. Werkzeugmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine für die Zufuhr eines Fluids zu der Druckübertragungseinrichtung oder zu mindestens einer der Druckübertragungseinrichtungen vorgesehene Fluid-Zuleitung (24) eines Fluidleitungssystems zumindest an einer Verengungsstelle im Querschnitt manuell oder maschinell veränderbar ist.
 
12. Werkzeugmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Linearführung der Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) oder mindestens einer der Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) mindestens einen Fluidkanal aufweisen.
 
13. Werkzeugmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Linearführung mindestens ein den Fluidkanal (24) oder mindestens einen der Fluidkanäle (24) aufweisendes Hohlrohr (9) umfassen.
 
14. Werkzeugmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) oder mindestens eine der Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) mittelbar oder unmittelbar gleitend entlang des Hohlrohrs (9, 69, 89, 95, 96, 97) oder entlang mindestens eines der Hohlrohre (9, 69, 89, 95, 96, 97) geführt ist.
 
15. Werkzeugmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Translationseinheit (19, 43, 61, 81, 91, 92) oder mindestens eine der Translationseinheiten (19, 43, 61, 81, 91, 92) zur Richtung des Anpresshubes einen Winkel aufweist.
 




Zeichnung






















Recherchenbericht









Recherchenbericht




Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente




In der Beschreibung aufgeführte Nicht-Patentliteratur