Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
PROCESSING UNIT AND PROCESSING MACHINE FOR PROCESSING A WORKPIECE ON A WORKPIECE WALL AND METHOD FOR PRODUCING A PROCESSING UNIT OF THE STATED TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/229156
Kind Code:
A1
Abstract:
A processing unit (1) for processing a workpiece (7) on a workpiece wall has a processing tool (3), a tool abutment (4) and also a clamping device (5). In the processing of the workpiece, the processing unit (1) performs along a working axis (8) a forward stroke in a forward-stroke direction (9) and a return stroke in a return-stroke direction (10) with respect to a workpiece (7) to be processed. The processing tool (3) is supported In the forward stroke on an abutment-side forward-stroke supporting surface (11) of the tool abutment (4) and in the return stroke on an abutment-side return-stroke supporting surface (13) of the tool abutment (4) along the working axis (8). The abutment-side return-stroke supporting surface (13) is kept at a distance from the abutment-side forward-stroke supporting surface (11) in the return-stroke direction (10) and is facing away from the abutment-side forward-stroke supporting surface (11). The clamping device (5) comprises a tensioning element (14), which is structurally separate from the tool abutment (4) and, along the working axis (8), on one side is connected to the processing tool (3) and on the other side has an adjusting thread (19), with which an adjusting element (15) of the clamping device (5) is in threaded engagement. The tensioning element (14) of the clamping device (5) can be pretensioned along the working axis. With the tensioning element (14) pretensioned, the processing tool (3) is clamped against the abutment-side forward-stroke supporting surface (11) and against the abutment-side return-stroke supporting surface (13) by means of the tensioning element (14) and by means of the adjusting element (15) acting on the abutment-side return-stroke supporting surface (13) along the working axis (8) in the direction of the processing tool (3). A processing machine has a processing unit (1) of the aforementioned type. A processing unit (1) of the aforementioned type is produced by the tensioning element (14) of the processing unit (1) being pretensioned by means of a tensioning apparatus.

Inventors:
TRAUTZ UDO (DE)
MUTHNY ALEXANDER (DE)
KLUGE MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/061676
Publication Date:
November 19, 2020
Filing Date:
April 28, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
FELSS SYSTEMS GMBH (DE)
International Classes:
B21J5/12
Foreign References:
EP0734803A21996-10-02
DE202009005552U12009-08-06
DE202009005552U12009-08-06
Attorney, Agent or Firm:
KOHLER SCHMID MÖBUS PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung eines Werkstücks (7) an einer Werk stückwand unter Relativbewegung des Werkstücks (7) und der Bearbei tungseinheit längs einer Arbeitsachse (8) der Bearbeitungseinheit mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Vorhubrichtung (9) der Bearbeitungs einheit zu dem Werkstück (7) hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Rückhubrichtung (10) der Bearbeitungsein heit von dem Werkstück (7) weg ausgeführten Rückhub,

• mit einem Bearbeitungswerkzeug (3) zur Bearbeitung der Werkstück wand, wobei das Bearbeitungswerkzeug (3) bei dem Vorhub und bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit mit dem Werkstück (7) in Kontakt ist,

• mit einem für das Bearbeitungswerkzeug (3) vorgesehenen Werkzeugwi derlager (4), welches eine in die Vorhubrichtung (9) weisende widerlager seitige Vorhub-Stützfläche (11) sowie eine von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) längs der Arbeitsachse (8) der Bearbeitungsein heit beabstandete und in die Rückhubrichtung (10) weisende widerlager seitige Rückhub-Stützfläche (13) aufweist, wobei das Bearbeitungswerk zeug (3) der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) in der Vorhub richtung (9) vorgeordnet ist und wobei das Bearbeitungswerkzeug (3) bei dem Vorhub der Bearbeitungseinheit an der widerlagerseitigen Vorhub- Stützfläche (11) entgegen der Vorhubrichtung (9) und bei dem Rückhub an der widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche (13) entgegen der Rück hubrichtung (10) abgestützt ist sowie

• mit einer Spannvorrichtung (5), mittels derer das Bearbeitungswerkzeug (3) längs der Arbeitsachse (8) gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stütz fläche (11) und gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) spannbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) an dem Werkzeugwi derlager (4) von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) in der Rückhubrichtung (10) beabstandet und von der widerlagerseitigen Vorhub- Stützfläche (11) abgewandt ist, dass die Spannvorrichtung (5) ein von dem Werkzeugwiderlager (4) baulich getrenntes Zugelement (14) umfasst, das sich längs der Arbeitsachse (8) erstreckt und das längs der Arbeitsachse (8) einerseits mit dem Bearbei tungswerkzeug (3) verbunden ist und andererseits ein Stellgewinde (19a) aufweist, mit welchem sich ein Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) im Gewindeeingriff befindet,

dass bei der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) längs der Arbeits achse (8) gegenüberliegendem Bearbeitungswerkzeug (3) das Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) der von der widerlagerseitigen Vorhub-Stütz fläche (11) abgewandten widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche (13) längs der Arbeitsachse (8) gegenüberliegt,

dass das von dem Werkzeugwiderlager (4) baulich getrennte Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vor spannbar ist und

dass bei auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vorgespanntem Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) die von der widerlagerseitigen Vorhub-Stütz fläche (11) abgewandte widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) durch das Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) in Richtung auf das Bearbeitungswerkzeug (3) beaufschlagt ist und das Be arbeitungswerkzeug (3) mittels des Stellelements (15) und des auf Zug be anspruchten Zugelements (14) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeit sachse (8) gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche (11) und gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) gespannt ist.

2. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) durch Drehbetätigung des Stell elements (15) der Spannvorrichtung (5) in einer Spann-Drehrichtung auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vorspannbar ist.

3. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) mit tels eines Zugspanngeräts (23) auf Zug längs der Arbeitsachse (8) vor spannbar ist, • indem das Zugelement (14) bei an der widerlagerseitigen Vorhub-Stütz- fläche (11) abgestütztem Bearbeitungswerkzeug (3) mittels des Zug spanngeräts (23) auf Zug beanspruchbar ist,

• indem bei mittels des Zugspanngeräts (23) auf Zug beanspruchtem Zug element (14) das Stellelement (15) durch Drehbetätigung in eine Sollpo sition an dem Zugelement (14) längs der Arbeitsachse (8) zustellbar ist und

• indem bei in die Sollposition zugestelltem Stellelement (15) die Zugbean spruchung des Zugelements (14) durch das Zugspanngerät (23) aufheb bar und dadurch die von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche (11) abgewandte widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) durch das Stell element (15) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) in Richtung auf das Bearbeitungswerkzeug (3) beaufschlagbar ist.

4. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) eine Kupplungseinrichtung zur Anbindung des Zugele ments (14) an ein in einer Zugrichtung (28) beaufschlagbares Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23) aufweist.

5. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungseinrichtung des Zugelements (14) ein Kupplungsgewinde (19b) vorgesehen ist zur Herstellung einer Gewindeverbindung mit dem Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23).

6. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) als Zugstange ausgebildet ist.

7. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugwiderlager (4) als Hohlkörper ausgebil det ist und eine sich längs der Arbeitsachse (8) erstreckende Aufnahme (16) für das Zugelement (14) aufweist.

8. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (14) formschlüssig mit dem Bearbei tungswerkzeug (3) verbunden ist.

9. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (15) der Spannvorrichtung (5) als Stellmutter ausgebildet ist und eine an ein Betätigungswerkzeug angepasste Außenkontur aufweist.

10. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugwiderlager (4) durch die widerlagersei tige Rückhub-Stützfläche (13) in der Rückhubrichtung (10) begrenzt ist.

11. Bearbeitungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit ein Kupplungselement (29) umfasst, das an der in die Rückhubrichtung (10) weisenden Seite des Werk zeugwiderlagers (4) angeordnet und mit dem Werkzeugwiderlager (4) ver bunden, vorzugsweise lösbar verbunden, ist und dass das Kupplungsele ment (29) zur Anbindung der Bearbeitungseinheit an einen Bearbeitungsan trieb (34) ausgebildet ist, mittels dessen die Relativbewegung des Werk stücks (7) und der Bearbeitungseinheit längs der Arbeitsachse (8) erzeug bar ist.

12. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

• dass das Werkzeugwiderlager (4) und das Kupplungselement (29) form schlüssig längs der Arbeitsachse (8) wirksam miteinander verbunden, vorzugsweise verschraubt, sind,

• dass das Werkzeugwiderlager (4) an der zu dem Kupplungselement (29) hin weisenden Seite eine sich quer zu der Arbeitsachse (8) erstreckende widerlagerseitige Anschlagfläche (22) und einen gegenüber der widerla gerseitigen Anschlagfläche (22) quer zu der Arbeitsachse (8) zurücksprin genden und längs der Arbeitsachse (8) zu dem Kupplungselement (29) hin vorstehenden bolzenartigen Gewindevorsprung (21) aufweist, der mit einem Außengewinde (20) versehen ist und an einer in die Rückhubrich tung (10) weisenden Stirnfläche die widerlagerseitige Rückhub-Stützflä- che (13) ausbildet,

• dass das Kupplungselement (29) an der zu dem Werkzeugwiderlager (4) hin weisenden Seite eine sich längs der Arbeitsachse (8) erstreckende und mit einem Innengewinde versehene Bolzenaufnahme (32) für den Gewindevorsprung (21) des Werkzeugwiderlagers (4) sowie eine gegen über der Bolzenaufnahme (32) quer zu der Arbeitsachse (8) vorsprin gende kupplungselementseitige Anschlagfläche (33) aufweist und

• dass das Werkzeugwiderlager (4) und das Kupplungselement (29) bei an der widerlagerseitigen Anschlagfläche (22) und an der kupplungselement seitigen Anschlagfläche (33) längs der Arbeitsachse (8) wirksamer gegen seitiger Beaufschlagung des Werkzeugwiderlagers (4) und des Kupp lungselements (29) miteinander verschraubt sind.

13. Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks (7) an einer Werk stückwand, mit einer Bearbeitungseinheit (1) und mit einem Bearbeitungs antrieb (34), mittels dessen das Werkstück (7) und die Bearbeitungseinheit (1) relativ zueinander längs einer Arbeitsachse (8) der Bearbeitungseinheit (1) mit einem von der Bearbeitungseinheit (1) in einer Vorhubrichtung (9) der Bearbeitungseinheit (1) zu dem Werkstück (7) hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbeitungseinheit (1) in einer Rückhubrichtung (10) der Bearbeitungseinheit (1) von dem Werkstück (7) weg ausgeführten Rückhub bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbei tungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

14. Verfahren zur Herstellung einer Bearbeitungseinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

• dass das Werkzeugwiderlager (4) der Bearbeitungseinheit (1) an einem geräteseitigen Widerlager (25) des Zugspanngeräts (23) in der Rückhub richtung (10) wirksam abgestützt wird,

• dass das Zugelement (14) der Spannvorrichtung (5) an der in der Rück hubrichtung (10) weisenden Seite an ein Zugorgan (27) des Zugspannge räts (23) angebunden wird,

• dass das an das Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23) angebundene Zugelement (14) bei in der Rückhubrichtung (10) an dem geräteseitigen Widerlager (25) des Zugspanngeräts (23) abgestütztem Werkzeugwider lager (4) und bei über das Bearbeitungswerkzeug (3) an der Widerlager- seitigen Vorhub-Stützfläche (11) in der Rückhubrichtung (10) abgestütz tem Zugelement (14) mittels des in einer Zugrichtung (28) beaufschlag ten Zugorgans (27) des Zugspanngeräts (23) auf Zug in der Rückhub richtung (10) beansprucht wird,

· dass bei mittels des Zugorgans (27) des Zugspanngeräts (23) auf Zug in der Rückhubrichtung (10) beanspruchtem Zugelement (14) das Stellele ment (15) durch Drehbetätigung in eine Sollposition an dem Zugelement

(14) längs der Arbeitsachse (8) zugestellt wird und

• dass bei in die Sollposition zugestelltem Stellelement (15) die Zugbean- spruchung des Zugelements (14) durch das Zugorgan (27) des Zugspan ngeräts (23) aufgehoben und dadurch die widerlagerseitige Rückhub- Stützfläche (13) des Werkzeugwiderlagers (4) durch das Stellelement

(15) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) in Richtung auf das Bearbeitungswerkzeug (3) beaufschlagt und das Bearbeitungswerk- zeug (3) mittels des Stellelements (15) und des auf Zug vorgespannten

Zugelements (14) der Spannvorrichtung (5) längs der Arbeitsachse (8) gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche (11) und gegen die wi derlagerseitige Rückhub-Stützfläche (13) gespannt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugorgan (27) des Zugspanngeräts (23), mittels dessen das Zugelement (14) der

Spannvorrichtung (5) auf Zug in der Rückhubrichtung (10) beansprucht wird, hydraulisch in der Zugrichtung (28) beaufschlagt wird.

Description:
Bearbeitunaseinheit und Bearbeitunasmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks an einer Werkstückwand sowie Verfahren zur Herstellung einer Bearbeitunasein heit der genannten Art

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinheit zur Bearbeitung eines Werkstücks an einer Werkstückwand unter Relativbewegung des Werkstücks und der Bear beitungseinheit längs einer Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Vorhubrichtung der Bearbeitungseinheit zu dem Werkstück hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Rückhubrichtung der Bearbeitungseinheit von dem Werkstück weg aus geführten Rückhub,

• mit einem Bearbeitungswerkzeug zur Bearbeitung der Werkstückwand, wobei das Bearbeitungswerkzeug bei dem Vorhub und bei dem Rückhub der Bearbei tungseinheit mit dem Werkstück in Kontakt ist,

• mit einem für das Bearbeitungswerkzeug vorgesehenen Werkzeugwiderlager, welches eine in die Vorhubrichtung weisende widerlagerseitige Vorhub-Stütz- fläche sowie eine von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche längs der Ar- beitsachse der Bearbeitungseinheit beabstandete und in die Rückhubrichtung weisende widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche aufweist, wobei das Bearbei tungswerkzeug der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche in der Vorhubrich tung vorgeordnet ist und wobei das Bearbeitungswerkzeug bei dem Vorhub der Bearbeitungseinheit an der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche entge- gen der Vorhubrichtung und bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit an der widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche entgegen der Rückhubrichtung abge stützt ist sowie

• mit einer Spannvorrichtung, mittels derer das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche und gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche spannbar ist.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung ei nes Werkstücks an einer Werkstückwand, mit einer Bearbeitungseinheit und mit einem Bearbeitungsantrieb, mittels dessen das Werkstück und die Bearbeitungs einheit relativ zueinander längs einer Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit mit einem von der Bearbeitungseinheit in einer Vorhubrichtung der Bearbeitungsein heit zu dem Werkstück hin ausgeführten Vorhub und mit einem von der Bearbei tungseinheit in einer Rückhubrichtung der Bearbeitungseinheit von dem Werk stück weg ausgeführten Rückhub bewegbar sind. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Bearbei tungseinheit der eingangs genannten Art.

Bearbeitungseinheiten und Bearbeitungsmaschinen der vorgenannten Art werden beispielsweise in der Metallbearbeitung und dort unter anderem zur Profilierung der Wand von Löchern in metallischen Bauteilen verwendet. Ein häufiger Anwen- dungsfall ist dabei die Erzeugung einer Verzahnung an der Wand eines an dem betreffenden Bauteil vorgesehenen Sacklochs. Während des Bearbeitungsprozes ses führt die Bearbeitungseinheit relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück einen längs einer Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit zu dem Werkstück hin gerichte ten Vorhub sowie einen sich an den Vorhub anschließenden und in Gegenrichtung des Vorhubs in einer Rückhubrichtung von dem Werkstück weg ausgeführten Rückhub aus. Zur Erzeugung der Relativbewegung von Bearbeitungseinheit und Werkstück können ausschließlich die Bearbeitungseinheit oder ausschließlich das Werkstück oder sowohl die Bearbeitungseinheit als auch das Werkstück längs der Arbeitsachse bewegt werden. Die Bearbeitung kann insbesondere trennender und/oder umformender Natur sein.

Sowohl bei dem Vorhub als auch bei dem Rückhub befindet sich das an dem Werk- zeugwiderlager der Bearbeitungseinheit angeordnete Bearbeitungswerkzeug mit dem Werkstück in Kontakt. Infolgedessen wirken auf das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse bearbeitungsbedingte Kräfte in wechselnden Richtungen. Im Interesse eines qualitativ hochwertigen Bearbeitungsergebnisses muss sicher gestellt sein, dass sich während eines Bearbeitungsprozesses die Position des Be- arbeitungswerkzeugs an dem Werkzeugwiderlager ungeachtet der auf das Bear beitungswerkzeug wirkenden Bearbeitungskräfte nicht verändert.

Dies wird im Falle des in DE 20 2009 005 552 Ul offenbarten gattungsgemäßen Standes der Technik auf zweierlei Weise erreicht.

Beiden Varianten des Standes der Technik gemeinsam ist ein als Werkzeugwider- lager fungierender Werkzeugkörper einer Bearbeitungseinheit, der an dem in der Vorhubrichtung der Bearbeitungseinheit gelegenen Ende mit einem längs der Ar beitsachse der Bearbeitungseinheit verlaufenden zylindrischen Befestigungsbe reich versehen ist. Der zylindrische Befestigungsbereich ist gegenüber dem in der Rückhubrichtung angrenzenden restlichen Werkzeugkörper unter Ausbildung einer sich quer zu der Arbeitsachse erstreckenden Schulter querschnittsreduziert.

Im Falle einer ersten Bauart des Standes der Technik weist der zylindrische Befes tigungsbereich einen glattwandigen axialen Abschnitt auf, der an dem restlichen Werkzeugkörper ansetzt. Auf den glattwandigen axialen Abschnitt folgt in der Vor hubrichtung der vorbekannten Bearbeitungseinheit ein mit einem Außengewinde versehener axialer Gewindeabschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs. Das Bearbeitungswerkzeug ist hülsenartig ausgebildet und besitzt eine axiale Länge, die in etwa der Länge des glattwandigen axialen Abschnitts des an dem Werkzeug körper vorgesehenen zylindrischen Befestigungsbereichs entspricht. Zur Fixierung an dem Werkzeugkörper wird das Bearbeitungswerkzeug auf den glattwandigen axialen Abschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs aufgeschoben. Anschlie ßend wird auf den Gewindeabschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs eine Arretierungsmutter aufgeschraubt und durch Anziehen der Arretierungsmutter wird das Bearbeitungswerkzeug zwischen der Arretierungsmutter einerseits und der von dem restlichen Werkzeugkörper ausgebildeten Schulter andererseits ver spannt. Durch die Arretierungsmutter und die Schulter an dem restlichen Werk- zeugkörper ist das Bearbeitungswerkzeug während eines Bearbeitungsprozesses sowohl gegen eine unerwünschte Verlagerung in der Vorhubrichtung als auch ge gen eine unerwünschte Verlagerung in der Rückhubrichtung formschlüssig gesi chert. Aufgrund des beidseitigen Formschlusses behält das Bearbeitungswerkzeug seine Sollposition an dem Werkzeugkörper der vorbekannten Bearbeitungseinheit auch dann bei, wenn auf das Bearbeitungswerkzeug große bearbeitungsbedingte Kräfte längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit wirken. Der Einsatz dieser Bauart der vorbekannten Bearbeitungseinheit scheidet allerdings in Anwendungs fällen aus, in denen der gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug in der Vorhubrich tung vorstehende Gewindeabschnitt des an dem Werkzeugkörper vorgesehenen zylindrischen Befestigungsbereichs und die auf dem Gewindeabschnitt aufsitzende Arretierungsmutter etwa aufgrund der räumlichen Gegebenheiten an dem zu be arbeitenden Werkstück hinderlich wären.

Einen in dieser Hinsicht erweiterten Anwendungsbereich besitzt die zweite Bauart der Bearbeitungseinheit des Standes der Technik, die in der Vorhubrichtung von dem glattwandigen axialen Abschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs des Werkzeugkörpers und dem auf diesem aufsitzenden Bearbeitungswerkzeug be grenzt wird und an der dementsprechend kein gegenüber dem Bearbeitungswerk zeug in der Vorhubrichtung vorstehender Gewindeabschnitt mit Arretierungsmut ter vorgesehen ist. Die Einsatzmöglichkeiten der zweiten Bauart der vorbekannten Bearbeitungseinheit sind aber insofern beschränkt, als die Verbindung zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem glattwandigen axialen Abschnitt des an dem Werkzeugkörper vorgesehenen zylindrischen Befestigungsbereichs weniger last aufnahmefähig ist als die formschlüssige Verbindung im Falle der ersten Bauart des Standes der Technik. Grund für die verminderte Lastaufnahmefähigkeit ist der Umstand, dass das Bearbeitungswerkzeug, welches die Bearbeitungseinheit zwei- ter Bauart in der Vorhubrichtung begrenzt, durch stoffschlüssiges Fügen, insbe sondere durch Löten oder Kleben, auf dem glattwandigen axialen Abschnitt des zylindrischen Befestigungsbereichs des Werkzeugkörpers fixiert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungseinheit und eine Bearbeitungsmaschine mit einem umfassenden Anwendungsbereich so wie ein Verfahren zur Herstellung einer umfassend einsetzbaren Bearbeitungsein heit bereitzustellen.

Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Bearbeitungseinheit gemäß Patentanspruch 1, durch die Bearbeitungsmaschine gemäß Patentanspruch 13 und durch das Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 14.

Im Falle der Erfindung ist das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit sowohl in der Vorhubrichtung als auch in der Rückhubrichtung formschlüssig an dem Werkzeugwiderlager abgestützt, ohne dass es zu diesem Zweck eines gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug in der Vorhubrichtung vorge- ordneten Befestigungsmittels bedarf. Folglich eignet sich die erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit sowohl für Anwendungsfälle, in denen ein gegenüber dem Be arbeitungswerkzeug in der Vorhubrichtung vorgeordnetes Befestigungsmittel hin derlich wäre als auch für Anwendungsfälle, in denen bearbeitungsbedingt große Kräfte auf das Bearbeitungswerkzeug längs der Arbeitsachse der Bearbeitungsein- heit wirken und von dem Bearbeitungswerkzeug in das Werkzeugwiderlager abzu tragen sind. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit durch das Bearbeitungswerkzeug in der Vorhubrichtung begrenzt. Die mit der erfin dungsgemäßen Bearbeitungseinheit ausgerüstete Bearbeitungsmaschine ist insbe sondere als Axialformmaschine ausgeführt. Bei einem Vorhub der Bearbeitungseinheit ist das Bearbeitungswerkzeug an der in der Vorhubrichtung gelegenen Seite des Werkzeugwiderlagers an der dort vorge sehenen Vorhub-Stützfläche formschlüssig abgestützt. Bei einem auf einen Vorhub folgenden Rückhub erfolgt die formschlüssige Abstützung des Bearbeitungswerk zeugs an der von der Vorhub-Stützfläche in der Rückhubrichtung beabstandeten Rückhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers. Dabei wird die Rückhub-Stützflä- che des Werkzeugwiderlagers von dem Stellelement der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in der Vorhubrichtung beaufschlagt. Die Beaufschlagung der Rückhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers durch das Stellelement wird mittels des Zugelements der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung bewirkt, das mit dem Bearbeitungswerkzeug verbunden ist und das auch bei einem Rückhub der Bear- beitungseinheit sowohl das Stellelement der Spannvorrichtung gegen die Rückhub- Stützfläche als auch das Bearbeitungswerkzeug gegen die Vorhub-Stützfläche zieht.

Um zu verhindern, dass das Bearbeitungswerkzeug bei einem Rückhub der erfin dungsgemäßen Bearbeitungseinheit aufgrund der bei dem Rückhub auf das Bear- beitungswerkzeug wirkenden Kräfte entgegen der Vorhubrichtung von der Vorhub- Stützfläche abhebt und dadurch seine Position an dem Werkzeugwiderlager längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit unerwünschterweise ändert, ist das Zug element der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung längs der Arbeitsachse der Be arbeitungseinheit hinreichend stark vorgespannt. Die Vorspannung des Zugelements der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit wird im Rahmen des erfindungs gemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit mittels eines Zugspanngeräts erzeugt. An einem geräteseitigen Widerlager des Zugspanngeräts wird die Bearbeitungseinheit mit dem Werkzeugwiderlager in der Rückhubrichtung abgestützt. Mittels eines Zugorgans des Zugspanngeräts, das mit dem Zugelement der Spannvorrichtung der Bearbeitungseinheit verbunden ist, wird das Zugelement dann auf Zug in der Rückhubrichtung beansprucht. Zu die sem Zweck wird das Zugorgan des Zugspanngeräts in der Rückhubrichtung beauf schlagt. Dabei ist das Zugelement der Spannvorrichtung der Bearbeitungseinheit an der von dem Zugorgan des Zugspanngeräts abliegenden Seite mit dem Bear beitungswerkzeug verbunden und über das Bearbeitungswerkzeug an der Vorhub- Stützfläche des Werkzeugwiderlagers in der Rückhubrichtung abgestützt.

Bei auf Zug beanspruchtem Zugelement der Spannvorrichtung wird das auf dem Zugelement aufsitzende und sich dabei mit dem Zugelement in einem Gewinde- eingriff befindende Stellelement der Spannvorrichtung durch Drehbetätigung längs der Arbeitsachse in eine Sollposition bewegt. Die Sollposition des Stellelements der Spannvorrichtung ist vorzugsweise derart gewählt, dass unmittelbar mit Aufhe bung der mittels des Zugorgans des Zugspanngeräts bewirkten Zugbeanspruchung des Zugelements der Spannvorrichtung die Vorspannung des Zugelements zwi schen dem die Rückhub-Stützfläche beaufschlagenden Stellelement der Spannvor- richtung und dem die Vorhub-Stützfläche beaufschlagenden Bearbeitungswerk zeug den gewünschten Betrag aufweist. Erfindungsgemäß denkbar ist auch eine Nachjustage durch Drehbetätigung des Stellelements im Anschluss an die Tren nung des Zugelements der Spannvorrichtung von dem Zugorgan des Zugspann geräts, sofern sich an dem Zugelement unmittelbar mit dessen Freigabe durch das Zugspanngerät noch nicht die gewünschte Vorspannung eingestellt hat.

Die Drehbetätigung des Stellelements während der Zugbeanspruchung des Zug elements der Spannvorrichtung erfolgt vorzugsweise bei von der Rückhub-Stütz fläche des Werkzeugwiderlagers beabstandetem Stellelement. Ist das Stellelement bei der Drehbetätigung von der Rückhub-Stützfläche beabstandet, so wird eine ansonsten auftretende und die Genauigkeit der Positionierung des Stellelements möglicherweis beeinträchtigende Reibung zwischen dem Stellelement und dem Werkzeugwiderlager vermieden. Da keine Reibung zwischen dem Stellelement und dem Werkzeugwiderlager zu überwinden ist, bedarf es für die Drehbetätigung des Stellelements auch nur eines verhältnismäßig geringen Anzugsmoments. Nach der zweckentsprechenden Positionierung des Stellelements auf dem Zugele ment der Spannvorrichtung wird die Zugbeanspruchung des Zugelements aufge hoben und die Bearbeitungseinheit kann von dem Zugspanngerät getrennt wer den. Unter der Wirkung der zuvor erzeugten Vorspannung des Zugelements be aufschlagt das Spannelement der Spannvorrichtung die Rückhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers. Ebenfalls unter der Wirkung der zuvor erzeugten Vorspan nung des Zugelements wird das Bearbeitungswerkzeug zu der Vorhub-Stützfläche hin gezogen.

Besondere Ausführungsarten der Bearbeitungseinheit gemäß Patentanspruch 1 und des Herstellungsverfahrens gemäß Patentanspruch 14 ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 und 15. Ausweislich Patentanspruch 15 wird die Vorspannung des Zugelements der Spann vorrichtung der Bearbeitungseinheit mittels eines hydraulischen Zugspanngeräts erzeugt. Die hydraulische Zugbeanspruchung des Zugelements ermöglicht eine betragsmäßig exakte Zugbeanspruchung des Zugelements. Dies ist insofern von besonderer Bedeutung, als die Vorspannung des Zugelements einerseits auf einen Maximalwert eingestellt werden sollte, gleichzeitig aber die werkstoffabhängige Zugfestigkeit des Zugelements nicht überschritten werden darf. Die Einstellung der Vorspannung des Zugelements auf einen Maximalwert empfiehlt sich vor dem Hin tergrund, dass bei einem Rückhub der Bearbeitungseinheit das Bearbeitungswerk- zeug umso besser gegen ein Abheben von der Vorhub-Stützfläche des Werkzeug widerlagers gesichert ist, je größer der Betrag der Kraft ist, mit welcher das Bear beitungswerkzeug durch das Zugelement der Spannvorrichtung gegen die Vorhub- Stützfläche an dem Werkzeugwiderlager gezogen wird. Ist die Vorspannung des Zugelements exakt einstellbar, kann die Zugfestigkeit des Zugelements maximal ausgenutzt werden.

Im Falle der Erfindungsbauarten gemäß den Patentansprüchen 2 und 3 ist das Zugelement mittels Drehbetätigung des Stellelements der Spannvorrichtung (Pa tentanspruch 2) oder mittels eines Zugspanngeräts (Patentanspruch 3) auf Zug längs der Arbeitsachse der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit vorgespannt. Denkbar ist überdies eine Erfindungsbauart, im Falle derer das Zugelement der Spannvorrichtung sowohl durch Drehbetätigung des Stellelements als auch unter Zuhilfenahme eines Zugspanngeräts vorgespannt ist.

Zur Anbindung des Zugelements der Spannvorrichtung an das Zugorgan des Zug spanngeräts ist das Zugelement in Weiterbildung der Erfindung mit einer entspre- chenden Kupplungseinrichtung versehen (Patentanspruch 4). Als Kupplungsein richtung bevorzugt wird dabei ein an dem Zugelement vorgesehenes Kupplungs gewinde, mittels dessen sich eine lösbare Gewindeverbindung mit dem Zugorgan des Zugspanngeräts hersteilen lässt (Patentanspruch 5).

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsein- heit ist das Zugelement der Spannvorrichtung als Zugstange ausgebildet (Pa tentanspruch 6). Ausweislich Patentanspruch 7 ist das Werkzeugwiderlager der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit vorzugsweise als Hohlkörper ausgeführt, der mit einer sich längs der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit erstreckenden Aufnahme für das Zugelement, insbesondere die Zugstange, der Spannvorrichtung versehen ist. Um eine dauerhaft wirksame Abstützung des Bearbeitungswerkzeugs an der Vor- hub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers zu gewährleisten, ist in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit zwischen dem Bearbeitungswerkzeug und dem Zugelement der Spannvorrichtung eine formschlüssige Verbindung vor gesehen, über welche die Vorspannung des Zugelements in eine Beaufschlagung der Vorhub-Stützfläche des Werkzeugwiderlagers durch das Bearbeitungswerk zeug umgesetzt wird (Patentanspruch 8). Zur Herstellung des Formschlusses wei sen das Bearbeitungswerkzeug und das Zugelement der Spannvorrichtung eine entsprechende Bauteilgeometrie auf. Erfindungsgemäß bevorzugt werden einan der zugeordnete Flächen an dem Bearbeitungswerkzeug und an dem Zugelement, die im Wesentlichen senkrecht zu der Arbeitsachse der erfindungsgemäßen Bear beitungseinheit verlaufen oder eine konische Form an dem einen und eine ent sprechende gegenkonische Form an dem anderen der formschlüssig miteinander zu verbindenden Bauteile.

Mit dem Zugelement der Spannvorrichtung kann sich insbesondere ein als Stell- mutter ausgeführtes Stellelement im Gewindeeingriff befinden (Patentanspruch 9). Für Fälle, in denen die Vorspannung des Zugelements wenigstens teilweise durch Drehbetätigung des Stellelements erzeugt wird, ist die Stellmutter mit einer Au ßenkontur versehen, die ihrerseits an ein Betätigungswerkzeug angepasst ist.

In Falle einer bevorzugten Erfindungsbauart begrenzt das Bearbeitungswerkzeug die Bearbeitungseinheit in der Vorhubrichtung. Ergänzend oder alternativ ist aus weislich Patentanspruch 10 vorgesehen, dass das Werkzeugwiderlager der erfin dungsgemäßen Bearbeitungseinheit durch die Rückhub-Stützfläche in der Rück hubrichtung begrenzt wird. Bildet die Rückhub-Stützfläche die rückhubseitige Be grenzung des Werkzeugwiderlagers, so steht an dem Werkzeugwiderlager für das Stellelement der Spannvorrichtung eine hinreichend große Beaufschlagungsfläche zur Verfügung. Außerdem ist das der Rückhub-Stützfläche zugeordnete Stellele ment insbesondere zur Einstellung der Vorspannung des Zugelements der Spann vorrichtung gut zugänglich.

Gemäß Patentanspruch 11 ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die Einheit mit Bearbeitungswerkzeug, Werkzeugwiderlager und Spannvorrichtung nicht unmittelbar sondern vielmehr über ein Kupplungselement an einen Bearbei tungsantrieb angebunden. Der Bearbeitungsantrieb dient zur Erzeugung der Rela tivbewegung eines zu bearbeitenden Werkstücks und der erfindungsgemäßen Be arbeitungseinheit. Das Kupplungselement zwischen der Einheit mit Bearbeitungs werkzeug, Werkzeugwiderlager und Spannvorrichtung einerseits und dem Bear beitungsantrieb andererseits kann als Adapter dienen, dessen Bauweise etwa auf der Antriebsseite anwendungsbezogen variiert und der es dann ermöglicht, ein und dieselbe Einheit mit Bearbeitungswerkzeug, Werkzeugwiderlager und Spannvor richtung in einer anwendungsspezifischen Weise an einen Bearbeitungsantrieb an zubinden.

Damit die Verbindung zwischen der Einheit mit Bearbeitungswerkzeug, Werkzeug widerlager und Spannvorrichtung einerseits und dem Kupplungselement anderer seits auch großen Bearbeitungskräften standhält, ist in weiterer bevorzugter Aus gestaltung der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit eine formschlüssige Ver bindung zwischen dem Werkzeugwiderlager und dem Kupplungselement vorgese hen. Insbesondere sind das Werkzeugwiderlager und das Kupplungselement mit einander verschraubt.

Eine erfindungsgemäß bevorzugte Schraubverbindung zwischen dem Werkzeug widerlager und dem Kupplungselement ergibt sich aus Patentanspruch 12. Im Falle dieser Erfindungsbauart bewirkt die Herstellung der Schraubverbindung zwischen dem Werkzeugwiderlager und dem Kupplungselement der erfindungsgemäßen Be arbeitungseinheit eine in der Rückhubrichtung wirksame Zugbeanspruchung eines Gewindevorsprungs des Werkzeugwiderlagers und dadurch eine Zugbeanspru chung und Vorspannung des Zugelements der Spannvorrichtung. Der Gewindevor sprung des Werkzeugwiderlagers wird nach Art eines Schraubenbolzens in ein In nengewinde an dem Kupplungselement eingeschraubt. Wie ein Schraubenkopf läuft dabei der gegenüber dem Gewindevorsprung quer zu der Arbeitsachse der Bearbeitungseinheit bestehende Überstand des Werkzeugwiderlagers mit einer wi derlagerseitigen Anschlagfläche auf eine kupplungselementseitige Anschlagfläche auf. Ein mit einer Drehbewegung des in axialer Richtung an dem Kupplungsele- ment abgestützten Werkzeugwiderlagers relativ zu dem Kupplungselement ver bundenes Anziehen des Werkzeugwiderlagers führt folglich zu einer Längung des widerlagerseitigen Gewindevorsprungs. Da der widerlagerseitige Gewindevor sprung an einer in die Rückhubrichtung weisenden Stirnfläche die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche für das Stellelement der Spannvorrichtung ausbildet, bewirkt die Längung des widerlagerseitigen Gewindevorsprungs über das an der Stirnflä che des Gewindevorsprungs abgestützte Stellelement eine Zugbeanspruchung und Vorspannung des mit dem Stellelement verbundenen Zugelements der Spannvor richtung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen :

Figur la: eine Teileinheit einer Bearbeitungseinheit erster Bauart zur Erstel lung einer Verzahnung an einer Wand eines Sacklochs an einem metallischen Werkstück,

Figur lb: eine Teileinheit einer Bearbeitungseinheit zweiter Bauart zur Erstel lung einer Verzahnung an einer Wand eines Sacklochs an einem metallischen Werkstück,

Figur 2: die Teileinheit gemäß Figur lb an einem Zugspanngerät bei der Er zeugung einer Vorspannung einer Zugstange der Teileinheit und

Figur 3: die Bearbeitungseinheit erster Bauart umfassend die Teileinheit ge mäß Figur la.

In Figur la ist eine Bearbeitungseinheit 1 im Umfang einer Teileinheit 2 darge stellt, die ihrerseits ein Bearbeitungswerkzeug 3, ein Werkzeugwiderlager 4 und eine Spannvorrichtung 5 umfasst. Bei dem Bearbeitungswerkzeug 3 handelt es sich um eine herkömmliche Um formmatrize aus Hartmetall, die dazu dient an einer Wand eines Sacklochs 6 in einem in Figur la gestrichelt angedeuteten metallischen Werkstück 7 eine Ver zahnung zu erstellen. Zu diesem Zweck ist das Bearbeitungswerkzeug 3 in ge- wohnter Weise mit einer formgebenden Verzahnung versehen. Die Zähne der formgebenden Verzahnung an dem Bearbeitungswerkzeug 3 verlaufen längs ei ner Arbeitsachse 8 der Bearbeitungseinheit 1.

Zur Herstellung der Verzahnung an der Wand des Sacklochs 6 werden die Bear beitungseinheit 1 und das Werkstück 7 längs der Arbeitsachse 8 relativ zueinan- der bewegt. Auf einen von der Bearbeitungseinheit 1 in einer Vorhubrichtung (Pfeil 9) zu dem Werkstück 7 hin ausgeführten Vorhub folgt dabei ein von dem Werkstück 7 weg gerichteter Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 in einer Rück hubrichtung 10.

Sowohl bei dem Vorhub als auch bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 be- findet sich das Bearbeitungswerkzeug 3 im Kontakt mit der Wand des Werk stücks 7. Die auf das Bearbeitungswerkzeug 3 bearbeitungsbedingt längs der Ar beitsachse 8 wirkenden Kräfte werden in das Werkzeugwiderlager 4 abgetragen.

Bei dem Vorhub der Bearbeitungseinheit 1 ist das in die Wand des Sacklochs 6 eingreifende Bearbeitungswerkzeug 3 an einer widerlagerseitigen Vorhub-Stütz- fläche 11 entgegen der Vorhubrichtung 9 abgestützt. Ebenso wie eine der Vor- hub-Stützfläche 11 des Werkzeugwiderlagers 4 gegenüberliegende Gegenfläche 12 des Bearbeitungswerkzeugs 3 erstreckt sich die widerlagerseitige Vorhub- Stützfläche 11 im Wesentlichen senkrecht zu der Arbeitsachse 8.

Bei dem Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 in der Rückhubrichtung 10 ist das mit der Wand des Sacklochs 6 in Kontakt befindliche Bearbeitungswerkzeug 3 bestrebt, längs der Arbeitsachse 8 von der Vorhub-Stützfläche 11 des Werkzeug widerlagers 4 abzuheben. Dies wird durch eine entgegen der Rückhubrichtung 10 wirksame Abstützung des Bearbeitungswerkzeugs 3 an einer widerlagerseitigen Rückhub-Stützfläche 13 verhindert. Die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche 13 ist von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 in der Rückhubrichtung 10 beabstandet und dabei von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 abge wandt.

Die Abstützung des Bearbeitungswerkzeugs 3 an der Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 erfolgt nicht unmittelbar sondern über eine als Zugele ment vorgesehene und von dem Werkzeugwiderlager 4 baulich getrennte Zug stange 14 sowie über ein auf der Zugstange 14 aufsitzendes und als Stellmutter 15 ausgebildetes Stellelement der Spannvorrichtung 5.

Die Zugstange 14 der Spannvorrichtung 5 erstreckt sich in einer Aufnahme 16 des als Hohlkörper ausgebildeten Werkzeugwiderlagers 4 längs der Arbeitsachse 8. In der Vorhubrichtung 9 endet die Zugstange 14 flächenbündig mit dem Bear beitungswerkzeug 3. Folglich begrenzt in dem dargestellten Beispielsfall das Be arbeitungswerkzeug 3 gemeinsam mit der in der Vorhubrichtung 9 gelegenen Stirnfläche der Zugstange 14 die Bearbeitungseinheit 1 in der Vorhubrichtung 9. Alternativ kann die in der Vorhubrichtung 9 gelegene Stirnfläche der Zugstange 14 gegenüber der in der Vorhubrichtung 9 gelegenen Stirnfläche des Bearbei tungswerkzeugs 3 entgegen der Vorhubrichtung 9 zurückgesetzt sein. In beiden Fällen kann die Wand des Sacklochs 6 mittels des Bearbeitungswerkzeugs 3 über ihre gesamte axiale Länge bearbeitet werden.

An der in der Vorhubrichtung 9 gelegenen Seite ist die Zugstange 14 mit dem Bearbeitungswerkzeug 3 formschlüssig verbunden. Zu diesem Zweck erweitert sich der Querschnitt der Zugstange 14 unter Ausbildung einer senkrecht zu der Arbeitsachse 8 verlaufenden zugstangenseitigen Schulter 17. Die Schulter 17 an der Zugstange 14 wirkt zur Herstellung des Formschlusses zwischen der Zug stange 14 und dem Bearbeitungswerkzeug 3 mit einer werkzeugseitigen, gleich falls senkrecht zu der Arbeitsachse 8 verlaufenden werkzeugseitigen Schulter 18 zusammen.

Das in die Rückhubrichtung 10 weisende Ende der Zugstange 14 ist mit einem zugstangenseitigen Außengewinde 19 versehen. Das zugstangenseitige Außenge winde 19 bildet ein Stellgewinde 19a, mit welchem sich die Stellmutter 15 der Spannvorrichtung 5 im Gewindeeingriff befindet. Durch Drehbetätigung der Stell mutter 15 um die Arbeitsachse 8 kann die Stellmutter 15 längs der Zugstange 14 wahlweise in der Vorhubrichtung 9 oder in der Rückhubrichtung 10 verlagert werden. Aufgrund der selbsthemmenden Ausbildung des Stellgewindes 19a und des mit diesem kämmenden Innengewindes an der Stellmutter 15 behält die Stellmutter 15 eine eingestellte Position längs der Arbeitsachse 8 auch dann bei, wenn auf die Stellmutter 15 eine Kraft längs der Arbeitsachse 8 wirkt. Die Stell mutter 15 ist mit einer Außenkontur versehen. Mit Hilfe eines an die Außenkontur der Stellmutter 15 angepassten Werkzeugs ist eine Drehbetätigung der Stellmut ter 15 um die Arbeitsachse 8 möglich.

Ein widerlagerseitiges Außengewinde 20 ist an dem in der Rückhubrichtung 10 gelegenen Ende des Werkzeugwiderlagers 4 an einem bolzenartigen Gewindevor sprung 21 des Werkzeugwiderlagers 4 vorgesehen. Die in die Rückhubrichtung 10 weisende Stirnfläche des Gewindevorsprungs 21 bildet die Rückhub-Stützflä- che 13 des Werkzeugwiderlagers 4. Der Gewindevorsprung 21 ist gegenüber dem in der Vorhubrichtung 9 angrenzenden Teil des Werkzeugwiderlagers 4 quer- schnittsreduziert. Infolgedessen ist an dem Werkzeugwiderlager 4 eine ringför mige, mit dem Gewindevorsprung 21 konzentrische und sich in Querrichtung der Arbeitsachse 8 erstreckende widerlagerseitige Anschlagfläche 22 ausgebildet.

Eine in Figur lb dargestellte Teileinheit 52 einer Bearbeitungseinheit 51 unter scheidet sich von der Teileinheit 2 gemäß Figur la lediglich durch die konstruk- tive Realisierung des Formschlusses zwischen der Zugstange 14 der Spannvor richtung 5 und dem Bearbeitungswerkzeug 3.

Anstelle der zugstangenseitigen Schulter 17 und der mit dieser zusammenwir kenden werkzeugseitigen Schulter 18 der Teileinheit 2 sind im Falle der Teilein heit 52 als miteinander zusammenwirkende Formschlusselemente ein zugstan- genseitiger Konus 53 und ein werkzeugseitiger Gegenkonus 54 vorgesehen.

Damit das Bearbeitungswerkzeug 3 bei dem gegenüber dem Werkstück 7 ausge führten Rückhub der Bearbeitungseinheit 1, 51 nicht von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 abhebt, ist die Zugstange 14 auf Zug längs der Arbeits achse 8 vorgespannt. Aufgrund der Vorspannung zieht die Zugstange 14 das Be- arbeitungswerkzeug 3 gegen die widerlagerseitige Vorhub-Stützfläche 11 und die Stellmutter 15 gegen die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche 13. Zur Erzeugung der Vorspannung der Zugstange 14 längs der Arbeitsachse 8 dient ein hydraulisches Zugspanngerät 23, wie es in Figur 2 schematisch darge stellt ist.

Anhand von Figur 2 werden die Abläufe zur Erzeugung der Vorspannung der Zug stange 14 der Bearbeitungseinheit 51 beziehungsweise der Teileinheit 52 von Fi gur lb erläutert. In entsprechender Weise wird mittels des Zugspanngeräts 23 die Zugstange 14 der Bearbeitungseinheit 1 beziehungsweise der Teileinheit 2 von Figur la vorgespannt.

In einem Zustand, in welchem die Zugstange 14 der Stellvorrichtung 5 nicht oder nur geringfügig auf Zug längs der Arbeitsachse 8 vorgespannt ist, wird die Teil einheit 52 der Bearbeitungseinheit 51 mit dem Außengewinde 20 des Werkzeug widerlagers 4 in ein Innengewinde einer Gewindebohrung 24 an einem als gerä teseitiges Widerlager 25 vorgesehenen Teil des Zugspanngeräts 23 einge schraubt. Dadurch wird das Werkzeugwiderlager 4 an dem geräteseitigen Wider lager 25 in der Rückhubrichtung 10 wirksam abgestützt. Die auf der Zugstange 14 aufsitzende Spannmutter 15 liegt kraftlos oder unter der Wirkung der gering fügigen Vorspannung der Zugstange 14 an der widerlagerseitigen Rückhub- Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 an.

Außerdem wird die Zugstange 14 der Teileinheit 52 mit einem als Kupplungsge winde 19b vorgesehenen Abschnitt des zugstangenseitigen Außengewindes 19 in eine Gewindebohrung 26 an einem Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 einge schraubt und dadurch an das Zugorgan 27 angebunden.

Bei an dem geräteseitigen Widerlager 25 in der Rückhubrichtung 10 abgestütz tem Werkzeugwiderlager 4 wird nun das mit der Zugstange 14 der Teileinheit 52 verbundene Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 in einer in Figur 2 durch einen Pfeil 28 veranschaulichten und mit der Rückhubrichtung 10 übereinstimmenden Zugrichtung beaufschlagt und aufgrund der Beaufschlagung des Zugorgans 27 in der Zugrichtung 28 wird die an dem gegenüberliegenden Ende über das Bearbei tungswerkzeug 3 an dem Werkzeugwiderlager 4 abgestützte Zugstange 14 auf Zug in der Rückhubrichtung 10 der Bearbeitungseinheit 51 beziehungsweise der Teileinheit 52 beansprucht. Aufgrund der Zugbeanspruchung der Zugstange 14 hebt die Stellmutter 15 der Spannvorrichtung 5 von der Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 ab und die Stellmutter 15 kann durch Drehbetätigung um die Arbeitsachse 8 auf der Zugstange 14 in eine zuvor definierte Sollposition längs der Arbeitsachse 8 zugestellt werden, ohne dass bei der Drehbetätigung der Stellmutter 15 zwischen dieser und der Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderlagers 4 eine die Drehbetätigung der Stellmutter 15 erschwerende und die Genauigkeit der Ein stellung der Stellmutter 15 möglicherweise beeinträchtigende Reibung auftritt.

Sobald die Stellmutter 15 in die Sollposition auf der Zugstange 14 zugestellt ist, wird die Zugstange 14 von dem Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 getrennt. Nach der Trennung der Zugstange 14 von dem Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 beaufschlagen unter der Wirkung der nun erzeugten Vorspannung der Zug stange 14 die Stellmutter 15 die Rückhub-Stützfläche 13 des Werkzeugwiderla gers 4 und das Bearbeitungswerkzeug 3 die Vorhub-Stützfläche 11 des Werk zeugwiderlagers 4.

Die Sollposition der Stellmutter 15 auf der Zugstange 14 ist derart definiert, dass sich nach dem Trennen der Zugstange 14 von dem Zugorgan 27 des Zugspann geräts 23 eine Vorspannung der Zugstange 14 einstellt, die derart bemessen ist, dass bei dem im Rahmen der Bearbeitung des Werkstücks 7 ausgeführten Rück hub der Bearbeitungseinheit 51 einerseits ein Abheben des Bearbeitungswerk zeugs 3 von der widerlagerseitigen Vorhub-Stützfläche 11 wirksam verhindert wird und andererseits die resultierende Zugbeanspruchung der Zugstange 14, zu der sich die durch den Rückhub der Bearbeitungseinheit 51 bedingte Zugbean spruchung der Zugstange 14 und die zuvor eingestellte Vorspannung der Zug stange 14 summieren, die materialabhängige Zugfestigkeit der Zugstange 14 nicht überschreitet.

Um die Zugfestigkeit der Zugstange 14 maximal nutzen zu können, wird das Zugorgan 27 des Zugspanngeräts 23 zum Vorspannen der Zugstange 14 hydrau lisch in der Zugrichtung 28 beaufschlagt. Die hydraulische Zugbeanspruchung der Zugstange 14 ermöglicht eine betragsmäßig exakte Einstellung der Vorspan nung der Zugstange 14. Infolgedessen kann die Vorspannung der Zugstange 14 funktionssicher auf einen Maximalwert eingestellt werden, der auch in Summe mit der bearbeitungsbedingten Zugbeanspruchung der Zugstange 14 nicht zu ei nem Bruch der Zugstange 14 führt.

Die Teileinheit 52 mit der in der vorstehenden Weise vorgespannten Zugstange 14 wird aus dem geräteseitigen Widerlager 25 des Zugspanngeräts 23 ausge schraubt und dadurch von dem Zugspanngerät 23 getrennt.

Anschließend wird die Teileinheit 52 mit einem als Kupplungselement vorgesehe nen Adapter zu der Bearbeitungseinheit 51 gefügt.

Entsprechend wird ausweislich Figur 3 bei der Herstellung der Bearbeitungsein- heit 1 verfahren. An der Teileinheit 2 wird zunächst die Zugstange 14 in der vor stehend beschriebenen Weise vorgespannt. Anschließend wird die Teileinheit 2 mit einem als Adapter 29 ausgebildeten Kupplungselement zu der Bearbeitungs einheit 1 verbunden.

Mittels des Adapters 29 wird die Bearbeitungseinheit 1 in einer in Figur 3 gestri- chelt angedeuteten Werkzeugaufnahme 30 eines Bearbeitungsantriebs 34 einer als Axialformmaschine 31 ausgebildeten Bearbeitungsmaschine fixiert. Mit Hilfe des Bearbeitungsantriebs 34 der Axialformmaschine 31 werden der Vorhub und der Rückhub der Bearbeitungseinheit 1 gegenüber dem zu bearbeitenden Werk stück 7 erzeugt. Zur Anbindung der Teileinheit 2 an den Adapter 29 werden das Werkzeugwiderla ger 4 und der Adapter 29 miteinander verschraubt.

Zu diesem Zweck wird der mit dem Außengewinde 20 versehene Gewindevor sprung 21 des Werkzeugwiderlagers 4 nach Art eines Schraubenbolzens in ein In nengewinde an der Wand einer an dem Adapter 29 vorgesehenen Bolzenaufnahme 32 eingeschraubt. Wie ein Schraubenkopf läuft dabei der gegenüber dem Gewin devorsprung 21 quer zu der Arbeitsachse 8 der Bearbeitungseinheit 1 bestehende Überstand des Werkzeugwiderlagers 4 mit der widerlagerseitigen Anschlagfläche 22 auf eine kupplungselement- beziehungsweise adapterseitige Anschlagfläche 33 auf. Ein mit einer Drehbewegung des in axialer Richtung an dem Adapter 29 abgestütz ten Werkzeugwiderlagers 4 relativ zu dem Adapter 29 verbundenes Anziehen des Werkzeugwiderlagers 4 führt zu einer Längung des in die Bolzenaufnahme 32 des Adapters 29 eingeschraubten widerlagerseitigen Gewindevorsprungs 21. Da der widerlagerseitige Gewindevorsprung 21 an der in die Rückhubrichtung 10 weisen den Stirnfläche die widerlagerseitige Rückhub-Stützfläche 13 für die Stellmutter 15 der Spannvorrichtung 5 ausbildet, bewirkt die Längung des widerlagerseitigen Gewindevorsprungs 21 über die an der Stirnfläche des Gewindevorsprungs 21 ab gestützte Stellmutter 15 eine geringfügige Zugbeanspruchung und Vorspannung der Zugstange 14 über die zuvor erzeugte Vorspannung hinaus. Diese montage bedingte zusätzliche Vorspannung der Zugstange 14 ist bei der Bemessung der mittels des Zugspanngeräts 23 erzeugten Vorspannung der Zugstange 14 zu be rücksichtigen.