DE3144032C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Werkzeugrevolver ist aus der DE-AS 12 94 143 bekannt. Bei dieser Bauart ist eine Werkzeugaufnahme mit einer an ihrer Unterseite an einem Bolzen drehbar gelagerten Schraubhülse versehen, die ihrerseits in einer ortsfest ge­ lagerten Mutter gehalten wird. Durch eine Drehbewegung der Schraubhülse läßt sich die Werkzeugaufnahme nach oben oder nach unten bewegen, so daß im Bereich ihres Umfanges angeordnete Arretierverzahnungen in oder außer Eingriff kommen. Die Dreh­ bewegung der Schraubhülse wird dabei über eine Zahnstange be­ wirkt, die in ein Ritzel der Schraubhülse eingreift. Die Zahn­ stange wiederum wird in Längsrichtung dadurch bewegt, daß ein fest mit ihr verbundener Führungsbolzen in Nuten eines spindel­ artigen Antriebsgliedes eingreift, daß im unteren Bereich der Werkzeugaufnahme neben der Drehachse der Werkzeugaufnahme und senkrecht zu dieser verläuft. Durch die Auslösung einer Dreh­ bewegung des spindelartigen Antriebsgliedes kann daher die Auf- und Abbewegung der Werkzeugaufnahme bewirkt werden, die im übrigen durch gesonderte Schaltnocken zu einer Drehbewegung veranlaßt wird, sobald sich ihre äußere Verzahnung von der ortsfesten Gegenverzahnung gelöst hat.

Ein solcher Werkzeugrevolver ist bezüglich seines Antriebsmechanismus aufwendig. Er benötigt auch wegen der senkrecht zueinander verlaufenden Achsen von Antriebsspindel und Werkzeugaufnahme und die dafür notwendigen Antriebsorgane viel Platz.

Es ist zwar auch bekannt (DE 27 41 907 A1), eine axiale Anordnung von Antriebs- und Werkzeugaufnahme vorzunehmen. Die bei diesen Bauarten vorgesehene Axialverzahnung zwischen einem Verriegelungsglied und dem Antriebsteil erlauben aber aufgrund der gewählten Ausbildung ausschließlich den Antrieb der Werk­ zeugaufnahme in einer Drehrichtung. Dies führt dazu, daß dann, wenn an dem zu bearbeitenden Werkstück ein Werkzeug in Angriff kommen soll, das dem Werkzeug, welches gerade eine Bearbeitung beendet hat, mit begrenztem Winkelabstand vorausgeht, die Werk­ zeugaufnahme nutzlos eine Drehbewegung im entgegengesetzten Drehsinn ausführen muß, die fast einer kompletten Drehung gleichkommen kann, anstatt eine Drehbewegung um den begrenzten Winkelabstand in der anderen Richtung auszuführen. Dieser Um­ stand wirkt sich in einer nutzlosen Verlängerung der für die Drehung der Werkzeugaufnahme erforderlichen Zeit aus bzw. in einer Verlängerung der Totzeiten und somit in einer unvermeid­ lichen und unerwünschten Verlängerung der Gesamt-Bearbeitungs­ zeit. Das gilt auch für andere bekannte und derzeit im Gebrauch befindliche Werkzeugrevolver, wie sie beispielsweise in der DE 31 11 569 A1 beschrieben sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu­ grunde, einen Werkzeugrevolver der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, der eine Verstellvorrichtung einfacher und kompakter Bauart aufweist, mit dem die Positionierung der Werkzeugaufnahme in beiden Drehrichtungen in einfacher Weise schnell möglich ist. Dabei soll vermieden werden, daß eine Überdrehung über die gewünschte Position hinaus stattfindet.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Werkzeugrevolver der eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen.

Durch diese Maßnahme wird es in wesentlich einfacherer Art möglich, einen kompakten Aufbau für den Werkzeugrevolver zu verwirklichen, dennoch aber den Antrieb in beiden Drehrichtungen zum Zweck der jeweils gewünschten Positionierung vorzunehmen. Die Drehachse des Werkzeugrevolvers und die Antriebs­ achse fallen zusammen. Die Axialbewegung der Werkzeugaufnahme und deren Antrieb werden in einfacher, aber sicherer Weise mechanisch bewirkt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Durch die entsprechende Be­ messung des Stellbolzens trifft dieser auch dann, wenn er sich in der zurückgezogenen Stellung befindet, auf die Unterseite der sich auf ihn zubewegenden Werkzeugaufnahme auf, bremst so zum einen eine Überdrehbewegung ab und sorgt durch das an­ schließende Einrasten in eine der Aussparungen dafür, daß ein durch äußere Drehmomenteinflüsse bewirktes Überdrehen der Werk­ zeugaufnahme nicht dazu führt, daß eine benachbarte Position angefahren wird.

Die Erfindung wird erläutert in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Werkzeugrevolver ent­ sprechend der Erfindung,

Fig. 2, 3 und 4 schematische Ansichten einer Einzelheit des Werkzeug­ revolvers nach Fig. 1 in verschiedenen Funktionsphasen des Werkzeugrevolvers,

Fig. 5, 6 und 7 eine weitere Einzelheit des Werkzeugrevolvers nach Fig. 1 in verschiedenen Funktionsphasen des Werkzeug­ revolvers und

Fig. 8, 9 und 10 noch eine weitere Einzelheit des Werkzeugrevolvers nach Fig. 1 in verschiedenen Funktionsphasen des Werkzeug­ revolvers.

Unter Bezugnahme auf die Figuren ist mit 1 global ein Werkzeugrevolver entsprechend der Erfindung gekennzeichnet, welcher einen Grundkörper 2 besitzt, der mit einer Seitenflä­ che 2 a an einer senkrechten Fläche 3 a eines Elements 3 einer nicht dargestellten, da konventionellen Werkzeugmaschine be­ festigt ist.

Am Grundkörper 2 ist eine Werkzeugaufnahme 4 montiert, die in konventioneller Weise mit Sitzen 4 a für die Aufnahme ent­ sprechender, nicht dargestellter Werkzeuge versehen ist. Die Werkzeugaufnahme 4 ist drehbar angeordnet um eine vertikale Achse Z-Z und ist axial verschiebbar entlang dieser Drehachse aus einer ersten Stellung, in der sie unter Einwirkung fe­ dernder Mittel 5 und über eine Stirnkupplung 6 mit dem Grund­ körper 2 verbunden ist, in eine zweite Stellung, in der sie von dem Grundkörper 2 getrennt ist.

Die Kupplung 6 wird von zwei sich gegenüberliegenden Zahn­ kränzen 7 und 8 gebildet, die jeweils an der Werkzeugaufnahme 4 und am Grundkörper 2 befestigt sind. Zwischen dem Grund­ körper 2 und der Werkzeugaufnahme 4 ist eine Abdichtung 24 vorgesehen, um das Eindringen von Wasser, von Spänen und Staub in das Innere des Werkzeugrevolvers 1 zu verhindern.

Der Werkzeugrevolver 1 umfaßt ein Antriebsorgan 9, das drehbar im Grundkörper 2 mittels Radiallager 10 und 11 und der gegen­ überliegenden Axialdrucklager 12 und 13 montiert ist. Das Antriebsorgan 9 wird in beiden Drehrichtungen von motorischen Mitteln, bestehend aus einem Getriebemotor 14, angetrieben, wobei der Motor je nach Bedarf in beiden Richtungen drehen kann. Das Antriebsorgan 9 ist mit einer ringförmigen Schul­ ter 15 versehen, gegen welche sich die vorgenannten federn­ den Mittel 5 über einen wälzgelagerten Druckring 16 abstützen.

Das Antriebsorgan 9 ist seitlich mit einer V-förmigen Nut 17 versehen, bei welcher die Schenkel 17 a und 17 b (Fig. 5 bis 7) der V-Form einen zur Horizontalen vorbestimmten Neigungswinkel α haben. Die Werkzeugaufnahme 4 ist ferner mit einem vor­ bestimmten Führungsbolzen 18 versehen, der in der Nut 17 ge­ führt ist. Vorzugsweise wird der Winkel α genügend klein gewählt, so daß die Kraft der federnden Mittel 5 keine Quer­ kraftkomponente auf das Antriebsorgan ergeben, die größer ist, als die Reibungskraft des Antriebsorgans selbst.

Der Werkzeugrevolver 1 umfaßt weiterhin einen Stellbolzen 19, der im Grundkörper 2 axial beweglich in Richtung Z-Z gelagert und unter Einwirkung geeigneter Betätigungsmittel 20 zur Werkzeug­ aufnahme 4 hin und weg davon bewegbar ist. Der Stellbolzen 19 kann in eine Vielzahl von Aussparungen 21, die an der Un­ terseite 4 b der Werkzeugaufnahme 4 ihrer Zahl nach entspre­ chend der Anzahl der Winkelstellungen des Werkzeugrevolvers 1 eingearbeitet sind, einrasten. Die Betätigungsmittel 20 be­ stehen aus einer Feder 22, die zwischen dem Grundkörper 2 und einer Schulter 19 a am Stellbolzen 19 angeordnet ist, um den Stellbolzen 19 zur Werkzeugaufnahme 4 hin zu verschieben, so wie aus einem Elektromagneten 23, der auf den Stellbolzen 19 einwirkt, um diesen gegen die Kraft der Feder 22 zurückzu­ ziehen. Wenn die Werkzeugaufnahme 4 sich in ihrer zweiten axialen Stellung befindet, so ergibt sich zwischen ihrer Unterseite 4 b und der Oberseite 19 a des Stellbolzens 19 ein festgelegter begrenzter Spalt, der mit h gekennzeichnet ist (Fig. 10).

Nachstehend wird nun die Funktion des Werkzeugrevolvers 1 ent­ sprechend der Erfindung unter Bezugnahme auf eine in den Fig. 1, 2, 5 und 8 dargestellte Ausgangsstellung beschrieben, in welcher der Werkzeugrevolver soeben mit einem Werkzeug eine Be­ arbeitung beendet hat und ein weiteres Werkzeug am Werkstück in Eingriff gebracht werden soll.

Die Werkzeugaufnahme 4 befindet sich in dieser Ausgangsstel­ lung in einer festgelegten Winkelstellung und axial in ihrer ersten Stellung. Die Zahnkränze 7 und 8, die die Kupplung bilden, sind im Eingriff (siehe Fig. 2); der Führungsbolzen 18 befindet sich am Scheitelpunkt der V-förmigen Nut 17 (siehe Fig. 5), und der Stellbolzen 19 ist unter Einwirkung der Feder 22 mit einer Aussparung 21 im Eingriff (siehe Fig. 8).

Um die Werkzeugaufnahme 4 in eine neue gewünschte Winkelstel­ lung zu bringen, wird der Elektromagnet 23 erregt, so daß der Stellbolzen 19 (siehe Fig. 9) zurückgezogen und der Motor der Getriebeeinheit 14 in Drehung versetzt wird in einer sol­ chen Richtung, daß die Winkelverschiebung, die die Werkzeug­ aufnahme 4 zur Erreichung der neuen gewünschten Stellung aus­ führen muß, die kürzest mögliche ist, z. B. im Gegenuhrzeiger­ sinn. Das Antriebsorgan 9 dreht sich in derselben Richtung, und die Nut 17 (siehe Fig. 6) verschiebt sich folglich in Richtung des Pfeiles F, wodurch die Werkzeugaufnahme 4 in Richtung der Achse Z-Z und in Richtung des Pfeiles G ange­ hoben wird. Die Werkzeugaufnahme 4 wird dadurch vom Grund­ körper 2 gelöst (siehe Fig. 3); gleichzeitig (siehe Fig. 9) löst sich die Aussparung 21 vom Stellbolzen 19.

Sobald das Antriebsorgan 9 eine Drehung entsprechend der Länge des ansteigenden Schenkels 17 a der V-förmigen Nut aus­ geführt hat, schlägt der Führungsbolzen 18 am Ende 17 c des Schenkels 17 a der Nut 17 an. In diesem Augenblick beendet die Werkzeugaufnahme 4 ihre axiale Bewegung in Richtung des Pfeiles G und hat damit ihre zweite Stellung erreicht. Bei Weiterdrehung nimmt das Antriebsorgan 9 in seiner Dreh­ bewegung in Richtung des Pfeiles H die Werkzeugaufnahme 4 mit, bis die Werkzeugaufnahme selbst ihre neue gewünschte Winkelstellung erreicht hat.

Falls die Werkzeugaufnahme während dieser Drehung einem störenden äußeren Drehmoment ausgesetzt werden sollte, das zu einem Überdrehen des Antriebsorgans 9 führt, wird gleich­ zeitig mit dem Überdrehen die Werkzeugaufnahme 4 durch den Eingriff des Führungsbolzens 18 in die Nut 17 aus ihrer zweiten Stellung in die erste verschoben, wodurch das vor­ genannte minimale Spiel h aufgehoben wird. Jede Überdrehung der Werkzeugaufnahme 4 gegenüber dem Antriebsorgan 9 wird somit praktisch vom Stellbolzen 19 verhindert, der in seiner zurückgezogenen Position einen Anschlag für die Werkzeugaufnahme 4 darstellt, wenn diese sich in ihrer zwei­ ten Stellung befindet.

Sobald die neue Winkelstellung erreicht ist, wird der Motor der Getriebeeinheit 14 stillgesetzt und der Elektromagnet 23 stromlos. Hierdurch rastet der Stellbolzen 19 unter Einwir­ kung der Feder 22 in der der neuen Stellung entsprechenden Aussparung 21 ein. In diesem Augenblick wird der Motor der Getriebeeinheit 14 veranlaßt, sich in entgegengesetzter Rich­ tung um einen Winkelbetrag zu drehen, der der Länge des ge­ neigten Schenkels der Nut 17 entspricht. Damit geht die Werk­ zeugaufnahme unter Einwirkung der federnden Mittel 5 aus ihrer zweiten axialen Stellung in die erste axiale Stellung über, kommt mit dem Grundkörper 2 in Eingriff und ist für eine nach­ folgende Bearbeitung bereit.

In durchaus analoger Weise wird die Drehung der Werkzeugauf­ nahme aus dieser letzten beschriebenen Stellung in irgendeine andere Stellung, sowohl im Uhrzeigersinn wie auch im Gegen­ uhrzeigersinn, je nach den unterschiedlichen Erfordernissen der Bearbeitung erreicht.

Der hauptsächliche Vorteil des Werkzeugrevolvers entsprechend dieser Erfindung besteht darin, daß dieser es ermöglicht, die Totzeiten auf ein Minimum zu reduzieren, wodurch auch die Gesamtzeiten der Bearbeitung reduziert werden. In der Tat erlaubt der Vorzug der Werkzeugaufnahme nämlich eine Drehung in beiden Richtungen ausführen zu können, immer den kürzesten Weg zu nehmen beim Übergang von einer Winkelstel­ lung in die nachfolgende gewünschte Winkelstellung.

Ein weiterer Vorteil des Werkzeugrevolvers entsprechend der Er­ findung besteht darin, daß der Werkzeugrevolver während der Drehung von einer Stellung in eine andere ohne Überdrehen eventuelle von außen einwirkende, störende Drehmomente aufnehmen kann.

Ein weiterer Vorteil des Werkzeugrevolvers entsprechend der Er­ findung ist in der Einfachheit der Konstruktion begründet, was sich durch eine Verbesserung der Zuverlässigkeit, der Haltbarkeit und der Sicherheit der Funktion auswirkt.

Claims (2)

1. Werkzeugrevolver mit mehreren Schalt­ stellungen für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehbänke, bestehend aus einem Grundkörper (2), einer Werkzeugaufnahme (4), die drehbar am Grundkörper montiert und längs ihrer Dreh­ achse (Z-Z) axial verschiebbar ist zwischen einer ersten Stellung, in der sie über eine Kupplung mit dem Grundkörper verbunden ist, und einer zweiten Stellung, in der sie vom Grundkörper getrennt ist, einem Antriebsorgan (9), das drehbar am Grundkörper (2) montiert ist und von einem Antrieb (14) mit wahlweiser Drehrichtung in beiden Richtungen in Drehung ver­ setzbar ist, einer Nut (17), die seitlich im Antriebsorgan (9) eingearbeitet und aus einem Führungsbolzen (18), der in der Nut (17) geführt ist, so daß die Werkzeugaufnahme bei einer Drehung des Antriebsorganes (9) in beiden Richtungen von der ersten in die zweite Stellung axial verschoben und dann zur Drehung in beiden Richtungen mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Antriebsorgan (9) koaxial durch die Werkzeugaufnahme (4) erstreckt, daß der Führungsbolzen (18) von der Werkzeug­ aufnahme absteht und die Nut (17) V-förmig ausgebildet ist, wobei der Führungsbolzen (18) und die Nut (17) jeweils für beide Drehrichtungen sowohl die Axialbewegung als auch die Drehbewegung bewirken, daß die Werkzeugaufnahme in der ersten Stellung, in der sie durch die Kupplung mit dem Grundkörper verbunden ist, durch Einwirkung federnder Mittel gehalten ist und daß ein Stellbolzen (19) vorgesehen ist, der im Grundkörper (2) axial bewegbar angeordnet ist und durch die Einwirkung von Betätigungsmitteln (23) zur Werkzeugaufnahme (4) hin und davon weg bewegt werden kann, um in einer Vielzahl aufeinanderfolgen­ der Aussparungen (21), die in der Werkzeugaufnahme axial einge­ arbeitet sind, einzurasten oder auszurasten.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellbolzen (19) in seiner zurückge­ zogenen Stellung einen axialen Anschlag für die Werkzeugauf­ nahme zur Abbremsung deren Drehbewegung darstellt, wenn diese sich in ihrer zweiten Stellung befindet und die Aussparungen (21) gegenüber dem Stellbolzen versetzt sind.