DE68908208T2

DE68908208T2 - Werkzeugrevolver für Drehmaschinen, Bearbeitungsinseln zum Drehen und ähnliche Vorrichtungen.

Info

Publication number: DE68908208T2
Application number: DE89103154T
Authority: DE
Inventors: Gianpaolo Morlacchi
Original assignee: Duplomatic Meccanica
Current assignee: Duplomatic Automazione SpA Busto Arsizio Vare
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2009-02-24
Also published as: DE68908208D1; IT8819658A0; EP0331003A2; ATE92823T1; IT1215998B; EP0331003A3; EP0331003B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver, insbesondere für Drehbänke, Drehbearbeitungszentren und ähnliche Vorrichtungen einer Gattung, bestehend aus einem Grundkörper, einem Werkzeugaufnahmetisch, der zu einer schrittweise möglichen Drehung am Grundkörper gelagert ist, aus einem ersten Motor zum Antrieb des Tisches und aus einer Mehrzahl von Werkzeugaufnahmespindeln, von denen jede drehbar am Tisch angeordnet ist und nacheinander durch die schrittweise Rotation des Tisches in eine Arbeitsposition gebracht wird, aus einem zweiten Motor, der am Grundkörper gehalten ist, einem Antrieb, der durch den zweiten Motor in der Arbeitsposition aktivierbar ist, und aus ineinandergreifenden Antriebs- und spindelseitigen Kupplungsmitteln.
Bekanntlich werden Drehbänke und insbesondere Drehbearbeitungszentren dazu benötigt, eine große Anzahl von Bearbeitungsvorgängen an einem Werkstück auszuführen, einschließlich des Bohrens, Fräsens u.dgl., d.h. zusammengefaßt, um einen ganzen Bereich von Arbeitsvorgängen auszuführen, die allgemein als rotierende Werkzeugbearbeitung bezeichnet werden.
Der Werkzeugaufnahmetisch ist daher nicht nur dazu da, mit den Klemmaufnahmen für Drehwerkzeuge versehen zu werden, sondern auch dazu, Werkzeugaufnahmespindeln montieren zu können, die ihrerseits wieder die sogenannten Rotationswerkzeuge in der Art von Bohrstellen, Bohrkronen, Bohrstangen o.dgl. aufnehmen können.
Erreicht der Werkzeugaufnahmetisch eine vorbestimmte Winkelstellung, um ein ausgewähltes Rotationswerkzeug an die Bearbeitungsstation zu bringen, dann passen die antriebsseitigen Kupplungsmittel mit den spindelseitigen Kupplungsmitteln zusammen und können axial verschoben werden, um in diese einzugreifen, so daß dadurch eine Antriebsverbindung geschaffen ist.
Auf diese Weise kann ein Motor ein Werkzeug zu einer Drehbewegung antreiben, um den gewünschten Bearbeitungsvorgang durchzuführen. Ein Beispiel eines solchen bekannten Werkzeugrevolvers ist in der EP-A 0 215 748 beschrieben.
Obwohl solche bekannten Werkzeugrevolver in vieler Hinsicht vorteilhaft sind und sich auch einer weitverbreiteten Akzeptanz erfreuen, so sind solche bekannten Werkzeugrevolver in ihrer Konstruktion sehr komplex in bezug auf den verwendeten Mechanismus, der die antriebsseitigen Kupplungsmittel auf die spindelseitigen Kupplungsmittel schieben und den Eingriff bewirken soll, wenn in Betracht gezogen wird, daß diese Kupplungsmittel spezifisch für die Übertragung eines ausreichenden Drehmoments für die Bearbeitung von metallischen Materialien dimensioniert sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver der oben angegebenen Art vorzusehen, der eine solche Bauweise und Leistungscharakteristik aufweist, daß die oben angegebenen Voraussetzungen erfüllt sind, wobei zur gleichen Zeit die angegebenen Nachteile bekannter Werkzeugrevolver vermieden werden sollen.
Diese Aufgabe wird durch einen Werkzeugrevolver gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile eines Werkzeugrevolvers nach der Erfindung werden verständlicher durch die folgende detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, das aber nur zur Illustration und nicht zur Beschränkung der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine teilweise perspektivische Ansicht eines Werkzeugrevolvers nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Werkzeugrevolver der Fig. 1 längs der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 eine teilweise perspektivische Ansicht in vergrößerter Form der antriebsseitigen Kupplungsmittel in der Arbeitsstellung.
Der Werkzeugrevolver (1) besteht aus einem im wesentlichen parallelepipedischem Grundkörper (2), der entlang einer Achse X-X eine längliche Form aufweist und mit Füßen (3) zur Befestigung an dem Bett einer Drehbank, das nicht gezeigt ist, versehen ist, und zwar so, daß die Achse X-X in Richtung der Hauptachse der Drehbank oder in deren Mittelachse verläuft.
Der Grundkörper (2) ist an der Vorderseite mit einem ringförmigen Flansch (4) versehen, der eine Seite (5) aufweist, von der ein Ansatz (6) nach außen absteht. Durch den Ringflansch (4) ragt vom Grundkörper (2) aus eine Welle (7) mit einer Achse X-X, die am Grundkörper gelagert und mit einem Motor (8) versehen ist, der in bekannter Art und Weise zu einer schrittweisen Drehbewegung dient.
Koaxial zu der Welle (7) und mit dieser drehfest verbunden ist ein Werkzeugaufnahmetisch (9), der mehrere Werkzeugaufnahmespindeln, wie sie mit (10) oder (10a) bezeichnet sind, drehbar hält, und zwar so, daß die Spindeln an seinem Umfang in einem Teilungsabstand angeordnet sind und jeweils mit ihren Achsen A-A parallel zu der Achse X-X stehen. Jede Spindel (10 und 10a) ist zu ihrer Drehung in einem entsprechenden Traggehäuse (1) angeordnet, das im Tisch (9) vorgesehen ist.
Die Spindeln (10 und 10a) sind dafür ausgelegt, entsprechende Rotationswerkzeuge wie z.B. Bohreinsätze (12 und 12a) aufzunehmen.
Durch die schrittweise Rotation des Werkzeugaufnahmetisches (9) kann jede gewünschte Werkzeugaufnahmespindel entsprechend den Bearbeitungsanforderungen längs eines kreisförmigen Bewegungspfades T in die Arbeitsstellung gebracht werden.
In der Zeichnung ist die Spindel (10) in ihrer Arbeitsposition gezeigt. Ein Elektromotor (13) ist vorgesehen, um diese Spindel in Drehbewegung zu versetzen, die, wie die Spindel (10), in der Zeichnung zur Zeit an der Bearbeitungsstation positioniert ist. Der Motor (13) liegt dabei mit seiner Achse B-B parallel zu der Achse X-X und ist an dem Flansch (4) in einer Lage montiert, die diametral der Position gegenüberliegt, an der die Arbeitsstation vorgesehen ist.
Die Abtriebswelle (14) des Motors (13) ist mit einem Ritzel (15) versehen, das in einem Zahnring (16) kämmt, der seinerseits unter Zwischenfügung konventioneller Wälzlager (17) drehbar um den Ansatz (6) gelagert ist. Mit dem Zahnring (16) kämmt auch ein als Ritzel (18) ausgebildetes Getrieberad, das am Flansch (4) drehbar um eine Achse C-C angebracht ist, die mit der Achse A-A der Spindel (10) fluchtet, wenn diese in der Bearbeitungsstation steht.
Ein Zapfen (19) ragt aus dem Ritzel (18) heraus, der sich diametral über jenes erstreckt, um die antriebsseitigen Kupplungsmittel zu bilden.
Jede Spindel (10 und 10a), die vom Tisch (9) getragen wird, ist an ihrem hinteren Ende mit einer Nut (20) versehen, die sich ebenfalls diametral über dieses Ende erstreckt. Die Nut ist dabei so ausgebildet, daß sie mit dem Zapfen (19) zusammenpaßt und die spindelseitigen Kupplungsmittel bildet.
Der Werkzeugrevolver (1) ist auch mit einem Einstellmittel (21) ausgestattet, mit dem der Zapfen (19) tangential zu dem Bewegungspfad T ausgerichtet wird, wenn der Antriebsmotor (13) angehalten wird. Diese Einstellmittel (21) bestehen dabei vorteilhaft aus einer an einem zylindrischen Kragen (23) an der Welle (14) des Motors (13) gebildeten Spitze (22), und aus einem Näherungsmikrokontakt (24). Im Betrieb löst der Näherungsmikrokontakt (24), der durch die Spitze (22) bei abgeschaltetem Elektromotor (13) aktiviert wird, eine Bremse (25) aus, um den Motor in der richtigen Lage anzuhalten und den Zapfen (19) tangential zu dem Pfad T auszurichten.
Der Werkzeugrevolver (1) ist ferner mit einer Spindel-Winkelstopeinrichtung ausgerüstet, um jede Spindel (10) in einer Winkelstellung relativ zum Tisch (9) stillzustellen und dabei die Nut (20) in eine tangentiale Lage zu dem Pfad T zu bringen.
Diese Spindel-Winkelstopmittel sind vorzugsweise in der Form einer Führung (26) ausgebildet, die aus der Seite (5) des Flansches (4) nach vorne absteht, längs des Pfades T verläuft und rechtwinklig im Querschnitt ist. Diese Führung (26) erstreckt sich über die ganze Länge des Bewegungspfades T mit Ausnahme der Stelle, die von dem Zapfen (19) eingenommen wird, wenn dieser tangential zu diesem Bewegungspfad ausgerichtet ist.
Die Querschnittsform der Führung (26) paßt in jene der Nut (20), die auf diese Weise gleitend lang entlang dem Pfad T geführt wird.
Um die Nut (20) leichter in Eingriff mit dem Zapfen (19) zu bringen sind die offenen Enden der Nut mit schrägen gegenüberliegenden Wänden (20a und 20b) versehen. Die Wirkungsweise des Werkzeugrevolvers gemäß der Erfindung wird nachfolgend, ausgehend von einer Anfangsstellung beschrieben, die in der Zeichnung gezeigt ist und in der der Mikrokontakt (24) durch die Spitze (22) aktiviert ist, so daß der Motor (13) still steht und die Bremse (25) betätigt ist. Der Zapfen (19) des Ritzels (18) und die Nut (20) der Spindel (10) bilden eine Nut-Zapfen- Verbindung und sind jeweils tangential zu dem Pfad T ausgerichtet; der Tisch (9) hat gerade eine schrittweise Drehbewegung vollendet und eine Spindel (10) in die Arbeitslage gebracht.
Um nun den gewünschten Bearbeitungsvorgang auszuführen, wird es zunächst notwendig den Mikrokontakt (24) zu deaktivieren, die Bremse (25) zu lösen und den Motor (13) zu einer Drehbewegung anzusteuern. Der letztere treibt dann über das Ritzel (15) und den Zahnring (16) das Ritzel (18) und durch das gegenseitige Ineinandergreifen des Zapfens (19) und der Nut (20) die Spindel (12) und das Bohrwerkzeug (12) zur Bearbeitung zu einer Drehbewegung an. Ist der Bearbeitungsvorgang beendet - im vorliegenden Fall ein Bohrvorgang -, dann kann der Mikrokontakt (24) den Motor (13) wieder stoppen und die Bremse (25) betätigen, und zwar in einer solchen Lage, in der der Zapfen (19) tangential zu dem Pfad T ausgerichtet ist.
Soll ein anderer Bearbeitungsvorgang durchgeführt werden, bei dem ein anderes Werkzeug benutzt wird, dann wird der Schrittmotor (8) betrieben. Der Tisch (9) dreht sich schrittweise und die Nut (20) der Spindel (10) bewegt sich aus dem Zapfen (19) heraus; auf die gleiche Weise werden die Nuten der anderen Spindeln, wie beispielsweise der Spindel (10a) nacheinander über den Zapfen (19) gebracht, um mit diesem in Wirkverbindung zu stehen oder sich davon wieder zu lösen.
Erreicht die Spindel, die das zugeordnete Werkzeug für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang hält, die Arbeitsstellung, dann wird die schrittweise Drehbewegung des Tisches (9) angehalten. Auf diese Weise greift die Nut der entsprechenden Spindel über den Zapfen, um im wesentlichen die eingangs beschriebene Ausgangsposition wieder herzustellen. Es soll darauf hingewiesen werden, daß der gegenseitige Eingriff der antriebsseitigen Kupplungsmittel (Zapfen 19) und der spindelseitigen Kupplungsmittel (Nut 20) direkt am Tisch stattfindet, der das gewünschte Werkzeug für den vorgesehenen Bearbeitungsvorgang in die Bearbeitungsposition dadurch gebracht hat, daß er die richtige Winkellage erreicht hat.
Danach kann der Betrieb in ähnlicher Weise fortgesetzt werden, wie es gerade beschrieben worden ist.
Ein Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers ist, daß sein Aufbau ungewöhnlich kompakt ist. Tatsächlich werden die spindelseitigen Kupplungsmittel an einer Spindel des erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers gezwungen, exakt mit den antriebsseitigen Kupplungsmitteln auf ihrem eigenen natürlichen Bewegungsweg zusammenzutreffen und direkt mit diesen zusammenzuwirken. Ein weiterer Vorteil eines Werkzeugrevolvers dieser Erfindung ist es, daß die Arbeitsweise zuverlässig, stoßfrei und geräuschfrei ist.
Als Ergebnis alles dessen ist die Lebensdauer eines Werkzeugrevolvers nach der Erfindung höchstwahrscheinlich länger, und zwar ohne Totzeiten für Reparaturen oder Wartung.
Es versteht sich, daß ein Werkzeugrevolver, wie er im Vorstehenden offenbart ist, von einem Fachmann auf verschiedene Weise verändert und modifiziert werden kann je nach spezifischen Anforderungen, ohne daß jedoch solche Variationen aus dem Rahmen der Erfindung herausfallen, wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Claims

1. Werkzeugrevolver, insbesondere für Drehbänke, Drehbearbeitungszentren und ähnliche Vorrichtungen, bestehend aus einem Grundkörper (2),einem an diesem zu einer schrittweise möglichen Drehung gelagerten Tisch (9), einem ersten Motor (8) zum Antrieb des Tisches (9), mehreren Werkzeugaufnahmespindeln (10, 10a), von denen jede drehbar am Tisch angeordnet ist und nacheinander durch die schrittweise Rotation des Tisches (9) in eine Arbeitsposition gebracht wird, einem zweiten Motor (13), der am Grundkörper gehalten ist, einem Antrieb (14, 15, 16, 18), der durch den zweiten Motor (13) in der Arbeitsposition aktivierbar ist, und aus ineinandergreifenden antriebs- und spindelseitigen Kupplungsmitteln (19, 20), dadurch gekennzeichnet, daß die antriebsseitigen Kupplungsmittel (19) in einer Lage angeordnet sind, die im Bewegungspfad (T) der jeder Werkzeugaufnahmespindel zugeordneten spindelseitigen Kupplungsmittel (20) liegt, und jedesmal mit den spindelseitigen Kupplungsmitteln (20) in Eingriff kommen, wenn der Tisch (9) seine schrittweise Drehbewegung beendet hat und die entsprechende Werkzeugaufnahmespindel die Arbeitsposition erreicht.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die antriebsseitigen und spindelseitigen Kupplungsmittel aus einem Zapfen (19) bestehen, der von einem Getrieberad (18) absteht, bzw. aus einer Nut (20), die am entgegengesetzten Ende jeder Werkzeugaufnahmespindel (10) vorgesehen ist.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Einstellmittel vorgesehen sind, um den Zapfen (19) tangential zu dem Bewegungspfad (T) auszurichten, wenn der zweite Motor (13) steht.

4. Werkzeugrevolver nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel für den Zapfen eine Spitze (22) aufweisen, die der Abtriebswelle (14) des zweiten Motors (13) zugeordnet ist sowie einen stationär am Gehäuse des zweiten Motors (13) angeordneten Mikrokontakt (24), der durch die Spitze (22) aktiviert wird, um den Motor (13) zum Stehen zu bringen.

5. Werkzeugrevolver nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Nut (20) jeder Werkzeugaufnahmespindel in tangentialer Ausrichtung zum Bewegungspfad (T) zu halten.

6. Werkzeugrevolver nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, mit denen die Nut (20) tangential zum Bewegungspfad (T) ausgerichtet gehalten wird, die Form einer Führung (26) aufweisen, mit der die Nut (20) in Gleitkontakt kommt und daß diese Führung (26) über einen Flansch (4) am Grundkörper (2) gehalten ist und sich über die ganze Länge des Bewegungspfades (T) mit Ausnahme des Teiles erstreckt, der von dem Zapfen (19) eingenommen wird, wenn dieser tangential zu diesem Bewegungspfad ausgerichtet ist.

7. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Enden der Nut (20) mit gegenüberliegenden schrägen Seitenwänden (20a, 20b) versehen ist.