CH700946B1 - Werkzeugrevolver. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver mit einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse (10) mit einem elektrischen Antriebsmotor (28) und mit einer Werkzeugscheibe (14), die relativ zum Gehäuse (10) um eine Längsachse (34) drehbar gelagert und in wählbaren Winkelstellungen festlegbar ist, sowie Aufnahmen (16) für Bearbeitungswerkzeuge (18) aufweist, wobei mindestens ein rotierendes Bearbeitungswerkzeug (18) über eine Abtriebswelle (30), die senkrecht zu der Längsachse (34) verläuft, welche die Schwenkachse für die Werkzeugscheibe (14) darstellt, vom Antriebsmotor (28) antreibbar ist. Der elektrische Antriebsmotor ist (28) innerhalb der Werkzeugscheibe (14) angeordnet und die Abtriebswelle (30) des elektrischen Antriebes (28) mit der Antriebswelle (24) des Bearbeitungswerkzeuges (18) ist fluchtend oder parallel verlaufend anordbar. Dadurch wird ein kostengünstiges Antriebskonzept für Bearbeitungswerkzeuge bei einem Werkzeugrevolver erreicht, wobei dieses noch darüber hinaus mit einem geringen Einbauraum auskommt.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver mit einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse mit einem elektrischen Antriebsmotor und mit einer Werkzeugscheibe, die relativ zum Gehäuse drehbar gelagert und in wählbaren Winkelstellungen festlegbar ist, sowie Aufnahmen für Bearbeitungswerkzeuge aufweist, wobei mindestens ein rotierendes Bearbeitungswerkzeug über eine Abtriebswelle, die senkrecht zu der Längsachse verläuft, die die Schwenkachse für die Werkzeugscheibe darstellt, vom Antriebsmotor antreibbar ist.

  

[0002]    Durch die DE 4 018 543 C1 ist ein Werkzeugrevolver bekannt mit einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse, und dieser weist einen elektrischen Antriebsmotor auf sowie eine Werkzeugscheibe, die relativ zum Gehäuse drehbar gelagert und in wählbaren Winkelstellungen verriegelbar ist, sowie Aufnahmen für Werkzeuge aufweist, von denen mindestens eine für eine drehbare Lagerung des Werkzeuges ausgebildet ist. Das Bearbeitungswerkzeug ist über Wellen, die durch ein Getriebe miteinander verbunden sind, vom Antriebsmotor antreibbar. Ferner ist eine konzentrisch zur Drehachse der Werkzeugscheibe angeordnete hohle Säule vorgesehen, die mindestens eine Leitung enthält, die in ein für die Übertragung von Energie, Schmierstoff, Kühlmittel, Druckmittel oder Hilfsenergien vorgesehenes System einbezogen ist.

   Die hohle Säule ist relativ zum Gehäuse unbeweglich und von den mittels des Antriebsmotors antreibbaren Wellen ist die eine Welle in der hohlen Säule angeordnet und mittels des Getriebes mit der anderen Welle verbunden, über die das drehbar gelagerte Werkzeug antreibbar ist, wenn die Aufnahme, in welche dieses Werkzeug eingesetzt ist, in der Arbeitsstellung steht.

  

[0003]    Mit dem bekannten Werkzeugrevolver ist eine Lösung geschaffen, die es ermöglicht, in raumsparender, problemloser, einfacher und kostengünstiger Weise die von den Werkzeugmodulen, den Werkzeugen oder auch von der Werkzeugscheibe benötigten Hilfsenergien oder Hilfsmittel diesen zuzuführen. Aufgrund des bekannten Antriebssystems über Wellen und ein Getriebe benötigt jedoch das bekannte Werkzeugantriebskonzept immer noch relativ viel Einbauraum und aufgrund der Vielzahl an Teilen, die auch dem Verschleiss unterliegen, ist die bekannte Lösung entsprechend kostenintensiv bei der Herstellung, und ein gewisses Mass an Wartung ist sicherzustellen.

  

[0004]    Durch die DE 3 900 443 A1 ist eine winkelschaltbare Baueinheit für Werkzeugmaschinen einschliesslich Revolverköpfen bekannt, wobei fest arretierte Drehstähle in Aufnahmen gehalten sind, die mittels eines Elektroantriebes um einen fest stehenden Tischteil entlang einer Längsachse schwenkbar angeordnet sind. Bei der bekannten Lösung werden über einen in der Werkzeugscheibe integrierten Elektroantrieb zwei Tischteile des Revolverkopfes schwenkbar um die Längsachse zueinander gelagert, wobei über ein Planetenradgetriebe eine entsprechende Untersetzung für den drehbaren Tischteil möglich ist. Mit der bekannten Lösung ist der Antrieb von rotierenden Bearbeitungswerkzeugen nicht möglich.

  

[0005]    Durch die DE 3 904 631 A1 ist eine weitere Revolverkopflösung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaschinen, bekannt, wobei ein einsetzbares, rotierendes Bearbeitungswerkzeug über ein Getriebe antreibbar ist, und die Antriebsachse für das Bearbeitungswerkzeug verläuft parallel zur Hauptantriebsachse für den Revolverkopf in Form einer Werkzeugscheibe selbst. Bei dieser bekannten Lösung sitzt der zentrale Elektroantrieb ausserhalb der eigentlichen Tischeinheit der Werkzeugscheibe, so dass ein kompakter Aufbau mit der bekannten Lösung nicht möglich ist. Da darüber hinaus der Elektroantrieb einen grossen axialen Abstand zu der von ihm antreibbaren Werkzeugscheibe nebst jeweiligem Bearbeitungswerkzeug einnimmt, sind Ungenauigkeiten in der Ansteuerung der genannten Baukomponenten (Scheibe, Werkzeug) nicht auszuschliessen.

  

[0006]    Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beibehalten der Vorteile im Stand der Technik die bekannten Lösungen dahingehend weiter zu verbessern, dass sie zu einem kostengünstig realisierbar sind, dass sie mit einem noch geringeren Bauraum auskommt und dass durch Erhöhung der Funktionssicherheit auch der Wartungsaufwand reduzierbar ist. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Werkzeugrevolver mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.

  

[0007]    Dadurch, dass gemäss dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 der elektrische Antriebsmotor innerhalb der Werkzeugscheibe angeordnet ist und dass die Abtriebswelle des elektrischen Antriebes mit der Antriebswelle des Bearbeitungswerkzeuges fluchtend oder parallel verlaufend anordbar ist, kommt der erfindungsgemässe Werkzeugrevolver ohne aufwendige, mehrfach umzulenkende Wellen und Getriebeteile aus. Vielmehr ist ein Direktantriebskonzept ermöglicht, bei dem in einer fluchtenden Linie zu der Antriebswelle des Bearbeitungswerkzeuges die Abtriebswelle des elektrischen Antriebes wirken kann. Die Gesamtanordnung, also Antriebsmotor mit den entsprechenden Wellenteilen, lässt sich in einer Baueinheit zusammengefasst in platzsparender Weise unmittelbar innerhalb der Werkzeugscheibe integrieren, so dass ausserhalb derselben kein Bauraum benötigt wird.

   Mit dem erfindungsgemässen Werkzeugrevolver lassen sich also "schlank aufbauende" Gehäuseaussenkonstruktionen erreichen, was insbesondere bei dem engen Platzangebot bei Werkzeugmaschinen, die mit einer Vielzahl von verschiedensten Werkzeugen und Werkzeuggruppen ausgerüstet sein können, ein Vorteil ist. Durch die geringe Teilevielfalt ist darüber hinaus der Herstell- und Wartungsaufwand reduziert. Durch das Direktantriebskonzept ist darüber hinaus eine Spielfreiheit gewährleistet, was insgesamt der Bearbeitungsgenauigkeit zugute kommt. Die dahingehenden vorteilhaften Ausgestaltungen ergeben sich auch, wenn die Abtriebswelle mit der Antriebswelle in Parallelanordnung ausgebildet ist.

   In einem dahingehenden Fall kann dann zwischen den Wellen eine Direktkupplung oder eine Getriebeanordnung, beispielsweise in Form eines Zahnradgetriebes, vorhanden sein, um die Abtriebsleistung des Motors an das Bearbeitungswerkzeug weiterzugeben. Auch in einem dahingehenden Fall baut die erfindungsgemässe Konstruktion ausgesprochen klein und "schlank" auf.

  

[0008]    Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeugrevolvers ist der elektrische Antrieb ein bürstenloser Motor, insbesondere ein Asynchron- oder Drehstromsynchronmotor, vorzugsweise ausgebildet als lnnenläufermotor, bei dem der mit dem Gehäuse des Motors verbundene Stator mit den Spulenwicklungen den Rotor mit den Magnetteilen umfasst, der mit der Abtriebswelle des Elektromotors verbunden ist. Dahingehende Elektromotoren sind stufenlos drehzahlregelbar, und die Drehzahl ist abhängig von der Frequenz der eingespeisten Versorgung; aber ansonsten im Wesentlichen unabhängig von der Belastung, was von besonderem Vorteil ist für den Einsatz bei Bearbeitungswerkzeugen, die bei der Bearbeitung unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt sein können.

   Des Weiteren lassen sich mit derartigen Elektromotoren sehr hohe Drehzahlen erreichen, die durchaus zwischen 15 000 U/min und 80 000 U/min liegen können. Die dahingehenden Motoren können unmittelbar für den Antrieb des Bearbeitungswerkzeuges vorgesehen sein und bauen im Übrigen sehr klein auf, wobei sie dennoch aufgrund ihrer hohen Drehzahlen ausgesprochen hohe Nennleistungswerte zur Verfügung stellen können.

  

[0009]    Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeugrevolvers ist zwischen der Abtriebswelle des elektrischen Antriebsmotors und der Antriebswelle des Bearbeitungswerkzeuges mindestens ein die Drehzahl des Antriebsmotors reduzierendes Getriebe, vorzugsweise ein ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe, vorhanden. Das dahingehende Planetengetriebe erlaubt in platzsparender und funktionssicherer Weise eine deutliche Reduzierung des hohen Drehzahlangebotes des elektrischen Motors, so dass mit der Drehzahlreduzierung über das Planetengetriebe für das jeweilige Bearbeitungswerkzeug eine übliche Bearbeitungsdrehzahl zur Verfügung gestellt werden kann.

   Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, das Antriebsrad des Planetengetriebes von der Abtriebswelle des elektrischen Antriebsmotors anzutreiben, wobei das Antriebsrad wiederum mindestens ein Planetenrad des Getriebes antreibt, das sich jeweils entlang eines fest stehenden, ringförmigen Getriebegehäuseteils abwälzt und wobei das jeweilige Planetenrad über einen Mitnahmeteil (Steg) den beim Umlauf des jeweiligen Planetenrades entstehenden Abtrieb an die Antriebswelle des Bearbeitungswerkzeuges weitergibt.

  

[0010]    Sofern eine weitere Drehzahlreduzierung vonnöten sein sollte, kann des Weiteren in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass neben dem ersten Planetengetriebe ein weiteres Planetengetriebe vorhanden ist, dessen Antriebsrad vom Abtrieb des ersten Planetengetriebes antreibbar ist und dessen beim Umlauf seines jeweiligen Planetenrades entstehender Abtrieb die Antriebswelle des Bearbeitungswerkzeuges antreibt. Somit können auch sehr hochdrehende Drehstromsynchronmotoren über die beiden Planetengetriebe auf eine Nenndrehzahl zurückgestuft werden, die für den Antrieb eines Bearbeitungswerkzeuges als ideal eingestuft werden kann. Gegebenenfalls durch Hintereinanderanordnung von weiteren Planetengetrieben lässt sich die dahingehende Drehzahl noch weiter reduzieren, je nachdem, welche Bearbeitungsdrehzahl man für das Werkzeug zur Verfügung stellen möchte.

  

[0011]    Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeugrevolvers ist zwischen Abtriebswelle, des Antriebsmotors oder dem wellenartigen Abtrieb des jeweils zuletzt vor der Antriebswelle des Bearbeitungswerkzeuges angeordneten Planetengetriebes eine Kupplungseinrichtung vorgesehen. Vorzugsweise ist dabei die Kupplungseinrichtung über eine hydraulische Betätigungseinrichtung ansteuerbar, wobei in der gekuppelten oder entkuppelten Stellung für einen Drehantrieb des Bearbeitungswerkzeuges dessen Antriebswelle antreibt bzw. für einen Schwenkvorgang des Bearbeitungswerkzeuges mittels der Werkzeugscheibe diese Welle freigibt.

   Mit der Kupplungseinrichtung ist es also möglich, in kürzester Zeit das Bearbeitungswerkzeug für einen Schwenkvorgang mit der Werkzeugscheibe und mithin für einen Eintausch eines neuen Werkzeuges freizugeben und dahingehend neu eingewechselte Werkzeuge unmittelbar dann anzutreiben. Mithin gehen die Ein- und Auswechselvorgänge rasch vonstatten, und das jeweils neu eingewechselte Bearbeitungswerkzeug steht unmittelbar für die spanende Bearbeitung zur Verfügung.

  

[0012]    Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeugrevolvers ist der elektrische Antriebsmotor stationär an einer gehäuseseitigen Stütze angeordnet, um die die Werkzeugscheibe mit ihren Aufnahmen verschwenkbar gelagert ist. Die dahingehende Stütze stellt eine Art Drehmomentstütze dar, d.h. die mit den hohen Drehmomenten des Antriebes verbundenen, in sein Gehäuse abgeleiteten Kräfte und gegebenenfalls Vibrationen werden über die Drehmomentstütze in das sonstige Gehäuse abgeleitet. Somit ist der elektrische Antriebsmotor mit seinen sehr hohen Drehzahlen sicher gehäuseseitig aufgenommen und dergestalt für die Abgabe der hohen Drehzahlen sicher "verankert".

  

[0013]    Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeugrevolvers ist der elektrische Antriebsmotor von einer Kühleinrichtung kühlbar, deren Kühlleitungen in der Stütze des Gehäuses verlaufen. Über die dahingehende Kühleinrichtung lassen sich die mit den hohen Antriebsleistungen einhergehenden Wärmemengen sicher beherrschen, so dass die Verarbeitungsgenauigkeit hierdurch nicht beeinträchtigt ist. Vorzugsweise ist dabei ferner vorgesehen, die hydraulischen Versorgungsleitungen für die hydraulische Betätigungseinrichtung zumindest teilweise in der Stütze des Gehäuses verlaufend anzuordnen, ebenso wie die Leitungen für eine Endlagenkontrolle der Kupplungs- und/oder Betätigungseinrichtung.

   Auf diese Art und Weise lassen sich alle relevanten Versorgungs- und Energieleitungen zielgerichtet über die Stütze in die verschwenkbare Werkzeugscheibe mit ihrem integralen Antriebskonzept einbringen.

  

[0014]    Im Folgenden wird der erfindungsgemässe Werkzeugrevolver anhand einer Ausführungsform nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht massstäblicher Darstellung die
<tb>Fig. 1<sep>teilweise in Ansicht, teilweise im Längsschnitt den Werkzeugrevolver mit einem eingesetzten Bearbeitungswerkzeug;


  <tb>Fig. 2<sep>die Draufsicht auf ein Planetengetriebe mit einem Antriebs- oder Sonnenrad sowie drei Planetenrädern, die mit ihren Zahnrädern (nicht dargestellt) entlang eines stationär angeordneten Aussenumfanges abrollen;


  <tb>Fig. 3<sep>zwei hintereinander angeordnete, teilweise dargestellte Planetengetriebe, wie sie sich jeweils entlang der Schnittlinie I-l in Fig. 2 ergeben.

  

[0015]    Ein Werkzeugrevolver weist ein Gehäuse 10 auf, das an einer Werkzeugmaschine (nicht dargestellt), beispielsweise einem Schlitten derselben, über eine Schraubverbindung 12 festlegbar ist. Am einen Ende dieses Gehäuses 10 ist eine relativ zu ihm drehbare Werkzeugscheibe 14 (Werkzeugträger) angeordnet, die über ihren Umfang gleichmässig verteilt angeordnete Aufnahmen 16 für Bearbeitungswerkzeuge 18 aufweist, die in der Art von Werkzeugmodulen aufgebaut ein rotierendes, spanabhebendes Werkzeug 20, beispielsweise in Form eines Bohrers oder Fräsers, aufweisen. Im Ausführungsbeispiel haben die Aufnahmen 16 die Form radial velaufender Bohrungen. In jede dieser Bohrungen ist ein Schaft 22 des Bearbeitungswerkzeuges einschiebbar, über den eine Antriebswelle 24 übersteht.

   Der dahingehende Schaft 22 kann aussenumfangsseitig mit einer nicht näher dargestellten Festlegeverzahnung versehen sein, so dass dergestalt über ein entsprechendes Gegenstück in der Werkzeugscheibe 14 als Spannvorrichtung sich das Bearbeitungswerkzeug 18 in der Aufnahme 16 jeweils festlegen lässt. Der einfacheren Darstellung wegen wurde in der Fig. 1nur ein eingesetztes modulartiges Bearbeitungswerkzeug 18 dargestellt. Die dahingehende Spannvorrichtung ist beispielsweise in der EP 0 585 600 B1 offenbart, sodass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird.

  

[0016]    Im Innenraum 26 der Werkzeugscheibe 14 ist ein elektrischer Antriebsmotor 28 angeordnet. Die in der Fig. 1 nicht näher dargestelIt und in der Fig. 3 nur ansatzweise dargestellte Antriebswelle 30 des Elektromotors 28 fluchtet mit der Antriebswelle 24 entlang einer gemeinsamen Drehachse 32, die senkrecht zu einer Längsachse 34 verläuft, die die Schwenkachse für die Werkzeugscheibe 14 darstellt. Ferner ist die Bearbeitungsachse 36 für das spanende Werkzeug 20 entweder parallel zur Längsachse 34 und senkrecht zur Drehachse 32 angeordnet oder parallel zur Drehachse 32 und senkrecht zur Längsachse 34.

  

[0017]    Der Elektromotor 28 ist in einer Motorenaufnahme 38 als Teil des Gehäuses 10 gelagert. Die dahingehende Motorenaufnahme 38 ist stationär angeordnet, und die Werkzeugscheibe 14 kann gegenüber dieser Motorenaufnahme 38 eine vorgebbare Schwenkstellung einnehmen. Die Werkzeugscheibe 14 weist an ihrer freien Stirnseite eine Stirnabdeckplatte 40 auf, die die Motorenaufnahme 38 nach aussen hin abdeckt, wobei bei Abnahme der Platte 40 das innere Antriebskonzept von aussen her gut zugänglich ist, was etwaige Wartungs- und Reparaturarbeiten deutlich erleichtert.

  

[0018]    Der elektrische Drehstrommotor 28 ist ein Drehstromsynchronmotor mit einer sehr hohen Drehzahl, beispielsweise 15 000 U/min. Der dahingehende Motor ist vorzugsweise ferner als Innenläufermotor ausgebildet, bei dem der nicht näher dargestellte und mit dem Gehäuse des Motors 28 verbundene Stator mit den Spulenwicklungen den nicht nähen dargestellten Rotor mit den Magnetteilen umfasst, der mit der Abtriebswelle 30 des elektrischen Antriebsmotors 28 verbunden ist.

  

[0019]    Um die genannte hohe Drehzahl des elektrischen Antriebsmotors 28 in sinnfälliger Weise für das Bearbeitungswerkzeug 18 zu reduzieren, ist zwischen der Abtriebswelle 30 des elektrischen Antriebsmotors 28 und der Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 ein Reduktionsgetriebe vorhanden, vorzugsweise in Form eines Planetengetriebes 42 - (vgl. Fig. 2). - Das Antriebsrad 44 des Planetengetriebes 42 ist dabei von der Abtriebswelle 30 des elektrischen Antriebsmotors 28 antreibbar (vgl. Fig. 3). Hierfür durchgreift die Abtriebswelle 30 das Getriebegehäuse 46 des Planetengetriebes 42 für den Direktantrieb des Antriebsrades 44. Das Antriebsrad 44 treibt wiederum drei Planetenräder 48 an, wobei in der Fig. 3 nur das zuoberst dargestellte Planetenrad 48 nach der Fig. 2 wiedergegeben ist.

   Die drei Planetenräder 48 wälzen sich wiederum jeweils entlang des fest stehenden ringförmigen Getriebegehäuses 46 ab. Hierfür verfügt das Getriebegehäuse 46 innenumfangsseitig über eine Verzahnung, in die die Zähne der Planetenräder 48 kämmend entsprechend eingreifen können. Ebenso steht das Antriebsrad 44 mit seiner Aussenverzahnung in kämmendem Eingriff mit den drei Planetenrädern 48.

  

[0020]    Der dahingehende Aufbau von Planetengetrieben ist üblich, so dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird und die Funktion des Planetengetriebes 42 wird nur insofern erläutert, als es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist. Die drei Planetenräder 48 verfügen wiederum über Mittenachsen 50, in die ein Mitnahmeteil 52 eingreift, das man in der Fachsprache auch mit Steg bezeichnet. Die drei Mitnahmeteile 52 sind jeweils drehbar in den Mittenachsen 50 geführt und ansonsten zweifach abgekröpft (vgl. Fig. 3), um die Umlaufbewegung der Planetenräder 48 an einen gemeinsamen Abtrieb 54 des Planetengetriebes 42 weiterzuleiten. Für die dahingehende Drehmomentabgabe durchgreift der Abtrieb 54 wiederum das Getriebegehäuse 46.

   Wird nun der dahingehende Abtrieb unmittelbar mit der Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 verbunden, lässt sich dergestalt beispielsweise die Drehzahl des Antriebsmotors 28 um den Faktor 5 reduzieren, so dass sich 3000 U/min für das Bearbeitungswerkzeug 18 ergeben. Da der Antriebsmotor 28 von seiner Drehzahl her stufenlos regelbar, ist, kann also mit der vorgenommenen Drehzahlreduzierung in einem weiten Bereich die Drehzahl des Bearbeitungswerkzeuges 18 vorgegeben werden.

  

[0021]    Weist der Elektromotor 28 höhere Drehzahlen auf, die durchaus auch im Bereich von 50 000 U/min bis 80 000 U/min liegen können, kann es vorgesehen sein, das erste Planetengetriebe 42 mit einem weiteren zweiten Planetengetriebe 56 zu koppeln, wie dies in der Fig. 3in prinzipieller Weise dargestellt ist. Dabei wird der Abtrieb 54 des ersten Planetengetriebes 42 auf die Eingangsseite 58 des zweiten Planetengetriebes 56 geführt und dergestalt das Antriebsrad 44 des zweiten Planetengetriebes 56 angetrieben. Dieses zweite Antriebsrad 44 gibt dann wiederum seine Drehbewegung an die Planetenräder 48 des zweiten Getriebes 56 weiter, wobei dann wiederum über die Mitnahmeteile bzw. Stege 52 der weitere Abtrieb 60 auf die Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 erfolgt.

   Die in der Fig. 3 gezeigte Anordnung lässt sich gegebenenfalls noch durch weitere Hintereinanderanordnung weiterer nicht dargestelIter Planetengetriebe ergänzen, so dass dergestalt in definierten Stufen die Drehzahl des Elektromotors 28 reduzierbar ist. Mit den genannten Planetengetrieben 42 und 56 lässt sich in platzsparender Weise eine sehr gute Drehzahlreduktion erreichen; es ist aber auch möglich, hier mit anderen Reduktionsgetrieben die Drehzahl entsprechend zu verringern. Da bei der gezeigten Lösung jedoch alle Wellenteile 30, 54, 60 und 24 miteinander fluchten, und zwar bezogen zur Drehachse 32, ist die Unwuchtproblematik weitgehend vermieden und ein ruhiger und vibrationsfreier Lauf des Antriebskonzeptes ermöglicht.

  

[0022]    Wie insbesondere die Fig. 1zeigt, ist zwischen dem wellenartigen Abtrieb 60 und der Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 eine als Ganzes mit 62 bezeichnete Kupplungseinrichtung 62 vorgesehen. Die dahingehende Kupplungseinrichtung 62 ist über eine hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtung 64 ansteuerbar, wobei in der Fig. 1die gekuppelte Position dargestellt ist. Die Betätigungseinrichtung 64 verfügt über zwei Ringfluidkammern 66 und 68, wobei in der gekuppelten Stellung nach der Fig. 1 die untere Fluidkammer 68 mit Druckmedium beaufschlagt ist, und die obere Fluidkammer 66 ist im Wesentlichen bis auf den Umgebungsdruck drucklos gehalten.

   In der dahingehenden Druckbeaufschlagungssituation ist die Kupplungsmuffe 70 in ihrer oberen in der Fig. 1 gezeigten Position, wobei sie ein Kupplungsteil 72 mitführt, das für den eigentlichen Kupplungsvorgang zuständig ist. Für die dahingehende Mitnahmebewegung der Kupplungsmuffe 70 mit dem Kupplungsteil 72 ist eine Verbindungseinrichtung 74 vorgesehen mit einem Kugel- oder Rollenlager 76. Mittels des dahingehenden Kugellagers 76 ist es möglich, bei stationär angeordneter Kupplungsmuffe 70 das Kupplungsteil 72 drehbar in der Muffe 70 zu lagern. Letzteres ist notwendig, damit das Kupplungsteil 72 die drehende Bewegung von Abtrieb 60 auf die Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 übertragen kann.

  

[0023]    Für die Mitnahme der Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 weist diese aussenumfangsseitig eine Verzahnung 78 auf für einen entsprechenden Verzahnungseingriff mit einer Innenverzahnung des Kupplungsteils 72. Hierfür weist das Kupplungsteil 72 in Blickrichtung auf die Fig. 1gesehen an seiner Oberseite eine Aussparung 80 auf. Eine entsprechende Aussparung 82 ist auch auf der gegenüberliegenden Seite des Kupplungsteils 72 angeordnet, damit die Aussenverzahnung 84 in die Innenverzahnung 86 des Kupplungsteils 72 eingreifen kann. Die dahingehende Innenverzahnung 86 ist nur im Bereich des unteren freien Endes des Kupplungsteils 72 angeordnet.

   Ferner ist die Aussparung 82 in ihrer Bauhöhe derart ausgelegt, dass bei einem Absenken des Kupplungsteils 72 über die Kupplungsmuffe 70 der Abtrieb 60 so lange in die zweite Aussparung 82 einfahren kann, bis über die erste Aussparung 80 die Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 vollständig freigegeben ist.

  

[0024]    Für die dahingehende Absenkbewegung ist dann die Fluidkammer 66 mit Druckmedium zu beaufschlagen und die Fluidkammer 68 bis auf den Umgebungsdruck drucklos zu machen. Die Betätigungseinrichtung 64 drückt dann über die derart mit dem Druckmedium beaufschlagte Kupplungsmuffe 70 das Kupplungsteil 72 von seiner in Blickrichtung auf die Fig. 1gesehen oberen Stellung in seine untere (nicht dargestellt). In dieser unteren Position ist die Antriebswelle 24 des Bearbeitungswerkzeuges 18 dann freigegeben, und durch entsprechende Ansteuerung kann die Werkzeugscheibe 14 um ihre Längsachse 34 verschwenkt werden, bis ein anderes, nicht näher dargestelltes Bearbeitungswerkzeug, das in einer anderen Aufnahme 16 angeordnet ist, an die Stelle des gezeigten Bearbeitungswerkzeuges 18 gelangt.

   Durch Umkehr der Fluidansteuerung für die Kammern 66, 68 lässt sich dann über die Kupplungsmuffe 70 das Kupplungsteil 72 wieder in seine Kupplungsposition verfahren, und mit Herstellen der Kupplung lässt sich die Leistung des Motors 28 dann an das Bearbeitungswerkzeug 18 weitergeben. Um einen ungewollten Fluidaustritt zu vermeiden, ist jedenfalls die Kupplungsmuffe nach innen und aussen hin entsprechend abgedichtet. Damit das Kupplungsteil 72 sich drehen und dennoch eine axiale Längsverschiebung entlang der Drehachse 32 ausführen kann, ist aussenumfangsseitig am Kupplungsteil 72 ein Nadellagerkäfig 88 angeordnet.

  

[0025]    Der elektrische Antriebsmotor 28 ist, wie bereits ausgeführt, in einer Motorenaufnahme 38 gehalten, die wiederum mit einer gehäuseseitigen Stütze 90 in der Art einer Drehmomentstütze verbunden ist. Die dahingehende stabartige Stütze 90 trägt also an ihrem einen freien Ende die Motorenaufnahme 38, an deren Oberseite die Kupplungseinrichtung 62 aufgenommen ist, und ist ansonsten insbesondere im Bereich ihres anderen Endes in das Gehäuse 10 integriert. Der elektrische Antriebsmotor 28 ist von einer Kühleinrichtung 92 umgeben, deren Kühlleitungen 94 in der Stütze 90 geführt sind. Über die dahingehende Kühleinrichtung 92 lassen sich die mit den hohen spezifischen Leistungen einhergehenden Wärmemengen sicher aus der Motorenaufnahme 38 und mithin aus der Werkzeugscheibe 14 selbst abführen.

   Des Weiteren sind in der Stütze 90 die Versorgungsleitungen 96 für die Betätigungseinrichtung 64 geführt. Des Weiteren ist zur Überwachung der Betätigungssituation für die Kupplungsmuffe 70 bzw. für das Kupplungsteil 72 ein Endlagenschalter 98 vorgesehen, dessen Meldeleitung 100 ebenfalls in der Stütze 90 geführt ist. Mithin werden alle wesentlichen Versorgungs- und Informationsleitungen zentral über die Stütze 90 in das Innere der Werkzeugscheibe 14 geführt.

  

[0026]    Mit dem erfindungsgemässen Werkzeugrevolver steht eine klein aufbauende Antriebslösung zur Verfügung, die über sehr hohe Antriebsleistungen und Antriebsdrehzahlen verfügt. Die dahingehenden Drehzahlen lassen sich unmittelbar an ein Bearbeitungswerkzeug abgeben oder über Getriebestufen entsprechend drehzahlreduzieren. Da alle Antriebswellen in einer gemeinsamen Achse fluchten, sind Unwuchterscheinungen vermieden, was der Bearbeitungsgenauigkeit mit den Bearbeitungswerkzeugen zugutekommt. Durch die Integrierung des Antriebskonzeptes in die Werkzeugscheibe ist insbesondere auf der Gehäuseseite ein schlanker Aufbau erreicht und der in der Werkzeugscheibe zur Verfügung stehende Bauraum gut genutzt.

Claims (10)

1. Werkzeugrevolver mit

- einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse (10),

- einem elektrischen Antriebsmotor (28),

- einer Werkzeugscheibe (14), die relativ zum Gehäuse (10) um eine Längsachse (34) drehbar gelagert und in wählbaren Winkelstellungen festlegbar ist, sowie Aufnahmen (16) für Bearbeitungswerkzeuge (18) aufweist,

- wobei mindestens ein aufnehmbares rotierendes Bearbeitungswerkzeug (18) über eine Abtriebswelle (30), die senkrecht zu der Längsachse (34) verläuft, die die Schwenkachse für die Werkzeugscheibe (14) darstellt, vom Antriebsmotor (28) antreibbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (28) innerhalb der Werkzeugscheibe (14) angeordnet ist und dass die Antriebswelle (24) des Bearbeitungswerkzeuges (18) fluchtend oder parallel verlaufend zu der Abtriebswelle (30) des elektrischen Antriebes (28) anordbar ist.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (28) vorzugsweise ein Asynchronmotor oder Drehstromsynchronmotor ist, bevorzugt ausgebildet als lnnenläufermotor, bei dem der mit dem Gehäuse (10) des Motors (28) verbundene Stator mit den Spulenwicklungen den Rotor mit den Magnetteilen umfasst, der mit der Abtriebswelle (30) des elektrischen Antriebsmotors (28) verbunden ist.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abtriebswelle (30) des elektrischen Antriebsmotors (28) und der Antriebswelle (24) des aufnehmbaren Bearbeitungswerkzeuges (18) mindestens ein die Drehzahl des Antriebsmotors (28) reduzierendes Getriebe, vorzugsweise ein ein- oder mehrstufiges Planetengetriebe (42, 56), vorhanden ist.

4. Werkzeugrevolver nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (44) des als Planetengetriebe (42) ausgebildeten Getriebes von der Abtriebswelle (30) des elektrischen Antriebsmotors (28) antreibbar ist, dass das Antriebsrad (44) mindestens ein Planetenrad (48) antreibt, das sich jeweils entlang eines fest stehenden ringförmigen Getriebegehäuses (46) abwälzt und dass das jeweilige Planetenrad (48) über ein Mitnahmeteil (52) den beim Umlauf des jeweiligen Planetenrades (48) entstehenden Abtrieb (54) an die Antriebswelle (24) des aufnehmbaren Bearbeitungswerkzeuges (18) weitergibt.

5. Werkzeugrevolver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Planetengetriebe (56) vorgesehen ist, dessen Antriebsrad (44) vom Abtrieb (54) des ersten Planetengetriebes (42) antreibbar ist und dessen beim Umlauf seines jeweiligen Planetenrades (48) entstehender Abtrieb (60) die Antriebswelle (24) des aufnehmbaren Bearbeitungswerkzeuges (18) antreibbar ist.

6. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abtriebswelle (30) des Antriebsmotors (28) oder dem wellenartigen Abtrieb (54 oder 60) des jeweils zuletzt vor der Antriebswelle (24) des aufnehmbaren Bearbeitungswerkzeuges (18) angeordneten Planetengetriebes (42 bzw. 56) eine Kupplungseinrichtung (62) vorgesehen ist.

7. Werkzeugrevolver nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (62) über eine hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtung (64) ansteuerbar ist und in der gekuppelten oder entkuppelten Stellung für einen Drehantrieb des aufnehmbaren Bearbeitungswerkzeuges (18) dessen Antriebswelle (24) antreibbar bzw. für einen Schwenkvorgang des Bearbeitungswerkzeuges (18) mittels der Werkzeugscheibe (14) diese freigebbar ist.

8. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (28) stationär an einer gehäuseseitigen Stütze (90) angeordnet ist, um die die Werkzeugscheibe (14) mit ihren Aufnahmen (16) verschwenkbar gelagert ist.

9. Werkzeugrevolver nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antriebsmotor (28) von einer Kühleinrichtung (92) kühlbar ist, deren Kühlleitungen (94) in der gehäuseseitigen Stütze (90) des Gehäuses (10) verlaufen.

10. Werkzeugrevolver nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitungen (96) für die Betätigungseinrichtung (64) zumindest teilweise in der gehäuseseitigen Stütze (90) des Gehäuses (10) verlaufen, ebenso wie die Leitungen (100) für eine Endlagenkontrolle (98) der Kupplungs- (62) und/oder Betätigungseinrichtung (64).