DE10003888C1 - Werkzeugrevolver - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver mit einem Gehäuse (10), einem mit dem Gehäuse (10) drehfest verbundenen Kopf (16), einer konzentrisch zu diesem Kopf (16) angeordneten und ihn umfassenden Werkzeugscheibe (18), einer im Kopf (16) drehbar gelagerten und sich in radialer Richtung bezüglich dessen zentraler Längsachse (14) erstreckenden Antriebswelle (42), die über ein Winkelgetriebe und eine in der Drehachse der Werkzeugscheibe (18) liegenden Zwischenwelle (36) mittels eines Motors antreibbar ist, einem hydraulisch betätigbaren Antriebsteil (58) für das Kupplungselement (44) und einer Kraftübertragungseinrichtung. Dadurch, daß das Koppelteil (46) von der Antriebswelle (42) umfaßt und zusammen mit dieser über das Winkelgetriebe antreibbar sowie über das Antriebsteil (58) länmgsverschiebbar innerhalb des Kupplungselementes (44) gelagert ist, sind die bekannten Werkzeugrevolver dahingehend weiter vebessert, daß auch bei vermindertem Einbauraum mit wenig Bauteilen und mithin kostengünstig ein funktionssicheres Kuppeln und Entkuppeln von Werkzeugen möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver, der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 aufweist.

Bei einem bekannten Werkzeugrevolver nach der DE 39 30 121 C1 ist die Antriebswelle eines Winkelgetriebes nicht nur drehbar, sondern auch längsverschiebbar im Kopf gelagert, damit über sie als Kraftübertragungs­ element das Kupplungselement betätigt werden kann. Es ist deshalb not­ wendig, die Antriebswelle längsverschiebbar mit dem Abtriebszahnrad des Winkelgetriebes zu verbinden, was konstruktiv aufwendig ist. Ferner ist es notwendig, die Antriebswelle in den diametral zum Kupplungselement lie­ genden Raum des Kopfes hinein zu dem hier vorgesehenen Antriebsteil zu verlängern, weil zwischen dem Abtriebszahnrad des Winkelgetriebes und dem Kupplungselement kein Platz vorhanden ist, um das Antriebsteil unter­ zubringen. Hierdurch wird der konstruktive Aufwand noch weiter erhöht.

Im übrigen ist eine derartige längsverschiebbare Welle dann nicht mehr realisierbar, wenn der Werkzeugrevolver eine konzentrisch zur Werkzeug­ scheibe angeordnete und mit dem Gehäuse des Werkzeugrevolvers ver­ bundene Hohlsäule aufweist, welche in den Kopf hineinragt.

Zur Vermeidung des letztgenannten Problems ist in der EP 0 742 063 B1, die einen vergleichbaren Werkzeugrevolver betrifft, bereits vorgeschlagen worden, ein formstabiles Kraftübertragungselement vorzusehen, welches zur zentralen Längsachse des Kopfes radial versetzt verläuft und deshalb an dem in den Kopf ragenden Ende einer Hohlsäule vorbeigeführt werden kann mit der Möglichkeit, das Antriebsteil diametral zum Kupplungsele­ ment anzuordnen, wo in der Regel genügend Platz für die Unterbringung des Antriebsteiles vorhanden ist.

Bei dem bekannten Antriebsteil kann es sich beispielsweise um einen Elek­ tromagneten oder um eine Kombination aus einem Elektromagneten und einer Feder handeln sowie um ein Zylinder-Kolbenaggregat mit einer Druckfeder als Energiespeicher. Bei den genannten Lösungen braucht das Antriebsteil nur eine Längsbewegung des Ankers oder des Kolbens auf das Kupplungselement zu übertragen, wobei die dahingehend bekannten Lö­ sungen relativ viel Bauraum einnehmen sowie konstruktiv aufwendig sind. Sofern bei dem bekannten Werkzeugrevolver als Antriebsteil das Zylinder- Kolbenaggregat mit integrierter Druckfeder Anwendung findet, ist zwar ein schonendes Kuppeln zwischen Antriebswelle und Antriebsspindel für das Werkzeug erreicht; jedoch dienen als Koppelteile sogenannte Doppelarm- Schwenkhebel, die an verschiedenen Stellen an dem Kupplungselement angreifen. Neben einer ungleichförmigen Lastverteilung sind Hemmnisse nicht auszuschließen, so daß neben dem notwendigerweise großen Einbau­ raum Funktionsstörungen nicht auszuschließen sind.

Durch die DE 41 25 003 A1 ist ein gattungsgemäßer Werkzeugrevolver bekannt, bei dem das Koppelteil für die Kopplung und den Antrieb des Werkzeuges mit einer Stirnverzahnung versehen ist. Das Koppelteil ist mit einer stangenartigen Abtriebswelle versehen, die axial, aber nicht radial verschiebbar in einer Antriebswelle geführt ist, die drehbar im Spindelkopf gelagert über ein Winkelgetriebe antreibbar ist. Mittels einer hydraulischen Betätigungseinrichtung zum An- und Entkoppeln des Spindelkopfes an das Gehäuse läßt sich ein Antriebsteil für das Kupplungselement mit dem Kop­ pelteil ansteuern, wobei mittels eines Schwenknockens das Koppelteil mit einstückig verbundener Abtriebswelle, die von Teilen des Antriebsteiles umfaßt ist, sich derart axial verschieben läßt, daß das genannte Koppelteil außer Eingriff mit dem Werkzeug gelangt, wobei der dann freigegebene Spindelkopf gegenüber dem zugehörigen Gehäuse so lange verschwenkt werden kann, bis ein für die Bearbeitung benötigtes weiteres Werkzeug an die Stelle des Kopplungseingriffs gelangt. Wird dann der Spindelkopf mit dem Gehäuse erneut verriegelt, gibt das Antriebsteil mit Schwenknocken das Koppelteil mit Abtriebswelle frei und ein an der Abtriebswelle angrei­ fendes Kraftübertragungselement in Form einer Druckfeder stellt die erneute Verbindung des Koppelteils mit dem Werkzeug über die Stirnverzahnung sicher. Das außerhalb des Koppelteils mit Antriebswelle liegende Antriebs­ teil mit Schwenknocken nimmt innerhalb der bekannten Werkzeugrevol­ vervorrichtung viel Bauraum ein und aufgrund des außermittigen Angriffs des Schwenknockens kommt es gleichfalls zu einer ungleichförmigen Last­ einleitung und unerwünschte Hemmnisse beim Betrieb der Einrichtung sind nicht auszuschließen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Werkzeugrevolver dahingehend weiter zu verbes­ sern, daß auch bei vermindertem Einbauraum mit wenig Bauteilen und mit­ hin kostengünstig ein funktionssicheres Kuppeln und Entkuppeln von Werkzeugen möglich ist.

Diese Aufgabe löst ein Werkzeugrevolver mit den Merkmalen des Patentan­ spruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 das Koppelteil zusammen mit der Antriebswelle innerhalb des Antriebsteils ge­ lagert ist, daß das Koppelteil die Antriebswelle und das Antriebsteil koaxial zueinander angeordnet sind und daß die Antriebswelle drehbar aber axial unverschiebbar indem Antriebsteil geführt ist, sind die genannten Baukom­ ponenten auch bei beengten Einbauraumverhältnissen innerhalb des Werk­ zeugrevolvers unterbringbar, wobei die Hauptkraftrichtung beim Einkup­ peln sowie die angesprochenen Verschieberichtungen in gleichen Bewe­ gungsebenen erfolgen, was die Funktionssicherheit deutlich erhöht. Im üb­ rigen ist mit nur wenigen Bauteilen ein Kupplungs- und Entkupplungsvor­ gang für das anzutreibende Werkzeug erreicht. Aufgrund der platzsparen­ den Einbausituation ist es darüber hinaus möglich, Hohlsäulen mit Versor­ gungsleitungen weit in den Kopf des Werkzeugrevolvers hineinragen zu lassen, um auch dergestalt eine funktionssichere Betätigung des Kupplungs­ elementes zu gewährleisten.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeug­ revolvers sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden ist die Erfindung anhand einer Ausführungsform nach der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Längsschnitt eines ersten Aus­ führungsbeispiels nach dem Stand der Technik in Form der EP 0 742 063 B1;

Fig. 2 eine unvollständig dargestellte Seitenansicht einer Kraftüber­ tragungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik in Fig. 1;

Fig. 3 einen schematisch dargestellten Längsausschnitt der erfin­ dungsgemäßen Werkzeugrevolverlösung.

Zunächst wird der prinzipielle Aufbau der Werkzeugrevolveranordnung nach dem Stand der Technik in Form der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Ein Gehäuse 10 eines Werkzeugrevolvers definiert eine Längsachse 12, mit der die Längsachse 14 eines Kopfes 16 fluchtet, der sich an das eine gehäusesei­ tige Ende einer Werkzeugscheibe 18 anschließt und mit dem Gehäuse 10 drehfest verbunden ist. Die Werkzeugscheibe 18 umfaßt den Kopf 16 und ist um die Längsachse 12 drehbar gelagert. In vorbestimmten Winkelstel­ lungen ist die Werkzeugscheibe 18 mit dem Gehäuse 10 verriegelbar. Die hierfür vorgesehene und nur in Fig. 1 dargestellte Verriegelungseinrichtung weist ein ringförmiges, in Richtung der Längsachse 12 verschiebbares Ver­ riegelungsglied 20 auf, das hydraulisch ansteuerbar ist und dessen auf der dem Kopf 16 zugewandten Stirnseite vorgesehene Stirnverzahnung in der Verriegelungsstellung gleichzeitig in zwei konzentrische Stirnverzahnungen 22 und 24 eingreift, welche am Gehäuse 10 bzw. einem drehfest mit der Werkzeugscheibe 18 verbundenen Bauteil 26 vorgesehen sind.

Die Werkzeugscheibe 18 ist mit einer der Anzahl ihrer wählbaren Schalt­ stellungen entsprechenden Anzahl von Aufnahmen für Werkzeuge verse­ hen. Als Beispiel für ein stillstehendes Werkzeug ist in Blickrichtung auf die Fig. 1 gesehen rechts ein Drehmeißel 28 dargestellt. Zumindest ein Teil der Werkzeugaufnahmen ist jedoch für die Aufnahme von antreibbaren Werk­ zeugen ausgebildet. Als Beispiel für ein solches Werkzeug ist in Blickrich­ tung auf die Fig. 1 gesehen links ein Spindelkopf 30 mit Bohrwerkzeug 32 dargestellt. Die Antriebsspindel 34 des Spindelkopfes 30 greift in die Werk­ zeugaufnahme ein und ist, wenn sich diese Werkzeugaufnahme in der Ar­ beitsposition befindet, mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor gekup­ pelt.

Für den dahingehenden Antrieb der Antriebsspindel 34 ist im Gehäuse 10 in dessen Längsachse 12 liegend eine Zwischenwelle 36 drehbar gelagert, deren nicht dargestelltes Ende mit dem Antriebsmotor ständig oder nur während der Bearbeitung mit dem Spindelkopf 30 gekuppelt ist. Die Zwi­ schenwelle 36 erstreckt sich, wie Fig. 1 zeigt, in den Kopf 16 hinein und trägt an diesem Ende ein mit ihr fest verbundenes Zahnrad 38 eines Win­ kelgetriebes, das im bekannten Ausführungsbeispiel als Kegelgetriebe aus­ gebildet ist. Mit diesem Zahnrad 38 kämmt ein zweites Zahnrad 40, das fest auf dem einen Ende einer Antriebswelle 42 angeordnet ist, die in radialer Richtung verlaufend im Kopf 16 drehbar und axial unverschiebbar gelagert ist und zwar derart, daß sie mit der Antriebsspindel 34 fluchtet, wenn das zugehörige Werkzeug, im Ausführungsbeispiel also der Spindelkopf 30, sich in der Arbeitsposition befindet.

Auf der Antriebswelle 42 ist bei der bekannten Lösung längsverschiebbar und drehfest zum Kopf 16 ein Kupplungselement 44 angeordnet, mittels dessen ein wellenartiges Koppelteil 46 axial verschiebbar ist, das mit der Antriebswelle 42 fluchtet und mit ihr drehfest, aber axial verschiebbar ver­ bunden ist. Dieses wellenartige Koppelteil 46 kann durch eine Verschie­ bung radial nach außen mit der Antriebsspindel 34 drehfest gekuppelt und so weit zurückgezogen werden, daß die Antriebsspindel 42 abgekuppelt ist und die Werkzeugscheibe 18 relativ zum Kopf 16 gedreht werden kann.

Für die Aufnahme und Festlegung des Spindelkopfes 30 in der Werkzeug­ scheibe 18 weist der Spindelkopf 30 auf seiner der Werkzeugaufnahme zugewandten Seite einen Festlegezapfen 48 mit einer abgeflachten Außen­ riffelung 50 (vgl. Fig. 3) auf, wobei ein Gegendruckstück (nicht dargestellt) in der Werkzeugscheibe 18 den jeweilig austauschbaren Spindelkopf 30 in ihr festlegt. Die Antriebsspindel 34 durchgreift den dahingehenden Festlege­ zapfen 48 mit Außenriffelung 50 und steht mit einem gewissen Überstand vor, der mit einer umlaufenden Außenverzahnung 52 versehen ist. Die Ver­ schiebung des Koppelteils 46 in diejenige Position, in welcher die Kopp­ lung mit der Antriebsspindel 34 erfolgt, findet im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 entgegen der Kraft einer Druckfeder 54 mittels eines Elektroma­ gneten 56 statt, der, wie die Fig. 1 des weiteren zeigt, im Kopf 16 an einer diametral zum Kupplungselement 44 liegenden Stelle angeordnet ist. Das aus den Zahnrädern 38, 40 bestehende Winkelgetriebe liegt dabei zwischen dem Elektromagneten 56 und dem Kupplungselement 44.

Anstelle des Antriebs mittels des Elektromagneten 56 und der Druckfeder 54 kann auch ein hydraulisch betätigbares Antriebsteil 58 vorgesehen sein in Form eines Zylinder-Kolbenaggregats, in dem die Druckfeder 54 nun­ mehr integriert ist. Die dahingehend im Stand der Technik nachweisbare Lösung ist in der Fig. 2 auszugsweise wiedergegeben. Dabei werden dieje­ nigen Bauteile, die den Bauteilen nach der Fig. 1 entsprechen, mit densel­ ben Bezugszeichen wiedergegeben.

Für die Betätigung des Kupplungselementes 44 dienen bei der Ausführungs­ form nach der Fig. 2 des weiteren Schwenkhebel 60, die durch Betätigung des Antriebsteiles 58 von ihrer in Blickrichtung auf die Fig. 2 gezeigten durchgehend gezeichneten unteren Position im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 62 geschwenkt ihre obere strichliniert dargestellte Betätigungs­ stellung einnehmen bei ausgefahrenem Betätigungsstößel 64. Die dahinge­ hende Anordnung mit Schwenkhebeln 60 ist an gegenüberliegenden Stellen im Hinblick auf eine gleichmäßige Krafteinleitung in das Kupplungselement 44 zweifach vorhanden (nicht dargestellt). Zur Begrenzung der Betätigungs­ kräfte sind die angesprochenen Antriebsteile 58 mit Betätigungsstößel 64 teleskopartig zweigeteilt ausgebildet und durch die Druckfeder 54 ver­ spannt. Demgemäß werden schädigende Kraftspitzen vermieden, sofern die Verzahnungsteile von Antriebsspindel 34 und Koppelteil 46 stirnseitig auf­ einandertreffen. Sollte letzteres der Fall sein, kommt also die Verzahnung des Koppelteiles 46 auf die Verzahnung der Antriebsspindel 34 zu liegen, was eine durch einen Sensor 66 (vgl. Fig. 3) erfaßbare unzureichende Ver­ schiebung des Kupplungselementes 44 zur Folge hätte, wird über die Steue­ rung das Koppelteil 46 durch eine Drehung der Zwischenwelle 36 gering­ fügig verdreht und danach erneut eine Kupplung über das dann wiederum mit Fluiddruck beaufschlagte Antriebsteil 58 vorgenommen.

Die aufgezeigten Lösungen im Stand der Technik nach den Fig. 1 und 2 ma­ chen deutlich, daß die dahingehenden Kupplungseinrichtungen relativ viel Einbauraum benötigen und daß bereits aufgrund der Vielzahl der Bauteile und ihrer Auswahl (Elektromagnet) ein entsprechend hoher Aufwand not­ wendig ist, um die Funktionssicherheit zu gewährleisten.

Im folgenden wird nunmehr anhand der Fig. 3 die erfindungsgemäße Lö­ sung anhand eines Ausführungsbeispiels näher vorgestellt, wobei auf die bisherigen Ausführungen zum genannten Stand der Technik Bezug ge­ nommen wird und dieselben Bau- und Funktionsteile gemäß der Erfindung werden mit denselben Bezugszeichen versehen, wie sie Gegenstand bei der Erläuterung nach den Fig. 1 und 2 waren.

Dies vorausgeschickt betrifft die Fig. 3 gleichfalls einen Werkzeugrevolver mit einem Gehäuse 10. Mit dem Gehäuse 10 drehfest verbunden ist wie­ derum ein Kopf 16 vorgesehen. Wiederum konzentrisch zu diesem Kopf 16, der Einfachheit halber nicht mehr dargestellt, ist auf ihm eine ihn um­ fassende Werkzeugscheibe 18 (vgl. Fig. 1) anordenbar, die mit Aufnahmen für anzutreibende Werkzeuge versehen ist, wobei von dem dahingehenden Spindelkopf 30 in der Fig. 3 nur noch der Festlegezapfen 48 mit Außenriffe­ lung 50 und vorstehender Außenverzahnung 52 der Antriebsspindel 34 gezeigt ist. Ein dahingehender Spindelkopf 30, wie er teilweise in Blickrich­ tung auf die Fig. 3 oben dargestellt ist, läßt sich über das Kupplungselement 44 am Kopf 16 anordnen. Im Kopf 16 drehbar gelagert ist die Antriebswelle 42 vorhanden, die wiederum als Hohlwelle ausgebildet ist. Die Antriebs­ welle 42 erstreckt sich in radialer Richtung bezogen auf die zentrale Längs­ achse 14 des Kopfes 16. Die Antriebslängsachse 68 der Antriebswelle 42 steht also senkrecht auf den Längsachsen 12 und 14. Die Antriebswelle 42 ist wiederum über ein Winkelgetriebe mit den zugeordneten Zahnrädern 38 und 40 über die Zwischenwelle 36 mittels eines Motors (nicht näher darge­ stellt) antreibbar. Des weiteren ist in Längsrichtung der Antriebswelle 42 das Kupplungselement 44 für einen Kopplungsvorgang von Antriebswelle 42 mit Antriebsspindel 34 bewegbar gehalten, was noch näher gezeigt werden wird.

Das Kupplungselement 44 ist mit einem hydraulisch betätigbaren Antriebs­ teil 58 versehen. Innerhalb des Antriebsteils 58 dient als Kraftübertragungs­ einrichtung neben dem hydraulischen Fluiddruck ein Energiespeicher in Form der Druckfeder 54. Im Sinne der erfindungsgemäßen Lösung ist das Koppelteil 46 zusammen mit der Antriebswelle 42 antreibbar sowie längs­ verschiebbar innerhalb des Antriebsteils 58 gelagert. Die angesprochene Druckfeder 54 stützt sich mit ihrem einen freien Ende an dem Koppelteil 46 ab und mit ihrem anderen freien Ende an einer Innenausnehmung 70 der Antriebswelle 42. Das Koppelteil 46 und die Antriebswelle 42 sind über eine Mitnahmeverzahnung 72 beispielsweise in Form einer Keilwellenver­ zahnung (nicht näher dargestellt) drehfest, aber axial gegeneinander ver­ schiebbar miteinander verbunden. Die Antriebswelle 42 wiederum ist drehbar, aber axial unverschiebbar mit dem Antriebsteil 58 des Kupplungs­ elementes 44 verbunden. Wird das Antriebsteil 58 in Blickrichtung auf die Fig. 3 gesehen von seiner dort voll ausgefahrenen Position nach rechts ver­ fahren, wird um denselben Wegbetrag oder dieselbe Wegstrecke die An­ triebswelle 42 mitgenommen zusammen mit dem federbelasteten Koppel­ teil 46.

Die Antriebswelle 42 ist an ihrer der Antriebsspindel 34 abgekehrten Seite mit einer Außenverzahnung in Form des Zahnrades 40 versehen, das mit dem Zahnrad 38 der Zwischenwelle 36 kämmt. Derart ist auch hier ein Winkelgetriebe gemäß der Darstellung nach der Fig. 1 gegeben. Für die da­ hingehende Drehung der Zwischenwelle 36 ist diese über Kugellager 74 zumindest an ihrem einen Ende, wie in der Fig. 3 dargestellt, drehbar in dem Kopf 16 geführt. Des weiteren ist die Antriebswelle 42 im Bereich ih­ rer Außenverzahnung 40 über eine erste Lagerstelle 76 in Form eines Na­ dellagerkäfigs drehbar und axial verschiebbar in dem Kopf 16 geführt. An ihrem anderen gegenüberliegenden Ende hingegen ist sie über eine zweite Lagerstelle 78 in Form eines Kugellagers drehbar aber axial unverschiebbar in dem Antriebsteil 58 geführt. Für den Erhalt dieser Unverschiebbarkeit in axialer Richtung dienen Halteringe 80, die im Bereich der zweiten Lagerstelle 78 an diese angreifen und in Eingriff sind mit dem Antriebsteil 58 so­ wie der Antriebswelle 42.

Des weiteren weist die Antriebswelle 42 an ihrem Ende mit der Außenver­ zahnung 40 eine Anlagefläche 82 für ein Anlageteil 84 auf, das mit dem Koppelteil 46 fest verbunden ist. Über das dahingehende Anlageteil 84 ist darüber hinaus die drehfeste Verbindung zwischen Antriebswelle 42 und Koppelteil 46 gewährleistet. Das Koppelteil 46 durchgreift dabei stabartig die als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle 42. Für die Aufnahme der Druckfeder 54 ist dabei das stabartige Koppelteil 46 mit einer Umfangsaus­ nehmung versehen.

Das als Antriebskolben dienende Antriebsteil 58 in der Art einer Über­ wurfhülse ist zwischen einem vorderen Anschlag 88 und einem hinteren Anschlag 90 verfahrbar, die zumindest teilweise jeweils voneinander ge­ trennte Fluidkammern 92, 94 begrenzen, wobei gemäß der Darstellung nach der Fig. 3 das dort gezeigte Antriebsteil 58 den vorderen Anschlag 88 er­ reicht hat und demgemäß die Fluidkammer 92 im wesentlichen kammer- oder fluidleer ist, wohingegen die andere Fluidkammer 94 ihren maximalen Füllraum einnimmt und dahingehend auch mit Druck beaufschlagt ist. Die dahingehende Fluidversorgung der Fluidkammern 92, 94 erfolgt über zwei Stichleitungen 96, die auch an anderer Stelle, als in der Fig. 3 gezeigt, ange­ ordnet sein können und die in. Fluid-Zuführleitungen 98 münden, die Teil einer feststehenden Durchgriffswelle 100 sind, die die als Hohlwelle ausge­ bildete Zwischenwelle 36 durchgreift sowie mit ihrem einen freien Ende, wie in der Fig. 3 gezeigt, den Kopf 16 durchgreift. Wie die Fig. 3 des weite­ ren zeigt, weist das Koppelteil 46 gegenüber dem Antriebsteil 58 in Rich­ tung der Antriebsspindel 34 derart einen axialen Überstand auf, daß bei ausgefahrenem Antriebsteil 58, wie gezeigt, die Kopplung mit der Antriebsspindel 34 des Spindelkopfes 30 sichergestellt ist. Für die dahingehende Kopplung weist das Koppelteil 46 an seinem freien Ende eine Innenverzah­ nung 102 auf, die mit der Außenverzahnung 52 der Antriebsspindel 34 eine sichere Verbindung eingeht.

Zum besseren Verständnis wird die Werkzeugrevolvereinrichtung nach der Fig. 3 anhand eines Funktionsbeispiels näher erläutert, wobei zunächst vom gekoppelten Zustand nach der Fig. 3 ausgegangen wird.

Für den dahingehenden Kopplungszustand ist die Fluidzuführleitung 98 sowie die Stichleitung 96, die zu der Fluidkammer 94 führt, unter Druck gehalten und die andere Fluidkammer 92 über die zugeordneten Leitungen drucklos. Dies hat zur Folge, daß das Antriebsteil 58 seine vollständig aus­ gefahrene Position einnimmt. In dieser ausgefahrenen Position ist über die Lagerstelle 78 die Antriebswelle 42 mitgenommen sowie das Koppelteil 46. Die axiale Mitnahme des Koppelteils 46 ist wiederum über die Druckfeder 54 sichergestellt. Stoßen bei der dahingehenden Ausfahrbewegung die stirnseitigen Flanken der Außenverzahnung 52 der Antriebsspindel 34 mit der Innenverzahnung 102 des Koppelteils 46 aneinander, ist dies unschäd­ lich, da dann die Druckfeder 54 als Dämpfungseinrichtung fungiert und um die fehlende Eingriffsstrecke entsprechend zusammengedrückt wird. Damit ist der dahingehende Kopplungsvorgang von der eigentlichen Ausfahrbe­ wegung des Antriebsteils 58 abgekoppelt und die hohen hydraulischen Kräfte, die am Antriebsteil 58 wirken, setzen sich nicht auf das Koppelteil 46 fort, was ansonsten eine Schädigung der Verzahnungen 52 und 102 zur Folge haben könnte.

Im Grunde nach erfolgt also der Kupplungsvorgang in zwei Schritten, näm­ lich einmal hydraulisch mit hohem Aufschlagdruck durch das Antriebsteil 58 und einmal mit geringeren Betätigungskräften über das federbelastete Koppelteil 46. Die entsprechenden Teile sind in üblicher und daher nicht näher beschriebener Weise gegeneinander fluiddicht abgedichtet und vor Verschmutzung gesichert. Über die Zwischenwelle 36 und die Verzahnun­ gen 38, 40 erfolgt dann der Antrieb von Antriebswelle 42 mit Koppelteil 46 bei stillstehendem Antriebsteil 58 und derart erfolgt der Antrieb des Werk­ zeuges des Spindelkopfes 30 über die zugeordnete Antriebsspindel 34. Die dahingehend ausgefahrene Betätigungssituation wird über den Sensor 66 erfaßt und entsprechend an eine Steuerungseinrichtung (nicht dargestellt) des Werkzeugrevolvers weitergeleitet.

Für einen Entkupplungsvorgang verlaufen die beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Richtung, d. h. die Fluidkammer 92 wird nunmehr unter Druck gesetzt und die Fluidkammer 94 drucklos gehalten. Unter dem anstehenden Fluiddruck in der Fluidkammer 92 bewegt sich das Antriebsteil 58 aus sei­ ner in der Fig. 3 gezeigten ausgefahrenen Stellung nach rechts in den einge­ fahrenen Zustand, und zwar maximal bis zum Anschlag 90. Um denselben Verschiebeweg werden die Antriebswelle 42 und das Koppelteil 46 bewegt, wobei die Verzahnung 40 der Antriebswelle 42 und das Anlageteil 84 dann seine in der Fig. 3 dargestellte strichpunktierte Position einnimmt. Die Druckfeder 54 kann dabei im wesentlichen entspannt sein und das Koppel­ teil 46 wird über das Anlageteil 84 innerhalb der Hohlantriebswelle 42 ge­ halten. Die freien Verfahrwege in Richtung der Entkupplungssituation sind dabei derart gehalten, daß eine sichere Freigabe der Außenverzahnung 52 der Antriebsspindel 34 stattfindet, indem die Innenverzahnung 102 der An­ triebswelle 42 weit genug zurückgezogen wird. Nach Entkupplung kann ein anderer Spindelkopf an anderer Stelle der Werkzeugscheibe 18 über die Zwischenwelle 36 und die Antriebswelle 42 nebst Koppelteil 46 angetrie­ ben werden. Die eingefahrene, entkuppelte Position wird wiederum über den Bewegungssensor 66 erfaßt. Des weiteren ist über die Druckfeder 54 gewährleistet, daß das plattenartige Anlageteil 84 in Anlage gehalten ist mit der hierfür vorgesehenen stirnseitigen Anlagefläche 82 der Antriebswelle 42.

Durch die koaxiale Anordnung aller wichtigen Kupplungselemente, näm­ lich des Antriebsteils 58, der Antriebswelle 42 sowie des Koppelteils 46, ist ein kompakter funktionssicherer Aufbau mit wenig Baukomponenten reali­ siert. Die dahingehende Anordnung ist vielseitig einsetzbar und kostengün­ stig realisierbar.

Claims (9)

1. Werkzeugrevolver mit

• a) einem Gehäuse (10),
• b) einem mit dem Gehäuse (10) drehfest verbundenen Kopf (16),
• c) einer konzentrisch zu diesem Kopf (16) angeordneten und ihn um­ fassenden Werkzeugscheibe (18), die relativ zum Gehäuse (10) und zum Kopf (16) um deren Längsachse (12) drehbar und in vorbe­ stimmten Winkelpositionen mit dem Gehäuse (10) verriegelbar ist, sowie mindestens eine Aufnahme für ein anzutreibendes Werkzeug (30) aufweist,
• d) einer im Kopf (16) drehbar gelagerten und sich in radialer Richtung bezüglich dessen zentraler Längsachse (14) erstreckenden Antriebs­ welle (42), die über ein Winkelgetriebe (38, 40) und eine in der Drehachse der Werkzeugscheibe (18) liegenden Zwischenwelle (36) mittels eines Motors antreibbar und mittels eines in Längsrichtung dieser Antriebswelle (42) bewegbaren Kupplungselementes (44) mit der Antriebsspindel (34) eines sich in der Arbeitsposition befinden­ den Werkzeugs (30) kuppelbar ist,
• e) einem hydraulisch betätigbaren Antriebsteil (58) für das Kupplungs­ element (44) und
• f) einer Kraftübertragungseinrichtung, die einen Energiespeicher auf­ weist, der mit einer Kraftkomponente über ein Koppelteil (46) in Richtung der Antriebsspindel (34) des Werkzeuges (30) wirkt, wobei das Koppelteil (46) für eine Kopplung mit dem Werkzeug (30) vorge­ sehen ist und wobei das Koppelteil (46) von der Antriebswelle (42) umfaßt und zusammen mit dieser über das Winkelgetriebe (38, 40) antreibbar sowie über das Antriebsteil (58) längs dessen Antriebs­ längsachse (68) verschiebbar innerhalb des Kupplungselementes (44) gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelteil (46) zusammen mit der Antriebswelle (42) innerhalb des Antriebsteils (58) gelagert ist, daß das Koppelteil (46), die Antriebswelle (42) und das Antriebsteil (58) koaxial zueinander angeordnet sind und daß die Antriebswelle (42) drehbar, aber axial unverschiebbar in dem Antriebsteil (58) geführt ist.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher aus einer Druckfeder (54) gebildet ist, die sich mit ih­ rem einen Ende an dem Koppelteil (46) und mit ihrem anderen Ende an der Antriebswelle (42) abstützt.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelteil (46) und die Antriebswelle (42) über eine Mitnahmeverzah­ nung (72) drehfest und axial gegeneinander verschiebbar miteinander verbunden sind.

4. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebswelle (42) an ihrer der Antriebsspindel (34) abgekehrten Seite mit einer Außenverzahnung (40) versehen ist, die in der Art eines Winkelgetriebes mit der zugeordneten Verzahnung (38) der Zwischenwelle (36) kämmt.

5. Werkzeugrevolver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (42) im Bereich ihrer Außenverzahnung (40) über eine er­ ste Lagerstelle (76) drehbar in dem Gehäuse (10) oder dem Kopf (16) ge­ führt ist und über eine zweite Lagerstelle (78) an ihrem gegenüberlie­ genden Ende drehbar, aber axial unverschiebbar in dem Antriebsteil (58) geführt ist.

6. Werkzeugrevolver nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (42) an ihrem Ende mit der Außenverzahnung (40) eine Anlagefläche (82) für ein Anlageteil (84) aufweist, das mit dem Koppelteil (46) fest verbunden ist.

7. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebsteil (58) zwischen einem vorderen (88) und einem hinteren (90) Anschlag verfahrbar ist, die zumindest teilweise je­ weils voneinander getrennte Fluidkammern (92, 94) begrenzen, die an Fluidleitungen (98) anschließbar sind, die die Zwischenwelle (36) durchgreifen.

8. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Koppelteil (46) gegenüber dem Antriebsteil (58) in Richtung der Antriebsspindel (34) derart einen axialen Überstand auf­ weist, daß bei ausgefahrenem Antriebsteil (58) die Kopplung mit der An­ triebsspindel (34) sichergestellt ist.

9. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Koppelteil (46) an seinem freien Ende mit einer Ver­ zahnung (102) versehen ist, die mit der Verzahnung (52) der Antriebs­ spindel (34) in kämmenden Eingriff bringbar ist.