DE102005022796A1 - Werkzeugrevolver mit angetriebenen Werkzeugen und Werkzeugmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver (1) mit mindestens einem rotatorisch antreibbaren Werkzeug (4), das mit einer Bremse (17) in Wirkverbindung steht. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine mit einem derartigen Werkzeugrevolver ausgestattete Werkzeugmaschine (19).

Description

  • Werkzeugrevolver mit angetriebenen Werkzeugen und Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine mit einem derartigen Werkzeugrevolver ausgestattete Werkzeugmaschine.
  • Aus der DE 100 27 189 A1 ist eine Drehmaschine mit rotierend angetriebenen Werkzeugen bekannt. Diese bekannte Vorrichtung ist zur Aufnahme großer Gegenkräfte geeignet. Bei der Werkstückbearbeitung bewirken die zwangsläufig auftretenden Gegenkräfte, dass ein Mitnehmer innerhalb des Antriebsstranges immer mit der zugehörigen Mitnahmefläche in Wirkverbindung bleibt. In einer Arbeitsrichtung wirkende Werkzeuge können auf diese Weise exakt zum Werkstück positioniert werden. Bei wechselseitig wirkenden Zerspankräften lassen sich die Werkzeuge jedoch mit dieser Vorrichtung nicht mit der gewünschten Genauigkeit positionieren.
    •
  • Es besteht daher die Aufgabe, bei einer Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugrevolver den Antrieb rotatorisch angetriebener Werkzeuge zu verbessern.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Werkzeugrevolver mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit einer Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, die mit einem derartigen Werkzeugrevolver ausgerüstet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.
  • Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, auf das angetriebene Werkzeug zusätzlich zur Antriebskraft eine weitere Kraft einwirken zu lassen. Diese weitere Kraft wird durch eine Bremsvorrichtung erzeugt und wirkt der Antriebskraft entgegen. Die Bremsvorrichtung kann als mechanische Bremse ausgeführt sein, wobei das Bremsmoment durch Reibung eines oder mehrerer Reibkörper an einer Scheibe bewirkt wird. Ebenso können auch hydraulische oder elektrische Bremsvorrichtungen eingesetzt werden. Durch das Bremsmoment wird die Synchronisation zwischen Werkstück und Werkzeug nicht mehr durch wechselseitige Zerspankräfte beeinflusst. Es werden dabei hohe Stabilität und Steifigkeit erreicht. Besonders vorteilhaft wird die Vorrichtung für Arbeiten eingesetzt, bei welchen ein exakter Synchronlauf zwischen Werkstück und Werkzeug gewährleistet sein muss, insbesondere Verzahnungsarbeiten, wie z.B. Wälzfräsen. Bei einer vorteilhaften Ausführung kann das Werkzeug zur Einstellung des Fräser-Steigungswinkels um eine Achse, orthogonal zur Rotationsachse geschwenkt werden.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben:
  • 1 zeigt einen Werkzeugrevolver mit einer Wälzfräseinrichtung
  • 2 zeigt eine Wälzfräseinrichtung in vergrößerter Darstellung
  • 3 zeigt eine Werkzeugmaschine mit Werkzeugrevolver und Wälzfräseinrichtung
    •
  • 1 zeigt einen Werkzeugrevolver 1 in schematischer Darstellung. An der Scheibe 2 sind die Werkzeuge 3, 4, 5 vorgesehen. Zum Antrieb der Werkzeuge 4, 5 ist konzentrisch zur Rotationsachse 6 des Werkzeugrevolvers 1 ein Servomotor 7 angeordnet. Die Kraftübertragung vom Servomotor 7 zu den Werkzeugen 4, 5 erfolgt über einen Winkeltrieb 8, der eine Welle 9 aufweist, die orthogonal zur Rotationsachse 6 verläuft. An dem in der Zeichnung unteren Ende der Welle 9 ist ein Kegelrad 10 angeordnet, das mit einem auf der Antriebswelle des Servomotors 7 sitzenden Kegelrad 11 kämmt. An dem dem Kegelrad 10 gegenüberliegenden Ende trägt die Welle 9 eine Kupplung 12, die mit einem entsprechend ausgebildeten Endstück 13 des Antriebsschaftes 14 kuppelbar ist. Der Antriebsschaft 14 steht über den Winkeltrieb 15 und das Zahnradpaar 16 mit dem Werkzeug 4 in Wirkverbindung. An einem Ende des Schaftes 18 des Werkzeuges 4 ist eine Bremse 17 angeordnet. Die Bremse 17 erzeugt durch Reibung zweier federbelasteter Reibkörper mit einer Bremsscheibe ein Bremsmoment, welches dem Antriebsmoment entgegengerichtet ist. Dadurch bleiben die entsprechenden Zahnflanken der Winkeltriebe 8, 15 und die Mitnahmefläche der Kupplung 12 mit dem Endstück 13 immer in Berührung, so dass die Synchronisation zwischen Werkstück und Werkzeug nicht mehr durch wechselseitige Zerspankräfte beeinflusst wird.
  • In 2 ist die Wälzfräseinrichtung vergrößert dargestellt. Als Bremse ist ein Hydraulikmotor 25 vorgesehen, der über Versorgungsleitungen 21 an das hydraulische System der Werkzeugmaschine angeschlossen ist. Besonders vorteilhaft ist in der Scheibe 2 neben der mechanischen Schnittstelle für das Werkzeug 4 eine Schnittstelle 20 für die Versorgungsleitungen 21 vorgesehen.
  • Bei der Werkzeugmaschine nach 3 sind an der Oberseite des Maschinengestells 26 sind zwei voneinander beabstandete Führungen 27, auf welchen der Horizontalschlitten 28 in Richtung der X-Achse hin und her beweglich geführt ist. Am Horizontalschlitten 28 ist der Vertikalschlitten 29 auf Führungen 30 in Richtung der Z-Achse verfahrbar. Der Vertikalschlitten 29 nimmt die Motorspindel 24 auf. Diese trägt an ihrem unteren Ende das Spannmittel 31 für Werkstücke 23. Am unteren Teil des Maschinengestells 26 ist der Werkzeugrevolver 1 mit den Werkzeugen 3, 4, 5 angeordnet. Für die Zu- und Abführung der Werkstücke 23 ist ein Kreisförderer 32 vorgesehen. Die unbearbeiteten Werkstücke 23 werden aus der Position für die Werkstückzuführung 33 entnommen, durch Bewegen des Horizontalschlittens 28 in den Bearbeitungsbereich transportiert und dort durch die Werkzeuge 3, 4, 5 bearbeitet. Anschließend werden sie an den gleichen Ort wieder zurückgelegt, von dem sie vorher entnommen wurden.
    • 1
    Werkzeugrevolver
    2
    Scheibe
    3
    Werkzeug
    4
    Werkzeug
    5
    Werkzeug
    6
    Rotationsachse
    7
    Servomotor
    8
    Winkeltrieb
    9
    Welle
    10
    Kegelrad
    11
    Kegelrad
    12
    Kupplung
    13
    Endstück
    14
    Antriebsschaft
    15
    Winkeltrieb
    16
    Zahnradpaar
    17
    Bremse
    18
    Schaft
    19
    Werkzeugmaschine
    20
    Schnittstelle
    21
    Versorgungsleitung
    22
    Schwenkachse
    23
    Werkstück
    24
    Motorspindel
    25
    Hydraulikmotor
    26
    Maschinengestell
    27
    Führung
    28
    Horizontalschlitten
    29
    Vertikalschlitten
    30
    Führung
    31
    Spannmittel
    32
    Kreisförderer
    33
    Werkstückzuführung
    34
    Bremsscheibe
    35
    Reibkörper

Claims (11)

  1. Werkzeugrevolver (1) mit mindestens einem rotatorisch antreibbaren Werkzeug (4) dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugs (4) mit einer Bremse (17) in Wirkverbindung steht.
  2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplung (12) vorgesehen ist, die zur Verbindung des Werkzeugs (4) mit dem Servomotor (7) dient.
  3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Werkstück (4) ein Wälzfräser ist.
  4. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bremse (17) eine mechanische Bremse vorgesehen ist.
  5. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bremse (17) eine hydraulische Bremse vorgesehen ist.
  6. Werkzeugrevolver nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse als Hydraulikmotor (25) ausgeführt ist.
  7. Werkzeugrevolver nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (20) zum Anschluss von Versorgungsleitungen (21) für die Bremse (17) vorgesehen ist.
  8. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (4) zur Einstellung des Steigungswinkels um die Schwenkachse (22) drehbar ist.
  9. Werkzeugmaschine (19), dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Werkzeugrevolver (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
  10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorspindel (24) zur selbsttätigen Aufnahme von Werkstücken (23) vorgesehen ist.
  11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass längliche Werkstücke (23), z.B. Wellen, während der Bearbeitung vertikal stehen und die Motorspindel (24) ebenfalls vertikal angeordnet ist.
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