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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugrevolver, insbesondere
für Werkzeugmaschinen, mit einer um eine Revolverachse
drehbaren Werkzeugscheibe, die eine Mehrzahl von entlang ihres Umfanges
verteilten Werkzeugstationen aufweist, die durch Drehen der Werkzeugscheibe
jeweils in mindestens einer Arbeitsposition verdrehwinkelfest fixierbar
sind, wobei an zumindest einer Werkzeugstation eine Aufnahme für
einen Werkzeughalter vorhanden ist und jeweils eine Befestigungseinrichtung
vorgesehen ist, um einen jeweiligen Werkzeughalter an einer betreffenden
Aufnahme in definierter Positionierung mittels eines Ausrichtmittels
festzulegen, das zumindest einen aus der Aufnahme vorstehenden,
relativ zu dieser elastisch nachgiebigen Passkörper sowie
in einer Grundfläche des Werkzeughalters vertiefte Passflächen
zur Zusammenwirkung mit dem zumindest einen Passkörper
aufweist.
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Aufgrund
der Möglichkeit, Werkzeughalter mit verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen
in schnellem Wechsel durch gesteuerte Rotation der Werkzeugscheibe
in Stellung bringen zu können, werden Werkzeugrevolver
in der industriellen Technik in großem Umfang vorteilhaft
eingesetzt.
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Um
beim Einsatz von Werkzeugrevolvern eine hohe Bearbeitungsgüte
zu gewährleisten, müssen Werkzeugrevolver konstruktiv
so ausgelegt sein, dass bei einem Austausch von Bearbeitungswerkzeugen,
wenn betreffende Werkzeughalter an der Aufnahme der Werkzeugscheibe
anzubringen sind, sichergestellt ist, dass das jeweilige Bearbeitungswerkzeug äußerst
genau auf eine gewünschte Position ausgerichtet ist. Um
dieser Anforderung zu genügen, sieht ein aus dem Dokument
WO 2007/031145 A1 bekannter
Werkzeugrevolver der eingangs genannten Art ein Ausrichtsystem vor,
bei dem eine genaue Positionierung durch die Zusammenwirkung von
Passflächen an der Grundfläche eines betreffenden
Werkzeughalters mit elastisch nachgiebigen Passkörpern
an betreffenden Werkzeugstationen der Werkzeugscheibe erreicht wird.
Bei dieser Lösung ist die Aufnahme, an der ein betreffender
Werkzeughalter mit seiner Grundfläche verspannbar ist,
nicht durch die radial außenliegende Endfläche
der Werkzeugscheibe gebildet, sondern durch eine damit verbunden
ebenflächige Platte, die bereichsweise elastisch verformbare
Plattenbereiche bildet, an denen sich vorstehende Passkörper
befinden. Diese Lösung ist insofern vorteilhaft, als bei
einem Wechsel von Werkzeughaltern die genaue Positionierung, ohne
dass zusätzliche Justierungsmaßnahmen ergriffen
werden müssten, gewährleistet ist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe,
einen Werkzeugrevolver der eingangs genannten Art zur Verfügung zu
stellen, der nicht nur eine äußerst genaue Positionierung
der Werkzeughalter gewährleistet, sondern sich darüber
hinaus durch eine besonders einfache und kostengünstige
Bauweise auszeichnet.
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Erfindungsgemäß ist
diese Aufgabe durch einen Werkzeugrevolver gelöst, der
die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
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Dadurch,
dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches
1 Spreizkörper mit Federschenkeln einen elastischen Träger
für die jeweiligen Passkörper bilden, wobei sich
ein Federschenkel unmittelbar an einer Sitzfläche der Aufnahme
abstützt, erübrigt sich die Benutzung einer gesonderten,
an der Werkzeugscheibe anzubringenden Platte mit darin ausgebildeten
verformbaren Plattenbereichen. Ohne Einbußen an der Genauigkeit
der Positionierung in Kauf nehmen zu müssen, ergibt sich
dadurch eine vereinfachte Bauweise mit entsprechend verringerten
Herstellungskosten.
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Bei
vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann der jeweilige
Spreizkörper, in dem in Richtung der Schenkel verlaufenden
Längsschnitt gesehen, U-förmig mit plattenartigen
Schenkeln gestaltet sein, deren Länge für die
Bildung einer sehr hohen Federkonstante nicht größer,
vorzugsweise kleiner ist als die in gleicher Längsrichtung
gemessene Länge des die Schenkel verbindenden Stegteiles
der U-Form. Der Spreizkörper bildet so eine verhältnismäßig
kompakte Klammer, bei der die kurzen Federschenkel über
ein Stegteil mit einem verhältnismäßig
hohen Materialquerschnitt verbunden sind, so dass das Stegteil eine
hinreichende Biegesteifigkeit besitzt und sich insgesamt bezüglich
der Elastizität des den Passkörper tragenden Federschenkels
eine hohe Federkonstante ergibt.
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Bei
besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen sind die
plattenartigen Schenkel im Umriss deckungsgleich mit zueinander
parallele Ebenen bildenden Seitenwänden, die sich vom Stegteil
weg zu endseitigen Enden erstrecken, an denen die Seitenwände
durch ebene Stirnwände, die die Enden der Federschenkel
bilden, verbunden sind.
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Vorzugsweise
ist der jeweilige Passkörper am zugehörigen Schenkel
mittig, d. h. auf der Längsachse liegend, und an die Stirnwand
des Schenkels derart angrenzend ausgebildet, dass eine Endfläche des
Passkörpers durch einen ebenen Fortsatz der Stirnfläche
des Schenkels gebildet ist.
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Bei
vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Spreizkörper
an dem den vorderen Stirnwänden der Schenkel entgegengesetzten
Ende seines Stegteiles im Umriss halbkreisförmig gerundet,
wobei die Anordnung so getroffen sein kann, dass im Stegteil in einem
Abstand vom Übergang zu den Schenkeln und auf der Längsachse
gelegen eine Bohrung für eine Befestigungsschraube und,
zur Bohrung gegen das abgerundete Ende des Stegteiles hin versetzt,
eine Passbohrung ausgebildet sind.
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In
besonders vorteilhafter Weise kann der jeweilige Passkörper,
ausgehend vom Fortsatz der Stirnwand des betreffenden Schenkels,
eine im wesentlichen ebene, zur Außenfläche des
Schenkels parallele Oberseite und zur Bildung einer prismatischen
Form von der ebenen Oberseite ausgehende schräge Passflanken
aufweisen, die zu beiden Seiten der Längsachse zueinander
divergierend sich zur Außenfläche des Schenkels
erstrecken.
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Bei
besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen, die sich
durch eine besondere Genauigkeit der Positionierung auszeichnen,
ist die Anordnung so getroffen, dass die Passflanken eine geringe
ballige Wölbung aufweisen.
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Die
Sitzfläche für den jeweiligen Spreizkörper
kann in der die Anlagefläche für die Grundfläche des
Werkzeughalters bildenden Aufnahme durch den Grund einer in der
Aufnahme befindlichen Vertiefung gebildet sein, deren Form der Umrissform
des Spreizkörpers angepasst ist. Der Spreizkörper
bildet somit einen Einsatz, der in der Aufnahme so eingebettet ist,
dass der den Passkörper tragende Federschenkel an den Wänden
der Vertiefung geführt ist.
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Um
beim Festspannen der Grundfläche des Werkzeughalters an
der Aufnahme den gewünschten Passungseingriff zwischen
Passkörpern und Passflächen sicherzustellen, ist
die Tiefe der Vertiefung derart gewählt, dass bei an der
Aufnahme festgelegter Grundfläche des Werkzeughalters eine
eine Annäherung der gespreizten Schenkel des Spreizkörpers
bewirkende Presskraft zwischen Passkörper und den in der
Grundfläche des Werkzeughalters vertieften Passflächen
erzeugt wird.
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Bei
besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen können
diese Passflächen durch Innenflächen einer in
die Grundfläche eingearbeiteten Nut mit vom Nutgrund ausgehend
zueinander divergierenden Innenflächen gebildet sein.
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In
entsprechender Weise wie dies bei den Passflanken der Passkörper
vorgesehen sein kann, können auch die Innenflächen
der betreffenden Nut eine geringe ballige Wölbung besitzen.
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Vorzugsweise
sind an den Werkzeugstationen auf der zur Revolverachse parallelen
Längsachse der jeweiligen Aufnahme an deren beiden Enden je
ein Passkörper vorhanden.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im
Einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivisch, abgebrochen und auseinandergezogen gezeichnete Schrägansicht
eines Umfangsabschnittes der Werkzeugscheibe eines Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers, wobei
ein Werkzeughalter in von der Aufnahme an der Werkzeugscheibe abgehobener
Stellung dargestellt ist;
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2 eine
der 1 entsprechende Ansicht, wobei jedoch der Werkzeughalter
in an der Aufnahme an der Werkzeugscheibe angebrachten Stellung
dargestellt ist;
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3 eine
gegenüber 1 und 2 vergrößert
dargestellte perspektivische Schrägansicht lediglich eines
bei dem Ausführungsbeispiel von 1 und 2 benutzten
Spreizkörpers;
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4 eine
der 3 entsprechende Darstellung, gesehen mit gegenüber 3 geänderter Blickrichtung;
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5 einen
Teillängsschnitt eines Spreizkörpers und lediglich
des angrenzenden Abschnittes der Endfläche der zugehörigen
Werkzeugstation gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel
und
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6 eine
Draufsicht des Spreizkörpers gemäß 5.
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In 1 ist
ein Umfangsabschnitt einer als Ganzes mit 1 bezeichneten
Werkzeugscheibe dargestellt, die Bestandteil eines Werkzeugrevolvers
ist. Da die übrigen Komponenten des Werkzeugrevolvers,
die nicht in der vorliegenden Zeichnung dargestellt sind, von üblicher
Bauweise sein können, erübrigt sich eine diesbezügliche
nähere Erläuterung. 1 zeigt
außerdem einen als Ganzes mit 3 bezeichneten Werkzeughalter,
dargestellt in einer von der Werkzeugscheibe 1 abgehobenen
Stellung, d. h. vor dem Anbringen an einer betreffenden Aufnahme der
Werkzeugscheibe 1. Der Werkzeughalter 3 weist einen
Grundkörper 5 auf, der eine ebene, rechteckförmige
Grundfläche 7 bildet, an der der Werkzeughalter 3 an
betreffenden Werkzeugstationen 9 festlegbar ist, die am
Außenumfang der Werkzeugscheibe 1 in üblicher
Weise angeordnet sind. Im vorliegenden Fall ist die Aufnahme, an
der die Grundfläche 7 festspannbar ist, durch
die ebene, umfangsseitig radial außenliegende Endfläche 11 an
jeder Werkzeugstation 9 der Werkzeugscheibe 1 gebildet,
wobei die Endfläche 11 im Umriß der Grundfläche 7 am
Werkzeughalter 3 angepasst ist.
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Beim
hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Werkzeughalter 3 für
ein rotierendes Bearbeitungswerkzeug (nicht dargestellt) vorgesehen.
Zu diesem Zweck schließt sich an den Grundkörper 5 ein
Getriebegehäuse 13 an, das bei an einer Werkzeugstation 9 angebrachtem
Werkzeughalter 3 über einen geradverzahnten Antriebszapfen 15 mit
einer entsprechend verzahnten Antriebshülse 17 in
Eingriff ist, die in üblicher Weise mittels einer im Werkzeugrevolver
innenliegenden Getriebeanordnung antreibbar ist. Vom Antriebszapfen 15 her
ist über das im Getriebegehäuse 13 befindliche
Winkelgetriebe das entsprechende Kupplungselement (nicht dargestellt)
antreibbar, um ein Rotationswerkzeug (nicht dargestellt) in eine
in üblicher Form ausgebildeten Werkzeugaufnahme 19 mit
einer zur Revolverachse parallelen Drehachse anzutreiben. Das Festspannen
des jeweiligen Werkzeughalters 3 an der betreffenden Werkzeugstation 9 erfolgt über
je eine Spannschraube 21 in jedem Eckbereich des Grundkörpers 5 und diesen
zugeordnete Gewindebohrungen 23 in der betreffenden Endfläche 11.
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Als
Bestandteil des Ausrichtmittels für die Positionierung
der betreffenden Werkzeughalter 3 an der entsprechenden
Werkzeugstation 9 sind Passkörper 25 an
der als Aufnahme für die Werkzeughalter 3 dienenden
Endfläche 11 vorgesehen, die aus der Ebene der
Endfläche 11 vorstehend mittig, d. h. auf der
Längsachse liegend angeordnet sind. Die Passkörper 25 sind
einstückiger Bestandteil von Spreizkörpern 27.
Nähere Einzelheiten der Gestaltung der Spreizkörper 27 mit
den daran befindlichen Passkörpern 25 sind unter
Bezugnahme auf 3 und 4 näher
erläutert.
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Die 1 zeigt
den Werkzeughalter 3 vor dem Anbringen an der betreffenden
Werkzeugstation 9, wobei eine in die Grundfläche 7 des
Grundkörpers 5 des Werkzeughalters 3 eingearbeitete
Nut 29 teilweise sichtbar ist, in die der zugeordnete Passkörper 25 eingreift,
wenn der Werkzeughalter 3 an der betreffenden Endfläche 11 festgelegt
ist, wie dies in 2 dargestellt ist. Wie die 1 und 2 zeigen,
sind die Spreizkörper 27 mit dem daran befindlichen
Passkörper 25 in der Endfläche 11 in
dem Umriss der Spreizkörper 27 angepassten Vertiefungen 31 so
aufgenommen, dass die in 3 und 4 mit 33 bezeichneten
vorderen Stirnwände 33 und 35 der Spreizkörper 27,
von denen die eine Stirnwand 35 auch die endseitige Stirnwand
des zugehörigen Passkörpers 25 bildet,
mit der umfänglichen Randfläche 37 der
Werkzeugscheibe 1 bündig sind.
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3 und 4 verdeutlichen
die Gestalt der Spreizkörper 27 mit den daran
befindlichen Passkörpern 25. Die Spreizkörper 27 sind
einteilige Körper in der Art kompakter Federklammern, die
in dem in Richtung ihrer Federschenkel 39 und 41 verlaufenden
Längsschnitt gesehen in etwa U-förmig gestaltet sind,
wobei die kurzen, plattenartigen Schenkel 39 und 41 in
geringem Abstand voneinander sich von einem die Schenkel 39, 41 verbindenden
Stegteil 45 weg erstrecken. Für die relativ zum
kompakten Stegteil 45 kurzen Federschenkel 39, 41 ergibt
sich bei Wahl einer Stahllegierung mit entsprechenden Elastizitätseigenschaften
eine sehr hohe Federkonstante bei einem durch eine Presskraft bewirkten
elastischen Verformen der Federschenkel 39, 41.
Anders ausgedrückt, ergibt sich dadurch für den
auf der Oberseite 43 des in 3 und 4 oben
liegenden Schenkels 41 angeformten Passkörper 25 eine äußerst
hohe Federkraft, die einer Presskraft entgegenwirkt, die den oberen
Schenkel 41 dem unteren Schenkel 39 anzunähern
sucht.
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An
dem den vorderen Stirnwänden 33, 35 entgegengesetzten
Ende 44 seines Stegteiles 45 ist der Spreizkörper 27 halbkreisförmig
abgerundet. Am Übergang des Stegteiles 45 in die
Schenkel 39, 41 befindet sich im Stegteil 45 eine
Durchgangsbohrung 47 für eine Befestigungsschraube 49 zur
Festlegung des Spreizkörpers 27 an der betreffenden
Endfläche 11, siehe 1 und 2.
Gegenüber der Bohrung 47 zum Ende 44 versetzt
ist eine Passbohrung 51 für den Eingriff eines
zugehörigen Passstiftes an der Endfläche 11 vorgesehen.
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Ausgehend
von der durch einen Fortsatz der vorderen Stirnwand 35 gebildeten
Stirnfläche des Passkörpers 25 weist
dieser eine im wesentlichen ebene, zur Oberseite 43 des
zugeordneten Schenkels 41 parallele Oberseite 53 auf.
Zur Bildung einer prismatischen Form erstrecken sich von der ebenen Oberseite 53 ausgehend
schräge Passflanken in zueinander divergierendem Verlauf
in Richtung auf die Oberseite 43 des Schenkels 41.
Wie bereits erwähnt, sind die Spreizkörper 47 in
der als Aufnahme dienenden Endfläche 11 der betreffenden
Werkzeugstation jeweils in einer Vertiefung 31 aufgenommen
und mittels der Halteschraube 49 darin gesichert, wobei
der Passkörper 25 jedoch hieraus derart vorspringt,
dass bei an der Endfläche 11 festgelegter Grundfläche 7 des
Werkzeughalters 3 eine Presskraft auf den Passkörper 25 wirkt,
der zu einer Annäherung des Schenkels 41 an den
Schenkel 39 führt, jedoch den zwischen den Schenkeln 39, 41 befindlichen
Spalt nicht völlig schließt. Im festgespannten
Zustand der Grundfläche 7 an der Endfläche 11 wirkt
daher mit sehr hoher Federkonstante eine Presskraft des jeweiligen
Passkörpers 25 gegen die an der Grundfläche 7 befindliche,
zugeordnete Passfläche.
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Wie
bereits erwähnt, sind diesbezüglich in die Grundfläche 7 eingearbeitete
Nuten 29 vorgesehen, in denen Innenflächen, die
sich im Abstand voneinander vom Nutgrund ausgehend zueinander divergierend
erstrecken, die Passflächen für die Anlage der
Passflanken 55 an den Passkörpern 25 bilden. In
gleicher Weise, wie dies bei den Passflanken 55 der Fall
ist, können die Passflächen der Nuten 29 unebene,
d. h. ballig geformte Flächen sein.
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Zur
Fixierung der Lage des Werkzeughalters 3 in Richtung der
Längsachse kann im Grundkörper 5 der
Werkzeughalter 3 jeweils eine aus dem Zentralbereich versetzte,
an der Grundfläche 7 offene Sackbohrung vorgesehen
sein, die beim Anbringen des Werkzeughalters 3 an der Werkzeugstation 9 jeweils einen
aus der Endfläche 11 vorstehenden Stift 59 aufnimmt,
so dass insoweit eine Stiftpassung realisiert ist.
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Die 5 und 6 verdeutlichen
eine Variante, bei der der jeweilige Passkörper 25 innerhalb der
Vertiefung 31 in der Endfläche 11 der
betreffenden Werkzeugstation eine Feinsteinstellung in der in 6 angedeuteten
Y-Richtung erfahren kann, d. h. senkrecht zu der zur Revolverachse
parallelen Längsachse der Endfläche 11.
Zu diesem Zweck ist in der Passbohrung 51 des Passkörpers 25 kein
Zylinderstift aufgenommen, sondern ein Exzenterstift 61,
siehe 5, der mit Hilfe eines Innensechskant 67 drehbar
ist. In einer zweiten Passbohrung 63, die über
eine im Passkörper 25 ausgebildete Zentralbohrung 57 zugänglich
ist, die im Schenkel 39 ausgebildet ist, ist ein zweiter
Exzenterstift 65 aufgenommen.
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Bei
gelöster Halteschraube 49 ist durch Verdrehen
der Exzenterstifte 61 und 65 der Passkörper 25 in
der Y-Richtung feinst einstellbar, d. h. bezüglich seiner
Ausrichtposition korrigierbar, wonach er durch Festziehen der Halteschraube 49 mit
der Endfläche 11 der Werkzeugstation 9 fest
verbunden werden kann.
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2007/031145
A1 [0003]