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Die Erfindung betrifft einen Plandrehkopf zur Verwendung in einer Werkzeugmaschine, die mindestens eine Arbeitsspindel zur Aufnahme des Plandrehkopfs aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Lösen und Spannen eines Werkzeugschafts in einer Werkzeugaufnahmeeinrichtung eines Planschiebers eines solchen Plandrehkopfs.
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Unter einem Plandrehkopf wird eine mit einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine verbindbare Einrichtung verstanden, die ein Werkzeug mit einer oder mehreren Schneiden trägt oder mit einem solchen Werkzeug verbunden werden kann, das, während die Einrichtung dreht, in Radialrichtung verstellbar ist. Durch die Radialverstellung ändern die Schneiden vorzugsweise während des Betriebs ihren Flugkreisdurchmesser.
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Aus der
DD 240158 A1 ist ein Plan-, Bohr- und Fräskopf bekannt, der auf einen Spindelstock einer Bohr- oder Fräsmaschine aufsetzbar ist. Dieser Plan-, Bohr- und Fräskopf weist ein Getriebegehäuse auf, das von einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine wechselbar zentrisch aufgenommen ist. Im Getriebegehäuse ist eine Planscheibe drehbar gelagert, die über Mitnehmersteine von der Hauptspindel der Werkzeugmaschine angetrieben wird. In Führungen der Planscheibe ist ein Planschieber radial verstellbar geführt. Auf den Planschieber ist ein Gehäuse geschraubt, welches einen zylindrischen Werkzeugaufnahmekörper drehbar aufnimmt. In dem Werkzeugaufnahmekörper ist ein Kegelschaft-Fräswerkzeug eingesetzt, welches über Mitnehmersteine die Drehbewegungsübertragung erhält und von am Spannknauf angreifenden Spannelementen festgespannt wird. Der Drehantrieb des Werkzeugaufnahmekörpers mit dem Werkzeug erfolgt durch eine von der Planscheibe abgeleitete Rotationsbewegung. Dazu ist ein Zahnriementrieb vorgesehen, über den die Drehbewegung auf das radial verstellbare Werkzeug übertragen wird.
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Dagegen ist aus der
DE AS 1777296 eine Werkzeugmaschine bekannt, die einen drehenden Plandrehkopf aufweist, dessen Planschieber mit einer Werkzeugaufnahme zur ruhenden Aufnahme eines radial verstellbaren Werkzeugs aufweist.
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Die
JP 2003-326405 beschreibt ebenfalls einen Plandrehkopf. Dieser weist maschinenseitig einen Kegelschaft auf, mit dem er mit der Werkzeugmaschine verbindbar ist.
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Die
DE 195 37 070 C2 offenbart dagegen eine Arbeitsspindel mit radial verstellbarer Hohlschaftkegel-Werkzeugaufnahme.
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Mit einem in einem Plandrehkopf gehaltenen Werkzeug lässt sich der von der Schneide des Werkzeugs beschriebene Radius während des Betriebs der Bearbeitungsmaschine verstellen. Die Verstellbewegung kann beispielsweise durch eine Relativverdrehung einer Verstellwelle gegen den Plandrehkopf erzielt werden. Dazu ist in der hohl ausgebildeten Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine typischerweise eine sogenannte Planzugwelle angeordnet, die, wenn keine Verstellbewegung gewünscht wird, synchron mit der Arbeitsspindel rotiert und, falls eine Verstellbewegung gewünscht wird, schneller oder langsamer als die Arbeitsspindel läuft. Zusätzlich müssen, zumindest wenn der Plandrehkopf an der Arbeitsspindel auswechselbar gehalten ist, an der Arbeitsspindel Mittel zum Festziehen oder Lösen einer entsprechenden Verbindungseinrichtung vorgesehen sein.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Plandrehkopf zu schaffen, mit dem sich Werkstücke rationell automatisiert bearbeiten lassen.
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Diese Aufgabe wird mit dem Plandrehkopf nach Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren nach Anspruch 16 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Plandrehkopf weist einen Gehäusekörper auf, der mit einer Verbindungseinrichtung zum Anschluss an die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine versehen ist. Die Verbindungseinrichtung ist durch ein maschinelles Werkzeugwechselsystem bedienbar ausgebildet. Außerdem weist der Gehäusekörper einen Planschieber auf, der an oder in dem Gehäusekörper quer zu der Drehachse beweglich geführt ist. Zur beweglichen Führung kann eine Schiebeführung oder eine Schwenkführung vorgesehen sein. Zur Verstellung und kontrollierten Bewegung und Positionierung des Planschiebers in Radialrichtung ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen. Diese wird typischerweise mechanisch durch eine konzentrisch zu der Arbeitsspindel angeordnete Planzugwelle angetrieben.
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Der Planschieber weist eine Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung auf, die zur Aufnahme eines Werkzeugschafts eingerichtet ist und über die der Werkzeugschaft lösbar mit dem Plandrehkopf verbindbar ist. Die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung ist durch ein maschinelles Werkzeugwechselsystem bedienbar. Vorzugsweise sind sowohl die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung als auch die Verbindungseinrichtung zum Zusammenwirken mit dem gleichen maschinellen Werkzeugwechselsystem, z.B. einem Werkzeuggreifer eingerichtet. Dies insbesondere auch dann, wenn die Verbindungseinrichtung und die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung unterschiedlich große Schnittstellen der gleichen Norm sind, z.B. HSK 100 und HSK 80.
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Damit trägt der Plandrehkopf an seinem arbeitsspindelseitigen Ende eine Verbindungseinrichtung zum automatisierten Ein- und Auswechseln in die Arbeitsspindel. An seiner von der Arbeitsspindel abgewandten Seite trägt der Plandrehkopf eine Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung, die ebenfalls zur automatisierten Betätigung, d.h. zum Ein- und Auswechseln von Werkzeugen eingerichtet ist. Damit kann der Plandrehkopf automatisiert in die Arbeitsspindel überführt werden. Ebenso können Werkzeuge automatisiert in den Plandrehkopf eingesetzt und aus diesem herausgeführt werden. Dies ist insbesondere bei Arbeitsvorgängen bedeutsam, die mit einem hohen Werkzeugverschleiß einhergehen.
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Der Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung ist ein Spannapparat zugeordnet, der mit der Verstelleinrichtung antriebsmäßig kuppelbar ist. Z.B. kann der Spannapparat von einer Bewegung des Planschlittens antreibbar sein. Dazu kann eine schaltbare Kupplung vorgesehen sein, die eine Antriebsverbindung zwischen dem Verstellgetriebe oder einem von diesem angetriebenen Element, wie z.B. dem Planschlitten, und einem Spannapparat herstellen oder trennen kann. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Planzugwelle bzw. eine Drehung derselben zum Lösen oder Festziehen des Werkzeugschafts in der Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung zu nutzen. Es wird deswegen möglich, den Plandrehkopf an einer mit einer Planzugwelle, jedoch ohne sonstige Zusatzeinrichtungen zur Betätigung des Plandrehkopfs ausgerüsteten Werkzeugmaschine zu nutzen und, obwohl an der Arbeitsspindel keine gesonderten Vorrichtungen zum Lösen und Spannen des Werkzeugs des Plandrehkopfs vorgesehen sind, den Werkzeugwechsel am Plandrehkopf automatisiert auszuführen.
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Zum Schalten der Kupplung können als Aktoren z.B. ein Fluidzylinder und/oder ein oder mehrere Fliehgewichte dienen. Das Fliehgewicht kann öffnend auf die Kupplung einwirken, so dass die Antriebsverbindung zwischen der Planzugwelle (oder einem von dieser angetriebenen Element) und dem Spannapparat gelöst wird, sobald der Plandrehkopf dreht. Ein Fluidzylinder kann z.B. zum Einkuppeln und auch zum Auskuppeln der Kupplung genutzt werden, um eine Antriebsverbindung zwischen der Planzugwelle und dem Spannapparat herzustellen oder zu lösen, sobald der Fluidzylinder mit Fluiddruck beaufschlagt wird. Es können dazu beispielsweise Fluidleitungen genutzt werden, die an der Arbeitsspindel typischerweise ohnehin vorhanden sind, um beispielsweise die Werkzeugaufnahme mit Druckluft zu beaufschlagen.
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Anstelle eines druckluftbetriebenen Fluidzylinders können auch andere fluidbetätigte Mittel wie beispielsweise Ölmotoren, Druckluftmotoren oder dergleichen dienen, die geeignet sind, eine Fluidströmung oder Fluiddruck in eine mechanische Stellbewegung umzusetzen.
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Sowohl die Verbindungseinrichtung als auch die Werkstück-Aufnahmeeinrichtung sind vorzugsweise genormte Schnittstellen, zum Beispiel Hohlschaftkegel-Schnittstellen. Vorzugsweise weisen diese unterschiedliche Kegeldurchmesser auf, wobei jedoch wiederum vorzugsweise beide Schnittstellen darauf eingerichtet sind, von gleichen Greifern betätigt zu werden.
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Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung sowie der Zeichnung und von Unteransprüchen. Es zeigen:
- 1 eine Werkzeugmaschine mit Plandrehkopf, in sehr schematisierter Seitenansicht,
- 2 den Plandrehkopf nach 2, in einer ebenfalls schematisierten Seitenansicht,
- 3 den Plandrehkopf nach 2, in einer schematisierten Schnittdarstellung zur Veranschaulichung seiner Funktion,
- 4 den Plandrehkopf nach 3, in einer Längsschnittdarstellung zur weiteren Funktionsveranschaulichung.
- 5 den Plandrehkopf nach 4 im Querschnitt zur Veranschaulichung des Radialantriebs des Planschiebers,
- 6 einen Längsschnitt des Planschiebers und seines Spannapparats, in vereinfachter Darstellung.
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In 1 ist eine Werkzeugmaschine 10 mit wenigstens einer Arbeitsspindel 11 veranschaulicht, die in mindestens einer Raumrichtung, zum Beispiel vertikal und/oder horizontal bewegbar und dazu auf einem Schlitten 12 angeordnet ist. Die nicht weiter veranschaulichte Antriebseinrichtung der Arbeitsspindel 11 und eine entsprechende Lagereinrichtung legt eine Drehachse 13 fest, die zum Beispiel horizontal orientiert sein kann. An dem Maschinengestell der Werkzeugmaschine 10 ist außerdem eine Werkstückaufnahme 14 angeordnet, an der ein Werkstück ruhend oder beweglich gehalten sein kann.
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In einer Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel 11 ist ein Plandrehkopf 15 angeordnet, der seinerseits zur Aufnahme eines Werkzeugs 16 eingerichtet ist. Der Plandrehkopf 15 weist dazu eine Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 auf, deren Mittelachse 18 in 1 strichpunktiert angeordnet ist. Die Mittelachse 18 lässt sich radial bezüglich der Drehachse 13 parallel verstellen.
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2 veranschaulicht den Plandrehkopf 15 näher. Zur Verbindung mit der Arbeitsspindel 11 weist er eine Verbindungseinrichtung 19 auf, die zum Beispiel durch einen Hohlschaftkegel 20 gebildet ist. Dieser gehört zu einer normierten Schnittstelle, beispielsweise HSK 100, und passt zu der in der Arbeitsspindel 11 vorgesehenen Werkzeugaufnahme. Zu der Verbindungseinrichtung 19 gehört außerdem ein geeignetes Mittel zum Anschluss eines Werkzeuggreifers, wie beispielsweise eine Greifscheibe 21. Diese ist zum Zusammenspiel mit einem nicht weiter veranschaulichten Werkzeuggreifer eingerichtet, der zur Verkopplung der Werkzeugmaschine 10 mit einem Werkzeugmagazin vorgesehen ist. Der Werkzeuggreifer und die Arbeitsspindel 11 können axial gegeneinander verstellbar angeordnet sein. Dazu kann der Werkzeuggreifer und/oder die Arbeitsspindel in Richtung der Drehachse 3 beweglich gehalten sein, so dass ein und derselbe Werkzeuggreifer sowohl die Greifscheibe 21 des Plandrehkopfs 15 als auch die Greifscheibe des Werkzeugs 16 erreichen kann. Der Werkzeuggreifer oder eine sonstige Werkzeugwechseleinrichtung ist somit derart ausgebildet, das er bzw. sie sowohl die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 als auch die Verbindungseinrichtung 19 erreichen und bedienen kann.
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Der Plandrehkopf 15 ist dazu eingerichtet, in einem Werkzeugmagazin bereitgehalten, von dem Werkzeuggreifer maschinell in die Arbeitsspindel 11 eingesetzt und bedarfsweise maschinell aus der Arbeitsspindle 11 herausgeführt und in das Werkzeugmagazin rückgeführt zu werden. Dies kann mit oder ohne an dem Plandrehkopf 15 gehaltenem Werkzeug 16 erfolgen.
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An seiner der Verbindungseinrichtung 19 gegenüber liegenden Seite ist die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 vorgesehen, in der das Werkzeug 16 gehalten ist. Die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 kann beispielsweise eine Hohlschaftkegel-Spanneinrichtung 22 sein, wie sie in 3 veranschaulicht ist. Sie ist als genormte, maschinell bedienbare Schnittstelle ausgebildet und dient beispielsweise der Aufnahme von Hohlschaftkegeln wie zum Beispiel HSK 80 o.ä.
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In der Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 ist ein zu einem Spannapparat 23 gehöriger Spannsatz 24 angeordnet, zu dem mehrere Spannfinger 25 und ein Spannkopf 26 gehören, der dazu dient, die Spannfinger 25 bedarfsweise zu spreizen, damit diese einen Hohlschaftkegel in der Hohlschaftkegel-Spanneinrichtung festziehen können. Dazu wird der Spannkopf 26 mittels einer Spannstange 27 durch den Spannapparat 23 axial von dem Werkzeug 16 weg bewegt.
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Die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 ist an einem Planschlitten 28 angeordnet, der so radial zu der Drehachse 13 bewegbar ist, dass der in 2 veranschaulichte Radialabstand RA größer oder kleiner wird. Dazu dient ein Verstellgetriebe 29, das eine Relativdrehung zwischen der in der Arbeitsspindel 11 vorgesehenen Planzugwelle 30 und dem Plandrehkopf 15 zur Erzeugung einer Verstellbewegung des Planschlittens 28 nutzt. Innerhalb der Verbindungseinrichtung 19 ist ein Anschluss mit einer Planzugwellenkupplung 31 vorgesehen, die zur formschlüssigen drehfesten Ankopplung des Verstellgetriebes 29 an die Planzugwelle 30 dient. Die Planzugwellenkupplung 31 ist, wie aus den 3, 4 und 5 hervorgeht, mit einem Ritzel 32 verbunden, das mit mindestens einem, vorzugsweise zwei, Zahnrädern 33, 34 in Antriebsverbindung steht. Zwischen dem Ritzel 32 und dem Zahnrad 33 sowie zwischen dem Ritzel 32 und dem Zahnrad 34 können Zwischenräder 35, 36 angeordnet sein. Von den Zahnrädern 33, 34 führen Antriebswellen 37, 38 (5 und 6) zu Kegelradpaaren 39, 40, die mindestens eine, vorzugsweise zwei Gewindespindeln 41, 42 antreiben. Dieser Getriebeaufbau ist einfach und robust. Es können aber auch andere Getriebekonfigurationen vorgesehen werden, sofern sie dazu geeignet sind, eine Antriebsverbindung zwischen der Planzugwellenkupplung 31 und der mindestens einen Gewindespindel 41, 42 zu erbringen.
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Die Gewindespindeln 41, 42 sind parallel zueinander sowie parallel zu der radial gerichteten Bewegungsrichtung R des Planzugschlittens orientiert. Auf den Gewindespindeln 41, 42 sind Muttern zum Beispiel Planetenrollmutter 43, 44 angeordnet, die jeweils mit dem Planschlitten 28 verbunden sind.
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Jede Verdrehung des Anschluss 31 gegen den Anschluss 19 und somit den Plandrehkopf 15 führt zu einer Radialbewegung des Planschlittens 28, indem eine solche Verdrehung über das Verstellgetriebe 29 die Gewindespindeln 41, 42 drehend antreibt. Damit wird die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 und mit ihr der Spannapparat 23 radial bewegt. Diese Bewegung kann zum Lösen des Spannsatzes 24 genutzt werden. Dazu umfasst der Spannapparat 23 einen Spannexzenter 44 (siehe insbesondere 3), der drehfest mit einem Zahnrad 45 verbunden ist. Das Zahnrad steht mit einer Zahnstange 46 in Eingriff, die in ihrer Längsrichtung fest, in ihrer Querrichtung jedoch verschiebbar gelagert ist, wie in 3 ein Pfeil andeutet.
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Die Zahnstange 46 ist mit einem Fliehgewicht 47 verbunden, das in dem Plandrehkopf so bewegbar ist, dass sein Bewegungsfreiheitsgrad wenigstens eine Radialkomponente hat. Zum Beispiel kann es in Radialrichtung verschiebbar oder schwenkbar gelagert sein.
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Die Zahnstange 46 und das Zahnrad 45 bilden zusammen eine Kupplung 48, die durch In-Eingriff-Bringen oder Außer-Eingriff-Bringen des Zahnrads 45 mit der Zahnstange 46 ein- und auskuppelbar ist. Die Einkuppelposition der Zahnstange 46 liegt dabei vorzugsweise radial innen, während die Auskuppelposition bezüglich einer Querbewegung der Zahnstange 46 vorzugsweise radial außen liegt. Dadurch trennt die Kupplung 46 automatisch, sobald der Plandrehkopf 15 dreht.
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Die Zahnstange 46 kann außerdem mit einer Fluidbetätigungseinrichtung verbunden sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist dazu das Fliehgewicht 47 zugleich als Kolben 49 ausgebildet, der in einem Zylinder 50 angeordnet ist und in diesem eine Kammer 51 begrenzt, die zum Beispiel über eine Druckluftleitung 52 mit Fluid beaufschlagbar ist. Die Druckluftleitung 52 kann Druckluft zum Beispiel über die Verbindungseinrichtung 19 von der Arbeitsspindel L oder auf anderen Wegen erhalten. Außerdem kann der Kanal 52 auf nicht weiter dargestellte Weise zu der Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 führen und dort zum Beispiel zum Abblasen von Spänen beim Lösen des Werkzeugs dienen.
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Anstelle von Druckluft können auch andere Fluide, wie zum Beispiel Kühlschmiermittel oder dergleichen, Anwendung finden, um den Kolben 49 mit einer Kraft zu beaufschlagen und das Einkuppeln der Kupplung 48 zu bewirken.
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Der Exzenter 44 wirkt über einen Kurvenfolger 53 und ein Federpaket zum Beispiel ein Tellerfederpaket 54 auf die Spannstange 27. Dabei sind der maximale Verfahrweg des Planschlittens 28 und der Durchmesser des Zahnrads 45 so aufeinander abgestimmt, dass der Spannexzenter 44 eine halbe Umdrehung oder etwas mehr als eine halbe Umdrehung, jedenfalls aber weniger als eine ganze Umdrehung durchläuft, wenn der Planschlitten 28 seinen gesamten radialen Weg durchläuft (von Anschlag zu Anschlag).
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Wie 6 detaillierter veranschaulicht, kann der in 3 lediglich schematisch dargestellte Kurvenfolger 53 zum Beispiel als in einer Kulisse laufender Gleitstein ausgebildet sein, der an einer Flanke 55 seiner Kulisse sowohl in Spannstellung als auch in Lösestellung anstößt und somit den Drehweg des Spannexzenters 44 auf genau 180° oder einige Grad mehr begrenzt, um in Spannstellung gewissermaßen einzurasten.
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Der insoweit beschriebene Plandrehkopf arbeitet wie folgt:
- Wenn der Plandrehkopf 15 in einem Werkzeugmagazin abgelegt ist, steht der Planschieber vorzugsweise in Mittelstellung. Das Verstellgetriebe 29 ist vorzugsweise durch eine nicht weiter veranschaulichte Sperre drehfest verriegelt. Der Werkzeuggreifer setzt nun den Plandrehkopf gegebenenfalls ohne ein darin gehaltenen Werkzeugs 16 in die Arbeitsspindel 11 ein, wobei die Planzugwelle 30 mit dem Anschluss 31 kuppelt und der Hohlschaftkegel 20 in der zur Arbeitsspindel 11 gehörigen Aufnahme festgezogen wird. Die das Verstellgetriebe 29 sonst blockierende Sperre wird dabei entriegelt. Der nun in der Kammer 41 wirkende Luftdruck drängt den Kolben 49 und mit ihm die Zahnstange 46 radial nach innen so dass die Kupplung 48 einkuppelt.
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Der Planschieber 28 kann nun durch entsprechende Relativdrehung der Planzugwelle 30 zur Arbeitsspindel 11 radial in Endstellung gefahren werden, die der Funktion „Werkzeug Lösen“ zugeordnet ist. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die Arbeitsspindel 11 steht während die Planzugwelle 30 läuft.
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Der Werkzeuggreifer kann nun das Werkzeug 16 mit seinem Anschluss in die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 einsetzen. Das Werkzeug 16 rastet in der Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 ein und ist provisorisch gehalten. Der maschinelle Werkzeuggreifer kann das Werkzeug 16 freigeben. Durch Drehung der Planzugwelle in Gegenrichtung kann der Planschieber 28 nun in die andere Endlage gefahren werden und die Position „Werkzeug spannen“ einnehmen. Dabei läuft das Zahnrad 45 an der Zahnstange 46 entlang und dreht den Exzenter 44 um etwa 180°. Der Kurvenfolger 53 zieht die Spannstange 23 zwischen die Spannfinger 25, so dass diese das Werkzeug 16 festspannen.
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Wird die Arbeitsspindel 11 und mit ihr der Plandrehkopf 15 nun in Rotation versetzt, sowie gegebenenfalls die Druckluft abgeschaltet, drängt die Fliehkraft das Fliehgewicht 47 radial nach außen, wodurch die Zahnstange 46 seitlich verstellt und somit von dem Zahnrad 45 getrennt wird. Die Kupplung 48 öffnet dadurch. Die jetzt folgenden Relativdrehungen der Arbeitsspindel und der Planzugwelle 30 haben eine Radialverstellung des Planschlittens 28 und mit ihm des Werkzeugs 16, nicht aber ein Lösen des Spannapparats 23 zur Folge. Ist die Kupplung 48 geöffnet, kann der Planzugschieber 28 in jede gewünschte Radialposition gefahren werden, ohne den Sitz und die Spannung des Werkzeugs zu beeinträchtigen.
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Soll nur das Werkzeug 16 gewechselt werden, wird der Plandrehkopf 15 gestoppt. Der nun in der Kammer 41 wirkende Luftdruck drängt den Kolben 49 und mit ihm die Zahnstange 46 radial nach innen so dass die Kupplung 48 einkuppelt. In dieser Position bewirkt eine Verdrehung der Planzugwelle 30 sowohl das Überführen des Planzugschlittens 28 aus der Position „Werkzeug Spannen“ in die am entgegengesetzten Ende seiner Bahn liegende Position „Werkzeug Lösen“, weil der sich bewegende Planzugschlitten 28 den Spannapparat 53 und mit ihm das Zahnrad 45 mitnimmt, das auf der Zahnstange 46 abrollt und dabei eine halbe Umdrehung vollführt. Die Spannzange für die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 ist somit gelöst und die Luft für die Kegelreinigung ist freigegeben. Dass die Position „Werkzeug gelöst“ erreicht ist, kann durch das an der Planzugwelle wirkende Drehmoment erfasst werden. Der Kurvenfolger 53 (6) ist an dem Anschlag 55 angelaufen, womit eine weitere Drehung der Planzugwelle 30 blockiert ist. Der plötzliche Drehmomentanstieg wird erfasst und zum Stoppen des Antriebs genutzt.
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Ist nun zum Beispiel über einen Werkzeuggreifer das Werkzeug 16 ausgewechselt, d.h. ein anderes Werkzeug in die Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 eingesetzt, wird die Planzugwelle 30 bei noch immer nicht drehender Arbeitsspindel 11 in Gegenrichtung gedreht, so dass der Planzugschieber 28 in die Position „Werkzeug Spannen“ gefahren wird. Dadurch wird das mit der Zahnstange 46 kämmende Ritzel 45 um 180° gedreht, wodurch der Spannkopf 46 festgezogen und das Werkzeug 16 gespannt wird. Das Erreichen der Position „Werkzeug gespannt“ wird wiederum über das Drehmoment an der Planzugwelle 30 erfasst und zur weiteren Steuerung genutzt.
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Ist das Spannen des Werkzeugs 16 ordnungsgemäß erfolgt, wird die Arbeitsspindel 11 in Drehung versetzt, wodurch die Kupplung 48 unter der Wirkung der Fliehkraft des Fliehgewichts 47 auskuppelt. Danach kann der Planschieber in Bearbeitungsstellung gefahren werden, ohne dass der Spannapparat 23 davon betroffen ist.
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Der Plandrehkopf kann auch mit dem Werkzeug 16 in die Aufnahme der Arbeitsspindel 11 eingesetzt und aus dieser herausgeführt werden.
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Der erfindungsgemäße Plandrehkopf 15 weist einen Planschieber mit einer genormten Werkzeugaufnahme 17 auf. Maschinenseitig ist der Plandrehkopf 15 ebenfalls mit einer Verbindungseinrichtung 17 für eine genormte Werkzeugaufnahme versehen. Das Spannen und Lösen des Werkzeugs 16 in der Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung 17 des Planschiebers 28 wird von einem Spannapparat 23 gesteuert, der eine Kupplung 48 enthält. Die Kupplung 48 kann den Spannapparat 23 an den Antrieb des Planschlittens 28 oder an diesen selbst anschließen, um dessen Bewegung für das Spannen und Lösen des Werkzeugs 16 zu nutzen. Das Ein- und Auskuppeln der Kupplung 48 kann fliehkraftgesteuert mittels eines Fliehgewichts 47 und/oder druckfluidgesteuert mittels eines Kolbens 49 erfolgen. Insbesondere kann die Fliehkraft für das Auskuppeln und die von einem Fluid herrührende Druckkraft für das Einkuppeln der Kupplung 48 genutzt werden.
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Der erfindungsgemäße Plandrehkopf 15 kann an Werkzeugmaschinen und Arbeitsspindeln 11 vorgesehen werden, die mit einer Planzugwelle 30 versehen sind, ohne dass an der Werkzeugmaschine 10 sonstige das Spannen des Werkzeugs 16 in dem Plandrehkopf 15 betreffende Maßnahmen getroffen werden müssten. Sowohl der Plandrehkopf 15 als auch das Werkzeug 16 sind zur Bedienung durch den gleichen Werkzeuggreifer eingerichtet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Werkzeugmaschine
- 11
- Arbeitsspindel
- 12
- Schlitten
- 13
- Drehachse
- 14
- Werkstückaufnahme
- 15
- Plandrehkopf
- 16
- Werkzeug
- 17
- Werkzeug-Aufnahmeeinrichtung
- 18
- Mittelachse
- 19
- Verbindungseinrichtung
- 20
- Hohlschaftkegel
- 21
- Greifscheibe
- 22
- Hohlschaftkegel-Spanneinrichtung
- 23
- Spannapparat
- 24
- Spannsatz
- 25
- Spannfinger
- 26
- Spannkopf
- 27
- Spannstange
- 28
- Planschlitten
- RA
- Radialabstand
- 29
- Verstellgetriebe
- 30
- Planzugwelle
- 31
- Anschluss / Planzugwellenkupplung
- 32
- Ritzel
- 33, 34
- Zahnrad
- 35, 36
- Zwischenrad
- 37, 38
- Antriebswellen
- 39, 40
- Kegelradpaare
- 41, 42
- Gewindespindeln
- R
- Bewegungsrichtung
- 43
- Muttern (Gewinderollspindeln)
- 44
- Spannexzenter
- 45
- Zahnrad
- 46
- Zahnstange
- 47
- Fliehgewicht
- 48
- Kupplung
- 49
- Kolben
- 50
- Zylinder
- 51
- Kammer
- 52
- Druckluftleitung
- 53
- Kurvenfolger
- 54
- Federmittel
- 55
- Anschlag
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DD 240158 A1 [0003]
- DE 1777296 [0004]
- JP 2003326405 [0005]
- DE 19537070 C2 [0006]
