DE1752832A1

DE1752832A1 - Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechselvorrichtung

Info

Publication number: DE1752832A1
Application number: DE19681752832
Authority: DE
Inventors: Bruno Antonietto; Elio Dr-Ing Pagella
Original assignee: Olivetti SpA
Current assignee: Olivetti SpA
Priority date: 1967-07-29
Filing date: 1968-07-23
Publication date: 1971-04-08
Also published as: BE718615A; US3691899A; DE1752834B2; US3551974A; BE718617A; GB1220698A; DE1752832C3; CH523743A; DE1752833B2; NL6810520A; NL6810689A; US3604083A; DE1752833C3; JPS4933992B1; US3600777A; SE337733B; DE1752834A1; BE718616A; GB1220696A; GB1220697A

Description

kffdNti»

ffam-IMnria

Berlin, den 23. Juli I968

Ing· C. Olivetti & Cf S.p.A. Ivrea (Torino) / Italien

Werkzeugmaschine alt Werkzeugwechselvorrichtung

Die vorliegende Erfindung besieht eich auf eine Werkzeugaaeohine alt einer Vorrichtung zur Verwirklichung «ine· schnellen Werkzeugwechsels alt eines Gestell alt einer drehbaren Spindel, die Mittels eines Werkseughalters alt dea werkzeug verbunden wird, wobei das Werkzeug fest alt dea Werkzeughalter verbunden ist» und alt Antrlebsaltteln zur Betätigung der Spindel, naohdea diese alt dea Werkzeug verbunden ist.

In den bekannten Werkseugaasohinen alt Werkzeugweohselvorriohtungen wird das Werkzeug alt der Spindel feet verbunden, während die letztere sich dreht· Diese Maschinen haben den Nachteil, dass - sofern der Werkseughalter sieh In Buhestellung befindet - das Spindelfutter beschädigt werden kann, wenn es alt dea Werkzeughalter in Eingriff koaat und alt diesea fest verbunden wird.

Dieser Naohtell wird bei der vorliegenden Erfindung durch

1 098 1 5/067 A ~

BAD ORIGINAL

•Inen besonderen Mechanismus vermieden, der dl· Spindel an· •lmer beliebigen in «in· vorbcstlamte Winkellag· bringt, dan Eingriff des Werkzeughalters mit der Spindel ermttglloht und durch eine läncsbevegliohe Verriegelungsvorrichtung innerhalb der Spind·! duroh Kupplung mit dem Werkzeughalter die •rwahate Verbindung schafft.

Di· Erfindung wird im folgend·« anhand «in·· in den bat legenden lelohmmgen dargeetelltcn Aasftthrungsbelepiele mäher erläutert wrden.

Ea «•igenι

Pig. 1 eine perspektivische Ansloht der Werkzeugmaschine von link· vorn, wobei dl· Werkzeugmaschine silt einer Sohnellwecheelvorrlohtung für dl· Werkzeuge entsprechend der Erfindung ausgerüstet let,

rig. 2 einen llnkeseltigen Tellsohnltt der Maaehine nach Pig· 1 in Aufrl··,

109815/0674

BAD ORIGINAL

Pig. 3 einen anderen Teilsohnitt der Maschine nach Pig. 1 in Aufriss,

Pig. k eine Schnittdarstellung der Einzelheit aus Fig. 3 in Betriebest«llung,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Einzelheit nach Flg. 2 Im vergrößerten Maßstab.

Wie Flg. 1 seigt besteht die Maschine aus eine« Sookel il, auf welobem ein Schlitten 12 in Querrichtung beweglich angebracht ist, welcher einen tferkzeugtisoh 15 tragt, der drehbar und In vertikaler Richtung einstellbar 1st* Die Bewegungen des Sohllttens 12 und des Tisches 15 werden durch ein nuaerlsohes Steuerungssystem, das an sich bekannt ist und hler nlobt beschrieben werden soll, gesteuert« Das Program für dieses Steuern»; :<--? te» ! nn auf gelochten oder magnetischen BKndem ^ ihs ' ■> ■ >:n.

An dem Sookel 11 sind darüber hinaus swei priseat'. Führungen 13 und ik befestigt, auf welchen der Spindelstock 16 frei laufen kann. Der Spindelstock 16 trägt ein Werkzeugmagazin, was mit ihm durch Schrauben 150 verbunden 1st und das aus einer Trommel 17 besteht, die die Form eines Kegelstumpfes hat und un ihre eigene Aohse 18 (Flg. 2)

1 0 9 8 I 5 / 0 b 7 4 "*"

BAD ORIGINAL

drehbar ist. Die Tromel 17 1st sur Aufnahee einer Serie von Werkzeugträgern 19 geeignet, von denen jeder ein Werkzeug 21 trägt, welches radial aus der seitlichen Oberfläche 22 der Tromel he raus regt.

Der Spindelstock 16 1st darüber hinaus alt einer horizontalen Spindel 23 ausgestattet, die ua ihre Längsachse 24 drehbar ist. Die Aohse 18 der Tromel 17 ist gegenüber der Aohsa&4 der Spindel 23 usj einen Winkel geneigt, der dem Winkel swlsohen der Erzeugenden des Kegelstuapfes und seinen Baslsfläoben entspricht, so dass die Tromel, wenn sie sioh dreht, die verschiedenen Werkseuge in die Fluchtlinie der Aohse der Spindel 23 bringt.

Die Tromel 17 1st unlösbar «it einer Hülse 26 verbunden, die drehbar auf einer Achse 27 angebracht 1st, die ihrerseits fest alt de« Gestell 28 des Splndelstockes 16 verbunden ist. Die Hülse 26 1st darüber hinaus unlösbar ■it eine« Schneckenrad 29 verbunden, das «it einer Sohneoke 31 in Eingriff steht, welohe ihrerseits auf einer drehbaren Welle 32 auf de« Gestell 28 angebracht 1st« Das übersetzungsverhältnis swlsohen der Sohneoke 31 und de« Schneckenrad 29 1st so, dass bei jeder !!«drehung der Welle 32 das Schneckenrad 29 die Tromel 17 «■ «ine de« Abstand swlsohen swel benachbarten Werksengen ent-

1098 |G/Ob74 _₅_

.. JADORlGiNAL

sprechende Winke Idle tanz dreht,, d.n„ dass ea die Trommel um ein Weirk^eugintervall weiter bewegt. Die Drehung der Veils 32 iäurn Ztrseke der Werksseugauswabll wird in der in der italienischen Patentschrift 728 202 beisohriebenen Weise bewerkstelligt,

Der Steuerungemechenisinus für die Drehung der Spindel besteht aus einer kerbverzabnten Welle 53 (Fig. 3), die ein Zahnrad 25 trägt, das Über ein Geschwindigkeitewechselrad (hier nicht gezeigt) durch einen an den Spindelstock 16 befindlichen Elektromotor 3* (Pig. I) betätigt wird.

Zwischen der Welle 33 und der Spindel 23 befindet sich ein Räderwerk 35« 36, 37 (Fig» 3)» bei dem das erste Rad innen kerbverzahnt 1st und auf der WeHIe 33 gl kann, während das dritte einen innen kerln ssahnten syllndrleohen Fortsatz 40 besitzt, der mit asm kerbverzabnten Absohnitt 38 der Spindel 23 in Eingriff steht, Die zwei Zahnräder 35 und 36 werden in einen Träger 30 gelagert„ der in geeigneter Welse auf den Gestell 28 geführt wird und so eine zur Welle 33 parallele Verschiebung erattglloht. Die Spindel 23 wird alt Hilft von Lagern drehbar in eint· Gleitstück 39 gehalten, das

-6-109815/0674

BAD ORIGINAL

▼on dee Träger 30 getragen wird.

01« Steuerungettbertragung fur "Vorwärt·¹¹ und "RUokwärts" des Gleitstüokes 39 besteht an· einer Sobraube 41 und «iner Reslrkulations-KugelButter 42, die Über eine Muffe 43 und eine Hülse 44 auf das OleltstUok 39 wirkt. Dl« Sohranbe 41 wird Über eine Velle 45 durch einen «weiten um Spindelstock 16 angebrachten Motor 50 (FIf. l) betätigt. Das Zahnrad 36 1st frei auf der Welle 45 gelagert« Der zylindrische Fortsatz 40 des Zahnrades 37 wird Innerhalb der Hülse 44 drehbar aufgenommen·

Das vordere Ende der Spindel 23 ist sit swei VMtB 46, die von swei entsprechenden Nuten 4? (Flg. 5) *ufgenossen werden kennen, ausgestattet, wie sie an Jede« Werkzeughalter 19 sur Kupplung des letzteren «it der Spindel 23 vorgesehen sind. Um ein genaues und suverlässlges Inelngriffkomen der Nasen 46 alt den Nuten 47 su erreioben, ist die Spindel alt einer Positioniereinheit (Fig. 3) ausgestattet, die aus einer doppeltwirkenden Druokfltiselgkelte-Betätigungsvorrlohtung besteht. Dies« Betätigungsvorrichtung besteht ana »la·*) Kolben 48, der unlösbar alt des Gestell 28 verbunden 1st und swei Kanäle 140 und 141 aufweist, duroh die dl· Druckflüssigkeit hlndurohtreten kann. An dta Kolben 48

109815/0674 -7-

' BAD ORIGINAL

ist «in gleitender Zylinder 49 vorgesehen, welcher jenseits seines zylindrischen Kopfes 51 verlängert ist, um eine V-fürmige doppeItschraubenförmig« Nooke 52 (Fig« 4) zu bilden. Eine Mitnehaerrolle 53 ißt auf eines radialen Stift 5^ angebracht, der in einer Hülse 56 befestigt ist, die gleitend auf einer Welle 57 getragen wird, die koaxial und fluchtend mit den Kolben %S angeordnet ist und gleichzeitig alt der kerbverzahnten Welle 33 verbunden ist. Der Stift 54 tritt durch die Wandung der Htilee 56 hinduroh und konvt alt einen schraubenförmigen Schlitz 59 in der Welle 57 in Eingriff. Der Zylinder 49 seinerseits 1st in einer HUlse 60 untergebracht, auf deren einer Seite ein Kasten 6i fest mit de« Kolben 48 verbunden ist, wobei dieser Kasten zwei Endschalter 62 enthält; die alt einer Schulter 65 des Zylinders 49 zusammenarbeiten, u« die Bewegung des Zylinders 49 zu begrenzen. Auf der Welle 57 wird zwischen der Hülse 56 und der Schulter 58 der Welle 33 eine Druckfeder 63 getragen.

Die Spindel 23 (Fig. 2) hat eine axiale Bohrung 70, in welcher sich eine Stange 64 bewegt, deren hinteres Ende einen an Ihr befindlichen Kragen 66 trägt, ein hydrodynamischer Kolben, wie er an sich bekannt ist und hler

10981S / 0 G 7 4

BAD ORIGINAL

nlobt geseigt wird, wirkt auf den Kragen 66 so, dass er gegen die Wirkung einer Feder 67, die zwischen einer Schulter an der Stange 6% und des kerbverzahnten Abschnitt 38 der Spindel 23 zusammengedrückt wirdt elastisch naoh vorn bewegt wird·

Jeder Werkseughalter 19 hat einen konlsohen Zapfen 85 mar Aufnähe« in einer konischen Aufnahme 20 an der Vorderseite der Spindel 23. Innerhalb der Aufnahme 20 endet die Stange 6% (Pig. 2) in For« eines Stiftes 78 alt verringerte« Durchmesser und radialen Vertiefungen 79 an Ihrer ftusseren Oberfläche (Fig. 5). Der Stift 78 befindet sich in einer Buchse 81, in deren Wänden als Sitse 82 dienende öffnungen, die jede eine kleine Kugel 83 aufnehmen, enthalten sind· Die Buohse 1st alt swel Schlitzen 122, in die eine an der Stange 64 befestigte Nase 123 eingreift, versehen. Zwischen einer Sohulter auf der Buohse 81 wirkt eine Druckfeder 84 und die Stande 64 druckt die Buohse 81 normalerweise gegen einen Ring 126, der duroh Verschraubung alt der Spindel 23 verbunden ist, wodurch die Kugeln 83 in den Vertiefungen 79 aufgenommen werden, und so auf ihren Sitsen 82 gehalten werden (Fig. 2). Wenn die Buohse 81 auf dem Stift 78 nach vorn verschoben wird, werden die Kugeln 83 aus

109815/0674 ~9-

BADORIQINAl

ihren Vertiefungen herausgeschoben und ragen au» den Sitzen 82 der Buohse 81 heraus» um so alt den entsprechenden Vertiefungen 86 (Flg. 5) auf der inneren Oberfläche einer Bohrung 87 in Zapfen 85 des Werkzeughalters 19 in Eingriff zu kommen. Der Werkzeughalter 19 ist nit eine» Ansatz 68 mit zwei Vertiefungen 89 versehen, alt denen zwei Stangen 91 zusamnenarbeiten, die gegenüber der Trommel 17 durch in Aus- _| sparungen 90 der Stangen 91 eingreifende, federbelastete Arretierkugeln93 in Stellung gehalten werden· Öle Betätigung der Maeohine erfolgt folgendermassent

Zunächst einaal wird die Trommel zur Auswahl des Werkzeuges gedreht, wezu die Welle 32 und dementsprechend die Schnecke 31, das Schneckenrad 29, die Hülse 26 und dementsprechend die Trommel 17 (Pig· 2) gedreht werden, so dass das gewünschte Werkzeug mit der Spindel 23 fluchtet. Die Aus»

i wahl des neuen Werkzeugs wird duroh einen auf einem ge- ^

lochten oder magnetischen Band gespeicherten Befehl gesteuert.

um in der Lage zu sein, das neue Werkzeug mit der Spindel 23 zu verbinden* aus« die letztere ganz korrekt ausgerichtet sein, so dass die Nasen 46 dor Spindel 23 in die Kuten 47 des Werkzeughalter« 19 (FIg- 5) eingreifen kennen.

Die Einstellung der Spindel für diesen Zweok wird (Fig. 3

und k) durch das Freigeben der Zufuhr von Druokfliissig-

-10-

109815/0674

BAD ORIGINAL

kelt «it Hilfe eines an sich bekannten elektrisch gesteuerten Ventile, tlber den Kanal 141 in Kolben 48 sua Zylinder 49 erreicht, welcher dadurch nach vorn bewegt wirl. Die schraubenförmige Nooke 52 prallt dann auf die Mitnehaer-Rolle 53· Wenn die 3.-3 tat ere auf die Kante einer Nooke 52 auftrifft, wird der Stift 54 gezwungen, aa sohraubenföraigen Sohlits Ια Sohaft 57 entlang naob unten zuwandern und dabei die Feder 63 susaaaensadrüoken. Dieser Vorgang endet nach eine« geringen sehraubenftfralgen Versetsen der Rolle 53» welohe alt der Nooke 52 in Eingriff korat, die dann durch die Feder 63 in ihre ursprüngliche Position besUglloh der Welle 57 surüokgβschoben wird. Die Nooke 52 wirkt dann auf die Rolle 53. bringt diese auf den Endsits 55 (Flg. 4) und veranlasst die Drehung, und zwar über die Httlse 56, die Welle 57 und die Sohulter 58, der kerbversahnten Welle 33. Diese veranlasst ihrerseits eine Drehung der Spindel 23» und »war Über den Rädereats 35, 36 und 37 und bringt sie in die gewünschte Winkelposition (Fig. 2).

In diesen Moaent läuft der Motor 50 (Flg. i) an und dreh« die Welle 45 (Fig. 3) und daait die Schraube 41, deren Mutter 42 das Gleitstück 39 (Fig. 2) vorwttrtsbewegt, und swar Busaaaen alt dea Träger 30 und den Zahnrädern 35»

109815/0674 "^U"

Sad original

-Ii-

36, 37 (Fig. 3), ·ο dass die Spind«1 23 «it *·■ neuen Werkzeughalter 19 in Eingriff koaat.

Dieser Arbeitsgang setzt den Kragen 66 der Stange 6% frei und eräuglicht, dass er durob die Feder 67 nach rückwärts gestossen wird. Während des Zurttoksiehens verstellt die Stange 64 die Nase 123 (Flg. 5)* end swar bewegt sie sie von den Soblltsen 122 fort, woduron der Stift 78 die Vertiefungen 79 von den Kugeln 83 surttekslebt· Die letstcren werden dadurch radial nadb aussen gedruckt, na so «it den Vertiefungen 86 4er Bohrung 87 in Eingriff su körnen und dadurch den Verkseufhalter 19 nit der Spindel 23 su verbinden» bsw. su verriegeln« Der Werkseughalter wird nun In einer an sich bekannten Art und Welse von der frameI 17 abgekuppelt.

Dann wird der Motor 34 (Fig. 1) eingeschaltet und litest Über das Zahnrad 25 (Flg. 3) die kerbvers&hnte Weilt 33 rotleren· Die letstere lässt Über die fcahnrttder 35« 36, 37 die Spindel 23 geaelnsaa alt de« Werkseugbalter 19 rotleren. Gleichseitig läset der Motor 50 die Schraube 41 alt einer Geschwindigkeit rot leren, die 4cm gewünschten WerkseugTorsohub entspricht, wodch das

109815/0G74 -¹²~

BAD ORIGINAL

Werkzeug den gewünschten Arbeltegang aaefUbrt.

Da den Vorschub der Spindel 23 ein ähnlicher de· Gleitstück· 39 und der Zahnräder 35. 36, 37 ««geordnet 1st, 1st es klar, da·· die kerbverzahnte Welle 33 die ) Spindel von eine· Punkt aas antreibt, welcher eine bezüglich der Spindel 23 gleiche Position beibehält. Dadurch werden Tor·ionsdeforaationen vermieden, welohe auftreten würden, wenn βlob die Welle 33 in axialer Ausrichtung alt der Spindel befände·

Wenn der Arbeltegang durchgeführt worden 1st, wird die Drehung de· Motor· 50 (Fig. 1) umgekehrt, so da·· dadurch die Spindel 23 surttokgebolt wird, bl· auob der Werkseughalter in die Trti—el surttokkehrt and dort in an «loh bekannter Welse in einer vorbestimmten Dr·*- ■tellung verriegelt wird·

Als nächstes wird der Kragen 66 der Stange 6% betätigt, wobei die Stange 6% sich alt der Spindel noob in einer vorgeschobenen Position befindet. Dann wird deasvfolge die Stange 6% na einen kleinen Betrag besOgliob der Buchse 81 innerhalb der Spindel 83 naoh vors versohoben. Die Nase 123 auf der Stange 6% st»set nun dl« Buchse 81

1098 Ib/Üb7 4 . -13-

ORIGINAL

nach vorn gegen den Ring 126. Durch diese Bewegung des EndetIftee 78 der Stange 64, werden die Vertiefung«* α 79 wieder alt den Kugeln 85 ausgerichtet, so dass die letzteren in der Lage sind, radial zurückzukehren·

Durch erneute Drehung der Schraube 4i wird das Gleitstück 39 nach rückwärts bewegt,, wodurch die Spindel 23 und die Stange 64 von Werkzeughalter fortbewegt werden und woduroh die Maschine wieder ihre ursprüngliche Position einnimrt und xur Auswahl eines neuen Werk» zeuges bereit ist. Der Zylinder 49 wird selbstverständlich zurückgezogen, naohdea er seinen Zweck erfüllt hat; das geschieht, indea der Durchtritt von Druckflüssigkeit durob den Kanal 140 freigegeben wird.

Es ist deshalb verständlich, dass die Voi* 52 und 53 in der Lage sind, die Spindel » ·- }- > r beliebigen Lage in eine vo'rbestimte Wiiik> lp»s:i i<^rn su bringen, u« so das Einführen des Werkzeughalter l-> in die Spindel 23 zu e mug Hohen und dass ebenes dl« ftste Verbindung des Werkzeughalters 19 alt der Spindel 23 durch eine Kupplung 64, 83, 86 bewirkt wird, dlt aus. längsbewe^liuhen VerriegelungseAenenten innerhalb der 3pindal besteht,
Vfc/kn -· HO

I Ü 9 Ö Ί S / 0 b 7 A

•■■■■■^l1·-■■ BAOORIGINAt.

Claims

Nentamväife
Dipl-Ipg. RWmrd Müller-Börnor 1752832

pL-b*. tif.«-f!iinrldi Wcy

Berlin, den 23. Juli I968

Ing. C. Olivetti & C, S.p.A. Ivrea (Torino) / Italien

Patentansprüche

Werkzeugmaschine ait einer Vorrichtung zur Verwirklichung eines schnellen Werkzeugwechsels ait einea Gestell alt einer drehbaren Spindel» die mittels eines Werkseughalters ait dea Werkzeug verbunden wird» wobei das Werkzeug fest alt dea Werkseughalter verbunden ist, und ait Antriebsaltteln zur Betätigung der Spindel, naehdea diese mit dem Werkzeug verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Mechanismus (%9» 52» 53)» der die Spindel (23) aus jeder beliebigen Lage in eine vorbestimmte Winkellage bringt» den Eingriff des Werkzeughalters (i9l alt der Spindel (23) ermöglicht und durch ISngsbewegliche Verriegelungsvorriohtungen (6%, 83) innerhalb der Spindel (23)» die durch Kupplung alt dea Werkseughalter die erwähnte Verbindung schaffen.

1 0 ü 8 I 5 / 0 B 7 A ö- BAD ORIGINAL
2. Werkzeugmaschine naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass »wei Nasen (*6) aa Ende der Spindel (S3) vorhanden sind, die in zwei entsprechende Nuten (47) am Werkzeughalter (19) eingreifen, wenn sich die Spindel (23) in der entsprechenden Winkellage befindet.
3. VerksettgBasohine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das« der Mechanisms sur Ausrichtung der Spindel (23) aus einer doppeltwirkenden Druckvorrichtung zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung einer doppeItschraubeη f&ralgen Nooke (52) besteht, wobei die sich forwHrtsbewegende Nooke (52) alt einer Gegennooke (53) to Eingriff koset, die «it der Spindel (23) verbunden ist und sie bis su einer vorbestineten Position dreht.
4. Werkzeugmaschine naoh Anspruch 1 bis 3» d&duron gekennselehnet, dass die Verriegelungevorrlohtimgen aus Kugeln (83) bestehen, die radial bewegbar sind, in entsprechende Vertiefungen (86) 1« Werkzeughalter (19) eintreten und den Werkseughalter bezüglich der Spindel axial festlegen«

5» Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet_£ dass die Kugeln (83) in Öffnungen (82) innerhalb der

10 98 I ü /OU 7 A -3«

ßAD ORIGINAL

Wand der Booh·· (81) untergebracht sind» In der «lob •in« Innerhalb der Splndtl (83) gleitend geführte Stange (6%) axial bewegt «ad besttglloh der Buohee (81) federnd verschiebt, wobei die Kugeln (83) alt Hilfe

(79)

Ton Nookeneleaentea^ die dnrob die Stange (6k) getragen werden, bei einer Relativbewegung der Stange (6%) bezüglich der Buohee (81) radial verschiebbar «lad·

20 501
20 529
20 55*

1098 15/0674 8AD ORIGINAL