DE1752833A1

DE1752833A1 - Werkzeugspannvorrichtung fuer Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1752833A1
Application number: DE19681752833
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Fantoni
Original assignee: Olivetti SpA
Current assignee: Olivetti SpA
Priority date: 1967-07-29
Filing date: 1968-07-23
Publication date: 1971-05-27
Also published as: AT281543B; US3604083A; US3600777A; DE1752832B2; DE1752834B2; DE1752833B2; BE718617A; US3551974A; AT286062B; FR1575206A; DE1752833C3; DE1752834A1; CH523743A; CH510489A; GB1220698A; JPS4937232B1; SE337733B; US3691899A; SE337735B; BE718616A

Description

Werkzeugspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem Spannfutter, einem Werkzeugmagazin zur Aufnahme einer Serie von Werkzeugen, von denen Jedes mit einem mit dem Spannfutter verbindbaren Werkzeugträger versehen ist, und mit Mitteln zum wählbaren Verbringen eines ausgewählten Werkzeugs in eine Werkzeugwechselstellung und mit Mitteln zur Verriegelung eines jeden Werkzeugträgers in dem Magazin in seiner Ruhelage·

Verschiedene Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Bei bekannten Werkzeugmaschinen werden die Werkzeuge im allgemeinen durch federnde Mittel in dem Magazin gehalten, die nicht sehr zuverlässig und wenig verschleisefest sind. Bei einer bekannten Werkzeugmaschine werden die Werkzeuge mittels vergleitbarer Backen gehalten, die gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung bewegbar sind. Sie Backen

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ORIGINAL INSPECTED

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werden durch eine Feder geschlossen gehalten und durch Einwirkung eines Elektromagneten geöffnet· Eine solche Anordnung ist kompliziert und kostspielig»

Diese Mängel werden durch die Vorrichtung nach der Erfindung überwundene Sie sieht eine Werkzeugspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen vor mit einem Spannfutter, einem Werkzeugmagazin zur Aufnahme einer Serie von Werkzeugen, von denen jedes mit einem mit dem Spannfutter verbindbaren Werkzeugträger versehen ist, und mit Mitteln zum wählbaren Verbringen eines ausgewählten Werkzeugs in eine Werkzeugwechselstellung, wobei Mittel inbegriffen sind, durch die jeder Werkzeugträger in der Ruhestellung an dem Magazin verriegelt ist und die ein Paar Stangen umfassen, die in Ruhestellung mit zwei entsprechenden Nuten, in Eingriff stehen, welche einander diametral gegenüberliegend auf der seitlichen Oberfläche des Werkzeugträgers ausgebildet sind, wobei die Stangen mit Vertiefungen, die den Muten entsprechen, versehen und um 180° drehbar sind, um d*ie Freigabe de« Werkzeugträgers von dem Magazin zu erlauben.

Die Erfindung wird im einzelnen unter beispielsweiser Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen«

einen teilweisen. Längsschnitt an der linken Seite einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugspannvorrichtung nach der Erfindung,

Pig· 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile II - II in Pig. 1 gesehen,

Pig· 3 einen Schnitt längs der Linie III - III in Pig. 1,

Pig. 4 einen vergrössert dargestellten Schnitt einer Einzelheit aus Pig» 1 und

Pig ο 5 einen weiteren Längsschnitt auf der linken Seite eines Teils der Maschine·

Gremäss Pig. 1 umfasst die Werkzeugmaschine einen Werkzeugkopf 16. Auf ihm ist mittels Schraubenbolzen 150 ein Werkzeugträgermagazin*angebracht, das von einer um ihre geometrische Achse 18 drehbaren Trommel 17 von Kegelstumpfform gebildet wird· Die Trommel 17 kann eine Gruppe von Werkzeug trägern 19 aufnehmen, von denen jeder ein gegenüber der

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seitlichen Oberfläche 22 der Trommel radial gerichtetes Werkzeug 21 trägt β

Der Werkzeugkopf 16 ist ferner mit einem horizontalen Spannfutter 23 versehen, das um seine Achse 24 drehbar istο Die Achse 18 der Trommel 17 verläuft um einen Winkel gegenüber der Achse 24 des Spannfutters 23 geneigt, der dem zwischen der Erzeugenden des Kegelstumpfes und seinen beiden Grundflächen gleich ist, so dass die Trommel bei ihrer Drehung die verschiedenen Werkzeuge 21 auf die Achse des Spannfutters 23 bringt·

Die Trommel 17 ist fest mit einer Nabe 26 verbunden, die auf einer Achse 27 drehbar ist, welche auf dem Gehäuse 28 des Werkzeugkopfes befestigt ist. Mit der Habe 26 ist ferner ein Schneckenrad 29 fest verbunden, das mit einer Schnecke 31 in Eingriff steht, welche auf einer an dem Gehäuse 28 drehbar gelagerten Welle 32 angebracht ist· Dae übersetzungsverhältnis zwischen der Schnecke 31 und den Schneckenrad 29 ist so bemessen, dass bei jeder Umdrehung der Welle 32 das Schneckenrad 29 die Trommel 17 um den Abstand zwischen zwei benachbarten Werkzeugen 21 verachwenkt. Der Umlauf der Welle 32 wird für die Auswahl dee Werkzeugs in der in der

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deutschen Patentanmeldung P 15 52 408 . 0 beschriebenen Weise bewirkte

Der Mechanismus zum Steuern des Umlaufs des Spannfutters 23 umfasst zwei Zahnräder 36 und 37» von denen das letztere einen zylindrischen Ansatz 40 aufweist, der innen mit Keilnuten versehen ist, die mit einem mit Keilnuten versehenen Teil 38 des Spannfutters 23 in Eingriff stehen· Das Spannfutter 23 ist mittels lagern in einer Hülse 39 drehbar gelagert, die axial in dem Gehäuse 28 verschiebbar ist.

Der Mechanismus zum Steuern des Vorschubs und Hückzugs der Hülse 39 umfasst eine Spindel 41 und eine ortsfeste Mutter 42, die Kugeln enthält und mittels eines Halses 43 und einer Buchse 44 an der Hülse 39 befestigt isto Die Spindel 41 wird von einer Welle 45 angetrieben, auf der das Zahnrad 36 frei drehbar angebracht ist· Die Buchse 44 trägt drehbar den Ansatz 40 des Zahnrades 37.

Die Stirnfläche des Spannfutters 23 ist mit zwei radial verlaufenden Keilen 46 versehen, die in zwei Vertiefungen 47 (Pig. 4) an jedem Werkzeugträger 19 eindringen können, um das Spannfutter und den Werkzeugträger zusammenzukuppeln.

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Daa Spannfutter 23 (Fig· 1) ist mit einer axialen Bohrung 70 versehen, in der eine Stange 64 gleiten kann, deren Ende fest mit der Kappe 66 verbunden, ist· Ein in einem Hydraulikzylinder 71, der fest mit dem Gehäuse 28 verbunden ist, verschiebbarer Kolben 69 (Pig· 5) arbeitet zwischen zwei Öffnungen 72 und 73 für den Zutritt und Abfluss eines Druckmittels und ist mit einer Kolbenstange 68 versehen, die in ihrer Ruhestellung unter dem Einfluss des durch die Öffnung 72 zugeführten Druckmittels in der Weise auf die Kappe 66 wirkt, dass sie diese federnd in einer vorgeschobenen Stellung gegen die Wirkung einer Druckfeder 67 hält, die zwischen einer Anschlagfläche an der Stange 64 und dem mit Keilnuten versehenen Teil 38 des Spannfutters 23 angebracht ist. Die Kolbenstange 68 des Kolbens 69 erstreckt sich nach der der Kappe 66 abgewandten. Seite und gleitet in einem Zylinder 74, auf dem ein Gehäuse 76 befestigt ist, das zwei Endschalter 77 enthält, die den Hub des Kolbens 69 steuern·

Jeder Werkzeugträger 19 ist mit einem Werkzeugkegel 85 versehen, der in eine konische Vertiefung 20 am Ende des Spannfutters 23 passt· Fluchtend mit der Vertiefung 20 endet die Stange 64 in einem Teil 78 von verringertem Durohmesser, der auf seiner AuasenfIache mit radialen Vertiefungen 79 (Pig· 4) versehen ist· Der Teil 78 sitzt

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in einer Buchse 81, in deren Wandung Sitze 82 ausgebildet sind, von denen jeder eine kleine Kugel 83 aufnimmt«. Die Buchse 81 ist mit zwei Vertiefungen 122 versehen, in denen ein an der Welle 64 befestigter Stift 123 angeordnet ist· Eine Druckfeder 84, die zwischen einer Anschlagfläche an der Buchse 81 und der Stange 64 angeordnet ist, hält die Buchse 81 in Ruhelage .gegen einen Ring 126, der an das Spannfutter 23 angeschraubt ist, wobei die Kugeln 83 dann in den Sitzen 82 (Fig. 1) liegen. Die Kugeln 83 können teilweise aus den Sitzen 82 der Buchse 81 heraustreten und in entsprechende Vertiefungen 86 (Fig. 4) eindringen, die auf der Innenfläche der Bohrung 87 des Werkzeugkegels 85 des Werkzeugträgers 19 ausgebildet sind_o

Der Werkzeugträger 19 ist ferner mit einem Bund 88 versehen, in dem zwei Nuten 89 an einander diametral gegenüberliegenden Stellen angebracht sind. Mit den Nuten 89 können zwei Stangen 91 (Pig· 2) zusammenwirken, von denen jede mit einer Ausnehmung 92 entsprechend einer der Nuten 89 in dem Bund 88 versehen ist. Die Stangen 91 können sich um ihre vertikale Achse drehen, und sie verriegeln bei ihrer in Figo2 dargestellten Lage den Bund 88 gegen Drehung, jedoch erlauben sie ihm, sich zu drehen, wenn sie um 180° verschwenkt sind, weil dann die Ausnehmungen 92 dem Bund gegenüberliegen.

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Jede Stange 91 wird auf der Trommel 17 durch eine federbelastete Arretierkugel 93 (Pig» 1) festgehalten, die mit einer von zwei Nuten 90 in jeder Stange 91 in Eingriff gelangt. Jede Stange 91 kann über eine geeignete Kupplung 94 mit einer Welle 120, die ein Ritzel 95 trägt, in Eingriff gelangen. Jede Kupplung ist in Form eines Steges 151 auf der Welle 120 ausgebildet, der in einem Schlitz 152 am unteren Ende der Stange 91 gleitet, da in allen Ruhelagen die Stege und die Schlitze sämtlich miteinander fluchten, wie in Pig. 1 dargestellt. Offensichtlich lassen sich die Stege 151 und Schlitze 152 untereinander vertauschen. Die beiden Ritzel 95 stehen mit den zwei Zahnstangen 96 in Eingriff, die auf der Aussenfläche des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 97 (Hg. 3) ausgebildet sind. Der Hydraulikzylinder 97 ist in einem Träger 98 vergleitbar, der mittels Schrauben 125 an dem.Gehäuse 28 befestigt ist»

Die Kolbenstange eines in dem Zylinder 97 angeordneten Kolbens 99 ist an dem Träger 98 befestigt und hat eine Axialbohrung für den Durchlass von Druckmittel, das in den Zylinder 97 über zwei radiale öffnungen 100 und 100· eintreten kann, die in dem Kolben 99 an entgegengesetzten Seiten aeines Kopfes ausgebildet sind·

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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Zuerst wird die Trommel 17» um das Werkzeug auszusuchen, durch Umlauf der Welle 32, der Schnecke 31, des Schneekenrades 29» der Habe 26 und somit der Trommel 17 (Hg, 1), gedreht, bis das gewünschte Werkzeug mit dem Spannfutter 23 fluchtet. Das Auswählen des neuen Werkzeugs erfolgt durch eine Steuerung, die in an sich bekannter Weise auf lochstreifen oder Magnetband programmiert ist.

Damit das neue Werkzeug mit dem Spannfutter 23 gekuppelt werden kann, muss dieses in geeigneter Weise so ausgerichtet worden sein, dass die Keile 46 des Spannfutters 23 in die Vertiefungen 47 des Werkzeugträgers 19 (Fig· 5) eindringen können» Das Ausrichten des Spannfutters kann z.lo in der in der mit gleichem Datum eingereichten P ar al Ie !-Patentanmeldung .. ..·.· mit dem Titel "Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechselvorrichtung" beschriebenen Weise erfolgen.

Das neue Werkzeug wird dann mit dem Spannfutter 23 (Pig. 2) gekuppelt, und zwar durch Drehen der Welle 45, deshalb auch durch Drehen der Spindel 41, deren Mutter 42 die Hülse 39 zusammen mit den Zahnrädern 36 und 37 vorschiebt ι bis das Spannfutter 23 über den neuen Werkzeugträger 19 gebracht ist. Unter der Wirkung des durcli'

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die Öffnung 72 (Pig. 5) zugeführten Druckmittels folgt der Kolben 69 dem Spannfutter 23 und hält die Stange 64 gegenüber dem Spannfutter in der aus Pig. 4 ersichtlichen Stellung.

Druckmittel dringt dann über die Öffnung 73 in den Zylinder 71 (Pig. 5) ein und lässt den Kolben 69 einen vollständigen Rückwärtshub machen, wobei er mit der Kappe 66 der Stange 64> die von der Peder 67 zurückgedrückt wird, ausser Eingriff gelangte Die Stange 64 verschiebt bei ihrer Rückzugsbewegung den Stift 123 in den Vertiefungen 122, wodurch der Teil 78 die Vertiefungen 79 von den Kugeln 83 entfernt. Diese werden dadurch radial nach auasen gedrückt und gelangen mit den Vertiefungen 86 in der Bohrung 87 in Eingriff, wodurch der Werkzeugträger 19 in dem Spannfutter 23 arretiert wird·.

Darauf wird Druckmittel über die Öffnung 100 dem Zylinder 97 (Fig. 3) zugeführt, der dadurch abwärts bewegt wird (Pig· 3) und eine Drehung der Ritzel 95 und der wellen 120 um 180°in Gegenuhrzeigerrichtung verursacht· Die Wellen 120 lassen über ihre Kupplungen 94 (Pig. 2) die Stangen 91 dea mit dem Spannfutter 23

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verriegelten Werkzeugträgers 19 sich drehen, wobei sie mit den Wellen 120 gekuppelt sind, wenn die Trommel 17 das ausgewählte Werkzeug zum Fluchten mit dem Spannfutter 23 (Fig. 1) gebracht hat«,

Die Stangen 91 wenden dann ihre Ausnehmungen 92 (Fig. 2) den Nuten 89 zu, wodurch der Werkzeugträger 19 von der Trommel 17 (Fig« 1) gelöst wirdo

Das Spannfutter wird nun über die Zahnräder 36 und 37 veranlasst, sich mit dem Werkzeugträger 19 zu drehen» Gleichzeitig wird die Spindel 41 mit einer Geschwindigkeit wieder gedreht, die der erforderlichen Werkzeugvorschubgeschwindigkeit entspricht, so dass das Werkzeug den verlangten Arbeitsgang durchführt*

Wenn der Arbeitsgang beendet ist, wird die Drehrichtung der Spindel 4-1 umgekehrt (Figo 1), so dass das Spannfutter 23 zurückgezogen wird, bis der Werkzeugträger 19 seine Nuten 89 (Fig. 2) in die Ebene der Stangen 91 bringt· Druckmittel tritt über die öffnung 100· in den Zylinder 97 (Fig. 3) ein, wodurch dieser in die dargestellte Lage zurückkehrt, indem er die Stangen 91 sich um 180° drehen und wiederum den Werkzeugträger 19 mit der Trommel 17 verriegeln lässt»

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Darauf tritt wieder Druckmittel über die Öffnung 72 (Fig. 5) in den Zylinder 71 ein, wodurch der Kolben 69 um seinen MarL-malhub vorgeschoben wird» Die Kolbenstange 68 wirkt dann auf die Kappe 66 der Stange 64» die sich zusammen mit dem Spannfutter 23 wieder in der vorderen Stellung befindet« so dass die Stange 64 innerhalb dee Spannfutters 23 um einea kleinen Betrag gegenüber der Buchse 81 (Fig· 1) vorbewegt wird«. Der Stift 123 an der Stange 64 drückt nun auf die Buchse 81, bis diese gegen den Ring 126 stösst. Bei dieser Bewegung bringt der Teil 78 der Stange 64 die Vertiefungen 79 zurück zum Fluchten mit den Kugeln 83, die sich dann radial nach innen bewegen können·

Durch den jetzt wieder erfolgenden Umlauf der Spindel 41 wird die Hülse 39 nach hinteni zurückgeführt, wodurch das Spannfutter 23 und die Stange 64 sich von dem Werkzeugträger 19 trennen.

Während dieser Bewegung bewegt die Kappe 66 der Stange 64 die Kolbenstange 68 teilweise zurück, wodurch die Vorrichtung in ihre Anfangsstellung zurückkehrt und für die Auswahl eines neuen Werkzeugs bereit ist·

Patentansprüche ι

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Claims

Patentansprüche

» Werkzeugspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem Spannfutter, einem Werkzeugmagazin zur Aufnahme einer Serie von Werkzeugen, von denen jedes mit einem mit dem Spannfutter verbindbaren Werkzeugträger versehen ist, mit Mitteln zum wählbaren Verbringen eines ausgewählten Werkzeugs in eine Werkzeugwechselstellung und mit Mitteln zur Verriegelung Jedes Werkzeugträgers in seiner Ruhelage in dem Magazin, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel aus einem Paar Stangen (91) bestehen, die in ihrer Ruhelage mit zwei einander auf der seitlichen Umfangsflache dee Werkzeugträgers (19» 88) diametral gegenüberliegend auegebildeten entsprechenden Nuten (89) in Eingriff stehen und mit Ausnehmungen (92) entsprechend den Nuten (89) versehen sowie um 180° drehbar ausgebildet sind, um die Freigabe des Werkzeugträgers (19) von dem Magazin

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(17, 22)) zu ermöglichen.

2· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem ausgewählten Werkzeug (21) zusammenwirkenden Stangen (91) mittels eines Paares Kupplungen (94) drehbat sind, die in Eingriff bringbar sind, wenn sich das ausgewählte Werkzeug (21) in der Werkzeugwechselstellung befindet.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kupplung (94) einen Schlitz (152) oder einen Steg (151) in oder auf der Stange (91) enthält, der in Eingriff mit einem Steg (151) oder einem Schlitz (152) an oder in einer Welle (120) gleiten kann, wenn die Stange (91) die Stellung erreicht, die sie einnimmt, wenn das entsprechende Werkzeug (21) sich in der Werkzeugwechselstellung befindet.»

Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Kupplungen (94) von einem Ritzel (95) angetrieben wird, dae mit einer gemeinsamen Zahnstange (96) in Eingriff steht.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (96) auf einem Hydraulikzylinder (97) ausgebildet iat, der axial gegenüber einem ortsfesten Kolben (99) verschiebbar ist»

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μ- y—

6ο Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die. Stangen (91) so ausgebildet sind, dass sie an dem Magazin (17» 22) in jeder ihrer beiden Stellungen durch eine federbelastete Arretierkugel (93) festgehalten werden,.

Wb/PÜ - 20 555/7/8

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