DE1752833B2

DE1752833B2 - Verriegelungseinrichtung für die Werkzeuge im Werkzeugmagazin einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE1752833B2
Application number: DE1752833A
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Ivrea Torino Fantoni
Original assignee: Ing C Olivetti and C SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 1967-07-29
Filing date: 1968-07-23
Publication date: 1981-07-02
Also published as: BE718615A; US3691899A; DE1752834B2; US3551974A; BE718617A; GB1220698A; DE1752832C3; CH523743A; NL6810520A; NL6810689A; US3604083A; DE1752833C3; JPS4933992B1; US3600777A; SE337733B; DE1752834A1; BE718616A; GB1220696A; GB1220697A; CH510489A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einem Gestell, in dessen Spindelstock eine Arbeitsspindel angeordnet ist, in deren Spindelkopf Werkzeugträger einsetzbar und von der Arbeitsspindel antreibbar sind, und die ein Werkzeugmagazin in Form einer Trommel mit einer Umfangsfläche aufweist, in deren nebeneinander längs des Trommelumfangs angeordneten Ausnehmungen eine Anzahl von mit verschiedenen Werkzeugen bestückten Werkzeugträgern herausnehmbar und in seitlichen Nuten verriegelbar angeordnet ist, wobei der ausgewählte Werkzeugträger in eine Werkzeugwechselstellung verbringbar ist.

Verschiedene Vorrichtungen dieser Art sind bekanni. Bei bekannten Werkzeugmaschinen werden die Werkzeuge im allgemeinen durch federnde Mittel in dem "' Magazin gehalten, die nicht sehr zuverlässig und wenig verschleißfest sind. Bei einer bekannten Werkzeugmaschine werden die Werkzeuge mittels gleitbarer Backen gehalten, die gleichzeitig in entgegengesetzter Richtung bewegbar sind. Die Backen werden durch eine Feder

hi geschlossen gehalten und durch Einwirkung eines Elektromagneten oder eines Nockens (US-PS 30 74 147) geöffnet. Eine solche Anlage ist jedoch kompliziert und kostspielig.

Die zu lösende technische Aufgabe besteht darin, eine

r> Werkzeugmaschine zu schaffen mit einer Werkzeugwechselvorrichtung mit einer Einrichtung zum Verriegeln der Werkzeuge im Werkzeugmagazin, die zwangsläufig betätigbar ist mit einer Mindestbewegung von Teilen.

2» Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Werkzeugmaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Verriegelungseinrichtung jeder Ausnehmung in der Umfangsfläche des trommeiförmigen Werkzeugmagazin ein Paar zylindrischer Stangen

-"> zugeordnet ist, die in ihrer Ruhelage mit zwei auf der Umfangsfläche des Werkzeugträgers angeordneten, einander diametral gegenüberliegenden Nuten in Eingriff stehen und die mit zwei dem Werkzeugträgerumfang entsprechenden Ausnehmungen versehen sowie

«' um 180° drehbar sind, um die Freigabe des Werkzeugträgers von der Trommel zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

^Sl Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt an der linken Seite einer Werkzeugmaschine mit einer Verriegelungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig.2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile H-Il in F i g. 1 gesehen,

4» Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III in Fig. 1,

Fig.A einen vergrößert dargestellten Schnitt einer Einzelheit aus F i g. 1 und

Fig. 5 einen weiteren Längsschnitt auf der linken Seite eines Teils der Maschine.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Werkzeugmaschine einen Spindelstock 16. Auf ihm ist mittels Schraubenbolzen 150 ein Werkzeugmagazin angebracht, das von einer um ihre geometrische Achse 18 drehbaren Trommel 17 von Kegelstumpfform gebildet wird. Die Trommel 17 kann

^V) eine Gruppe von Werkzeugträgern 19 aufnehmen, von denen jeder ein gegenüber der seitlichen Oberfläche 22 der Trommel radial gerichtetes Werkzeug 21 trägt.

Der Spindelstock 16 ist ferner mit einer horizontalen Spindel 23 versehen, die um seine Achse 24 drehbar ist.

^r>^r> Die Achse 18 der Trommel 17 verläuft um einen Winkel gegenüber der Achse 24 der Spindel 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 der Spindel 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 Spindelstocks befestigt ist. Mit der Nabe 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. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Schnecke 31 und dem 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 verschwenkt. Der Umlauf der Welle 32 wird für die Auswahl des Werkzeugs beschriebenen We^:se bewirkt j

Der Mechanismus zum Steuern des Umlaufs der Spindel 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 der Spindel 23 in Eingriff κι stehen. Die Spindel 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 Rückzugs der Hülse 39 umfaßt eine Spindel 41 und eine r» ortsfeste Mutter42, die Kugeln enthält und mittels eines Halses 43 und einer Buchse 44 an der Hülse 39 befestigt ist. 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 der Spindel 23 ist nit zwei radial verlaufenden Keilen 46 versehen, die in zwei Vertiefungen 47 (F i g. 4) an jedem Werkzeugträger 19 eindringen können, um die Spindel und den Werkzeugträger 2^r> /usammenzukuppeln.

Die Spindel 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 i;, einem Hydraulikzylinder 71, der fest mit dem Gehäuse 28 j<> verbunden ist, verschiebbarer Kolben 69 (Fig.5) arbeitet zwischen zwei Öffnungen 72 und 73 für vlen 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 η 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 Keilnu'en versehenen Teil 38 der Spindel 23 4» 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. π

Jeder Werkzeugträger 19 ist mit einem Werkzeugkegel 85 versehen, der in eine konische Vertiefung 20 am Ende der Spindel 23 paßt. Fluchtend mit der Vertiefung 20 endet die Stange 64 in einem Teil 78 von verringertem Durchmesser, der auf seiner Außenfläche mit radialen Vertiefungen 79 (F i g. 4) versehen ist. Der Teil 78 sitzt in einer Buchse 81, in deren Wandung Sitze 82 ausgebildet sind, von denen jeder eine kleine Kugel 63 aufnimmt. Die Buchse 81 ist mit zwei Vertiefungen 122 versehen, in denen ein an der Welle 64 befestigter v, 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 die Spindel 23 angeschraubt ist, wobei die Kugeln 83 dann in den bo Sitzen 82 (Fig. 1) liegen. Die Kugeln 83 können teilweise aus den Sitzen 82 der Buchse 81 heraustreten und in entsprechende Vertiefungen 36(Fig.4) eindringen, die auf der Innenfläche der Bohrung 87 des Werkzeugkegels 85 des Werkzeugträgers 19 ausgebil- b5 det sind.

Der Werkzeugträger 19 ist ferner mit einem Bund 88 versehen, in dem zwei Nute 89 an einander diametral gegenüberliegenden S.eilen angebracht sind. Mit den Nuten 89 können zwei Stangen 91 (Fig.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 F i g. 2 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.

Jede Stange 91 wird auf der Trommel 17 durch eine federbelastete Arretierkugel 93 (Fig. 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 F i g. 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 (F i g. 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 seines Kopfes ausgebildet sind.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
Zuerst wird die Trommel 17, um das Werkzeug auszusuchen, durch Umlauf der Welle 32 der Schnecke 31, des Schneckenrades 29, der Nabe 26 und somit der Trommel 17 (Fig. 1), gedreht, bis das gewünschte Werkzeug mit der Spindel 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 der Spindel 23 gekuppelt werden kann, muß dieses in geeigneter Weise so ausgerichtet worden sein, daß die Keile 46 der Spindel 23 in die Vertiefungen 47 des Werkzeugträgers 19 (F i g. 5) eindringen können.

Das neue Werkzeug wird dann mit der Spindel 23 (Fig. 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, bis die Spindel 23 über den neuen Werkzeugträger 19 gebracht ist. Unter der Wirkung des durch die Öffnung 72 (F i g. 5) zugeführten Druckmittels folgt der Kolben 69 der Spindel 23 und hält die Stange 64 gegenüber der Spindel in der aus F i g. 4 ersichtlichen Stellung.

Druckmittsl dringt dann über die Öffnung 73 in den Zylinder 71 (Fig.5) ein und läßt den Kolben 69 einen vollständigen Rückwärtshub machen, wobei er mit der Kappe 66 der Stange 64, die von der Feder 67 zurückgedrückt wird, außer Eingriff gelangt. Die Stange 64 verschiebt bei ihrer Rückzugsbewegung den Stift 123 in den Verliefungen 122, wodurch der Teil 78 die Vertiefungen 79 von den Kugeln 83 entfernt. Diese werden dadurch radial nach außen gedrückt und gelangen mit den Vertiefungen 86 in der Bohrung 87 in

FingrilT. wodurch der Werkzeugträger 19 in der Spindel 2? arretiert wird.

ΠιΐϋΐιιΙ wird Druckmittel über die Öffnung 100 dem /> linder 97 (f- i g. J) zugeführt, der dadurch abwärts bewegt wird (Fig. J) und eine Drehung der Ritzel 95 und der Wellen 120 um 180" in Gegcnuhrzcigcrrichlung verursacht. Die Wellen 120 lassen über ihre Kupplungen 94 (Fig. 2) die Stangen 91 des mit der Spindel 23 verriegelten Werkzeuglrägers 19 sich drehen, wobei sie mit den Wellen 120 gekuppelt sind, wenn die Trommel 17 das ausgewählte Werkzeug zum Fluchten mit der Spindel23(F ig. 1)gebracht hat.

Die Stangen 91 wenden dann ihre Ausnehmungen 92 (F i g. 2) den Nuten 89 zu, wodurch der Werkzeugträger 19 von der Trommel 17 (F ig. 1) gelöst wird.

Die Spindel wird nun über die Zahnräder 36 und 37 vcranlaUt, 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 41 umgekehrt (Fig. 1), so daß die Spindel 23 zurückgezogen wird, bis der Werkzeugträger 19 seine Nuten 89 (Fig. 2) in die F.bene der Stangen 91 bringt. Druckmittel tritt über die öffnung 100' in dem Zylinder 97 (Fig. 3) ein, wodurch dieser in die dargestellte Lage zurückkehrt, indem er die Stangen 91 sich um I80^D drehen und wiederum den Werkzeugträger 19 mit der Trommel 17 verriegeln läßt.

Darauf tritt wieder Druckmittel über die Öffnung 72 (F i g. 5) in den Zylinder 71 ein, wodurch der Kolben 69 um seinen Maximalhub vorgeschoben wird. Die Kolbenstange 68 wirkt dann auf die Kappe 66 der Stange 64, die sich zusammen mit der Spindel 23 wieder in der vorderen Stellung befindet, so daß die Stange 64 innerhalb der Spindel 23 um einen kleinen Betrag gegenüber der Buchse 81 (F i g. 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 hinten zurückgeführt, wodurch die Spindel 23 und die Stange 64 sich von dem Werkzeugträger 19 trennen.

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

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verriegelungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einem Gestell, in dessen Spindelstock eine Arbeitsspindel angeordnet ist, in deren Spindelkopf Werkzeugträger einsetzbar und von der Arbeitsspindel antreibbar sind, und die ein Werkzeugmagazin in Form einer Trommel mit einer Umfangsfläche aufweist, in deren nebeneinander längs des Trommelumfangs angeordneten Ausnehmungen eine Anzahl von mit verschiedenen Werkzeugen bestückten Werkzeugträgern herausnehmbar und in seitlichen Nuten verriegelbar angeordnet ist, wobei der ausgewählte Werkzeugträger iii eine Werkzeugwechselstellung verbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Verriegelungseinrichtung jeder Ausnehmung in der Umfangsfläche (22) der Trommel (17) ein Paar zylindrischer Stangen (91) zugeordnet ist, die in ihrer Ruhelage mit zwei auf der Umfangsfläche des Werkzeugträgers (19, 88) angeordneten, einander diametral gegenüberliegenden Nuten (89) in Eingriff stehen und die mit zwei dem Werkzeugträgerumfang entsprechenden Ausnehmungen (92) versehen sowie um 180° drehbar sind, um die Freigabe des Werkzeugträgers (19) von der Trommel (17, 22) zu ermöglichen.

2. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem ausgewählten Werkzeug (21) zusammenwirkenden Stangen (91) mittels eines Paares von Wellen (120) angetriebener Kupplungen (94) drehbar sind, die in Eingriff bringbar sind, wenn sich das ausgewählte Werkzeug (2) in der Werkzeugwechselstellung befindet.

3. Verriegelungseinrichtung 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 der Welle (120) kommt, wenn das entsprechende Werkzeug (21) sich in der Werkzeugwechselstellung befindet.

4. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wellen (120) von Ritzeln (95) angetrieben sind, die mit einer gemeinsamen Zahnstange (96) in Eingriff stehen.

5. Verriegelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (91) an der Trommel (17, 22) in jeder ihrer beiden Stellungen durch je eine federbelastete Arretierkugel (93) festgehalten sind.