DE19749932A1 - Nockenmechanismus - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mittels eines Nockens angetriebenen Mechanismus, bei dem das auf einen Rollenlaufwerknocken zur Einwirkung gebrachte Drehmo­ ment in eine hin- und hergehende Drehbewegung eines Revolvers und einer Ausgangswelle mittels eines Nockennachläufers umgewandelt wird.

Der Typ des vorstehend bezeichnenden Nockenmechanismus, der durch die ja­ panische Gebrauchsmusterveröffentlichung 7-52 444 (Int. Kl. F16H 37/16) vorge­ schlagen worden ist, arbeitet in einer Weise, bei der die einem Nockenmecha­ nismus eingegebene Drehbewegung in eine hin- und hergehende Drehbewegung einer Ausgangswelle auf der radialen Achse und auch in eine hin- und herge­ hende Bewegung der Ausgangswelle in Axialrichtung umgewandelt wird. Dieser Mechanismustyp wird gemeinhin bei Werkzeugwechseleinrichtungen von Metall­ verarbeitungsmaschinen zu dem Zweck verwendet, einen schnellen und genauen Werkzeugwechsel-Schaltvorgang zu erreichen.

Der vorstehend bezeichnete Nockenmechanismus umfaßt einen Rollenlaufwerk­ nocken, der an der Eingangswelle fest angebracht bzw. befestigt ist, an dem Umfang des Nockens ausgebildete verjüngte Rippen und einen an einer der seit­ lichen Nockenflächen ausgebildeten Nockenkanal. Ein Rollennockennachläufer, der mittels eines Revolverstücks abgestützt bzw. gelagert ist, bewegt sich zwi­ schen den genannten verjüngten Rippen an dem Nockenumfang, und ein Schwingarm bewegt sich in dem genannten Nockenkanal an der seitlichen Nockenfläche mittels eines Nockennachläuferzapfens. Eine Ausgangswelle ist durch das Revolverzentrum hindurch mittels einer Schiebekeilverbindung eingebaut, die die Welle mit dem Revolver in radialer Richtung fest verbindet, jedoch eine freie axiale Bewegung der Welle durch das Revolverstück hindurch in Axialrichtung gestattet. Das Ende des genannten Schwingarms ist an der Ausgangswelle ange­ baut.

Als eine Folge dieser Konfiguration wird die Drehbewegung der Eingangswelle in eine hin- und hergehende Drehbewegung der Ausgangswelle mittels des ge­ nannten Revolvers umgewandelt und weiter in eine hin- und hergehende Bewe­ gung der Ausgangswelle in Axialrichtung mittels des genannten Schwingarms umgewandelt.

Ein herkömmlicher Nockenmechanismus der oben bezeichneten Art macht von einem Revolver Gebrauch, dessen Querschnitt in Fig. 11 dargestellt ist. Der Re­ volver 1 ist mit einer Ausgangswelle 2 mittels einer Schiebekeilverbindung ver­ bunden, wobei die Keilwelle 2a der Ausgangswelle 2 einen quadratischen Quer­ schnitt aufweist, der etwa dem quadratischen Querschnitt der Keilöffnung 1a in dem Revolver 1 entspricht. Die Umfangsfläche 1b des Revolvers 1 besitzt eine im radialen Querschnitt runde Gestalt, und an ihr sind sechs Rollennockennachläufer 3 angebaut. Die Nockennachläufer 3, die sich in dem zwischen den genannten verjüngten Rippen 4 an dem Umfang des genannten Rollenlaufwerknockens be­ findenden Bereich bewegen, sind entlang des Umfangs des Revolvers 1 in gleichmäßigen Abständen ihrer Drehmittellinien C angeordnet, die strahlenförmig vom Zentrum des Revolvers 1 und der Ausgangswelle 2 aus ausgehen.

Da insgesamt sechs Nockennachläufer 3 entlang des Umfangs des Revolvers 1 angeordnet sind, führt ihre Ausrichtung bezüglich der rechteckigen Keilöffnung 1a zu sich zu verändernden Materialansammlungen zwischen jedem Nockennach­ läufer 3 und der Ausgangswelle 2. Mit anderen Wellen ist das Materialvolumen in dem Revolver 1 zwischen Nockennachläufern 3 und Ausgangswelle 2 am größten in dem Bereich am Zentrum und den flachen Flächen der Keilöffnung 1a gegen­ überliegend und am kleinsten in den Bereichen in der Nähe der Ecken der Keil­ öffnung 1a. Da nicht alle sechs Nockennachläufer 3 direkt den ebenen Flächen der Keilöffnung 1a gegenüberliegend ausgerichtet werden können, wo das Mate­ rialvolumen am größten ist, müssen einige Nockennachläufer 3 in einer Weise angeordnet werden, die die Materialmenge zwischen dem Nockennachläufer 3 und der Keilöffnung 1a verkleinert.

Als eine Folge dieser Konfiguration muß der Revolver 1 so gestaltet werden, daß eine geeignete Festigkeit und Steifigkeit um diejenigen Nockennachläufer 3 herum geschaffen ist, die durch das kleinste Materialvolumen in Hinblick auf die Keilöffnung 1a abgestützt bzw. gelagert sind, und bei einer derartigen Ausbildung ist eine Übergröße der Steifigkeit und Festigkeit in dem Bereich erreicht, in dem die Nockennachläufer 3 durch das größte Materialvolumen gelagert bzw. abge­ stützt sind. Die Folge hiervon ist, daß der Umfang des Revolvers 1 verhältnismä­ ßig große Abmessungen aufweist, was seinerseits zu dem Problem führt, daß der gesamte Nockenmechanismus eine Baugröße größer als erwünscht aufweist.

Die Erfindung sieht einen Weg vor, mittels dessen die Nockennachläufer an dem Revolver in denjenigen Bereichen angeordnet werden können, in denen sich ma­ ximales Material zwischen dem Nockennachläufer und der rechteckigen Keilöffnung befindet, wodurch eine adäquate Revolversteifigkeit und -festigkeit aufrechterhalten wird und was es möglich macht, daß der gesamte Nockenme­ chanismus in einer kleineren Baugröße hergestellt werden kann.

Zur Lösung der genannten Unzulänglichkeiten schlägt die Erfindung einen Noc­ kenmechanismus vor, der aus einem Rollenlaufwerknocken, der an einer Ein­ gangswelle fest angebracht bzw. befestigt ist, aus verjüngten Rippen, die in einem geometrischen Krümmungs- bzw. Wölbungsmuster an dem Außenumfang des Rollenlaufwerknockens ausgebildet sind, und aus einem Revolver besteht, in dessen Zentrum eine rechteckige Keilöffnung ausgebildet ist. Der Revolver wird im Wege einer hin- und hergehenden Drehbewegung durch die Umlaufbewegung des Rollenlaufwerknockens über vier Nockennachläufer bewegt bzw. angetrieben, die direkt den ebenen Seiten der Keilöffnung, die im Revolverzentrum ausgebildet ist, gegenüberliegend und in der Nähe derselben angeordnet sind,. Die Nocken­ nachläufer bewegen sich zwischen den genannten verjüngten Rippen am Umfang des Rollenlaufwerknockens in einer Weise, durch die die Drehbewegung des Rollenlaufwerknockens in eine hin- und hergehende Drehbewegung des Revol­ vers umgewandelt wird.

Des weiteren kann der Revolver mit Nockennachläufer-Lagerzapfen als feste und einstückige Bestandteile des Revolvers ausgebildet sein.

Die geometrisch gewölbten bzw. gekrümmten verjüngten Rippen an dem Umfang des Rollenlaufwerknockens können verbreitert sein, indem die Breite der ver­ jüngten Rippen in denjenigen Bereichen vergrößert ist, in denen das Erreichen einer genaueren Positionierungsbewegung für die genannte Ausgangswelle ge­ wünscht wird.

Die Erfindung schlägt weiter vor einen Nockenmechanismus, der aus einem Rol­ lenlaufwerknocken, der an einer Eingangswelle fest angebracht bzw. befestigt ist, aus verjüngten Rippen, die in einem geometrischen gewölbten bzw. gekrümmten Muster an dem Umfang des Rollenlaufwerknockens ausgebildet sind, und aus einem Revolver besteht, in dessen Zentrum eine quadratische Keilöffnung ausge­ bildet ist. Der Revolver trägt vier Nockennachläufer, die den parallelen Seiten der quadratischen Keilöffnung direkt gegenüber und in deren Nähe liegen. Diese Nockennachläufer bewegen sich zwischen den genannten verjüngten Rippen an dem Rollenlaufwerknockenumfang in solcher Weise, daß die Drehbewegung des Rollenlaufwerknockens in eine hin- und hergehende Drehbewegung des Revol­ vers umgewandelt wird. Bei dieser Version ist der genannte Revolver in einer Weise strukturiert bzw. ausgebildet, bei der die Zapfen, die die Nockennachläufer tragen, als fester und einstückiger Teil des Revolvers ausgebildet sind.

Die Erfindung schlägt weiter vor einen Nockenmechanismus, der aus einem Rol­ lenlaufwerknocken, der an einer Eingangswelle fest angebracht bzw. befestigt ist, aus verjüngten Rippen, die in einem geometrischen gewölbten bzw. gekrümmten Muster an dem Außenumfang des Rollenlaufwerknockens ausgebildet sind, und aus einem Revolver besteht, in dessen Zentrum eine rechteckige Keilöffnung ausgebildet ist. Der Revolver trägt vier Nockennachläufer, die den ebenen Seiten der rechteckigen Keilöffnung direkt gegenüberliegen und diesen benachbart sind, wobei sich die vier Nockennachläufer zwischen den genannten verjüngten Rippen an dem Rollenlaufwerknockenumfang in einer Weise bewegen, daß die Drehbe­ wegung des Rollenlaufwerknockens in eine hin- und hergehende Drehbewegung des Revolvers umgewandelt wird. Eine Ausgangswelle ist mit dem Revolver über ein keilförmiges Teil verbunden, das in die Keilöffnung in dem Revolver in einer Weise eingesetzt ist, die eine freie Axialbewegung der Ausgangswelle gestattet, während sie in ihrer radialen Position drehbar gehalten ist, die durch den Revol­ ver abgestützt ist. Ein sich hin- und herbewegender Mechanismus treibt die Aus­ gangswelle mit einer linearen hin- und hergehenden Bewegung in Axialrichtung synchron zu der Drehung der Ausgangswelle an ihrer radialen Achse an. Der Keil in dem Revolver ist mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet, und jeder Nockennachläufer am Umfang des Revolvers ist radial derart angeordnet, daß er einer ebenen Fläche der quadratischen Keilöffnung in dem Revolver direkt zuge­ wandt ist.

Des weiteren sind die Zapfen, die die Nockennachläufer tragen bzw. abstützen, als feste und einstückige Bestandteile des Revolvers selbst ausgebildet.

Des weiteren kann die Revolverkeilöffnung mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet sein, und kann der keilförmige Teil der Ausgangswelle ebenfalls mit dem gleichen quadratischen Querschnitt wie die Keilöffnung in dem Revolver ausgebildet sein.

Des weiteren sind die winkligen Ecken der genannten Keilöffnung, die als diejeni­ gen Punkte arbeiten, an denen das Antriebsmoment von dem Revolver an die Ausgangswelle übertragen wird, an Punkten soweit wie möglich von den ge­ nannten Nockennachläufern angeordnet.

Des weiteren kann die Breite der geometrisch gewölbten bzw. gekrümmten ver­ jüngten Rippen an dem Rollenlaufwerknockenumfang in besonderen Bereichen und in besonderen Längen vergrößert sein, um die benachbarten Kanäle schmal zu gestalten, was seinerseits für einen genaueren Positionierungsvorgang für die Nockennachläufer und somit die Ausgangswelle sorgt.

Die Erfindung schlägt weiter vor einen Nockenmechanismus, der aus einem Rol­ lenlaufwerknocken, der an einer Eingangswelle fest angebracht bzw. befestigt ist, aus geometrisch gewölbten bzw. gekrümmten verjüngten Rippen, die an dem Au­ ßenumfang des genannten Rollenlaufwerknockens ausgebildet sind, und aus einem Revolver besteht, in dessen Zentrum eine quadratische Keilöffnung ausge­ bildet ist. Der Revolver trägt vier sich frei drehende Nockennachläufer über La­ gerzapfen, die den ebenen Seiten der Keilöffnung in dem genannten Revolver di­ rekt gegenüberliegen und diesen benachbart sind und die sich zwischen den ge­ nannten verjüngten Rippen an dem Rollenlaufwerknockenumfang in einer Weise bewegen, daß die Drehbewegung des Rollenlaufwerknockens in eine hin- und hergehende Drehbewegung des Revolvers umgewandelt wird. Ein sich hin- und herbewegender Antriebsmechanismus treibt die Ausgangswelle mit einer hin- und hergehenden linearen Bewegung in Axialrichtung an, während die Ausgangswelle fest an dem Revolver in Radialrichtung mittels des quadratischen keilförmigen Teils der Ausgangswelle, der eine Verbindung mit der quadratischen Keilöffnung in dem Revolver bildet, verbleibt. Die genannten vier Nockennachläufer-Lager­ zapfen können als feste und einstückige Teile des Revolvers ausgebildet und ra­ dial an dem Revolverumfang direkt jeder ebenen Seite der genannten quadrati­ schen Keilöffnung gegenüberliegend und dieser zugewandt angeordnet sein. Diese Anordnung bzw. Ausbildung ordnet die Nockennachläufer-Lagerzapfen in einem großen Abstand von den winkligen Ecken der Keilöffnung an, die das Mo­ ment an die winkligen Ecken des keilförmigen Teils der Ausgangswelle übertra­ gen.

Die genannte Bauweise sieht ein Mittel vor, mittels dessen die Drehbewegung der Eingangswelle an dem Rollenlaufwerknocken in eine hin- und hergehende Dreh­ bewegung des Revolvers über die Nockennachläufer umgewandelt wird, die sich zwischen den verjüngten Rippen an dem Rollenlaufwerknockenumfang bewegen.

Das maximale Volumen des Revolvermaterials ist zwischen jedem Nockennach­ läufer und der Ausgangswelle als eine Folge der Anordnung jedes Nockennach­ läufers an dem Umfang des Revolvers direkt jeder ebenen Fläche der vierseitigen Keilöffnung gegenüberliegend und in dem Zentrum jeder ebenen Fläche aufrecht­ erhalten. Weil diese Konfiguration die Stärke jedes Nockennachläuferanbaube­ reichs auf dem optimalen Level bzw. Stand hält, kann der Nockennachläufer grö­ ßer ausgebildet werden, was ein Vorteil ist, der sich auf die Vergrößerung der Fe­ stigkeit des Nockennachläufers selbst auswirkt, während die Standzeit des ge­ samten Nockenmechanismus verlängert wird. Darüber hinaus gestattet diese Ge­ staltung, daß der Revolver selbst kleiner hergestellt werden kann und daß daher die Größe des gesamten Mechanismus ebenfalls verkleinert werden kann.

Des weiteren werden die Kosten des Nockenmechanismus infolge der Zahl der Nockennachläufer verringert, die von den üblichen sechs auf vier verkleinert wird. Da jeder Nockennachläufer im Zentrum jeder Seite der quadratischen Keilöffnung und dieser gegenüberliegend angeordnet ist, wird es auch leichter, die Nocken­ nachläufer an dem Revolver anzubringen, und ist es leichter, den Revolver als ein einstückiges Gebilde herzustellen.

Darüber hinaus vergrößert die Verwendung von vier Nockennachläufern den Ab­ stand zwischen jedem Nockennachläufer und den beiden benachbarten Nocken­ nachläufern, was es möglich macht, daß die Breite der genannten verjüngten Rip­ pen vergrößert werden kann. Die Vorteile hiervon sind zahlreich. Es ist nicht nur die Anbringung bzw. Befestigung des Nockennachläufers an dem verstärkten Re­ volver, wie zuvor angegeben, sondern auch die Festigkeit der Fügeflächen, an denen der Nockennachläufer die verjüngten Rippen berührt, ebenfalls erheblich vergrößert, was ein Vorteil ist, der es gestattet, daß ein insgesamt kleinerer Noc­ kenmechanismus höheren Momentbelastungen während des Betriebs widersteht bzw. diese auszuhalten in der Lage ist.

Da sich der Rollenlaufwerknocken im Einklang bzw. in Synchronisation mit der Eingangswelle dreht, drehen die Nockennachläufer, die sich zwischen den ver­ jüngten Rippen an dem Rollenlaufwerknockenumfang bewegen, den Revolver mit einer hin- und hergehenden Drehbewegung, und bewegt sich somit die Aus­ gangswelle, die in der Revolverkeilöffnung angeordnet ist, ebenfalls mit einer hin- und hergehenden Drehbewegung. Des weiteren treibt der zuvor genannte sich hin- und herbewegende Mechanismus die Ausgangswelle mit einer hin- und her­ gehenden Bewegung in Axialrichtung gleichzeitig mit der hin- und hergehenden Drehbewegung der Ausgangswelle aus, was eine Kombinationsbewegung ist, die durch die Schiebekeilverbindung möglich gemacht ist, die durch den keilförmigen Teil der Ausgangswelle ausgebildet ist, die mit der Keilöffnung in dem Revolver in Verbindung steht.

Unter Berücksichtigung, daß das Moment des Revolvers an die winkligen Ecken des keilförmigen Teils der Ausgangswelle von den winkligen Ecken der Keilöff­ nung in dem Revolver übertragen wird, wird die Festigkeit des Revolvers in dem Bereich rund um die winkligen Ecken vergrößert, weil die Nockennachläufer von den winkligen Ecken der Keilöffnung durch den größtmöglichen Abstand getrennt wird, was es möglich macht, daß höhere Momentlasten an einen in seinen Ab­ messen kleineren Revolver zur Einwirkung gebracht werden können.

Da die Nockennachläufer-Lagerzapfen als feste und einstückige Bestandteile des Revolvers ausgebildet werden können, wird die Notwendigkeit für offene Bohrlö­ cher am Revolverumfang zur Aufnahme von separat angebauten Lagerzapfen ausgeschaltet bzw. überwunden, wodurch auch höhere Beanspruchungspunkte innerhalb des Revolvers rund um die genannten Bohrlöcher überwunden werden. Diese Konfiguration führt zu einer merklichen Verstärkung des Revolvers und macht es möglich, daß sowohl die Keilöffnung als auch die Keilwelle mit dem Er­ gebnis vergrößert werden können, daß die Keilverbindung höheren Momentlasten widerstehen kann.

Weil wie oben angegeben die Erfindung ein Mittel schafft bzw. vorsieht, infolge dessen die verjüngten Rippen an dem Umfang des Rollenlaufwerknockens an dem Bereich breiter gemacht werden können (und daher ihre benachbarten Ka­ näle schmaler ausgebildet werden können), wo ein höherer Grad der Schaltposi­ tionierung gewünscht wird, bringt der Bereich, an dem der Kanal schmaler ausge­ bildet ist, eine größere Vorlast auf den Nockennachläufer zur Einwirkung, und führt er daher zu einem entsprechend höheren Grad der Schaltgenauigkeit für die Ausgangswelle. Im Gegensatz hierzu wird die Vorlast an den Nockennachläufern an denjenigen Bereichen verringert, an denen die verjüngten Rippen nicht ver­ breitert worden sind, und dies führt zu der Wirkung einer Verlängerung der Standzeit des Nockenmechanismus. Als ein weiterer Vorteil kann die Wärmeab­ führung in geeigneter Weise gesteuert werden, und können Energieverluste mi­ nimiert werden, weil nur eine sehr kleine Größe einer Vorlast gegen die Nocken­ nachläufer zur Einwirkung gebracht werden muß.

Nachfolgend wird die Erfindung weiter ins einzelne gehend sowie ausschließlich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in diesen zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des Revolverteils der Er­ findung;

Fig. 2 einen Schnitt durch und eine innere Vorderansicht auf die Erfindung;

Fig. 3 einen Schnitt durch und eine innere Draufsicht auf die Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt durch und eine innere Vorderansicht auf die Erfindung mit der Darstellung von zwei Arbeitsstellungen;

Fig. 5 ein Schema der als Werkzeugwechselmechanismus bzw. -einrichtung verwendeten Erfindung;

Fig. 6 ein Schema der geometrisch gewölbten bzw. gekrümmten verjüngten Rippen an dem Nockenumfang der Erfindung;

Fig. 7 ein Liniendiagramm mit der Darstellung der zeitlichen Relativabläufe der Dreh- und Axialpositionierungsarten der Erfindung;

Fig. 8 einen Schnitt bei Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des Revolverteils der Erfindung;

Fig. 9 ein Schema der geometrisch gewölbten bzw. gekrümmten verjüngten Rippen an dem Nockenumfang einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung einer durch die Erfindung verwendeten verjüngten Rippe; und

Fig. 11 einen Schnitt in Draufsicht durch einen Revolver, der von einer her­ kömmlichen mittels eines Nockens angetriebenen Schalteinrichtung bzw. einem entsprechenden Mechanismus verwendet wird.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung betreffen diese in ihrer An­ wendung als ein Werkzeugwechselmechanismus für eine Metallverarbeitungsma­ schine.

Das an der Eingangswelle 12 zur Einwirkung gebrachte Drehmoment gestattet es, daß der mittels eines Nockens angetriebene Werkzeugwechselmechanismus 10 gemäß Darstellung in Fig. 2 und 3 für eine Kombinationsbewegung sorgt die für einen Werkzeugwechselzyklus notwendig ist. Die Eingangswelle 12 ist innerhalb eines Gehäuses 16 mit Hilfe von Rollenlagern 14 und 14a gelagert und als eine einzige einstückige Struktur zusammen mit den Rollenlaufwerknocken 18 ausge­ bildet.

Gemäß Darstellung in Fig. 6 sind geometrisch gewölbte bzw. gekrümmte ver­ jüngte Rippen 20 am Umfang des Rollenlaufwerknockens 18 ausgebildet, wobei diese verjüngten Rippen 20 derart angeordnet sind, daß sie mit Nockennachläu­ fern 24 am Umfang des Revolvers 22 im Eingriff stehen. Die Drehbewegung des Rollenlaufwerknockens 18 und die Verschiebung der verjüngten Rippen 20 am Nockenumfang sorgt für eine hin- und hergehende Drehbewegung für den Revol­ ver 22 über die Nockennachläufer 24, wodurch des weiteren für eine hin- und hergehende Drehbewegung an der Ausgangswelle 28 gesorgt wird, die am Re­ volver 22 mittels einer Schiebekeilverbindung 26 angebaut ist. Bauteile (i), (ii), (iii) und (iv), die in Fig. 6 dargestellt sind, bezeichnen die Nockennachläufer 24 und ihre aufeinanderfolgende Anordnung in Bezug auf die verjüngten Rippen 20 und die sich ergebende hin- und hergehende Drehbewegung, die dem Revolver 22 verliehen wird.

Gemäß Darstellung in Fig. 2 ist ein Nockenkanal 30 in der seitlichen Fläche des Rollenlaufwerknockens 18 als eine sich kontinuierlich verändernde geometrische Kurve ausgebildet. Ein Schwinghebel 32 ist über dem Nockenkanal 30 angeord­ net, wobei sein rechtes Ende 32a mittels eines befestigten Schwenkzapfens 34 drehbar gelagert ist, der an dem Gehäuse 16 fest angebracht ist. Ein Nocken­ nachläuferzapfen 36 ist an dem mittleren Teil 32b des Schwinghebels 32 befestigt und bewegt sich ebenfalls innerhalb des Nockenkanals 30.

Des weiteren ist ein Zapfen 38 am linken Ende 32c des Schwingarms 32 ange­ bracht, und bewegt sich dieser Zapfen innerhalb einer Nut 40, die am Umfang der Ausgangswelle 28 angeordnet ist. Wenn sich der Rollenlaufwerknocken 18 dreht, bewegt der Nockenkanal 30 das rechte Ende 32c des Schwingarms 32 in einer nach oben und nach unten gerichteten hin- und hergehenden Bewegung mittels des Nockennachläuferzapfens 32b, wodurch der Eingangswelle 28 in Axialrich­ tung mittels der Verbindung zwischen dem Zapfen 38 und der Nut 40 eine hin- und hergehende Bewegung verliehen wird. Der Nockenkanal 30 und der Schwingarm 32 bilden die Hauptkomponenten eines sich hin- und herbewegen­ des Mechanismus 33.

Der Revolver 22 ist innerhalb eines Abstützzylinders 42 in drehbarer Weise mit Hilfe von Lagern 44 und 44a gehalten, die an dem oberen und dem unteren Ende des Abstützzylinders 42 angeordnet sind. Der Abstützzylinder 42 ist an der unte­ ren Fläche 16a des Gehäuses 16 angebaut. Die Ausgangswelle 28, die mit dem Revolver 22 an der Schiebekeilverbindung 26 verbunden ist, ist an ihrem oberen Ende mittels eines Lagers 46 abgestützt. Das Lager 46, das an der oberen Fläche 16b des Gehäuses 16 angebaut ist, gestattet es, daß sich die Ausgangswelle 28 sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung frei bewegt.

Gemäß Darstellung in Fig. 1 besteht die Schiebekeilverbindung 26 aus einer Keilöffnung 50, die im Zentrum des Revolvers 22 angeordnet ist, und aus einer Keilwelle 52 der Ausgangswelle 28. Diese Verbindung 26 gestattet es, daß sich die Keilwelle 52 innerhalb des Revolvers 22 in Axialrichtung frei bewegt. Der Umfang des Revolvers 22 ist mit einem intermittierend runden Querschnitt ausge­ bildet, der die Keilöffnung 50 enthält, die im Querschnitt quadratisch gestaltet ist. Die Keilwelle 52 ist in die Keilöffnung 50 mit ausreichendem Spiel eingesetzt, so daß sich die Keilwelle 52 ausschließlich in Axialrichtung frei bewegen kann.

Die Nockennachläufer 24 sind an jeder flachen Fläche 22b am Umfang des Re­ volvers 22 in radialer Anordnung angeordnet, wodurch die untere Fläche jedes Nockennachläufers 24 jeder flachen Seite 50a der quadratischen Keilöffnung 50 direkt gegenüberliegt; und die Nockennachläufer 24 sind mittels Nockennachläu­ fer-Lagerzapfen 54 abgestützt bzw. gelagert, die in Nockennachläufer-Befesti­ gungsbohrungen 22c eingesetzt sind, die ihrerseits an jeder flachen Fläche 22b ausgebildet sind.

Gemäß Darstellung in Fig. 5 ist der Werkzeugwechselmechanismus 10 in der Nähe einer Metallverarbeitungsmaschinenspindel 60 angebracht, und ist ein Werkzeugträgerarm 62 durch die Ausgangswelle 28 abgestützt. Fig. 5 zeigt die Länge der Ausgangswelle 28, während ihr radialer Querschnitt in Fig. 1 darge­ stellt ist. Ein Werkzeugabstützstück 62a ist an jedem Ende des Werkzeugträ­ gerarms 62 angebaut und wird mit einem Werkzeug 64 zusammengefügt wenn ein Werkzeugwechselzyklus durchgeführt wird.

Wenn diese Ausführungsform der Erfindung als Werkzeugwechselmechanismus 10 verwendet wird, versetzt das an der Eingangswelle 12 zur Einwirkung ge­ brachte Drehmoment den Rollenlaufwerknocken 18 in Umdrehung, wodurch die Nockennachläufer 24 über die Dreh- und die gleichzeitige seitliche Bewegung der verjüngten Rippen 20 bewegt werden. Die verjüngten Rippen 20 sind als beson­ dere geometrische Kurven hergestellt, die in Hinblick darauf gestaltet sind, dem Revolver 22 eine zeitlich bestimmte hin- und hergehende Drehbewegung zu ver­ leihen, wie mittels der Linie "a" in dem Diagramm von Fig. 7 dargestellt ist. Da der Revolver 22 mit der Ausgangswelle 28 über die Schiebekeilverbindung 26 ver­ bunden ist, wird der Werkzeugträgerarm 62, der an dem Ende der Ausgangswelle 28 angebaut ist, ebenfalls mit einer hin- und hergehenden Drehbewegung be­ wegt.

Wenn der Rollenlaufwerknocken 18 umläuft, bewegt sich gleichzeitig der Noc­ kennachläuferzapfen 28 innerhalb des Nockenkanals 30, wobei er diesem nach­ läuft, um so dem Schwingarm 32 eine hin- und hergehende Axialbewegung zu verleihen. Da der Zapfen 28 sowohl an dem Endteil 32c des Schwingarms 32 be­ festigt und als auch innerhalb des Kanals an einem Kragen 40 der Ausgangs­ welle 28 eingesetzt ist, wird die Ausgangswelle 28 in der Axialrichtung hin- und hergehend bewegt was mittels der Schiebekeilverbindung 26 in dem Revolver 22 ermöglicht ist. Diese Bewegung ist als Linie "b" im Diagramm von Fig. 7 darge­ stellt.

Da sich die Ausgangswelle 28 an ihrer radialen Achse dreht, während sie sich gleichzeitig in Axialrichtung hin- und hergehend bewegt, kann den beiden Enden des Werkzeugträgerarms 62 eine Werkzeugwechsel-Kombinationsbewegung ver­ liehen werden. Mit anderen Worten kann gemäß Darstellung mittels der Linie "c" in Fig. 7 ein zeitlicher Verlauf ausgebildet werden, infolgedessen die Drehbewe­ gung des Werkzeugträgerarms 62 synchron zu einem Klemm- und einem Frei­ gabe- bzw. Lösevorgang, die auf das Werkzeug 64 zur Einwirkung gebracht wer­ den, angehalten wird.

Da in Hinblick auf die Struktur des Revolvers 22 die Keilöffnung 50 mit quadrati­ schem Querschnitt ausgebildet ist und da der Nockennachläufer 24 direkt der ge­ genüberliegenden Seite zugewandt und auch im Zentrum der Fläche 50a ange­ ordnet ist, wird die maximale Menge des Revolvermaterials (als "t" bezeichnet) dazu verwendet, jeden Nockennachläufer 24 rund um die Keilöffnung 50 herum abzustützen bzw. zu lagern.

Als Folge dieser Gestaltung ist der Befestigungsbereich des Nockennachläufers 24 am Revolver 22 verstärkt, was es möglich macht, den Nockennachläufer 24 größer auszubilden und somit seine Festigkeit zu erhöhen, wodurch die Lebens­ dauer des Werkzeugwechselmechanismus 10 verlängert wird. Des weiteren ge­ stattet diese Gestaltung, daß der Revolver 22 selbst mit kleineren Abmessungen hergestellt wird, wodurch es ermöglicht wird, daß der Werkzeugwechselmecha­ nismus 10 ebenfalls in seinen Abmessungen kleiner hergestellt wird, und zwar ohne Nachteil für die Festigkeit.

Da darüber hinaus die Zahl der Nockennachläufer 24 gegenüber der bei dem herkömmlichen Mechanismus verwendeten Zahl verkleinert worden ist, sind die Kosten der Herstellung des Werkzeugwechselmechanismus 10 verringert. Die Po­ sitionen der Nockennachläuferzapfen 24 in Hinblick auf die Keilöffnung 50 machen es auch leichter, den Revolver 22 zu montieren.

Des weiteren sorgt die Verwendung von vier Nockennachläufern 24 für mehr Raum in der Nähe jedes Nockennachläufers 24, und ist es somit möglich ge­ macht, die Breite "w" der verjüngten Rippen 20 mit einer breiteren Abmessung auszubilden (s. Fig. 3 und 6). Die Verwendung von vier Nockennachläufern 24 verstärkt nicht nur ebenfalls die Bohrung 22c, in die der Nockennachläufer-Lager­ zapfen 24 unter Druck eingesetzt wird, sondern verstärkt auch die Befestigung des Nockennachläufers 24 an dem Revolver 22. Diese Vergrößerung der Festig­ keit macht es möglich, daß der Rollenlaufwerknocken 18 höheren Lasten am Re­ volver 22 ausgesetzt wird, und dies macht es seinerseits möglich, daß der Werk­ zeugwechselmechanismus 10 mit kleineren Abmessungen hergestellt wird, dies unter Beibehaltung einer geeigneten Fähigkeit zum Umgang mit dem Drehmo­ ment.

Wenn die Ausgangswelle 28 mittels des Revolvers 22 drehend bewegt wird, ist die Folge, daß der Druck an den winkligen Ecken 50b der Keilöffnung 50 sowie an den winkligen Ecken 52a der Keilwelle 52 zur Einwirkung gebracht wird. Da die Nockennachläufer 24 an dem Revolver 22 an Stellen weit weg den winkligen Ecken 50b der Keilöffnung 50 befestigt sind, sind die Ecken 50b verstärkt, was es gestattet, daß der Revolver 22 mit kleineren Abmessungen ohne Beeinträchtigung der Festigkeit bzw. Stärke hergestellt werden kann.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der vier Nocken­ nachläufer-Lagerzapfen 54a unter Winkeln von 90° am Umfang des Revolvers 22 als feste und einstückige Teile des Revolvers 22 ausgebildet sind.

Eine Ringscheibe 70 ist über dem Nockennachläufer-Lagerzapfen 54a als eine Basis für eine Nadellagereinheit 72 eingesetzt, wobei die Nadellagereinheit 72 über dem und rund um den Lagerzapfen 54a angebracht ist. Der Nockennach­ läufer 24 bewegt sich über die Nadellagereinheit 72, und eine Rückhalteplatte 74 ist an dem Ende des Lagerzapfens 54 angebracht, und zwar mittels eines mit Gewinde ausgestatteten Befestigungsmittels, als Mittel zum Festlegen des Noc­ kennachläufers 24.

Da die Lagerzapfen 54a als einstückiges Teil des Revolvers 22 bei dieser Ausfüh­ rungsform ausgebildet sind, ist die Notwendigkeit für das Bohren von Löchern im Revolverumfang zur Aufnahme separater Lagerzapfen überwunden, wodurch auch Sammelpunkte erhöhter Beanspruchung innerhalb des Revolvers 22 über­ wunden bzw. ausgeschaltet sind. Diese Gestaltung besitzt die Wirkung nicht nur einer erheblichen Verstärkung des Revolvers 22, sondern macht es auch möglich, daß sowohl die Keilöffnung 50 als auch die Keilwelle 52 vergrößert werden kön­ nen, um höheren Momentbelastungen zu widerstehen.

Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Dicke "W", die die Dicke in Breitenrichtung der verjüngten Rippen 20 am Umfang 18a des Rollenlaufwerknockens 18 ist, innerhalb desjenigen Bereichs entlang des Nockenumfangs, der als x (Zone X) dargestellt ist, zu dem Zweck verbreitet ist, die Genauigkeit der Schaltbewegung innerhalb der Zone X zu verbessern bzw. zu vergrößern. Folglich ist die Breite W1 der verjüngten Rippe innerhalb der Zone X größer als deren Breite W2 in der Zone Y. Beispielsweise kann die Zone X als die Position vorgesehen bzw. ausgebildet werden, an der ein hochpräziser Schalt­ vorgang für den Werkzeugträgerarm 62 gewünscht wird, beispielsweise als die Position, an der sich der Werkzeugträgerarm 62 in perfekter Ausrichtung zur Spindel 60 befinden muß (Fig. 5), oder in perfekter Ausrichtung zu einer besonde­ ren Werkzeugmagazinposition. (Diese Position ist als Länge "X" auf der Linie "a" in Fig. 7 dargestellt).

Daher kann sich der Nockennachläufer 24 zwischen den verjüngten Rippen 20 bei geringer oder fehlender Vorlast in der Zone Y bewegen, wo der Abstand zwi­ schen den verjüngten Rippen 20 größer ist. Beim Eintritt in die Zone X vergrößert jedoch der schmalere Kanal, der durch die Vergrößerungen der Breite der ver­ jüngten Rippe 20 ausgebildet ist, die Vorlast gegen die Nockennachläufer 24, und wird somit die Genauigkeit der Schaltbewegung, die auf die Ausgangswelle 28 zur Einwirkung gebracht wird, vergrößert.

Da der Nockennachläufer 24 einer geringeren Vorlast ausgesetzt ist, wenn er sich zwischen den verjüngten Rippen 20 in der Zone Y bewegt, kann die Lebensdauer des Werkzeugwechselmechanismus 20 verlängert werden. Durch das Vorsehen einer minimalen Vorlast an dem Nockennachläufer 24 kann des weiteren die Wärmeabgabe besser gesteuert werden, und können Energieverluste verringert werden.

Die hier erörterten drei Ausführungsformen nehmen Bezug auf die Erfindung bei deren Anwendung auf einen Werkzeugwechselmechanismus 10. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt und kann weiter bei irgendeinem Mechanismus Anwendung finden, der von einem mittels eines Nockens angetrie­ benen Revolver Gebrauch macht.

Da diese Erfindung für ein Mittel sorgt, mittels dessen der Revolver vier an sei­ nem Umfang angebaute Nockennachläufer aufweist, wobei jeder Nockennach­ läufer jeder ebenen Seite der rechteckigen Keilöffnung, die im Zentrum des Re­ volvers vorgesehen ist, direkt gegenüberliegend angeordnet ist, kann die maxi­ male Materialmenge rund um die Revolverkeilöffnung aufrechterhalten werden. Entsprechend kann die Befestigungsfestigkeit bzw. -stärke des Nockennachläu­ fers an dem Revolver erheblich verbessert bzw. erhöht werden, können die Noc­ kennachläufer selbst mit größerer Festigkeit hergestellt werden, und kann die Le­ bensdauer des gesamten Nockenmechanismus verlängert werden. Auch kann der Revolver mit kleineren Abmessungen hergestellt werden, was es möglich macht, daß der gesamte Mechanismus in einer kleineren Größe hergestellt werden kann.

Da darüber hinaus die Zahl der Nockennachläufer im Vergleich zu dem herkömm­ lichen Mechanismus verringert ist, können die Kosten des Nockenmechanismus gesenkt werden. Des weiteren macht die Anordnung der vier Nockennachläufer direkt den ebenen Seiten der Keilöffnung gegenüberliegend einen leichteren Zu­ sammenbau sowie eine leichtere Herstellung des Revolvers als einstückige Bau­ gruppe möglich.

Des weiteren vergrößert die Verwendung von nur vier Nockennachläufern den Raum in der Nähe jedes Nockennachläufers, was es möglich macht, daß die ver­ jüngten Rippen am Nockenumfang breiter und stärker ausgebildet werden kön­ nen. Darüber hinaus gestattet die Verwendung von nur vier Nockennachläufern nicht nur eine festere Verbindung, die zwischen dem Revolver und dem Nocken­ nachläufer auszubilden ist, sondern wird auch eine erheblich festere Kraftübertra­ gungsverbindung zwischen den verjüngten Rippen und dem Revolver ausgebil­ det, was es möglich macht, höhere Arbeitslasten zu gestatten, die an dem Revol­ ver zur Einwirkung kommen, was seinerseits gestattet, daß der Mechanismus in kleinerer Form ohne Beeinträchtigung der Festigkeit hergestellt werden kann.

Unter Berücksichtigung, daß das Moment von dem Revolver an die winkligen Ec­ ken des keilförmigen Teils der Ausgangswelle von den winkligen Ecken der Keilöffnung im Revolver übertragen wird, kann des weiteren die Festigkeit des Revolvers in dem Bereich rund um die winkligen Ecken infolgedessen vergrößert werden, daß die Nockennachläufer von den winkligen Ecken der Keilöffnung um den größtmöglichen Abstand getrennt sind, wodurch die Einwirkung höherer Mo­ mentlasten an einem in seinen Abmessungen kleineren Revolver ermöglicht wird.

Da die Nockennachläufer-Lagerzapfen als ein festes und einstückiges Teil es Re­ volvers ausgebildet sein können, wird des weiteren die Notwendigkeit zum Boh­ ren von Löchern am Revolverumfang zum Aufnehmen separater Lagerzapfen überwunden, wodurch auch Punkte größerer Belastung innerhalb des Revolvers rund um die Bohrungen ausgeschaltet werden. Diese Konfiguration sorgt für eine erhebliche stärkere Ausbildung des Revolvers und macht es möglich, daß sowohl die Keilöffnung als auch der Keilteil der Ausgangswelle mit der Folge einer Ver­ größerung der Festigkeit der gesamten Keilverbindung vergrößert werden kön­ nen.

Darüber hinaus kann die Breite der geometrisch gewölbten bzw. gekrümmten verjüngten Rippen am Umfang des Rollenlaufwerknocken verbreitert werden, und werden die benachbarten Kanäle entsprechend enger ausgebildet, und zwar ent­ lang einer besonderen Länge der verjüngten Rippe, wo eine besondere Genauig­ keit des Schaltvorgangs gewünscht wird. Eine höhere Vorlast wird auf den Noc­ kennachläufer zur Einwirkung gebracht, wenn er in den engeren Kanal eintritt, wodurch die Schaltgenauigkeit der Ausgangswelle erhöht wird. Im Gegensatz hierzu wird eine geringere Vorlast auf den Nockennachläufer zur Einwirkung ge­ bracht, wenn er sich in dem breiteren Kanal in der Nähe des Bereichs bewegt, wo die verjüngte Rippe schmaler gestaltet ist, was einen Beitrag zur Verlängerung der Lebensdauer des Mechanismus leistet. Da eine minimale Vorlast entlang eines großen Teils der Drehbahn des Rollenlaufwerknockens aufrechterhalten wird, kann die Wärmeabgabe gesteuert werden, und können Energieverluste ver­ ringert werden.

Claims (10)

1. Nockenmechanismus, der aus einem Rollenlaufwerknocken, in dem eine ge­ meinsam in Umlauf versetzte Eingangswelle eingebaut ist, und aus geometrisch gewölbten verjüngten Rippen, die an der Nockenumfangsfläche ausgebildet sind, aus einem Revolverteil mit einer Keilöffnung, die in dessen Zentrum ausgebildet ist, und aus Nockennachläufern besteht, die an seinem Umfang befestigt sind, wobei sich die Nockennachläufer zwischen den verjüngten Rippen in einer sol­ chen Weise bewegen, daß dem Revolver eine hin- und hergehende Drehbewe­ gung verliehen wird, wobei die Keilöffnung mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist und die Nockennachläufer rund um die Keilöffnung jeder ebenen Fläche der rechteckigen Keilöffnung direkt gegenüberliegend radial angeordnet sind.

2. Nockenmechanismus nach Anspruch 1, wobei Zapfen, an denen die Nocken­ nachläufer drehbar befestigt sind, als einstückiges Bauelement des Revolverteils ausgebildet sind.

3. Nockenmechanismus nach Anspruch 1, wobei die geometrisch gewölbten verjüngten Rippen mit einem breiteren Querschnitt an den Bereichen des Noc­ kenumfangs ausgebildet sind, wo ein genauerer Schaltvorgang der Ausgangs­ welle gewünscht wird, und mit einem schmaleren Querschnitt an den anderen Be­ reichen des Nockenumfangs ausgebildet sind.

4. Nockenmechanismus, der aus einem Rollenlaufwerknocken, in dem eine ge­ meinsam in Umlauf versetzte Eingangswelle eingebaut ist, und aus geometrisch gewölbten verjüngten Rippen, die an der Nockenumfangsfläche ausgebildet sind, aus einem Revolverteil mit einer Keilöffnung, die in dessen Zentrum ausgebildet ist, und aus Nockennachläufern besteht, die an seinem Umfang befestigt sind, wobei sich die Nockennachläufer zwischen den verjüngten Rippen in einer sol­ chen Weise bewegen, daß dem Revolver eine hin- und hergehende Drehbewe­ gung von der Drehbewegung des Rollenlaufwerknockens aus verliehen wird, wo­ bei die Keilöffnung mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet ist und vier Nockennachläufer-Lagerzapfen als einstückige Bauteile des Revolvers ausgebil­ det sind, wobei jeder Lagerzapfen rund um die Keilöffnung jeder ebenen Fläche der Keilöffnung direkt gegenüberliegend radial angeordnet ist und einen Nocken­ nachläufer in einem drehbaren Zustand hält bzw. abstützt.

5. Nockenmechanismus, der aus einem Rollenlaufwerknocken, in dem eine ge­ meinsam in Umlauf versetzte Eingangswelle eingebaut ist, und aus geometrisch gewölbten verjüngten Rippen, die an der Nockenumfangsfläche ausgebildet sind, aus einem Revolverteil mit einer Keilöffnung, die in dessen Zentrum ausgebildet ist, und aus Nockennachläufern besteht, die an seinem Umfang befestigt sind, wobei sich die Nockennachläufer zwischen den verjüngten Rippen in einer sol­ chen Weise bewegen, daß sie dem Revolver eine hin- und hergehende Drehbe­ wegung von der Drehbewegung des Rollenlaufwerknockens ausgehend verlei­ hen, eine Ausgangswelle mit der Keilöffnung mittels einer Schiebekeilverbindung verbunden ist, die eine freie lineare Bewegung der Ausgangswelle in Axialrich­ tung sowie eine Drehbewegung an der axialen Achse zusammen mit dem Revol­ verteil gestattet, und ein sich hin- und herbewegender Mechanismus vorgesehen ist, der der Ausgangswelle in Axialrichtung synchron zu der Drehbewegung, die von der Eingangswelle aus eingegeben wird, eine lineare hin- und hergehende Bewegung verleiht, wobei die Keilöffnung in einem rechteckigen Querschnitt aus­ gebildet ist und die Nockennachläufer an dem Revolverumfang jeder ebenen Flä­ che der Keilöffnung direkt gegenüberliegend radial angeordnet sind.

6. Nockenmechanismus nach Anspruch 5, wobei Zapfen, an denen die Nocken­ nachläufe drehbar befestigt sind, als feste und einstückige Teile des Nockenteils ausgebildet sind.

7. Nockenmechanismus nach Anspruch 5, wobei die Keilöffnung mit einem qua­ dratischen Querschnitt ausgebildet ist und wobei der keilförmige Teil der Aus­ gangswelle mit einem entsprechenden quadratischen Querschnitt ausgebildet ist.

8. Nockenmechanismus nach Anspruch 5, wobei die Befestigungspositionen der Nockennachläufer an Stellen weit von den winkligen Ecken der Keilöffnung aus­ gebildet sind, wobei die winkligen Ecken in einer solchen Weise arbeiten, daß ein Moment auf die winkligen Ecken des keilförmigen Teils der Ausgangswelle zur Einwirkung gebracht wird.

9. Nockenmechanismus nach Anspruch 5, wobei die Breite der verjüngten Rip­ pen an denjenigen Bereichen des Nockenumfangs vergrößert ist, wo die Errei­ chung einer verbesserten Genauigkeit in Hinblick auf die Positionierungsbewe­ gung, die der Ausgangswelle verliehen wird, gewünscht wird.

10. Nockenmechanismus, der aus einem Rollenlaufwerknocken, der eine ge­ meinsam in Umdrehung versetzte Eingangswelle aufweist und aus geometrisch gewölbten verjüngten Rippen, die an dem Nockenumfang ausgebildet sind, aus einem Revolverteil mit einer Keilöffnung, die in dessen Zentrum ausgebildet ist, und aus Nockennachläufern, die an seinem Umfang befestigt sind, wobei sich die Nockennachläufer, zwischen den verjüngten Rippen in einer solchen Weise be­ wegen, daß dem Revolver von der Drehbewegung des Rollenlaufwerknockens her eine hin- und hergehende Drehbewegung verliehen wird, und aus einer Aus­ gangswelle, die mit der Keilöffnung über eine Schiebekeilverbindung in Verbin­ dung steht, die eine freie lineare Bewegung der Ausgangswelle in Axialrichtung sowie eine Drehbewegung an der radialen Achse zusammen mit dem Revolverteil gestattet, und aus einem sich hin- und hergehenden Mechanismus besteht, der der Ausgangswelle in Axialrichtung synchron zu der Drehbewegung, die von der Eingangswelle aus eingegeben wird, eine hin- und hergehende lineare Bewegung verleiht, wobei der keilförmige Teil der Ausgangswelle mit einem quadratischen Querschnitt hergestellt ist, der der quadratischen Keilöffnung entspricht, die in dem Revolverteil ausgebildet ist, und wobei die Nockennachläufer-Lagerzapfen jeder ebenen Fläche der Keilöffnung direkt gegenüberliegend radial angeordnet sind, als einstückige Bestandteile des Revolvers ausgebildet sind, die Nocken­ nachläufer in drehbarem Zustand abstützen bzw. lagern und an Stellen in weite­ stem Abstand von den winkligen Ecken der Keilöffnung angeordnet sind, wo ein Moment an die winkligen Ecken des keilförmigen Teils der Ausgangswelle über­ tragen wird.