DE29823496U1 - Werkzeugrevolver, insbesondere für Drehautomaten - Google Patents

Description

Anm: Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky Plochinger Straße 92 73730 Esslingen

Werkzeugrevolver, insbesondere für Drehautomaten

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver für Werkzeugmaschinen, und zwar insbesondere für Drehautomaten.

Die um eine Revolverachse um gleiche Winkelinkremente und/oder stetig drehbaren Revolverköpfe von Werkzeugrevolvern tragen stets mehrere Bearbeitungswerkzeuge, um an einem Werkstück unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge durchführen zu können. Die Peripherie eines solchen Revolverkopfs hat meist die Gestalt eines symmetrischen Vielecks, welches an einem zylindrischen oder kegeligen Grundkörper ausgebildet ist, und jede Fläche dieses Vielecks definiert eine Werkzeugstation, welche mit mindestens einer Aufnahme zum Einsetzen eines Werkzeughalters versehen ist. Neben den Werkzeugen für die traditionelle Drehbearbeitung - den sogenannten Drehmeißeln , sowie den feststehenden Bohrern, finden an modernen Drehmaschinen und Drehzentren auch drehantreibbare Werkzeuge breiten Einsatz. Diese angetriebenen Werkzeuge dienen dazu, bezüglich der Werkstückrotationsachse außermittige axiale oder radiale Zerspanungsoperationen - meist Fräs-, Bohr- und Gewindeschneidarbeiten - ausführen zu können und so über die reine Drehbearbeitung hinaus den entscheidenden Schritt hin zu einer kompletten Fertigbearbeitung eines Werkstücks zu vollziehen. Während klassische Werkzeugantriebe von Werkzeugrevolvern in der Regel alle angetriebenen Werkzeuge stets gleichzeitig antreiben (siehe z. B. DE-PS 37 22 643 der Firma Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky), weisen modernere Werkzeugrevolverkonstruktionen Werkzeugantriebe auf, durch die immer nur ein sich gerade in Arbeitsposition befindliches Werkzeug, gegebenenfalls auch noch das diesem Werkzeug bezug-

lieh der Revolverachse gegenüberliegende Werkzeug, angetrieben wird, um die Leistung des Werkzeugantriebs nicht durch
unnötige Reibungsverluste zu mindern, aber auch zu dem Zweck, an einem Werkzeugrevolver Werkzeuge und Einrichtungen einsetzen
zu können, welche nicht kontinuierlich angetrieben
werden können oder dürfen, wie dies beispielsweise bei Greifern, Lünetten oder anderen Einrichtungen der Fall ist, welche sich nur in Verbindung mit lagegeregelten Antrieben verwenden lassen, da sie mit dem Antrieb in verschiedene, definierte Positionen gebracht werden müssen.

Da der Werkzeugrevolver häufig auf einem Maschinenschlitten oder einem Schlittensystem angeordnet ist, um ihn in Richtung einer oder mehrerer Achsen der Werkzeugmaschine verfahren zu können, ist es ferner von Vorteil, wenn sich mit ein und demselben Motor, welcher gleichfalls von dem Maschinenschlitten bzw. dem Schlittensystem getragen werden muß, sowohl der
Revolverkopf um die Revolverachse drehen bzw. weiterschalten läßt, als auch die Werkzeuge antreiben lassen.

Ein Werkzeugrevolver mit nur einem Motor für die Drehung des Revolverkopfs und den Drehantrieb von Werkzeugen, welcher so gestaltet ist, daß nur ein sich gerade in Arbeitsposition befindliches Werkzeug angetrieben wird, geht aus der
EP-B-O 596 956 der Firma Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn &
Tessky hervor (siehe die Figuren 5A und 5B). Bei diesem bekannten Werkzeugrevolver läßt sich der Revolverkopf an einem Revolverkopfträger mittels einer sogenannten dreiteiligen
HIRTH-Verzahnung gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen um die Revolverachse sichern, d. h. verriegeln; eine solche dreiteilige HIRTH-Verzahnung hat drei stirnverzahnte, zur Revolverachse konzentrische Ringe, von denen ein erster mit dem
Revolverkopf und ein zweiter mit dem Revolverkopfträger fest

verbunden ist, während der dritte Ring mit einem Hydraulikzylinder in Richtung der Revolverachse hin- und hergeschoben werden kann, um in seiner einen Stellung mit seiner Verzahnung gleichzeitig in die Verzahnungen des ersten und zweiten Rings einzugreifen und so den Revolverkopf zu verriegeln, während in der anderen Stellung des dritten Rings der Revolverkopf gedreht werden kann. In einem vorderen Bereich des Revolverkopfträgers, auf dem der Revolverkopf drehbar gelagert ist, befindet sich ein Winkelgetriebe, im wesentlichen bestehend aus einer mit der Revolverachse koaxialen Werkzeugantriebswelle mit einem ersten Kegelrad und einer bezüglich der Revolverachse radial orientierten Abtriebswelle mit einem zweiten Kegelrad, und die Werkzeugspindel eines Werkzeughalters eines sich gerade in Arbeitsposition befindlichen Bearbeitungswerkzeugs steht über eine erste Kupplung in Antriebsverbindung mit dieser Abtriebswelle. Diese Kupplung hat zwei Kupplungshälften, welche nach Art einer Nut-und-Feder-Verbindung ineinandergreifen können und sich durch Drehen des Revolverkopfs voneinander lösen lassen, wobei am Revolverkopfträger eine zur Revolverachse konzentrische kreisbogenförmige Anlagefläche vorgesehen ist, welche mit Anlageflächen der werkzeugseitigen Kupplungshälften aller sich gerade nicht in Arbeitsposition befindenden Werkzeuge zusammenwirkt und diese Werkzeuge gegen ein Verdrehen sichert. Für das Drehen bzw. Weiterschalten des Revolverkopfs ist im Revolverkopfträger eine zur Revolverachse parallele Revolverkopf-Antriebswelle gelagert, welche bei Betätigung der HIRTH-Verzahnung in axialer Richtung verschoben wird, wobei gleichzeitig die Werkzeugantriebswelle mittels einer zweiten Kupplung gegen Verdrehen verriegelt bzw. entriegelt wird. Eine vom Motor angetriebene Eintriebswelle befindet sich bei entriegelter Werkzeugantriebswelle mit dieser in Drehverbindung, während sie bei verriegelter Werkzeugantriebswelle von dieser

abgekoppelt ist, und die Revolverkopf-Antriebswelle läßt sich über ein Stirnradgetriebe durch diese Eintriebswelle antreiben, wobei die beiden Stirnräder dieses Getriebes außer Eingriff kommen, wenn die Revolverkopf-Antriebswelle beim Verriegeln des Revolverkopfs mit Hilfe der HIRTH-Verzahnung verschoben wird; dieses Stirnradgetriebe bildet also eine dritte Kupplung.

Der Werkzeugrevolver nach der EP-B-O 596 956 hat infolgedessen nicht nur verhältnismäßig viele Getriebeteile, sondern das Verriegeln und Entriegeln des Revolverkopfs erfolgt zwangsläufig immer simultan mit dem Einkuppeln bzw. Abkuppeln des Werkzeugantriebs.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver zu schaffen, welcher ebenfalls nur einen einzigen Motor für das Drehen des Revolverkopfs und für den Werkzeugantrieb benötigt und es grundsätzlich ermöglicht, nur ein sich gerade in Arbeitsposition befindliches Werkzeug anzutreiben und die anderen Werkzeuge gegen Verdrehen zu sichern, der aber einen geringeren Aufwand an Getriebeteilen erforderlich macht als der vorstehend beschriebene bekannte Werkzeugrevolver.

Ausgehend von einem Werkzeugrevolver für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehautomaten, welcher aufweist

- einen an einem Revolverkopfträger um eine Revolverachse drehbar gelagerten Revolverkopf mit mehreren Werkzeugstationen, von denen mehrere jeweils eine Aufnahme zum Einsetzen eines eine Werkzeugspindel aufweisenden Werkzeughalters für ein drehantreibbares Werkzeug besitzen,

- eine schaltbare Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln des Revolverkopfs gegen eine Drehung um die Revolverachse gegenüber dem Revolverkopfträger,

- einen sowohl für ein Drehen des Revolverkopfs, als auch für einen Antrieb einer Werkzeugspindel vorgesehenen Motor,

- eine Werkzeugantriebswelle zum Antrieb einer Werkzeugspindel ,

- eine erste schaltbare Kupplung zwischen Werkzeugantriebswelle und Werkzeugspindel,

- eine zweite schaltbare Kupplung für den Drehantrieb des Revolverkopfs und

- eine beiden Kupplungen gemeinsame Betätigungsvorrichtung zur simultanen Betätigung beider Kupplungen,

läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß lösen durch ein Planetengetriebe mit einem Eintrieb und zwei Abtrieben, wobei der Eintrieb mit dem Motor, ein erster Abtrieb mit dem Revolverkopf und ein zweiter Abtrieb mit der Werkzeugantriebswelle in Drehantriebsverbindung steht sowie der zweite Abtrieb mittels der zweiten Kupplung blockierbar ist.

Ein Planetengetriebe ist ein verhältnismäßig einfaches, schaltbares Getriebe, bei dem der Schaltvorgang einfach darin besteht, daß einer der Abtriebe - im vorliegenden Fall entweder der Planetenradträger oder das Sonnenrad - blockiert wird, wobei sich noch der Vorteil ergibt, daß das Drehen des

Revolverkopfs im langsamen Gang des Getriebes erfolgen kann. Ferner müssen beim Umschalten vom Zustand "Werkzeuge angetrieben" in den Zustand "Revolverkopf angetrieben" und umgekehrt nicht Zahnräder miteinander in Eingriff gebracht bzw. voneinander getrennt werden, sondern es bedarf nur des Blockierens bzw. Freigebens eines der Abtriebe des Planetengetriebes .

Der Einsatz eines Planetengetriebes in einem Werkzeugrevolver ist an sich aus der DE-PS 37 22 643 der Firma Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky bekannt. Dabei treibt ein Motor für den Antrieb von Werkzeugspindeln eine mit der Revolverachse koaxiale Hohlwelle an, an die das Sonnenrad des Planetengetriebes angeformt ist, der Revolverkopf bildet den Planetenradträger, und ein zur Revolverachse konzentrisches Ringrad des Planetengetriebes bildet ein Kegelrad für einen gleichzeitigen Antrieb von Kegelrädern der Werkzeugspindeln sämtlicher Werkzeuge, sowie an einem Innendurchmesser eine Verzahnung, in die sich das Sonnenrad der in Richtung der Revolverachse verschiebbaren Hohlwelle einschieben läßt. Bei diesem bekannten Werkzeugrevolver dient das Planetenradgetriebe also dem Zweck, die Werkzeuge (bei gleicher Motordrehzahl) mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten antreiben zu können, je nach dem, ob das Sonnenrad das Ringrad direkt oder über die Planetenräder antreibt. Theoretisch könnte man mit dem Motor zwar auch den Revolverkopf drehen, wenn nämlich in einer Mittel- oder Zwischenstellung der Hohlwelle das Sonnenrad sowohl in die Planetenräder, als auch in die Innenverzahnung des Ringrads eingreift und so das Planetenradgetriebe blockiert, jedoch würde sich dann der Revolverkopf mit derselben Drehzahl wie die Hohlwelle drehen, d. h. mit derjenigen Drehzahl, mit der sich die Hohlwelle dreht, wenn die Werkzeuge mit hoher Geschwindigkeit angetrieben werden; eine

derartige Weiterschaltung des Revolverkopfs wäre infolgedessen für die Praxis völlig undenkbar. Auch läßt sich der DE-PS 37 22 643 nicht entnehmen, wie der Revolverkopf gegen Verdrehen gesichert werden soll, um mit einem seiner Werkzeuge arbeiten zu können.

Grundsätzlich kann bei einem Planetenradgetriebe jedes der drei Elemente Sonnenrad, Planetenradtrager und Ringrad als Eintrieb dienen, wobei dann die beiden anderen Elemente die beiden Abtriebe bilden. Eine hinsichtlich Anordnung und Gestaltung des Werkzeugantriebs besonders vorteilhafte Konstruktion ergibt sich jedoch dann, wenn das Sonnenrad mit der Werkzeugantriebswelle und der Planetenradträger mit dem Revolverkopf in Drehantriebsverbindung steht. Dies gilt auch im Hinblick darauf, daß man die Planetenräder einfach am Revolverkopf bzw. an einem mit dem eigentlichen Revolverkopf fest verbundenen Teil lagern und die Werkzeugantriebswelle als mit der Revolverachse koaxiale zentrale Welle gestalten kann, welche das Sonnenrad unmittelbar trägt.

Den mit der Werkzeugantriebswelle verbundenen zweiten Abtrieb des Planetenradgetriebes könnte man &zgr;. B. mit einer Bremse blockieren, um den Revolverkopf weiterschalten zu können; bevorzugt werden aber Ausführungsformen, bei denen dieser zweite Abtrieb mittels einer schaltbaren Kupplung blockiert werden kann, welche eine bezüglich des Revolverkopfträgers drehfeste erste Kupplungshälfte sowie eine mit dem zweiten Abtrieb drehfest verbundene zweite Kupplungshälfte aufweist und derart ausgebildet ist, daß zum Schließen und Öffnen der zweiten Kupplung eine der beiden Kupplungshälften in Richtung der Revolverachse verschiebbar ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers ist zur Revolverachse im wesentlichen symmetrisch ausgebildet und hat eine in der Revolverachse liegende Schaltstange zur simultanen Betätigung der ersten und zweiten Kupplung durch Verschieben dieser Schaltstange in Richtung der Revolverachse. Dadurch ergibt sich nicht nur eine einfache und raumsparende Konstruktion, sondern es genügt ein einziger Hydraulikzylinder, welcher die Schaltstange hin- und herschiebt, um gleichzeitig die Verbindung zwischen Werkzeugantriebswelle und Werkzeugspindel aufzutrennen und einen der Abtriebe des Planetengetriebes zu blockieren, so daß der Revolverkopf weitergeschaltet werden kann.

Anders als bei dem Werkzeugrevolver nach der EP-B-O 596 läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugrevolver auch eine zusätzliche Kupplung an der Werkzeugspindel vermeiden, indem die erste Kupplung von einer Antriebsverzahnung der Werkzeugspindel und einer von der Werkzeugantriebswelle antreibbaren Abtriebsverzahnung gebildet wird, wobei die beiden Verzahnungen in Richtung der Revolverachse relativ zueinander verschiebbar sind, um die erste Kupplung ein- bzw. auszukuppeln .

Eine einfache Möglichkeit, immer nur das sich gerade in Arbeitsposition befindliche Werkzeug anzutreiben, besteht darin, daß man einen im Revolverkopf angeordneten, mit dem Revolverkopfträger drehfest verbundenen und in Richtung der Revolverachse verschiebbaren Getriebeträger vorsieht, an dem ein die erwähnte Abtriebsverzahnung bildendes, durch die Werkzeugantriebswelle antreibbares Zwischenrad gelagert ist.

Um möglichst nahe an dem gerade arbeitenden Werkzeug das durch den Antriebsstrang auf das Werkzeug zu übertragende

Drehmoment abstützen zu können, wird empfohlen, ein bei eingekuppelter erster Kupplung wirksame Verdrehsicherung zwischen Getriebeträger und Revolverkopf vorzusehen; da der Getriebeträger im Revolverkopf in Richtung der Revolverachse hin- und hergeschoben wird, besteht eine besonders einfache Möglichkeit zur Realisierung einer solchen Verdrehsicherung darin, den Getriebeträger in derjenigen Stellung, in der der Werkzeugantrieb erfolgt, gegen den Revolverkopf zu pressen (insbesondere durch den den Schaltvorgang bewirkenden Hydraulikzylinder und die erwähnte Schaltstange); bei einer anderen Variante wird statt eines Reibschlusses zwischen Revolverkopf und Getriebeträger eine formschlüssige Verbindung vorgesehen, und zwar in Form von einander zugewandten, zur Revolverachse konzentrischen Stirnverzahnungen an Getriebeträger und Revolverkopf, welche bei eingekuppelter erster Kupplung ineinandergreifen.

Der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers ermöglicht es auch, diesen so zu gestalten, daß stets alle sich gerade nicht in Arbeitsposition befindlichen Werkzeuge gegen Verdrehen gesichert sind, und zwar durch Mittel analog den hierfür in der EP-B-O 596 956 offenbarten Mitteln, wobei die Verdrehsicherung sowohl im Zustand "Werkzeug angetrieben", als auch im Zustand "Revolverkopf angetrieben" wirksam ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch den Werkzeugrevolver ;

Fig. 2 eine Stirnansicht einer Werkzeugspindel, und

zwar auf deren Antriebszahnrad gesehen, samt den die Verdrehsicherungsvorrichtung für die Werkzeugspindeln bildenden AnIageflächen, und

Fig. 3 eine Frontansicht des Revolverkopfs (gemäß

Fig. 1 von links gesehen), wobei der Revolverkopf jedoch teilweise aufgebrochen und teilweise im Schnitt durch die Schäfte der Werkzeughalter dargestellt wurde.

Die Fig. 1 zeigt einen mehrteiligen Revolverkopfträger 10, an dem ein Motor 12 für den Antrieb drehantreibbarer Werkzeuge sowie für das Drehen bzw. Weiterschalten eines Revolverkopfs befestigt ist. An dem Revolverkopfträger 10 ist der als Ganzes mit 14 bezeichnete Revolverkopf um eine Revolverachse 16 drehbar gelagert; dieser Lagerung dienen ein zur Revolverachse 16 konzentrischer und am Revolverkopfträger 10 mittels Schrauben befestigter Ring 18 sowie ein mit der Revolverachse koaxiales, hülsenförmiges, am Revolverkopf 14 mittels Schrauben befestigtes und einen Planetenradträger oder Steg 20 eines als Ganzes mit 22 bezeichneten Planetenradgetriebes 22 bildendes Teil.

Um zu verhindern, daß sich der Revolverkopf 14 während des Arbeitens mit einem seiner Werkzeuge um die Revolverachse 16 dreht, ist zwischen dem Revolverkopf und dem Revolverkopfträger 10 eine Verriegelungsvorrichtung 24 vorgesehen, welche als dreiteilige sogenannte HIRTH-Verzahnung gestaltet ist; Bestandteile dieser Verriegelungsvorrichtung sind ein zur

Revolverachse 16 konzentrischer Ringkolben 26 sowie die diesem in axialer Richtung gegenüberliegenden Bereiche des Rings 18 und des Stegs 20. Für den Ringkolben 26 bildet der Revolverkopfträger 10 eine kreisringförmige, abgestufte Kammer 28, und da auch der Ringkolben 26 abgestuft ist, läßt er sich durch Beaufschlagung seiner gemäß Fig. 1 rechten Stirnseite bzw. der linken Seite der Stufe mit Drucköl gemäß Fig. 1 nach links bzw. nach rechts bewegen - die entsprechenden Hydraulikölbohrungen im Revolverkopfträger 10 wurden in Fig. 1 nicht dargestellt. Der Ringkolben 26 ist an seiner gemäß Fig. 1 linken Stirnseite mit einer ersten Stirnverzahnung versehen, deren Zähne bezüglich der Revolverachse 16 in radialer Richtung verlaufen, und entsprechende Stirnverzahnungen weisen die dem Ringkolben 26 gegenüberliegenden Stirnflächen des Rings 18 und des Stegs 20 auf. Die Fig. 1 zeigt den Ringkolben 26 in seiner linken Endstellung, in der seine Stirnverzahnung in die beiden Stirnverzahnungen des Rings 18 und des Stegs 20 eingreift, so daß sich der Revolverkopf 14 gegenüber dem Revolverkopfträger 10 nicht verdrehen läßt; durch Verschieben des Ringkolbens 26 gemäß Fig. 1 nach rechts läßt sich die Verriegelungsvorrichtung 24 lösen.

Wie sich der Fig. 3 entnehmen läßt, weist der Revolverkopf 14 zwölf Werkzeugstationen 30¹ bis 30¹² auf, die bei der dargestellten Ausführungsform alle jeweils eine Aufnahme 32 für einen Werkzeughalter eines drehantreibbaren Werkzeugs besitzen. Die in Fig. 3 dargestellten Werkzeughalter wurden mit 34¹, 34² und 34³ bezeichnet, wobei die Werkzeughalter 34¹ und 34³ jeweils für einen radial orientierten Bohrer 36¹ bzw. 36³ vorgesehen sind, der Werkzeughalter 34² hingegen für ein in Richtung der Revolverachse 16 weisendes Werkzeug 36² in Form eines feststehenden Bohrers. Jeder der Werkzeughalter 34¹ und 34³ hat eine dem Werkzeugantrieb dienende Werkzeugspindel 38,

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deren radial innerer Endbereich ein Antriebsritzel 38a trägt und mit einem Drehsicherungsansatz 38b versehen ist, dessen Funktion später noch beschrieben werden soll.

Der Revolverkopf 14 ist aus einem Revolverkopfkörper 14a und einem Revolverkopfdeckel 14b zusammengesetzt, wobei nicht dargestellte Schrauben der Befestigung des Revolverkopfdeckels am Revolverkopfkörper dienen.

Eine zentrische, mit der Revolverachse 16 koaxiale Schaltstange 40 ist in einer Führungsbohrung 42 des Revolverkopfdeckels 14b und einer Führungsbohrung 44 des Revolverkopfträgers 10 in Richtung der Revolverachse 16 verschiebbar gelagert, jedoch durch einen in axialer Richtung verlaufenden Keil 46 an der Schaltstange 40 und eine nicht dargestellte axiale Nut im Revolverkopfträger 10 gegen ein Verdrehen gesichert. Die Schaltstange 40 trägt einen an ihr in axialer Richtung gesicherten, abgestuften Ringkolben 48, für den der Revolverkopfträger 10 eine entsprechend abgestufte Ringkammer 50 bildet, um so einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder zur Verschiebung der Schaltstange 40 in beiden Richtungen zu schaffen - auch hier wurden die hierfür im Revolverkopfträger 10 erforderlichen Hydraulikölbohrungen nicht dargestellt. Die Fig. 1 zeigt die Schaltstange 40 in ihrer gemäß Fig. 1 linken oder vorderen Endstellung.

Der Revolverkopfkörper 14a bildet zusammen mit dem Revolverkopfdeckel 14b einen bezüglich der Revolverachse 16 rotationssymmetrischen Hohlraum 54, in dem ein im wesentlichen ringförmiger und mit der Revolverachse 16 koaxialer Getriebeträger 56 angeordnet ist. Wie die Fig. 1 erkennen läßt, ist der Getriebeträger 56 mittels Schrauben an der Schaltstange 40 befestigt, während am Getriebeträger mittels Schrauben ein

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Lagerdeckel 58 befestigt ist, der eine bezüglich der Revolverachse 16 zumindest im wesentlichen rotationssymmetrische Gestalt hat.

Zum Planetengetriebe 22 gehören außer dem Steg 20 ein mit der Revolverachse 16 koaxiales Sonnenrad 60, ein mit der Revolverachse gleichfalls koaxiales Ringrad 62 und Planetenräder 64, welche mittels parallel zur Revolverachse 16 verlaufender Achsen am Steg 20 drehbar gelagert und über den Umfang des Sonnenrads 60 gleichmäßig verteilt angeordnet sind - bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sollen drei solcher Planetenräder 64 vorhanden sein, so daß die Fig. 1 die Position eines der beiden Planetenräder nicht richtig wiedergibt. Das Ringrad 62 wird vom Motor 12 über ein Vorgelegegetriebe 68 angetrieben und bildet somit den Eintrieb des Planetengetriebes 22, dessen beide Abtriebe vom Sonnenrad 60 bzw. vom Steg 20 gebildet werden. Nur der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß das Ringrad 62 mittels zweier Lager 70 am Revolverkopfträger 10 drehbar gelagert ist.

Zwei in den Lagerdeckel 58 eingesetzte Lager 72 dienen der Lagerung einer insgesamt mit 74 bezeichneten Werkzeugantriebswelle, welche aus Montagegründen aus zwei dreh- und verschiebefest miteinander verbundenen Wellenteilen besteht. Das Sonnenrad 60 ist an den einen Endbereich der Werkzeugantriebswelle 74 angearbeitet, während der andere Endbereich der Werkzeugantriebswelle mit einem Abtriebszahnrad 76 versehen ist. Infolge der Anordnung der Lager 72 zwischen Schultern des Lagerdeckels 58 und der Werkzeugantriebswelle 74 wird die Werkzeugantriebswelle 74 simultan mit der Schaltstange 40 in axialer Richtung verschoben, und die Fig. 1 zeigt die Werkzeugantriebswelle 74 in ihrer linken bzw. vorderen Endstellung. Erfindungsgemäß ist die Verzahnung des

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Sonnenrads 60 jedoch in Richtung der Revolverachse 16 so lang ausgebildet, daß die Planetenräder 64 auch in der anderen, rechten oder hinteren Endstellung der Werkzeugantriebswelle 74 mit dieser Verzahnung kämmen.

Die als Hohlwelle ausgebildete und von der Schaltstange 40 durchgriffene Werkzeugantriebswelle 74 läßt sich mittels einer Kupplung 80 gegen eine Drehung um die Revolverachse 16 verriegeln; zu diesem Zweck sind an das gemäß Fig. 1 rechte Ende der Werkzeugantriebswelle 74 und an das gemäß Fig. 1 linke Ende eines die Lager 70 tragenden, rohrförmigen Bereichs des Revolverkopfträgers 10 ringförmige, zur Revolverachse 16 konzentrische Stirnverzahnungen angearbeitet, ,welche sich in Fig. 1 nicht im Eingriff miteinander befinden, jedoch durch Verschieben der Werkzeugantriebswelle 74 gemäß Fig. 1 nach rechts zum Eingriff miteinander gebracht werden können, um so die Kupplung 80 zu schließen und die Werkzeugantriebswelle 74 gegen Verdrehen zu blockieren. Erfindungsgemäß wird die Kupplung 80 also mit Hilfe der Schaltstange 40 betätigt.

Der Getriebeträger 56 nimmt in einer Aussparung ein Zwischenrad 84 auf, welches auf einer zur Revolverachse 16 parallelen, im Getriebeträger 56 und dem Lagerdeckel 58 festgelegten Achse 86 drehbar gelagert ist. Dieses Zwischenrad hat eine mit dem Abtriebszahnrad 76 kämmende Umfangsverzahnung 84a und eine Stirnverzahnung 84b, welche in der in Fig. 1 dargestellten Position des Getriebeträgers 56 sich im Eingriff befindet mit dem Antriebsritzel 38a der Werkzeugspindel 38 des Werkzeugs 36³, das sich gerade in Arbeitsposition befinden soll. Wird der Getriebeträger 56 mit Hilfe der Schaltstange 40 gemäß Fig. 1 nach rechts verschoben, kommen die Stirnverzahnung 84b und das Antriebsritzel 38a des sich gerade in Arbeitsposition befindlichen Werkzeugs jedoch außer Eingriff, d. h.

eine von diesem Antriebsritzel und der Stirnverzahnung 84b gebildete Kupplung 90 wird gelöst und gleichzeitig die Kupplung 80 eingerückt.

Dieser Vorgang des Abkuppeins einer Werkzeugspindel 38 von der Werkzeugantriebswelle 74 und der gleichzeitigen Verriegelung der letzteren mit Hilfe der Kupplung 80 kann jedoch unabhängig von der Entriegelung des Revolverkopfs 14, d. h. vom Lösen der Verriegelungsvorrichtung 24, erfolgen, und gleiches gilt natürlich auch für die umgekehrten Vorgänge, was ein wesentlicher Vorteil bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers ist.

Es versteht sich von selbst, daß sich gleichzeitig mit dem Werkzeug 36³ auch noch ein anderes Werkzeug antreiben ließe, insbesondere das Werkzeug 36¹, welches dem sich gerade in Arbeitsposition befindenden Werkzeug 36³ diagonal gegenüberliegt; zu diesem Zweck müßte der Getriebeträger 56 nur mit einem zweiten Zwischenrad 84 versehen werden, welches dem in der Zeichnung dargestellten Zwischenrad 84 insbesondere diametral gegenüberliegt. Statt einer Kupplung 90 hätte die Konstruktion dann zwei solcher Kupplungen.

Ehe nun beschrieben wird, wie sich nicht in Arbeitsposition befindende Werkzeuge gegen Verdrehen gesichert werden und wie während des Weiterschaltens des Revolverkopfs 14 verhindert wird, daß sich die drehantreibbaren Werkzeuge verdrehen, soll zunächst die Funktion des Werkzeugrevolvers, soweit er bislang beschrieben wurde, erläutert werden.

In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand des Werkzeugrevolvers kann sich die Werkzeugantriebswelle 74 drehen, nicht aber der Revolverkopf 14, da dieser durch die Verriegelungsvorrichtung

24 am Revolverkopfträger 10 verriegelt ist. Außerdem ist die Kupplung 90 eingerückt, d. h. die Werkzeugspindel 38 für das Werkzeug 36³ steht in Antriebsverbindung mit der Werkzeugantriebswelle 74. Da bei verriegeltem Revolverkopf 14 sich auch der Steg 20 des Planetengetriebes 22 nicht drehen kann, treibt in diesem Zustand des Werkzeugrevolvers der Motor 12 über das Ringrad 62 und die Planetenräder 64 die Werkzeugantriebswelle 74 an und damit das Werkzeug 36³.

Zum Weiterschalten des Revolverkopfs 14 kann nun entweder zunächst die Verriegelungsvorrichtung 24 mit Hilfe des Ringkolbens 26 gelöst und sodann die Kupplung 80 durch Verschieben der Schaltstange 40 und damit der Werkzeugantriebswelle 74 mit Hilfe des Ringkolbens 48 eingerückt werden; diese beiden Vorgänge können aber auch in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig erfolgen, wobei es auf alle Fälle zu bevorzugen ist, daß die Verriegelungsvorrichtung 24 erst gelöst wird, nachdem die Werkzeugantriebswelle 74 verriegelt wurde. Bei blockierter Werkzeugantriebswelle 74 und entriegeltem Revolverkopf 14 versetzt der Motor 12 den Revolverkopf in Drehung, da sich die Planetenräder 64 auf dem Sonnenrad 60 abwälzen und infolgedessen den Steg 20 des Planetengetriebes 22 antreiben. Eine Drehung des Revolverkopfs 14 erfolgt also stets bei gelöster Kupplung 90. Außerdem soll noch einmal betont werden, daß sich mit der Verriegelungsvorrichtung 24 und der Kupplung 80 stets einer der beiden Abtriebe des Planetengetriebes 22 blockieren läßt, nämlich der den einen Abtrieb bildende Steg 20 oder das den anderen Abtrieb bildende Sonnenrad 60.

Um während des Bearbeitens eines Werkstücks mit einem der Werkzeuge des Werkzeugrevolvers eine möglichst perfekte Drehmomentabstützung in unmittelbarer Nachbarschaft des be-

treffenden angetriebenen Werkzeugs zu bewerkstelligen, ist bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform eine zusätzliche Verdrehsicherung für den Getriebeträger 56 unmittelbar neben den Werkzeugen vorgesehen. Diese zusätzliche Verdrehsicherung kann funktionsmäßig auf einem Reibschluß beruhen, indem mit Hilfe des Hydraulikzylinders 48, 50 der Getriebeträger 56 gegen den Revolverkopfdeckel 14b gepreßt wird; bei der zeichnerisch dargestellten Ausführungsform sind jedoch zwei kreisringförmige, mit der Revolverachse 16 konzentrische Stirnverzahnungen 91 und 92 vorgesehen, von denen die eine Stirnverzahnung 91 vom Revolverkopfdeckel 14b und die andere Stirnverzahnung 92 vom Getriebeträger 56 getragen wird. In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand des Werkzeugrevolvers, in dem ein Werkzeug angetrieben werden kann, greifen die beiden Stirnverzahnungen 91 und 92 ineinander, während diese Verdrehsicherung gelöst wird, wenn der Getriebeträger 56 nach rechts bewegt wird, um den Revolverkopf 14 weiterzuschalten. Da die Verdrehsicherung für den Getriebeträger 56 das gesamte, durch den Antriebsstrang auf das angetriebene Werkzeug übertragene Drehmoment aufnehmen können muß, ist es besonders vorteilhaft, daß sich die Verdrehsicherung in unmittelbarer Nähe der Werkzeuge befindet, so einen kurzen Kraftfluß ermöglicht und mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser gestaltet werden kann.

Damit die sich nicht in Arbeitsposition befindenden drehantreibbaren Werkzeuge während des Arbeitens mit dem sich in Arbeitsposition befindenden Werkzeug sich nicht verdrehen können, aber auch zu dem Zweck, ein Verdrehen der Werkzeuge während des Weiterschaltens des Revolverkopfs 14 zu verhindern, ist der erfindungsgemäße Werkzeugrevolver mit einer Verdrehsicherungsvorrichtung für die Werkzeugspindeln versehen, und zwar für alle Werkzeugspindeln außer für die Werk-

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zeugspindel des sich gerade in Arbeitsposition befindlichen Werkzeugs; eine solche Verdrehsicherungsvorrichtung bringt den Vorteil mit sich, daß die Steuerung der Werkzeugmaschine stets die Drehwinkelposition der drehantreibbaren Werkzeuge kennen kann, was z. B. für die Herstellung von Gewinden wesentlich sein kann.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfaßt diese Verdrehsicherungsvorrichtung eine kreisringförmige, zur Revolverachse 16 konzentrische und in den Umfang des Getriebeträgers 56 eingearbeitete Nut 100, deren beide Seitenwände die in Fig. 2 dargestellten Anlageflächen 100a und 100b bilden, welche mit Anlageflächen 38b' bzw. 38b" an den Drehsicherungsansätzen 38b der Werkzeugspindeln 38 zusammenwirken. In jeder der beiden axialen Endstellungen des Getriebeträgers 56 liegt eine der Anlageflächen 38b', 38b" gegen eine der Anlageflächen 100a, 100b an; dies gilt aber nur für alle sich jeweils nicht in Arbeitsposition befindlichen Werkzeuge, während die Nut 100 an der Stelle des sich in Arbeitsposition befindenden Werkzeugs so gestaltet ist, daß sich dessen Werkzeugspindel 38 frei drehen kann - dort hat die Nut 100 also z. B. eine Erweiterung oder eine Lücke. In diesem Zusammenhang muß man sich vor Augen halten, daß diejenige Winkelposition, in der sich die Aufnahme 32 eines gerade arbeitenden Werkzeugs befindet, stets dieselbe ist (bezüglich des Revolverkopfträgers 10 und damit bezüglich des Getriebeträgers 56). Erfindungsgemäß ist der Abstand der beiden Anlageflächen 100a und 100b voneinander um den maximalen Verschiebeweg des Getriebeträgers 56 (oder noch etwas mehr) größer als der Abstand der Anlageflächen 38b' und 38b" voneinander .

Durch Öffnen und Schließen der Verriegelungsvorrichtung 24 für den Revolverkopf 14 sowie der Kupplung (Kupplung 80) zum Verriegeln bzw. Entriegeln des einen Abtriebs des Planetengetriebes ist es erfindungsgemäß möglich, den Motor 12 entweder mit den ein Drehen des Revolverkopfs bewirkenden Mitteln oder mit dem Werkzeugantrieb zu kuppeln und andererseits, gegebenenfalls gleichzeitig, die jeweils andere Funktion drehfest zu verriegeln.

Mit der zentralen Schaltstange 40 läßt sich durch Verschieben des Getriebeträgers 56 der Werkzeugantrieb während eines Weiterschaltens des Revolverkopfs auskuppeln und gleichzeitig erreichen, daß sich der Revolverkopf 14 gegenüber dem Getriebeträger 56 verdrehen läßt; ferner erfolgt gleichzeitig eine Verriegelung des einen Abtriebs des Planetengetriebes, im vorliegenden Fall des Sonnenrads 60 (durch die Kupplung 80).

Da die Übersetzungen aller im Werkzeugrevolver vorhandener Getriebe bekannt sind, kann die Drehwinkelposition des Revolverkopfs durch Beobachtung der Lagesignale des Motors 12 ermittelt und überwacht werden - wie üblich, ist der Motor 12 mit einem nicht dargestellten Drehwinkelgeber versehen; aufwendige Überwachungsglieder im Innern des Revolverkopfs sind also nicht erforderlich. Es ist lediglich eine einzige weitere Überwachung erforderlich, nämlich für die Position der Schaltstange 40; hierfür können bekannte Näherungsschalter oder Nockenschalter verwendet werden, um zu überwachen, daß die Kupplung 80 zum Arbeiten mit einem Werkzeug ausgekuppelt und zum Weiterschalten des Revolverkopfs eingekuppelt ist.

Claims (16)

Ansprüche

1. Werkzeugrevolver für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehautomaten, welcher aufweist

einen an einem Revolverkopfträger (10) um eine Revolverachse (16) drehbar gelagerten Revolverkopf (14) mit mehreren Werkzeugstationen (30¹ - 30¹²), von denen mehrere jeweils eine Aufnahme (32) zum Einsetzen eines eine Werkzeugspindel (38) aufweisenden Werkzeughalters (34¹ - 34³) für ein drehantreibbares Werkzeug (36¹ - 36³) besitzen,

eine schaltbare Verriegelungsvorrichtung (24) zum Verriegeln des Revolverkopfs gegen eine Drehung um die Revolverachse gegenüber dem Revolverkopfträger,

einen sowohl für ein Drehen des Revolverkopfs als auch für einen Antrieb einer Werkzeugspindel vorgesehenen Motor (12),

eine Werkzeugantriebswelle (74) zum Antrieb einer Werkzeugspindel (38),

eine erste schaltbare Kupplung (90) zwischen Werkzeugantriebswelle und Werkzeugspindel,

eine zweite schaltbare Kupplung (80) für den Drehantrieb des Revolverkopfs, und

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eine beiden Kupplungen (80, 90) gemeinsame Betätigungsvorrichtung (40, 48) zur simultanen Betätigung beider Kupplungen,

gekennzeichnet durch ein Planetengetriebe (22) mit einem Eintrieb (64) und zwei Abtrieben (20, 60), wobei der Eintrieb mit dem Motor, ein erster Abtrieb (20) mit dem Revolverkopf (14) und ein zweiter Abtrieb (60) mit der Werkzeugantriebswelle (74) in Drehantriebsverbindung steht sowie der zweite Abtrieb (60) mittels der zweiten Kupplung (80) blockierbar ist.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradträger (20) des Planetengetriebes (22) mit dem Revolverkopf (14) und das Sonnenrad (60) des Planetengetriebes mit der Werkzeugantriebswelle (74) in Drehantriebsverbindung steht.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradträger (20) drehfest mit dem Revolverkopf (14) verbunden und insbesondere an letzterem befestigt ist.

4. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugantriebswelle (74) mit der Revolverachse (16) koaxial ist sowie das Sonnenrad (60) trägt.

5. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (80) eine bezüglich des Revolverkopfträgers

(10) drehfeste erste Kupplungshälfte sowie eine mit dem zweiten Abtrieb (60) des Planetengetriebes (22) drehfest

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verbundene zweite Kupplungshälfte aufweist und zum Schließen und Öffnen der zweiten Kupplung eine der beiden Kupplungshälften in Richtung der Revolverachse (16) verschiebbar ist.

6. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine in der Revolverachse (16) liegende Schaltstange (40) zur simultanen Betätigung der ersten und der zweiten Kupplung (90 bzw. 80).

7. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (90) von einer Antriebsverzahnung (38a) der Werkzeugspindel (38) und einer von der Werkzeugantriebswelle (74) antreibbaren Abtriebsverzahnung (84b) gebildet wird, wobei die beiden Verzahnungen in Richtung der Revolverachse (16) relativ zueinander verschiebbar sind.

8. Werkzeugrevolver nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen im Revolverkopf (14) angeordneten, mit dem Revolverkopfträger (10) drehfest verbundenen und in Richtung der Revolverachse (16) verschiebbaren Getriebeträger (56), an dem ein die Abtriebsverzahnung (84b) bildendes, durch die Werkzeugantriebswelle (74) antreibbares Zahnrad (84) drehbar gelagert ist.

9. Werkzeugrevolver nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine bei eingekuppelter erster Kupplung (90) wirksame Verdrehsicherung (91, 92) zwischen Getriebeträger (56) und Revolverkopf (14).

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10. Werkzeugrevolver nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeträger (56) und der Revolverkopf (14) mit einander zugewandten, zur Revolverachse (16) konzentrischen Stirnverzahnungen (92 bzw. 91) versehen sind, welche bei eingekuppelter erster Kupplung (90) ineinandergrei fen.

11. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeträger (56) nur für die sich jeweils in Arbeitsposition befindlichen Werkzeuge (36³) mit einem Zahnrad (84) versehen ist.

12. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Verdrehsicherungsvorrichtung (100, 38b) für die Werkzeugspindeln (38) der sich jeweils nicht in Arbeitsposition befindlichen drehantreibbaren Werkzeuge (36¹, 36²), welche mindestens eine bezüglich des Revolverkopfträgers (10) unverdrehbare, zur Revolverachse (16) konzentrische kreisbogenförmige erste Anlagefläche (100a, lOOb) sowie gegen diese anlegbare zweite Anlageflächen (38b^T, 38b") an den Werkzeugspindeln (38) aufweist, wobei die erste Anlagefläche so gestaltet ist, daß nur die Anlageflächen der Werkzeugspindeln von sich jeweils nicht in Arbeitsposition befindlichen Werkzeugen gegen die erste Anlagefläche anliegen.

13. Werkzeugrevolver nach den Ansprüchen 8 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebeträger (56) mit zwei ersten Anlageflächen (100a, 100b) versehen ist, von denen in jeder axialen Stellung des Getriebeträgers jeweils eine mit den Anlageflächen (38b', 38b") der

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Werkzeugspindeln (38) der sich jeweils nicht in Arbeitsposition befindlichen Werkzeuge zusammenwirkt.

14. Werkzeugrevolver nach Anspruch 6 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugantriebswelle (74) als von der Schaltstange (40) durchgriffene Hohlwelle ausgebildet und der Getriebeträger (56) fest mit der Schaltstange verbunden ist.

15. Werkzeugrevolver nach den Ansprüchen 5 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugantriebswelle (74) als vermittels der Schaltstange (40) in Richtung der Revolverachse (16) verschiebbare und mit der zweiten Kupplungshälfte versehene Welle ausgebildet ist.

16. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das am Getriebeträger (56) gelagerte Zahnrad (84) um eine exzentrische, zur Revolverachse (16) parallele Achse (86) drehbar und mit einem Zahnrad (76) der Werkzeugantriebswelle (74) ständig im Eingriff ist sowie mit der Antriebsverzahnung (38a) der angetriebenen Werkzeugspindel (38) ein Winkelgetriebe bildet.