DE3104683A1

DE3104683A1 - Winkelschaltbare baueinheit, insbesondere revolverkopf fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3104683A1
Application number: DE19813104683
Authority: DE
Inventors: Heinz 2000 Hamburg Buchmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-02-10
Filing date: 1981-02-10
Publication date: 1982-08-26

Description

Winkelschaltbare Baueinheit, insbesondere
Revolverkopf für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft eine winkelschaltbaree Baueinheit, insbesondere Revolverkopf für Werkzeugmaschinen, so wie diese im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist.(DE-OS 29 00 659).
Winkelschaltbare Baueinheiten der gattungsgemäßen Art sind vielfältig bekannt. Man verwendet z.B. einen einzigen Motor,vorzugsweise einen Elektromotor, der ein drehbares Tischteil um ein stationäres, mit der Werkzeugmaschine verschraubtes Tischteil in vorgesehene Winkelstellungen verschaltet, um andere 11Zerkzeuge bzw.
Werkstücke in den Arbeitsprozeß der Werkzeugmaschine einzuschalten. Der eine Motor bewirkt über elektrische Schaltezrichtungen auch das erforderliche End- sowie das erneute Verkuppeln des drehbaren mit dem stationären Tischteil vorzugsweise unter Verwendung von Planverzahnungen. Eine derartige Ausführungsform ist in der DE-AS 26 27 780 beschrieben. Hier kann bei hoher Schaltgeschwindigkeit und hoher Schalt last absolute Schaltsicherheit durch einen mechanischen Zwangsablauf einer zweiteiligen Kupplung erreicht werden. Die hohe Belastbarkeit nach diesem Lösungsweg ist insbesondere dadurch gegeben, daß die Zähne der zweiteiligen Kupplung Flankenwinkel im Bereich der Selbsthemmung aufweisen und durch ihre symmetrische Ausführung nach beiden Drehrichtungen in gleicher Weise wirken, also im Gegensatz zu den davor bekannten Schrägzahnausführungen keine sogenannte Freilaufwirkung zeigen.
Da die Schaltzeiten solcher Baueinheiten den Produktionsablauf der Werkzeugmaschinen nachhaltig beeinflussen, drängt man auf immer kürzere Schaltzeiten.
Die dazu erforderlichen stärkeren Antriebe und verstärkten Konstruktionsteile lassen sich aber nicht unterbringen, weil sich dann der gerunschte Charakter einer Baueinheit nicht aufrechterhalten läßt. Dies gab Veranlassung, für die notwendigen Untersetzungsgetriebe Differentialgetriebe einzusetzen, die werhere Umschaltvorgänge ermöglichen. In der DE-OS 29 00 659 ist ein solcher Lösungsweg gezeigt. Im Gegensatz zum Gegenstand nach der DE-AS 26 27 780 wird hier das drehbare Tischteil nicht in einfacher Weise durch vorgespannte Federn von dem stationären Tischteil zum Zwecke des Verschaltens abgehoben; vielmehr verwendet man eine aufwendige Ge-rindeverbindung. Das erforderliche Untersetzungsaetriebe ist hier als Umlaufgetriebe (Differentialgetrie be) ausgeführt. Auch in der DE-AS 12 93 526 und DE-PS 20 62 133 sind derartige Umlaufgetriebe beschrieben, jedoch wirkt das Getriebe nach der DE-OS 29 00 659 insofern als Verzweigungsgetriebe, als der Antriebsmotor über Planetenräder auf zwei innen verzahnte Stirnräder treibt, deren eines am drehbaren Tischteil befestigt ist und deren anderes auf die Gewindeverbindung wirkt.
Hier ist ein erheblicher Aufwand an mechanischen Stellgliedern und Verriegelungsmitteln erforderlich, um eine klare Trennung des Bewegungsablaufes zwischen den beiden innenverzahnten Stirnrädern zu erlangen. Da Gewinde im Laufe der Zeit durch Einlaufen ihre-Selbsthemmung weitgehend verlieren, muß zusätz-lich zu diesem großen Aufwand noch der Einbau einer Gleichstrombremse vorgenommen werden, die das Lösen der Gewindeverbindung verhindert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine winkelschaltbare Baueinheit der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die weichschaltend mit wenigen Funktionsteilen ausgerüstet ist, wodurch die Einheit verkleinert und leichter wird, sich also eine sehr vereinfachte Konstruktion ergibt; ferner ist größte Belastbarkeit möglich und eine absolute Schaltsicherheit durch Zwangs lauf gewährleistet.
Gelöst wird die gestellte Auf gabe durch die kennzeich-/und 2 nenden Merkmale von Anspruch 1/und die der Unteransprüche.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt, an Beispielen beschrieben, und zwar zeigt: Fig. 1 im Schnitt eireerfindungsgemäße Baueinheit mit aus einer Planverzahnung aushebbarem, drehbarem Tischteil in verkuppeltem Zustand mit stationärem Tischteil, Fig. 2 im Schnitt eine B emheitähnlich wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch mit nicht aushebbarem, drehbaren Tischteil, durch Anwendung eines DreiSach-Planverzahnungsssystems im verkuppelten Zustand mit dem stationären Tischteil, Fig. 3 einen Querschnitt A-A nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 einen Längsschnitt B-B nach Fig.2, im verkuppelten Zustand des drehbaren mit dem stationären Tischteil und Fig. 5 einen gleichen Längsschnitt B-B nach Fig. 2, jedoch im entkuppelten Zustand des drehbaren mit dem stationären Tischteil.
Eine mit der Werkzeugmaschine verschraubbare Grundplatte 1 ist mit einer Hohlsäule 2 verschraubt, in die ein Motor 3 fest montiert ist. Vorzugsweise findet ein Drehstrommotor Verwendung, jedoch können auch Hydraulik-oder Druckluftmotoren eingebaut werden. Auf der Motorwelle 4 ist ein Planetenträger 5 befestigt, in dem Planetenräder 6 gelagert sind. Diese kämmen in den Innenverzahnungen der Abtriebsräder 8 und 9. Das Abtriebsrad 8 istitit dem drehbaren Tischteil 10, 26 verschraubt, an dem die nicht dargestellten Werkzeuge oder auch Werkstücke für den Arbeitsgang der Werkzeugmaschine befestigt werden. Das Abtriebsrad 9 kann um die Hohlsäule 2 umlaufen und ist nach oben durch die Schulter 25 begrenzt. Die Abtriebsräder 8 und 9 haben verschiedene Zähnezahlen. Das Abtriebsrad 9 weist stirnseitig Kuppelzähne 11 auf, deren Flanken 12 annähernd rechtwinklig zur Stirnfläche 13 ausgeführt sind und deren Winkligkeit damit im Sinne einer üblichen beidseitig wirkenden Klauenkupplung Selbsthemmung aufweist.
Dem Abtriebsrad 9 steht die Stirnfläche 14 der Kuppelzähne 15 mit den Flanken 16 eines Ringteiles 17, 27 gegenüber, das axial verschiebbar, aber gegen die Hohlsäule 2, durch Paßfedern 7 gesichert, nicht drehbar ist.
Die Neigung der Flanken 16 entspricht der Neigung der Flanken 12.
Bei dem drehbaren Tischteil 10 der Fig. 1 weist die Grundplatte 1 eine Planverzahnung 18 auf, in die im verkuppelten Zustand eine Planverzahnung 19 des drehbaren Tischteils 10 spielfrei einrastet. Ein Kranz von Druckfedern 20 spannt über ein Druck lager 21 das drehbare Tischteil 10 axial vor, so daß dieses durch Verschiebung entlang der Hohlsäule 2 und Entkupplung der Planverzahnungen 18 und 19 zur Drehung freigegeben wird, wenn bei Einschaltung des Motors 3 und damit Drehung des Abtriebsrades 9 gegen das noch blockierte Abtriebsrad 8 die Kuppelverzahnungen 11, 12, 13 und 14, 15, 16 ineinander fallen. Das AbtrYssrad 9 ist nunmehr an dem Ringteil 17, 27 gegen Drehung blockiert und das Tischteil 10 erfährt die gewünschte Drehung solange, bis nicht dargestellte elektrische Meldeglieder, die vorprogrammiert werden, die Erreichung der er#iü-nschten Position, zusätzlich eines bestimmten Überlaufwinkels cc anzeigen. Der bisher in Schaltrichtung "a" drehende Motor 3 wird umgepolt in die Schaltrichtung tb) und das drehbare Tischteil 10, 26 dreht in der ersten Rücklaufphase bis zur eigentlichen Position zurück, d.h.
der Überlaufwinkel Oc wird rückwärtig ausgefahren.
Im drehbaren Tischteil 10 federnd gelagerte Ablenkbolzen 22 befanden sich während der Motormpolung im 3ereich einer der Schrägnuten 24 mit den Schrägfläcen 23 des Ringteiles 17, 27, von denen soviel vorhanden sein müssen, als die Baueinheit Positionen aufweist.
Entgegen der Wirkung der Federn 20 löst die die Kupplung 11, 12, 13 aus der Kupplung 14, 15, 16 bei gleichzeitiger Verkupplung der Planverzahnungen 18 und 1 9.
Das drehbare Tischteil 10 ist mit dem Abtriebsrad 8 gegen Drehung blockiert und das Abtriebsrad 9 wird frei.
Der Motor 3 läuft in Schaltrichtung tbtt weiter, die Stirnflächen 13 und 14 von Abtriesrad 9 und Ringteil 17 gleiten unter Vorspannung gegen die Schulter 25 auBeinander, bis sich die Kupplungszähne 11 und 15 decken und der Motor 3 über die bereits erwähnten elektrischen Meldeglieder abgeschaltet wird.
Bei einer Baueinheit gemäß Fig. 2 vollzieht sich der Umschaltvorgang in gleicher vorbeschriebeneer Weise.
Das Ringteil 27 weist an seiner dem Antrieb zugekehrten Stirnseite die gleichen Kuppelzähne auf, wie das Ringteil 17 der Fig. 1. Die andere Stirnseite des Ringteiles 27 ist dagegen nicht mit einer glatten Anlagefläche versehen, sondern weist eine Planverzahnung 28 auf, die im Arbeitszustand der Baueinheit spielfrei, unter Vorspannung gegen die Schulter 25 der Hohlsäule 2 abgestützt, in die Planverzahnung 29 der Grundplatte 30 und in die Planverzahnung 31 des Zahnringes 32 eingreift.
Dieser ist mit dem drehbaren Tischteil 26 fest verschraubt und liegt mit seiner unteren Stirnseite satt auf der Grundplatte 30 auf. Ein Kranz von Druckfedern 33 bewirkt eine Längsverschiebung des Ringteiles 27 entlang der Hohlsäule 2, wenn ein erneuter Schaltvorgang, wie vorher bei Fig. 1 beschrieen, einsetzt, und die Kuppelverzahnungen 14, 15, 16 des Ringteiles 27 und 11, 12, 13 des Abtriebsrades 9 ineinanderfallen.
Die Ausführungen insbesondere eines Revolverkopfes für terkzeugmaschine8fiach den Fig. 1 und 2 stellen zwei mögliche Lösungen der Erfindung dar. Anstelle der beiden innenverzahnten Abtriebsräder 8 und 9 können solche mit ener Außenverzahnung Anwendung finden, wobei dann die Planetenräder 6 die Abtriebsräder außen umlaufen. Zweckmäßig werden dann die Ringteile 17 oder 27 auch axial festgesetzt und beide Abtriebsräder erfahren zusammen die vorherige Verschiebung der Ringteile. In diesem Fall kann es weiterhin vorteilhaft sein, anstelle der Ablenkbolzen 22 einen sogenannten Schleppring, wie er durch die DE-PS 20 62 133 bekannt wurde, unter Ausnutzung der Relativdrehung zwischen drehbarem Tischteil und stationärem Tischteil, einzubauen. Die einzelnen Schaltphasen laufen auch in diesem Fall in gleicher Weise wie vorbeschrieben ab.
5 t ü c k 1 i s t e 1 = Grundplatte 2 = Hohlsäule 3 = Antriebsmotor 4 = Motorwelle 5 = Planetenträger 6 = Planetenräder 7 = Paßfedern 8 = Abtriebsräder 9 = Abtriebsräder 10 = drehbarer Tischteil 11 = Kupplungszähne 12 = Flanken 13 = Stirnfläche 14 = Stirnfläche 15 = Kuppelzähne 16 =- Flanken 17 = Ringteil 18 = Planverzahnung der Grundplatte 19 = Planverzahnung des drehbaren Tischteils 20 = Feder 21 = Drucklager 22 = Ablenkbolzen 23 = Schrägflächen 24 = Schrägnuten 25 = Schulter 26 = drehbarer Tischteil 27 = Ringteil Leerseite

Claims

Patentansprüche Winkelschaltbare Baueinheit, insbesondere Revolverkopf für \#rkzeugmaschinen, mit einem an der Werkzeugmaschine fest verschraubten, stationären Tischteil und einem antreibbaren, um das stationäre Tischteil dreh- sowie winkelschaltbare Tischteil, wobei ein einem Antriebsmotor nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe das Entkuppeln der beiden Tischteile voneinander sowie das Umschalten des drehbaren Tischteiles in eine neue Position bewirkt, und die beiden Tischteile wieder verkuppelt unter Verwendung eines ein- oder mehrstu£igen Umlaufgetriebes (Differentialgetriebe),ausgebildet als Untersetzungsgetriebe mit zwei antreibbaren Abtriebsrädern, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Tischteil (10) federbelastet und mit dem Abtriebsrad (8) verbunden ist und Kupplungsverzahnungen (11, 12, 13) des Abtriebrades (9) mit Gegenverzahnungen (14, 15, 16) eines zum drehbaren Tischteil (10) drehfest angeordneten, längsverschiebbaren, federbelasteten Ringteiles (17) zusammenwirken, und daß dem System mindestens eine Schrägführung zugeordnet ist (= Ri#cfhrunc zum Zwecke der Verriegelung des drehbaren Tischteiles).
2. Winkelschaltbare Baueinheit, insbesondere Revolverkopf für Werkzeugmaschinen, mit einem an der T.«.rerkzeugmaschine fest- verschraubten, stationären Tischteil und einem antreibbaren, um das stationäre Tischteil dreh- sowie winkelschaltbare Tischteil, wobei ein einem Antriebsmotor nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe das Entkuppeln der beiden TisC8lteile voneinander sowie das Umschalten des drehbaren Tischteiles in eine neue Position bewirkt, und die beiden Tischteile wieder verkuppelt unter Verwendung eines ein- oder mehrstufigen Umlaufgetriebes (Differentialgetriebe), ausgebildet als Untersetzungsgetriebe mit zwei antreibbaren Abtriebsrädern, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Tischteil (26) in bekannter Weise mit dem Abtriebsrad (8) fest verbunden ist und Kupplungsverzahnungen (11 12, 13) des Abtriebrades (9) mit Gegenverzahnungen (14, 15, 16) eines zum drehbaren Tischteil (26) drehfest angeordneten, längsverschiebbaren, federbelasteten Ringteils (27) zusammenwirken, wobedas Ringteil (27) spielfrei plankuppelbar ist (z.3. mittels Planverzahnung (28)), und zwar mit einer Planverzahnung (29) der Grundplatte (30) und einer Planverzahnung (31) des Zaluiringes (32), der mit dem drehbaren Tischteil (26) fest verbunden ist, und daß dem System mindestens eine Schrägführung zugeordnet ist (= Rückführung zum Zwecke der Verriegelung des drehbaren Tischteiles).
3. Baueinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (17, 27) mittels Paßfeder (7) am Außenmantel einer Hohlsäule (2) geführt ist.
4. Baueinheit insbesondere nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägführung ein im Ringteil (17, 27) vorgesehener Schlitz (24) ist, in den ein zugeordneter, federbelasteter und im drehbaren Tischteil (10, 26) geführter Ablenkbolzen (22) eingreift.
5. Baueinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des Schlitzes (24) auf die Planverzahnung (18, 19; 28, 29; 31) abgestimmt ist.
6. Baueinheit nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrich tungswechs e 1 des Antriebsmotors (3) durch rückwärtiges Abfahren eines Überlaufwinkels £ entgegen der Federwirkung des Ringteiles (17, 27) mittels der Schrägführung (24) das Abtriebsrad (9) vom Ringteil (17, 27) entkuppelbar ist.
7. Baueinheit insbesondere nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsräder (8, 9) außen verzahnt sind, und die Planetenräder (6) außen um die Abtriebsräder (8, 9) umlaufen.
8. Baueinheit insbesondere nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in kinematischer UScehrung das Ringteil (17, 27) direkt oder indirekt am stationären Tischteil (ohne Federbelastung) befestigt ist, und daß die beiden Abtriebsräder (8, 9) unter Federbelastung längsverschiebbar sind.