DE3111569A1 - Werkzeugrevolverkopf - Google Patents

Description

DUPLOMATIC MECCANICA APPLICAZIONI OLEODINAMICIIE S.p.A. Via Alba 18

Busto Arsizio, Varese, Italien

Werkzeugrevolverkopf

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolverkopf der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art.

Um den im Betrieb auftretenden Anforderungen zu genügen,müssen Mehrpositions-Werkzeugrevolverköpfe verschiedene Voraussetzungen erfüllen. Es ist vor allem erforderlich, daß sie sich exakt in den gewünschten Winkelstellungen positionieren lassen, üblicherweise wird z.B. eine Positionierungsgenauigkeit von nicht weniger als ~ 3 Winkelsekunden gefordert.

Es ist außerdem erforderlich, daß die für die Winkel verstellung von einer Ausgangsposition in eine gewünschte Endposition erforderliche Zeit im Interesse einer hohen Produktivität der den Revolverkopf tragenden Werkzeugmaschine sehr kurz ist;.für die Winkelverschiebungen werden üblicherweise z.B. Geschwindigkeiten von etwa 10 bis 20 Umdrehungen pro Minute verlangt.

Es muß weiter möglich sein, an Werkzeugrevolverköpfen der in Rede stehenden Art auch dann, wenn der Kopf selbst mit horizontaler Achse montiert ist, ein Werkzeug von vorbestimmten! hohem Gewicht anbringen zu können, das auskragend, d.h. mit Überhang an dem Werkzeughalterkörper befestigt ist; es wird beispielsweise gefordert, ein Werkzeug mit einem Gewicht von 25 kg mit einem Überhang von 180 mm montieren zu können.

Die hohe Drehgeschwindigkeit und das Vorhandensein schwerer mit Ausladung montierter Werkzeuge haben offensichtlich zur Folge, daß der Werkzeughalterkörper einem äußeren Kräftepaar ausgesetzt ist, welches ein Ungleichgewicht hervorruft. Dieses Kräftepaar, das im folgenden auch als Ungleichgewichtsmoment bezeichnet wird, resultiert aus dem beim Anhalten in einer vorbestimmten Position.entstehenden Trägheitsmoment und aus dem statischen Ungleichgewichtsmoment, welches durch das schwere Werkzeug entsteht, wenn der Werkzeugrevolverkopf selbst mit horizontaler Achse montiert ist.

Bei korrektem Gebrauch von Werkzeugrevolverköpfen der beschriebenen Art darf das äußere Ungleichgewichtsmoment einen vorbestimmten zulässigen Maximalwert nicht überschreiten, der von dem Konstrukteur festgelegt ist.

Bei bekannten Werkzeugrevolverköpfen wird die exakte Winkelpositionierung des Werkzeughalterkörpers durch den Eingriff von Arretiermitteln zwischen Grundkörper und Werkzeughalterkörper hergestellt, wobei beträchtliche mechanische Stöße entstehen, durch die das äußere Ungleichgewichtsmoment beseitigt wird.

Bei einer anderen Lösung kann der Werkzeughalterkörper nach Erreichen seiner Endstellung eine überdrehung endlicher Weite ausführen, die anschließend rückgängig gemacht wird und während derer eine gewisse Bremswirkung auftritt. Diese Lösung besitzt jedoch den Nachteil, daß am Ende der überdrehung begrenzter Weite ein Stoß auftritt, wenn das äußere Ungleichgewichtsmoment den genannten zulässigen Maximalwert überschreitet, weil z.B. an dem Werkzeughalterkörper unzulässigerweise ein überschweres Werkzeug angebracht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolverkopf der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art zu schaffen, dessen strukturellen und funktioneilen Eigenschaften die oben genannten Voraussetzungen

erfüllen und gleichzeitig die erwähnten Nachteile, welche den bekannten Werkzeugrevolverköpfen anhaften, vermeiden helfen.

Diese Aufgabe wird durch einen Werkzeugrevolverkopf mit. den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt die Schnittzeichnung eines Werkzeugrevolverkopfes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt des in Fig. 1 dargestellten Werkzeugrevolverkopfes, wobei der Schnitt längs der Linie H-II ausgeführt ist,

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht eines Einzelteiles des Werkzeugrevolverkopfes gemäß Fig. 1, wobei der Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2 ausgeführt ist,

Fig. 4 bis 10 zeigen schematische Ansichten des Werkzeugrevolverkopfes nach Fig. 1 in verschiedenen aufeinanderfolgenden Betriebszuständen; im einzelnen zeigen Fig. 4 den Werkzeugrevolverkopf mit dem in einer vorbesV/nmten Winkelposition blockierten Werkzeughalterkörper, Fig. 5 den Werkzeughalterkörper bei der Entsperrung, Fig. 6 denKopf bei seiner Winkelverschiebung in Richtung

auf die nächstfolgende vorgewählte Position, Fig. 7 den Kopf in dem Zeitpunkt, in dem diese vorgewählte Winkelposition erreicht wurde,

Fig. 8 den Kopf am Ende der überdrehung aufgrund eines äußeren Ungleichgewichtsmomentes, dessen Wert unter einem vorbestimmten zulässigen Maximalwert liegt, Fig. 9 den Kopf während der Blockierphase, Fig. 10 den Kopf während der überdrehung, wenn der Workzcu'ihalterkörper einem äußeren Ungleichgewichlsmoment ausgesetzt ist, dessen Wert den gpriannten vorbestimmten maximal zulässigen Wert übc-rschrei I (¹L.

Der in den Zeichnungen dargestellte Werkzeugrevolverkopf ist in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet- Er umfaßt einen Grundkörper 2, der mit seiner Basisfläche 3 fest an einer (nicht (l.injosLül 1 ten ) Werkzeugmaschine fixierbar ist.

An dem Grundkörper 2 ist ein Werkzeughalterkörper 4 montiert, der an seiner Außenseite eine.Anzahl von mit 5 bezeichneten Sitzen zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Werkzeugen aufweist. Diese Sitze sind mit Blockierorganen ausgestattet, die aus Spannblöcken und -schrauben 6 bzw. 7 bestehen.

Der Werkzeughalterkörper 4 ist auf dem Grundkörper 2 derart montiert, daß er um eine senkrecht zur Basisebene 3 verlaufende Achse x-x drehbar und in Richtung dieser Achse längsverschiebbar ist.

.Der Werkzeugrevolverkopf 1 umfaßt ferner einen in seiner Gesamtheit mit 8 bezeichneten Steuerungskörper, der mittels Wälzlagern 9, 10 und 11 drehbar indem Grundkörper. 2 montiert.ist. Er läßt sich durch umkehrbare Antriebsmittel in beiden Drehrichtungen um die Achse x-x antreiben. Die Lager 9 und 10 liegen mit ihrer Außenseite unmittelbar in dem Grundkörper 2, während das Lager 11 über eine Bodenscheibe 12 mit dem Grundkörper 2 verbunden ist, die ihrerseits mittels Schrauben 13 an diesem befestigt ist. Zwischen dem Grundkörper 2 und dem Werkzeughalterkörper 4 befindet sich eine Klauenkupplung 14. Sie besteht aus zwei Zahnkränzen 15 und 16, die mit Schrauben 17 und Paßstiften 18 an dem Grundkörper 2 bzw. an dem Werkzeughalterkörper 4 befestigt sind. Zwischen dem Werkzeughalterkörper 4 und dom SLouerungskörper 8 ist eine Schraubtriebkupplung 19 vorgesehen.

Der Werkzeughalterkörper 4 verfügt über zylindrische Innenflächen 20 und 21, denen zylindrische Außenflächen 22 bzw. 23 entsprechen, welche an dem mit dem Grundkörper 2 verbundenen Zahnkranz 15 bzw. unmittelbar an dem Grundkörper 2 selbst ausgebildet sind.

Ferner verfügt der Werkzeuyhalterkörper 4 Ober eine Innenfläche 24, der eine zylindrische Außenfläche 25 entspricht, welche an einem mit Schrauben 27 und Paßstiften 28 und 29 an dem Steuerungskörper 8 befestigten Ring 26 ausgebildet ist.

Der Revolverkopf 1 umfaßt ferner ein mit 30 bezeichnetes zwischen dem Werkzeughalterkörper 4 und dem Grundkörper 2 angeordnetes Richtgesperre mit Sperrnocken 32 und Rastvertiefungen 31. Letztere sind aus dem Grundkörper 2 herausgearbeitet'. Ihre Anzahl entspricht der Zahl der gewünschten Positionen des Revolverkopfes 1. Der Sperrnocken 32,der unter dor Vorspannung einer Feder steht, ist ein dem Werk/euyha 1 Lurkurpor 4 cinyobr.icli L. Er kann mit seinem mit 32a bezeichneten aktiven Ende in jede der Rastvertiefungen 31 eingreifen und bestimmt damit die betreffende Position des Revolverkopfes 1 ..

Außerdem umfaßt der Revolverkopf 1 ein weiteres Richtgesperre 33, das zwischen dem Werkzeughalterkörper 4 und dem Steuerungskörper 8 liegt. Es besitzt eine Rastvertiefung 34, die aus einem Ring 35 herausgearbeitet ist, der mit der genannten Schraube 27 und den Paßstiften 28 und 29 an dem Steuerungskörper 8 befestigt ist. Weiterer Bestandteil des Richtgesperres 33 ist ein federbelasteter Sperrnocken 36, der in dem Werkzeughalterkörper 4 geführt ist. Der zum Eingriff in die Rastvertiefung 34 bestimmte aktive Endbereicli do<. Sperrnockons 3b ist mit 36a bezeichnet.

Der Sperrnocken 32 und der Sperrnocken 36 sind in dem Revolverkopf. 1 derart angeordnet, daß sie miteinander fluchten. Sie sind in einem gemeinsamen Gleitsitz 37 geführt, der aus dem Werkzeughalterkörper 4 herausgearbeitet ist.

In einer Position zwischen dem Sperrnocken 32 und dem Sperrnocken 36 erstreckt sich ein auf der gleichen Wirkungslinie liegendes elastisch nachgebendes Organ 38, das eine vorbestimmte Reaktionskraft besitzt und desson Enden 38a und 38b einen vorbpst immten Arbeitsabstand von An^r,ch 1 a q f 1 .icfion 'Wc und 3dc

aufweisen, die an dem Sperrnocken 32 bzw. dem Sperrnocken 36 ausgebildet sind und einander gegenüberliegen.

Der genannte Arbeitsabstand ist so gewählt, daß die Endbereiche 38a und 38b des elastisch nachgiebigen Organs 38 an den entsprechenden Anschlagflächen 32c und 36c anliegen, wenn einer der Sperrnocken 32 oder 36 sich nicht in einer seiner Rastvortiefungcn befindet.

Im ilcircjes l.e 1 I Lon Hei spiel umfaß L das elastisch nachgiebige Organ 38 einen vorgespannten Stapel von Tellerfedern, die mit bezeichnet sind und die auf einem zentralen Führungsstift 51 zwischen zwei Scheiben 52a und 52b montiert sind, wobei die Scheibe 52b einstückig mit dem Stift 51 ausgebildet ist, während die Scheibe 52a eine gleitbar auf dem Stift 51 gelagerte Scheibe ist, die mittels eines Seegerringes 53 in einer vorbestimmten Position gehalten ist.

Anstelle von Tellerfedern können auch andere Federarten, beispielsweise Doppelkegelfedern verwendet werden.

Dio öl äst i seile Roaktionskraft, welche das elastisch nachgiebi- <jo Organ 38 auf die Sperrnocken 32 und 36 ausübt, hat einen vorbestimmten Wert, der so festgelegt ist, daß die Sperrnocken 32 und 36 nur dann gleichzeitig aus den zugeordneten Rastvertiefungen austreten können, wenn das auf den Werkzeughalterkörper wirkende äußere Ungleichgewichtsmoment den zulässigen Höchstwert überschreitet.

Die federbelasteten Sperrnocken 32 und 36 sind vorteilhafterweise mit Federn 54 und 55 ausgestattet, die sich gegen die Scheiben 52a und 52b des elastisch nachgiebigen Organs 38 abstützen.

Dor Slouerunuskörper 8 isL durch umkehrbare Antriebsmittel 39 antreibbar. Uiese AnLriebsmiLLeI umlassen einen (nichL dargestellten) Elektromotor, der mit einer Spindel 40 gekuppelt

ist. Letztere steht mit einem Zahnrad 41 im Eingriff, das mittels eines Keiles 42 drehfest mit dem Steuerungskorper 8 verbunden ist.

An seiner Oberseite besitzt der Werkzeughalterkörper 4 eine Abdeckung 43, die mit, Schrauben 44 befestigt ist. An iliror Unterseite befindet sich Ring 45, der mittels eines Domes 46 drehfest mit ihm verbunden ist und von einer Feder 47 gegen den Grundkörper 2 gedruckt wird, derart daß das Eindringen von Drehspänen und/oder von Schmutzteilen zwischen Werkzeughalterkörper und Grundkörper verhindert ist, wenn ersterer relativ zu dem letzteren angehoben wird.

Im folgenden sei' die Funktion des Werkzeugrevolverkopfes unter Bezugnahme auf Fig. 1, 2, 3 und 4 für den Fall erläutert, daß das äußere Ungleichgewichtsmoment den zulässigen Maximalwert nicht "überschreitet.

Der Steuerungskorper 8 dreht sich unter der Einwirkung der Antriebsmittel 39 in Richtung des Pfeiles f. Dabei bewirkt diο Schraubtriebkupplung 19, daß sich der Werkzeugha1terkörper axial verschiebt und die Stirnklauenkupplung 14 außer Eingriff gebracht und damit gelöst wird (Fig. 5). Wenn die Rastvertiefung 34 dem Sperrnocken 36 gegenüberliegt und dieser mit ihr in Eingriff kommt, nimmt der Steuerungskorper 8 den Werkzeughalterkörper 4 bei seiner Drehbewegung mit. Während dieser Drehbewegung (Fig. 6) hat der Sperrnocken 32 die Rastvertiefung 31 verlassen, mit der er zuvor in Eingriff stand, und wird zu der nächstfolgenden Rastvertiefung geführt, so daß er mit dieser in Eingriff kommt.

Wenn dies der Fall ist, (Fig. 7) haiton die Antriebsmittel 39 und der Steuerungskorper an, während der Werk/euyhd 1 terkorper 4 unter der Wirkung des äußeren Ungleichgewichtsmomentes eine Überdrehung in Richtung des Pfeiles y aufführt, so daß er in die in Fig. 8 dargestellte Position gelangt.

Die Größe dieser Überdrehung ist in Fig. 8 mit tx bezeichnet und hängt von der Größe des äußeren Ungleichgewichtsmomentes ab.

Während der überdrehung wird die Winkelgeschwindigkeit des Werkzeughalterkörpers allmählich zu Null. Dies geschieht zunächst durch die Bremswirkung der Federn 54 und 55 und anschließend - wenn die Anschlagflächen 32c und 36c der Sperrnocken 32 und 36 mit den betreffenden Enden 38a und 38b des elaslisch nachgiebigen Organs 38 in Berührung kommen - auch durch dieses Organ 38 selbst.

In diesem Punkt erfolgt eine Drehrichtungsumkehr der Antriebsmittel 39, so daß der Steuerungskörper 8 bei seiner Drehung in Richtung des Pfeiles h, der dem Pfeil f entgegengerichtet ist, den Werkzeughalterkörper 4 in die korrekte Position führt, wobei die erwähnte überdrehung oc rückgängig gemacht wird.

Wegen des Eingriffs des Sperrnockens 32 in die Rastvertiefung 31 verbleibt der Werkzeughalterkörper 4 in dieser Winkelposition und wird sodann axial verschoben, bis die Klauenkupplung 14 infolge der Drehbewegung des Steuerungskörpers 8 in Gegenrichtung des Pfeiles f wieder in Eingriff kommt, bis die Blokkierung beendet ist, womit der Werkzeugrevolverkopf in die ge-'würif.ch Lo neuo Position go langt ist, die der in Fig. 8 dargestellten Position analog ist.

Falls das an dem Werkzeugrevolverkopf angreifende äußere Ungleichgewicht infolge falschen Gebrauchs den zulässigen Maximalwert überschreitet, wird die elastische Reaktionskraft des Organs 38 überwunden, so daß beide Sperrnocken aus ihren Sitzen heraustreten und der Werkzeughalterkörper freigegeben wird. Er überschreitet daraufhin die gewünschte Winkelposition (Fig. 10), ohne daß Stöße und Beschädigungen oder Verschleiß auftreten. Die Bedienungsperson kann auf diese Weise eingreifen, den Arbeitsablauf unterbrechen und· die Ursachen für dan feilschen Einsatz des Workzeugrevolverkopfes be- ·.(>] I i c|(mi .

Der Werkzeugrevol vcrkopf tiernüß der Lrlinduncj jrbeRot stoßfrei, sicher und zuverlässig bei zwischen Null und einem zulässigen Maximalwert liegender Größe des erwähnten Ungleichgewichtsmomentes. Er ist auch dann gegen Stöße und Beschädigungen geschützt, wenn das Ungleichgewichtsmoment zufällig,
z.B. unsachgemäßen Einsatz, den zulässigen Maximalwert überschreitet.

Claims (2)

1. - trr -

   Patentansprüche

   Werkzeugrevolverkopf zur Werkzeughalterung mit mehreren Positionen

   - mit einem Grundkörper,

   - mit einem Werkzeughalterkörper, der drehbar und in Richtung seiner Drehachse längs-verschiebbar auf dem Grundkörper montiert ist,

   - mit einem Steuerungskörper, der koaxial zu dem Werkzeughalterkörper drehbar auf dem Grundkörper montiert und durch umkehrbare Antriebsmittel in beiden Drehrichtungen antreibbar ist,

   - mit einer zwischen dem Steuerungskörper und dem Werkzeughalterkörper liegenden Schraubtriebkupplung und einer zwischen dem Werkzeughalterkörper und dem Grundkörper liegenden Stirnklauenkupplung,

   - mit einem zwischen dem Steuerungskörper und dem Workzeinjhalterkörper angeordneten Richtgesperre mit federbelastetem Sperrnocken und Rastvertiefung

   - sowie mit einem zwischen dem Werkzeughalterkörper und dem Grundkörper angeordneten weiteren Richtgesperre mit federbelastetem Sperrnocken und Rastvertiefungen,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die federbelasteten Sperrnocken (32, 36) der beiden Richtgesperre (30, 33) zueinander fluchtend angeordnet sind und daß in einer Position zwischen den Sperrnocken (32,36) ein auf der gleichen Wirkungslinie wie diese liegendes elastisch nachgiebiges Organ (38) mit vorbestimmter elastischer Reaktionskraft vorgesehen ist, dessen Enden (38a, 38b) einen solchen Arbeitsabstand von den Sperrnocken (32, 36) aufweisen, daß sie mit diesen (32, 36) in Eingriff gelangen, wenn einer (z.B. 36) von ihnen sich außerhalb der zugeordneten Rastvertiefung (z.B. 34) befindet.
2. 2. Werkzeugrevolverkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (54, 55) für die elastische Vorspannung der Sperrnocken (32, 36) sich gegen die Endberei-

   ehe (38a, 38b) des elastisch nachgiebigen Organs (38) abstützen.