DE3143999C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Revolverkopf-Werkzeugaufnahme nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Revolverkopf-Werkzeugaufnahme ist aus der DE-OS 27 41 907 bekannt. Dort ist als Sperrglied neben einem Riegel, der entsprechende Öffnungen entsprechend den Schaltstellungen des Revolverkopfes anfährt, ein Zahnring vorgesehen, der von dem mit einem Motor verbundenen hülsenförmigen Antriebsorgan gegen die Wirkung von Federn in eine feste Gegenverzahnung gedrückt wird. Dies geschieht bei der bekannten Ausführung dadurch, daß das Antriebsorgan an seiner dem Zahnring zugewandten Stirnseite mit einer Art Sägezahnverzahnung ausgerüstet ist, die in eine korrespondierende Verzahnung des Zahnringes eingreift. Bei einer Drehung des Antriebsorganes in einer Richtung sorgt diese Verzahnung daher dafür, daß der mit der Werkzeugaufnahme ver­ bundene Zahnring zum Stellungswechsel mitgenommen wird, während bei einer Drehung des Antriebsorganes in der anderen Richtung, die nur einer kurzen Winkelschwenkung entspricht, die schrägen Flanken der Sägezahnanordnung der Zahnring gegen die Federkraft in eine ortsfeste Arretierungsposition gedrückt wird, die dafür sorgt, daß auch der Werkzeugträger in dieser Stellung arretiert ist.

Nachteilig bei solchen Ausführungsformen ist daher, daß der Positionswechsel des Werkzeugträgers nur in einer Drehrichtung erfolgen kann, so daß ebenso wie bei anderen bekannten Revolverkopf-Werkzeugaufnahmen (DE-OS 30 25 863 und DE-OS 31 11 569) die Werkzeugaufnahme nutzlos eine Drehbewegung in einer Drehrichtung ausführen muß, die unter Umständen einer komplet­ ten Drehung gleichkommt, wenn eine Stellung angefahren werden soll, die der gerade eingestellten Lage entgegengesetzt zur möglichen Drehrichtung benachbart liegt. Die zum Anfahren der notwendigen Werkzeugposition nötige Zeit wird daher zur Tot­ zeit, die zu einer unerwünschten Verlängerung der Gesamtbe­ arbeitungszeit führt. Nachteilig ist in gewisser Hinsicht auch, daß ein relativ aufwendiger Mechanismus zur Arretierung und zur Durchführung der Drehbewegung notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Revolverkopf-Werkzeug­ aufnahme der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Tot­ zeiten beim Anfahren der gewünschten Werkzeugposition so gering als möglich gehalten werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen. Durch diese Maßnahme kann der Revolverkopf wahlweise in beiden Richtungen gedreht werden, um Werkzeugpositionen anzufahren. Dies wird dadurch erreicht, daß die Arretierfunktion des Sperrgliedes von einem anderen Organ übernommen wird als die Antriebsfunktion. Es genügt durch diese Ausgestaltung, dem Sperrglied eine Entriegelungseinrich­ tung in der Form eines Steuernockens mit zwei symmetrisch zueinander verlaufenden schrägen Flächen zuzuordnen, der in beiden Drehrichtungen des Antriebsorganes das Sperrglied aus der Arretierstellung herausbewegt, so daß dann über die Kupp­ lung das Antriebsorgan mit einem Antriebsglied in Wirkverbin­ dung treten kann, das den Revolverkopf in der jeweils ge­ wünschten Drehrichtung mitnimmt. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung auch, daß die axial zu bewegenden Teile in ihrer Masse klein gehalten werden können, daß trotzdem aber die gewünschte Arretierung sicher erreicht werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Diese Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeich­ nung dargestellt und im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Revolverkopf entspre­ chend der Erfindung,

Fig. 2, 3 und 4 schematische Ansichten einer ersten Einzelheit des Revolverkopfs nach Fig. 1 in verschiedenen Funk­ tionsphasen des Revolverkopfs,

Fig. 5, 6 und 7 schematische Ansichten einer zweiten Einzelheit des Revolverkopfs nach Fig. 1 in verschiedenen Funk­ tionsphasen des Revolverkopfs,

Fig. 8, 9 und 10 schematische Ansichten einer dritten Einzelheit des Revolverkopfs nach Fig. 1 in verschiedenen Funktions­ phasen des Revolverkopfs und schließlich

Fig. 11, 12 und 13 schematische Ansichten einer vierten Einzelheit des Revolverkopfs nach Fig. 1 in verschiedenen Funk­ tionsphasen des Revolverkopfs.

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ist mit 1 global ein Revolverkopf entsprechend der Erfindung gekennzeichnet, welcher einen Grundkörper 2 besitzt, der mit einer Seiten­ fläche 2 a an einer senkrechten Fläche 3 a eines Elements 3 einer nicht dargestellten, da konventionellen Werkzeugmaschine befestigt ist.

Am Grundkörper 2 ist eine Werkzeugaufnahme 4 montiert, die in konventioneller Weise mit Sitzen 4 a für die Aufnahme ent­ sprechender, nicht dargestellter Werkzeuge versehen ist. Die Werkzeugaufnahme 4 ist drehbar um eine senkrechte Achse Z-Z angeordnet und wird axial von sich gegenüberliegenden Druck­ lagern 5 und 6 gehalten.

Zwischen dem Grundkörper 2 und der Werkzeugaufnahme 4 ist eine an sich konventionelle Dichtung 7 vorgesehen, um das Eindringen von Verunreinigungen in das Innere des Revolver­ kopfs 1 zu verhindern.

Der Revolverkopf 1 besitzt einen in Richtung Z-Z beweglichen und mit einem aktiven keilförmigen Ende 8 a versehenen Kolben 8, der verschiebbar in einer Gleitführung 9 in der Werkzeug­ aufnahme 4 angeordnet ist. Der Kolben 8 ist dazu vorgesehen, mit seinem aktiven Ende 8 a und unter Einwirkung federnder Mittel 10 nacheinander in einer Vielzahl entsprechender keil­ förmiger Sitze, die alle mit 11 bezeichnet und im Grundkör­ per 2 eingearbeitet sind, einzurasten, wobei ihre Anzahl gleich ist der Zahl der Winkelstellungen des Revolverkopfs 1.

Die Werkzeugaufnahme 4 ist mit einem keilförmigen Sitz 4 b versehen, der dem Kolben 8 gegenüberliegt. Der Kolben 8 ist mit seinem aktiven Ende 8 a in eingerasteter Stellung mit einem der keilförmigen Sitze 11 im Eingriff, und gleichzei­ tig auch mit dem keilförmigen Sitz 4 b, so daß eine genaue Positionierung in Winkelstellung der Werkzeugaufnahme 4 ge­ währleistet ist.

Der Revolverkopf 1 umfaßt weiterhin ein Antriebsorgan 12, welches drehbar um die Achse Z-Z des Grundkörpers 2 und der Werkzeugaufnahme 4 gelagert und jeweils von den Radiallagern 13 und 14 und von den sich gegenüberliegenden Axialdruck­ lagern 15 und 16 zwischen dem Grundkörper 2 und der Werk­ zeugaufnahme 4 gehalten ist.

Das Antriebsorgan 12 wird in beiden Drehrichtungen von moto­ rischen Mitteln, bestehend aus einem Getriebemotor 17, an­ getrieben, wobei der Motor je nach Bedarf in beiden Richtun­ gen drehen kann. Das Antriebsorgan 12 ist seitlich mit einem Nocken 18 mit zwei in V-Form ansteigenden Flächen 18 a und 18 b versehen, die zur Horizontalen einen festgelegten Winkel α haben. Der Kolben 8 ist mit einem vorstehenden Führungs­ zapfen 19 versehen, der mit dem Nocken 18 zusammenwirkt. Vor­ zugsweise wird der Winkel α genügend klein gewählt, so daß die Kraft der federnden Mittel 10 keine Querkraftkomponente auf das Antriebsorgan ergibt, die größer wäre als die Rei­ bungskraft, der das Antriebsorgan ausgesetzt ist.

Der Revolverkopf 1 besitzt weiterhin Kupplungselemente, die global mit 20 bezeichnet sind, um die Werkzeugaufnahme in einer Winkelstellung mit dem Grundkörper 2 und alternativ mit dem Antriebsorgan 12 fest zu verbinden.

Diese Kupplungselemente 20 bestehen aus einem im Grund­ körper 2 verschiebbar angeordneten Stellbolzen 21, der unter Einwirkung einer Feder 22 mit festgelegter Federkraft zur Werkzeugaufnahme 4 hin bewegt werden kann, um nachein­ ander in eine Vielzahl von Aussparungen 23 einzurasten, die in der Werkzeugaufnahme 4 eingearbeitet sind und deren An­ zahl der Zahl der Winkelstellungen des Revolverkopfs 1 ent­ spricht.

Die Kupplungselemente 20 umfassen weiterhin einen mit 24 be­ zeichneten Mechanismus, der mittels einer Verzahnung 25 in der Werkzeugaufnahme 4 verschiebbar angeordnet ist, und unter der Einwirkung einer Feder 26 mit festgelegter größe­ rer Federkraft als die der Feder 22 zum Antriebsorgan 12 hin und davon weg bewegt werden kann, sowie geeignete Be­ tätigungsmittel 27, um in einer Winkelstellung im Antriebs­ organ 12 einzurasten und auszurasten.

Insbesondere ist der Mechanismus 24 mit einem Zahn 28 ver­ sehen, und das Antriebsorgan 12 ist mit einer Raste 29 ver­ sehen, in welche der Zahn 28 einrastet, um so in einer Win­ kelstellung die feste Verbindung der Werkzeugaufnahme 4 mit dem Antriebsorgan 12 zu gewährleisten.

Die Kupplungselemente 20 umfassen schließlich eine Vielzahl von Stößeln 30, die in der Werkzeugaufnahme 4 verschiebbar angeordnet sind und deren eines Ende 30 a mit dem Mechanismus 24 im Eingriff ist, während das gegenüberliegende Ende 30 b in eine entsprechende Aussparung einer Vielzahl von Ausspa­ rungen 23 eingreift, die für das Einrasten des Stellbolzens 21 bestimmt sind.

Jeder Stößel 30 hat eine Schulter 31, die dazu bestimmt ist, an einer in der Werkzeugaufnahme 4 vorgesehenen Gegenschul­ ter 32 anzuschlagen, wenn der Stößel 30 nicht am Kopf des Stellbolzens 21 anliegt. Die Betätigungsmittel 27 bestehen aus einem am Grundkörper 2 hinter dem Stellbolzen 21 ange­ brachten Elektromagneten und sind so angeordnet, daß sie über den Stellbolzen 21 und den am Stellbolzen 21 anliegen­ den Stößel 30 auf den Mechanismus 24 einwirken.

Nachstehend wird nun die Funktion des Revolverkopfs 1 ent­ sprechend der Erfindung unter Bezugnahme auf eine in den Fig. 1, 2, 5, 8 und 11 dargestellte Ausgangsstellung be­ schrieben, in welcher der Revolverkopf soeben mit einem Werkzeug eine Bearbeitung beendet hat und ein anderes Werk­ stück zum Eingriff gebracht werden soll.

In dieser Ausgangsstellung befindet sich die Werkzeugaufnahme 4 in einer bestimmten Winkelstellung; der Kolben 8 ist mit seinem aktiven keilförmigen Ende 8 a in gleichzeitigem Ein­ griff mit einem der keilförmigen Sitze 11 (siehe Fig. 2) und mit dem Sitz 4 b. Der Führungszapfen 19 befindet sich am Scheitelpunkt des V-förmigen Nockens 18 (siehe Fig. 5), der Zahn 28 ist vom Sitz 29 abgehoben und gegenüber diesem (siehe Fig. 8) im Winkel verschoben, der Stellbolzen 21 ist unter Einwirkung der Feder 22 mit einer Aussparung 23 (siehe Fig. 11) im Eingriff, und der Elektromagnet 27 ist stromlos.

In diesem Zustand ist die Werkzeugaufnahme in der Winkelstel­ lung mit dem Grundkörper 2 fest verbunden und gegenüber dem Antriebsorgan 12 losgelöst.

Um die Werkzeugaufnahme 4 in eine neue gewünschte Winkelstel­ lung zu bringen, wird der Motor der Getriebeeinheit 17 in Drehung versetzt in einer solchen vorgewählten Richtung, daß die Winkelverschiebung, die die Werkzeugaufnahme 4 zur Er­ langung der neuen gewünschten Stellung ausführen muß, die kürzest mögliche ist, zum Beispiel im Gegenuhrzeigersinn. Das Antriebsorgan 12 dreht sich in der gleichen Richtung, und der Nocken 18 verschiebt sich in Richtung des Pfeiles F (siehe Fig. 6), wodurch eine Verlagerung des Kolbens 8 entlang der Achse Z-Z und in Richtung des Pfeiles G stattfindet. Der Kol­ ben 8 (siehe Fig. 3) wird von dem keilförmigen Sitz 11 und vom keilförmigen Sitz 4 b abgehoben.

Sobald das Antriebsorgan 12 eine Drehung entsprechend der Länge der ansteigenden Fläche 18 a des Nockens 18 (siehe Fig. 7) ausgeführt hat und der Kolben 8 sich ganz vom keilförmigen Sitz 11 (siehe Fig. 4) abgehoben hat, kommt die Aufnahme 29 gleichzeitig gegenüber dem Zahn 28 zum Stehen, so daß dieser einrasten kann (siehe Fig. 9). Gleichzeitig drückt der Me­ chanismus 24 den Stößel 30 in Richtung des Pfeiles H (siehe Fig. 12), so daß der Stellbolzen 21 aus der Aussparung 23 geschoben wird. Hierdurch wird die Werkzeugaufnahme 4 in der Winkelstellung mit dem Antriebsorgan 12 fest verbunden und vom Grundkörper 2 gelöst. Bei der Weiterdrehung nimmt das Antriebsorgan 12 in seiner Drehbewegung in Richtung des Pfeiles L (siehe Fig. 9) durch den Eingriff des Zahnes 28 in der Aufnahme 29 die Werkzeugaufnahme 4 mit, bis diese die neue gewünschte Winkelstellung erreicht hat.

Es ist deutlich, daß während dieser Drehung infolge des posi­ tiven Eingriffs des Zahnes 28 in der Aufnahme 29 ein durch ein störendes äußeres Moment hervorgerufenes Überdrehen der Werkzeugaufnahme 4 nicht stattfinden kann.

Wenn die Werkzeugaufnahme 4 die neue gewünschte Winkelstel­ lung erreicht hat, wird der Motor der Getriebeeinheit 17 stillgesetzt und der Elektromagnet 27 erregt. Durch die Wir­ kung des Elektromagneten 27 wird der Stellbolzen 21 in Rich­ tung des Pfeiles M geschoben und rastet in der Aussparung 23 (siehe Fig. 13), die der neuen Stellung entspricht, ein. Gleichzeitig schiebt der Stellbolzen 21 den Stößel 30 in Richtung des Pfeiles M, und dieser verschiebt seinerseits den Mechanismus 24, so daß der Zahn 28 aus der Aufnahme 29 (siehe Fig. 10) gehoben wird.

In diesem Augenblick wird der Motor der Getriebeeinheit 17 veranlaßt, sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen, und zwar um einen Winkelbetrag, der der Länge der ansteigenden Fläche 18 a des Nockens 18 entspricht. Hierdurch wird der Kol­ ben 8 unter Einwirkung der federnden Mittel 10 in einen neuen keilförmigen Sitz 11 geschoben und gleichzeitig in den keil­ förmigen Sitz 4 b, wodurch die Werkzeugaufnahme 4 genau posi­ tioniert ist.

Schließlich wird der Elektromagnet 27 wieder stromlos, woraus sich erneut die Ausgangsstellung (siehe Fig. 11) ergibt. Der Revolverkopf 1 hat die neue gewünschte Winkelstellung ein­ genommen und ist für eine nachfolgende Bearbeitung bereit.

In analoger Weise wird die Drehung der Werkzeugaufnahme 4 aus dieser letzten beschriebenen Stellung in irgendeine andere Stellung, sowohl im Uhrzeigersinn, wie auch im Gegenuhrzeiger­ sinn, je nach den unterschiedlichen Erfordernissen der Bear­ beitung, erreicht.

Der Revolverkopf entsprechend der Erfindung hat den Vorteil, die Totzeiten auf ein Minimum zu reduzieren, wodurch auch die Gesamtzeiten der Bearbeitung reduziert werden. In der Tat er­ laubt der Vorzug der Werkzeugaufnahme, nämlich eine Drehung in beiden Richtungen ausführen zu können, daß beim Übergang von einer Schaltstellung in eine nachfolgende gewünschte Stellung immer der kürzeste Weg genommen wird.

Ein weiterer Vorteil des Revolverkopfes entsprechend der Er­ findung ergibt sich aus dem geringeren Platzbedarf auf der Werkzeugmaschine und aus der verbesserten Dichtheit gegen das Eindringen von Verunreinigungen in das Innere.

Ein weiterer Vorteil des Revolverkopfes entsprechend der Er­ findung besteht darin, daß die Werkzeugaufnahme während der Drehbewegung von einer Stellung in eine gewünschte andere Stellung eventuellen äußeren Unwuchtmomenten, selbst größe­ rer Art, widersteht und diese Drehung absolut gleichmäßig ohne Überdrehen, Stößen und ruckartigen Bewegungen ausführt.

Der Revolverkopf entsprechend dieser Erfindung ist außerdem konstruktiv einfach und funktionell zuverlässig ausgelegt.

Claims (3)

1. Revolverkopf-Werkzeugaufnahme mit mehreren Schaltstel­ lungen für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehbänke, be­ stehend aus einem Grundkörper (2), einer drehbar am Grundkörper (2) befestigten Werkzeugaufnahme (4), einem Sperrglied (8) mit einem keilförmigen Ende, das in der Werkzeugaufnahme (4) axial verschiebbar zwischen einer ersten Stellung, in der es unter Einwirkung federnder Mittel (10) nacheinander mit einer Viel­ zahl entsprechender, in einer Fläche des Grundkörpers (2) ein­ gearbeiteter Sitze im Eingriff ist und einer zweiten Stellung, in der es ausgerastet angeordnet und drehfest damit gekoppelt ist, einem koaxial zu der Werkzeugaufnahme (4) und drehbar am Grundkörper (2) befestigten sowie durch einen Antriebsmotor (17) mit wahlweiser Drehrichtung in eine Drehbewegung in beiden Richtungen versetzbaren, Nocken aufweisenden Antriebsorgan (12) und aus einem Kupplungselement (20), dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (18) zwei ansteigende und im wesentlichen V-förmig angeordnete Flächen (18 a, 18 b) aufweist und daß mit dem Nocken (18) ein vom Sperrglied vorstehender Führungszapfen (19) zusammenwirkt, so daß sich das Sperrglied bei Drehung des Antriebsorganes in jeder der beiden Richtungen von einem der keilförmig angesenkten Sitze (11) löst, und daß das Kupplungs­ element (20) in jeder Schaltstellung die Werkzeugaufnahme (4) entweder mit dem Grundkörper (2) oder mit dem Antriebsorgan (12) fest verbindet.

2. Revolverkopf-Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungselemente (20) einen Stell­ bolzen (21) aufweisen, der im Grundkörper (2) angeordnet ist und der durch Betätigungsmittel (27) und durch die Einwirkung einer Feder (22) mit festgelegter Federkraft von der Werkzeug­ aufnahme (4) weg und darauf hin bewegbar ist, um nacheinander in eine Aussparung (23) in der Werkzeugaufnahme (4) einzu­ rasten, deren Anzahl derjenigen der Schaltstellungen ent­ spricht, daß ein Mechanismus (24) vorgesehen ist, der in der Werkzeugaufnahme (4) verschiebbar angeordnet ist und der unter der Einwirkung einer Feder (26) mit festgelegter größerer Federkraft als die der Feder (22) des Stellbolzens (21) und unter der Einwirkung von Stößeln (30), die in der Werkzeug­ aufnahme (4) verschiebbar angeordnet sind und deren eines Ende (30 a) mit dem Mechanismus (24) in Eingriff steht und deren gegenüberliegendes Ende (30 b) jeweils in einer der Aussparungen (23) eingreift, in das Antriebsorgan (12) einrastbar oder davon ausrastbar ist, wobei die zugehörige Aussparung (23) von dem Stellbolzen (21) freigegeben ist, wenn der Mechanismus (24) mit dem Antriebsorgan (12) im Eingriff ist.

3. Revolverkopf-Werkzeugaufnahme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel (27) im Grundkörper (2) am Ende des Stellbolzens (21) angeordnet sind.