DE3153388C2 - - Google Patents

Description

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

Revolverkopf-Werkzeugaufnahmen dieser Bauart sind bekannt (DE 25 49 807 A1). Sie weisen den Vorteil einer kompakten, raum­ sparenden Bauweise auf. Bei der bekannten Bauart ist als Sperr­ einrichtung eine Planverzahnung vorgesehen, die an der unteren Stirnseite eines äußeren Ringes der Werkzeugaufnahme vorgesehen ist. Diese Planverzahnung wird im verriegelten Zustand in einer entsprechenden Planverzahnung am Grundkörper gehalten. Die Ent­ riegelung erfolgt dadurch, daß eine fest mit diesem Ring der Werkzeugaufnahme verbundene Mutter durch ein mit einem ent­ sprechenden Schraubgewinde versehenes Antriebsteil bei einer Relativverdrehung zwischen Schraubgewinde und Mutter in einer Drehrichtung angehoben wird, so daß dann nach einer Verdrehung um einen bestimmten Winkelbereich die Drehbewegung der Werk­ zeugaufnahme durch axial am Umfang des Antriebsteiles angeord­ nete Schieber bewirkt werden kann, die dann an entsprechende Mitnahmeflanken der Werkzeugaufnahme anschlagen und die Dreh­ bewegung auslösen. Konstruktionsbedingt ist aber diese bekannte Revolverkopf-Werkzeugaufnahme nur in einer Drehrichtung ver­ stellbar. Dies führt dazu, daß, sobald an dem zu bearbeitenden Werkstück ein Werkzeug in Angriff kommen soll, daß dem Werkzeug, welches gerade eine Bearbeitung beendet hat, mit begrenztem Winkelabstand, aber in einer Richtung vorausgeht, die der Antriebsdrehrichtung entgegengesetzt ist, die gesamte Werkzeugaufnahme nutzlos eine Drehbewegung ausführen muß, die fast einer kompletten Drehung gleich kommt. Die Zeiten für die neue Positionierung der Werkzeugaufnahme sind daher groß. Dadurch verlängern sich auch die Totzeiten für die Werkzeug­ maschine.

Bei der bekannten Bauart muß auch die gesamte Werkzeugaufnahme über einen Schraubtrieb entlang ihrer Drehachse axial verscho­ ben werden, und zwar um einen festgelegten Betrag, der für das Einrasten und Ausrasten einer zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Grundkörper vorgesehenen Stirnzahnkupplung zum Positionie­ ren erforderlich ist. Dadurch wird ein entsprechender freier Raum im Inneren des Revolverkopfs benötigt und für den Betrieb ein größerer Platzbedarf. Weil die gesamte Werkzeugaufnahme angehoben wird, besteht auch die Gefahr, daß Verschmutzungen in das Innere des Revolverkopfes eindringen können. Schließlich kann wegen des unvermeidbaren Spieles im Schraubbetrieb auch ein unerwünschtes Abheben der Arretierungsteile auftreten.

Es ist zwar bekannt (DE-AS 12 94 143 bzw. US-PS 36 18 425), bei einer anderen Bauart die Verschwenkbewegung der Werkzeugauf­ nahme in beiden Drehrichtungen zu bewirken. Dies wird dort aber nur möglich durch die Anordnung einer gesonderten, quer zur Drehachse der Werkzeugaufnahme verlegten Steuerspindel, die über auf ihrem Umfang angeordnete Steuerbahnen zum einen mit Steuernocken im Eingriff steht, die den Drehantrieb der Werk­ zeugaufnahme bewirken, zum anderen aber auch mit Steuernocken, die über eine Zahnstange und einen Ritzeltrieb ebenfalls einen Schraubtrieb betätigen, mit dem eine Verriegelung zwischen dem Grundkörper und der Werkzeugaufnahme hergestellt oder gelöst werden kann. Dabei ist auch eine Lösung bekannt (US-OS 36 18 426), bei der nicht die gesamte Werkzeugaufnahme zum Zweck der Entriegelung, sondern nur eine gesonderte Kupplungsscheibe axial angehoben werden muß. Der Bauaufwand für solche, von der Gattung der eingangs genannten Revolverkopf-Werkzeugaufnahme abweichende Bauart ist groß.

Schließlich ist es auch bekannt, (DE 27 41 907 A1) bei Revolver­ kopf-Werkzeugaufnahmen mit koaxial angeordnetem Antriebsteil einen Verriegelungsring axial gegenüber einem Antriebsteil ver­ stellbar so anzuordnen, daß er, der drehfest mit der Werkzeug­ aufnahme verbunden ist, in der einen Stellung diese gegenüber dem Grundkörper sichert, in der anderen Stellung aber wegen einer dann erfolgenden Zahnflankenberührung mit dem Antriebs­ teil, als Antrieb für die Werkzeugaufnahme dient. Bei dieser Bauart, bei der der Verriegelungsring die erwähnte Doppel­ funktion durchzuführen hat, ist eine Positionierung der Werk­ zeugaufnahme aber nur in einer Drehrichtung möglich, weil eine der Drehrichtungen des Antriebsteiles für die Axialverschiebung des Verriegelungsrings zum Zweck der Verriegelung, die andere dagegen zum Zweck des Drehantriebs eingesetzt werden muß. Diese Bauarten, die zwar auch den Vorteil einer kompakten Bauweise aufweisen, können daher die eingangs erwähnten Totzeiten bei manchen Positioniervorgängen ebenfalls nicht vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Revolverkopf-Werkzeugaufnahme der eingangs genannten Art mit kompakter Bauweise so auszugestalten, daß eine Positionie­ rung in beiden Drehrichtungen möglich ist, wobei sichergestellt werden soll, daß die Verriegelungsstellung nicht - wie bei einem Schraubtrieb - durch Herstellungstoleranzen oder durch im Betrieb auftretende unvermeidbare Erschütterungen, die auch in Drehrichtung wirken können, beeinflußt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer Revolverkopf-Werk­ zeugaufnahme der eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen. Durch diese Maßnahmen wird in besonders einfacher Weise der zur Auflösung der Arretierung nötige Hub mit dem nachfolgenden Drehantrieb verbunden. Das Führungsglied bewirkt den Drehantrieb der Werk­ zeugaufnahme dabei in beiden Drehrichtungen jeweils nachdem das Sperrglied die Arretierlage verlassen hat. Die Arretierung bleibt aber, wegen des in der Umfangsrichtung des Antriebs­ organes verlaufenden mittleren Scheitelabschnittes über einen bestimmten Drehwinkel des Antriebes hinweg, nämlich solang sich das Führungsglied im mittleren Scheitelabschnitt der Nut befin­ det, vollkommen unbeeinflußt. Unbeabsichtigte kleine Winkel­ bewegungen des Antriebsorganes, die beispielsweise durch Er­ schütterungen o. dgl. hervorgerufen werden können, wirken sich daher nicht in einer unerwünschten Entriegelung der Werkzeug­ aufnahme aus der eingestellten Position aus.

Weitere Merkmale und Vorteile des Revolverkopfes entsprechend der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in den Zeichnungen dar­ gestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Revolverkopf entsprechend der Erfindung,

Fig. 2, 3 und 4 schematische Ansichten einer Einzelheit des Revolverkopfes nach Fig. 1 in verschiedenen Funktionsphasen des Revolverkopfes,

Fig. 5, 6 und 7 eine weitere Einzelheit des Revolverkopfes nach Fig. 1 in verschiedenen Funktionsphasen des Revolverkopfes und

Fig. 8, 9 und 10 noch eine weitere Einzelheit des Revolverkopfes nach Fig. 1 in verschiedenen Funktionsphasen des Revolverkopfes.

Unter Bezugnahme auf die 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 Elementes (3) einer nicht dargestellten, da konventionellen Werkzeug­ maschine befestigt ist. Am Grundkörper (2) ist eine Werkzeug­ aufnahme (4) montiert, die in bekannter Weise mit Sitzen (4 a) für die Aufnahme entsprechender, nicht dargestellter Werkzeuge versehen ist. Die Werkzeugaufnahme (4) ist drehbar um eine senkrechte Achse (Z-Z) angeordnet und wird axial von gegen­ überliegenden Drucklagern (5, 6) gehalten.

Zwischen dem Grundkörper (2) und der Werkzeugaufnahme (4) ist eine Dichtung (7) vorgesehen, um das Eindringen von Wasser, Spänen und Staub in das Innere des Revolverkopfes (1) zu ver­ hindern. Der Revolverkopf (1) besitzt einen in Richtung (Z-Z) beweglichen und mit einem aktiven keilförmigen Ende (8 a) ver­ sehenen Kolben (8), der verschiebbar in einer Gleitführung (9) in der Werkzeugaufnahme (4) angeordnet ist. Der Kolben (8) ist beweglich angeordnet und kann eine erste Stellung einnehmen, in der er mit seinem aktiven Ende (8 a) unter Einwirkung federnder Mittel (10) nacheinander im Eingriff ist mit einer Vielzahl entsprechender keilförmiger angesenkter Sitze (11), die in einer oberen Fläche (2 b) des Grundkörpers (2) eingearbeitet und in ihrer Anzahl gleich sind der Zahl der Winkelstellungen des Revolverkopfes (1). In seiner zweiten Stellung ist der Kolben (8) ausgerastet und sein aktives Ende (8 a) ist um einen fest­ gelegten begrenzten Betrag, der mit (h) (Fig. 4) bezeichnet ist, von der Fläche (2 b) abgehoben.

Die Werkzeugaufnahme (4) ist mit einem keilförmigen Sitz (4 b) versehen, der dem Kolben (8) gegenüberliegt. Wenn der Kolben (8) in seiner ersten Stellung ist, ist er mit seinem aktiven Ende (8 a) mit dem keilförmigen Sitz (4 b) im Eingriff und gleich­ zeitig auch mit einem der keilförmigen Sitze (11).

Der Revolverkopf (1) umfaßt weiterhin ein Antriebsorgan (12), welches drehbar um die Achse (Z-Z) des Grundkörpers (2) und der Werkzeugaufnahme (4) gelagert ist, jeweils aufgenommen von Radiallagern (13, 14) und axial von gegenüberliegenden Druck­ lagern (15, 16) zwischen dem Grundkörper (2) und der Werkzeug­ aufnahme (4). Das Antriebsorgan (12) wird in beiden Drehrich­ tungen von einem Antriebsmotor betätigt, der aus einem Getriebemotor (17) besteht und der je nach Bedarf in beiden Richtungen drehen kann. Das Antriebsorgan (12) ist seitlich mit einer Nut (18) in V-Form versehen, bei welcher die Schenkel (18 a, 18 b) der V-Form einen zu einem in der Horizontalen, d. h. in Umfangsrichtung des Antriebsorganes (12) verlaufenden Scheitelabschnitt (18 d) festgelegten Neigungswinkel ( α ) haben. Der Kolben (8) ist mit einem vorstehenden als Führungszapfen ausgebildeten Führungsglied versehen, der in der Nut (18) ge­ führt ist. Vorzugsweise wird der Winkel ( α ) genügend klein gewählt, so daß die Kraft der federnden Mittel (10) keine Quer­ kraftkomponente auf das Antriebsorgan ergeben, die größer ist, als die Reibungskraft des Antriebsorgans selbst.

Der Revolverkopf (1) besitzt weiterhin einen Stellbolzen (20), der zurückziehbar im Grundkörper (2) montiert ist, und unter Einwirkung geeigneter Betätigungsmittel (21) zur Werkzeug­ aufnahme (4) hin und davon weg bewegt werden kann, um in einer Vielzahl von Aussparungen (22) einzurasten, die in der Werk­ zeugaufnahme (4) in einer Anzahl eingearbeitet sind, die der Zahl der Winkelstellungen des Revolverkopfes (1) entspricht. Diese Betätigungsmittel (21) bestehen aus einer Feder (23), die zwischen dem Grundkörper (2) und einer Schulter (20 a) am Stell­ bolzen (20) angeordnet ist, um den Stellbolzen (20) zur Werk­ zeugaufnahme (4) hin zu verschieben, sowie aus einem Elektro­ magneten (24), der auf den Stellbolzen (20) einwirkt, um diesen gegen die Kraft der Feder (23) zurückzuziehen.

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

Insbesondere befindet sich in dieser Ausgangsstellung die Werkzeugaufnahme (4) in einer bestimmten Winkelstellung. Der Kolben (8) befindet sich in seiner ersten Stellung in gleich­ zeitigem Eingriff mit einem der kegelig angesenkten Sitze (11) (siehe Fig. 2) und mit Sitz (4 b). Der Führungszapfen (19) befindet sich im Scheitelabschnitt (18 d) der V-förmigen Nut (18) (siehe Fig. 5), und der Stellkolben (20) ist unter Einwirkung der Feder (23) mit einer Aussparung (22) im Eingriff (siehe Fig. 8).

Im die Werkzeugaufnahme (4) in eine neue gewünschte Winkel­ stellung zu bringen, wird der Elektromagnet (24) erregt, somit der Stellbolzen (20) (siehe Fig. 9) aus der Aussparung (22) zurückgezogen und der Motor der Getriebeeinheit (17) in Drehung versetzt in einer solchen vorgewählten Richtung, daß die Winkelverschiebung, die die Werkzeugaufnahme (4) zur Erreichung der neuen gewünschen Stellung ausführen muß, die kürzest mögliche ist, z. B. im Gegenuhrzeigersinn. Das Antriebsorgan (12) dreht sich in derselben Richtung, und die Nut (18) (siehe Fig. 6) verschiebt sich folglich in Richtung des Pfeiles (F), wodurch eine Anhebung des Kolbens (8) in Richtung der Achse (Z-Z) und des Pfeiles (G) stattfindet. Der Kolben (8) (Fig. 3) wird somit von den keilförmigen Sitzen (11) und (4 b) abgehoben.

Sobald das Antriebsorgan (12) eine Drehung entsprechend der Länge des ansteigenden Schenkels (18 a) der V-förmigen Nut (18) ausgeführt hat, schlägt der Führungszapfen (19) am Ende (18 c) des Schenkels (18 a) der Nut (18) an. In diesem Augenblick beendet der Kolben (8) seine axiale Bewegung in Richtung des Pfeiles (G), und hat damit seine zweite Stellung erreicht. Bei Weiterdrehung nimmt das Antriebsorgan (12) in seiner Dreh­ bewegung in Richtung des Pfeiles (H) den Kolben (8) seitlich mit, und damit auch die Werkzeugaufnahme (4) bis die Werkzeug­ aufnahme (4) selbst ihre neue gewünschte Winkelstellung erreicht hat.

Falls die Werkzeugaufnahme (4) während dieser Drehung einem störenden äußeren Drehmoment ausgesetzt werden sollte, das zu einem Überdrehen des Antriebsorgans (12) führt, wird gleich­ zeitig mit dem Überdrehen der Werkzeugaufnahme (4) der Kolben (8) durch den Eingriff des Führungszapfens (19) in die Nut (18) aus seiner zweiten Stellung in die erste verschoben, wodurch der vorher erwähnte begrenzte Abstandsbetrag (h) aufgehoben wird. Jedes Überdrehen der Werkzeugaufnahme (4) gegenüber dem Antriebsorgan (12) wird somit praktisch vom Kolben (8) ver­ hindert.

Sobald die Werkzeugaufnahme (4) die neue gewünschte Winkel­ stellung erreicht hat, wird der Motor der Getriebeeinheit (17) stillgesetzt und der Elektromagnet (24) stromlos. Hierdurch rastet der Stellbolzen (20) unter Einwirkung der Feder (23) in der der neuen Stellung entsprechenden Aussparung (22) ein. In diesem Augenblick wird der Motor der Getriebeeinheit (17) veranlaßt, sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen, und zwar um einen Winkelbetrag, der der Länge des geneigten Astes (18 a) der Nut (18) entspricht. Damit geht der Kolben (8) unter Einwirkung der federnden Mittel (10) aus seiner zweiten Stellung in die erste Stellung über, in der er gleichzeitig in einem keilförmigen Sitz (11) und dem keilförmigen Sitz (4 b) ein­ rastet, wodurch die Werkzeugaufnahme (4) in der neuen Winkel­ stellung genau positioniert und für eine nachfolgende Bearbei­ tung bereit ist. In analoger Weise wird die Drehung der Werk­ zeugaufnahme (4) aus dieser letzten beschriebenen Stellung in irgendeine andere Stellung, sowohl im Uhrzeigersinn, wie auch im Gegenuhrzeigersinn, je nach den unterschiedlichen Erforder­ nissen der Bearbeitung, erreicht.

Der Revolverkopf entsprechend der Erfindung hat den Vorteil, die Totzeiten auf ein Minimum zu reduzieren, wodurch auch die Gesamtzeiten der Bearbeitung reduziert werden. Die Werkzeug­ aufnahme kann nämlich eine Drehung in beiden Richtungen aus­ führen, so daß immer der kürzeste Weg genommen wird beim Über­ gang von einer Stellung in eine nachfolgende gewünschte Stellung.

Ein weiterer Vorteil des Revolverkopfes entsprechend der Erfindung ergibt sich aus dem geringeren Platzbedarf auf der Werkzeugmaschine und aus der verbesserten Dichtheit gegen das Eindringen von Wasser, Staub und Spänen in das Innere.

Ein weiterer Vorteil des Revolverkopfes entsprechend der Erfindung besteht darin, daß der Revolverkopf während der Drehung von einer Stellung in eine andere ohne Überdrehen evtl. von außen einwirkende störende Drehmomente aufnehmen kann.

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

Claims (2)

1. Revolverkopf-Werkzeugaufnahme mit mehreren Schalt­ stellungen für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehbänke, bestehend aus einem Grundkörper, einer drehbar am Grundkörper befestigten Werkzeugaufnahme, einer dieser drehfest zuge­ ordneten Sperreinrichtung, die zwischen einer Stellung, in der sie mit einer Vielzahl in einer Fläche des Grundkörpers ein­ gearbeiteter Sitze in Eingriff ist, und einer zweiten Stellung, in der sie ausgerastet ist, hin und her bewegbar ist, und aus einem drehbar am Grundkörper und koaxial zur Werkzeugaufnahme angeordneten Antriebsorgan, das in beiden Drehrichtungen beweg­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung als ein gegenüber der Werkzeugaufnahme (4) verschiebbares Sperr­ glied (8) ausgebildet ist, daß diesem Sperrglied (8) und dem Antriebsorgan (12) eine seitlich angeordnete Nut (18) und ein abstehendes, in der Nut geführtes Führungsglied (19) zugeordnet ist und daß die Nut (18) einen in der Umfangsrichtung des An­ triebsorganes (12) verlaufenden Scheitelabschnitt (18 d) und beidseitig von diesem unter einem Winkel ( α ) zu diesem geneigte Schenkelabschnitte (18 a, 18 b) aufweist.

2. Revolverkopf-Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel ( α ), den die Schenkel­ abschnitte (18 a, 18 b) gegenüber dem mittleren Scheitelabschnitt (18 d) einnehmen, jeweils gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind.