DE3202042C2

DE3202042C2 - Werkzeugrevolver für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen

Info

Publication number: DE3202042C2
Application number: DE19823202042
Authority: DE
Inventors: Heinz 7307 Aichwald Forst
Original assignee: G. Boley GmbH & Co, Werkzeugmaschinenfabrik, 7300 Esslingen
Priority date: 1982-01-23
Filing date: 1982-01-23
Publication date: 1987-01-22
Also published as: DE3202042A1

Abstract

Ein Werkzeugrevolver für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschianen, weist eine in einem Gehäuse um die Revolverachse drehbar gelagerte, mittels eines zugeordneten Schrittschaltantriebes schrittweise weiterschaltbare Werkzeugscheibe auf, die eine Anzahl entsprechend den Werkzeugstationen gleichmäßig verteilt angeordneter, zu der Revolverachse achsparalleler Aufnahmebohrungen aufweist, in denen jeweils mit einem Aufnahmeschaft versehene Werkzeughalter vorzugsweise auswechselbar aufgenommen sind. Um wahlfrei auch den Einsatz von rotierenden Werkzeugen zu gestatten und dabei die Verwendung der handelsüblichen Revolverköpfe ohne Eingriff in deren inneren Aufbau zu ermöglichen, ist auf der Werkzeugscheibe ein von einer eigenen Antriebsquelle antreibbares, zu der Revolverachse koaxiales Zahnrad drehbar gelagert, dessen Verzahnung in dem Bereich der Aufnahmebohrungen liegt, wobei Werkzeughalter mit rotierenden Werkzeugen jeweils eine in dem Aufnahmeschaft drehbar gelagerte Antriebswelle aufweisen, die endseitig ein Antriebsritzel trägt, das bei in die jeweilige Aufnahmebohrung von außen her eingeschobenem Aufnahmeschaft mit dem Zahnrad in Eingriff steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einer in einem Gehäuse um die Revolverachse drehbar gelagerten, schrittweise weiterschaltbaren Werkzeugscheibe, die eine Anzahl entsprechend den Werkzeugstationen gleichmäßig verteilt angeordneter, zu der Revolverachse achsparalleler Aufnahmebohrungen aufweist, in denen jeweils mit einem Aufnahmeschaft versehene Werkzeughalter vorzugsweise auswechselbar aufgenommen sind, von denen die Werkzeughalter mit rotierenden Werkzeugen jeweils eine in dem Aufnahmeschaft drehbar gelagerte Antriebswelle aufweisen, die endseitig ein Antriebsritzel trägt, das bei in die jeweilige Aufnahmebohrung von außen her eingeschobenem Aufnahmeschaft mit einem von einer Antriebsquelle antreibbaren, zu der Revolverachse koaxialen Zahnrad mit gerader Stirnverzahnung in Eingriff steht, dessen Verzahnung in dem Bereich der Aufnahmebohrungen liegt.
Bei Werkzeugrevolvern ist es bekannt, die mit nicht rotierenden Werkzeugen versehenen Werkzeughalter mit ihren Aufnahmeschäften in die Aufnahmebohrungen der Werkzeugscheibe einzustecken und dort zu verriegeln (vergl. DIN 69 880 Entwurf). Für bestimmte Bearbeitungsvorgänge sind jedoch gelegentlich rotierende Werkzeuge an der Werkzeugscheibe erforderlich.
Insbesondere bei sogenannten Sternrevolvern ist es in der Praxis bekannt, die rotierenden Werkzeuge durch die Hohlwelle des Revolverkopfes über Kegelräder anzutreiben. Bedingt durch die Anordnung der Kegelräder im Sternpunkt ist aber dabei die Zahl der angetriebenen Werkzeugstationen begrenzt, wobei außerdem aus dem gleichen Grunde auch zwei angetriebene Werkzeugstationen nicht nebeneinander liegen können.
Diese Ausbildung des Antriebs der Werkzeugstationen eines Sternrevolvers läßt sich nicht ohne weiteres auf einen Scheibenrevolver übertragen, bei dem - wie oben erwähnt - die Aufnahmebohrungen achsparallel zu der Revolverachse in einer Werkzeugscheibe angeordnet sind. Dazu wären nämlich Umlenkwellen und Winkelgetriebe in der Werkzeugscheibe erforderlich, für die schon wegen der innenliegenden Einrichtungen für die Kühlmittelzufuhr zu den einzelnen Werkzeugen kein Platz zur Verfügung steht. Davon abgesehen würde der Antrieb der Werkzeugstationen durch die Hohlwelle der Werkzeugscheibe hindurch eine spezielle Konstruktion des ganzen Revolverkopfes voraussetzen, so daß die handelsüblichen, zur Aufnahme von Werkzeughaltern mit nicht rotierenden Werkzeugen eingerichteten Revolverköpfe nicht mehr verwendet werden könnten.
Aus der DE-PS 8 89 252, von der die Erfindung ausgeht, ist ein Werkzeugrevolver mit einer zu der Revolverachse achsparallele Aufnahmebohrungen aufweisenden Werkzeugscheibe bekannt, bei dem der Antrieb der den einzelnen rotierenden Werkzeugen zugeordneten Antriebsritzel von der Bohrspindel aus mittels eines auf die Bohrspindel aufgesetzten Zahnrades erfolgt. Das bedeutet, daß ein solcher Werkzeugrevolver nicht ohne weiteres an vorhandene Maschinen angesetzt werden kann. Auch muß der Werkzeugrevolver vor dem Anbau demontiert und dann mit dem auf die Bohrspindel aufgesetzten Zahnrad zusammengebaut werden. Schließlich ist der Einsatz des bekannten Werkzeugrevolvers dann ausgeschlossen, wenn er bspw. bei einer Drehmaschine auf dem Kreuzsupport anzuordnen ist, so daß die Drehspindel zum Antrieb der rotierenden Werkzeuge nicht zur Verfügung steht. Davon abgesehen ist auch ein Austausch gegen vorhandene Werkzeugrevolver, die lediglich zur Aufnahme von nicht rotierenden Werkzeugen eingerichtet sind, nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Werkzeugantrieb unabhängig von dem Spindelantrieb ist und der ohne Eingriff in die Maschine oder in den Revolverkopf gegen handelsübliche Werkzeugrevolver mit nicht angetriebenen Werkzeugen, bspw. bei Drehmaschinen, ausgetauscht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Werkzeugrevolver dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad ein auf der Werkzeugscheibe drehbar gelagerter Zahnring ist, der über eine in einer ortsfesten Lagerstelle drehbar gelagerte, zu der Revolverachse achsparallele und ein mit ihm in Eingriff stehendes Antriebszahnrad tragende Welle von der außerhalb der Werkzeugscheibe liegenden Antriebsquelle angetrieben ist und daß die Stirnverzahnung des Zahnrades und des Antriebszahnrades eine die zum Ausheben der axial beweglichen Werkzeugscheibe aus einer Rastverzahnung erforderliche Axialverschiebung der Werkzeugscheibe aufnehmende Breite aufweist.
Der auf der Werkzeugscheibe drehbar gelagerte Zahnring ergibt einen sehr kompakten, einfachen Aufbau des ganzen Werkzeugrevolvers, wobei die Werkzeugscheibe ohne weiteres, gegebenenfalls unter Verwendung eines einfachen Adapterstückes, bei bereits vorhandenen Revolverköpfen eingesetzt werden kann. Die außenliegende eigene Antriebsquelle gewährleistet einen von dem Revolverantrieb völlig unabhängigen Werkzeugantrieb, ohne daß dadurch die Funktion des Werkzeugrevolvers oder dessen Schrittschaltung etc. beeinträchtigt wären. Entsprechend den Gegebenheiten des jeweiligen Einsatzfalles besteht auch die Möglichkeit, nur einen Teil der Aufnahmebohrungen mit Werkzeughaltern mit rotierenden Werkzeugen zu bestücken. Die innenliegende Kühlmittelzuführung zu den Werkzeugen bedarf keiner Änderung.
Weiterbildung des Werkzeugrevolvers sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Werkzeugrevolver gemäß der Erfindung, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht,
Fig. 2 den Werkzeugrevolver nach Fig. 1, in einer stirnseitigen Ansicht, teilweise aufgeschnitten,
Fig. 3 einen Werkzeughalter des Werkzeugrevolvers nach Fig. 1 mit nicht rotierendem Werkzeug, in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung, und
Fig. 4 und 5 zwei Werkzeughalter des Werkzeugrevolvers nach Fig. 1, mit rotierenden Werkzeugen, jeweils in einer schematischen Seitenansicht.
Der in den Fig. 1, 2 dargestellte Werkzeugrevolver weist ein den eigentlichen Revolverkopf bildendes Gehäuse 1 auf, das über einen nicht weiter dargestellten Kreuzsupport an einem Maschinengestell 2 in den Koordinatenrichtungen verschieblich gelagert ist. In dem Gehäuse 1 ist bei 3 mittels einer Welle 4 eine Werkzeugscheibe 5 um eine Revolverachse 6 drehbar gelagert. Die Werkzeugscheibe 5 ist mit einer Anzahl entsprechend den einzelnen Werkzeugstationen (vergl. Fig. 2) gleichmäßig verteilt angeordneter, zu der Revolverachse 6 achparalleler Aufnahmebohrungen 7 versehen. Die Revolverachse 6 verläuft bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zu der Achse 8 der Spindel 9 und der Körnerspitze 10 des Reitstockes einer Drehmaschine, doch kann sie grundsätzlich jede beliebige Winkelstellung zu dieser Achse einnehmen.
Die Aufnahmebohrungen 7 sind zur Aufnahme von Werkzeughaltern bestimmt, von denen einige bei 12 bis 14 in den Fig. 2 bis 5 dargestellt sind. Jeder der Werkzeughalter 12 bis 14 ist mit einem von dem eigentlichen block- oder gehäuseartigen Werkzeughalterungsteil 12 a, 13 a bzw. 14 a rechtwinklig abgehenden, zylindrischen Aufnahmeschaft 15 versehen, mit dem der jeweilige Werkzeughalter in der aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Weise in der zugeordneten Aufnahmebohrung 7 aufgenommen und dort verriegelt ist. Während der Werkzeughalter 12 (Fig. 3) ein nicht rotierendes Werkzeug in Gestalt eines Drehstahles 160 trägt, sind die Werkzeughalter 13, 14 (Fig. 4, 5) jeweils mit einem rotierenden Werkzeug 16 versehen. Zum Antrieb des Werkzeuges 16 ist in dem Aufnahmeschaft 15 bei diesen beiden Werkzeughaltern jeweils eine koaxiale Antriebswelle 17 drehbar gelagert, die an ihrem freien Ende ein mit einer geraden Stirnverzahnung versehenes Antriebsritzel 18 trägt und an ihrem anderen Ende mit dem Werkzeug 16 gekuppelt ist. Bei dem Werkzeughalter 13 ist das Werkzeug 16 koaxial zu der Antriebswelle 18 angeordnet, während bei dem Werkzeughalter 14 zwischen dem Werkzeug 16 und der Antriebswelle 17 ein bei 20 schematisch angedeutetes, in dem gehäuseartigen Halterungskörper 14 a untergebrachtes Kegelgetriebe vorgesehen ist, so daß die Antriebswelle 17 und das Werkzeug 16 rechtwinklig zueinander verlaufen. Der Durchmesser des Antriebsritzels 18 ist in beiden Fällen kleiner als der Außendurchmesser des Aufnahmeschaftes 15, so daß dieser unbehindert in die jeweilige Aufnahmebohrung 7 eingeschoben werden kann.
Zum Antrieb der in einzelnen Werkzeugstationen vorgesehenen rotierenden Werkzeuge 16 dient ein über ein Nadellager 21 (oder ein Gleitlager) auf einer zylindrischen Nabe 22 der Werkzeugscheibe 5 koaxial zu der Revolverachse 6 drehbar gelagerter Zahnring 23, der eine bis in den Bereich der Aufnahmebohrungen 7 reichende gerade Stirnverzahnung 24 trägt, die mit der Verzahnung der Antriebsritzel 18 jeweils in Eingriff steht. Der Zahnring 23 ist axial auf der einen Seite druch eine Ringschulter 25 und auf der anderen Seite durch einen Sicherungsring 38 gesichert. Ihm benachbart ist ein an das Gehäuse 1 angeflanschter Kühlmittelverteilerring 26, dessen Ringkanal 27 mit entsprechenden, in der Werkzeugscheibe 5 angeordneten Kühlmittelkanälen 28 in Verbindung steht, die zu den Werkzeugen in den einzelnen Werkzeugstationen führen. In dem ortsfesten Kühlmittelverteilerring 26 ist mittels eines Wälzlagers 29 eine zu der Revolverachse 6 koaxiale Vorgelegewelle 30 gelagert, die einenends ein mit einer geraden Stirnverzahnung versehenes und mit der Verzahnung 24 des Zahnringes 23 in Eingriff stehendes Antriebszahnrad 31 und anderenends eine Zahnriemenscheibe 33 trägt, welche über einen Zahnriemen 34 mit der Zahnriemenscheibe 35 eines Antriebsmotors, der beispielsweise als Elektromotor 36 ausgebildet ist, gekuppelt ist. Der Elektromotor 36 ist mit zu der Revolverachse 6achsparalleler Welle unmittelbar auf das Gehäuse 1 aufgeschraubt; er könnte grundsätzlich auch an anderer Stelle der Maschine angeflanscht sein, da er eine eigene, von der Werkzeugscheibe 5 unabhängige Antriebsquelle für die rotierenden Werkzeuge 16 bildet. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 17 des jeweiligen Werkzeughalters 13 bzw. 14 und der Vorgelegewelle 30 beträgt 1 : 1; es wäre aber jede andere Übersetzung denkbar.
Dadurch, daß der Zahnring 23 koaxial zu der Revolverachse 6 angeordnet ist und in den Bereich der Aufnahmebohrungen 7 ragt, können an sämtlichen 12 Werkzeugstationen Werkzeughalter mit rotierenden Werkzeugen vorgesehen werden. Abhängig von den Gegebenheiten des jeweiligen Einsatzfalles ist es aber auch möglich, einzelne oder alle Aufnahmebohrungen 7 mit Werkzeughaltern 12 mit nicht rotierenden Werkzeugen zu bestücken, ohne daß deshalb eine Änderung an der Werkzeugscheibe oder an dem Werkzeugrevolver überhaupt erforderlich wäre.
Der Werkzeugscheibe 5 ist eine Rastverzahnung 40 in Gestalt einer Hirth-Verzahnung zugeordnet, die mit einer entsprechenden Verzahnung 37 an dem Gehäuse 1 zusammenwirkt, um damit eine exakte Positionierung der Werkzeugscheibe 5 während der Bearbeitungsvorgänge zu gewährleisten. Vor dem Weiterschalten der Werkzeugscheibe 5 muß sie deshalb in der durch einen Pfeil 39 in Fig. 1 angedeuteten Richtung axial aus der Rastverzahnung ausgehoben werden, wobei der auf der Werkzeugscheibe 5 gelagerte Zahnring 23 diese Axialbewegung mitmacht. Die Breite der Verzahnung 24 des Zahnringes 23 und die des Antriebszahnrades 31 sind nun derart gewählt, daß sie diese Axialbewegung der Werkzeugscheibe 5 aufnehmen, d. h. miteinander in Eingriff bleiben. Damit kann der Antriebsmotor 36 während des ganzen Schrittschaltvorganges der Werkzeugscheibe 5 eingeschaltet bleiben.
Ersichtlich sind für die Aufnahme der rotierende Werkzeuge 16 tragenden Werkzeughalter 13, 14 in der Werkzeugscheibe 5 keine besonderen Vorkehrungen im Bereiche des eigentlichen Revolverkopfes und des Gehäuses 1 erforderlich, was bedeutet, daß bei einem vorhandenen Revolverkopf eine für Werkzeughalter mit nicht rotierenden Werkzeugen eingerichtete Werkzeugscheibe 5 einfach abgenommen und nach dem Anflanschen des als Adapter eingerichteten Kühlmittelverteilerringes 26 an dem Gehäuse 1 die in der Zeichnung dargestellte Werkzeugscheibe 5 mit ihrer beschriebenen Antriebseinrichtung für die Werkzeuge aufgesetzt werden kann.

Claims

1. Werkzeugrevolver für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einer in einem Gehäuse um die Revolverachse drehbar gelagerten, schrittweise weiterschaltbaren Werkzeugscheibe, die eine Anzahl entsprechend den Werkzeugstationen gleichmäßig verteilt angeordneter, zu der Revolverachse achsparalleler Aufnahmebohrungen aufweist, in denen jeweils mit einem Aufnahmeschaft versehene Werkzeughalter vorzugsweise auswechselbar aufgenommen sind, von denen die Werkzeughalter mit rotierenden Werkzeugen jeweils eine in dem Aufnahmeschaft drehbar gelagerte Antriebswelle aufweisen, die endseitig ein Antriebsritzel trägt, das bei in die jeweilige Aufnahmebohrung von außen her eingeschobenem Aufnahmeschaft mit einem von einer Antriebsquelle antreibbaren, zu der Revolverachse koaxialen Zahnrad mit gerader Stirnverzahnung in Eingriff steht, dessen Verzahnung in dem Bereich der Aufnahmebohrungen liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad ein auf der Werkzeugscheibe (5) drehbar gelagerter Zahnring (23) ist, der über eine in einer ortsfesten Lagerstelle drehbar gelagerte, zu der Revolverachse (6) achsparallele und ein mit ihm in Eingriff stehendes Antriebszahnrad (11) tragende Welle (30) von der außerhalb der Werkzeugscheibe (5) liegenden Antriebsquelle (35) angetrieben ist und daß die Stirnverzahnung des Zahnrades (23) und des Antriebszahnrades (31) eine die zum Ausheben der axial beweglichen Werkzeugscheibe (5) aus einer Rastverzahnung (37) erforderliche Axialverschiebung der Werkzeugscheibe (5) aufnehmende Breite aufweist.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle der Welle (30) in einem an dem Gehäuse (1) angeflanschten, zu der Werkzeugscheibe (5) koaxialen Kühlmittelverteilerring (26) ausgebildet ist.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsquelle durch einen an dem Gehäuse (1) befestigten Antriebsmotor (36) gebildet ist, der mit der Welle (30) gekuppelt ist.