DE3216994A1

DE3216994A1 - Winkelschaltbare baueinheit, insbesondere revolverkopf oder rundschalttisch fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3216994A1
Application number: DE3216994A
Authority: DE
Inventors: Heinz 2000 Hamburg Buchmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-06
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1983-11-10
Also published as: IT8348220A0

Description

Die Erfindung betrifft eine winkelschaltbare Baueinheit, insbesondere Revolverkopf oder Rundschalttisch für Werk eugmaschinen, bei denen innerhalb eines Arbeitsablaufes Schneidwerkzeuge oder auch Werkstücke gewechselt werden sollen, so wie diese Baueinheit im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben worden ist.

•,aueinheiten der vorbeschriebenen Art sind vielfältig bekannt .--rev.'orden. i'it meist nur einem Antriebsmotor ausgerüstet, weiser. Gie 3 ine Kotze von mechanischen und auch elektromechanischen An:.ri3bsgliedern auf, mittels denen die erforderlichen lt- und Verriegelungsvorgänge betätigt werden können.

Da es sich hierbei um Kinheiten handelt, d.h. um Bausteine für -lie V.'erkzeugniaschine zni^ eigenem Arbeitsabläuf, die vielfältig und aucn nachträglich auf der Werkzeugmaschine Verwendung rinden, bilden die immer wieder geforderten kürzeren Schaltseiten immer größere Schwierigkeiten. Die relativ geringe Eaut;röbe dieser Einheiten läßc größere und damit stabilere Innen-'.eile nicht zu. Dämpfungseinrichcungen, v/ie sie bei pneuma-'iscV. oder hydraulisch arbeitenden Einheiten dieser Art leichr •■..a."cv;e:". Izz v/orden lcönnon, sind bei den vorbescnx'iebenen Bau— ■-•irihci^ari v/irksam nicht möglich.

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Eine der im Aufbau einfachsten Lösungen einer solchen Baueinheit innerhalb der letzten Jahre zeigt die DAS 26 27 78o, bei der der stationäre Tischteil und der um denselben umschaltbar drehbaren Tischteil durch eine zweiteilige Klauenkupplung und einem sogenannten Schleppring zum Zwecke der Entriegelung, der Umschaltung und der erneuten Verriegelung beider Tischteile gegeneinander,miteinander in Wirkverbindung stehen. Diese Lösung hat sich hervorragend bewährt, jedoch werden nunmehr auch hier Forderungen an die Schaltzeiten gestellt, die erhebliche Schwierigkeiten bereiten. Aus Gründen mangelnden Raumes und abfallender Leistung sind die bekannten polumschaltbaren Drehstrommotoren nicht anwendbar und weiterhin geht Schaltzeit dadurch verloren, daß eine Drehrichtungsumkehr bei der Verriegelung notwendig ist. Erfahrungsgemäß würde es genügen, wenn man mit den heute üblichen Drehzahlen verriegeln würde und außerhalb des Verriegelungsvorganges den drehbaren Tischteil schneller umlaufen lassen könnte.

Dieser Gedanke liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde. Es wird angestrebt, eine vorbeschriebene Baueinheit, mit ansteigender und innerhalb des gleichen Schaltzyklus mit abfallender Drehzahl von einer Position in die nächste, bzw. in eine andere gewünschte umzuschalten. Der Einfachheit halber ist bei diener Befrachtung die DAS 26 27 78o zugrunde gelegt. Es könnten .'ödcch auch andere Getriebesysteme in Betracht gezogen werden. .Weiterhin soll auch nicht mehr innerhalb einer Schaltfolge die . mpolung des Antriebsmotors erfolgen.

•s stellen dar :

1 : einen Querschnitt durch die erfindungs^emäßo winkelscr.allbare Baueinheit, wobei ier drehbare 'Tischte!!, unter Pederspannung stehend,bei Umschaltung aus der Planverzahnung aushebt.

"i:.';ur 2 : Die Stellung dor an sich bekannten Verriegelungsteile, der Klauenkupplung mit dem Schleppring,im Zustand "verriegelt".

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Figur 3 : Die gleiche Anordnung, wie bei der Figur 2, jedoch im Zustand "Entriegelt zum Umschalten".

Figur 4- : Den schematischen Ablauf eines Maltesertriebes.

Figur 5 ' Sin Diagramm der Winkelgeschwindigkeit des Maltesertriebes nach Figur 4·.

Figur 6 : Einen elliptischen Zahnrädersatz mit mittiger Bohrung.

i?igur 7 : Einen anderen elliptischen Zahnrädersatz mit außermittiger Bohrung.

Figur 8 : Ein Diagramm der Winkelgeschwindigkeit des elliptischen Zahnrädersatzes nach Figur 6·

Figur 9 :. Ein Diagramm der Winkelgeschwindigkeit des elliptischen Zahnrädersatzes nach Figur 7·

Figur 1ο: einen Querschnitt durch die winkelschaltbare Baueinheit, wobei der drehende Tischteil durch die Anwendung von drei sich überdeckenden Zahnkränzen nicht abhebt.

Figur 11: Die Stellung der Verriegelungsteile, der Klauenkupplung mit dem ßchleppring, im Zustand "verriegelt" nach Figur 1o.

B'igur 12: Die gleiche Anordnung,wie bei der Figur 11, jedoch im Zustand "Entriegelt zum Umschalten".

Der stationäre Tischteil (1) bildet mit einer Hchlsäule (2) und einem Gewindeansatz (3) eine Einheit, in der der Antriebsmotor (4) mit dem Motorritzel (5) eingebaut ist. Dieses treibt oin Zwischenrad (c) an, das seinerseits mit einem Ellipsenrad (7) verschraubt ist. Dieses kämmt mit seiner Verzahnung in dem Zlliosenrad (E)₁ das vom Ellipsenrad (7) mit gleichmäßiger Geschwindigkeit angetrieben, der Hitzelwelle (9) während einer Umdrehung ansteigende und abfallende Drehzahlen, Oder besser ausgedrückt, Winkelgeschwinaigkeiton,verleint. Im Jail ic-r ^r'lrur 6 treten bei einer Umdrehung des Rades (8), bzw. der Ritzelwelle (9) zweimal die maximale Winkelgeschwindigkeit auf, während im Fall der Figur 7 das nur einmal der Fall ist. Die ü-iterse'-zurif-³; von RiLzelwello (9) zu Antriebs teil (1o) muß, wenn in .!odor Position der Baueinheit die geringste Geschwin-

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digkeit vorliegen soll, der Anzahl der Positionen der Baueinheit entsprechen. Soll die Baueinheit z. B. 12 Positionen aufweisen, so muß die Untersetzung von Ritzelwelle (9) zu Antriebsteil (1o) .je nach Art der Ellipsenräder 1:6 oder 1:1? sein. Der Antriebsteil (1o) erhält demnach durch die Ritzelwelle (9) soviel an- und absteigendes· Winkelgeschwindigkeiten in periodischer Folge, als die Baueinheit in der Teilung ausgelegt isü. Die minimale Winkelgeschwindigkeit liegt dabei immer genau auf jeder einzelnen Position.

Der weitere Verlauf einer Schaltung findet nunmehr in zum Teil bekannter Weise wie in der DAS 26 27 78o statt. Das Signal zum Start in eine neue Position des drehbaren Tischteiles (15) wird seitens der nicht dargestellten Steuerung der Werkzeugmaschine gegeben, wobei der Antriebsmotor (4) mit der Drehrichtung anläuft, mit der auf kürzestem Weg die neue gewünschte Position erreicht wird. Er kann also rechts oder links anlaufen. Zugleich werden auf der Kontaktscheibe (23) zwei Kontakte scharf gemacht, nämlich beide Nachbarkontakte des eigentlichen Positionskantaktes, der spannungslos bleibt. Der Schleifer (35) -sr Kontaktscheibe (23) wird vom Antriebsteil (1o) iurch den Bügel (36) mitgenommen. Der Antriebsteil (1o) läuft also mit periodischem Geschwindigkeitsanstieg und -Abfall um. "'er erste erreichte Kontakt auf der Kontaktscheibe (23) erregt vi9n Stoßmagneten (24), der den Schleppring (26) durch Einfall des Magnei;s"uößels in eine Sperrnut ( 25) gegen einen weiteren Umlauf mi ζ lern Antriecsteil sperrt.

" oi dem Ar.lauf des Antriebsteils (1o), der «ΐ£ an seiner un— ■ oren Stirnseite Kuppelzähne (13) und Kuppellücken (14) au_'-weist und der axial durch die Anlaufschcibe (11) und die Ge-•.■.■indornuttc-r (12) ge.^sn Verschieben n;es: chert ist, konnten in ι ie Kuppelücken (14-; die Kuppel zähne (19) des Kupplun^srinrres (1o) einfallen, wie auch die K'jopelzähno (13) des Antriebstei-'':s (Ιο) ϊ\ -Ίίβ KUDr ollück :n (2o) los Kupnluncrsrin^ec (18;. ..er Kuppj-unpsriri.^ ('Id) ist. fest mit dem drehbaren Tischteil ('!-;) versc:.raubt und steht mit diesem über das Drucklager (17)

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durch einen Kranz von Druckfedern (16) unter Pederspannung. Durch dean PJi π Tall der Kupplungsprofile von Antriebsteil (1o) und Kupplungsring (18) lös'υ sich auch die Planverzahnung (29) des drehbaren Tischteiles (15) aus dor Planverzahnung (Jo) der; stationären Tischteils (1), und zwar Zahnflanke auf Zahnflanke; gleitend, gegeben durch die Schrägfläche (2?) des Schleppr^;nges (26) und der Schrägnocken (28), die fest in den Kupplungsring einmontiert sind.

Die Sperrung des Schleppringes (26) gegen weitere Drehung läßt den Einzugsvorgang in die Planverzahnungen (29 und 3o) bei erreici '.er Position nunmehr umgekehrt erfolgen, indem der Schrägnocken (25) an der Schrägfläche (27) des nunmehr fixierten 3chlepprin,-;es (26) in Flankenrichtunf¹; der Planverzahnungen (29) und (;5o) ontlanggleitet bis zur Spiel Freiheit der Planversahnungen (29) und (3o). Bei weiterer Drehung des Antriebsteiles (1o) stehen die Kuppelzähne (13) un·! (19) übereinander, der zwei~e scharf-? Kontakt auf der Kentaktscheibe ist vom Schleifer(35) erreicht und der Antriebsmotor (4) abgeschaltet. Damit ist der Schaltvorgang abgeschlossen.

Anstelle des Ellipsenrades (7) könnte entsprechend der Figur 4 auf einerr. Schlägerkreis (31) eine Schlägerrolle (32) mit konstanter Drehgeschwindigkeit umlaufen. Anstelle des Ellipsenralos (5) säße dann ein Malteserkreuz (33) mit sternförmigen Ausi'räsunge:: (3*0, in die die Schlägerrollen (32) eingreifen. Die V.'ir]:un_f~s weise des Maltesertrisbs wä.: ο ähnlich der Wirkungsweise ^:er Ellipsenräder, mit dem Unterschied, daß die ".■.'inlolKee^r.v/indigkait des drehbaren Tischteils (15) in Positicnsmirve ;.-leich Null wäre. Da die Umlaufgeschwindigkeit der ocklägsrrollG (32) nicht unbegrenzt gesteigert werden kann, liege der Vorteil dieser Lösung allenfalls bei Baueinheiten, die von lOilun^ zu Teilung schalten, immerhin gestattet auch der Hai Lesertrieb eine Erhöhung der Jchaltgesenwindigkeiten, wobei 'iur;:■-. don Umstand, daß der Antrieb immer auf das An-

r: or c·.".;·'!. ¹^Ic; orr'clgt, oin '/orriegelungsvorgaag iinrnor nur am linde einer ochaltuni-, nicht aber in ,jeder Position erfolgt.

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Der Umschaltvorgarig einer Baueinheit gemäß der B'igur 1o läuft in gl:icher Weise ab, wie bereits vorbeschrieben. Unterschiedlich zur Figur 1 ist lediglich, der Umstand, das der Antriebsteil (1o) mit seinen sich an der unteren Stirnfläche befindlichen Kuppelzähnen (13) und Kuppellücken (14·) au'" einen Planzahnkranz (37) einwirkt, der durch die Nutsteine (38) drehfest aber axial verschiebbar in dem drehenden Tischteil (1!?) gelagert ist. Seine dem Antriebsfceil (1o) zugekehrte Stirnseite weist die gleichen Kuppelzähne (19) und Kuppellücken (2o) auf, wie dieser. Auf der unteren Seite des Planzahnkranzes (57) befinden sich die Zähne einer Planverzahnung (39) ι die im verriegelten Zustand der Baueinheit spielfrei in die Zähne der Planverzahnung (^zk>) des Zahnringes (41) eingreifen. Dieser ist mit dem drehbaren Tischteil (15) fest verschraubt. Weiterhin greifen die Zähne der Planverzahnung (39) des Planzahnkranzes (37) in gleicher Weise spielfrei in eine Planverzahnung (42) der Hohlsäule (2) ein. Der Planzahnkranz (37) j cent unter Spannung der Druckfedern (43;, so daß sich die -esamte Verriegelung öffnet, wenn die Kuppelzähne (1$) un ^: (19) den Weg nach eben freigeben.

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-:Js soll die Aufgabe gelöst werden, eine winkelschal Lbare ..aueinheit für Werkzeugmaschinen zu schaffen, die im Gegen-" ca:,z zu den bisher bekannten Lösungen schnellere ScLaIt- zeizen d.adurcn gestattet, daß in der Kette der einseinen nntriebsglieder für das Entriegeln, für das Umschalten in •sine neue gewünschte Position und für das erneute Verriegeln )ines drehbaren Tischteiles (15) in das stationäre Tischteil (1) Elemente eingebaut v/erden (7) und (3), die, insbesondere : oi dem Einbau von ~ Hip ι', sehen Zahnrädern, unter Bei behalunp der bisher übl chen inzugsgeschwindigkeiten, die mlaufgesciwindi^ke.ten erheblich erhören, dadurch, daß -./ULrond e, .-.es .Jc .al'spiel .3 mit un!.erci\.:ej.l.ic> on Wi.\>el-■jG?hwindiri:eiLen goi'ahre:. v/erden kann.

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1 stationärer Tischteil 23 Kontaktscheibe

2 Hohlsäule 24 Stoiimagnc..

3 Gewindeansät ζ 25 Sperrnuten

4 Antriebsmotor 26 Schleppring

5 Motorritzel 27 Schrägflächen

6 Zwischenrad 28 S-hräguocken

7 Ellipsenrad 29 Planverzahnung (15)

8 Elliosenrad 3o Planverzahnung (1)

9 Ritzelwelle 31 Schlägerkreis

10 Antriebsteil . 32 Schlägerrolle

11 Anlaufscheibe 33 Malteserkreuz

12 Gewindemutter 34 Ausfräsungen

13 Kuppelzähne (1o) 35 Schleifer

14 Kuppellücken (1o) 36 Bügel

15 drehbarer Tischteil 37 Planzahnkranz

16 Druckfedern 38 Nutsteine

17 Drucklager 39 Planverzahnung (37)

18 Kupplungsring 4o Planverzahnung (41)

19 Kuppelzähne (18) 41 Zahnring

20 Kuppellücken (18) 42 Planverzahnung (2)

21 43 Druckfedern

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Claims

Patentansprüche

f 1.JWinkelschaltbare Baueinheit, insbesondere Revolverkopf oder Rundschalttisch für Werkzeugmaschinen zum Wechseln von Schneidwerkzeugen oder von Werkstücken innerhalb eines Arbeitsablaufes, mit einem stationären, an der Werkzeugmascnine anmontierbaren Tischteil und einem um den stationären Tischteil umlaufenden drehbaren Tischteil, der in eine, entsprechend der Teilung der Baueinheit, beliebige Winkelposition geschaltet und in dieser Stellung mit dem stationären Tischteil spielfrei durch geeignete Verzahnungen, insbesondere einer Planverzahnung, verriegelt werden kann, mit einem antriebsmotor, der vorzugsweise innerhalb der Baueinheit angeordnet ist, mit einer Kette von Antriebsgliedern und einem schaltbaren Kupplungssystem für die Entriegelung, für die Umschaltung und für die erneute Verriegelung des drehbaren Tischteiles in dem stationären Tisch-■ceil,

dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb der Kette der Antriebsglieder (4-,5,6,7»8,9»1o, 18,26) für den drehbaren Tischteil (15) Glieder (7,8) befinden,die bei gleichförmiger Drehbewegung des Antriebsmotors (4-) dem Antriebsteil (Io) periodisch, entsprechend der Teilung der Baueinheit, steigende und abfallende Drehzahlen erteilen und daß die gesamte Kette der Antriebsglieder (4-,5»6,7,8,9»1o,26) während eines Schalr-vorganges von Position zu Position keine Umkehr der Brehrichtung erfährt, und daß hierzu der mit dem AntrieVsieil (1c) umlaufende Schleppring (26) in beiden Drehrichtungen des Antriebsteiles (1o) fernsteuerbar sperrbar ist.
2. Winkelochaltbare Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (7) der Kette der Antriebsglieder (4-15,6,y,8,9,1o,18_T26) in Poim eines Schlägers (31,32) aus- -coilJol ist und daß das Glied (8) ein Malteserrad (35) mit sternförmige:! Ausfräsungen (3^) sein kann.

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Winkelschaltbare Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (7) und (8) der Kette der
Antriebsglieder als Zahnräder mit elliptischen Teilkreisen ausgebildet sind.

Winkelschaltbare Baueinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleppring (26) in bekannter Weise anstelle eines fernsteuerbaren Steuergliedes mit einem in nur einer Drehrichtung sperrenden federnden Bolzen festgesetzt werden kann.