DE3615227C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen auswechselbaren Werkzeugträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Auswechselbare Werkzeugträger der eingangs genannten Art werden vielfach in Verbindung mit sogenannten "Werkzeug­ speichern" eingesetzt, aus denen sie mittels geeigneter Vorrichtungen automatisch herausgelöst und dann in Richtung auf das betreffende freie Maschinenspindelende hin bewegt werden, von wo aus dann der betreffende Werk­ zeugträger zielgerecht, d. h. in Anpassung an eine vor­ gegebene Endstellung spindelseitiger Mitnehmerverbindungs­ mittel (Nutensteine) mit dem Maschinenspindelende kraft­ schlüssig verbunden werden soll. In umgekehrter Reihen­ folge soll der nicht mehr benötigte Werkzeugträger durch die Vorrichtung erfaßt und automatisch wiederum an der ursprünglichen Stelle im Werkzeugspeicher abgesetzt werden können.

Bei einem Werkzeugträger der eingangs angegebenen Art ist es nun eine unabdingbare Voraussetzung, daß bei mit der Maschinenspindel gekoppeltem Werkzeugkegel zugleich die mit dem Getriebegehäusemantel kraftschlüssig verbundene Mit­ nehmerscheibe an vorgegebener Stelle über eine geeignete Mitnehmervorrichtung mit einer entsprechenden statischen Ge­ genfläche des Maschinenspindelstockes gekoppelt wird. Der Getriebegehäusemantel bzw. das Getriebegehäuse ist dabei also ein funktionsnotwendiger ruhender Bestandteil des Planetenrädergetriebes, um das Maschinenantriebsdrehmoment im Rahmen der gewünschten Drehzahl auf das Werkzeug über­ tragen zu können.

Im Außerbetriebszustand ist also beim angegebenen Werk­ zeugträger die Mitnehmerscheibe beliebig gegenüber dem Werkzeugkegel oder -kupplungsschaft sowie den mit diesem verknüpften Scheibenbauteilen verdrehbar; hierauf beruht nun der wesentliche Nachteil des herkömmlichen Konzepts, daß nämlich sowohl im von der Maschine abmontierten Zu­ stande wie auch gegebenenfalls im gespeicherten Zustande, beispielsweise als Folge manueller Montage-, Demontage- oder Transportursachen gesehen, die Mitnehmerscheibe sich in einer Position befindet, die nicht mit der gewünschten Betriebsstellung im Einklang ist.

Mit anderen Worten folgt hieraus die Tatsache, daß sowohl im Falle des automatisierten Ergreifens des von der Maschinen­ spindel demontierten wie auch im Falle des automatischen Er­ greifens des Werkzeugträgers aus dem Speicher zunächst im allgemeinen eine örtliche Betriebsjustierung der Mitnehmer­ scheibe erforderlich wird, um einerseits sicher zu gehen, daß das automatische Ergreifen und Positionieren nicht durch Kollision des Greifmechanismus mit der Mitnehmervorrichtung (Mitnahmebolzen oder dergleichen) behindert wird. Anderer­ seits wird neben einem Mangel der Kollisionsgefahr und der Behinderung des automatisierten Zugriffprozesses der weitere Mangel darin gesehen, daß für eine Betriebsbereitschaft des Werkzeugträgers genaueste Vorjustierungen (Maschinenanschluß­ bereitschaft) bzw. Nachjustierungen (Speicherabrufbereit­ schaft) erforderlich sind, die wiederum zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand bei der automatisierten Fertigung nach sich ziehen.

Schon vorgeschlagene zusätzliche mechanische Zentrier­ mittel, zwischen der Mitnehmerscheibe und der angrenzenden, mit dem Werkzeugträgerschaft kraftschlüssig verbundenen Mitnehmerscheibe, haben den Nachteil zusätzlichen mechanischen Bauaufwands sowie zusätzlichen Zeit- und Lohnkostenaufwands.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ richtung nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Mitnehmerscheibe einfachst stets in einer solchen Endstellung gegenüber dem Werkzeugkegel bzw. -kupplungs­ schaft justiert bleibt, die zugleich repräsentativ für die zum Einrasten der Mitnehmerverbindung geeignete Be­ triebsposition des Werkzeugträgers an der Maschine ist.

Im Rahmen der Aufgabe soll ferner ein stets unbehindertes automatisiertes Ergreifen des betreffenden Werkzeugträgers möglich sein, sei es, beispielsweise zum Auswechseln des Werkzeugträgers oder beispielsweise zum Entnehmen eines Werkzeugträgers aus einem Werkzeugspeicher in Verbindung mit beabsichtigter Montage an der Maschinenspindel.

Die gestellte Aufgabe ist bei einer Einrichtung nach der eingangs angegebenen Art mit den Merkmalen des Kennzeich­ nungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Ohne jegliche mechanische Vorkehrungen kann demnach also die Mitnehmerscheibe stets in vorgegebener Endstellung zum Betreffenden angrenzenden Scheibenkörper bzw. zum Werkzeugkegel justiert bleiben.

Im Bedarfsfalle besteht z. B. selbstverständlich die Möglichkeit, beim von der Maschine demontierten Zustande des Werkzeugträgers die Mitnehmerscheibe manuell gegen­ über dem Justierpunkt hinweg zu verdrehen.

Sobald die magnetische Justierwirkung wieder durchgreift, ist es praktisch ausgeschlossen, daß ein eventueller manueller Transport oder ein unterschiedlichen Bewegungs­ abläufen unterworfener automatisierter Werkzeugträger­ transport die Justierendstellung beeinträchtigen könnte.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Patentansprüchen 2 bis 6 hervor.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise erläutert, und zwar im Rahmen befestigungsquermittig aufgeschnittener Teilsektionen eines Maschinenspindelstockes in Kombination mit dem teil­ weise in Mittellängsrichtung aufgeschnitten sowie schematisch dargestellten Werkzeugträger.

Der Werkzeugträger besteht im wesentlichen aus einem maschinenspindelseitig festlegbaren, hier z. B. kegel­ förmigen Kupplungsschaft 1, der das Maschinenantriebs­ drehmoment über ein Planetengetriebe 2 auf ein mit letzterem kuppelbares Werkzeug, z. B. einen Bohrer 3, über­ trägt, wenn eine mit dem äußeren Getriebegehäusemantel 4 verbundene Mitnehmerscheibe 5 über eine lösbare Mit­ nehmerverbindung 6 mit einem statischen Teil des Maschinen­ spindelstocks 7 kraftschlüssig verbunden ist. Der Werk­ zeugträger weist ferner zwei axial beabstandete Scheiben­ körper 8, 9 auf, von denen der eine, 9, der Mitnehmer­ scheibe 5 - unter Belastung eines Abstandspalts -, plan­ parallel benachbart ist; der eine Scheibenkörper 8 ist da­ bei ein integraler Bestandteil des Kupplungsschafts 1. Der andere Scheibenkörper 9 ist Bestandteil einer Hülse, die auf geeignete Weise drehfest mit einer rotationssymmetrisch nach innen eingezogenen Axialverlängerung 10 des Schafts 1 verbunden ist. Hülse nebst Scheibenkörper 9 sollen dabei ferner ein Getriebegehäuseeingangsteil 11 am oberen Ende frei beweglich ummanteln. Auf dem Getriebegehäuseein­ gangsteil 11 sitzt dann die zuvor schon erwähnte, mit letzterem, und damit auch mit dem übrigen Getriebegehäuse­ mantel 4 drehfest verbundene Mitnehmerscheibe 5.

Die Mitnehmerverbindung 6 besteht aus einem mit der Mit­ nehmerscheibe 5 durch Schraube 12 verbundenen Bolzen 13, der in eine federnd abgestützte Hülse 14 eingreift, die ihrerseits an einem inneren Hülsenkörper 15 längs gegen die Kraft einer Feder 16 verschiebbar ist.

Erfindungsgemäß sind die Mitnehmerscheibe 5 und der be­ nachbarte Scheibenkörper 9 mittels darin eingebauter, un­ gleichnamig gepolter Dauermagnete 17, 18 betriebsstellungs­ gemäß zueinander positionierbar; sobald also die gegen­ seitigen Polflächen der Dauermagnete 17, 18 im wesentlichen deckungsgleich übereinanderliegen, ist dies also auch die für die Betriebsstellung maßgebliche Position der Mitnehmer­ scheibe 5 zur örtlich an der Spindel fixierten Position des Schafts 1 in welcher Position zugleich der Bolzen 13 in der Hülse 14 die Mitnehmerverbindung 6 in die Wege leiten kann, um Mitnehmerscheibe 5 und Getriebegehäusemantel 4 gegen Ver­ drehung in Umfangsrichtung festzuhalten.

Wie dargestellt, können sich die wirksamen Polendflächen der Dauermagnete 17, 18 parallel entlang der jeweils benach­ barten Scheibenwandkonturen erstrecken. Wie ebenfalls dar­ gestellt, können die Dauermagnete 17, 18 ferner in gegen­ seitigen Scheibenaussparungen gänzlich versenkt angeordnet sein. Im Prinzip wäre es durchaus auch möglich, die Dauer­ magneten so anzuordnen, daß deren Polendflächen gering­ fügig die zugehörigen Scheibenflächen überkragen.

Nicht weiter dargestellt, können die Dauermagnete lösbar in den Scheibenaussparungen angeordnet sein, um sie bei Be­ darf leicht austauschen zu können.

Eine optimale Ausnutzung der Magnetwirkung ergibt sich, wenn die Polflächenzentren beider Dauermagnete 17, 18 auf gleichen Scheibenradien liegen, wie dies im Hinblick auf die Zeichnung zugrunde gelegt werden kann.

Ferner können die jeweiligen Polflächenzentren der Dauer­ magnete 17, 18 an den äußeren Scheibenrandbereichen der Mit­ nehmerscheibe 5 und des benachbarten Scheibenkörpers 9 besonders markiert sein. Diese Markierung kann z. B. gleich­ förmig farbig angelegt oder durch einer materialseitig ein­ gearbeitete Strichkontur erzeugt werden.

Auf diese Weise kann z. B. als Folge einer gewollten gegen­ seitigen Verdrehung der Mitnehmerscheibe 5 gegenüber dem Scheibenkörper 9 bzw. dem Schaft 1 raschest möglich wieder­ um die für die Betriebsstellung maßgebliche Scheibenend­ stellung wiedergefunden werden.

Gemäß der Zeichnung weist der eine mit dem Schaft 1 dreh­ fest gekuppelte Scheibenkörper 8 Ausnehmungen 19, 20 auf, in welche ein gabelförmiger Arm einer Greifvorrichtung ein­ rasten kann, die wiederum zu einer automatischen Werkzeug­ trägerwechselvorrichtung gehört.

Im Falle des Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung würde also der gabelförmige Arm zunächst - von links nach rechts gesehen - seitlich in den Zwischenraum zwischen beiden Scheibenkörpern 8, 9 eingefahren und hierauf radial in die Ausnehmungen 19, 20 eingefahren, um den von der Spindel ge­ lösten Werkzeugträger in sich aufzunehmen.

Wesentlich ist es, daß für bzw. in allen derartigen auto­ matisierten Transportzuständen des Werkzeugträgers die für die Betriebsendstellung verantwortliche Justierposition zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und dem einen Scheiben­ körper 9 bzw. dem Schaft 1 als Folge der Magnetwirkung erhalten bleibt.

Der Werkzeugträger kann leicht und beliebig gegen einen relevanten Werkzeugträger ausgetauscht werden, der bei­ spielsweise anstelle eines Bohrers als Werkzeug mit einem Gewindeschneidkopf ausgerüstet ist.

Mit 21 und 22 sind in der Zeichnung ferner spindelseitig radial auskragende Nutensteine bezeichnet, die zur dreh­ festen Verankerung des Werkzeugträgers an der Spindel in die zuvor schon erwähnten Aussparungen 19, 20 des Scheiben­ körpers 8 eingreifen.

Claims (6)

1. Auswechselbarer Werkzeugträger mit einem maschinenspindelseitigen Kupplungsschaft, der das Maschinenantriebsdrehmoment über ein Planetengetriebe auf ein mit letzterem ge­ kuppeltes Werkzeug überträgt, wenn eine mit dem Ge­ triebegehäusemantel verbundene Mitnehmerscheibe über eine lösbare Mitnehmerverbindung mit einer stationären Spindelstocksektion kraftschlüssig verbunden ist und mit zwei beabstandeten Scheibenkörpern am Kupplungs­ schaft, von denen der eine der Mitnehmerscheibe plan­ parallel benachbart ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerscheibe (5) und der benachbarte Scheiben­ körper (9) mittels darin eingebauter, ungleichnamig gepolter Dauermagnete (17, 18) betriebsstellungsgemäß zueinander positioniert sind.

2. Werkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Polendflächen der Dauermagnete (17, 18) sich parallel entlang der jeweils benachbarten Scheibenwandkonturen erstrecken.

3. Werkzeugträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dauermagnete (17, 18) in gegen­ seitigen Scheibenaussparungen gänzlich versenkt ange­ ordnet sind.

4. Werkzeugträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete lösbar in den Scheibenaussparungen angeordnet sind.

5. Werkzeugträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen­ zentren beider Dauermagnete (17, 18) auf gleichen Scheibenradien liegen.

6. Werkzeugträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Polfächenzentren der Dauermagnete (17, 18) an den äußeren Scheibenrandbereichen der Mit­ nehmerscheibe (5) und des benachbarten Scheibenkörpers (9) markiert sind.