DE3620526A1 - Revolverkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Revolverkopf nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Solche Revolverköpfe haben die Aufgabe, den mit Werkzeu­ gen bestückten Werkzeugträger so zu drehen, daß das jeweils benötigte Werkzeug an die Bearbeitungsstelle gelangt. Da hierbei das Werkzeug genau gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück auszurichten ist, muß die Spindel in der jeweils eingestellten Drehlage genau positioniert werden. Hierzu sind zwei Planverzahnungen vorgesehen, von denen die eine der Spindel und die andere dem Gehäuse des Revolverkopfes zugeordnet ist. Zum Verdrehen der Spindel werden die beiden Planverzahnungen außer Eingriff ge­ bracht, während sie in der jeweiligen Arbeitslage des Werkzeugträgers wieder in Eingriff sind. Mit den Planver­ zahnungen kann die Spindel und damit der Werkzeugträger jedoch nicht in jede beliebige Lage gebracht werden, da der kleinste Drehwinkel abhängig ist von der Zähnezahl der Planverzahnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungs­ gemäßen Revolverkopf so auszubilden, daß die Spindel in jede beliebige Dreh- bzw. Winkellage gebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Revolverkopf erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Revolverkopf wird die Spindel nicht mehr formschlüssig, sondern reibschlüssig in der jeweiligen Drehlage verspannt. Der Reibschluß ermöglicht, daß die Spindel stufenlos in die jeweils gewünschte Dreh­ lage gedreht werden kann. Sobald sie erreicht ist, wird sie mit dem Reibschlußelement verspannt. Unter der Kraft­ beaufschlagung wird das Reibschlußelement fest an die Spindel angelegt, so daß sie sicher in der eingestellten Drehlage gehalten ist und sich während des Betriebes nicht um ihre Achse drehen kann. Beim erfindungsgemäßen Revolverkopf kann die Spindel reproduzierbar und hoch­ genau in die gewünschte Drehlage verstellt und in ihr verspannt werden. Beim Spannvorgang selbst wird die Spindel nicht in Umfangsrichtung belastet, so daß nicht die Gefahr besteht, daß sie beim Spannvorgang in uner­ wünschter Weise verdreht wird. Der erfindungsgemäße Revolverkopf ist hervorragend zum Einsatz in Bearbei­ tungszentren geeignet, bei denen es auf hochgenaue Posi­ tionierungen des Werkzeugträgers und der auf ihm befe­ stigten Werkzeuge ankommt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den wei­ teren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt einen erfindungsge­ mäßen Revolverkopf. An ihm wird ein Werkzeugträger 1 befestigt, der mehrere Werkzeuge 2 trägt. Mit dem Revolverkopf kann der Werkzeugträger 1 um die Achse 3 des Revolverkopfes in jede gewünschte Lage gedreht werden.

Der Revolverkopf hat ein Gehäuse 4, das nahe dem dem Werkzeugträger 1 zugewandten Ende einen radial nach innen gerichteten Ringflansch 5 aufweist. Auf der dem Werkzeug­ träger 1 zugewandten Seite ist auf dem Ringflansch 5 eine Anschlagscheibe 6 befestigt, deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Ring­ flansches 5. Die dem Werkzeugträger 1 zugewandte Stirn­ seite 7 der Anschlagscheibe 6 dient als Anschlagfläche für einen radial nach außen gerichteten Ringflansch 8 einer Spindel 9. Die Anschlagscheibe 6 ist vorzugsweise gehärtet und lösbar auf dem Ringflansch 5 des Gehäuses 4 befestigt. Auf der dem Werkzeugträger 1 zugewandten Gehäuseseite ist ein Ring 10 befestigt, der abgedichtet an der Spindel 9 anliegt.

An die vom Werkzeugträger 1 abgewandte Seite des Ring­ flansches 5 schließt eine Hülse 11 an, die die Spindel 9 mit Abstand umgibt. Die Hülse 11 ist vorzugsweise lösbar am Gehäuse 4 befestigt. Sie hat an ihrem vom Werkzeug­ träger 1 abgewandten Ende einen radial nach außen gerichteten Flansch 12, mit dem sie an einer radial verlaufenden Schulterfläche 13 des Gehäuses 4 anliegt. Die Hülse 11 umgibt eine Expansionsbuchse 14, mit der die Spindel 9 in der jeweiligen Lage zentriert und festge­ klemmt werden kann. Die Expansionsbuchse 14 weist auf ihrer Innen- und Außenseite abwechselnd und mit Abstand voneinander angeordnete Ringnuten 15 und 16 auf, so daß die Expansionsbuchse im Axialschnitt mäanderförmig ausgebildet ist. Sie liegt an der vom Werkzeugträger 1 abgewandten Stirnseite 17 des Ringflansches 5 des Gehäuses 4 an. An der gegenüberliegenden Seite liegt die Expansionsbuchse 14 an einem ringförmigen Vorsprung 18 eines im Gehäuse 4 untergebrachten Kolbens 19 an. Er wird an der Spindel 9 sowie an der Innenwand des Gehäuses 4 axial geführt.

Zwischen dem Flansch 12 der Hülse 11 und dem Kolben 19 befindet sich ein erster Zylinderraum 20, in den eine Druckmittelleitung 21 mündet. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein zweiter Zylinderraum 22 vorgesehen, in den eine Druckmittelleitung 23 mündet. Er wird von einer Scheibe 24 axial begrenzt, die an der Innenwand des Gehäuses 4 sowie an der Außenwand einer ringförmigen Verlängerung 25 des Kolbens 19 anliegt.

Das Gehäuse 4 schließt an der vom Werkzeugträger 1 abge­ wandten Seite an ein Getriebegehäuse 26 an, in dem eine Schnecke 27 und ein Schneckenrad 28 untergebracht sind. Das Schneckenrad 28 ist mit einer weiteren Expansions­ buchse 14′ drehfest mit der Spindel 9 verbunden. Zur Erzeugung des Radialdruckes sind in die Expansionsbuchse 14′ Spannschrauben 29 geschraubt, welche die Expansions­ buchse 14′ radial aufweiten und so die Klemmverbindung zwischen dem Schneckenrad 28 und der Spindel 9 her­ stellen. Die Expansionsbuchse 14′ ist in einem Ringraum 30 untergebracht, der zwischen der Spindel 9 und einer Nabe 31 des Schneckenrades 28 gebildet wird. Es ist mit zwei Lagern 32 und 33 drehbar im Getriebegehäuse 26 gelagert.

Auf der vom Gehäuse 4 abgewandten Seite des Getriebe­ gehäuses 26 ist ein Lagerflansch 34 für das Lager 33 vorgesehen. Der Lagerflansch 34 ist lösbar am Getriebe­ gehäuse 26 befestigt.

Damit die Spindel 9 reproduzierbar und genau in die gewünschte Lage gedreht werden kann, befindet sich an dem dem Werkzeugträger 1 gegenüberliegenden Ende des Revol­ verkopfes ein Resolver 35, mit dem die Winkellage der Spindel exakt ermittelt werden kann.

Auf dem über den Lagerflansch 34 ragenden Ende der Spindel 9 sitzt eine Scheibe 36, die als Null- bzw. Refe­ renzscheibe für die Lage der Spindel 9 dient.

Die Spindel 9 liegt im Revolverkopf am Ring 10, an der Innenwand des Ringflansches 5 des Gehäuses 4 und am axial verschiebbaren Kolben 19 an und ist über das Schneckenrad 28, das mit seiner Nabe 31 an der Spindel anliegt, im Revolverkopf geführt.

Soll ein auf dem Werkzeugträger 1 befestigtes Werkzeug 2 in seine Bearbeitungslage gebracht werden, dann wird zunächst über die Druckmittelleitung 21 Druckmittel in den Zylinderraum 20 gebracht. Der Kolben 19 wird dadurch axial verschoben. Dabei wird die Verspannung der Expan­ sionsbuchse 14 aufgehoben, so daß der Reibschluß zwischen ihr und der Spindel 9 ebenfalls aufgehoben ist. An­ schließend wird über das Schneckengetriebe 27, 28 von einem (nicht dargestellten) Antriebsmotor aus die Spindel 9 im gewünschten Maße um ihre Achse 3 gedreht. Mittels des Resolvers 35 läßt sich die neue Lage der Spindel einwandfrei und hochgenau festlegen. Sobald die gewün­ schte Drehlage der Spindel 9 erreicht ist, wird der Antriebsmotor abgeschaltet und anschließend der Kolben 19 in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt. Das entspre­ chende Druckmittel wird hierbei über die Druckmittellei­ tung 23 in den Zylinderraum 22 eingebracht, während das im Zylinderraum 20 befindliche Druckmittel über die Leitung 21 entweichen kann. Über den ringförmigen Vor­ sprung 28 des Kolbens 19 wird bei der Axialverschiebung die Expansionsbuchse 14 wieder verspannt. Infolge ihrer mäanderförmigen Querschnittsausbildung wird bei dieser Axialbeaufschlagung die Expansionsbuchse radial verformt, wodurch die Spindel 9 zentriert und einwandfrei festge­ klemmt wird. Die Hülse 11 stützt hierbei die Expansions­ buchse 14 radial nach außen ab, so daß sie in ihrer verspannten Lage den gewünschten hohen Reibschluß mit der Spindel 9 herstellt. Über die andere Expansionsbuchse 14′ wird eine zuverlässige drehfeste Verbindung zwischen dem Schneckenrad 28 und der Spindel erreicht, so daß sie durch das Schneckengetriebe einwandfrei mitgenommen wird. Da die Spindel 9 in ihrer jeweiligen Winkellage durch Reibschluß festgeklemmt wird, kann sie stufenlos in jede gewünschte Lage gedreht werden. Mit dem Resolver 35 kann hierbei die jeweilige Winkellage hochgenau eingestellt werden.

Die Expansionsbuchse 14 erzeugt infolge ihrer radialen Ausbauchung eine Axialbelastung der Spindel 9 in Richtung 38 beim Spannvorgang. Um hierbei aber die Axiallage der Spindel 9 und damit auch des Werkzeugträgers 1 mit den Werkzeugen 2 nicht zu verändern, wird diese Axialbe­ lastung 38 dazu ausgenutzt, die Spindel 8 auch in Axialrichtung zu verklemmen. Hierzu ist der Ringflansch 8 auf seiner dem Werkzeugträger 1 zugewandten Seite mit einer Kegelfläche 39 versehen, der eine entsprechende Kegelfläche 40 an der Innenseite des Ringes 10 zugeordnet ist. Wird die Spindel 9 beim Verspannen mittels der Expansionsbuchse 14 axial belastet, dann werden die Kegelflächen 39, 40 fest gegeneinander gedrückt, wodurch die Spindel zusätzlich in ihrer eingestellten Winkel- bzw. Drehlage reibschlüssig gehalten und gesichert wird. Die Kegelflächen 39, 40 unterstützen zusätzlich die Zentrierung der Spindel 9. Infolge dieser Kegelflächen 39, 40 wird die Axiallage der Spindel 9 und damit des Werkzeugträgers 1 nicht verändert, so daß die auf ihm sitzenden Werkzeuge 2 nicht nur in ihrer Winkellage, son­ dern auch in ihrer Axiallage gegenüber dem zu bearbeiten­ den Werkstück genau ausgerichtet sind. Infolge der Kegel­ fläche 39 verjüngt sich die Spindel 9 an ihrem werkzeug­ trägerseitigen Ende.

Damit beim Entspannen der Expansionsbuchse 14 die Spindel 9 nicht durch Selbsthemmung mit ihrer Kegelfläche 39 an der Kegelfläche 40 des Ringes 10 hängenbleibt, mündet in die Kegelfläche 40 mindestens eine Bohrung 41, durch die Druckmittel zugeführt werden kann. Sollte also die Spin­ del 9 beim Lösevorgang sich nicht von der Kegelfläche 40 lösen, wird über die Bohrung 41 Druckmittel zugeführt, so daß die Selbsthemmung zwischen dem Ring 10 und der Spin­ del 9 aufgehoben und die Spindel anschließend in ihre neue Lage gedreht werden kann.

Anstelle der beschriebenen Expansionsbuchse 14 kann auch jede andere geeignete Spannbuchse verwendet werden, mit welcher die Spindel 9 zentriert und reibschlüssig festge­ klemmt werden kann. Hierfür kommen beispielsweise auch sogenannte Hydrobuchsen in Frage, die elastisch radial mittels eines Druckmediums aufweitbar sind. Je nach Länge der Spindel 9 können auch mehrere Expansionsbuchsen vorgesehen sein.

Wenn es auf eine hochgenaue Positionierung der Spindel 9 nicht ankommt, kann auf den Resolver 35 verzichtet werden. Dann läßt sich die Spindel 9 auch nur mit dem (nicht dargestellten) Antriebsmotor in die gewünschte Lage drehen. Ein solcher Antrieb kann beispielsweise ein Gleichstromregelantrieb sein.

Anstelle des Resolvers auf der Spindel 9 kann auch ein Drehgeber auf der Antriebswelle des Motors verwendet werden.

In der Spannstellung ist zwischen der Anschlagscheibe 6 und dem Ringflansch 8 der Spindel 9 ein geringes Axial­ spiel vorhanden. Beim Lösen der Spindel 9 dient die Stirnseite 7 der Anschlagscheibe 6 als Axialanschlag für die Spindel 9. Die gehärtete Anschlagscheibe 6 gewähr­ leistet eine lange Lebensdauer.

Claims (16)

1. Revolverkopf mit einer in einem Gehäuse drehbar gela­ gerten Spindel, mit der ein Werkzeugträger in ver­ schiedene Arbeitslagen drehbar ist und die in den verschiedenen Drehlagen feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (9) in der jeweiligen Drehlage mit mindestens einem Reibschlußelement (14) verspannbar ist, das unter Kraftbeaufschlagung an die Spindel (9) anlegbar ist.

2. Revolverkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (14) ein die Spindel (9) umgebender Ring ist, der quer zur Achse (3) der Spindel (9) elastisch verformbar ist.

3. Revolverkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reibschlußelement (14) durch minde­ stens einen im Gehäuse (4) untergebrachten Kolben (19) beaufschlagbar und radial elastisch verformbar ist.

4. Revolverkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) am Reibschlußelement (14) an­ greift.

5. Revolverkopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (19) mindestens einen axialen Vorsprung (18) aufweist, der am Reibschluß­ element (14) anliegt.

6. Revolverkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Kolbens (19) jeweils ein Zylinderraum (20, 22) vorgesehen ist, in den jeweils eine Druckleitung (21, 23) mündet.

7. Revolverkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibschlußelement (14) bei seiner radialen elastischen Verformung eine Axialbelastung (38) auf die Spindel (9) ausübt.

8. Revolverkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (9) unter der Axialbelastung (38) in Axial- und Radialrichtung verspannbar ist.

9. Revolverkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spindel (9) eine Kegelfläche (39) aufweist, der eine gehäuseseitige Kegelfläche (40) zugeordnet ist.

10. Revolverkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die gehäuseseitige Kegelfläche (40) Bohrungen (41) zur Zufuhr von Druckmedium münden.

11. Revolverkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (9) mit einem Schneckentrieb (27, 28) antreibbar ist.

12. Revolverkopf nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schneckenrad (28) reibschlüssig auf der Spindel (9) sitzt.

13. Revolverkopf nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schneckenrad (28) mit mindestens einem quer zur Achse (3) der Spindel (9) elastisch verformbaren Reibschlußelement (14′) reibschlüssig mit der Spindel (9) zu verbinden ist.

14. Revolverkopf nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reibschlußelement (14′) ein die Spindel (9) umgebender Ring ist, der mit Spannschrau­ ben (29) gegen die Spindel (9) und das Schneckenrad (28) verspannbar ist.

15. Revolverkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindel (9) ein Dreh­ winkelmesser (35), vorzugsweise ein Resolver, zuge­ ordnet ist.

16. Revolverkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Spindel (9) eine Referenzscheibe (36) drehfest verbunden ist.