DE3630966A1 - Drehmaschinen-werkzeugrevolver - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver für auto­ matische Drehmaschinen.

Automatische Drehmaschinen haben üblicherweise einen Werkzeugrevolver, an dem mehrere Werkzeuge angeordnet sind, die aufeinanderfolgend entsprechend einen Bear­ beitungszyklus mit aufeinanderfolgender Drehung des Revolvers in Arbeitsstellung zu einem auf der Drehmaschine in Bearbeitung befindlichen Werkstück gebracht werden können.

Die am Revolver befindlichen Werkzeuge sind normalerweise fest angeordnet, für bestimmte Arbeitsvorgänge ist es jedoch zweckmäßig, auch über Drehwerkzeuge am Revolver selbst zu verfügen, um Fräs-, Bohr- und Gewindeschneid­ vorgänge und ähnliche Bearbeitungsvorgänge durchführen zu können, ohne daß es hierzu erforderlich ist, das Werkstück von der Drehmaschine abzunehmen und auf einer anderen Maschine aufzuspannen.

Für diese Anforderungen ist es daher erforderlich, über einen Revolver zu verfügen, der das Werkzeug, mit dem die geforderte Bearbeitung am Werkstück durchgeführt werden muß, dreht.

Es sind externe Einrichtungen zur Antriebsübertragung bekannt, die hinsichtlich der Abmessungen und der kon­ struktiven Kompliziertheit zu Problemen und geometri­ schen Beschränkungen bei der Anordnung des Werkzeugs bezüglich des Werkstücks führen. Auch ist es bekannt, alle Drehwerkzeuge des Revolvers gleichzeitig zu be­ tätigen, was wegen des Erfordernisses, über Schutzein­ richtungen zu verfügen, die die zufällige Berührung eines dieser nicht am zu bearbeitenden Werkstück ver­ wendeten Drehwerkzeuge durch das Bedienungspersonal zu vermeiden, zu Problemen führt.

Man muß daher über eine am Revolver einer Drehmaschine befindliche Vorrichtung verfügen, die es ermöglicht, nur das Drehwerkzeug, das sich in der Arbeitsstellung zum Werkstück befindet, in Drehung zu versetzen und die ande­ ren Drehwerkzeuge außer Betrieb zu halten.

Es wurde bereits eine Drehvorrichtung für ein einzelnes Werkzeug vorgeschlagen, das eine Achse parallel zur Dreh­ achse des Revolvers hat. Diese Vorrichtung ermöglicht jedoch nicht eine Betätigung von Drehwerkzeugen mit zur Drehachse des Revolvers senkrechter Drehachse, wenn nicht Werkzeughalter mit einem Winkelgetriebe vorge­ sehen werden, was zu einer komplizierten Konstruktion und einem erhöhten Platzbedarf führt und Ursache für Be­ schränkungen hinsichtlich der Bearbeitungsmöglichkeiten der Drehmaschine und höheren strukturellen Beanspruchungen führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zum Drehantrieb eines Drehwerkzeugs mit radialer Achse zu schaffen, das eine Drehachse hat, die zur Dreh­ achse für den Wechsel eines Werkzeugs eines Werkzeug­ revolvers senkrecht ist, der Drehwerkzeuge hat; der Dreh­ antrieb soll dabei nur in der Arbeitsstellung am Werkstück erfolgen; außerdem sollen die Abmessungen der Vorrichtung begrenzt und ihr konstruktiver Aufbau einfach sein.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merk­ male. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Werkzeugrevolvers gemäß der Erfindung mit einem Werkzeug in einer vom Antrieb getrennten Stellung, und

Fig. 2 den Revolver der Fig. 1 in einer Stellung, in der das Werkzeug angetrieben wird.

Wie gezeigt ist, hat der Drehmaschinen-Werkzeugrevolver ein festes Element 1, das zur Drehpositionierung und -arretierung ein Stirnkronrad 1 a trägt,mit dem ein entsprechendes Kronrad 2 b einer Drehplatte 3 in Eingriff steht, an der Werkzeuge angeordnet sind.

Diese Werkzeuge können fest angeordnete Werkzeuge und, wie in dünnen Linien gezeigt ist, Drehwerkzeuge umfassen, die von Drehwerkzeughaltern 4 a getragen werden, wobei sich die Werk­ zeuge bezüglich der Drehachse der Drehplatte 3 radial er­ strecken. Der Antrieb wird auf die Drehwerkzeuge 4 durch eine Antriebswelle 5 übertragen, die zur Drehachse der Platte 3 koaxial verläuft und von einem nicht gezeigten Motor ange­ trieben wird.

Am Ende der Welle 5 befindet sich eine Kegelzahnung 6, die mit einer entsprechenden Kegelzahnung 7 an einer Welle 8 in Eingriff steht, die senkrecht zur Welle 5 verläuft, die wiederum ein Nutenprofil 9 aufweist, das mit einem entspre­ chenden Profil einer Kupplung 10 in Eingriff steht.

Die Kupplung 10 hat ein vorderes, gezahntes Kupplungselement 11, das mit einem entsprechenden Kupplungselement 12 des Werkzeughalters 4 a in Eingriff kommen kann und das einen Flansch 13 aufweist, an dem eine Feder 14 anliegt, die sich am entgegengesetzten Ende an einem oberen Ring 15 eines Drucklagers 16 abstützt.

Ein unterer bzw. Druckring 17 des Drucklagers 16 hat Schräg­ flächen 18, mit denen entsprechende Schrägflächen eines quer verschiebbaren Ringes 19 zusammenwirken, der auf einem Stütz­ ring 19 a gleitet und am Ende eines Kolbens 20 befestigt ist, der in einer Bohrung 21 der Drehplatte 3 gleitet.

Eine Feder 22 drückt den Kolben 20 gegen das feste Element 1.

Außerdem ist eine Feder 23 zwischen dem Ende der Welle 8 und der Kupplung 10 vorhanden, die die Kupplung 10 norma­ lerweise vom Drehwerkzeughalter 4 a ausgerückt hält, wobei der untere Ring 17 des Drucklagers 16 mit seinen Schräg­ flächen gegen den Ring 19 drückt.

Lager 24 und 25 tragen die Welle 8 innerhalb der Dreh­ platte 3 und ermöglichen deren kontinuierliche Drehung während der Bearbeitung.

Entsprechend einer der Stellungen der Drehplatte 3 des Revolvers, die die Arbeitsstellung für das Drehwerkzeug 4 bildet, ist am Ende des festen Elements 1 ein Vorsprung 26 vorgesehen, gegenüber dem sich der Kolben 20 befinden kann, wie Fig. 2 zeigt.

Der Vorsprung 26 bewirkt den Vorschub des Kolbens 20, wenn die Drehplatte 3 in der zuvor beschriebenen Ar­ beitsstellung eingerastet ist. Dies bedeutet, daß der ring 19 mit seinen Schrägflächen gegen die Schrägflächen 18 des Rings 17 wirkt und dessen Vorrücken in Richtung der Achse der Welle 8 und über das Drucklager 16 und die Welle 14 das Vorrücken der Kupplung 10 in der gleichen Richtung hervorruft, bis das Kupplungselement 11 mit dem Kupplungselement 12 des Drehwerkzeughalters 4 a in Eingriff kommt und damit den Antrieb von der Welle 5 auf das Werkzeug 4 überträgt.

Die Feder 14 bewirkt infolge der Einwirkung des Vorsprungs 26 auf den Kolben 20 ein elastisch gedämpftes Einrücken der Kupplungselemente 11, 12. Außerdem stellt die Feder 23 sicher, daß in den Stellungen, in denen die Kupp­ lungselemente 11 und 12 nicht eingerückt sind, getrennt gehalten werden, so daß mögliche wechselseitige Störungen z.B. aufgrund von Schwingungen oder dergleichen in der Maschine vermieden werden.

Die Drehplatte 3 ist vorgesehen, um durch ihre Drehung für den Wechsel des in der Arbeitsstellung befindlichen Werkzeugs ihre Vorschubbewegung in Richtung der Achse der Welle 5 zum Ausrücken der Zahnungen 2 a, 2 b, die Drehung in die vorgesehene Stellung und die Rückbewegung, die die Zahnungen 2 a, 2 b in der neuen Stellung in Ein­ griff bringt, zu bewirken. Auf diese Weise erfolgt der Kontakt zwischen dem Kolben 20 und dem Vorsprung 26 während der geraden Verschiebephase der Platte 3, um die Zahnungen 2 a, 2 b wieder in Eingriff zu bringen.

Die Schrägflächen der Ringe 17, 19 sind mit gleichen Neigungen im wesentlichen von 45° gezeigt, um einen Hub der Kupplung 10 gleich dem des Kolbens 20 zu be­ stimmen. In Abhängigkeit von den verschiedenen dimen­ sionsmäßigen Anforderungen an den Revolver können jedoch andere Neigungswinkel für die Schrägflächen der Ringe 17 und 19 gewählt werden, die jedoch komplementär zu­ einander sind, um bei einem bestimmten Hub des Kolbens 20 einen anderen Hub der Kupplung 10 entsprechend den besonderen Anforderungen sei es von den Dimensionen oder den Beanspruchungen der interessierenden Teile zu erreichen.

Die Übertragung der Verschiebung des Kolbens 20 in richtung der Achse der Antriebswelle 5 auf die Kupplung 10, die senkrecht zur Achse der Welle 5 verstellt wer­ den muß, um mit dem Werkzeughalter 4 a in Eingriff zu kommen, wird im gezeigten Falle über zwei in gegen­ seitigem Eingriff stehende Keilelemente erreicht. Diese Antriebsübertragung kann auch über Einrichtungen mit einem Hebel erreicht werden, auf dessen eines Ende der Kolben 20 einwirkt und die wiederum mit dem ent­ gegengesetzten Ende auf die Kupplung 10 wirken, oder auch mit Einrichtungen mit Steuerflächen oder mit anderen Ein­ richtungen zur mechanischen Übertragung der Verschiebung.

Bei Revolvern, bei denen die Drehplatte ihre Drehstellung ändert, ohne axiale Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen durchzuführen, sind die Flanken des Vorsprungs 26 mit schrägen Verbindungsflächen versehen, um darauf das Auf­ laufen des Kolbens 20 zu erreichen, wenn sich dieser in Übereinstimmung mit dem Vorsprung befindet, damit die Bewegung auf das Bearbeitungswerkzeug bei der Drehung der die Werkzeuge tragenden Drehplatte ohne Stöße er­ folgt.

Die Verschiebung des Kolbens 20 aus einer Stellung, in der das entsprechende Werkzeug stillsteht, in eine Stel­ lung, in der das Werkzeug gedreht wird, kann auch in zu beschriebenen umgekehrten Weise erfolgen, d.h., man sieht anstelle des Vorsprungs 26 eine Ausnehmen vor, in die der Kolben 20 unter dem Druck einer Feder ein­ greift. In diesem Falle müssen die Schrägflächen der Keilelemente zur Übertragung der Verschiebung auf die Kupplung entgegengesetzte Neigungen haben, wobei hier­ bei der Kolben 20 einer Zug- und nicht einer Druckbean­ spruchung zur Steuerung der Kupplung unterliegt. Wenn die Übertragung der Verschiebung durch Hebel-, Nocken- oder dergleichen Einrichtungen anstelle der Keilelemente erfolgt, müssen auch diese Einrichtungen umgekehrt ange­ ordnet sein, um den Vorschub der Kupplung in die Stel­ lung zu erreichen, in der die Drehung auf das Werkzeug in Übereinstimmung mit dem Eingriff des Kolbens in die zuvor erwähnte Ausnehmung übertragen wird.

Diese Ausführungsform ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Revolver ein bewegliches Teil hat, das keine axialen Bewegungen zum Ausrücken und das nachfolgende Einrücken in der neuen Drehstellung hat, sondern das sich dreht und ständig in der gleichen Ebene bleibt. In diesem Falle laufen die Kolben der vorgesehenen Dreh­ werkzeuge während der Drehung des Revolvers auf der Oberfläche des festen Teils und übertragen die Bewegung nicht auf die Werkzeuge, bis sich einer der Kolben gegenüber der Ausnehmung befindet und in diese eingreift.

Bei solchen Revolvern kann auch für die Ausnehmung ein Verschlußstück oder ein Element zum Zurückziehen des Vorsprungs 26 vorgesehen sein, das beim Anlaufen der Drehelemente des Revolvers betätigbar ist, um eine Be­ tätigung der Werkzeuge beim Durchlauf durch die Arbeits­ stellung während der Drehung des Revolvers zum Aus­ wählen eines bestimmten Werkzeugs zu vermeiden.

Claims (8)

1. Werkzeugrevolver für automatische Drehmaschinen, ge­ kennzeichnet durch eine Antriebswelle (5) koaxial zur Drehachse des Revolvers, die durch eine Zahnkupplung mit einer hierzu senkrechten Welle (8) verbunden ist, die im Drehteil des Revolvers gelagert ist, das die Werkzeuge (4) trägt, eine axial aus einer Stellung freier Drehung in eine eingerückte Stellung, in der der Antrieb auf ein Drehwerkzeug übertragen wird, bewegliche Kupplung (10), die drehfest mit der zur Antriebswelle (5) senkrechten Welle (8) verbunden ist, Elemente zur mechanischen Übertragung der Ver­ stellung in senkrechter Richtung, die auf die Kupplung (10) einwirken und zwischen den beiden Stellungen be­ wegen und die von einem Kolben (20) betätigt werden, der parallel zur Antriebswelle (5) verschiebbar ist, und ein am festen Teil (1) des Revolvers angeordnetes Profilelement, das in einer bestimmten Funktionsstellung des Drehwerkzeugs in Eingriff kommt und, wenn das Werk­ zeug mit diesem übereinstimmt, den Kolben (20) in Richtung seiner Achse verstellt und über die Betätigung der Elemente zur mechanischen Übertragung der Verschie­ bung die entsprechende Verstellung der Kupplung (10) in die Stellung zur Übertragung des Antriebs auf das Drehwerkzeug bestimmt.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elemente zur mechanischen Übertragung der Verschiebung Keilelemente mit in Ein­ griff befindlichen Schrägflächen sind.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Keilelemente einen Druck­ ring (17) mit Schrägflächen aufweisen, der koaxial zur die Kupplung (10) tragenden Welle (8) koaxial und mit dieser verschiebbar ist und der über seine Schräg­ flächen mit den Schrägflächen eines hierzu quer ver­ schiebbaren Ringes (19) in Berührung steht, der am parallel zur Antriebswelle (5) verschiebbaren Kolben (20) befestigt ist.

4. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schrägflächen aufweisende Druckring (17) der untere Ring eines Drucklagers (16) ist, der mit der Kupplung (10) unter Zwischenschaltung eines elastischen Einrückelements (14) verbunden ist.

5. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elemente zur mechanischen Übertragung der Verschiebung aus Hebel-, Nocken- oder dergleichen Einrichtungen, ggf. desmotropen Einrichtungen bestehen.

6. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Profileinrückelement, das die Verschiebung des Kolbens (20) bewirkt, aus einem Vorsprung (26) an der Oberfläche des festen Teils (1) des Revolvers besteht, der so bemessen ist, daß eine axiale Verschiebung des Kolbens (20) erfolgt, wenn dieser damit übereinstimmt, die entsprechend den Über­ tragungseigenschaften der Elemente zur mechanischen Übertragung der Verschiebung eine Verstellung der Kupplung aus der ausgerückten in eine eingerückte Stellung in Eingriff mit einem Verbindungselement des Werkzeughalters (4) bewirkt.

7. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (10) mit der im Drehteil (3) des Revol­ vers gelagerten Welle (8) durch ein Nutenprofil (9) verbunden ist, und daß eine auf die Kupplung wirkende elastische Einrichtung (23) vorhanden ist, die dem elastischen Einrückelement (14) mit geringerem Druck entgegenwirkt und die Kupplung mit dem Drehwerkzeug außer Eingriff hält, wenn der verschiebbare Kolben in der zurückgezogenen Stellung ist.

8. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine elastische Einrichtung (23) am Kolben (20), die den Kolben in der zurück­ gezogenen Stellung hält, wenn er nicht mit dem Vor­ sprung (26) des festen Teils (1) des Revolvers über­ einstimmt.