DE3635910A1 - Antriebseinheit fuer rundlaufwerkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Rund­ laufwerkzeuge mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

Antriebseinheiten der eingangs genannten Art werden z.B. in automatisierten Bearbeitungszentren eingesetzt. Die Zugstange ist innerhalb der Arbeitsspindel konzen­ trisch gelagert. Durch das auf die Zugstange einwir­ kende Schraubgetriebe wird das rotative Antriebsdrehmo­ ment der Spannwelle in eine lineare, auf die Zugstange einwirkende Spannbewegung übertragen. Durch die Winkel­ stellung zwischen Spannwelle und Zugstange besteht die Schwierigkeit darin, das Antriebsdrehmoment der Spann­ welle durch die Arbeitsspindel hindurch auf die Zugstange in einer Weise zu übertragen, daß es in Form eines Linearantriebes auf die Zugstange wirksam wird. Dabei ist eine Lagerung der Arbeitsspindel beiderseits der Durchführung des Spannantriebes Voraussetzung für eine optimale Lagergestaltung bei minimalem Platzbe­ darf.

Bei einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art ist auf dem Außenumfang der Arbeitsspindel ein Kegelrad gelagert, welches von der Spannwelle angetrieben wird (DE-P 35 08 231.3). Das Kegelrad ist als Hohlrad eines Planetengetriebes ausgebildet und wirkt über innerhalb der Arbeitsspindel gelagerte Planetenräder auf eine als Sonnenrad des Planetengetriebes ausgebildete Mutter des Schraubgetriebes für den Zugstangenantrieb. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß für den Spannan­ trieb kein orientierter Spindelhalt notwendig ist. Die Konstruktion ist jedoch verhältnismäßig aufwendig. Die Zahl der Kontaktflächen für die Übertragung des Spannantriebes ist relativ groß.

Eine andere Ausführungsform einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art in Form eines Winkeltriebes enthält eine in Axialrichtung verschiebbar gelagerte Spannwelle. Zur Erzeugung der Spannbewegung wird die Spannwelle mit dem an ihrem Stirnende angeordneten Spannkegelrad durch eine Bohrung der Antriebsspindel hindurch mit der Mutter des Schraubgetriebes für die Zugstangenverschiebung in Eingriff gebracht. Der Nach­ teil dieser Konstruktion besteht in der Notwendigkeit eines orientierten Spindelhalts für die Betätigung des Spannantriebes. Außerdem erfordert die Spannwelle zusätzlich zum rotatorischen Antrieb einen Einrückhub.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An­ triebseinheit der eingangs genannten Art einfacher auszubilden. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzei­ chen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Diese Lösung hat ebenfalls den Vorteil, für die Betätigung des Spannantriebes keinen orientierten Spindelhalt zu benötigen. Im Kraftfluß von der Spann­ welle zur Zugstange ist nur eine geringe Anzahl von Kontaktflächen vorhanden. Auch die Anzahl der Bauele­ mente ist wesentlich reduziert. Das Außengewinde des Schraubgetriebes zur Umwandlung der rotatorischen Bewegung der Spannwelle in die Axialbewegung der Zugstange hat einen wesentlich größeren Durchmesser. Der Tangens des Steigungswinkels des Schraubgewindes wird dadurch wesentlich kleiner mit der Folge, daß die Selbsthemmung des Schraubgetriebegewindes sehr einfach gewährleistet werden kann. Die geringere Zahl der Kontaktflächen bewirkt im übrigen einen besseren Wirkungsgrad der Übertragungsglieder des Spannantriebes von der Spannwelle auf die Zugstange. Dadurch wird für den Spannantrieb ein geringeres Antriebsdrehmoment an der Spannwelle benötigt. Die einzelnen Bauteile für die Übertragung des Drehmoments von der Spannwelle auf das Schraubgetriebe können daher kleiner dimensioniert werden.

Der Gegenstand der Erfindung sowie vorteilhafte De­ tail-Merkmale der Lösung werden an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Antriebseinheit,

Fig. 2-4 einen Querschnitt durch die Arbeitsspindel mit der Übertragungseinrichtung für den Spann­ antrieb in mehreren, alternativen Ausführungs­ formen entsprechend der Linie II-II in Fig. 1.

Die Antriebseinheit enthält im wesentlichen in einem Gehäuse 1 die Arbeitsspindel 2 für die Drehantriebs­ übertragung zum Werkzeug (nicht dargestellt), welches in der Spannzange 3 auswechselbar gespannt wird. Die Spannzange 3 ist in ihrer oberen Hälfte in Löse- und in ihrer unteren Hälfte in Anzugsstellung dargestellt. Die Arbeitsspindel 2 ist zweiteilig ausgebildet. Ihre beiden Teile 4, 5 sind axial miteinander verschraubt. Innerhalb der Arbeitsspindel 2 ist in deren Axialrich­ tung längsverschiebbar die Zugstange 6 als Spannan­ triebsmittel für die Spannzange 3 gelagert. Rechtwink­ lig zur Arbeitsspindel 2 und zur Zugstange 6 verläuft die Spannwelle 7 für den Spannantrieb der Zugstange 6. Das von außen in die Spannwelle 7 eingeleitete Spann­ drehmoment wird über das Spannwellenkegelrad 8 auf das Kegelrad 9 des Schraubgetriebes für den Verschiebean­ trieb der Zugstange 6 übertragen. Das Kegelrad 9 ist koaxial (Achse 10) zur Zugstange 6 und zur Arbeitsspin­ del 2 auf dem Umfang der letzteren drehbar, jedoch unverschiebbar gelagert. In ihrem ungelagerten Bereich ist die das Kegelrad durchsetzende Bohrung mit einem Innengewinde versehen. Dadurch bildet das Kegelrad 9 die Mutter des Schraubgetriebes für die Übertragung des Spannantriebes auf die Zugstange 6. Auf das der Spannzange 3 abgewandte Ende der Zugstange 6 ist das Formteil 11 axial unverschiebbar aufgesetzt. Das Formteil 11 ist mit radial abstehenden, fingerartigen Vorsprüngen 12 versehen. Die Vorsprünge 12 reichen durch entsprechende Axialschlitze 13 in der Arbeits­ spindel 2 radial nach außen hindurch. Die Axialschlitze 13 weisen in Axialrichtung eine größere Länge auf als die Vorsprünge 12, so daß die Vorsprünge 12 in ihnen in Axialrichtung 10 längsverschiebbar sind. Die Verschieb­ barkeitslänge entspricht mindestens dem Axialhub der Zugstange 6, wie er zum Spannen der Spannzange 3 notwendig ist.

Die radial über die Arbeitsspindel 2 hinausstehenden Vorsprungsenden 14 tragen die Gewindegänge 15 eines Außengewindes, dessen Achse mit der Achse 10 zusammen­ fällt. Die Gewindegänge 15 greifen antriebsmäßig in das Innengewinde des Kegelrades 9 ein. Infolge der undreh­ baren Lagerung des Formteiles 11 relativ zur Arbeits­ spindel 2 wird das Formteil 11 als Gewindespindel des Schraubgetriebes gemeinsam mit der Zugstange 6 in Axialrichtung verschoben, wenn das als Mutter des Schraubgetriebes wirksame Kegelrad 9 durch die Spann­ welle 7 gedreht wird.

Das Formteil 11 kann relativ drehbar auf die Zugstange 6 aufgesetzt sein, wenn die Zugstange 6 anderweitig Mittel aufweist, mit denen ihre relative Drehbarkeit gegenüber der Arbeitsspindel 2 verhindert wird. Eine Relativdrehung zwischen dem Formteil 11 und der Arbeitsspindel 2 ist nämlich durch die durch die Axialschlitze 13 hindurchreichenden Vorsprünge 12 von vornherein unmöglich. Es kann aber auch das Formteil 11 drehfest, also relativ undrehbar auf die Zugstange 6 aufgesetzt sein. Dann kann das Formteil 6 gleichzeitig die Sicherstellung der relativen Undrehbarkeit zwischen Zugstange 6 und Antriebsspindel 2 übernehmen. Dann übernehmen die Axialschlitze die axiale Führung auch der Zugstange 6, die im übrigen im Gleitlager 16 innerhalb des Vorderteils 4 der Arbeitsspindel 2 gelagert ist.

Wie aus Fig. 2-4 ersichtlich ist, kann die Anzahl der Vorsprünge 12 variieren. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Vorsprünge 12 mit einen sich in Richtung auf die Arbeitsspindelachse 10 schließenden Winkel 17 bildenden Flanken 18 in den Axialschlitzen 13 der Arbeitsspindel 2 gelagert. Durch den Winkel 17 erfolgt eine weitere Führung des Formteiles 11 bzw. der Zugstange 6.

Die Teilfuge zwischen den beiden Teilen 4, 5 der Arbeitsspindel 2 liegt im Bereich der Axialschlitze 13, um eine Einbringung des Formteiles 11 zu ermöglichen.

• Bezugszeichenliste  1 Gehäuse
   2 Arbeitsspindel
   3 Spannzange
   4 Teil
   5 Teil
   6 Zugstange
   7 Spannwelle
   8 Spannwellenkegelrad
   9 Kegelrad
  10 Achse
  11 Formteil
  12 Vorsprung
  13 Axialschlitz
  14 Vorsprungsende
  15 Gewindegang
  16 Gleitlager
  17 Winkel
  18 Flanke

Claims (6)

1. Antriebseinheit für auswechselbare Rundlaufwerkzeuge mit in einem Gehäuse (1) gelagert

• - einer Arbeitsspindel (2) für die Drehantriebsüber­ tragung zum Werkzeug,
• - einer innerhalb der Arbeitsspindel (2) in deren Axialrichtung längsverschiebbar, jedoch relativ zu ihr undrehbar gelagerten Zugstange (6) als Spann­ antriebsmittel für eine Werkzeugspanneinrichtung und
• - einer in insbesondere einem rechten Winkel zur Arbeitsspindel (2) und Zugstange (6) verlaufenden Spannwelle (7) für den Spannantrieb der Zugstange (6) über ein Schraubgetriebe,
  • - dessen an der Arbeitsspindel (2) drehbar, aber ihr gegenüber unverschiebbar gelagerte Mutter mit einem Außengewinde an der Zugstange (6) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Zugstange (6) mit einem Formteil (11) ver­ sehen ist,
  • - welches mit radial abstehenden, fingerartigen Vorsprüngen (12) durch Axialschlitze (13) in der Arbeitsspindel (2) hindurchreicht,
• - daß die Vorsprünge (12) in den Axialschlitzen (13) längsverschiebbar sind und
• - daß die radial über die Arbeitsspindel (2) hinausstehenden Vorsprungsenden (14) die Gewinde­ gänge (15) des Außengewindes tragen.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter des Schraubgetriebes als Kegelrad (9) ausgebildet ist, welches von der Spannwelle (7) antriebsmäßig beaufschlagt ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (11) axial unverschiebbar auf die Zugstange (6) aufgesetzt ist.

4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (11) relativ drehbar auf die Zugstange (6) aufgesetzt ist.

5. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (11) undrehbar auf die Zugstange (6) aufgesetzt und in Axialrichtung innerhalb der Axialschlitze (13) geführt ist.

6. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (12) mit einen sich in Richtung auf die Arbeitsspindelachse (10) schließenden Winkel (17) bildenden Flanken (18) in den Axialschlitzen (13) gleitgelagert sind.