DE3809750A1 - Kopf fuer werkzeugmaschinen mit einrichtungen zum automatischen spielausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung schlägt einen Kopf für Werkzeugmaschinen mit Einrichtungen zum automatischen Spielausgleich, d.h. mit Einrichtungen für eine automatische Spielaufnahme vor.

Die Erfindung bezieht sich genauer auf einen Kopf für auto­ matische Werkzeugmaschinen, der ein Gabelteil enthält, der an einem Träger befestigt ist, der um eine Mehrzahl von Achsen bewegt werden kann, wobei zwischen den Armen des Gabelteils ein Halter für ein Futter angeordnet ist, der so befestigt ist, daß er gedreht bzw. verschwenkt werden kann.

Die das Drehen des Halters bewirkende Einrichtung ist so aus­ gebildet , daß sowohl ein automatischer Spielausgleich sichergestellt ist als auch die ganze Anordnung eine größere Steifigkeit erhält.

In Zusammenhang mit der Entwicklung der industriellen Auto­ mation finden automatische Werkzeugmaschinen, auch als Roboter bekannt, in zunehmendem Maße eine weite Verbreitung, die eine Abfolge auch komplexer Operationen auf vollständig automatische Weise ausführen können und im Stande sind, eine Mehrzahl anderer Maschinen auf der Basis sich wiederholender Zyklen zu bedienen, ohne daß ein Eingriff der Bedienungsperson erforderlich ist.

Bei diesem Maschinentyp werden Werkzeuge an einem Kopf ange­ bracht, der am Ende eines bewegbaren Arms befestigt ist, der mehrere Freiheitsgrade besitzt. Eines der hauptsächlichen Probleme, die mit der Ausgestaltung eines solchen Maschinentyps verbunden sind, besteht darin, die Abmessungen so klein wie möglich zu halten, damit maschinelle Operationen auch inner­ halb von Werkstücken ohne besondere Schwierigkeiten ausgeführt werden können.

Ein Kopf des oben erwähnten Typs ist in der US-PS 46 52 190 beschrieben. Dieser Kopf besitzt eine spezielle Anordnung von Leitungen zum Entfernen von Staub oder Schmutz, wobei eine extrem kompakte Einheit erhalten wird. Bei diesem Kopf wird wie bei anderen bekannten Köpfen das Verdrehen des Futter­ halters mit Hilfe einer Schnecke erreicht, die mit einem gezahnten Viertelkreisteil in Eingriff steht, das fest mit der Welle verbunden ist, durch die der Halter an dem Gabel­ teil angebracht ist.

Diese bekannten Anordnungen haben jedoch eine Anzahl von Nachteilen, die insbesondere darauf zurückzuführen sind, daß in Zeitabständen Wartungen und/oder Justierungen vorzu­ nehmen sind, um das auf Verschleiß der verschiedenen Komponenten zurückzuführende Spiel zu beseitigen.

Um den oben genannten Nachteil zu vermeiden, schlägt die Er­ findung einen Kopf für Werkzeugmaschinen vor, bei dem das Verdrehen des Futterhalters mit Hilfe eines Mechanismus erreicht wird, durch den infolge einer speziellen Ausbildung und Anordnung der Teile ein Spiel automatisch ausgeglichen wird.

Diese Anordnung erhöht außerdem die Steifigkeit und Stabilität des Aufbaus beträchtlich und bringt eine vergrößerte Wirksam­ keit mit sich.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kopfes,

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Kopf in Draufsicht von oben gesehen in teilweise geschnittener Darstellung und

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in Seitenansicht.

Der Kopf gemäß der Erfindung weist im wesentlichen ein Gabelteil 1 auf, das an einem beweglichen Träger befestigt ist, der von bekannter Art und daher nicht dargestellt ist. Zwischen den Armen des Gabelteils 1 ist eine ein Futter 3 tragende Einheit 2 befestigt.

Der Träger oder Halter 2 kann um eine Achse X-X rotieren, wobei diese Bewegung durch einen nicht dargestellten Motor gesteuert wird, der innerhalb des Gabelteils 1 angeordnet ist.

Der Mechanismus, der die Bewegung auf den Träger 2 überträgt, ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Die Bewegung wird auf eine Riemenscheibe 4 od.dgl. getriebene Scheibe übertragen, die auf einer Welle 5 festgelegt ist, auf die ein kleines Zahnrad oder Ritzel 6 aufgekeilt ist, das mit einem Getrieberad 7 in Eingriff steht.

Ein Paar von kleinen Zahnrädern oder Ritzeln 9 und 10, die entgegengesetzte Schrägverzahnungen aufweisen, ist auf der Welle 8 des Getrieberades 7 befestigt.

Die Welle 8 und mit dieser die kleinen Zahnräder 9 und 10 können begrenzte Axialverschiebungen entgegen der von einer Schraubenfeder 11 od.dgl. ausgeübten Kraft ausführen.

Die kleinen Zahnräder 9 und 10 stehen ebenfalls mit Ge­ trieberädern 12 und 13 in Eingriff, auf deren Wellen kleine Zahnräder oder Ritzel 14 und 15 aufgekeilt sind, die beide mit einem Getrieberad 16 in Eingriff stehen, das mit dem Futterhalter 2 fest verbunden ist.

Die vom Motor über die Riemenscheibe 4 od.dgl., das kleine Zahnrad 6 und das Getrieberad 7 abgeleitete Bewegung wird auf das Paar kleiner Zahnräder 9 und 10 übertragen, die entgegengesetzte Schrägverzahnungen aufweisen.

Dies bewirkt eine Rotation des Zahnrads 12 bzw. des Zahn­ rads 13, die ihrerseits die Ritzel 14 und 15 antreiben. Die beiden letzteren treiben das fest mit dem Futterhalter 2 verbundene Getrieberad 16, so daß sich der Futterhalter verdreht .

Die von der Feder 11 ausgeübte Kraft drückt gegen die Welle 8, auf der die Ritzel 9 und 10 befestigt sind, so daß deren Zähne gegen die entsprechenden Zähne der Getrieberäder 12 und 13 gedrückt werden, wodurch automatisch jedes Spiel ausge­ glichen wird, das durch einen Verschleiß der Teile auftreten kann.

Zum anfänglichen Einstellen z.Zt. des Zusammenbaus werden die Sicherungseinrichtungen des Getrieberades 12 entfernt oder gelöst, wonach man das Getrieberad 12 unter gleichzeitigem Drücken der Welle 8 entgegen der Kraft der Feder 11, wobei die Feder zusammengedrückt wird, dreht, bis die Zähne der Ritzel 9 und 10 an den entsprechenden Zähnen der Getriebe­ räder 12 und 13 angreifen.

Ist dies erreicht, wird das Getrieberad 12 auf seiner eigenen Welle festgelegt und die Welle 8 losgelassen, so daß sie von der Feder 11 axial zurückgedrückt wird, wodurch jedes Spiel wie oben beschrieben ausgeglichen wird.

Der dargestelle Mechanismus macht den Erhalt weiterer nicht unbedeutender Vorteile möglich: Vor allem erreicht man eine Einheit, die eine merklich größere Steifigkeit und Festigkeit als bekannte Anordnungen aufweist, obwohl die gleichen Ab­ messungen beibehalten werden.

Hohe Reduktionsverhältnisse in der Größenordnung von 1/300 können erreicht werden, was die Effizienz der Anordnung (die nahe bei 75% gegenüber 35% herkömmlicher Anordnungen liegt) merklich erhöht und letztlich die dynamischen Leistungen des Systems vergrößert.

Es versteht sich, daß die Abmessungen und verwendeten Materialien den Betriebserfordernissen entsprechend variiert werden können.

Claims (3)

1. Kopf für Werkzeugmaschinen, mit einem Gabelteil, an dem ein Futterhalter befestigt ist, gekennzeichnet durch einen Mechanismus zum kontrollierten Verdrehen des Futter­ halters, der eine selbsttätig wirkende Spielausgleichsein­ richtung aufweist.

2. Kopf für Werkzeugmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spielausgleichseinrichtung eine entgegen einer Federkraft axial verschiebliche Welle (8) aufweist, auf der ein Paar von Zahnrädern (9, 10) mit ent­ gegengesetzten Schrägverzahnungen befestigt ist, die in entsprechende Verzahnungen ähnlicher Getrieberäder (12, 13) eingreifen, die ihrerseits auf Wellen befestigt sind, auf denen Zahnräder (14, 15) drehfest angeordnet sind, die gleichzeitig mit einem weiteren Getrieberad (16) in Eingriff stehen, das fest mit der Welle des Futterhalters (2) verbunden ist.

3. Kopf für Werkzeugmaschinen nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eines der schräg verzahnten Getriebe­ räder (12, 13) mittels einer lösbaren Sicherungseinrichtung auf seiner Welle befestigt ist.