DE3904631A1

DE3904631A1 - Revolverkopf fuer werkzeugmaschinen, insbesondere fuer drehmaschinen

Info

Publication number: DE3904631A1
Application number: DE19893904631
Authority: DE
Inventors: Heinz Buchmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1990-08-23

Description

Die Erfindung betrifft einen Revolverkopf für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehmaschinen, mit einem stationären Teil zur Montage an die Werkzeugmaschine und einem winkelschaltbaren Teil mit einer Spannscheibe, zur Aufnahme von Werkzeughaltern für feststehende Schneidwerkzeuge, z. B. Drehstähle, oder zur Aufnah me von Bohr- und Fräsköpfen mit angetriebenen umlaufenden Schneidwerkzeugen, z.B. Bohrern und Fräsern.

Es sind eine Anzahl von Konstruktionen dieser Art bekannt gewor den, die jedoch ohne Ausnahme Einschränkungen in der Arbeitsweise bzw. in den Arbeitsmöglichkeiten aufweisen.

Es wurden z. B. Lösungen bekannt, bei denen die Spindeln der Bohr- und Fräsköpfe durch einen zentralen Kegeltrieb betrieben werden. Bei dieser Ausführung kann der sich in der Arbeitstellung befind liche Bohr- und Fräskopf durch eine Mechanik gekuppelt werden, so daß nur dieser eine Kopf angetrieben wird. Durch die räumli chen Verhältnisse an zentralen Kegeltrieb können jedoch höchstens vier Abtriebe angebracht werden, so daß innerhalb der Werkzeugan ordnung von etwa zwölf bis sechszehn Werkzeugpositionen nur vier Bohr- und Fräsköpfe an der Spannscheibe montiert werden können.

Bei einer anderen bekanntgewordenen Konstruktion wird der Antrieb der Bohr- und Fräsköpfe durch einen peripheren, umschlingenden Zahnriemen bewerkstelligt. Auch hier können innerhalb einer Be stückung der Spannscheibe nicht beliebig viele Bohr- und Fräs köpfe eingesetzt werden, da der Zahnriemen außermittig angetrie ben werden muß und derselbe zu diesem Zweck ausgelenkt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung kommt der gedankliche Inhalt der deut schen Patentschrift DE 32 02 042 C2 am nächsten. Hier wird ein auf einen Ansatz der Spannscheibe gelagerter umlaufender Zahnkranz mit doppelter Breite der Außenverzahnung vorgeschlagen. Über die eine Hälfte der Verzahnung erfolgt über einen Riementrieb und ein Ritzel der Antrieb des Zahnkranzes und die zweite Hälfte der Ver zahnung treibt dann die Spindeln der Bohr- und Fräsköpfe an, die am Ende des zum Einspannen dienenden Zylinderschaftes jeweils ein Zahnrad aufweisen. Bei dieser Lösung können zwar Werkzeughalter für Drehstähle mit Bohr- und Fräsköpfen für drehende Schneid werkzeuge beliebig vertauscht werden, jedoch weist diese Lösung nicht nur den Nachteil auf, daß alle Bohr- und Fräsköpfe stän dig angetrieben werden, also nicht nur der eine, der sich in Ar beitsstellung befindet, sondern daß der Antrieb des Zahnkranzes außermittig erfolgen muß und sonit der Revolverkopf nicht als schmale und niedrig bauende Einheit gestaltet werden kann. Da aber verschiedentlich die Notwendigkeit besteht, zwei Revolver köpfe auf einen Quersupport der Werkzeugmaschine aufzumontieren, muß zu Rechts- und Linksausführungen des Revolverkopfes gegriffen werden. Als zusätzlicher Nachteil muß vermerkt werden, daß der allseitige Antrieb der Bohr- und Fräsköpfe stärkere Antriebslei stungen bedingt, was weiterhin zu einen größeren Volumen der gesamten Baueinheit führt.

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, einen Revol verkopf mit geringstem Raumbedarf zu erstellen, der die beschrie benen Nachteile nicht aufweist.

Es stellen dar:

Fig. 1 den Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Revolver kopf nit Spannscheibe gemäß der Schnittlinie "A-A" der Fig. 2,

Fig. 2 den Querschnitt durch die Spannscheibe gemäß der Schnittlinie "B-B" der Fig. 1,

Fig. 3 einen typischen Werkzeughalter mit Zylinderschaft nach DIN 69 880 für Drehstähle in Perspektive,

Fig. 4 einen typischen Bohr- und Fräskopf in Winkelform mit Zylinderschaft nach DIN 69 880 für angetriebene Schneid werkzeuge, in Perspektive, jedoch ohne Darstellung der inneren Getriebezüge.

Der Revolverkopf weist den stationären Teil 1 auf, der mit dem Motorgehäuse 2 verschraubt ist. In diesem ist der Motor 3 ein gebaut, der zweckmäßig als regelbarer Gleichstrom-Motor oder aber als frequenzgeregelter Drehstrom-Motor ausgebildet ist. Innerhalb des Motors 3 läuft die im Motorgehäuse 2 gelagerte Läufer welle 4 um, auf der, mittels einer Paßfeder 5 drehfest aufge zogen, der axial festgelegte Polring 6 einer Magnetkupplung 7 aufmontiert ist. Bei Umschaltung der Spannscheibe in eine neue Arbeitsposition wird mit dem Motor 3 auch die Magnetkupplung 7 erregt, wodurch die Ankerscheibe 8 der Magnetkupplung 7 an gezogen wird und der Kraftschluß zu der nicht näher beschriebenen Getriebeanordnung 9 vollzogen wird. Der Schließteller 10 wird zurückgezogen und die konzentrischen Planverzahnungen 11 des Vorderlagers 12 und des Spannflansches 13 werden gegeneinander frei.

Der Spannflansch 13 ist mittels einer Paßfeder 14 und einer Ringmutter 15 axial und radial mit dem Antriebsrad 16 spiel frei verbunden. Nachdem durch den erfolgten Rückzug des Schließ tellers 10 alle Planverzahnungen 11 gegeneinander frei wurden, dreht sich der Spannflansch 13 und die mit ihr mittels Schrauben 18 zusammenmontierter Spannscheibe 17 auf dem kürzesten Dreh weg nach rechts oder links in die gewünschte programmierte neue Position und der Schließteller 10 wird nach Erreichen derselben mit seiner Planverzahnung 11 in die Gegenplanverzahnungen 11 des Vorderlagers 12 und des Spannflansches 13 mit starker Vor spannung eingezogen. Damit ist die Spannscheibe 17 spielfrei verriegelt. Der Spannflansch 13 ist mit dem Vorderlager 12 durch ein stabiles Kreuzrollenlager 19 unter Vorspannung axial und radial geführt.

Dieser Schaltvorgang wird durch eine nicht dargestellte elektri sche Schalteinrichtung bewirkt, die auch das folgende Arbeits programm einschaltet.

Auf dem Vorderlager 12 zentriert sich, einstellbar in ihrer Winkelstellung, die Grundscheibe 20. Sie ist gemeinsam mit dem Vorderlager 12 am stationären Teil 1 verschraubt. Weiterhin ist in die Grundscheibe 20 ein Zylindereinsatz 21 fest ein montiert, in dem sich, gegen Drehung gesichert, ein Schaltzylin der 22 begrenzt in die Richtungen c und d verschieben kann. Die axiale Verschiebung erfolgt durch eine Schaltstange 23 über einen nicht dargestellten Antrieb, z.B. eines Elektromagneten, sie kann aber auch von der axialen Verschiebung des Schließtel lers 10 abgeleitet werden.

In dem Schaltzylinder 22 ist in axialer Begrenzung das Kopfrad 24 gelagert, das mit einem Mitnehmer 25 versehen ist. Bei Verschiebung des Schaltzylinders 22 in Richtung c fällt der Mitnehmer 25 in die Gegenkupplung 26 des Bohr- und Fräskopfes (Fig. 4) ein, der sich in der Arbeitsstellung der Spannscheibe 17 befindet.

Auf der Läuferwelle 4 ist das Zentralstirnrad 27 fest auf montiert, das mit einem Zwischenrad 28 kämmt. Dieses ist auf ei nem Bolzen 29 gelagert, der in die Spannscheibe 17 fest ein gesetzt ist, und der mit dieser bei einem Schaltvorgang in eine neue Position um das Zentralstirnrad 27 umläuft. Das Zwischen rad 28 kämmt desweiteren in der Innenverzahnung eines zentrisch umlaufenden Innenzahnkranzes 30 , der in einem Lagerring 31 innerhalb der Spannscheibe 17 gelagert ist und der sich zweck mäßig auch auf dem Spannflansch 13 führt. Der Innenzahnkranz 30 ist zusätzlich mit einer Außenverzahnung 32 versehen, in der ein zweites Zwischenrad 33 kämmt und das weiterhin in der Verzahnung des Kopfrades 24 kämmt. Das zweite Zwischenrad 33 ist auf einer Achse 34 gelagert, die in der Grundscheibe 20 fest montiert ist.

Die Spannscheibe 17 weist eine Reihe von Aufnahmebohrungen 35 auf, in die wahlweise, je nach dem vorliegenden Arbeitsablauf der Werkzeugmaschine, Werkzeughalter verschiedenster Bauart, ähnlich der Fig. 3, oder aber Bohr- und Fräsköpfe verschieden ster Bauart, ähnlich der Fig. 4 eingesetzt werden können. Sie werden in Prismenverzahnungen 36 der Zylinderschäfte in bekannter Weise durch nicht dargestellte mechanische Elemente gespannt.

Dabei ist die Breite der Spannscheibe 17 derart gehalten, daß die Bohr- und Fräsköpfe gemäß der Fig. 4 an ihren innenliegen den Antriebswellen Gegenkupplungen 26 aufweisen, die um ein geringes Maß über die genormte Länge des Zylinderschaftes hinaus ragen. Da beim Umschalten der Spannscheibe 17 in eine neue Position der Schaltzylinder 22 immer in seine Endstellung nach d geschaltet ist und damit der Mitnehmer 25 in den Bereich der Grundscheibe 20 tritt sind Kollisionen zwischen den Gegenkupp lungen 26 und dem Mitnehmer 25 nicht möglich.

Durch den zentralen Antrieb der in die Spannscheibe 17 einge setzten Bohr- und Fräsköpfe mittels einer in der Revolverkopf achse gelagerten, in ihrer Drehzahl in weitem Maß veränderlichen Läuferwelle 4, durch das Zentralstirnrad 27 und durch die Übertragung des Antriebes auf einen Innenzahnkranz 30 mit kom binierter Außenverzahnung 32, die direkt, oder indirekt über ein Zwischenrad 33, auf ein Kopfrad 24 treibt, ergibt sich der Vorteil, nur das sich in Arbeitsstellung befindliche Werk zeug anzutreiben, während alle anderen antreibbaren Werkzeuge stillstehen und dadurch mit geringeren Antriebsleistungen auszu kommen. Weiterhin ist die Austauschbarkeit von festen und dre henden Schneidwerkzeugen durch die speziellen Halter im vollen Umfang gegeben und durch die Mittenlage des Antriebes kann das Aggregat bei völliger Symmetrie außerordentlich schmal gehalten werden.

Die Regelbarkeit der Läuferwelle 4 und, gegeben durch die auf dieser aufgesetzten Magnetkupplung 6/7/8, die Durchführung des Umschaltvorganges der Spannscheibe 17 von der gleichen Läuferwelle 4, hat den weiteren Vorteil einer Anpassung der Umschaltzeit an die veränderlichen Schwungmassen der Spannscheibe 17 durch verschieden bedingte Werkzeughalterungen. Der erfin dungsgemäße Revolverkopf kann durch diese Anpassung mit weitaus größeren Massenträgheitsmomenten belastet werden, als es bei Revolverköpfen mit unveränderlichen Schaltzeiten der Fall ist.

Claims

1. Revolverkopf für Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einem stationären Teil zur Montage an die Werkzeugmaschine, mit einem drehbaren Teil zur Aufnahme von Werkzeughaltern für feststehende Schneidwerkzeuge und zur Aufnahme von Bohr- und Fräsköpfen für umlaufende Schneidwerkzeuge, mit Planverzahnun gen zur spielfreien Verriegelung des drehbaren Teils in dem stationären Teil des Revolverkopfes und mit einem, motorisch angetriebenen, Schaltmechanismus, vorzugsweise mechanischer Art, der den Umschaltvorgang des drehbaren Teils in eine neue Arbeitstellung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentral im Revolverkopf gelagerte Rotorwelle 4 mit dem Schaltmechanismus des Revolverkopfes kuppelbar ist und ein Zentralstirnrad 27 aufweist, das über einen, im drehbaren Teil des Revolverkopfes gelagerten, Innenzahnkranz 30 mit einer Außenverzahnung 32 auf ein im stationären Teil gelagertes stirnverzahntes Kopfrad 24 treibt, das mit einem Mitnehmer 25 versehen ist.

2. Revolverkopf für Werkzeugmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Rotorwelle 4 innerhalb eines großen Drehzahlbereiches mit verschiedenen Drehzahlen umlaufen kann, um bei umlaufenden Schneidwerkzeugen mit optimalen DrehzahIen arbeiten zu können.

3. Revolverkopf für Werkzeugmaschinen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der zentralen Rotorwelle 4 bei Erregung der Kupplung 6/7/8, derart programmiert werden kann, daß sie dem Massenträgheits moment der Werkzeugausrüstung angepaßt ist.