DE3909749C2 - - Google Patents

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Edgar 7430 Metzingen De Kirsch
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Sauter Feinmechanik 7430 Metzingen De GmbH
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Sauter Feinmechanik 7430 Metzingen De GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B29/00Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/04Tool holders for a single cutting tool
    • B23B29/12Special arrangements on tool holders
    • B23B29/20Special arrangements on tool holders for placing same by shanks in sleeves of a turret

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver, der mit Spann­ vorrichtungen für Werkzeughalter mit Zylinderschaftaufnahme nach DIN 69 880 versehen ist und die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.
Bei Werkzeugrevolvern mit Spannvorrichtung für Werkzeughalter mit Zylinderschaftaufnahme nach DIN 69 880 ist es bekannt (Firmenschrift "SAUTER Werkzeugrevolver" R51-300 1/88), den Spann­ keil mittels einer Schraube oder eines Exzenters zu verschieben. Nachteilig ist hierbei nicht nur, daß die erforderlichen Zugangs­ öffnungen rasch verschmutzen und deshalb häufig gereinigt werden müssen. Vor allem ist das Lösen und Schließen der Spannvor­ richtung unbequem und zeitaufwendig.
Einfach und zeitsparend ist demgegenüber das Spannen von Werk­ zeugen mit Hilfe eines Kolbens, dessen beide Stirnflächen wahl­ weise mit einem Fluid beaufschlagt werden können, um Spannklauen, welche einen Werkzeughalter in der Aufnahme des Werkzeugträgers eines Werkzeugrevolvers festzuhalten oder freizugeben vermögen (US 35 95 109), oder einen Klemmteil zu betätigen, mittels dessen Werkzeug auf einer Konsole festgespannt werden kann (DE 34 36 652 A1).
Weiterhin ist es bei einer Spannvorrichtung eines Werkzeug­ revolvers bekannt (DE 27 36 412 C2), die Spannkraft, mittels deren Schaft eines Werkzeughalters in der Aufnahme fest­ gehalten wird, mittels einer vorgespannten Feder über einen Kolben auf Spannelemente zu übertragen und zum Zwecke des Lösens der Spannvorrichtung den Kolben entgegen der Kraft der Feder von den Spannelementen abzuheben.
Schließlich ist es bekannt (GB 21 75 227 A), ein Werkzeug an einem Träger mit Hilfe einer hohlen, in den Werkzeugschaft eingreifenden Spannzange festzulegen, deren radial bewegbare Spannklauen einen Innenkonus bilden, an dem ein Konuskörper anliegt, der über eine Kolbenstange mit einem Differentialkolben verbunden und durch diesen in Richtung seiner Längsachse ver­ schiebbar ist. Bei der Beaufschlagung der kleineren Stirnfläche des Differentialkolbens wird der Konuskörper in den Innenkonus hineingezogen, wodurch die Spannklauen in die Spannstellung gelangen. Um den Konuskörper aus dem Innenkonus herauszudrücken, wird die von der kleineren Kolbenstirnfläche begrenzte Arbeits­ kammer drucklos gemacht und die von der größeren Kolbenstirn­ fläche begrenzte Arbeitskammer mit Druck beaufschlagt. Die zu den beiden Arbeitskammern führenden Druckmittelleitungen müssen also im Wechsel geschaltet werden.
Im Hinblick darauf, daß der Werkzeugträger eines Revolverkopfes eine Vielzahl von Spannvorrichtungen benötigt, liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver zu schaffen, der baulich und steuerungstechnisch einfachere Steuermittel für die Spannvorrichtung aufweist und eine kompakte Bauweise des Revolvers ermöglicht.
Diese Aufgabe löst ein Werkzeugrevolver mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugrevolver nur die eine der beiden Druckmittelleitungen geschaltet zu werden braucht, die andere hingegen stets Druck führt, ist die Steuerung der Spannvorrichtungen mit einem einfachen und raumsparenden Ventil möglich, wodurch sich auch eine kompaktere Bauweise des Revolverkopfes erreichen läßt. Das Schließen und Lösen der Spannvorrichtung ist bequem und einfach auszuführen, weil hierzu nur eine Betätigung des zugehörigen Steuerventils erforderlich ist. Durch die unterschiedlich großen Stirnflächen des Differentialkolbens ist dabei sichergestellt, daß bei gleichen Druck des Hydraulikmittels die Spannvorrichtung trotz einer Selbsthemmung des Spannkeiles sicher gelöst wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Zentrum des Werk­ zeugträgers eine Verbindungsvorrichtung mit zwei ortsfesten Anschlüssen vorgesehen, mit denen bei einer drehbaren Ausbild­ dung des Werkzeugträgers in vorgegebenen Winkelstellungen des­ selben je eines der Druckmittelleitungspaare verbunden ist. Dabei stellt die Verbindungsvorrichtung eine Verbindung zu dem die eine Druckmittelleitung schaltenden Ventil her. In der Regel genügt es nämlich, die Spannvorrichtungen nur für die Zeitspanne des Lösens oder Schließens mit dem Ventil zu verbinden, weil üblicherweise der Keil der Spannvorrichtung selbsthemmend ist. Aus Sicherheitsgründen kann man natürlich trotzdem an den Differentialkolben in der Arbeitsstellung des von der Spannvorrichtung gehaltenen Werkzeuges unter Druck halten und den Druck nur während einer Drehbewegung des Werk­ zeugträgers wegnehmen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungsvor­ richtung als ein Drehverteiler mit einem Handwegeventil ausge­ bildet, das nach der Einstellung der gewünschten Winkelposition betätigt wird, um die angeschlossene Spannvorrichtung zu lösen oder zu schließen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen und unvollständig dargestellte Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine unvollständige und teilweise im Längsschnitt dar­ gestellte Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels in der Ruhestellung des zugeordneten Handwegeventils,
Fig. 3 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt entspre­ chend Fig. 2 im betätigten Zustand des Handwegeventils.
In einem scheibenförmigen Revolverkopf 1 eines Werkzeugrevolvers sind in bekannter Weise ausgebildete Aufnahmen 2 für je einen Werkzeughalter mit Zylinderschaftaufnahme nach DIN 69 880 vor­ gesehen. Diese Aufnahmen sind durch zylindrische Bohrungen gebildet, welche von der nach außen weisenden Stirnseite des Revolverkopfes 1 in diesen mit zur Drehachse des Revolverkopfes 1 paralleler Achse eindringen. Der Winkel, den die vom Zentrum der Aufnahme 2 zum Zentrum des Revolverkopfes 1 verlaufende Linie mit der entsprechenden Linie der benachbarten Aufnahme einschließt, ist für alle Aufnahmen 2 bei gleicher Teilung gleich groß. Selbstverständlich sind auch ungleiche Winkel für ungleiche Teilungen realisierbar. Wie Fig. 1 zeigt, liegen jedoch die Zentren aufeinanderfolgender Aufnahmen 2 im Wechsel auf einem größeren und einem kleineren Teilkreis. Dies führt zu einer Platzersparnis gegenüber einer ebenfalls möglichen Anordnung aller Zentren auf einem einzigen Teilkreis.
Jede der Aufnahmen 2 wird von einer Sacklochbohrung 3 geschnitten, welche von der zylindrischen Mantelfläche des Revolverkopfes 1 her in einer Richtung eindringen, die etwas von der radialen Richtung abweicht, jedoch im rechten Winkel zur Längsachse der Aufnahmen 2 verlaufen. In denjenigen Sacklochbohrungen 3, welche den auf dem kleineren Teilkreis liegenden Aufnahmen 2 zugeordnet sind, ist in dem die Aufnahme 2 schneidenden Endabschnitt längs­ verschiebbar ein Druckstück 4 geführt, welches bis auf eine Keilfläche 5 eine zylindrische Mantelfläche hat. Die Keilfläche 5 ragt in die Aufnahme 2 parallel zu deren Längsachse und schließt mit der Längsachse des Druckstückes 4 einen Winkel von 3° ein. Ferner ist die Keilfläche 5 mit nebeneinander angeordneten, in der Verschieberichtung des Druckstückes 4 verlaufenden Zähnen 5′ versehen, welche in korrespondierend ausgebildete Zahnlücken in der Klemmfläche des nicht dargestellten, zu spannenden Werk­ zeughalters eingreifen, wenn dieser in die Aufnahme 2 eingesetzt ist. Der Werkzeughalter wird daher formschlüssig gegen eine Verschiebung in Längsrichtung der Aufnahme 2 durch das Druckstück 4 gesichert. Dank der Keilfläche 5 wird der Werkzeughalter außer­ dem in seiner Aufnahme 2 festgeklemmt, und zwar mit um so größerer Klemmkraft, je weiter das Druckstück 4 dem Boden der Sackloch­ bohrung 3 genähert wird. Der Keilwinkel von 3° bewirkt hierbei eine Selbsthemmung. Das Druckstück 4 wird also infolge der Reibung zwischen seiner Keilfläche 5 und der Klemmfläche des Werkzeug­ halters in der Spannstellung festgehalten.
Das nach außen oder innen weisende Ende des Druckstückes 4 ist mittels einer Schraube 6 fest mit dem Ende des Schaftes 7 eines in der Sacklochbohrung 3 angeordneten Differentialkolbens 8 verbunden. An einer im Bereich des Schaftes 7 vorge­ sehenen Schulter der Sacklochbohrung 3 liegt ein ring­ förmiger Dichtungsträger 9 an, welcher den radial außer­ halb liegenden Abschnitt der Sacklochbohrung 3 gegenüber dem radial innerhalb liegenden Abschnitt abdichtet. Der Dichtungsträger 9 wird in dieser Lage von einer Buchse 11 gehalten, die an einem die Sacklochbohrung 3 nach außen verschließenden Deckel 12 vorgesehen ist. Die Innenseite der Buchse 11 bildet die Lauffläche für den Differential­ kolben 8.
Eine erste Druckmittelleitung 13 mündet im Ausführungsbeispiel (Fig. 1 rechts) in den zwischen dem Differentialkolben 8 und dem Deckel 12 liegenden Ar­ beitsraum 14 direkt an dem deckelseitigen Ende. Eine zweite Druckmittelleitung 15 mündet in den zwischen dem Dichtungs­ träger 9 und dem Differentialkolben 8 liegenden Arbeitsraum 16. Der Durchmesser des Schaftes 7 ist im Vergleich zum Durchmesser des Differentialkolbens 8 so gewählt, daß einerseits dann, wenn in beiden Arbeitsräumen 14 und 16 der gleiche Druck herrscht, die Hubkraft des Differential­ kolbens 8 ausreicht, um das Druckstück 4 mit der für eine sichere Spannung des Werkzeughalters erforderlichen Kraft gegen den Boden der Sacklochbohrung 3 gedrückt wird, und andererseits dann, wenn nur im Arbeitsraum 16 dieser Druck herrscht, der Arbeitsraum 14 hingegen drucklos ist, die Hubkraft des Differentialkolbens 8 mindestens gleich der zum Lösen des Druckstückes 4 erforderlichen Kraft ist. Diese Kraft ist um die Haftreibung, welcher das Druckstück 4 ausgesetzt ist, größer als die bei dessen Verschiebung wirksame Gleitreibung.
Bei denjenigen Aufnahmen 2, die wie die in Fig. 1 links dargestellte auf dem größeren Teilkreis liegen, ist die zugeordnete Spannvorrichtung prinzipiell gleich ausge­ bildet. Der Differentialkolben 8 ist jedoch in dem an den Boden der tiefer ausgeführten Sacklochbohrung 3 an­ schließenden Endabschnitt geführt. Ferner wird der Dich­ tungsträger 9 von einem Federring in Anlage an der zuge­ ordneten Schulter der Sacklochbohrung 3 gehalten. Weiterhin ist in letztere eine Buchse 17 eingesetzt, die durch einen zweiten Federring gegen eine Verschiebung gesichert ist. In dem die Aufnahme 2 schneidenden Abschnitt ist die Buchse 17 mit einer die Aufnahme 2 freigebenden Aussparung 18 versehen, durch die hindurch das Druckstück 4 in die Auf­ nahme 2 ragt. Das Druckstück 4 ist längsverschiebbar in der Buchse 7 geführt, und seine mit Zähnen 5′ versehene Keilfläche 5 schließt einen Winkel von 3° mit der Längsachse des Druckstückes 4 ein. Die Spitze dieses Winkels weist radial nach außen, damit die Spannkraft zunimmt, je weiter das Druckstück 4 radial nach außen gegen den die Buchse 17 hier verschließenden Boden gedrückt wird.
Die erste Druckmittelleitung 13 des Ausführungsbeispiels (Fig. 1 links) mündet in dem durch den Differentialkolben 8 und den Boden der Sacklochbohrung 3 begrenzten Arbeitsraum 14, die zwei Druckmittelleitungen 15 in dem durch den Differentialkolben 8 und den Dichtungs­ träger 9 begrenzten Arbeitsraum 16.
Die durch Bohrungen gebildeten Druckmittelleitungen 13 und 15 jeder Spannvorrichtung verlaufen bis zur Innenwand einer Nabe 19 des Revolverkopfes 1. In der Nabe 19 ist undrehbar eine Verbindungsvorrichtung 20 angeordnet, über die eine dichte Verbindung mit zwei Verbindungsleitungen 21 hergestellt werden kann, welche in axialer Richtung durch die Nabe 19 hindurchgeführt sind. Die eine dieser Ver­ bindungsleitungen 21 ist unter Zwischenschaltung eines Absperrventiles ständig an eine Druckmittelquelle ange­ schlossen. Die andere Verbindungsleitung 21 führt zu einem externen Wegeventil, über das sie wahlweise mit der Druck­ mittelquelle oder der Rücklaufleitung zum Vorratsbehälter verbindbar ist. Die zu betätigende Spannvorrichtung wird durch Drehen des Revolverkopfes 1 in diejenige Winkel­ position gebracht, in welcher die ihr zugeordneten Druck­ mittelleitungen 13 und 15 mit den Verbindungsleitungen 21 verbunden sind. Zum Lösen der Spannvorrichtung wird dann über die zweite Druckmittelleitung 15 der Arbeits­ raum 16 unter Druck gesetzt. Der Arbeitsraum 14 bleibt hingegen drucklos, da die mit der Druckmittelleitung 13 verbundene Verbindungsleitung 21 an die Druckentlastungs­ leitung angeschlossen ist. Um die Spannvorrichtung zu schließen, braucht nur der Arbeitsraum 14 mit dem gleichen Druck wie der Arbeitsraum 16 beaufschlagt zu werden.
Die in Fig. 1 rechts dargestellte Sacklochbohrung 3 ist durch den Deckel 12 vollständig verschlossen. Ebenso kann die in Fig. 1 links dargestellte Sacklochbohrung 3 durch einen nicht dargestellten Deckel verschlossen sein. Es besteht somit keinerlei Verschmutzungsgefahr.
Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 1 nur durch eine andere Ausbildung der Verbindungsvorrichtung. Daher ist im folgenden nur diese erläutert. Wegen der übrigen Einzelheiten wird auf die Ausführungen im Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 1 Bezug genommen.
In der zentralen Bohrung des Revolverkopfes 1 ist ein von Hand betätigbarer Drehverteiler mit eingebautem Handwegeventil an­ geordnet. Der Drehverteiler weist eine Hülse 22 auf, deren in axialer Richtung über den Revolverkopf 1 überstehendes Ende mittels eines Einsatzes 23 verschlossen und als Betätigungsknopf 24 ausgebildet ist. Die Hülse 22 ist mit zwei in axialer Richtung versetzt angeordneten radialen Bohrungen 25 und 26 versehen, die durch eine entsprechende Drehung der Hülse 22 mit den gewünschten Druck­ mittelleitungspaaren 13, 15 verbindbar sind. Die Bohrung 25 mündet in einen Längskanal 27, der zu einem im Inneren der Hülse 22 angeordneten Ventilkörper 28 hin offen ist. Der hohlzylindrische Ventilkörper 28, welcher die Verbindungsleitungen 21 enthält, ist ebenso wie letztere fest in dem den Revolverkopf 1 lagernden Gehäuse 29 angeordnet. Radialbohrungen 30, die den Ventilkörper in dessen Axialrichtung versetzt durchdringen, sind so angeordnet, daß die eine die Druckmittelleitung 15 mit der zugehörigen Verbin­ dungsleitung 21, die beiden anderen die Druckmittelleitung 13 wahlweise mit derselben Verbindungsleitung 21 oder der anderen Verbindungsleitung 21 verbinden können. Vorgespannte Federn 33 suchen die Hülse 22, die mittels des Betätigungsknopfes 24 in die gewünschte Winkellage gedreht wird, in der sie durch eine federbelastete Kugel 31 gesichert wird, die in die dieser Winkelstellung zugeordnete Längsnut 32 des Gehäuses 29 eingreift, in derjenigen Stellung zu halten, in der sie so weit wie möglich bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 2 nach links aus dem Revol­ verkopf 1 herausgezogen ist. In dieser Stellung sind sowohl die Druckmittelleitung 13 als auch die Druckmittelleitung 15 mit der druckführenden Verbindungsleitung 21 verbunden. Die zurück zum Druckmittelsammelbehälter führende Verbindungsleitung 21, an welche die mittlere der drei Radialbohrungen 30 angeschlossen ist, ist hingegen durch die Hülse 22 verschlossen, wie Fig. 2 ebenfalls zeigt. In dieser Stellung der Hülse 22 wird die angeschlossene Spannvorrichtung geschlossen. Sofern sie nun wieder geöffnet werden soll, wird die Hülse 22 so weit wie möglich gegen die Kraft der Federn 33 in die zentrale Bohrung des Revolverkopfes 1 hineingeschoben, wie dies Fig. 3 zeigt. Die Druckmittelleitung 15 ist dann nach wie vor mit der druck­ führenden Verbindungsleitung 21 verbunden. Hingegen ist die Druckmittelleitung 13 über den Längskanal 27 mit derjenigen Radialbohrung 30 verbunden, die an die drucklose, zum Sammel­ behälter führende Verbindungsleitung 21 angeschlossen ist.

Claims (3)

1. Werkzeugrevolver, der mit Spannvorrichtungen für Werkzeughalter mit Zylinderschaftaufnahme nach DIN 69 880 versehen ist, die je ein translatorisch verschiebbares Druckstück aufweisen, das mit einer Keilfläche an eine Klemmfläche des zu spannenden Werkzeughalters anpreßbar ist, wobei für die Verschiebung des Druckstückes sowohl in der Spannrichtung als auch in der Löserichtung jede vorhandene Spannvorrichtung einen Differentialkolben als Betätigungsvorrichtung aufweist, zu dem von einer Verbindungsvorrichtung in einem zentralen Hohl­ raum des Werkzeugträgers ein Druckmittelleitungspaar geführt ist und der bei gleichem Druck des ihn beaufschlagenden Druck­ mittels bei einer einseitigen Beaufschlagung für einen Hub in der Löserichtung des Druckstückes eine größere Kraft erzeugt als bei einer beidseitigen Beaufschlagung für einen Hub in der Spannrichtung des Druckstückes, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Verbindungsvorrichtung (20) von jedem der aus­ wählbaren Druckmittelleitungspaare diejenige Druckmittelleitung (15), die zu einem von einer kleineren Stirnfläche des Differen­ tialkolbens (8) begrenzten Arbeitsraum (16) führt, an eine Druckmittelquelle und nur die andere Druckmittelleitung (13) wahlweise an die gleiche Druckmittelquelle oder an eine drucklose Entlastungsleitung anschließbar ist und damit geschaltet wird.
2. Werkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (20) zwei ortsfeste Anschlüsse aufweist, mit denen bei einer drehbaren Ausbildung des Werkzeugträgers (1) in vorgegebene Winkelstellungen desselben je eines der Druckmittelleitungspaare verbunden ist und über die eine Verbindung zu einem Wegeventil hergestellt wird.
3. Werkzeugträger nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (20) als ein Dreh­ verteiler (22 bis 27) mit einem Handwegeventil (28, 30) ausge­ bildet ist, der in die die Verbindung mit der ausgewählten Spannvorrichtung herstellende Position drehbar und durch eine Betätigung in axialer Richtung schaltbar ist.
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