DE4015980A1 - Mehrfach verstellbare, angetriebene werkzeugeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit, insbesondere für Dreh- und Bearbeitungszentren.

Bei derartigen Werkzeugeinheiten ist es erforderlich, daß sie universell verwendbar sind und ihr Anwendungsbereich möglichst groß ist, damit die Werkzeuganschaffungskosten minimiert werden. Auch müssen zusätzliche Umspannungen des Werkstückes, um einmal die Qualität der Bearbeitung zu verbessern, und zum anderen Be­ arbeitungskosten zu sparen, vermieden werden. Die Komplettbe­ arbeitung von Werkstücken bei allen Bearbeitungsvorgängen ist anzustreben. Die Verstellbarkeit muß außer, in 3-dimensiona­ ler Richtung, auch durch die Mittelachse der Antriebseinheit gehen. Wenn ein Werkstück an mehreren Seiten gleichzeitig be­ arbeitet wird, ist erforderlich, daß die Werkzeugeinheit mit einem eigenen Vorschub ausgerüstet ist, der unabhängig von den Dreh- und Bearbeitungszentren arbeitet. Durch einfaches Aus­ tauschen von Teilen ist es notwendig, daß die Arbeitsgeschwin­ digkeit der eingespannten Werkzeuge variabel ist, so daß mit nur einer Werkzeugeinheit die meisten vorkommenden Arbeiten durchgeführt werden und kein zusätzliches Zwischengetriebe er­ forderlich ist.

Es ist bekannt, daß es zur Erfüllung dieser Erfordernisse an­ getriebene Werkzeuge in den verschiedensten Ausführungen gibt. Jedoch sind sie in bezug auf ihre Verstellbarkeit stark einge­ schränkt, da diese nicht besonders groß ist, weil sie einen ununterbrochenen Kraftfluß über Zahnräder haben. Aus diesem Grunde ist es auch nicht möglich, z. B. bei verschiebbaren oder Mehrspindeleinheiten in der Verlängerung der Antriebs­ achse zu bohren und zu fräsen. Dafür muß eine weitere Einheit eingesetzt werden. Auch sind sie alle vom Vorschub der Maschine abhängig und eine gleichzeitige Mehrseiten-Bearbeitung ist da­ durch nicht möglich. Es muß jede Seite einzeln bearbeitet wer­ den, was überhöhte Bearbeitungskosten verursacht. Desgleichen sind sie fest auf eine einzige Bearbeitung eingestellt und können somit nicht variabel nacheinander verschiedene Aufgaben durchführen, wie z. B. mehrere in einer Ebene liegende Bohrun­ gen zu bohren, wobei eine in der Antriebsachse liegt, oder bei anderen Werkstücken ohne auswechseln und Neueinjustierung der Werkzeugeinheit ein anderes Bohrbild, mit gleichem Durchmesser, herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine angetriebene Werkzeugeinheit zu schaffen, die vielseitig einsetzbar und vom Vorschub der Dreh- und Bearbeitungszentren unabhängig ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Gestaltungsmerkmale bei der Erfindung vorgesehen, wo­ bei noch in den Unteransprüchen 1-9 für die Aufgabenlösung vor­ teilhafte Ausbildungen und Ergänzungen definiert werden. Die ge­ sonderte Betätigung der Positionsteile (6 u.19), sowie das An­ bringen einer Buchse (7 u. 20), schließt die Abhängigkeit der Werkzeugeinheit von den Dreh- oder Bearbeitungszentren aus. Durch die 3-dimensionale Beweglichkeit der beschriebenen Aus­ führung lassen sich mit dieser so konzipierten Werkzeugeinheit, unabhängig von den Dreh- und Bearbeitungszentren, die ver­ schiedensten Arbeiten, wo bisher mehrere Werkzeugeinheiten not­ wendig waren, mit dieser einen durchführen. Auch können jetzt mehrere Seiten eines Werkstückes gleichzeitig bearbeitet werden und damit wesentliche Bearbeitungskosten eingespart werden. Die beschriebene außerhalb den Dreh- und Bearbeitungszentren ange­ ordnete Krafteinheit zum Verschieben der Positionsteile (6 u.19) mit der für die Genauigkeit der Verschiebung vorgesehenen Buchsen (7 u. 20), z. B. als Lineareinheit mit beliebigem An­ triebsmotor und Ausführung ausgebildet ist oder hydraulisch pneumatisch betätigt werden, wobei die Buchsen (7, 20) durch Aus­ wechselbarkeit an die Krafteinheit angepaßt sind. Das Gleiche gilt auch für die Positionsteile (6 u. 19), die bedingt durch die Konstruktion der Dreh- und Bearbeitungszentren auswechselbar und entsprechend angepaßt sind. Außerhalb der Dreh- und Bear­ beitungszentren heißt auch, daß die Krafteinheit an beliebiger Stelle z. B. am Flansch (2) befestigt ist und auf beliebige Art und Weise so gesteuert wird, daß die Werkzeugeinheit selbstän­ dig Bearbeitungen ausführt, wie z. B. die auf einer Werkstück­ seite liegenden Bohrungen gleichen Durchmessers durch automa­ tische Steuerung der Krafteinheit vollkommen unabhängig von den Dreh- und Bearbeitungszentren bohrt. Die entsprechende, auf das Material des Werkstückes abgestimmte Drehzahl des Werkzeuges, läßt sich durch Auswechseln der unteren Umlenkrolle (23) er­ reichen, sodaß kein Zwischengetriebe mehr erforderlich ist. Die sich dabei ergebenden unterschiedlichen Längen des Treibteils (15) werden durch bewegliche und an diesen aufliegenden Spanner aufgefangen. Der über einen Drehteil (9b) gelagerte Mittelteil (9a) wird mit dem Oberteil (4) und dem Unterteil (9) durch Schrauben (8), oder durch eingebrachte Zylinder, deren Kolben mit beliebigem Medium beaufschlagt werden, kraftschlüssig und somit unverrückbar verbunden. Um die Werkzeugeinheit in Richtung (10) verschieben zu können, ist entweder der hier nicht eingezeich­ nete Motor der Antriebswelle (1) verschiebbar gelagert, oder ist dieser getrennt und durch eine beliebig ausgeführte Schie­ behülse, mit der Welle (1) kraftschlüssig verbunden.

Selbstverständlich kann auch durch entsprechende Ausbildung der Motorantriebswelle (1) die Werkzeugeinheit direkt in die Pinole des Bearbeitungszentrums eingespannt werden, wobei der separate Motor entfällt. Statt der Gradeinteilung (18) zum Festlegen der Verdrehung des Innenteiles (9a) mit dem Unter­ teil (9) wird um die Genauigkeit zu verbessern, auch eine Meß­ uhr oder ein anderes beliebiges Meßteil angebracht. Das Be­ festigungsteil (17) ist je nach Ausführung des Werkzeuges aus­ wechselbar.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht, Fig. 2 einen Querschnitt A-B, durch die Fig. 1 u. 3, Fig. 3 die Draufsicht auf die Fig. 1.

In der Fig. 1, 2 u. 3 wird die auf beliebige Art und Weise die in ihrer Längsachse verschiebbare Motor-Antriebswelle (1) mit dem Flansch (2) und dem Oberteil (4) dargestellt. Der Posi­ tionsteil (6) mit seiner Buchse (7). Man erkennt weiter die Führung (13) zwischen Unterteil (9) und Mittelteil (9a), sowie den Treibteil (15) für das Arbeitsrad (12) und den Treibteil (15a) für das Antriebsrad (14).

In der Fig. 1 u. 2 ist das Oberteil (4) und das Unterteil (9) sowie die Welle (1, 16) und der Befestigungsteil (17) für das sich drehende Werkzeug zu sehen.

In der Fig. 1 ist der Mitnehmerflansch (1a) zum Verschieben der Werkzeugeinheit in Richtung (10) im Mittelteil (9a) ein­ gezeichnet. Die beliebige Gradeinteilung (18) ist auf dem Mit­ telteil (9a) aufgebracht. Seitlich ist der Positionsteil (19) mit der Buchse (20) für die Betätigung des Unterteils (9) in die Bewegungsrichtung (25) zu erkennen. Auf die beliebig be­ festigte Welle (21) sind die obere und untere Umlenkrolle (22 u. 23) aufgebracht.

In der Fig. 2 erkennt man die Sicherungs- und Verdrehungs­ stifte (3) sowie die Führung (5) des Flansches (2) mit dem Oberteil (4). Die Feststellschraube (8) und die Bewegungsrich­ tung (10) des Oberteiles (4) und die Bewegungsrichtung (11) des Mittelteiles (9a) innerhalb des Oberteiles (4) über den Drehflansch (9b). Das Arbeitsrad (12), das Antriebsrad (14) sowie die Treibteile (15 u. 15a).

In Fig. 3 ist zusätzlich dargestellt, wie das Arbeitsrad (12) in den unteren Treibteil (15) bei (27) eingreift und den Zwischenraum (26) zwischen beiden. Dadurch ist gewährleistet, daß das Arbeitsrad (12) in den Bereich (24) in der Bewegungs­ richtung (25) verstellt werden kann. Die Welle (16) des Ar­ beitsrades (12) geht dabei durch die Mittelachse der Motoran­ triebswelle (1). Die untere Umlenkrolle (23) ist kraftschlüs­ sig nit der oberen Umlenkrolle (22) nur bei (28) verbunden und kann zur Änderung der Übersetzung ausgewechselt werden.

Durch diese Beschreibungen und Ausführungen ergibt sich eine mehrfach verstellbare Werkzeugeinheit, die mit kompakten Ab­ messungen vielseitig und unabhängig einsetzbar ist und so eine Vielzahl von bisher notwendigen und verschiedenartig konzipier­ ten Werkzeugeinheiten erspart. Dadurch werden die Werkzeugan­ schaffungskosten minimiert und durch die 3-dimensionale Ver­ stellbarkeit und automatische Steuerung wesentliche Bearbei­ tungsvorgänge und somit Kosten erspart. Die gestellte Aufgabe ist somit voll erfüllt. Im Rahmen der Erfindung kann die Kon­ struktion der Werkzeugeinheit sehr unterschiedlich ausgeführt sein.

Claims (9)

1. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit, insbesondere für Dreh- und Bearbeitungszentren dadurch gekennzeichnet, daß über die Antriebswelle (1) das An­ triebsrad (14) der Treibteil (15) und die oberen Um­ lenkrollen (22) von denen eine mit einer unteren Um­ lenkrolle (23) kraftschlüssig verbunden ist ein wei­ teres Treibteil (15) über die unteren Umlenkrollen (23) laufen, in das ein Arbeitsrad (12) mit der Welle (16) und dem Befestigungsteil (17) fest verbundenes Arbeits­ rad (12) eingreift und dieses somit antreibt und über den Bereich (24) verstellbar und so angeordnet ist, daß die Welle (16) des Arbeitsrades (12) auch eine axiale Verlängerung der Motorantriebswelle (1) er­ gibt, und weiter durch die Bewegungsrichtungen (10, 11, 25) die durch Führungen (5, 13) und den Drehflansch (9b) miteinander verbundenen beweglichen Oberteil (4), Mit­ telteil (9a) und Unterteil (9), durch ein, oder mehrere von den Dreh- und Bearbeitungszentren unabhängig ge­ steuerte und beliebig ausgeführte und angebrachte Krafteinheit bewegt wird, die über die Positionsteile (6, 19) mit den Buchsen (7, 20) eingreift und diese be­ liebig je nach Anforderung verstellt.

2. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine untere Umlenkrolle (23) die mit einer oberen Umlenkrolle (22) kraftschlüssig verbunden und auswechselbar ist.

3. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mit­ telteil (9a) mit dem Oberteil (4) und dem Unterteil (9) auf beliebige Art und Weise kraftschlüssig und somit unverrückbar verbunden ist.

4. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Motor­ antriebswelle (1) auf beliebige Art und Weise ver­ schiebbar gelagert ist.

5. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsteile (6, 19) und die Buchsen (7, 20) aus­ wechselbar sind.

6. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Gradeinteilung (18) auf beliebige Art und Weise an­ gebracht und eingestellt wird.

7. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (17) auswechselbar ist.

8. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1-7 dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinheit zum Bewegen der Werkzeugeinheit belie­ big ausgeführt ist.

9. Mehrfach verstellbare, angetriebene Werkzeugeinheit nach Anspruch 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Positionsteile (6, 19) und in die Buchse (7, 20) eingreifende Krafteinheit an den Flansch (2) oder an anderer beliebiger Stelle der Werkzeugein­ heit befestigt ist.