DE4018543C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Bei einem bekannten Werkzeugrevolver der eingangs genannten Art (DE 37 30 561 C1) ist die hohle Säule, mit der die Werkzeug­ scheibe fest verbunden ist, drehbar und axial verschiebbar im Gehäuse gelagert. Auf ihr ist drehbar ein vom Antriebsmotor antreibbares Zahnrad angeordnet, das mit einem Zahnrad einer ersten Welle kämmt, die parallel zur hohlen Säule im Gehäuse gelagert ist. In Aufnahmen der Werkzeugscheibe drehbar gela­ gerte zweite Wellen, die sich in radialer Richtung erstrecken, tragen je ein Kegelrad. Das Kegelrad derjenigen zweiten Welle, die sich in der Arbeitsstellung befindet, kämmt mit einem auf der ersten Welle angeordneten Kegelrad. Für den Drehantrieb der Werkzeugscheibe ist auf der hohlen Säule drehfest ein Kupp­ lungsring angeordnet, der mittels eines die hohle Säule umfassen­ den Ringkolbens durch eine axiale Verschiebung an das drehbar auf der hohlen Säule gelagerte Zahnrad ankuppelbar ist. Ein derartiger Werkzeugrevolver ist deshalb konstruktiv aufwendig.

Dies gilt auch für einen Werkzeugrevolver (DE 39 04 631 A1), der ebenfalls eine Hohlwelle aufweist, mittels deren die Werk­ zeugscheibe relativ zum Gehäuse verdreht werden kann. In dieser Hohlwelle ist eine Antriebswelle drehbar gelagert, die über ein in der Werkzeugscheibe angeordnetes Getriebe entweder alle Module oder nur den sich in der Arbeitsstellung befindenden Modul mit rotierendem Werkzeug antreibt. Schwierig ist hierbei, Schmiermittel, Kühlmittel oder fluidische Hilfsenergie der Werkzeugscheibe zuzuführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeug­ revolver zu schaffen, der es ermöglicht, in raumsparender, problemloser, einfacher, kosten­ günstiger Weise die von den Werkzeugmodulen, den Werkzeugen oder auch von der Werkzeugscheibe benötigten Hilfsenergien oder Hilfsmittel zuzuführen. Diese Aufgabe löst ein Werkzeug­ revolver mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die hohle, relativ zum Gehäuse des Werkzeugrevolvers unbeweg­ liche Säule ermöglicht in einfacher, kostengünstiger Weise die Zufuhr aller im Bereich der Werkzeugscheibe und der Werkzeuge benötigten Hilfsenergien, Schmierstoff, Kühlmittel, Druckmittel und Energie, wobei für diese eine Durchführung in Kanälen innerhalb der Wand der Säule vorgesehen ist. Diese Möglichkeit erlaubt eine äußerst raumsparende Ausbildung der hohlen Säule. Außerdem wirft ein Energie- oder Fluidtransport in Kanälen der hohlen Säule auch an den Kanalenden keine Probleme auf, weil die hohle Säule relativ zum Gehäuse des Werkzeugrevolvers unbeweglich ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist am werkzeugschei­ benseitigen Ende der Säule ein Kopf vorgesehen. Die Werk­ zeugscheibe weist eine zur Drehachse konzentrische Ausneh­ mung auf, in welche der Kopf der Säule eingreift. Daher stehen sich eine äußere Mantelfläche des Kopfes und eine innere Mantelfläche der zentralen Ausnehmung der Werkzeugscheibe gegenüber, wodurch problemlos abgedichtete Übergänge für den Transport der Hilfsenergien und Hilfsstoffe realisiert werden können.

Muß zu wenigstens einer der Aufnahmen der Werkzeugscheibe für Werkzeuge oder Werkzeugmodule Antriebsenergie übertra­ gen werden, dann enthält der Kopf vorteilhafterweise wenig­ stens ein Getriebeelement und eine Schaltvorrichtung, über welche eine Welle mit dem in der Arbeitsstellung stehenden Werkzeug kuppelbar ist. Die Schaltvorrichtung erlaubt es also, die Übertragung von Antriebsenergie auf diejenige Auf­ nahme der Werkzeugscheibe zu beschränken, die sich in der Arbeitsstellung befindet, und diesen Antrieb nur dann zu aktivieren, wenn es sich bei dem in dieser Aufnahme befin­ denden Werkzeug um ein rotierendes Werkzeug handelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltvorrichtung ist Gegenstand des Anspruches 4. Das dabei für einen Arbeits­ zylinder erforderliche Fluid oder die für einen Elektromagneten notwendige elektrische Energie wird durch die hohle Säule hindurch dem Kopf zugeführt.

Die hohle Säule ist vorzugsweise an ihrem dem Kopf abgekehr­ ten Ende mit dem Gehäuse direkt oder indirekt verbunden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt eine unvollständige, teilweise auf­ gebrochen dargestellte Ansicht des Ausführungsbeispiels.

Ein Werkzeugrevolver weist ein Gehäuse 1 auf, das an einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einem Schlitten derselben, festlegbar ist. Am einen Ende dieses Gehäuses 1 ist eine relativ zu ihm drehbare Werkzeugscheibe 2 angeordnet, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet Aufnah­ men 3 für Werkzeuge oder Werkzeugmodule 4 einschließlich solcher mit rotierendem Werkzeug 5 aufweist. Im Ausführungs­ beispiel haben die Aufnahmen 3 die Form radial verlaufender Bohrungen. In jede dieser Bohrungen ist ein Kupplungszapfen 4′ des Werkzeugmoduls 4 einschiebbar, über den eine in ihrer Kontur von der Kreisform abweichende Kupplungswelle 6 über­ steht. Diese Kupplungswelle 6 ist über ein Winkelgetriebe mit der drehbar gelagerten Halterung für das Werkzeug 5 ver­ bunden. Selbstverständlich sind aber auch Module, deren Werk­ zeug parallel zur Längsachse des Kupplungszapfens 4′ liegt, und Module in die Aufnahmen 3 einsetzbar, die ein stillste­ hendes Werkzeug tragen.

An dem der Werkzeugscheibe 2 abgewandten Ende ist das Ge­ häuse 1 durch eine Endplatte 7 verschlossen. An der Innen­ fläche der Endplatte 7 liegt das eine Ende einer konzentrisch zur Drehachse der Werkzeugscheibe 2 angeordneten, hohlen Säule 8 an, welche mit der Endplatte 7, beispielsweise mittels Schrau­ ben, fest verbunden ist. Das andere Ende der hohlen Säule 8 ist fest, beispielsweise mittels Schrauben 9, mit einem zylindrischen Kopf 10 verbunden, der konzentrisch zur Säule 8 angeordnet ist. Der Kopf 10 ist vollständig in eine an seine Außenabmessungen angepaßte, zentrale Ausnehmung 11 der Werkzeugscheibe 2 eingeführt. Bei einer Drehung der Werk­ zeugscheibe 2 rotiert deshalb diese um den Kopf 10.

Aus Fertigungsgründen besteht im Ausführungsbeispiel die Werkzeugscheibe 2 aus einer Ringscheibe, deren Dicke etwas geringer ist als die axiale Länge des Kopfes 10, und einem mit dieser Ringscheibe verschraubten, zylindrischen Platte, in die hinein sich die zentrale Ausnehmung 11 und dement­ sprechend der Kopf 10 erstrecken.

Im Kopf 10 ist konzentrisch zur Säule 8 das eine Ende einer in der Längsachse der Säule 8 angeordneten Verbindungswelle 12 gelagert, die andererseits in der Endplatte 7 gelagert ist. Hier ist auf ihr fest ein Stirnzahnrad 13 angeordnet, das über weitere Stirnzahnräder mit einem Antriebsmotor 14 in Verbindung steht. Dieser Antriebsmotor 14 dient auch dazu, die Werkzeugscheibe 2 relativ zum Gehäuse 1 und dem Kopf 10 zu verdrehen. Ein mit einem Ritzel 15 auf der Motorwelle in Eingriff stehendes, stirnverzahntes Zahnrad 16 ist deshalb auf einer mittels eines Kolbens 17 axial verschiebbaren Ge­ triebewelle 18 angeordnet, die außerdem ein Ritzel 19 trägt, welche mit einem für eine Drehbewegung der Werkzeugscheibe anzutreibenden Zahnrad 20 kämmt. Bei der in der Figur dar­ gestellten Stellung des Kolbens 17 kann mittels des Antriebs­ motors 14 die Werkzeugscheibe 2 wahlweise in der einen oder anderen Drehrichtung gedreht werden. Soll der Antriebsmo­ tor 4 nur das Werkzeug 5 antreiben, dann wird mittels des doppeltwirkenden Kolbens 17 die Getriebewelle 18 in die im Bereich ihres freien Endes mit strichpunktierter Linie ange­ deutete Stellung verschoben, in welcher das Zahnrad 16 außer Eingriff mit dem Ritzel 15 ist.

Das in der Werkzeugscheibe 2 gelagerte Ende der Verbindungs­ welle 17 trägt ein Kegelrad 21, welches mit einem zweiten Kegelrad 22 kämmt. Letzteres ist auf einer in der Werkzeug­ scheibe 4 drehbar gelagerten und radial verschiebbaren An­ triebswelle 23 drehfest, aber axial verschiebbar gelagert. Mittels eines doppeltwirkenden Kolbens 24 kann die Antriebs­ welle 23 aus einer Position, in der ihr dem Kolben 24 abge­ wandtes Ende nicht über die Außenmantelfläche des Kopfes 10 übersteht, in eine Stellung verschoben werden, in welcher dieses Ende in die sich in der Arbeitsstellung befindende Aufnahme 3 der Werkzeugscheibe 2 eingreift. Die Antriebs­ welle 23 hat in diesem Endabschnitt eine zentrale Bohrung, deren Innenprofil an das Außenprofil der Kupplungswelle 6 angepaßt ist. Die Antriebswelle 23 kann deshalb auf das über den Kupplungszapfen 4′ überstehende Ende der Kupplungswelle 6 aufgesteckt werden, wodurch eine drehfeste Verbindung her­ gestellt wird. In der Figur ist aus Gründen der Übersicht­ lichkeit eine Stellung der Antriebswelle 23 dargestellt, in der diese nicht über die Kupplungswelle übergeschoben ist.

Mittels eines auf der Antriebswelle 23 zwischen dem Kolben 24 und dem zweiten Kegelrad 22 fest angeordneten Sensorkör­ pers 25 und zwei an der Verschiebebahn des Sensorkörpers 25 angeordneten Sensoren 26, die beispielsweise als Näherungs­ schalter ausgebildet sein können, wird die Stellung der An­ triebswelle 23 überwacht.

Sowohl die zum Kolben 24 führenden Druckmittelleitungen als auch die Signalleitungen der Sensoren 26 sind in nicht dar­ gestellter Weise durch die hohle Säule 8 hindurchgeführt.

In der hohlen Säule 8 können auch Leitungen verlaufen, durch die hindurch Kühlflüssigkeit für die Werkzeuge oder Schmier­ mittel transportiert werden. Ferner kann die Säule 8 bei­ spielsweise Leitungen für ein Druckmittel enthalten, mittels dessen Spannvorrichtungen betätigt werden, welche den Kupp­ lungszapfen 4′ in der ihn aufnehmenden Aufnahme 3 festspan­ nen. Im Ausführungsbeispiel sind nicht alle Leitungen durch den Innenraum der Säule 8 hindurchgeführt. Vielmehr ist die Wandung der Säule 8 in Längsrichtung zur Bildung einer Lei­ tung 27 durchbohrt, an die sich im Kopf 10 eine Leitung 28 anschließt, die radial zur Außenmantelfläche verläuft und dort abgedichtet an eine radial verlaufende Bohrung 29 der sich in der Arbeitsstellung befindenden Aufnahme 3 anschließt. Weitere derartige Leitungen können selbstverständlich vor­ gesehen sein, und sowohl im Kopf 10 als auch in den Aufnahmen 3 können radiale Bohrungen in axialer Richtung versetzt neben­ einander liegen.

Im Ausführungsbeispiel schließt sich an die Außenseite der Endplatte 7 ein Schutzgehäuse 30 an, in dem sich ein Dreh­ geber befindet.

Im Inneren des Gehäuses 1 liegen in bekannter Weise konzen­ trisch zueinander zwei Zahnkränze, von denen der eine der Werkzeugscheibe 2 und der andere dem Gehäuse 1 fest zugeordnet ist. Befindet sich die Werkzeugscheibe 2 in einer der wähl­ baren Stellungen und ist sie in dieser Stellung verriegelt, dann greift ein an einem Verriegelungsglied vorgesehener Zahnkranz gleichzeitig in die beiden konzentrischen Zahn­ kränze ein. Ehe die Werkzeugscheibe 2 in eine andere Drehstel­ lung gebracht werden kann, muß deshalb das Verriegelungs­ glied zunächst in seine Freigabestellung bewegt werden, um dann durch ein Drehen des Zahnrades 19 die Drehbewegung eines im Gehäuse 1 drehbar gelagerten Antriebsgliedes auf die Werk­ zeugscheibe 2 übertragen zu können. Für die Betätigung des Verriegelungsgliedes und den Drehantrieb der Werkzeugscheibe 2 kann eine der bekannten Konstruktionen verwendet werden.

Claims (7)

1. Werkzeugrevolver mit

• a) einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse,
• b) einem Antriebsmotor,
• c) einer Werkzeugscheibe, die relativ zum Gehäuse drehbar gelagert und in wählbaren Winkelstellungen verriegelbar ist sowie Aufnahmen für Werkzeuge aufweist, von denen wenigstens eine für eine drehbare Lagerung des Werkzeuges ausgebildet ist, das über Wellen, die durch ein Getriebe miteinander verbunden sind, vom Antriebsmotor antreibbar ist,
• d) einer konzentrisch zur Drehachse der Werkzeugscheibe angeordneten hohlen Säule, welche wenigstens eine Leitung enthält, die in ein für die Übertragung von Energie, Schmierstoff, Kühlmittel, Druckmittel oder Hilfsenergien vorgesehenes System einbezogen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) die hohle Säule (8) relativ zum Gehäuse (1) unbeweglich ist,
• f) von den mittels des Antriebsmotors (14) antreibbaren Wellen (12, 23) die eine Welle (12) in der hohlen Säule (8) angeordnet und mittels des Getriebes (21, 22) mit der anderen Welle (23) verbunden ist, über die das drehbar gelagerte Werkzeug (5) antreibbar ist, wenn die Aufnahme (3), in welche dieses Werkzeug (5) eingesetzt ist, in der Arbeitsstellung steht, und
• g) die Leitung (27) in Inneren der Wandung der hohlen Säule (8) liegt.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (8) ein verkzeugscheibenseitiges Ende aufweist, an dem ein Kopf (10) vorgesehen ist, und daß die Werkzeug­ scheibe (2) eine zu ihrer Drehachse konzentrische Ausneh­ mung (11) aufweist, in welche der Kopf (10) der Säule (8) eingreift.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (10) Getriebeelemente (21, 22) und eine Schalt­ vorrichtung enthält, über welche die Welle (12) mit dem Werkzeug (5) kuppelbar ist.

4. Werkzeugrevolver nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung eine radial zur Drehachse der Werkzeugscheibe (2) verlaufende Schiebewelle (18) auf­ weist, die in jeder wählbaren Winkelstellung der Werkzeug­ scheibe (2) auf deren in der Arbeitsstellung stehende Aufnahme (3) ausgerichtet und mit dem Werkzeugantrieb kuppelbar ist, und daß der Schiebewelle (18) ein ebenfalls im Kopf (10) angeordneter Arbeitszylinder oder ein Elek­ tromagnet als Betätigungselement zugeordnet ist.

5. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (10) mit wenigstens einer in seiner Außenmantelfläche mündenden Leitung (28) oder Bohrung versehen ist, die mit der in der Säule (8) vor­ gesehenen Leitung (27) verbunden und in den wählbaren Winkelstellungen der Werkzeugscheibe (2) auf eine der in der Außenmantelfläche des Kopfes (10) zugekehrten Innen­ mantelfläche der Werkzeugscheibe (2) im Bereich der Auf­ nahmen (3) mündenden Leitungen (29) oder Bohrungen ausge­ richtet sowie mit diesen abgedichtet verbunden ist.

6. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (8) an ihrem dem Kopf (10) abgekehrten Ende mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.