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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Revolverkopf für eine Werkzeugmaschine,
in der wenigstens ein rotierendes Werkzeug an dem Revolverkopf montiert
ist und dieses rotierende Werkzeug gedreht wird, um ein Werkstück zu bearbeiten,
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Siehe z. B.
WO-03/000
459-A .
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Bei
Werkzeugmaschinen sind z. B. bei einer Drehmaschine ein einziges
oder mehrere rotierende Werkzeuge an einem Revolverkopf angebracht,
wobei das rotierende Werkzeug durch einen Drehantriebsmotor gedreht
wird und ein Werkstück
bearbeitet. Bei einer derartigen Drehmaschine ist ein Drehabschnitt
an einem Kopfabschnitt des Revolverkopfes vorgesehen. Die mehreren
Werkzeuge, wie etwa rotierende Werkzeuge oder andere Werkzeuge, sind
an diesem Drehabschnitt radial angebracht.
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Der
Drehabschnitt bewirkt eine Drehbewegung, derart, dass ein gewünschtes
rotierendes Werkzeug oder ein anderes Werkzeug an einer Indexposition
indexiert wird. Wenn das rotierende Werkzeug indexiert ist, wird
das rotierende Werkzeug durch den Drehantriebsmotor gedreht. Dazu
wird eine Antriebskraft (ein Laufdrehmoment) des Drehantriebsmotors
durch einen Kraftübertragungsmechanismus
mit einem Riemen, einem Kegelradgetriebe einem Lager oder dergleichen
an das rotierende Werkzeug übertragen.
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Die
japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. 2003-251 505 beschreibt z. B. einen Revolverkopf für rotierende
Werkzeuge einer Drehmaschine, bei dem eine Antriebskraft eines Drehantriebsmotors
durch Kegelradgetriebe oder dergleichen an das rotierende Werkzeug übertragen
wird. Ein Innenraum eines Drehabschnitts des Revolverkopfes für rotierende
Werkzeuge ist hohl. Die Kegelradgetriebe, Lager und dergleichen
des Kraftübertragungsmechanismus
sind in diesem Hohlraum aufgenommen.
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In
der oben beschriebenen herkömmlichen Drehmaschine
oder in der Drehmaschine, die in der
japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr.
2003-251505 beschrieben ist, ist ein Drehantriebsmotor
an einer von den rotierenden Werkzeugen entfernten Stelle angeordnet.
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Demzufolge
ist eine Konstruktion des Kraftübertragungsmechanismus
zum Drehen des Werkzeugs kompliziert. Wärme und Schwingungen werden
von den Riemen, Kegelradgetrieben, Lagern und dergleichen des Kraftübertragungsmechanismus
erzeugt. Folglich tritt ein Energieverlust auf, so dass sich der
Wirkungsgrad der Kraftübertragung
verschlechtert, wobei außerdem
Geräusche
erzeugt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
die oben angegebenen Nachteile zu überwinden, ist es demzufolge
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Revolverkopf für eine Werkzeugmaschine
zu schaffen, dessen Drehantrieb einen ausgezeichneten Wirkungsgrad
der Kraftübertragung
hat, wenn das rotierende Werkzeug rotatorisch angetrieben wird,
der erzeugte Wärme,
Schwingungen und Geräusche
verringern und die Konstruktion des Revolverkopfes vereinfachen
kann.
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Um
die oben angegebene Aufgabe oder andere Aufgaben zu lösen, wird
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Revolverkopf für
eine Werkzeugmaschine geschaffen, der im Anspruch 1 definiert ist.
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Die
Drehwelle des Drehantriebsmotors ist vorzugsweise längs einer
Drehmittellinie der Drehwelle durch einen Vorwärts- und Rückwärtsantriebsabschnitt beweglich,
so dass die Drehwelle mit der Halterwelle in Eingriff gelangt oder
ihr Eingriff mit der Halterwelle gelöst wird.
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Die
drehbare Trommel ist vorzugsweise an einer Seite an dem Revolverkopfkörper und
an der anderen Seite an einem Gehäuse des Drehantriebsmotors unterstützt und
dreht sich dadurch.
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Eine
Aussparungsnut, die sich in einer Drehrichtung der drehbaren Trommel
erstreckt und in beiden Richtungen und nach unten offen ist, ist
vorzugsweise in einem Endabschnitt der Drehwelle ausgebildet, ein
konvexer Abschnitt ist an der Halterwelle des Werkzeughalters angebracht,
wobei der konvexe Abschnitt in axialer Richtung von einem Spitzenendabschnitt
der Halterwelle nach außen
vorsteht, und die Aussparungsnut und der konvexe Abschnitt bilden
einen Verbindungsabschnitt, um die Drehwelle und den Werkzeughalter
zu koppeln und zu entkoppeln.
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Die
Aussparungsnut und der konvexe Abschnitt sind vorzugsweise in einer
konischen Form ausgebildet und der konvexe Abschnitt ist mit der Aussparungsnut
in lösbarem
Eingriff.
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Der
Drehantriebsmotor wird dann, wenn die Drehwelle still steht, in
der Weise gesteuert, dass die Aussparungsnut der Drehwelle in Drehrichtung
der drehbaren Trommel orientiert ist, wodurch der konvexe Abschnitt
des Werkzeughalters sich dann, wenn die drehbare Trommel eine Drehbewegung
ausführt, durch
die Aussparungsnut in dem Verbindungsabschnitt bewegt.
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Unter
der Bedingung, dass das rotierende Werkzeug an der Indexposition
indexiert ist, ist der konvexe Abschnitt mit der Aussparungsnut
vorzugsweise in Eingriff und ein Laufdrehmoment der Drehwelle wird
dann, wenn sich die Drehwelle unter der Bedingung dreht, dass der
konvexe Abschnitt mit der Aussparungsnut in Eingriff ist, an die
Halterwelle in dem Verbindungsabschnitt übertragen und dreht dadurch
das rotierende Werkzeug.
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Der
konvexe Abschnitt ist dann, wenn das rotierende Werkzeug an der
Indexposition indexiert ist, mit der Aussparungsnut vorzugsweise
in Eingriff, so dass die rotierende Welle und die Halterwelle miteinander
gekoppelt sind, wobei unter dieser Bedingung eine räumliche
Beziehung eines Rotors des Drehantriebsmotors zu einem Stator eine
solche räumliche Beziehung
ist, dass ein Ausgangsdrehmoment des Drehantriebsmotors am besten
wird.
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Da
der Revolverkopf für
die Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann der Wirkungsgrad der
Kraftübertragung
verbessert werden, wenn das rotierende Werkzeug rotatorisch angetrieben
wird, erzeugte Wärme,
Schwingungen und Geräusche
können
verringert und die Konstruktion des Revolverkopfes kann vereinfacht
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die 1 bis 3 zeigen
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei
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1 eine
Vorderansicht eines Revolverkopfes ist;
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2 eine
Schnittansicht entlang einer Linie II-II von 1 ist, und
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3 eine
teilweise vergrößerte Schnittansicht
von 2 ist.
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ART DER AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Wenn
die Antriebskraft des Drehantriebsmotors des Revolverkopfes an das
rotierende Werkzeug übertragen
werden soll, treten in dem herkömmlichen Kraftübertragungsmechanismus
Wärme und
Schwingungen von den Riemen, Kegelgetrieben, Lagern und dergleichen
auf, wodurch ein Energieverlust bewirkt wird.
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In
der vorhergehenden Ausführungsform
ist jedoch ein Drehantriebsmotor in eine drehbare Trommel eingebaut.
Im Einzelnen ist der Drehantriebsmotor zum Drehen des rotierenden
Werkzeugs in der drehbaren Trommel direkt angrenzend an das rotierende
Werkzeug angeordnet.
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Demzufolge
sind eine Halterwelle eines Werkzeughalters zum Halten des rotierenden
Werkzeugs und eine Drehwelle des Drehantriebsmotors direkt miteinander
gekoppelt. Da der oben beschriebene Energieverlust folglich nicht
auftritt, kann der Wirkungsgrad der Kraftübertragung verbessert werden.
Die Wärmeerzeugung,
die Schwingungen und die Geräusche
können
verringert und die Konstruktion des Revolverkopfes kann vereinfacht
werden.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf
die 1 bis 3 beschrieben.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Vorderansicht
eines Revolverkopfes. 2 ist eine Schnittansicht entlang
der Linie II-II von 1. 3 ist eine
teilweise vergrößerte Schnittansicht
von 2.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt ist, ist wenigstens
ein rotierendes Werkzeug 2 (in diesem Fall sechs rotierende
Werkzeuge) an einem Revolverkopf 1 in einer Werkzeugmaschine,
wie etwa eine Drehmaschine, angebracht. Durch Drehen des rotierenden
Werkzeugs 2 kann ein Werkstück 13 bearbeitet werden.
Die Werkzeugmaschine mit dem Revolverkopf 1 kann in dieser
Ausführungsform
außerdem eine
Werkzeugmaschine sein, wie etwa ein Revolverkopf-Bearbeitungszentrum, die von einer Drehmaschine
verschieden ist.
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Der
Revolverkopf 1 ist mit einem Revolverkopfkörper 3,
einer drehbaren Trommel 4, einem Dreh- und Indexierungs-Antriebsabschnitt 5 und
einem Drehantriebsmotor 6 versehen.
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Der
Revolverkopfkörper 3 ist
an einer Basis 14 (z. B. ein Bett) der Drehmaschine, das
auf einer Bodenfläche
liegt, unterstützt.
Der Fall, bei dem der Revolverkopfkörper 3 an der Basis 14 der
Drehmaschine befestigt ist, ist gezeigt, es ist jedoch möglich, den
Fall zu verwenden, bei dem der Revolverkopfkörper 3 relativ zu
der Basis einer Werkzeugmaschine bewegt werden kann.
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Die
drehbare Trommel 4 ist an dem Revolverkopfkörper 3 unterstützt. Wenigstens
ein Werkzeughalter 7 zum Halten des rotierenden Werkzeugs 2 kann
an der drehbaren Trommel 4 angebracht werden. Bei dem Revolverkopf 1,
der in den 1 bis 3 gezeigt
ist, können
weitere Werkzeughalter 8 zum Halten weiterer Werkzeuge 2a zusätzlich zu dem
Werkzeughalter 7 an der drehbaren Trommel 4 radial
angebracht werden. Es ist außerdem
möglich, die
rotierenden Werkzeuge (und zwar die Werkzeughalter zum Halten der
rotierenden Werkzeuge) für alle
Werkzeuge, die an dem Revolverkopf angebracht werden können, zu
verwenden.
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Der
Dreh- und Indexierungs-Antriebsabschnitt 5 besitzt eine
Funktion zum Drehen der drehbaren Trommel 4 mit einem Dreh-
und Indexierungsmotor 9 und zum Indexieren eines gewünschten Werkzeugs 2 (oder
eines weiteren Werkzeugs 2a) an einer Indexposition S.
Der Dreh- und Indexierungsmotor 9 ist an dem Revolverkopfkörper 3 (oder
der Basis 14 der Drehmaschine) angebracht.
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Der
Drehantriebsmotor 6 ist ein Motor zum Drehen des rotierenden
Werkzeugs 2, ist in die drehbare Trommel 4 eingebaut
und ist an dem Revolverkopfkörper 3 unterstützt. Eine
Drehwelle 10 des Drehantriebsmotors 6 ist ständig zu
der Indexposition S orientiert.
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Unter
der Bedingung, dass das rotierende Werkzeug 2 an der Indexposition
S indexiert ist, sind in dem Revolverkopf 1 eine Halterwelle 11 des
Werkzeughalters 7 zum Halten des rotierenden Werkzeugs 2 und
eine Drehwelle 10 des Drehantriebsmotors 6 direkt
miteinander gekoppelt. Dadurch wird das rotierende Werkzeug 2 durch
den Drehantriebsmotor 6 gedreht.
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Es
ist demzufolge möglich,
die Wärmeerzeugung,
Schwingungen und Geräusche
in einem Kraftübertragungsmechanismus
zum rotatorischen Antreiben des rotierenden Werkzeugs 2 durch
den Drehantriebsmotor 6 zu unterdrücken. Da im Einzelnen kein
Riemen, Kegelgetriebe, Lager oder dergleichen in dem Kraftübertragungsmechanismus
des Direktkopplungstyps verwendet wird, können eine Wärmeerzeugung und Schwingungen
vermindert werden. Folglich ist der Wirkungsgrad der Kraftübertragung
für den
Drehantrieb groß und
das Werkstück kann
durch das rotierende Werkzeug 2 mit hoher Genauigkeit bearbeitet
werden. Schwingungen werden unterdrückt, so dass Geräusche ebenfalls
vermindert werden können.
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Der
Wellenhalter 11 und die Drehwelle 10 sind direkt
miteinander gekoppelt. Demzufolge ist die Anzahl der Teile des Kraftübertragungsmechanismus verringert
und die Konstruktion des Revolverkopfes 1 ist vereinfacht.
Die Wartungsarbeiten des Revolverkopfes 1 können außerdem leicht
ausgeführt
werden.
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Bei
dem Revolverkopf 1 dieser Ausführungsform ist der Drehantriebsmotor 6 anstelle
der herkömmlichen
Kegelgetriebe oder dergleichen in einem Innenraum SP aufgenommen,
der herkömmlich
verwendet wurde, um die Kegelgetriebe, die Lager oder dergleichen
des herkömmlichen
Kraftübertragungsmechanismus
aufzunehmen. Das heißt,
der Innenraum SP der drehbaren Trommel 4 ist effektiv genutzt und
der Drehantriebsmotor 6 ist in diesem Raum SP angeordnet.
Da der Raum zum Installieren des Drehantriebsmotors 6 mit
separat vorgesehen werden muss, kann der Revolverkopf 1 folglich
als Ganzes kompakt hergestellt sein.
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Die
Drehwelle 10 des Drehantriebsmotors 6 ist längs einer
Drehmittellinie CL der Drehwelle 10 durch einen Vorwärts- und
Rückwärtsantriebsabschnitt 12 beweglich,
so dass sie mit der Halterwelle 11 des Werkzeughalters 7 in
Eingriff gelangt oder ihr Eingriff gelöst wird. Dadurch können die
Halterwelle 11 und die Drehwelle 10 direkt miteinander
gekoppelt und voneinander getrennt werden.
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Die
Drehwelle 10 des Drehantriebsmotors 6 und die
Halterwelle 11 des Werkzeughalters 7 sind koaxial
und direkt miteinander gekoppelt. Dadurch kann das rotierende Werkzeug 2 bei
hohen Drehzahlen gedreht werden.
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Die
Konstruktion des Revolverkopfes 1 wird im Folgenden genauer
beschrieben.
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Der
Revolverkopfkörper 3 ist
am Bett als Basis 14 der Drehmaschine befestigt und ist
in einer vorgegebenen hohlen Form ausgebildet. Der Innenraum des
Revolverkopfkörpers 3 ist
hohl. Der Dreh- und Indexierungsmotor 9 ist an einer vorgegebenen Position
außerhalb
des Revolverkopfkörpers 3 angebracht.
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Die
drehbare Trommel 4 ist an einem Spitzenendabschnitt des
Revolverkopfkörpers 3 unterstützt und
kann sich um eine Drehmittellinie CL1 drehen. Es ist dabei der Fall
gezeigt, bei dem die Drehmittellinie CL1 horizontal ausgerichtet
ist, es ist jedoch möglich,
den Fall zu verwenden, bei dem die Drehmittellinie CL1 vertikal
oder schräg
zur Bodenfläche ausgerichtet
ist.
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Die
drehbare Trommel 4 ist in einer hohlen ringförmigen Form
ausgebildet. Eine äußere Umfangsoberfläche eines
Trommelkörpers 21,
der die drehbare Trommel 4 bildet, ist in eine Polygonform
(in diesem Fall zwölfeckig)
ausgebildet. Mehrere (in diesem Fall zwölf) Unterstützungsflächen 20, 20a sind an
der äußeren Umfangsoberfläche ausgebildet.
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Der
Werkzeughalter 7 zum Unterstützen des rotierenden Werkzeugs 2 ist
an der Unterstützungsfläche 20 lösbar angebracht.
Als rotierendes Werkzeug 2 kann z. B. ein Bohrer, ein Stirnfräser oder
dergleichen verwendet werden. Mehrere radiale Durchgangslöcher 22,
die an den Unterstützungsflächen 20 münden, sind
durch den Trommelkörper 21 ausgebildet.
Die Halterwelle 11 des Werkzeughalters 7 ist so
beschaffen, dass sie in den Durchgangslöchern 22 in Eingriff
gelangt.
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Ein
weiterer Werkzeughalter 8 zum Halten eines anderen Werkzeugs 2a (z.
B. ein Drehwerkzeug) zum Ausführen
eines Drehens ist an der anderen Unterstützungsfläche 20a angebracht.
Wenn der Werkzeughalter für
weitere Werkzeuge nicht benötigt wird,
können
die Werkzeuge direkt an den Unterstützungsflächen 20a angebracht
werden.
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Es
ist somit möglich,
den einen oder die mehreren Werkzeughalter 7, weitere Werkzeughalter 8 und
noch andere Werkzeuge, die keine Werkzeughalter und dergleichen
benötigen,
um die Drehmittellinie CL1 an dem Trommelkörper 21 radial anzubringen.
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Die
drehbare Trommel 4 ist mit dem Trommelkörper 21, einem Abdeckelement 23 und
einem Deckelelement 24, das an dem Abdeckelement 23 befestigt
ist, versehen. Der Trommelkörper 21 ist
so unterstützt,
dass er sich an dem Revolverkopfkörper 3 dreht. Das
Abdeckelement 23 ist an dem Trommelkörper 21 befestigt
und bedeckt eine Öffnungsseite (in
den 2 und 3 die linke Seite) des Trommelkörpers 21.
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Der
Trommelkörper 21 ist
an dem Revolverkopfkörper 3 in
der Weise unterstützt,
dass der Trommelkörper 21 nur
die Drehbewegung lediglich unter der Bedingung ausführt, dass
er sich weder in Richtung der Drehmittellinie CL1 noch in eine radiale Richtung
bewegt.
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Das
Abdeckelement 23 ist in einer mit einem Boden versehenen
hohlen zylindrischen Form ausgebildet und ist an dem Trommelkörper 21 befestigt, um den
Innenraum SP der drehbaren Trommel 4 abzudecken. Ein Trageunterstützungsabschnitt 25 ist einteilig
ausgebildet und steht in einem mittigen Abschnitt des Abdeckelements 23 vor.
Das scheibenartige Deckelelement 24 ist an dem Abdeckelement 23 angebracht
und befestigt.
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Ein
Drehlager 26 für
die Drehbewegung ist an dem Trageunterstützungsabschnitt 25 angebracht.
Ein Außenring
des Drehlagers 26 ist an dem Trageunterstützungsabschnitt 25 unterstützt. Ein
Innenring des Drehlagers 26 ist in Eingriff mit einem vorstehenden
Abschnitt 65 an einem Gehäuse 60 des Drehantriebsmotors 6 befestigt
und wird durch ein Halteelement 27 positioniert. Dadurch
ist die Spitzenendseite der drehbaren Trommel 4 an dem
Gehäuse 60 durch
das Drehlager 26 drehbar unterstützt.
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Dadurch
ist die drehbare Trommel 4 an einer Seite (in den 2 und 3 an
der rechten Seite) an dem Revolverkopfkörper 3 unterstützt. Die
drehbare Trommel 4 ist an der anderen Seite (d. h. in den 2 und 3 an
der linken Seite) an dem Gehäuse 60 des
Drehantriebsmotors 6 unterstützt, so dass sich die drehbare
Trommel 4 drehen kann. Dadurch wird die drehbare Trommel 4 unter
der Bedingung gehalten, dass sie an beiden Seiten durch den Drehantriebsmotor 6 und
den Revolverkopfkörper 3 unterstützt ist,
um dadurch die Drehbewegung stabil zu machen.
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Der
Dreh- und Indexierungs-Antriebsabschnitt 5 enthält den Dreh-
und Indexierungsmotor 9, der an dem Revolverkopfkörper 3 befestigt
ist, ein Zahnrad 40, das an dem Trommelkörper 21 befestigt ist,
und einen Klemmmechanismus 41. Ein Ritzel 43 ist
an der Abtriebswelle 42 des Dreh- und Indexierungsmotors 9 angebracht.
Das Ritzel 43 kämmt
mit dem Zahnrad 40.
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Die
Antriebskraft (das Laufdrehmoment) des Dreh- und Indexierungsmotors 9 wird über die
Abtriebswelle 42, das Ritzel 43 und das Zahnrad 40 an die
drehbare Trommel 4 übertragen.
Der Dreh- und Indexierungsmotor 9 wird so gesteuert, dass
sich die drehbare Trommel 4 dreht, wodurch das gewünschte rotierende
Werkzeug 2 oder das andere Werkzeug 2a an der
Indexierungsposition S indexiert wird.
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Der
Klemmmechanismus 41 ist zwischen der Revolverkopfkörperseite,
die keine Drehbewegung ausführt,
und der Seite der drehbaren Trommel, die die Drehbewegung ausführt, vorgesehen.
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Ein
Motorunterstützungselement 44 zum
Unterstützen
des Drehantriebsmotors 6 ist an dem Spitzenendabschnitt
des Revolverkopfkörpers 3 befestigt.
Das Motorunterstützungselement 44 ist
in dem Trommelkörper 21 angeordnet
und weist eine vorbestimmte ringförmige Form auf. Ein zylindrisches
Element 45 mit einer vorbestimmten ringförmigen Form ist
in dem Zahnrad 40 befestigt.
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Ein
erster Zylinderabschnitt 46 enthält den Revolverkopfkörper 3,
das zylindrische Element 45, das Motorunterstützungselement 44 und
den Trommelkörper 21.
Der erste Zylinderabschnitt 46 weist zylindrische Kammern 52 und 53 auf.
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Ein
Kolben 47 ist in dem ersten Zylinderabschnitt 46 in
der Weise positioniert, dass sich der Kolben 47 in einer
Richtung der Drehmittellinie CL1 hin und her bewegen kann, wie durch
einen Pfeil E angegeben ist. Der Revolverkopfkörper 3 begrenzt den Kolben 47 in
der Weise, dass der Kolben 47 sich nur in einer Richtung
der Drehmittellinie CL1 hin und her bewegen, jedoch keine Drehbewegung
ausführen kann.
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Der
Kolben 47 enthält
ein erstes Kolbenelement 48, das zwischen dem Trommelkörper 21 und dem
Motorunterstützungselement 44 positioniert
ist, und ein zweites Kolbenelement 49. Das zweite Kolbenelement 49 ist
zwischen dem Zylinderelement 45 und dem Revolverkopfkörper 3 und
ebenfalls zwischen dem Zylinderelement 45 und dem Motorunterstützungselement 44 positioniert.
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Ein
Verbindungsabschnitt 50 ist zwischen dem ersten Kolbenelement 48 und
dem Zylinderelement 45 vorgesehen. Der Kolben 47 und
die drehbare Trommel 4 können durch den Verbindungsabschnitt 50 in
einen gegenseitigen Eingriff gebracht und aus diesem Eingriff gelöst werden.
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Ein
radiales Zahnrad ist an dem Verbindungsabschnitt 50 um
die Drehmittellinie CL1 gebildet. Wenn der Verbindungsabschnitt 50 gekoppelt
ist, ist die drehbare Trommel 4 positioniert und wird gehalten,
um dadurch eine Bedingung einzuhalten, die das Ausführen der
Drehbewegung verhindert. Wenn der Verbindungsabschnitt 50 aus
der gekoppelten Bedingung gelöst
ist, kann sich die drehbare Trommel 4 drehen.
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Eine
Druckfeder 51 und ein Drehverhinderungsstift 54 sind
in dem Zylinderelement 45 vorgesehen. Die Druckfeder 51 ist
an einem Eingriffloch, das an dem Zylinderelement 45 ausgebildet
ist, in Eingriff. Außerdem
ist der Drehverhinderungsstift 54 in der axialen Richtung
beweglich in das Eingriffloch eingesetzt. Ein Spitzenendabschnitt
des Drehverhinderungsstifts 54 ist an dem Aussparungsabschnitt, der
an dem ersten Kolbenelement 48 ausgebildet ist, in Eingriff.
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Die
Druckfeder 51 drückt
ständig
den Drehverhinderungsstift 54 gegen das erste Kolbenelement 48 nieder
und verhindert dadurch eine Drehung des ersten Kolbenelements 48.
Selbst wenn der Verbindungsabschnitt 50 im entkoppelten
Zustand gehalten wird, ist das erste Kolbenelement 48 demzufolge
in der Weise eingeschränkt,
dass es keine Drehbewegung ausführt.
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Es
kann umgeschaltet werden und mit Druck beaufschlagtes Fluid (z.
B. mit Druck beaufschlagtes C1 oder Druckluft) kann in die eine
Zylinderkammer 52 oder die andere Zylinderkammer 53 des
ersten Zylinderabschnitts 46 geliefert werden. Das mit Druck
beaufschlagte Fluid wird z. B. in eine Zylinderkammer 52 geliefert
und die andere Zylinderkammer 53 wird zur Atmosphäre geöffnet. Dann
wird der Kolben 47 zur Zylinderelementseite (in 2 nach rechts)
bewegt. Eine obere Hälfte
des ersten Zylinderabschnitts 46, die in 2 gezeigt
ist, gibt diesen Zustand an. Dadurch ist der Verbindungsabschnitt 50 gekoppelt,
so dass die drehbare Trommel 4 in dem Zustand gehalten
wird, dass die drehbare Trommel 4 sich nicht dreht und
an der Stelle positioniert ist.
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Dadurch
wird der Verbindungsabschnitt 50 im gekoppelten Zustand
gehalten, so dass das gewünschte
rotierende Werkzeug 2 oder das andere Werkzeug 2a an
der Indexposition S indexiert und positioniert werden kann. Unter
dieser Bedingung wird das Werkstück 13 durch
das rotierende Werkzeug 2 oder das andere Werkzeug 2a bearbeitet.
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In
entgegengesetzter Weise wird das mit Druck beaufschlagte Fluid in
die andere Zylinderkammer 53 geliefert und die eine Zylinderkammer 52 wird
zur Atmosphäre
geöffnet.
Dann wird der Kolben 47 in die Richtung (in 2 nach
links) weg vom Zylinderelement 45 bewegt. Eine untere Hälfte des
ersten Zylinderabschnitts 46, die in 2 gezeigt
ist, gibt diese Bedingung an.
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Da
der Verbindungsabschnitt 50 gelöst ist, kann sich somit die
drehbare Trommel 4 drehen. Wenn der Verbindungsabschnitt 50 gelöst ist,
kann demzufolge das gewünschte
rotierende Werkzeug 2 oder das andere Werkzeug 2a durch
Drehen der drehbaren Trommel 4 an der Indexposition S indexiert
werden.
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Der
Drehantriebsmotor 6 ist an dem Motorunterstützungselement 44 befestigt
und ist im Innenraum SP angeordnet. Der Drehantriebsmotor 6 weist das
Gehäuse 60 auf,
das an der Revolverkopfkörperseite
und der Drehwelle 10 unterstützt ist. Die Drehwelle 10 ist
am Gehäuse 60 unterstützt und
ist um die Drehmittellinie CL drehbar.
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Der
Drehantriebsmotor 6 enthält ferner einen Rotor 61,
der an einer Drehwelle 10 angebracht ist, einen Statur 62 und
ein Vorwärts-
und Rückwärtsbewegungselement 64,
um die Drehwelle 10 drehbar zu unterstützen. Der Stator 62 ist
positioniert, um einen Abstand zum Rotor 61 und außerhalb
hiervon einzuhalten, und ist am Gehäuse 60 angebracht.
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Das
Gehäuse 60 enthält ein äußeres Gehäuse 70,
das am Motorunterstützungselement 44 befestigt
ist, und ein inneres Gehäuse 71.
Das innere Gehäuse 71 ist
in dem äußeren Gehäuse 70 angeordnet
und ist daran befestigt.
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Das
innere Gehäuse 71 unterstützt drehbar einen
Endabschnitt 72 der Drehwelle 10. Der Statur 62 ist
an einer inneren Umfangsoberfläche
des inneren Gehäuses 71 angebracht.
Der Innenring des Drehlagers 26 ist durch den vorstehenden
Abschnitt 65 an dem äußeren Gehäuse 70 angebracht.
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Ein
Strömungsweg 73 und
ein Strömungsweg 74 sind
mit gegenseitiger Verbindung in dem Gehäuse 60 ausgebildet.
Ein Kühlfluid
L (z. B. Kühlwasser
oder Kühlöl) wird
in die Strömungswege 73 und 74 geleitet,
um den Drehantriebsmotor 6 zu kühlen, damit ein Bearbeitungsfehler
in Folge thermischer Verformung reduziert wird.
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Die
Drehwelle 10 ist an einem Endabschnitt 72 durch
ein Lager 75 und eine Hülse 76 an
dem inneren Gehäuse 71 drehbar
unterstützt.
Die Hülse 76 ist
in der axialen Richtung der Drehmittellinie CL gleitend an einer
zylindrischen inneren Umfangsoberfläche 77, die an dem
inneren Gehäuse 71 ausgebildet ist,
positioniert.
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Das
Lager 75 ist zwischen eine innere Umfangsoberfläche der
Hülse 76 und
die Drehwelle 10 eingesetzt. Das Lager 75 ist
durch ein Außenringhalteelement 78 und
ein Innenringhalteelement 79 positioniert und wird durch
diese gehalten. Das Außenringhalteelement 78 ist
an der Hülse 76 befestigt.
Das Innenringhalteelement 79 ist an der Drehwelle 10 angeschraubt
und befestigt.
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Die
Drehwelle 10 ist an dem anderen Endabschnitt 63 durch
ein Lager 80 an dem Vorwärts- und Rückwärtsbewegungselement 64 drehbar
unterstützt.
Das Lager 80 ist durch ein Außenringhalteelement 81 positioniert
und wird hiervon gehalten, das an dem Vorwärts- und Rückwärtsbewegungselement 64 und
dem Innenringhalteelement 82, das an der Drehwelle 10 angebracht
ist, befestigt ist.
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Das
Vorwärts-
und Rückwärtsbewegungselement 64 hat
eine vorgegebene ringförmige
Form. Das Vorwärts-
und Rückwärtsbewegungselement 64 ist
an dem Gehäuse 60 positioniert
und ist in der Richtung der Drehmittellinie CL beweglich, wie durch einen
Pfeil B angegeben ist. Im Einzelnen ist eine äußere Umfangsoberfläche des
Vorwärts-
und Rückwärtsbewegungselements 64 in
einem Gleitkontakt mit einer inneren Umfangsoberfläche 90 des
inneren Gehäuses 71.
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Der
Vorwärts-
und Rückwärtsantriebsabschnitt 12 zum
Betätigen
und Bewegen der Drehwelle 10 in der Richtung der Drehmittellinie
CL ist durch einen zweiten Zylinder 91 gebildet. Der zweite
Zylinder 91 ist durch das Vorwärts- und Rückwärtsbewegungselements 64 und
das innere Gehäuse 71 gebildet.
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Eine
Zylinderkammer 93 ist zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche 92 des
Vorwärts-
und Rückwärtsbewegungselements 64 und
einer inneren Umfangsoberfläche 90 des
inneren Gehäuses 71 gebildet.
Ein Kolben 94, der einteilig mit dem Vorwärts- und
Rückwärtsbewegungselement 64 gebildet
ist, ist so beschaffen, dass er die Zylinderkammer 93 in zwei
Kammern unterteilt, und ist an der inneren Umfangsoberfläche 90 des
inneren Gehäuses 71 positioniert.
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Ein
Strömungsweg 95 zum
Umschalten und Liefern von mit Druck beaufschlagtem Fluid La (z.
B. mit Druck beaufschlagtes Öl
oder Druckluft) ist in dem inneren Gehäuse 71 ausgebildet.
Das mit Druck beaufschlagte Fluid La wird vom Strömungsweg 95 in die
eine oder die andere Kammer von den beiden Kammern der Zylinderkammer 93 geliefert,
so dass das Vorwärts-
und Rückwärtsbewegungselement 64 mit
dem Kolben 94 bewegt wird, wie durch den Pfeil B angegeben
ist.
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Daraufhin
führt die
Drehwelle 10, die durch das Vorwärts- und Rückwärtsbewegungselement 64 über das
Lager 80 unterstützt
ist, eine Bewegung in Richtung der Drehmittellinie CL aus. Das Lager 75, die
Hülse 76 und
dergleichen, die mit der Drehwelle 10 verbunden sind, führen die
Bewegung gemeinsam mit der Drehwelle 10 aus.
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Eine
Aussparungsnut 96, die sich in der Drehrichtung der drehbaren
Trommel 4 erstreckt und nach unten und in beide Richtungen
(die vertikale Richtung zur Papieroberfläche der 2 und 3) offen
ist, ist in einem Endabschnitt 72 der Drehwelle 10 ausgebildet.
Ein konvexer Abschnitt 97 ist an der Halterwelle 11 des
Werkzeughalters 7 angebracht. Der konvexe Abschnitt 97 steht
in axialer Richtung von einem Spitzenendabschnitt der Halterwelle 11 nach
außen
vor.
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Die
Aussparungsnut 96 und der konvexe Abschnitt 97 sind
in einer konischen Form ausgebildet und der konvexe Abschnitt 97 ist
mit der Aussparungsnut 96 in lösbarem Eingriff. Ein Verbindungsabschnitt 98 zum
Koppeln und Entkoppeln der Drehwelle 10 und des Werkzeughalters 7 besteht
aus der Aussparungsnut 96 und dem konvexen Abschnitt 97.
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Wenn
die Drehwelle 10 still steht, wird der Drehantriebsmotor 6 in
der Weise gesteuert, dass die Aussparungsnut 96 der Drehwelle 10 in
Drehrichtung der drehbaren Trommel 4 orientiert ist. Dadurch
kann sich der konvexe Abschnitt 97 des Werkzeughalters 7 dann,
wenn die drehbare Trommel 4 eine Drehbewegung ausführt, durch
die Aussparungsnut 96 in dem Verbindungsabschnitt 98 bewegen.
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Unter
der Bedingung, dass die Drehwelle 2 an der Indexposition
S indexiert ist, kann der konvexe Abschnitt 97 mit der
Aussparungsnut 96 in Eingriff sein. Wenn sich die Drehwelle 10 unter
der Bedingung, dass der konvexe Abschnitt 97 mit der Aussparungsnut 96 in
Eingriff ist, dreht, wird ein Laufdrehmoment der Drehwelle 10 an
die Halterwelle 11 in dem Verbindungsabschnitt 98 übertragen,
so dass das rotierende Werkzeug 2 gedreht wird.
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Wenn
die drehbare Trommel 4 keine Drehbewegung ausführt, bewegt
der Vorwärts-
und Rückwärtsantriebsabschnitt 12 die
Drehwelle 10, so dass der bewegliche Abschnitt, der aus
der Drehwelle 10, dem Vorwärts- und Rückwärtsbewegungselement 64,
dem Rotor 61, der Hülse 76 und
dergleichen besteht, auf der Seite (unterhalb) des einen Endabschnitts 72 der
Drehwelle 10 positioniert ist.
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Unter
dieser Bedingung ist der konvexe Abschnitt 97 dann, wenn
das rotierende Werkzeug 2 an der Indexposition S indexiert
ist, mit der Aussparungsnut 96 in Eingriff, so dass die
Drehwelle 10 und die Halterwelle 11 miteinander
gekoppelt sind. Ebenfalls unter dieser Bedingung ist die räumliche
Beziehung des Rotors 61 zum Stator 62 eine solche
räumliche
Beziehung, dass ein Ausgangsdrehmoment des Drehantriebsmotors 6 am
besten wird.
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Demzufolge
wird dann, wenn ein Strom durch den Drehantriebsmotor 6 fließt, um die
Drehwelle 10 zu drehen, die Antriebskraft des Motors 6 durch
die Halterwelle 11 an das rotierende Werkzeug 2 übertragen.
Dadurch wird das rotierende Werkzeug 2 bei vorgegebenen
Drehzahlen gedreht.
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Die
Funktionsweise des Revolverkopfes 1 wird im Folgenden beschrieben.
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Um
ein gewünschtes
rotierendes Werkzeug 2 zu indexieren, muss die Drehwelle 10 des
Drehantriebsmotors 6 in die zurückgezogene Position zurückgezogen
werden (vorgegebene obere Position). Aus diesem Grund wird mit Druck
beaufschlagtes Fluid La an den zweiten Zylinderabschnitt 91 geliefert,
so dass das Vorwärts-
und Rückwärtsbewegungselement 64 zurückgezogen
(nach oben bewegt) wird.
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Anschließend wird
die Drehwelle 10, die mit dem Vorwärts- und Rückwärtsbewegungselement 64,
dem Rotor 61, der Hülse 76 und
dergleichen verbunden ist, gemeinsam und gleichzeitig hiermit nach oben
bewegt, wobei die Aussparungsnut 96 in einer vorgegebenen
Richtung positioniert und auf diese orientiert ist. Folglich wird
die Aussparungsnut 96 von dem konvexen Abschnitt 97 getrennt.
Der konvexe Abschnitt 97 kann sich drehen, ohne dass er
durch die Aussparungsnut 96 gebunden ist.
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In
dem Klemmmechanismus 41 dagegen wird das mit Druck beaufschlagte
Fluid in die andere Zylinderkammer 53 geliefert, so dass
der Kolben 47 in eine Richtung (in 2 nach links)
weg von dem Zylinderelement 45 bewegt wird, um dadurch
die Verbindung des Verbindungsabschnitts 50 zu entkoppeln.
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Anschließend wird
der Dreh- und Indexierungsmotor 9 gesteuert. Die Antriebskraft
des Dreh- und Indexierungsmotors 9 wird über das
Ritzel 43 und das Zahnrad 40 an die drehbare Trommel 4 übertragen.
Die drehbare Trommel 4 führt die Drehbewegung aus, so
dass das gewünschte
rotierende Werkzeug 2 an der Indexposition S indexiert
wird.
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Wenn
anschließend
das mit Druck beaufschlagte Fluid La umgeschaltet wird und an den
zweiten Zylinderabschnitt 91 geliefert wird und das Vorwärts- und
Rückwärtsbewegungselement 64 nach vorn
bewegt (abgesenkt) wird, werden die Drehwelle 10, der Rotor 61 und
dergleichen abgesenkt. Dadurch gelangt die Aussparungsnut 96 eines
Endabschnitts 72 der Drehwelle 10 unter der Bedingung in
Eingriff, dass die Aussparungsnut 96 den konvexen Abschnitt 97 des
Werkzeughalters 7, der an der Indexposition S indexiert
ist, niederdrückt.
Folglich ist das rotierende Werkzeug 2 durch die Halterwelle 11 mit
der Drehwelle 10 gekoppelt.
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In
dem Klemmmechanismus 41 dagegen wird das mit Druck beaufschlagte
Fluid in eine Zylinderkammer 52 geliefert, so dass der
Kolben 47 in die Richtung des Zylinderelements 45 (in 2 nach rechts)
bewegt wird, und der Verbindungsabschnitt 50 wird gekoppelt.
Dadurch ist die drehbare Trommel 4 an der vorgegebenen
Position positioniert und wird dort ohne Drehbewegungen gehalten.
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Unter
dieser Bedingung fließt
der Strom durch den Drehantriebsmotor 6, um die Drehwelle 10 zu
drehen. Dann wird das rotierende Werkzeug 2 bei vorgegebenen
Drehzahlen durch den Verbindungsabschnitt 98 gedreht, um
eine Bearbeitung des Werkstücks 13 zu
ermöglichen.
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Die
vorliegende Erfindung kann bei einer Werkzeugmaschine angewendet
werden, die ein Werkstück
bearbeiten kann, indem ein rotierendes Werkzeug an einem Revolverkopf
angebracht wird, wie etwa eine Drehmaschine und ein Bearbeitungszentrum
des Typs mit Revolverkopf.
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Die
spezielle Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben, die Erfindung
ist jedoch nicht auf die oben beschriebene spezielle Ausführungsform
beschränkt
und es ist möglich,
die Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche zu modifizieren und zu
ergänzen.
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Dabei
werden in allen beigefügten
Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Elemente
oder Komponenten anzugeben.