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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-Werkzeughalter
bzw. einen mit einem Revolverkopf versehenen Werkzeughalter für Drehbänke und
insbesondere auf einen Revolverkopf-Werkzeughalter, der so ausgebildet
ist, daß der Revolverkopf
und die rotierenden Werkzeuge auf dem Revolverkopf von einem gemeinsamen
Antriebsmotor angetrieben werden.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Zur
Verwirklichung einer Mehrzahl von Bearbeitungsvorgängen, wie
z. B. Plandrehen und Bohren an einem Werkstück, wurde üblicherweise eine Drehbank
für kombinierte
Bearbeitung eingesetzt, die im Hinblick auf ihre Leistungsfähigkeit
in der Lage war, eine Mehrzahl von verschiedenen Bearbeitungsvorgängen mit
einer Einmaleinspannung durchzuführen.
Als mit einem Revolverkopf ausgebildete Werkzeughalterung, die in
einer derartigen kombinierten Drehbank eingesetzt wurde, ist z.
B. eine mit einem Revolverkopf ausgebildete Werkzeughalterung durch
die geprüfte
japanische Patentveröffentlichung Nr.
58-33043 (nicht geprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 55-157407) bekannt geworden.
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Bei
dieser mit einem Revolverkopf versehenen Werkzeughalterung, werden
sowohl der Teil, der die Antriebsvorrichtung zur Rotation der Spindel
betrifft, als auch der Teil, der die Antriebsvorrichtung für die Indexierung
des Revolverkopfes betrifft, von einem Antriebsmotor angetrieben.
Zu diesem Zweck sind Kupplungen vorgesehen, die die Antriebskraft des
Antriebsmotors zu dem Teil der Antriebsvorrichtung für die Drehung
der Spindeln und zu dem Teil der Antriebsvorrichtung für die Indexierung
des Revolverkopfes übertragen/unterbrechen
und zwar für den
Teil der Antriebsvorrichtung zum Antrieb der Werkzeugspindel bzw.
für den
Teil der Antriebsvorrichtung zur Indexierung des Revolverkopfes.
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Die
Kupplungen, mit denen ein Hebel für die Werkzeugspindel bzw.
ein Hebel für
den Revolverkopf verbunden sind, werden von diesen Hebeln für die Werkzeugspindel
und den Revolverkopf betätigt. Der
Hebel für
die Kupplung der Werkzeugspindel bzw. der Hebel für die Kupplung
des Revolverkopfes werden von Kupplungssteuerstangen betätigt, die
mit Antriebszylindern verbunden sind. Somit werden der Kupplungshebel
für die
Werkzeugspindel bzw. der Kupplungshebel für die Revolverkupplung von
den Kupplungssteuerstangen angetrieben, die ihrerseits durch die
Antriebszylinder betätigt
werden; außerdem
werden die Kupplungen von den Kupplungshebeln der Werkzeugspindel
und dem Kupplungshebel des Revolverkopfes betätigt, durch die die Übertragung
und die Unterbrechung der Rotationskraft bewerkstelligt werden.
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Es
ist außerdem
ein Klemmhebel für
den Revolverkopf zum Festellen/Lösen
des Revolverkopfes vorgesehen, der von der Kupplungssteuerstange
betätigt
wird, ebenso wie der Kupplungshebel für die Werkzeugspindel und der
Kupplungshebel für
den Revolverkopf. Der Revolverkopf wird durch diesen Revolverkopfklemmhebel
zwischen einem nicht rotierenden und einem rotierenden Zustand hin
und her geschaltet.
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Wegen
dieses Aufbaus, bei dem jeder der Teile der Antriebsvorrichtung
für die
Rotation der Werkzeugspindel und der Antriebsvorrichtung für die Indexierung
des Revolverkopfes mit einer Kupplung und einem Kupplungshebel ausgerüstet ist
derart, daß der
Teil der Antriebsvorrichtung für
die Spindelrotation und der Teil der Antriebsvorrichtung für die Revolverindexierung
von einem einzigen Motor angetrieben werden kann, ist die übliche Revolverkopfvorrichtung
in ihrem Aufbau für
die Übertragung
der Rotationskraft kompliziert, wodurch sich Einschränkungen
bei der Verkleinerung der Vorrichtung ergeben. Außerdem führt der
Aufbau, bei dem die Kupplung von einem Kupplungshebel betätigt wird,
zu einem geringen Wirkungsgrad bei der Übertragung der Antriebskraft,
was zu einer geringeren Ansprechempfindlichkeit beim Umschalten
oder zu einer mögliche
Fehlfunktion führt.
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Da
außerdem
der Kupplungshebel gewöhnlich
mit jeder der Kupplungen in Eingriff ist, die mit dem Antriebsmotor
rotieren, besteht ein anderes Problem darin, daß die Entstehung von Wärme und
Geräuschen
an der Stelle ihres Eingriffs wahrscheinlich ist. Dieses Problem
tritt insbesondere bei dem Teil der Antriebsvorrichtung für die Spindelrotation
auf, die das Werkzeug mit hoher Geschwindigkeit antreibt.
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Die
vorliegende Erfindung, die im Hinblick auf diese und andere Probleme
verwirklicht wurde, hat sich die Aufgabe gestellt, eine mit einem
Revolverkopf versehene Werkzeughalterung zu schaffen, die einen
einfachen Aufbau zum Umschalten und Übertragen von Rotationsenergie
aufweist und die die Möglichkeit
zu einer Verkleinerung bietet.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Um
diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung
zu lösen,
wird eine mit einem Revolverkopf versehene Werkzeughalterung vorgesehen,
die Folgendes aufweist:
mindestens einen Werkzeughalter zur
drehbaren Halterung eines Werkzeugs, wobei der Werkzeughalter eine
Drehwelle zur Rotation des Werkzeugs aufweist; einen Revolverkopf
zur Halterung des drehbaren Werkzeughalters; einen Werkzeughalterkörper zur
Halterung des drehbaren Revolverkopfes; eine Antriebsvorrichtung
zur Indexierung bzw. Weiterschaltung zur Drehung des Revolverkopfes
zur Indexierung eines an dem Revolverkopf angebrachten Werkzeughalters
in eine Bearbeitungsposition; eine Antriebsvorrichtung zur Rotation
der Drehwelle des in der Bearbeitungsposition indexierten Werkzeughalters;
einen Antriebsmotor; eine erste Antriebwelle, die zum Eingriff mit
einer Abtriebswelle des Antriebsmotors so ausgebildet ist, daß sie durch
die Rotationsenergie des Antriebsmotors drehbar ist; und eine Schaltvorrichtung
zur Leistungsübertragung,
die zum Eingriff mit der ersten Antriebswelle so ausgebildet ist,
daß sie
zur wahlweisen Übertragung
von Rotationsenergie der ersten Antriebswelle entweder auf die Antriebsvorrichtung
zur Rotation des Werkzeugs oder auf die Antriebsvorrichtung zur
Indexierung ausgelegt ist,
wobei die Antriebsvorrichtung zur
Rotation des Werkzeugs eine zweite Antriebswelle aufweist, welche
koaxial mit der ersten Antriebwelle angeordnet ist;
die Antriebsvorrichtung
zur Indexierung eine dritte Antriebswelle mit einem Zahnrad aufweist,
und die in einem bestimmten Abstand und parallel zu der ersten und
zweiten Antriebswelle angeordnet ist;
die Schaltvorrichtung
zur Leistungsübertragung
einen in dem Werkzeughalterkörper
gebildeten Zylinder, einen Hohlkolben, welcher in den Zylinder einsetzbar
ist und welcher in einer axialen Richtung der ersten und zweiten
Antriebswelle verstellbar ausgebildet ist, und eine Schalthohlwelle
aufweist, welche innerhalb des Kolbens drehbar gehalten ist und
welche an einem äußeren Randabschnitt
außerhalb
des Kolbens ein Zahnrad aufweist; und wobei die Schaltwelle so angeordnet
ist, daß die
erste Antriebwelle in einen hohlen Abschnitt der Schaltwelle einschiebbar ist,
wobei es der Schaltwelle in Eingriff mit der ersten Antriebswelle
ermöglicht
ist, mit der ersten Antriebswelle zusammenhängend drehbar ausgeführt zu sein,
und daß bei
Verstellung der Schaltwelle in die axiale Richtung zusammen mit
dem Kolben zu einer Seite der axialen Richtung das Zahnrad der Schaltwelle
außer
Eingriff mit dem Zahnrad der dritten Antriebswelle gebracht ist
und die zweite Antriebswelle in den hohlen Abschnitt eingeschoben
ist, wobei der Schaltwelle in Eingriff mit der zweiten Antriebwelle Übertragung
von Rotationsenergie von der ersten Antriebswelle auf die zweite
Antriebswelle ermöglicht ist,
und bei Verstellung der Schaltwelle zu der anderen Seite der axialen
Richtung die zweite Antriebswelle aus dem hohlen Abschnitt herausgezogen
ist, so daß die
Schaltwelle außer
Eingriff damit gebracht ist, während
das Zahnrad der Schaltwelle mit dem Zahnrad der dritten Antriebswelle
in Eingriff steht, wobei der Schaltwelle Übertragung von Rotationsenergie
von der ersten Antriebswelle auf die dritte Antriebswelle ermöglicht ist.
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Bei
dieser mit einem Revolverkopf versehenen Werkzeughalterung wird
dann, wenn der in den Zylinder eingeführte Kolben durch ein Arbeitsfluid, wie
z. B. Drucköl,
nach einer Seite bewegt wird, die Schaltwelle zusammen mit dem Kolben
nach der einen Seite bewegt, so daß ihr Zahnrad mit dem Zahnrad
der dritten Antriebswelle außer
Eingriff kommt, während
die zweite Antriebswelle, die in den hohlen Abschnitt der Schaltwelle
eingeführt
ist, mit dieser Schaltwelle in Eingriff ist; dadurch ist es möglich Rotationsenergie
von der ersten Antriebswelle über
die Schaltwelle auf die zweite Antriebswelle zu übertragen. Im Ergebnis wird
die Rotationsenergie des Antriebsmotors auf die Antriebsvorrichtung
zur Drehung des Werkzeugs über
die erste Antriebswelle und die Schaltwelle übertragen, so daß das in
dem Werkzeughalter gehaltene Werkzeug durch die Antriebsvorrichtung
für die
Rotation des Werkzeugs gedreht und angetrieben wird.
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Andererseits
wird dann, wenn der Kolben durch ein Arbeitsfluid nach der anderen
Seite bewegt wird, die zweite Antriebswelle aus dem hohlen Teil Schaltwelle
zurückgezogen,
so daß diese
zweite Antriebswelle und die Schaltwelle voneinander außer Eingriff
kommen, während
das Zahnrad der Schaltwelle mit dem Zahnrad der dritten Antriebwelle kämmt; dadurch
ist es möglich,
daß Rotationsenergie von
der ersten Antriebswelle zu der dritten Antriebswelle übertragen
wird. Im Ergebnis wird die Rotationsenergie des Antriebsmotors auf
die Antriebsvorrichtung für
die Indexierung über
die erste Antriebswelle und die Schaltwelle übertragen, wobei der Revolverkopf
durch die Antriebsvorrichtung für
die Indexierung angetrieben wird derart, das der gewünschte Werkzeughalter
in die Bearbeitungsstellung indexiert wird.
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Der
Eingriff zwischen der ersten Antriebswelle, der Schaltwelle und
der zweiten Antriebswelle kann beispielsweise durch eine Kombination
einer Keilwelle mit einer Keilwellennut verwirklicht werden.
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Wie
oben gezeigt wurde, ist bei dieser mit einem Revolverkopf versehenen
Werkzeughalterung entweder die zweite Antriebswelle oder die dritte
Antriebswelle gezielt und umschaltbar mit der ersten Antriebswelle
dadurch verbunden, daß die
innerhalb des Kolbens gehaltene Schaltwelle durch Betätigung des
Kolbens in eine Richtung entlang der Achse der ersten und der zweiten
Antriebwellen bewegt wird, die koaxial zueinander angeordnet sind.
Als Ergebnis kann die Rotationsenergie des Antriebsmotors umschaltbar
entweder zu der zweiten Antriebswelle oder zu der dritten Antriebswelle übertragen
werden. Dementsprechend kann, verglichen mit Umschaltvorrichtungen
zur Energieübertragung,
die die Verwendung von Kupplungen und Kupplungshebeln, wie beim
Stand der Technik, einschließen,
die Vorrichtung in ihrem Aufbau vereinfacht und in ihrer Größe reduziert
werden.
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Auch
die Schaltwelle, die durch den, wie oben beschrieben, sich selbst
haltenden Kolben angetrieben wird, weist während des Antriebsvorgangs keinen
Wirkungsgradverlust bei der Übertragung
von Antriebsenergie auf, sondern hat eine hohe Ansprechempfindlichkeit
und ist frei von den Möglichkeiten
einer Fehlfunktion. Außerdem
ist kein Raum für
die Entstehung von Wärme
oder Geräusch
vorhanden, wie dies bei dem als Beispiel angegebenen Stand der Technik
der Fall ist.
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Bei
dem oben beschriebenen Aufbau kann die mit einem Revolverkopf versehene
Werkzeughalterung eine Sperreinrichtung zur Verdrehsicherung des
Kolbens aufweisen, wobei der Kolben einen darin gebildeten Eingriffsabschnitt
aufweist, wobei der Eingriffsabschnitt bei Verstellung des Kolbens
zu der anderen Seite der axialen Richtung in Eingriff mit der zweiten
Antriebswelle zur Verdrehsicherung der zweiten Antriebswelle dient.
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In
dieser mit einem Revolverkopf versehenen Werkzeughalterung wird
der Kolben durch eine Sperreinrichtung gesperrt, so daß er nicht
rotieren kann; außerdem
ist vorgesehen, daß der
Kolben dann, wenn er in der anderen Richtung zur Axialrichtung bewegt
wird, um den Eingriff zwischen der Schaltwelle und der zweiten Antriebswelle
zu lösen, der
an dem Kolben gebildete Eingriffsteil mit der zweiten Antriebswelle
in Eingriff kommt und dabei die zweite Antriebwelle verdrehsicher
hält. Dadurch
wird erreicht, daß die
zweite Antriebwelle oder das vom Werkzeughalter gehaltene Werkzeug
daran gehindert wird sich frei zu drehen, wenn der Eingriff zwischen
der Schaltwelle und der zweiten Antriebswelle gelöst ist;
außerdem
werden die zweite Antriebswelle sicher in die Schaltwelle eingeführt und
diese miteinander in Eingriff gebracht, wenn der Kolben und die Schaltwelle
in die eine axiale Richtung bewegt werden derart, daß die zweite
Antriebswelle wieder in die Schaltwelle eingeführt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht, die den Aufbau einer mit einem Revolverkopf versehenen
Werkzeughalterung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht,
die die Umschaltvorrichtung für
die Leistungsübertragung
entsprechend diesem Ausführungsbeispiel zeigt,
wobei der Kolben und die Schaltwelle sich entlang der Richtung des
Pfeils B bewegt haben;
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3 eine
beispielsweise Ansicht eines Zustandes, bevor die erste Antriebswelle
und die zweite Antriebswelle in die Schaltwelle gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
eingeführt
sind; und
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht,
die die Umschaltvorrichtung zur Leistungsübertragung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
zeigt, wobei der Kolben und die Schaltwelle entlang einer Richtung des
Pfeils A bewegt wurden.
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BESCHREIBUNG
EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Im
Folgenden wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
beschrieben. 1 zeigt eine Schnittansicht,
die den Aufbau einer mit einem Revolverkopf versehenen Werkzeughalterung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist die mit einem Revolverkopf
versehene Werkzeughalterung 1 bei diesem Ausführungsbeispiel
einen Werkzeughalterkörper 10 auf,
einen Revolverkopf 11, der drehbar auf dem Werkzeughalterkörper 10 gehalten
ist, einen Werkzeughalter 12, der lösbar an dem Revolverkopf 11 gehalten
ist, einen Antriebsmotor 13, eine Antriebsvorrichtung 20 zur
Indexierung, die in dem Werkzeughalterkörper 10 untergebracht
ist und den Revolverkopf 11, die dazu dienen den Werkzeughalter 12 in
eine Bearbeitungsstellung zu indexieren; weiter sind vorgesehen
eine Antriebsvorrichtung 30 zur Rotation eines von dem
Werkzeughalter 12 gehaltenen Werkzeugs 15, eine
erste Antriebswelle 14, die durch die Rotationsenergie
des Antriebsmotors 13 angetrieben wird und eine Schaltvorrichtung 40 zur
gezielten Leistungsübertragung
der Rotationsenergie der ersten Antriebswelle 14 entweder
zu der Antriebsvorrichtung 20 zur Indexierung oder zu der Antriebsvorrichtung 30 zur
Rotation der Drehwelle.
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Der
Antriebsmotor 13 ist an einem Endteil des Werkzeughaltekörpers 10 angeordnet
und weist ein Vorlegezahnrad 13a auf, das auf der Antriebwelle des
Motors befestigt ist. Auch die erste Antriebswelle 14 ist
innerhalb des Werkzeughaltekörpers 10 angeordnet
und wird von einem Lager drehbar gehalten, wobei ein Vorlegezahnrad 14a,
das mit dem Vorlegezahnrad 13a des Antriebsmotors 13 kämmt, an
einem Endteil der ersten Antriebwelle 14 vorgesehen ist,
wobei am anderen Ende ein Schiebekeil ausgeformt ist. Somit wird
die von der Antriebswelle über die
Vorgelegezahnräder 13a und 14a des
Antriebsmotors 13 abgegebene Antriebsenergie auf die erste Antriebswelle 14 übertragen.
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Der
Revolverkopf 11 ist als ein polygonales, zylindrisch geformtes
Bauteil und derart ausgebildet, daß der Werkzeughalter 12 an
seiner Außenumfangsfläche 11a oder ähnlichem
montiert werden kann. Der Werkzeughalter 12 kann auf zwei
Arten ausgebildet sein, d. h. einmal so, das der Werkzeughalter 12 das
Werkzeug 15 ortsfest hält
und dann so, daß der
Werkzeughalter 12 das Werkzeug 15 rotierbar hält. Die
zuletzt genannte Art des Werkzeughalters 12, die in den
Figuren gezeigt ist, ist mit einer drehbaren Welle 12a ausgerüstet und
in eine Anschlußbohrung 11b eingesetzt,
die von der Außenumfangsfläche 11a des
Revolverkopfes 11 bis zur Annenumfangsfläche reicht
und dazu dient das Werkzeug 15 durch Antreiben der drehbaren
Welle 12a zu drehen.
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Die
Antriebsvorrichtung 20 zur Indexierung besteht aus einer
dritten Antriebswelle, die Zahnräder 21a, 21b aufweist,
und die an beiden Endteilen vorgesehen sind und die drehbar von
einem Lager gehalten sind, sowie aus einer ersten Kreisbogenkupplung 22 und
einer zweiten Kreisbogenkupplung 23, die ringförmig ausgebildet
und so angeordnet sind, daß sie
einander gegenüber
stehen; weiter sind eine Ausspannstange 24 und eine Feder 25 vorgesehen,
die die zweite Kreisbogenkupplung 23 entgegen der Richtung
des Pfeils B vorspannt, sowie weitere Bauteile.
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Die
erste Kreisbogenkupplung 22 ist aus zwei Bauteilen aufgebaut,
nämlich
aus einem äußeren ringförmigen Bauteil 22a und
einem inneren ringförmigen
Bauteil 22b, deren der zweiten Kreisbogenkupplung 23 gegenüberliegende
Endflächen
(d. h. ihre Endflächen,
die in Richtung des Pfeils B liegen) dort gezahnt sind, wo das äußere ringförmige Bauteil 22a an
dem Revolverkopf 11 befestig ist und das innere ringförmige Bauteil 22b an
dem Werkzeughalterkörper 10 festgelegt
ist, wobei das äußere ringförmige Bauteil 22a gegenüber dem
inneren ringförmigen
Bauteil 22b drehbar ist.
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Die
Außenumfangsfläche des äußeren ringförmigen Bauteils 22a ist
ebenfalls gezahnt und diese Zähne
kämmen
mit dem Zahnrad 21a, das am Endteil der dritten Antriebswelle 21 vorgesehen
ist. Wenn diese Zähne
miteinander kämmen,
wird das äußere ringförmige Bauteil 22a durch
die Rotation der dritten Antriebswelle 21 in Drehung versetzt,
so daß der
Revolverkopf 11 mit dem daran befestigten äußeren ringförmigen Bauteil 22a gegenüber dem
Werkzeughaltekörper 10 gedreht
wird.
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Das
innere ringförmige
Bauteil 22b weist eine Durchgangsbohrung 22c auf,
durch die die Ausspannstange 24 eingesetzt werden kann.
Es ist festzuhalten, daß diese
Durchgangsbohrung 22c, die Ausspannstange 24 und
die Feder 25 z. B. mit gleichen Abständen am Außenumfang und an drei Stellen
so angeordnet sind, daß die
zweite Kreisbogenkupplung 23 in der Richtung des Pfeils
B mit gleichförmiger
Kraft vorgespannt werden kann.
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Die
zweite Kreisbogenkupplung 23, deren Endfläche der
ersten Kreisbogenkupplung 22 gegenübersteht (d. h. ihre Endfläche in Richtung
des Pfeils A), ist gezahnt und wird innerhalb des Revolverkopfes 11 so
gehalten, daß sie
in Richtung der Pfeile A–B bewegt
werden kann. Auch zwischen der zweiten Kreisbogenkupplung 23 und
einem Lagergehäuse 16,
das an einer Endfläche
des Werkzeughaltekörpers 10 auf
der Seite befestigt ist, die in Richtung des Pfeils B liegt, ist
eine Hydraulikkammer 'a' vorgesehen, die
je nach Bedarf Drucköl
liefert und zwar von einer (nicht gezeigten) Drucköl liefernden
Quelle, die das Drucköl
in die Hydraulikkammer 'a' einspeist.
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Wenn
somit das Drucköl
zu der Hydraulikkammer 'a' geliefert wird,
dann wird die zweite Kreisbogenkupplung 23 durch die Wirkung
des Drucköls
in Richtung des Pfeils A und entgegen der Kraft der Feder 25 und
der Ausspannstange 24 in Richtung des Pfeils B bewegt,
so daß die
Zähne der
ersten Kreisbogenkupplung 22 und die Zähne der zweiten Kreisbogenkupplung 23 miteinander
kämmen
und bewirken, daß der
Revolverkopf 11 mit Rücksicht
auf den Werkzeughalterkörper 10 positioniert
und verdrehsicher festgelegt wird. Wenn andererseits die Lieferung von
Drucköl
zu der Hydraulikkammer 'a' eingestellt wird,
dann wird die zweite Kreisbogenkupplung 23 in Richtung
des Pfeils B bewegt und zwar durch die Druckkraft der Feder 25 und
der Ausspannstange 24 derart, daß die erste Kreisbogenkupplung 22 und
die zweite Kreisbogenkupplung 23 außer Eingriff kommen, so daß sich der
Revolverkopf frei drehen kann.
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Die
Antriebsvorrichtung 30 zur Rotation des Werkzeugs, die
koaxial zur ersten Antriebswelle 14 angeordnet ist, weist
eine von einem Lager drehbar gehaltene zweite Antriebswelle 31 auf,
sowie eine rotierende Antriebwelle 32, die mit einer Welle 12a des Werkzeughalters 12 verbunden
ist und von einem Lager oder ähnlichem
drehbar gehalten wird.
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An
dem einen in Richtung des Pfeils A liegenden Ende der zweiten Antriebswelle 31 ist
eine Keilwelle 31b ausgebildet, wobei der Keilwelle 31b genau
benachbart eine Nut 31c ausgeformt ist, während an
dem anderen Ende, das in Richtung des Pfeils B liegt, ein Kegelrad 31a angebracht
ist.
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An
der rotierenden Antriebswelle 32 kämmt an deren einem Ende ein
Kegelzahnrad 32a mit dem Kegelzahnrad 31a der
zweiten Antriebswelle 31; an deren anderem Ende ist eine
Eingriffsnut 32b vorgesehen, die mit der rotierenden Welle 12a des
Werkzeughalters 12 in Eingriff ist.
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Wenn
somit die zweite Antriebswelle 31 rotiert, dann rotiert
auch die rotierende Antriebswelle 32 und zwar durch die
kämmende
Verbindung zwischen dem Kegelzahnrad 31a auf der zweiten
Antriebswelle 31 und dem Kegelzahnrad 32a auf
der rotierenden Antriebswelle 32, so daß die rotierende Welle 21a des
Werkzeughalters 12, die mit der Eingriffsnut 32b der
rotierenden Antriebswelle in Eingriff steht, drehend angetrieben
wird.
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Die
Schaltvorrichtung 40 zur Leistungsübertragung, die in 2 gezeigt
ist, besteht aus einem Zylinder 41, der in dem Werkzeughalterkörper 10 ausgeformt
ist, einem Hohlkolben 42, der in diesen Zylinder 41 eingeführt ist,
einer Schalthohlwelle 44, die durch ein Lager 43 drehbar
in dem Hohlkolben 42 gehalten wird, und ähnliches.
Es ist festzustellen, daß in 2 ein
Teilausschnitt dargestellt ist, der die Schaltvorrichtung 40 zur
Leistungsübertragung
gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
zeigt.
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In
dem Kolben 42 ist ein Eingriffsabschnitt 42a vorhanden
mit einer Keilwellennut, die mit dem an der zweiten Antriebswelle 31 ausgebildeten Schiebekeil 31b in
Eingriff steht, der an dem in Richtung des Pfeils B liegenden Ende
ausgebildet ist, wobei an dem einen Endbereich, der in Richtung
des Pfeils A liegt, eine Sperrvorrichtung 45 befestigt
ist und wobei der Kolben 42 innerhalb des Zylinders 41 sowohl
in der Richtung des Pfeils A wie auch des Pfeils B bewegbar ist,
d. h. entlang der Achse der ersten Antriebswelle 14 und
der Achse der zweiten Antriebswelle 31. Es ist festzuhalten,
daß die
Drehung der Sperreinrichtung durch geeignete Mittel begrenzt ist.
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Zwischen
der Innenumfangsfläche
des Zylinders 41 und der Außenumfangsfläche des
Kolbens 42 sind auch hydraulische Kammern 'b' und 'c' angeordnet.
Jede der hydraulischen Kammern 'b' und 'c' ist so ausgebildet, daß sie von
einer geeigneten Druckölquelle
(nicht gezeigt) wahlweise mit Drucköl beaufschlagt werden können. Wenn
Drucköl
zu der hydraulischen Kammer 'b' geliefert wird,
dann wird der Kolben 42 zusammen mit der Schaltwelle 44 in Richtung
des Pfeils A bewegt. Wenn Drucköl
in die Kammer 'c' eingespeist wird,
dann wird der Kolben 42 und die Schaltwelle 44 in
Richtung des Pfeils B bewegt.
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Wie
in 3 gezeigt ist, weist die Schaltwelle 44 an
ihrem in Richtung des Pfeils A gelegenen Ende ein Zahnrad 44a auf,
wobei an ihrem in Richtung des Pfeils B gelegenen Ende ihrer Innenbohrung
eine Keilwellennut 44b ausgebildet ist. In diese Keilwellennut 44b kann – wie in
der Figur gezeigt – ein Schiebekeil 14b der
ersten Antriebswelle 14 von der linken Seite her eingeführt werden,
und der Schiebekeil 31b der zweiten Antriebswelle 31 von
der rechten Seite derart, daß sie
miteinander in Eingriff kommen. Es ist festzustellen, daß 3 eine
erläuternde
Darstellung zeigt, die einen Zustand darstellt, bevor die erste
Antriebswelle 14 und die zweite Antriebswelle 31 in
die Schaltwelle 44 dieses Ausführungsbeispiels eingeführt sind.
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Wenn
somit Drucköl
in die hydraulische Kammer 'b' eingeführt wird,
dann bewegen sich der Kolben 42 und die Schaltwelle 44 in
Richtung des Pfeils A derart, daß – wie in 4 gezeigt – die Keilwellennut 44b der
Schaltwelle 44 und der Schiebekeil 31b der zweiten
Antriebswelle 31 außer
Eingriff kommen, während
der Eingriffsabschnitt 42a mit dem Schiebekeil 31b in
Eingriff kommt, was dazu führt, daß die zweite
Antriebswelle 31 verdrehfest gehalten ist; außerdem kommt
das Zahnrad 44a in kämmenden
Eingriff mit dem Zahnrad 21b der dritten Antriebswelle 21.
Auf diese Weise wird die Rotationsenergie der ersten Antriebswelle 14 über die
Schaltwelle 44 auf die dritte Antriebswelle 21 übertragen. Es
ist festzustellen, daß 4 eine
erläuternde
Darstellung zeigt, in der der Kolben 42 und der Schaltkolben 44 dieses
Ausführungsbeispiels
in Richtung des Pfeils A bewegt wurden.
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Wenn
andererseits Drucköl
in die hydraulische Kammer 'c' eingeführt wird,
dann werden der Kolben 42 und die Schaltwelle 44 in
Richtung des Pfeils B bewegt, wie das in 2 gezeigt
ist, und der Schiebekeil 31b der zweiten Antriebswelle 31 wird
in die Keilwellennut 44b der Schaltwelle 44 eingeführt, wobei
die erste Antriebswelle 14, die Schaltwelle 44 und
die zweite Antriebswelle 31 miteinander in Eingriff kommen
und der Eingriffsabschnitt 42a des Kolbens 42 innerhalb
der Nut 31c der zweiten Antriebswelle 31 positioniert
ist, so daß der
Eingriffsabschnitt 42a und der Schiebekeil 31b der
zweiten Antriebswelle 31 außer Eingriff kommen und außerdem das Zahnrad 44a und
das Zahnrad 21b voneinander getrennt werden. Auf diese
Weise wird Rotationsenergie von der ersten Antriebswelle 14 über die
Schaltwelle 44 auf die zweite Antriebswelle übertragen.
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Zusätzlich ist
der Antriebsmotor 13 mit einer Codiereinrichtung (nicht
gezeigt) versehen, so daß die
Winkelstellung des Antriebsmotors entsprechend einem von der Codiereinrichtung
gelieferten Signal gesteuert werden kann. Dies ermöglicht eine
Indexierung des Revolverkopfes 11 auf einen erwünschten Winkel
und ebenso die Positionierung der ersten Antriebswelle 14,
der Schaltwelle 44 und der zweiten Antriebswelle 31 in
eine solche Winkelstellung, daß der
Schiebekeil 31b der zweiten Antriebswelle 31 und
der Eingriffsabschnitt 42a des Kolbens 42 miteinander
in Eingriff kommen können
und ebenso das Zahnrad 21b der dritten Antriebswelle 21 und
das Zahnrad 44a der Schaltwelle 44.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der mit einem Revolverkopf versehenen
Werkzeughalterung dieses Ausführungsbeispiels
mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert. Es wird davon ausgegangen,
daß die
verschiedenen Abschnitte der mit einem Revolverkopf versehenen Werkzeughalterung zu
Beginn in dem in den 1 und 2 gezeigten Zustand
sind, in dem jede der hydraulischen Kammern 'a' und 'b' mit Drucköl beaufschlagt wird.
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Zunächst wird
am Ende eines Bearbeitungsvorgangs mit einem Werkzeug 15,
das in einer der üblichen
Bearbeitungsstellungen ist, die mit einem Revolverkopf versehene
Werkzeughalterung 1 angetrieben und so gesteuert, daß der Antriebsmotor 13 in eine
Winkelstellung kommt, bei der ein Eingriff zwischen dem Eingriffsabschnitt 42a des
Kolbens 42 und dem Schiebekeil 31b der zweiten
Antriebswelle 31 und ebenso ein Eingriff zwischen dem Zahnrad 44a der
Schaltwelle 44 und dem Zahnrad 21b der dritten
Antriebswelle ermöglich
ist, wobei der Antriebsmotor dann angehalten wird.
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Wenn
anschließend
die hydraulische Kammer 'b' mit Drucköl beaufschlagt
wird, wird der Kolben 42 und die Schaltwelle 44 in
Richtung des Pfeils A bewegt, so daß – wie in 4 gezeigt – die Keilwellennut 44b der
Schaltwelle 44 und der Schiebekeil 31b der zweiten
Antriebswelle 31 außer
Eingriff kommen, während
der Eingriffsabschnitt 42a und der Schiebekeil 31b miteinander
in Eingriff kommen und das Zahnrad 44a und das Zahnrad 21b miteinander kämmen. Im
Ergebnis werden die zweite Antriebswelle 31 durch den Kolben 42 verdrehfest
gehalten, während
die Rotationsenergie des Antriebsmotors 13 über die
erste Antriebswelle 14 und die Schaltwelle 44 auf
die dritte Antriebswelle 21 übertragen werden kann.
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Als
nächstes
wird die Einspeisung von Drucköl
in die hydraulische Kammer 'a' unterbrochen. Dadurch
wird die zweite Kreisbogenkupplung 23 durch die Druckkraft
der Feder 25 und die Ausspannstange 24 in Richtung
des Pfeils B bewegt, so daß die
erste Kreisbogenkupplung 22 und die zweite Kreisbogenkupplung 23 außer Eingriff
kommen, wodurch der Revolverkopf 11 gedreht werden kann.
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Danach
wird der Antriebsmotor 13 angetrieben, so daß seine
Rotationsenergie zu dem äußeren ringförmigen Bauteil 22a der
ersten Kreisbogenkupplung 22 über die erste Antriebswelle 14,
die Schaltwelle 44 und die dritte Antriebswelle 21 übertragen wird,
so daß das äußere ringförmige Bauteil 22a in Drehung
versetzt wird. Dadurch wird der Revolverkopf gedreht, wodurch der
Werkzeughalter 12, der ein einzusetzendes Werkzeug 15 hält durch
Indexierung in die Bearbeitungsstellung gebracht wird.
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Nachdem
die Indexierung des Werkzeughalters 12 auf diese Weise
in die Bearbeitungsstellung ausgeführt ist, wird Drucköl in die
hydraulische Kammer 'a' eingeführt, so
daß die
zweite Kreisbogenkupplung 23 in Richtung des Pfeils A und
gegen die Druckkraft der Feder 25 und der Ausspannstange 24 in
Richtung des Pfeils B bewegt werden. Dadurch werden die Zähne der
ersten Kreisbogenkupplung 22 und die Zähne der zweiten Kreisbogenkupplung 23 miteinander
in Eingriff gebracht, so daß der
Revolverkopf 11 in Bezug auf den Werkzeughaltekörper 10 positioniert
und verdrehfest gehalten werden kann. Es ist festzuhalten, daß dann,
wenn die Indexierung ausgeführt
ist, sich die Schaltwelle 44 in einer solchen Winkelstellung
befindet, daß ihre
Keilwellennut 44b und der Schiebekeil 31b der
zweiten Antriebswelle 31 ohne Schwierigkeit miteinander
in Eingriff kommen können.
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Anschließend wird
Drucköl
in die hydraulische Kammer 'c' eingespeist, so
daß der
Kolben 42 und die Schaltwelle 44 in Richtung des
Pfeils B bewegt werden, wodurch sich wieder der in den 1 und 2 gezeigte
Zustand einstellt. Das bedeutet ein Eingriff zwischen dem Eingriffsabschnitt 42a und dem
Schiebekeil 31b und ebenso ein Lösen des Eingriffs der Zahnräder 44a und 21b,
während
der Schiebekeil 31b in die Keilwellennut 44b eingeführt wird
und somit in Eingriff kommt. Dadurch wird Rotationsenergie von dem
Antriebsmotor 13 über
die erste Antriebswelle 14 auf die rotierende Welle 12a,
die Schaltwelle 44, die zweite Antriebwelle 31 und
die rotierende Antriebswelle 32 übertragbar.
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Danach
wird der Antriebsmotor 13 angetrieben, so daß seine
Rotationsenergie über
die erste Antriebswelle 14 auf die rotierende Welle 12a,
die Schaltwelle 44, die zweite Antriebswelle 31 und
die rotierende Antriebswelle 32 übertragen wird, so daß das Werkzeug 15 rotierend
angetrieben wird. Dann wird das Werkstück in der erforderlichen Weise
durch das Werkzeug bearbeitet.
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Wie
oben detailliert beschrieben, wird durch die Verwendung der mit
einem Revolverkopf versehenen Werkzeughalterung 1 dieses
Ausführungsbeispiels
die in dem Kolben 42 gehaltene Schaltwelle 44 durch
Betätigung
des Kolbens 42 in eine Richtung entlang der Achse der ersten
Antriebswelle 14 und der zweiten Antriebswelle 31 bewegt,
die in koaxialer Richtung zueinander angeordnet sind, so daß die zweite
Antriebswelle 31 und die dritte Antriebswelle 21 gezielt
und umschaltbar mit der ersten Antriebswelle 14 verbunden
werden können.
Im Ergebnis kann Rotationsenergie vom Antriebsmotor 13 umschaltbar
entweder zu der zweiten Antriebswelle 31 oder zu der dritten
Antriebswelle 21 übertragen
werden. Dementsprechend kann, verglichen mit dem Umschaltmechanismus
zur Energieübertragung,
der den Gebrauch von Kupplungen und Kupplungshebeln einschließt, wie
beim Stand der Technik, der Aufbau der Vorrichtung vereinfach und
sogar in der Größe reduziert
werden.
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Die
Umschaltwelle 44, die von dem sich selbst haltenden Kolben 42 betätigt wird,
wie dies oben beschrieben wurde, ist während des Antriebvorganges
auch frei von Wirkungsgradverlusten bei der Übertragung von Antriebsenergie,
weist eine hohe Ansprechempfindlichkeit auf und ist außerdem frei
von der Möglichkeit
zu Funktionsstörungen.
Außerdem
ist kein Raum für
die Entwicklung von Wärme
oder Geräusch
vorhanden, wie dies bei dem als Stand der Technik beschriebenen
Beispiel der Fall sein kann.
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Auch
dann, wenn der Kolben 42 und die Schaltwelle 44 in
Richtung des Pfeils A bewegt werden, wobei der Eingriff zwischen
der Keilwellennut 44b der Schaltwelle 44 und dem
Schiebekeil 31b der zweiten Antriebswelle 31 erreicht
wird, ist der Eingriffsabschnitt 42a des Kolbens 42 mit
dem Schiebekeil 31 in Eingriff, so daß die zweite Antriebswelle 31 verdrehsicher
gehalten ist. Dementsprechend kann dann, wenn der Eingriff zwischen
der Schaltwelle 44 und der zweiten Antriebswelle 31 gelöst wird,
das von der zweiten Antriebswelle 31 oder dem Werkzeughalter 12 gehaltene
Werkzeug daran gehindert werden frei zu rotieren. Außerdem kann
zum Wiedereinsetzen der zweiten Antriebswelle 31 in die
Schaltwelle 44 die zweite Antriebswelle 31 sicher
in die Schaltwelle 44 eingeführt und mit dieser in Eingriff
gebracht werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel ausführlich beschrieben wurde,
schränken
tatsächliche
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung diese in keiner Beziehung ein.