EP2274132A1 - Werkzeugschwenkaggregat mit mindestens einer fremdverstellten achse - Google Patents

Werkzeugschwenkaggregat mit mindestens einer fremdverstellten achse

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Publication number
EP2274132A1
EP2274132A1 EP09728365A EP09728365A EP2274132A1 EP 2274132 A1 EP2274132 A1 EP 2274132A1 EP 09728365 A EP09728365 A EP 09728365A EP 09728365 A EP09728365 A EP 09728365A EP 2274132 A1 EP2274132 A1 EP 2274132A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
housing
pivoting
machine tool
stop
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09728365A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günther Zimmer
Martin Zimmer
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2274132A1 publication Critical patent/EP2274132A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043—Accessories for spindle drives
    • B23Q5/045—Angle drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
    • B23Q1/5406—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q16/00—Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
    • B23Q16/02—Indexing equipment
    • B23Q16/04—Indexing equipment having intermediate members, e.g. pawls, for locking the relatively movable parts in the indexed position
    • B23Q16/06—Rotary indexing
    • B23Q16/065—Rotary indexing with a continuous drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q2220/00—Machine tool components
    • B23Q2220/008—Rotatable tool holders coupled in parallel to a non rotating accessory
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/30784—Milling including means to adustably position cutter

Definitions

  • the invention relates to a tool swivel unit - for exchangeable replacement in a removable adapter of a machine tool slide - with a mounted in a housing swivel head in which a drivable and rotatable tool holder is arranged, wherein the swivel head in the housing about a transverse to the direction of travel of the machine tool carriage pivot axis is pivotable by at least 100 degrees.
  • the tool pivoting unit itself is mounted pivotably about a C-axis on the machine carriage of a machine tool.
  • a pivotable about an A-axis swivel head In the housing of the tool swivel unit sits a pivotable about an A-axis swivel head. Both axes are driven by a single servomotor.
  • the rotational movement of the servo motor is used via an electrically switchable gear either for pivoting the pivoting head or for the rotational movement of the tool pivoting unit about the C-axis.
  • the present invention is based on the problem of developing a tool pivoting unit, in which at least one pivotable unit part without its own drive should be safe and easy to pivot.
  • the swivel head is movable relative to the housing by means of a transmission which converts a linear movement into a swivel head rotation movement.
  • the gearbox has a linear slide. For adjusting the linear slide contacted this at least one stop, while the housing is moved relative to this stop by means of the machine tool carriage and / or the machine tool table.
  • the linear slide contacted for adjusting at least one motor-movable stop to be linearly adjusted by this relative to the stationary blocked housing.
  • both the housing and the swivel head about its respective pivot axis by means of a gearbox is movable here.
  • the respective transmission has a, with a toothed or a Rollbogenrad inevitably coupled, linear carriage.
  • this at least one stop while the housing is moved relative to this stop by means of the machine tool carriage and / or the machine tool table.
  • a tool pivoting unit is provided, the rotating tool holder about one or two pivot axes relative to the supporting machine tool carriage can be pivoted without the tool pivot unit includes its own drive for these pivotal movements.
  • the tool slide unit carrying machine slides are used.
  • the corresponding tool pivoting unit is driven, for example, against a fixed on the machine table stop or Indexbolzenarna to move after a first contact, for example, from the tool pivot unit outstanding gear parts, such as a linear slide, by a linear process of the tool pivoting unit relative to this.
  • the respective displacement of the linear slide is implemented in the interior of the tool pivoting unit in a corresponding - to be transmitted to the tool holder - pivoting movement.
  • Figure 1 Tool pivoting unit with Vorschaltschwenkaggregat and a rack support adjustment
  • FIG. 2 tool pivoting unit with a roll arch support adjustment
  • Figure 3 roller arch gear from the front
  • Figure 4 Rolling arch gear from behind
  • FIG. 5 tool pivoting unit with a swashplate support adjustment
  • FIG. 7 as in FIG. 6, but with a swivel head pivoted by 45 degrees
  • FIG. 8 as in FIG. 7, but with uncoupled swivel plate adjustment
  • FIG. 9 Vorschaltschwenkaggregat with a Rollbogenabstützag
  • FIG. 10 cross-section of FIG. 9
  • FIG. 11 an enlarged partial longitudinal section of FIG. 9.
  • Figure 1 shows e.g. a combination of a machine tool carriage (2), a Vorschaltschwenkaggregat (110), a tool pivoting unit (10) and a tool (100).
  • the Vorschaltschwenkaggregat (110) is interchangeable arranged. It is coupled to the lower end face of the machine carriage (2). This end face is part of the removable adapter (4). From this end face protrudes e.g. vertically a work spindle (5) out.
  • the work spindle (5) is surrounded by a flange (111) to which a servomotor (120) is fastened and a turntable (116) is mounted.
  • the turntable (116) is a pot in which at least one rolling bearing (114) passes over its outer ring, e.g. with the help of a shaft nut (115), is fixed.
  • longitudinal slots (not shown here) are located in the flange (111).
  • the inner ring of the rolling bearing (114) is fixed to the flange (111), e.g. by means of a shaft nut (118), arranged without play.
  • the center line of the hub (116) extends congruent to the center line of the work spindle (5).
  • an off-center index drilling (119).
  • a toothed belt toothing (117) is integrally formed on the outer wall of the hub (116).
  • the outside of the flange (111) seated servo motor (120) has a transmission output shaft (121) on which a toothed belt wheel (122) is arranged rotationally fixed.
  • the toothed belt wheel (122) is in operative connection with the toothed belt toothing (117) via a toothed belt (123).
  • the belt transmission is covered from below with a housing cover (112).
  • the tool pivoting unit (10) is arranged below the Vorschaltschwenkaggregats (110) below the Vorschaltschwenkaggregats (110) the tool pivoting unit (10) is arranged. Its unit spindle (13) is coupled to the work spindle (5) of the machine tool (1). On the housing (11) is e.g. an upwardly projecting, dimensionally stable index pin (12) which engages after coupling of the tool pivoting unit (10) to the Vorschaltschwenkaggregat (110) in the local index bore (119) against rotation. With the aid of the servomotor (120) whose rotational movement is monitored, for example, with a tachogenerator, the tool pivoting unit (10) can be rotated about the c-axis (19) via the turntable (116) relative to the machine tool carriage (2) by almost any angle ) are pivoted.
  • the housing (11) of the tool pivoting unit (10) supports in its lower region a swivel head (50) in which a tool holder (70) driven via the unit spindle (13) is mounted.
  • the pivot axis of the pivoting head (50) is here the A-axis (52).
  • a gear train (20) In the housing (11) is located to drive the tool holder (70) a gear train (20), see. Figure 5. It consists for example of a face gear (21), a combination wheel (22) and a bevel pinion (25).
  • the face gear (21) sits at the bottom of the Aggre- gate spindle (13). It meshes with the Kombirad (22) whose center line is congruent with the A-axis (52).
  • the combination wheel (22) has to mesh with the face gear (21) a spur gear toothing (23). On its front side oriented towards the center line (19), it additionally has bevel gear toothing (24). The latter meshes with the bevel gear pinion (25) whose center line lies on the center line (79) of the tool holder (70).
  • the bevel pinion (25) is rotatably connected to the tool holder (70).
  • the rotation of the unit spindle (13) is transmitted to the tool holder (70) and thus to the tool (100), eg a drill, milling cutter or a circular saw blade, via this gear transmission (20), possibly over or underdriven.
  • a clamping device (60) is located in the housing (11), cf. Figure 9.
  • the clamping device (60) consists of a brake pad (64) which is pressed during clamping by means of a mechanical spring or a spring system against the pivot head axis (51) or a disk mounted on it.
  • a pneumatically operated cylinder-piston unit (61-63) is used for airing the clamping.
  • a rod (63) is formed, on which several eg alternately layered disc springs (65) are stacked.
  • the disc springs (65) are supported on a housing intermediate bottom (18).
  • the intermediate housing bottom (18) has a bore through which the rod (63) projects into a cylinder space (61).
  • the rod (63) is attached as a piston rod to a piston (62).
  • the piston rod side of the piston (62) is connected via a compressed air line (66). pressurized with compressed air.
  • the brake pad (64) is lifted off the pivot head axis (51) against the action of the disc springs (65).
  • the swivel head (50), e.g. can be pivoted with stationary work spindle (5), according to Figure 1 and 9 on the pivot head axis (51) an externally toothed gear (34) rotatably disposed.
  • the gear (34) meshes with a rack (31), which also represents a linear slide.
  • the presented rack gear (30) serves a rack support adjustment.
  • At least two toothed wheels seated on a shaft can be interposed for over or under-setting the rolling movement.
  • the rack (31) is arranged parallel to the center line (19). Attached to it is a cantilever arm (32) projecting laterally out of the housing (11) and oriented downwardly at its free end, e.g. spherically arched carriage stop (33) carries.
  • the upper end of the rack (31) acts e.g. a helical compression spring (38) which is supported on the housing (11).
  • the rack (31) can be pulled down by a tension spring. It is also conceivable in a housing (11) hinged torsion spring, which tries to pivot the gear (34) in a clockwise direction.
  • the toothed length of the rack (31) is matched to the maximum pivot angle (56) of the swivel head (50).
  • the Abrollweg corresponds to the pivot angle (56) belonging arc length.
  • the magnet holder (80) carries here a vertically upwardly directed stop rod (83).
  • the stopper rod (83) can also be held by other dimensionally stable fastening aids.
  • the clamping device (60) is pressurized with compressed air in the housing (11), cf. Figure 9.
  • the brake pad (64) from the pivot head axis (51) dissolves.
  • the swivel head (50) pivots clockwise into the position (59) under the action of the helical compression spring (38).
  • the downward movement of the linear slide (31) can also take place, for example, by means of a pneumatic, hydraulic, electrical or electromechanical drive.
  • the compressed air available to the clamping device (60) can also be used. Possibly. can move the linear slide (31) also weighted down.
  • the magnet holder (80) and the tool pivoting unit (10) are positioned against each other such that the upper end face (84) of the stop bar (83) comes to rest directly below the carriage stop (33).
  • the cantilever arm (32) is located in its lowest position.
  • the swivel head (50) is in the position (59).
  • the clamping device (60) After reaching the selected angular position, the clamping device (60) is vented, see. FIG. 9. The swivel head (50) is again locked relative to the housing (11). The Tool pivoting unit (10) is moved away from the magnet holder (80) or the stopper rod (83).
  • the gear (34) can simultaneously mesh with two adjacent racks (31).
  • the two racks (31) are in this case elastically braced against each other in the longitudinal direction to eliminate an existing backlash.
  • two gear wheels (34), which are braced against each other, can mesh on a toothed rack (31).
  • the swivel head (50) on the side facing away from the tool holder (70) can be equipped with a counterweight.
  • the magnet holder (80) has a linear drive with a measuring system, which extends connected to the machine control a pin controlled. The pin then moves over the carriage stop (33) the linear slide (31) of the tool pivoting unit (10).
  • a rotating servomotor with tachogenerator can be used instead of the linear drive.
  • the output shaft of the servo motor is then engaged in a special coupling recess on a freely accessible end face of the swivel head axis (51) of the swivel head (50) without play in order to pivot the last in a targeted manner.
  • FIG. 2 shows a tool pivoting unit (10), in which instead of the rack-and-pinion adjustment, a roll-arch support adjustment is provided.
  • the rack gear (30) is replaced by a roller arc transmission (40).
  • the rolling arc transmission (40) consists of a linear slide (41), for example three metal bands (131, 132, 133) and a rolling arc wave (43), cf. FIGS. 3 and 4.
  • a middle, wide band (131) is fastened to the arcuate shaft (43) at a point (44) which approximately wraps around the roller arc shaft (43) in the clockwise direction and at the lower half of the linear carriage (41) is guided tangentially to the roller arc wave (43).
  • At the lower end of the linear slide it is fixed in the point (47).
  • the wrap of the roller arc wave (43) can be seen in Figure 4.
  • the two outer bands (132, 133) are attached to the roll arc shaft (43) at points (45, 46). These bands (132, 133) wrap around in a counterclockwise direction the roll arc shaft (43) and are fixed to the linear slide (41) at the top of the points (48, 49). All three bands (131, 132, 133) are taut to ensure a play-free unwinding. Possibly.
  • the attachment point (47) relative to the linear slide (41) can be arranged braced in the longitudinal direction to ensure a permanent backlash.
  • the middle band (131) here is twice as wide as one of the outer bands (132, 133). As a rule, a roller arch requires only two belts.
  • roller arc wave (43) has the shape of a cylindrical disc mounted on the pivot head axis (51).
  • the cantilever arm (32) of the linear slide (41) carries here a ball head (42), which is meshed for adjusting the pivoting head (50) in an example stationary pipe stop (81).
  • the latter can be attached to a magnet holder (80) or a stationary machine housing part or the machine table (8).
  • the corresponding attachment point is located in the edge region of the working space of the machine tool (1).
  • the pipe stop (81) has a conical bore (82) or a notch with correspondingly inclined planar flanks to allow a play-free installation of the ball head (42) - at least in the longitudinal direction of the linear slide.
  • the known from Figure 1 helical compression spring (38) is saved.
  • the CNC control must remember the last angular position of the swivel head (50).
  • FIGS. 5 to 8 relate to a further tool pivoting unit - for interchangeable replacement in an exchangeable adapter (4) of a machine tool carriage (2) - with a swivel head (50) mounted in a housing (11), in which a drivable and rotatable tool mount (70) is arranged, wherein the swivel head (50) in the housing (11) about a transversely to the direction of movement of the machine tool carriage (2) oriented axis (52) is pivotable by at least 100 degrees.
  • the swivel head (50) is movable relative to the housing (11) by means of a swivel wheel (53), the swivel wheel (53) having an index recess (54).
  • the housing (11) of the tool pivoting unit (10) is moved by at least two machine-side carriages on a circular path (9) about the index pin pivot axis (85).
  • the center lines of the index recess (54) and of the index pin (90) lie in a plane which is oriented in each case normal to the center lines.
  • the pivot wheel (53) is arranged rotationally fixed.
  • the example conical index recess (54) extends to the center of the pivot wheel (53).
  • the carrier (80) is a magnet holder mounted on the machine table (8), e.g. at the edge of the working space, is fixed.
  • a bearing block (95) which has a e.g. disc-shaped index pin guide (86) stored on one side.
  • the index pin guide (86) has a rotationally fixed bearing pin (91) which is guided in the bore of the bearing block (95) sliding or roller bearings.
  • FIG. 8 shows a section through a bearing block-side friction sleeve.
  • the Reibgehemme consists of a blockage block (96) and a helical compression spring (97). The latter squeezes the blocker (96), e.g. radially, against the journal (91). From a torque greater than 2 Nm, the bearing pin (91) together with the index pin guide (86) in the bearing block (95) can be rotated.
  • the index pin guide (86) has, according to FIG. 5, a stepped through-hole (87) in which the index pin (90) is guided in a pretensioned manner.
  • the index pin (90) is supported by a helical compression spring (93) on a bore collar (88) of the index pin guide (86).
  • the index pin (90) is held by a screw (92) screwed into the index pin, which rests in a rear-side counterbore (89) of the through hole (87).
  • the tool pivot unit (10) is positioned in front of the index pin guide (86) such that the center lines of the index recess (54) and the index pin (90) are aligned with one another.
  • the tool pivoting unit (10) is now moved along this along the center line of the index pin (90) until the index pin (90) on the one hand in the Indexboh- tion (54) sits and on the other the A-axis (52) occupies a predetermined distance (99) to the index pin pivot axis (85), cf.
  • Figure 6 The head of the screw (92) is no longer in contact with the cylinder counterbore (89).
  • the tool pivoting unit (10) is moved on a trajectory (9) by the tool-machine-side carriages such that the A-axis (52) pivots at the fixed distance (99) about the index pin pivot axis (85), cf. Figures 6 and 7.
  • the center line (19) of the tool pivoting unit (10) does not pivot.
  • the pivot head (50) and the index pin guide (86) as a coupling element.
  • the tool swivel unit (10) After reaching a predetermined swivel angle of the swivel head (50), the tool swivel unit (10) is moved away from the index pin guide (86), cf. Figure 8. Until the next pivoting of the swivel head (50) remains the index pin guide (86) in the position shown here.
  • the CNC controller remembers the location and angular position of the index pin (90).
  • Figures 9 to 11 show a tool pivoting unit (10) with a drive-free Vorschaltschwenkaggregat (110).
  • the known from Figure 1 turntable (116) is equipped with a rolling arc drive described in Figures 3 and 4.
  • the hub (116) which is wrapped as a roll arc wave of the bands (131, 132, 133), by about 200 to 360 degrees pivotable.
  • the bands (131-133) are made of metal, for example.
  • the linear slide (125) is here in the two-part housing cover (112, 113) guided roller bearings. According to FIGS. 10 and 11, the narrow longitudinal sides (126, 127) of the linear slide (125) are supported on two roller bearings (134).
  • the side guide also take two arranged in the smaller housing cover side part (113) bearings (135). Between them and the turntable (116) of the linear slide (125) is clamped in a direction transverse to the center line (19) plane.
  • the Vorschaltschwagaggregat (110) In order to pivot the turntable (116) with respect to the flange (111), the Vorschaltschwagaggregat (110), for. by means of the machine slide (2) in the longitudinal direction of the linear slide (125). At the edge of the machine-side working space, the respective e.g. plane end surface (129) of the linear slide (125) has a fixed position in relation to the front-mounted pivoting unit (110), e.g. crowned stop (83). The fact that the Vorsatzschwenkaggregat (110) on the stop (83) moves, the linear slide (125) on the belts (131- 133) on the hub (116) is unrolled. The turntable (116) selectively pivots the tool pivoting unit (10).
  • the machine carriage (2) In order to reverse the pivoting movement, the machine carriage (2) is moved in the opposite direction to come in the opposite edge region of the working space with the linear slide (125) to another stop to the plant and there the linear slide (125) on the turntable (116) let roll backed tape.
  • Swivel head unit part Swivel head axis, specifically axis, A-axis, center line Swivel wheel Index recess Swivel angle Stretched position position Position at 45 ° swivel deflection Position at maximum swivel deflection
  • Index drilling 120 servomotor (possibly with tachogenerator)

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Turning (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugschwenkaggregat mit einem in einem Gehäuse (11) gelagerten Schwenkkopf (50), in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme (70) angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf im Gehäuse um eine quer zur Verfahrrichtung des Werkzeugmaschinenschlittens orientierte Schwenkachse um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist. Dabei ist der Schwenkkopf gegenüber dem Gehäuse mittels eines Getriebes (30, 40), das eine Linearbewegung in eine Schwenkkopfrotation umsetzt, bewegbar. Das Getriebe weist einen Linearschlitten (31, 41) auf. Zum Verstellen des Linearschlittens kontaktiert dieser mindestens einen Anschlag (83, 81), während das Gehäuse relativ zu diesem Anschlag mittels des Werkzeugmaschinenschlittens und/oder des Werkzeugmaschinentisches bewegt wird. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeugschwenkaggregat entwickelt, bei dem mindestens ein schwenkbares Aggregateteil ohne eigenen Antrieb sicher und auf einfache Weise verschwenkbar ist.

Description

Werkzeugschwenkaggregat mit mindestens einer fremdverstellten Achse
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen Wechseladapter eines Werkzeug- maschinenschlittens - mit einem in einem Gehäuse gelagerten Schwenkkopf, in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf im Gehäuse um eine quer zur Verfahrrichtung des Werkzeugmaschinenschlittens orientierte Schwenkachse um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist.
Aus der DE 10 2004 062 138 B3 ist ein derartiges verstellbares Werkzeugschwenkaggregat bekannt. Das Werkzeugschwenkaggregat selbst ist um eine C-Achse schwenkbar am Maschinenschlitten einer Werkzeugmaschine gelagert. Im Gehäuse des Werkzeugschwenkaggregats sitzt ein um eine A-Achse schwenkbarer Schwenkkopf. Beide Achsen werden von einem einzigen Servomotor angetrieben. Die Rotationsbewegung des Servomotors wird über ein elektrisch schaltbares Getriebe entweder zum Schwenken des Schwenkkopfes oder für die Rotationsbewegung des Werkzeugschwenkaggregats um die C-Achse verwendet. Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein Werkzeugschwenkaggregat zu entwickeln, bei dem mindestens ein schwenkbares Aggregateteil ohne eigenen Antrieb sicher und auf einfache Weise verschwenkbar sein soll.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Zum einen ist dabei der Schwenkkopf gegenüber dem Gehäuse mittels eines Getriebes, das eine Linearbewegung in eine Schwenkkopfrotationsbewegung umsetzt, bewegbar. Das Getriebe weist einen Linearschlitten auf. Zum Verstellen des Linearschlittens kontaktiert dieser mindestens einen Anschlag, während das Gehäuse relativ zu diesem Anschlag mittels des Werkzeugmaschinenschlittens und/oder des Werkzeugmaschinentisches bewegt wird. Alternativ kontaktiert der Linearschlitten zum Verstellen mindestens einen motorisch bewegbaren Anschlag, um von diesem gegenüber dem ortsfest blockierten Gehäuse linear verstellt zu werden .
Zum anderen ist hierbei - bei zwei separaten Schwenkbewegungen des Werkzeugschwenkaggregats - sowohl das Gehäuse als auch der Schwenkkopf um seine jeweilige Schwenkachse mittels eines Getriebes bewegbar. Das jeweilige Getriebe weist einen, mit einem Zahn- oder einem Rollbogenrad zwangsläufig gekoppelten, Linearschlitten auf. Zum Verstellen des jeweiligen Linearschlittens kontaktiert dieser mindestens einen Anschlag, während das Gehäuse relativ zu diesem Anschlag mittels des Werkzeugmaschinenschlittens und/oder des Werkzeugmaschinentisches bewegt wird.
Mit der Erfindung wird ein Werkzeugschwenkaggregat zur Verfügung gestellt, dessen rotierende Werkzeugaufnahme um eine oder zwei Schwenkachsen gegenüber dem tragenden Werkzeugmaschinenschlitten geschwenkt werden kann, ohne dass das Werkzeugschwenkaggregat einen eigenen Antrieb für diese Schwenkbewegungen umfasst. Als Antrieb für diese Schwenkbewegung werden die das Werkzeugschwenkaggregat tragenden Maschinenschlitten benutzt. Dazu wird das entsprechende Werkzeugschwenkaggregat z.B. gegen einen auf dem Maschinentisch fixierten Anschlag oder Indexbolzenträger gefahren, um nach einem ersten Kontakt z.B. aus dem Werkzeugschwenkaggregat herausragende Getriebeteile, wie z.B. einen Linearschlitten, durch ein lineares Verfahren des Werkzeugschwenk- aggregats gegenüber diesem zu verschieben. Die jeweilige Verschiebung des Linearschlittens wird im Inneren des Werkzeugschwenkaggregats in eine entsprechende - auf die Werkzeugaufnahme zu übertragende - Schwenkbewegung umgesetzt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Es folgen Beschreibungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele .
Figur 1: Werkzeugschwenkaggregat mit Vorschaltschwenkaggregat und einer Zahnstangenabstützverstellung;
Figur 2 : Werkzeugschwenkaggregat mit einer Rollbogenabstütz- verstellung;
Figur 3: Rollbogengetriebe von vorn;
Figur 4: Rollbogengetriebe von hinten;
Figur 5: Werkzeugschwenkaggregat mit einer Schwenkscheibenab- stutzVerstellung;
Figur 6: wie zu Figur 5, jedoch mit eingekuppelter SchwenkscheibenabstutzVerstellung;
Figur 7: wie zu Figur 6, jedoch mit einem um 45 Winkelgrade geschwenkten Schwenkkopf; Figur 8: wie zu Figur 7, jedoch mit abgekuppelter Schwenk- scheibenabstutzVerstellung; Figur 9: Vorschaltschwenkaggregat mit einer Rollbogenabstütz-
Verstellung;
Figur 10: Querschnitt zu Figur 9; Figur 11: vergrößerter Teillängsschnitt zu Figur 9.
Die Figur 1 zeigt z.B. eine Kombination aus einem Werkzeugmaschinenschlitten (2), einem Vorschaltschwenkaggregat (110), einem Werkzeugschwenkaggregat (10) und einem Werkzeug (100) .
Am Maschinenschlitten (2) der Werkzeugmaschine (1) ist das Vorschaltschwenkaggregat (110) auswechselbar angeordnet. Es ist dazu an der unteren Stirnfläche des Maschinenschlittens (2) gekuppelt. Diese Stirnfläche ist ein Teil des Wechseladapters (4). Aus dieser Stirnfläche ragt z.B. vertikal eine Arbeitsspindel ( 5 ) heraus .
Die Arbeitsspindel (5) wird von einem Flansch (111) umgeben, an dem ein Servomotor (120) befestigt und eine Drehscheibe (116) gelagert ist. Die Drehscheibe (116) ist ein Topf, in dem mindestens ein Wälzlager (114) über seinen Außenring, z.B. mit Hilfe einer Wellenmutter (115), fixiert ist. Um die Wellenmutter (115) anziehen zu können, befinden sich im Flansch (111) hier nicht dargestellte Längsschlitze.
Der Innenring des Wälzlagers (114) ist am Flansch (111), z.B. mittels einer Wellenmutter (118), spielfrei angeordnet.
Die Mittellinie der Drehscheibe (116) verläuft deckungsgleich zur Mittellinie der Arbeitsspindel (5) . Im Boden der Drehscheibe (116) befindet sich eine außermittige Indexboh- rung (119). Auf der Außenwandung der Drehscheibe (116) ist eine Zahnriemenradverzahnung (117) angeformt.
Der außen am Flansch (111) sitzende Servomotor (120) hat eine Getriebeausgangswelle (121), auf der ein Zahnriemenrad (122) drehfest angeordnet ist. Das Zahnriemenrad (122) steht mit der Zahnriemenradverzahnung (117) über einen Zahnriemen (123) in Wirkverbindung. Das Riemengetriebe ist von unten her mit einem Gehäusedeckel (112) abgedeckt.
Unterhalb des Vorschaltschwenkaggregats (110) ist das Werkzeugschwenkaggregat (10) angeordnet. Seine Aggregatespindel (13) ist an der Arbeitsspindel (5) der Werkzeugmaschine (1) angekuppelt. Am Gehäuse (11) befindet sich z.B. ein nach oben ragender, formsteifer Indexstift (12), der nach dem Ankuppeln des Werkzeugschwenkaggregats (10) an das Vorschaltschwenkaggregat (110) in die dortige Indexbohrung (119) verdrehsicher eingreift. Mit Hilfe des Servomotors (120) , dessen Drehbewegung beispielsweise mit einem Tachogenerator überwacht wird, kann das Werkzeugschwenkaggregat (10) über die Drehscheibe (116) - gegenüber dem Werkzeugmaschinenschlitten (2) - um nahezu jeden beliebigen Winkel - um die C-Achse (19) verschwenkt werden.
Das Gehäuse (11) des Werkzeugschwenkaggregats (10) lagert in seinem unteren Bereich einen Schwenkkopf (50), in dem eine über die Aggregatespindel (13) angetriebene Werkzeugaufnahme (70) gelagert ist. Die Schwenkachse des Schwenkkopfes (50) ist hier die A-Achse (52) .
Im Gehäuse (11) befindet sich zum Antrieb der Werkzeugaufnahme (70) ein Rädergetriebe (20), vgl. Figur 5. Es besteht z.B. aus einem Planrad (21), einem Kombirad (22) und einem Kegelradritzel (25) . Das Planrad (21) sitzt am unteren Ende der Aggre- gatespindel (13). Es kämmt mit dem Kombirad (22), dessen Mittellinie deckungsgleich mit der A-Achse (52) ist. Das Kombirad (22) hat zum Kämmen mit dem Planrad (21) eine Stirnradverzahnung (23). An seiner zur Mittellinie (19) hin orientierten Stirnseite weist es zusätzlich eine Kegelradverzahnung (24) auf. Letztere kämmt mit dem Kegelradritzel (25), dessen Mittellinie auf der Mittellinie (79) der Werkzeugaufnahme (70) liegt. Das Kegelradritzel (25) ist drehfest mit der Werkzeugaufnahme (70) verbunden. Die Rotation der Aggregatespindel (13) wird über dieses Rädergetriebe (20), ggf. über- oder untersetzt, auf die Werkzeugaufnahme (70) und somit auf das Werkzeug (100), z.B. einen Bohrer, Fräser oder eine Kreissägenscheibe, übertragen.
Während des Betriebs des Werkzeugschwenkaggregats (10), also während des Bohrens, Fräsens, Sägens u.s.w. ist der Schwenkkopf (50) im Gehäuse festgeklemmt. Dazu befindet sich im Gehäuse (11) eine Klemmvorrichtung (60), vgl. Figur 9. Die Klemmvorrichtung (60) besteht aus einem Bremsklotz (64), der während des Klemmens mittels einer mechanischen Feder oder eines Feder- systems gegen die Schwenkkopfachse (51) oder eine auf ihr befestigten Scheibe gepresst wird. Zum Lüften der Klemmung wird beispielsweise eine pneumatisch betriebene Zylinder-Kolben-Einheit (61-63) verwendet.
Im Ausführungsbeispiel liegt während des Klemmens der Bremsklotz (64) radial an der Schwenkkopfachse (51) an. An den Bremsklotz (64) ist eine Stange (63) angeformt, auf der mehrere z.B. wechselweise geschichtete Tellerfedern (65) gestapelt sind. Die Tellerfedern (65) stützen sich an einem Gehäusezwischenboden (18) ab. Der Gehäusezwischenboden (18) hat eine Bohrung, durch die die Stange (63) in einen Zylinderraum (61) hineinragt. Dort ist die Stange (63) als Kolbenstange an einem Kolben (62) befestigt. Zum Lüften des Bremsklotzes (64) wird über eine Druckluftleitung (66) die Kolbenstangenseite des Kolbens (62) mit Druckluft beaufschlagt. Dadurch wird der Bremsklotz (64) gegen die Wirkung der Tellerfedern (65) von der Schwenkkopf- achse (51) abgehoben.
Um in den Ausführungsbeispielen den Schwenkkopf (50), z.B. bei stehender Arbeitsspindel (5) verschwenken zu können, ist nach Figur 1 und 9 auf der Schwenkkopfachse (51) ein außen verzahntes Zahnrad (34) drehfest angeordnet. Das Zahnrad (34) kämmt mit einer Zahnstange (31) , die zugleich einen Linearschlitten darstellt. Das vorgestellte Zahnstangengetriebe (30) dient einer Zahnstangenabstützverstellung.
Zwischen dem Zahnrad (34) und der Zahnstange (31) können zum Über- oder Untersetzten der Abrollbewegung mindestens zwei auf einer Welle sitzende Zahnräder zwischengeschaltet werden.
Die Zahnstange (31) ist parallel zur Mittellinie (19) angeordnet. An ihr ist ein Kragarm (32) befestigt, der seitlich aus dem Gehäuse (11) herausragt und an seinem freien Ende einen nach unten orientierten, z.B. sphärisch gewölbten Schlittenanschlag (33) trägt. Auf das obere Ende der Zahnstange (31) wirkt z.B. eine Schraubendruckfeder (38), die sich am Gehäuse (11) abstützt. Alternativ kann die Zahnstange (31) von einer Zugfeder nach unten gezogen werden. Denkbar ist auch eine in Gehäuse (11) eingehängte Drehfeder, die das Zahnrad (34) im Uhrzeigersinn zu schwenken versucht .
Die verzahnte Länge der Zahnstange (31) ist auf den maximalen Schwenkwinkel (56) des Schwenkkopfes (50) abgestimmt. Der Abrollweg entspricht der zum Schwenkwinkel (56) gehörenden Bogenlänge .
Nach Figur 1 steht unterhalb des Werkzeugschwenkaggregats (10) ein z.B. auf dem Maschinentisch (8) festgeklemmter Magnethai- ter (80) . Der Magnethalter (80) trägt hier eine vertikal nach oben ausgerichtete Anschlagstange (83). Anstelle des Magnethalters (80) kann die Anschlagstange (83) auch durch andere formsteife Befestigungshilfsmittel gehalten werden.
Um nun den Schwenkkopf (50) - in einer Nebenzeit - verschwenken zu können, wird im Gehäuse (11) die Klemmvorrichtung (60) mit Druckluft beaufschlagt, vgl. Figur 9. Dadurch löst sich der Bremsklotz (64) von der Schwenkkopfachse (51). In der Folge schwenkt der Schwenkkopf (50) nach Figur 1 und 9 unter der Wirkung der Schraubendruckfeder (38) im Uhrzeigersinn in die Position (59). Die Abwärtsbewegung des Linearschlittens (31) kann beispielsweise auch mittels eines pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromechanisehen Antriebs erfolgen. Bei einem pneumatischen Antrieb kann hier die der Klemmvorrichtung (60) zur Verfügung stehende Druckluft mitverwendet werden. Ggf. kann sich der Linearschlitten (31) auch gewichtsbelastet abwärts bewegen.
In einem nächsten Schritt werden der Magnethalter (80) und das Werkzeugschwenkaggregat (10) so gegeneinander positioniert, dass die obere Stirnfläche (84) der Anschlagstange (83) direkt unterhalb des Schlittenanschlags (33) zur Anlage kommt. Der Kragarm (32) befindet sich dazu in seiner untersten Position. Der Schwenkkopf (50) steht in der Position (59).
Nun werden der Maschinenschlitten (2) und der Maschinentisch (8) CNC-geregelt aufeinander zubewegt. Für jede wählbare Winkelstellung des Schwenkkopfes (50) gibt es hierzu einen passenden Hub des Maschinenschlittens (2) und/oder des Maschinentischs (8).
Nach einem Erreichen der gewählten Winkelstellung wird die Klemmvorrichtung (60) entlüftet, vgl. Figur 9. Der Schwenkkopf (50) ist wieder gegenüber dem Gehäuse (11) arretiert. Das Werkzeugschwenkaggregat (10) wird vom Magnethalter (80) bzw. der Anschlagstange (83) weggefahren.
Um die Wiederholgenauigkeit der Schwenkbewegung des Schwenkkopfes (50) zu erhöhen, kann das Zahnrad (34) gleichzeitig mit zwei nebeneinander geführten Zahnstangen (31) kämmen. Die beiden Zahnstangen (31) werden hierbei in Längsrichtung gegeneinander elastisch verspannt, um ein vorhandenes Zahnflankenspiel zu eliminieren. Alternativ können auch zwei gegeneinander drehverspannte Zahnräder (34) auf einer Zahnstange (31) kämmen.
Zur Minimierung der erforderlichen Antriebskräfte der Zahnstangenabstützverstellung kann der Schwenkkopf (50) auf der der Werkzeugaufnahme (70) abgewandten Seite mit einem Gegengewicht ausgestattet sein.
In einer weiteren Variante befindet sich an dem Magnethalter (80) ein Linearantrieb mit einem Messsystem, der angeschlossen an die Maschinensteuerung einen Zapfen geregelt ausfährt. Der Zapfen verschiebt dann über den Schlittenanschlag (33) den Linearschlitten (31) des Werkzeugschwenkaggregats (10). In einer Abwandlung dieser Variante kann anstelle des Linearantriebs ein rotierender Servomotor mit Tachogenerator verwendet werden. Die Ausgangswelle des Servomotors wird dann in eine spezielle Kupp- lungsausnehmung an einer frei zugänglichen Stirnseite der Schwenkkopfachse (51) des Schwenkkopfes (50) spielfrei eingekuppelt, um letzten gezielt zu schwenken.
In Figur 2 ist ein Werkzeugschwenkaggregat (10) dargestellt, bei dem anstelle der Zahnstangenabstützverstellung, eine Rollbogen- abstützverstellung vorgesehen ist. Dazu wird das Zahnstangengetriebe (30) durch ein Rollbogengetriebe (40) ersetzt. Das Rollbogengetriebe (40) besteht aus einem Linearschlit- ten (41), z.B. drei Metallbändern (131, 132, 133) und einer Rollbogenwelle (43), vgl. auch Figuren 3 und 4. Auf der RoIl- bogenwelle (43) ist ein mittleres, breites Band (131) in einem Punkt (44) befestigt, das die Rollbogenwelle (43) im Uhrzeigersinn ca. halb umschlingt und an der unteren Hälfte des Linearschlittens (41) tangential zur Rollbogenwelle (43) entlanggeführt ist. Am unteren Ende des Linearschlittens ist es im Punkt (47) fixiert. Die Umschlingung der Rollbogenwelle (43) ist in Figur 4 zu erkennen. Die beiden äußeren Bänder (132, 133) sind an der Rollbogenwelle (43) in den Punkten (45, 46) befestigt. Diese Bänder (132, 133) umschlingen im Gegenuhrzeigersinn die Rollbogenwelle (43) und sind am Linearschlitten (41) oben in den Punkten (48, 49) fixiert. Alle drei Bänder (131, 132, 133) sind straff gespannt, um ein spielfreies Abrollen zu gewährleisten. Ggf. kann z.B. der Befestigungspunkt (47) gegenüber dem Linearschlitten (41) in Längsrichtung verspannbar angeordnet sein, um eine dauerhafte Spielfreiheit zu sichern.
Das mittlere Band (131) ist hier doppelt so breit wie eines der äußeren Bänder (132, 133) . In der Regel benötigt ein Rollbogengetriebe nur zwei Bänder.
In Figur 2 hat die Rollbogenwelle (43) die Form einer auf der Schwenkkopfachse (51) befestigten Zylinderscheibe.
Der Kragarm (32) des Linearschlittens (41) trägt hier einen Kugelkopf (42), der zur Verstellung des Schwenkkopfes (50) in einen z.B. ortsfesten Rohranschlag (81) eingespurt wird. Letzterer kann an einem Magnethalter (80) oder einem ortsfesten Maschinen- gehäuseteil oder dem Maschinentisch (8) befestigt sein. Die entsprechende Befestigungsstelle liegt im Randbereich des Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine (1) . Der Rohranschlag (81) hat eine konische Bohrung (82) oder eine Kerbe mit entsprechend geneigten planen Flanken, um eine spielfreie Anlage des Kugelkopfes (42) - zumindest in Längsrichtung des Linearschlittens - zu ermöglichen. Mit dieser Anschlagvariante wird die aus Figur 1 bekannte Schraubendruckfeder (38) eingespart. Allerdings muss sich hier die CNC-Steuerung die letzte Winkelstellung des Schwenkkopfes (50) merken.
Die Figuren 5 bis 8 betreffen ein weiteres Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen Wechseladapter (4) eines Werkzeugmaschinenschlittens (2) - mit einem in einem Gehäuse (11) gelagerten Schwenkkopf (50) , in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme (70) angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) um eine quer zur Verfahrrichtung des Werkzeugmaschinenschlittens (2) orientierte Achse (52) um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist. Der Schwenkkopf (50) ist gegenüber dem Gehäuse (11) mittels eines Schwenkrades (53) bewegbar, wobei das Schwenkrad (53) eine Indexausneh- mung (54) aufweist. Zum Verstellen des Schwenkrades (53) wird dieses mit seiner Indexausnehmung (54) auf einen um eine Indexbolzenschwenkachse (85) schwenkbar an einem ortsfesten Träger (80) gelagerten Indexbolzen (90) geschoben. Das Gehäuse (11) des Werkzeugschwenkaggregats (10) wird von mindestens zwei ma- schinenseitigen Schlitten auf einer Kreisbahn (9) um die Indexbolzenschwenkachse (85) bewegt.
Dabei liegen beim Kuppeln die Mittellinien der Indexausnehmung (54) und des Indexbolzens (90) in einer Ebene, die jeweils normal zu den genannten Mittellinien orientiert ist. Auf der aus dem Gehäuse (11) mindestens einseitig herausragenden Schwenkkopfachse (51) ist das Schwenkrad (53) drehfest angeordnet. Die beispielsweise konische Indexausnehmung (54) erstreckt sich bis zur Mitte des Schwenkrades (53) .
Nach den Figuren 7 und 8 ist der Träger (80) ein Magnethalter, der auf dem Maschinentisch (8), z.B. am Rand des Arbeitsraumes, fixiert ist. Auf einer Haltestange (94) sitzt ein Lagerbock (95), der eine z.B. scheibenförmige Indexbolzenführung (86) einseitig lagert. Die Indexbolzenführung (86) hat einen drehfesten Lagerzapfen (91), der in der Bohrung des Lagerbocks (95) gleit- oder wälzgelagert geführt ist. In Figur 8 ist ein Schnitt durch ein lagerbockseitiges Reibgehemme gezeigt. Das Reibgehemme besteht aus einem Hemmklotz (96) und einer Schraubendruckfeder (97). Letztere presst den Hemmklotz (96), z.B. radial, gegen den Lagerzapfen (91) . Ab einem Drehmoment größer 2 Nm lässt sich der Lagerzapfen (91) zusammen mit der Indexbolzenführung (86) im Lagerbock (95) verdrehen.
Die Indexbolzenführung (86) weist nach Figur 5 eine gestufte Durchgangsbohrung (87) auf, in der vorgespannt der Indexbolzen (90) geführt ist. Nach Figur 5 stützt sich der Indexbolzen (90) über eine Schraubendruckfeder (93) an einem Bohrungs- bund (88) der Indexbolzenführung (86) ab. Gehalten wird der Indexbolzen (90) von einer in den Indexbolzen eingeschraubten Schraube (92), die in einer rückseitigen Zylindersenkung (89) der Durchgangsbohrung (87) anliegt.
Gemäß Figur 5 ist das Werkzeugschwenkaggregat (10) so vor der Indexbolzenführung (86) positioniert, dass die Mittellinien der Indexausnehmung (54) und des Indexbolzens (90) zueinander fluchten. Das Werkzeugschwenkaggregat (10) wird nun solange entlang der Mittellinie des Indexbolzens (90) auf diesen zubewegt, bis der Indexbolzen (90) zum einen spielfrei in der Indexboh- rung (54) sitzt und zum anderen die A-Achse (52) einen vorgegebenen Abstand (99) zur Indexbolzenschwenkachse (85) einnimmt, vgl. Figur 6. Der Kopf der Schraube (92) liegt an der Zylindersenkung (89) nicht mehr an.
Nun wird das Werkzeugschwenkaggregat (10) durch die werkzeug- maschinenseitigen Schlitten so auf einer Bahnkurve (9) bewegt, dass die A-Achse (52) in dem festen Abstand (99) um die Indexbolzenschwenkachse (85) verschwenkt, vgl. Figuren 6 und 7. Die Mittellinie (19) des Werkzeugschwenkaggregats (10) verschwenkt dabei nicht. Während des Abfahrens der kreisförmigen Bahnkurve (9) schwenkt der Indexbolzen (90) als Koppelelement zwangsweise den Schwenkkopf (50) und die Indexbolzenführung (86).
Nach dem Erreichen eines vorgegebenen Schwenkwinkels des Schwenkkopfes (50) wird das Werkzeugschwenkaggregat (10) von der Indexbolzenführung (86) weggefahren, vgl. Figur 8. Bis zum nächsten Verschwenken des Schwenkkopfes (50) verharrt die Indexbolzenführung (86) in der hier dargestellten Position. Die CNC- Steuerung merkt sich den Ort und die Winkelstellung des Indexbolzens (90) .
Die Figuren 9 bis 11 zeigen ein Werkzeugschwenkaggregat (10) mit einem antriebsfreien Vorschaltschwenkaggregat (110) . Hier wird die aus Figur 1 bekannte Drehscheibe (116) mit einem zu den Figuren 3 und 4 beschriebenen Rollbogenantrieb ausgestattet. Allerdings ist hier die Drehscheibe (116), die als Rollbogenwelle von den Bändern (131, 132, 133) umschlungen wird, um ca. 200 bis 360 Winkelgrade schwenkbar. Die Bänder (131-133) sind beispielsweise aus Metall. Der Linearschlitten (125) ist hier im z.B. zweiteiligen Gehäusedeckel (112, 113) wälzgelagert geführt. Nach Figur 10 und 11 stützen sich die schmalen Längsseiten (126, 127) des Linearschlittens (125) an jeweils zwei Wälzlagern (134) ab. Die Seitenführung übernehmen ebenfalls zwei im kleineren Gehäusedeckel- Seitenteil (113) angeordnete Wälzlager (135). Zwischen ihnen und der Drehscheibe (116) ist der Linearschlitten (125) in einer quer zur Mittellinie (19) gelegenen Ebene eingespannt.
Um die Drehscheibe (116) gegenüber dem Flansch (111) zu verschwenken, wird das Vorschaltschwenkaggregat (110) z.B. mittels des Maschinenschlittens (2) in Längsrichtung des Linearschlit- tens (125) verfahren. Am Rand des maschinenseitigen Arbeitsraumes kontaktiert die jeweilige z.B. plane Stirnfläche (129) des Linearschlittens (125) einen gegenüber dem Vorschaltschwenkaggregat (110) ortsfesten z.B. balligen Anschlag (83). Dadurch dass sich das Vorsatzschwenkaggregat (110) auf den Anschlag (83) zubewegt, wird der Linearschlitten (125) über die Bänder (131- 133) an der Drehscheibe (116) abgerollt. Die Drehscheibe (116) schwenkt hierbei gezielt das Werkzeugschwenkaggregat (10).
Um die Schwenkbewegung rückgängig zu machen, wird der Maschinenschlitten (2) in die entgegengesetzte Richtung gefahren, um im gegenüber liegenden Randbereich des Arbeitsraumes mit dem Linearschlitten (125) an einem weiteren Anschlag zur Anlage zu kommen und dort den Linearschlitten (125) an der Drehscheibe (116) bandunterstützt abrollen zu lassen.
Anstelle des Rollbogengetriebes kann auch hier ein Zahnstangengetriebe benutzt werden. Ferner ist auch die Schwenkscheiben- abstützverstellung der Figuren 5 bis 8 denkbar.
Der Linearschlitten (125) ist in den Figuren 9 und 11 verkürzt dargestellt . Bezugszeichenliste :
1 Werkzeugmaschine
2 Maschinenschlitten, Werkzeugmaschinenschlitten
3 Verfahrrichtung
4 Wechseladapter
5 Arbeitsspindel
8 Maschinentisch
9 Bahnkurve, Kreisbahn, eben
10 Werkzeugschwenkaggregat
11 Gehäuse, Aggregateteil
12 Indexstift
13 Aggregatespindel
18 Gehäusezwischenboden
19 Mittellinie, C-Achse
20 Rädergetriebe
21 Planrad
22 Kombirad
23 Stirnradverzahnung
24 Kegelradverzahnung
25 Kegelrad, Kegelradritzel
30 Getriebe, Zahnstangengetriebe
31 Linearschlitten,, Zahnstange
32 Kragarm
33 Schlittenanschlag
34 Zahnrad, Stirnrad, Getrieberad, Zahnradsegment
38 Druckfeder, Schraubendruckfeder, Federelement
40 Getriebe, Rollbogengetriebe
41 Linearschlitten
42 Kugelköpf Rollbogenwelle, Rollbogensegment , Getrieberad, 45, 46 Befestigungspunkte an (43) , 48, 49 Befestigungspunkte an (41)
Schwenkkopf, Aggregateteil Schwenkkopfachse, konkret Achse, A-Achse, Mittellinie Schwenkrad Indexausnehmung Schwenkwinkel Strecklagenposition Position bei 45°-Schwenkauslenkung Position bei maximaler Schwenkauslenkung
Klemmvorrichtung Zylinderräum Kolben Stange, Kolbenstange Bremsklotz Tellerfedern Druckluftleitung
Werkzeugaufnähme Mittellinie
Träger, ortsfest; Magnethalter Rohranschlag, mind. zweiseitig Bohrung, konisch; Kerbe Anschlagstange, Anschlag Stirnfläche, oben 85 Indexbolzenschwenkachse
86 Indexbolzenführung
87 Durchgangsbohrung
88 Bohrungsbund
89 Zylindersenkung
90 Indexbolzen
91 Lagerzapfen
92 Schraube
93 Schraubendruckfeder
94 Haltestange
95 Lagerbock
96 Hemmklotz
97 Schraubendruckfeder
98 Schwenkwinkel
99 Abstand, Radius
100 Werkzeug, Bohrer
110 Vorschaltschwenkaggregat
111 Flansch
112 Gehäusedeckel
113 Gehäusedeckelseitenteil
114 Wälzlager
115 Wellenmutter
116 Drehscheibe
117 Zahnriemenradverzahnung
118 Wellenmutter
119 Indexbohrung 120 Servomotor (ggf. mit Tachogenerator)
121 Getriebeausgangswelle
122 Zahnriemenrad
123 Zahnriemen
125 Linearschlitten
126, 127 Längsseiten, schmal 129 Stirnflächen
131, 132, 133 Bänder, Mitte, außen, außen
134 Wälzlager, Horizontalführung
135 Wälzlager, Seitenführung

Claims

Patentansprüche:
1. Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen Wechseladapter (4) eines Werkzeugmaschinenschlittens (2) - mit einem in einem Gehäuse (11) gelagerten Schwenkkopf (50), in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme (70) angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) um eine quer zur Verfahrrichtung (3) des Werkzeugmaschinenschlittens (2) orientierte Schwenkachse (52) um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Schwenkkopf (50) gegenüber dem Gehäuse (11) mittels eines Getriebes (30, 40), das eine Linearbewegung in eine Schwenkkopfrotation umsetzt, bewegbar ist,
- dass das Getriebe (30, 40) einen Linearschlitten (31, 41) aufweist,
- dass zum Verstellen des Linearschlittens (31, 41) dieser mindestens einen Anschlag (83, 81) kontaktiert, während das Gehäuse (11) relativ zu diesem Anschlag (83, 81) mittels des Werkzeugmaschinenschlittens (2) und/oder des Werkzeugmaschinentisches (8) bewegt wird oder
- dass zum Verstellen des Linearschlittens (31, 41) dieser mindestens einen motorisch bewegbaren Anschlag kontaktiert, um von diesem gegenüber dem ortsfest blockierten Gehäuse (11) linear verstellt zu werden.
2. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine vertikal ausgerichtete Aggregatespindel (13) aufweist, die drehstarr an eine Arbeitsspindel (5) der Werkzeugmaschine (1) adaptierbar ist.
3. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkbereich des Schwenkkopfes (50) eine Position (57) umfasst, in der die Mittellinie (79) der Werkzeugaufnahme (70) mit der Mittellinie (19) der Aggregatespindel (13) fluchtet.
4. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse (51) des Schwenkkopfes (50) ein Getrieberad (34, 43) sitzt das mit einem Linearschlitten (31, 41) in Wirkverbindung steht, wobei einem bestimmten Verfahrweg des Linearschlittens (31, 41) zwangsläufig ein bestimmter Schwenkwinkel des Getrieberades (34, 43) entspricht.
5. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) mittels einer mechanischen Klemmvorrichtung (60) arretierbar ist, wobei die Klemmvorrichtung (60) mittels eines pneumatischen, hydraulischen, elektrischen, elektromechanisehen oder piezoelektrischen Antriebs (61-63) - zum Verschwenken - lösbar ist.
6. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearschlitten (31, 41) - nach dem Öffnen der Klemmvorrichtung (60) - unter der Wirkung mindestens eines Federelements (38) , der Wirkung der Schwerkraft oder unter der Wirkung eines pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromechanisehen Antriebs nach unten bewegt wird.
7. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (83, 81) im Randbereich des Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine (1) angeordnet ist.
8. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (83, 81) an einem Magnethalter (80) am Werkzeugmaschinengehäuse oder am Werkzeugmaschinentisch (8) angeordnet ist.
9. Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen mit einer Arbeitsspindel (5) ausgestatteten Wechseladapter (4) eines Werkzeugmaschinenschlittens (2) - mit einem gegenüber dem Werkzeugmaschinenschlitten (2) um die Mittellinie (19) der Arbeitsspindel (5) schwenkbaren Gehäuse (11), mit einem in dem Gehäuse (11) gelagerten Schwenkkopf (50) , in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme (70) angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) um eine quer zur Mittellinie (19) der Arbeitsspindel (5) orientierte Achse (52) um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass sowohl das Gehäuse (11) als auch der Schwenkkopf (50) um seine jeweilige Schwenkachse (19, 52) mittels eines Getriebes (30, 40) bewegbar ist,
- dass das jeweilige Getriebe (30, 40) einen mit einem Getrieberad (34, 43) zwangsläufig gekoppelten Linearschlitten (31, 41) aufweist, dass zum Verstellen des jeweiligen Linearschlittens (31, 41) dieser mindestens einen Anschlag (83, 81) kontaktiert, während das Gehäuse (11) relativ zu diesem Anschlag (83, 81) mittels des Werkzeugmaschinenschlittens (2) und/oder des Werkzeugmaschinentisches (8) bewegt wird.
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