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Dokumentenidentifikation DE4306264A1 08.09.1994
Titel Werkzeugrevolver
Anmelder Sauter Feinmechanik GmbH, 72555 Metzingen, DE
Erfinder Thumm, Helmut, Dipl.-Ing. (FH), 7430 Metzingen, DE
Vertreter Bartels, H.; Fink, H., Dipl.-Ing.; Held, M., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Bartels, M., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 01.03.1993
DE-Aktenzeichen 4306264
Offenlegungstag 08.09.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.09.1994
IPC-Hauptklasse B23B 29/32
Zusammenfassung Bei einem Werkzeugrevolver mit einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse (2), einem Antriebsmotor (5) und einer Werkzeugscheibe (25), die relativ zum Gehäuse (2) drehbar gelagert, in wählbare Winkelstellungen mittels des Antriebsmotors (5) drehbar und in diesen mit dem Gehäuse (2) verriegelbar ist sowie wenigstens eine radial verlaufende, motorisch antreibbare Welle (30) aufweist, ist die Werkzeugscheibe (25) in wenigstens einem der den wählbaren Winkelstellungen zugeordneten Sektoren mit einer Anlagefläche für eine mit ihr zu verbindende Schlittenführung (26) oder mit einer solchen versehen, in der ein mit einer Werkzeugaufnahme versehener Schlitten (27) in radialer Richtung verstellbar geführt ist. Die radial verlaufende Welle (30) weist wenigstens einen als Gewindespindel ausgebildeten Abschnitt (30') auf, der eine korrespondierende Gewindebohrung eines Mitnehmergliedes (31) durchdringt, welches mit dem in Richtung der Welle (30) verschiebbaren Schlitten (27) verbindbar ist.

Beschreibung[de]

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

Bei einem bekannten Werkzeugrevolver dieser Art (DE 40 18 543 C1) ist wenigstens eine der Aufnahmen der Werkzeugscheibe für solche Werkzeuge ausgebildet, die während des Gebrauchs rotieren. Befindet sich ein derartiges Werkzeug in der Arbeitsposition, dann kann es über die radial verlaufende Welle angetrieben werden, mit der es zu diesem Zwecke gekuppelt wird. Der Werkzeugrevolver ermöglicht es deshalb, außer Bearbeitungsvorgängen mit statischen Werkzeugen auch Bearbeitungsvorgänge mit rotierenden Werkzeugen auszuführen, deren Drehachse entweder parallel zur Drehachse der Werkzeugscheibe oder radial zu dieser verläuft.

Da diese Bearbeitungsmöglichkeiten nicht immer ausreichend sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver zu schaffen, der noch weitergehende Bearbeitungsmöglichkeiten eines Werkstückes gestattet. Diese Aufgabe löst ein Werkzeugrevolver mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dank des mit einer Werkzeugaufnahme versehenen Schlittens und dessen Verstellmöglichkeit mit Hilfe der radial verlaufenden, motorisch antreibbaren Welle der Werkzeugscheibe bietet der erfindungsgemäße Werkzeugrevolver die Möglichkeit, während des Betriebs das vom Schlitten getragene Werkzeug gegen das Werkstück hin zu bewegen und von diesem zurückzuziehen. Eine solche Verschiebbarkeit des Werkzeuges erspart entweder eine entsprechende Verschiebebewegung des Werkzeugrevolvers oder eröffnet eine Verschiebbarkeit des Werkzeuges in einer Achse der Werkzeugmaschine, in welche der den Revolver tragende Schlitten nicht verschiebbar ist. Beispielsweise kann die Position der Werkzeugscheibe, in welcher das vom Schlitten getragene Werkzeug sich in seiner Arbeitsstellung befindet, so gewählt werden, daß das Werkzeug in der Z-Achse verschiebbar ist. Der den Werkzeugrevolver tragende Schlitten braucht dann beispielsweise nur in der X-Achse und Y-Achse bewegbar zu sein oder bewegt zu werden.

Selbstverständlich kann auch wenigstens ein anderer Sektor der Werkzeugscheibe, beispielsweise der um 180° versetzt angeordnete Sektor, eine Schlittenführung tragen oder eine solche aufweisen, in welcher ein zweiter Schlitten verschiebbar geführt ist, der ebenfalls mit einer Werkzeugaufnahme versehen und über die radial verlaufende, motorisch antreibbare Welle verschiebbar ist.

Ferner kann wenigstens ein anderer Sektor der Werkzeugscheibe mit einer Befestigungseinrichtung für ein Werkzeug oder eine Werkzeugaufnahme versehen sein, um auch die üblicherweise mittels eines Werkzeugrevolvers ausführbaren Bearbeitungsvorgänge durchführen zu können. Diese Befestigungseinrichtung oder Werkzeugaufnahme kann so ausgebildet sein, daß das Werkzeug oder sein Halter parallel zur Drehachse der Werkzeugscheibe oder in radialer Richtung bezüglich dieser angeordnet ist.

Ferner kann die Werkzeugscheibe in dem die Schlittenführung tragenden Sektor, vorzugsweise an ihrer Umfangsfläche, eine Befestigungseinrichtung für einen Werkzeughalter aufweisen. Eine solche Befestigungseinrichtung wird dann benötigt, wenn eine gleichzeitige Bearbeitung eines Werkzeuges mit zwei Werkzeugen erfolgen soll, von denen das eine von dem Schlitten getragen wird. Beispielsweise kann im Schlitten ein Werkzeug mit radial nach außen weisender Schneide und in dem Werkzeughalter ein Werkzeug festgelegt werden, das mit radial nach innen weisender Schneide auf die radial nach außen weisende Schneide des anderen Werkzeuges ausgerichtet ist. Mit diesen beiden Werkzeugen können dann in einem einzigen Arbeitsvorgang beispielsweise die beiden Seiten einer Bremsscheibe bearbeitet werden und am Ende des Bearbeitungsvorganges können beide Werkzeuge vom Werkstück abgehoben werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die radial verlaufende Welle über wenigstens eine Schaltkupplung mit dem Antriebsmotor verbindbar. Hierdurch kann auf einen zusätzlichen Antriebsmotor verzichtet werden, ohne daß die Schaltmöglichkeiten der Werkzeugscheibe, also deren Drehung in andere Winkelstellungen, eingeschränkt werden, weil eine Schlittenverstellung nur dann durchgeführt wird, wenn die Werkzeugscheibe in einer der wählbaren Winkelstellungen verriegelt ist. Für die Betätigung der Schaltkupplung kann eine Hilfsenergie eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Betätigung mittels eines Kolbens erfolgen.

Auch die Klemmung der Werkzeuge in den Werkzeugaufnahmen einschließlich der Werkzeugaufnahme des Schlittens und derjenigen eines im selben Sektor wie der Schlitten angeordneten Werkzeughalters braucht nicht von Hand zu erfolgen. Sie kann ebenfalls unter Einsatz einer Hilfsenergie ausgeführt werden, wodurch beispielsweise ein automatischer Werkzeugwechsel ermöglicht wird.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt einen schematisch dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels und eines zu bearbeitenden Werkstückes.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichneter Werkzeugrevolver weist ein Gehäuse 2 auf, das auf einem Schlitten 3 einer Werkzeugmaschine befestigbar ist. Dieser Schlitten ist im Ausführungsbeispiel in Richtung der X-Achse und der Z-Achse bewegbar.

An seinem einen, in der Figur rechts dargestellten Ende ist das Gehäuse 2 mittels einer Endplatte 4 verschlossen, an die außen ein Antriebsmotor 5 angeflanscht ist, welcher im Ausführungsbeispiel als AC-Servomotor ausgeführt ist. Konzentrisch zur Drehachse 6 des Werkzeugrevolvers 1 ist im Inneren des Gehäuses 2 eine hohle Säule 7 mit ihrem einen Ende an der Endplatte 4 festgelegt. Über das der Endplatte 4 abgekehrte Ende des Gehäuses 2 steht ein zylindrischer Kopf 8 über, der gleichachsig zur hohlen Säule 7 mit dieser verschraubt ist und einen größeren Außendurchmesser als die hohle Säule 7 hat.

Im Gehäuse 2 ist drehbar eine die hohle Säule 7 mit Spiel umfassende Buchse 9 gelagert, deren dem zylindrischen Kopf 8 zugewandtes Ende als ein den Revolverkopf bildender Flansch 9&min; ausgebildet ist, der radial nach außen über den zylindrischen Kopf 8 übersteht. Das andere Ende der Buchse 9 bildet ein Zahnrad 9&min;&min;. An einer dem zylindrischen Kopf 8 abgewandten Schulter ist die Buchse 9 mit einer Radialverzahnung versehen, welche innerhalb einer entsprechend ausgebildeten Radialverzahnung eines fest mit dem Gehäuse 2 verbundenen Zahnringes 10 liegt. Ein axial verschiebbar auf der Buchse 9 angeordnetes, ringförmiges Verriegelungsglied 11 ist auf der den beiden Radialverzahnungen zugekehrten Stirnfläche mit einer entsprechenden Radialverzahnung versehen, welche mit den Radialverzahnungen der Buchse 9 und des Zahnringes 10 in Eingriff gebracht wird, wenn der Revolverkopf in einer der wählbaren Winkelstellungen genau positioniert und verriegelt werden muß. Die axiale Verschiebung des Verriegelungsgliedes 11 wird in bekannter Weise mechanisch und/oder hydraulisch bewirkt.

Das Zahnrad 9&min;&min; kämmt mit einem im Gehäuse 2 achsparallel gelagerten Ritzel 12, auf dessen Welle drehfest ein Zahnrad 13 sitzt. Auf einer ebenfalls achsparallelen und drehbar im Gehäuse 2 gelagerten Antriebswelle 14, welche mit der gleichachsigen Welle des Antriebsmotors 5 gekuppelt ist, ist drehfest, aber axial verschiebbar ein Schiebezahnrad 15 angeordnet, das in seiner einen axialen Endstellung in Eingriff und in seiner anderen axialen Endstellung außer Eingriff mit dem Zahnrad 13 ist. Die Betätigung des Schiebezahnrades 15 erfolgt mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 16, könnte aber selbstverständlich auch beispielsweise magnetisch erfolgen.

Über ein Zwischenrad 17 steht ein Ritzel 18 in ständiger Getriebeverbindung mit dem Antriebsmotor 5, das am einen Ende einer durch die hohle Säule 7 hindurchgeführten Verbindungswelle 19 angeordnet ist. Mit dem anderen Ende der Verbindungswelle 19 ist fest ein in dem zylindrischen Kopf 8 drehbar gelagertes erstes Kegelrad 20 verbunden, das mit einem zweiten Kegelrad 21 kämmt. Letzteres ist drehbar im zylindrischen Kopf mit radialer Drehachse gelagert. Eine gleichachsig zum zweiten Kegelrad 21 im zylindrischen Kopf 8 angeordnete und damit in radialer Richtung verlaufende Getriebewelle 22 ist drehfest aber axial verschiebbar mit dem zweiten Kegelrad 21 im Bereich ihres einen Endabschnittes verbunden. Ihr anderer Endabschnitt weist eine Kupplungsbuchse 23 einer Schaltkupplung auf, die mittels eines Hydraulikkolbens 24 axial verschiebbar ist und in ihrer zentralen Bohrung mit einer Innenverzahnung versehen ist.

Mit dem den Revolverkopf bildenden Flansch 9&min; der Buchse 9 ist fest eine Werkzeugscheibe 25 verbunden, welche den zylindrischen Kopf 8 konzentrisch umgibt. Diese Werkzeugscheibe 25 ist in einer vorbestimmten Anzahl von Winkelstellungen verriegelbar, wobei in jeder dieser Winkelstellungen ein Sektor der Werkzeugscheibe 25 sich in der Arbeitsposition befindet. Im Ausführungsbeispiel ist dies der sich oberhalb der Drehachse befindende Sektor.

An der dem Gehäuse 2 abgewandten Stirnfläche der Werkzeugscheibe 2 ist im Bereich wenigstens eines dieser Sektoren eine sich in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 6 erstreckende Schlittenführung 26 befestigt, in der ein Schlitten 27 verschiebbar geführt ist, der mit einer Werkzeugaufnahme versehen ist. Im Ausführungsbeispiel weist diese Werkzeugaufnahme einen konischen Aufnahmekanal auf, welcher in der radial nach außen weisenden Stirnfläche des Schlittens 27 mündet. An dieser Stirnfläche liegt ein Bund eines Werkzeughalters an, der einen Drehmeißel 28 mit radial nach außen weisender Schneide trägt. Ein in den Spannkonus des Werkzeughalters eingreifender Spreizkonus kann mittels eines von Hand drehbaren Exzenters 29 in Richtung der Verjüngung des Spannkonus verschoben werden, wodurch der Werkzeughalter in der Werkzeugaufnahme festgeklemmt wird. Eine Drehung des Exzenters 29 in der entgegengesetzten Richtung bewirkt eine Freigabe des Werkzeughalters. Selbstverständlich könnte diese manuell betätigbare Spannvorrichtung auch als automatisch betätigbare Spannvorrichtung ausgebildet sein. Hierzu könnte in dem Schlitten beispielsweise ein Hydraulikkolben verwendet werden.

Der Schlitten 27 und die Schlittenführung 26 sind auf eine Antriebswelle 30 ausgerichtet, die radial verlaufend in der Werkzeugscheibe 25 verdrehbar gelagert ist und in der in der Figur dargestellten Arbeitsstellung des den Schlitten 27 tragenden Sektors mit der Getriebewelle 22 fluchtet. Dabei ist ihr innen liegender Endabschnitt 30&min; auf die Kupplungsbuchse 23 ausgerichtet. Da er eine mit der Verzahnung der Kupplungsbuchse 23 korrespondierende Längsverzahnung aufweist, kann die Kupplungsbuchse 23 auf den Endabschnitt 30&min; unter Herstellung einer drehfesten Verbindung aufgeschoben werden.

Mit dem Schlitten 27 ist auf dessen der Antriebswelle 30 zugekehrten Seite ein Mitnehmer 31 fest verbunden, der einen in der Verschieberichtung des Schlittens verlaufenden Schlitz der Werkzeugscheibe 25 durchdringt und mit einer Gewindebohrung versehen ist, die von dem als Gewindespindel ausgebildeten Mittelabschnitt der Antriebswelle 30 durchdrungen wird. Eine Rotation der Antriebswelle 30 hat deshalb eine Verschiebung des Schlittens 27 in der Schlittenführung 26 je nach Drehrichtung radial nach außen oder radial nach innen zur Folge.

An der Umfangsfläche und der gegen das Gehäuse 2 weisenden Stirnfläche der Werkzeugscheibe 25 liegt im Ausführungsbeispiel in deren die Schlittenführung 26 tragenden Sektor ein Werkzeughalter 32 an, der radial nach außen absteht und mit einer Werkzeugaufnahme versehen ist, in welche im Ausführungsbeispiel ein Drehmeißel 33 eingesetzt ist. Dieser Drehmeißel 33 hat eine radial nach innen weisende und auf die radial nach außen weisende Schneide des Drehmeißels 28 ausgerichtete Schneide, da die beiden Drehmeißel 28 und 33 dazu dienen, eine Bremsscheibe 34, die während der Bearbeitung mit zur Antriebswelle 30 paralleler Achse rotiert, gleichzeitig auf beiden Stirnseiten zu bearbeiten. Dabei ermöglicht es der Schlitten 27 am Ende des Bearbeitungsvorganges, wenn die beiden Drehmeißel 28 und 33 das radial innen liegende Ende der zu bearbeitenden Flächen erreicht haben, den Drehmeißel 28 von der Bremsscheibe 34 zu heben. Da anschließend auch der Drehmeißel 33 durch eine Verschiebung des gesamten Werkzeugrevolvers 1 in entgegengesetzter Richtung von der Bremsscheibe 34 abgehoben werden kann, treten keine Rückzugrillen an der Bremsscheibe 34 auf.

Die Spannvorrichtung des Werkzeughalter 32 ist wie diejenige des Schlittens 27 als eine manuell zu betätigende Spannvorrichtung dargestellt. Sie kann aber ebenfalls so ausgebildet sein, daß sie mittels einer Hilfsenergie betätigt werden kann, da die Hilfsenergie ohne Probleme durch die hohle Säule 7 hindurch dem zylindrischen Kopf 8 und von hier aus der Werkzeugscheibe 25 zugeführt werden.

Die Werkzeugscheibe 25 könnte, beispielsweise für eine zweite Bearbeitung der beiden Stirnseiten der Bremsscheibe 34. mit einem zweiten Schlitten und einem zweiten, dem Werkzeughalter 32 entsprechenden Werkzeughalter ausgestattet sein. Die Werkzeugscheibe 25 kann sogar mit mehr als zwei Schlitten ausgerüstet sein. Im Ausführungsbeispiel ist aber in demjenigen Sektor der Werkzeugscheibe 25, der gegenüber dem den Schlitten 27 tragenden Sektor um 180° versetzt ist, ein Werkzeughalter 35 mit statischem Werkzeug, nämlich einem Drehmeißel 36 vorgesehen, mittels dessen die äußere Umfangsfläche der Bremsscheibe 34 bearbeitet werden kann.

Ein oder mehrere Werkzeugaufnahmen der Werkzeugscheibe 25 können für Werkzeuge ausgebildet sein, die im Betrieb rotieren, weil der Antrieb dieser Werkzeuge in der Arbeitsposition mittels der Getriebewelle 22 erfolgen kann, die in der in der Figur dargestellten Stellung des Schiebezahnrades 15 ständig vom Antriebsmotor 5 angetrieben werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Werkzeugrevolver mit
    1. a) einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse,
    2. b) einem Antriebsmotor und
    3. c) einer Werkzeugscheibe, die relativ zum Gehäuse drehbar gelagert, in wählbare Winkelstellungen mittels des Antriebsmotors drehbar und in diesem mit dem Gehäuse verriegelbar ist sowie wenigstens eine radial verlaufende, motorisch antreibbare Welle aufweist,
  2. dadurch gekennzeichnet, daß
    1. d) die Werkzeugscheibe (25) in wenigstens einem der den wählbaren Winkelstellungen zugeordneten Sektoren eine Anlagefläche für eine mit ihr zu verbindende Schlittenführung (26) oder eine solche aufweist, in der ein mit einer Werkzeugaufnahme versehener Schlitten (27) in radialer Richtung verstellbar geführt ist, und
    2. e) die radial verlaufende Welle (30) wenigstens einen als Gewindespindel ausgebildeten Abschnitt (30&min;) aufweist der eine korrespondierende Gewindebohrung eines Mitnehmergliedes (31) durchdringt, welches mit dem in Richtung der Welle (30) verschiebbaren Schlitten (27) verbindbar ist.
  3. 2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Arbeitsstellung des die Schlittenführung (26) tragenden Sektors der Werkzeugscheibe (25) die Verschieberichtung des Schlittens (27) in der Z-Achse der Werkzeugmaschine liegt.
  4. 3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein anderer Sektor der Werkzeugscheibe (25) eine Aufnahme für ein Werkzeug oder ein Werkzeugmodul aufweist oder einen in einer Schlittenführung verschiebbaren Schlitten trägt.
  5. 4. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugscheibe (25) in dem den Schlitten (27) tragenden Sektor, vorzugsweise an ihrer Umfangsfläche, eine Befestigungseinrichtung für einen Werkzeughalter (32) aufweist.
  6. 5. Werkzeugrevolver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Schlitten (27) ein Werkzeug (28) mit radial nach außen weisender Schneide und im Werkzeughalter (32) ein Werkzeug (33) festlegbar ist, das mit radial nach innen weisender Schneide auf die radial nach außen weisende Schneide des anderen Werkzeuges (28) ausgerichtet von dieser in einem von der Stellung des Schlittens (27) abhängigen Abstand angeordnet ist.
  7. 6. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radial verlaufende Welle (30) über wenigstens eine Schaltkupplung (22, 23) mit dem Antriebsmotor (5) verbindbar ist.
  8. 7. Werkzeugrevolver nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplung (22, 23) ein radial verschiebbares Kupplungselement (23) aufweist, auf das in der Arbeitsstellung des den Schlitten (27) tragenden Sektors der Werkzeugscheibe (25) die radial verlaufende Welle (30) ausgerichtet ist.
  9. 8. Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Werkzeugaufnahme des Schlittens (27), vorzugsweise auch wenigstens einer der übrigen vorhandenen Werkzeugaufnahmen, eine mit einer. Hilfsenergie betätigbare Spannvorrichtung für das festzulegende Werkzeug zugeordnet ist.






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