DE1477478A1 - Drilling and milling unit with tool storage - Google Patents

Drilling and milling unit with tool storage

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DE1477478A1 DE19621477478 DE1477478A DE1477478A1 DE 1477478 A1 DE1477478 A1 DE 1477478A1 DE 19621477478 DE19621477478 DE 19621477478 DE 1477478 A DE1477478 A DE 1477478A DE 1477478 A1 DE1477478 A1 DE 1477478A1
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Richard Kaiser
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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
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15706—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a single tool being inserted in a spindle directly from a storage device, i.e. without using transfer devices

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

It/ /T/uIt / / T / u

Bohr - und Fräseinheit mit Werkzeugspeicher. Drilling and milling unit with tool storage .

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bohr- und Fräseinheit mit angebautem Werkzeugapeicher zum Bohren, Reiben, Gewindeschneiden, Fräsen und Ansenken mit automatischem Werkzeugwechsel. The invention relates to a drilling and milling unit with an attached tool tape for drilling, reaming, thread cutting, Milling and countersinking with automatic tool change.

us aind Bohr- und Fräseinheiten al3 Einzweckeinrichtungen mit fest eingespanntem Werkzeug oder mit automatischem Werkzeugwechsel, jedoch getrennt angeordnetem Werkzeugspeicher bekannt. Us aind drilling and milling units al3 single-purpose devices with a firmly clamped tool or with an automatic tool change, but separately arranged tool storage.

Die bisherige Anordnung der V/erkzeugspoicher bei Maschinen mit automatischem Werkzeugwechsel benötigt kostspielige und kpmp^jjjffflibä' ffvppfjl^^richtungen, die hauptsächlich aus schwenkbareivßreifervorrichtungen bestehen. Die heutigen Fertigungsmittel müssen jedoch besonders bei Klein- und ivlittelserien in ihren Einsatzmöglichkeiten sehr variabel sein.Dazu gehört in besonderem ilaf3e auch die Veränderung ihrer Anordnung.Dies ist bei Aufbaueinheiten nur dann mit vertretbarem Kostenaufwand möglich, wenn diese sowohl in ihrem Aufbau, als auch funktion^technisch als Einheit gestaltet sind.The previous arrangement of the tool memory on machines with automatic tool change required costly and kpmp ^ jjjffflibä 'ffvppfjl ^^ directions that mainly consist of pivotable gripper devices. However, today's manufacturing equipment has to be very useful, especially for small and medium-sized series be variable. This includes, in particular, change their arrangement. This is only for build-up units then possible at a reasonable cost if these are technically as well in their structure as Unit are designed.

Grundgedanke der Erfindung war demnach, eine Bohr- und ±'räceinheit als Aufbaueinheit für die verschiedenartigsten j.i)insatzmöglichkeiten und Bearbeitungskombinationen zu schaffen, bei der der W'erkzeug3peicher sum automatischen V/erkzoii^wechsel mit der Bohr- und Fräseinheit, sowohl arbeitstechnisch, als auch funktionsmäßig günstig zu einer einheit in Kompaktbauweise zusammengefügG ist.The basic idea of the invention was therefore, a drilling and ± 'räceunheit as a structural unit for the most diverse j.i) to create application possibilities and machining combinations, in which the tool memory is automatically changed with the drilling and milling unit, both in terms of work technology, as well as being functionally favorably assembled to form a unit with a compact design.

Die Kombination ein--53 Verkaeugspeicher,.; sum automatischen Werkzeugwechsel mit einer Bohr- und Fräseinheit, is b bei der vorliegenden Konstruktion besonders zweckmäßig und einfach gelöst, so daß alle vorher erwähnten 13 ed in;'jung en in besonde-The combination one - 53 store,.; sum automatic Tool change with a drilling and milling unit is a part of the present construction particularly useful and simple solved, so that all the aforementioned 13 ed in; 'jung en in especial-

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rem Maße erfüllt sind und somit eine Lücke auf dem Werkzeugmaschinen e let or für die Autpmatisierung der Fertigung ausgefüllt wurde.rem dimensions are met and thus a gap on the machine tools e let or filled out for the automation of the production became.

Die Bohr- und Fräseiheit kann in horizomtaler, vertikaler und schräger Arbeitsweise und in "beliebigen, den Werkstücken angepaßten Lagen, eingesetzt, werden.The drilling and milling unit can work horizontally, vertically and at an angle and in "any" adapted to the workpieces Layers, are used.

In der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen sind die weiteren Vorteile und Ivlerkmale der Erfindung noch besonders hervorgehoben.In the following description and in the drawings, the further advantages and features of the invention are still particular highlighted.

Die Zeichnungen zeigan ein Ausführungsbeispiel der Bohr- und Präseinheit nit Werkzeugspeicher„
L1S stellen dar:
Figur 1 einen Längsschnitt durch die Bohr- und Präs einheitThe drawings show an embodiment of the drilling and pre-unit with tool storage "
L 1 S represent:
Figure 1 is a longitudinal section through the drilling and Pres unit

und den V'erkzeugsoeiclier.
li'igur 2 eine Draufsicht tier Bohr- und Fr äs einheit teilweiseand the tool maker.
li'igur 2 a plan view of the drilling and milling unit partially

im Schnitt.
Figur 3 eine icoaetrische Projektion der Bohr- und Fi" äs einheit, wobei die konzentrische Anordnung der V/erkzeuge und der Werkzeugträger mit den eingesetzten Werkzeugen besonders deutlich gezeigt sind.on average.
FIG. 3 shows an ico-metric projection of the drilling and milling unit, the concentric arrangement of the tools and the tool carriers with the tools used being shown particularly clearly.

Die Bohr- und Fräseiheit wird in ihrem grundsätzlichen Aufbau entsprechend den Figuren 1, 2 und 3 beschrieben und auf Einzelteile nur so weit eingegangen, wie es zum Verständnis des G-esamtaufbaues und der G-es amtfunk tion erforderlich ist.The basic structure of the drilling and milling unit described in accordance with Figures 1, 2 and 3 and on individual parts only entered as far as it is necessary to understand the overall structure and the G-es official function is required.

Jjie Pinole 1, in welcher die Arbeitsspindel 2 gelagert ist, ist in der Führungsboiirung 5 in Gfehäuse 4 aohsial verschiebbar angeordnet. Die ausgefahrene, in allen drei Figuren gezeigte Steirung, ist die Arbeitsstellung. Der scheibenförmige Verkzeugspeicher 5 wurde an der Stirnseite der Bohr- und Fräaeinheit angebracht und ist auf dem Lagerzapfen 6 drehbar gelagert. Die 1,'erkzeuge 7 sind konzentrisch zur Dreha.ch.se des ',-/erkzeugspeichers 5 angeordnet. Zur kraftschlüssigen Verbindung dor Werkzeuge 7 -ät der Arbeitsspindel 2 dient der V.-erkz eughalt er 8,The quill 1, in which the work spindle 2 is mounted, is arranged in the guide hole 5 in the housing 4 so that it can be axially displaced. The extended steering shown in all three figures is the working position. The disk-shaped tool storage device 5 was attached to the end face of the drilling and milling unit and is rotatably mounted on the bearing journal 6. The 1, 'tools 7 are arranged concentrically to the Dreha.ch.se des', - / tool store 5. The V tool holder 8 is used for the force-fit connection between the tools 7 and the work spindle 2.

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der auf der einen Seite den Innenkonus 9 zur Aufnahme der Werkzeuge, auf der anderen Seite den zylindrischen Schaft zur kraftschlüsaigen Verbindung mit der Arbeitsspindel 2 auf weist.Durch den Zentrieransatζ 11 wird der Werkzeughalter 8 in der Bohrung der Aufnahmebuchse 12 zentriert« Die achsiale Lagebegrenzung des Werkzeughalters 8 im Werkzeugspeicher 5 wird durch Anlage des Bundes 13 am Bohrungsabsatz 14 der Aufnahmebuchse 12 erreicht. Im Werkzeugspeicher ist außerdem eine Einrichtung zum Festhalten der Werkzeughalter 8 untergebracht,auf die jedoch in diesem Zusammenhang nicht näher eingegangen sei.on the one hand the inner cone 9 for receiving the tools, on the other hand the cylindrical shaft for frictional connection with the work spindle 2 Through the centering attachment 11, the tool holder 8 centered in the bore of the receiving sleeve 12 «The Axial position limitation of the tool holder 8 in the tool store 5 is achieved by the collar 13 resting on the bore shoulder 14 of the receiving socket 12 reached. In the tool memory there is also a device for holding the tool holder 8 accommodated, however, in this context was not discussed in more detail.

Die Drehachse des Werkzeugspeichers 5 ist erfindungsgemäß so gelegt, daß die Mittellinien der Aufnahmebuchsen 12 für die Werkzeuge 7 sich, in den einzelnen Schaltstellungen des Werkzeugspeichers 5 mit der Mittellinie der Pinole 1 decken. Außerdem ist der Durchmesser der Auf nähme bucias en 12 gleich dem Durchmesser der Pinole 1 *The axis of rotation of the tool store 5 is according to the invention placed so that the center lines of the receiving sockets 12 for the tools 7 coincide with the center line of the quill 1 in the individual switching positions of the tool store 5. In addition, the diameter of the bucias en 12 is the same the diameter of the quill 1 *

Bei der achsialen Verschiebung der Pinole 1 in die gezeichnete Arbeitsstellung wird zugleichjier Werkzeugspeicher 5 von der Pinole 1 verriegelt. Damit entfällt die Donat übliche zusätzliche fixiereinrichtung bei Werkzeugepeichern.During the axial displacement of the quill 1 into the working position shown, at the same time each tool storage 5 locked by the quill 1. This eliminates the usual Donat additional fixing device for tool stores.

Die achsiale Verschiebung der Pinole 1 erfolgt ö!hydraulisch durch den Kolben 15» dessen Kolbenstange 16 an der mit der Pinole 1 fest verbundenen Lasche 17 angi^chraubi ist. Die kraftSchlussige Verbindung der Werkzeughalter β und damit der Werkzeuge 7 mit der Arbeitsspindel d wird mit an sich bekannten federbelasteten Spannelementen erreicht, die im Kopf der Arbeitsspindel 2 eingebaut sind. Zum Lösen der Werkzeughalter 8 von der Arbeitsspindel 2 dient der Hydraulikkolben 18, der über die Druckstange 19 durch die als ■ Hohlwelle ausgebildete Arbeitsspindel 2 auf die Spannelemente wirkt.Das Drehen des Werkzeugspeichers 5 zum Wechseln tter Werkzeuge 7 geschieht durch den Üliiotor 2Ü, dessen Ritzel 21 in den Zahnkranz 22 am Werkzeugs ο ei chc.r 5 eingreift,,The axial displacement of the quill 1 takes place hydraulically through the piston 15, the piston rod 16 of which is angularly attached to the bracket 17 firmly connected to the quill 1. The non-positive connection of the tool holder β and thus the tools 7 to the work spindle d is achieved with spring-loaded clamping elements known per se, which are built into the head of the work spindle 2. To release the tool holder 8 from the work spindle 2, the hydraulic piston 18 is used, which acts on the clamping elements via the push rod 19 through the work spindle 2 designed as a hollow shaft 21 engages in the ring gear 22 on the tool ο ei chc.r 5 ,,

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Für don Antrieb der Arbeitsspindel 2 wird ein Leonard- Steuerantrieb verwendet. Der Gleichstrom- Antriebsmotor 23 ist mit einem zweistufigen Elektroschaltgetriebe gekuppelt, dessen Abtriebszahnrad 24 über das Zwischenrad 25 die Arbeitsspindel 2 antreibt. Die Arbeitsspindel 2 wurde mit einem Mehrkeilprofil versehen, auf dem das Zahnrad26 achsial gegen die Druckfeder verschiebbar ist. Dadurch tritt bei ungünstiger Stellung der Zahnräder 25 und 26 ( Zahn auf Zahn ) beim Ausfahren der Pinole 1 kein Zahnradbruch ein,und der einwandfreie Zahneingriff erfolgt beim Einschalten des Getriebes.A Leonard control drive is used to drive the work spindle 2 used. The DC drive motor 23 is with coupled to a two-stage electric gearbox, the output gear 24 of which via the intermediate gear 25 controls the work spindle 2 drives. The work spindle 2 was provided with a multi-spline profile on which the gear 26 axially against the compression spring is movable. This results in an unfavorable position of the gears 25 and 26 (tooth on tooth) when the quill is extended 1 no gear breakage occurs and the gear meshes perfectly when the gearbox is switched on.

Die Arbeitsweise der Bohr- und Präseinheit ist nun folgende: Bei eingefahrener Pinole 1 dreht sich der Werkzeugspeicher 5 mit den Werkzeugen 7, bis das für den nächsten Arbeitsgang bestimmte Werkzeug in der Fluchtlinie der Pinole 1 steht. Nun schiebt sich die Pinole 1 in die Bohrung des Werkzeugspeichers 5, so daiS der zylindrische Schaft 10 des \verkzeughalters 8 in die geöffneten Spannelemente im Kopf der Arbeitsspindel 2 eingeführt und zum Anschlag gebracht wird.The operation of the drilling and presetting unit is as follows: When the quill 1 is retracted, the tool storage 5 rotates with the tools 7 until the tool intended for the next operation is in alignment with the quill 1. so the quill 1 pushes into the bore of the tool magazine 5, so that the cylindrical shaft 10 of the tool holder 8 fits into the opened clamping elements in the head of the work spindle 2 is introduced and brought to the stop.

Durch elektro- hydraulische Steuerung wird dann der aufflen Hydraulikkolben 18 wirkende Druck abgeschaltet, und die federbelasteten Spannelemente im Kopf der Arbeitsspindel 2 stellen die kraftschlüssige Verbindung zwischen Werkzeug und Arbeitsspindel 2 her. Durch weitere Beaufschlagung des Kolbens 15 erfolgt nun die achsiale Verschiebung der Pinole 1 bis zum Anschlag in ihre Arbeitsstellung.It will then open up by means of an electro-hydraulic control system Hydraulic piston 18 acting pressure switched off, and the spring-loaded Clamping elements in the head of the work spindle 2 provide the non-positive connection between the tool and the work spindle 2 ago. Further action on the piston 15 takes place now the axial displacement of the quill 1 up to the stop in its working position.

Der auf den Kolben 15 wirkende Öldruck bleibt über das ganze Arbeitsspiel bestehen,um ein Ausweichen der Pinole 1 während des Fräs- oder Bohrvorganges zu verhindern. Bei der Verschiebung der Pinole 1 in Ihre Arbeitsstellung, kommt das Zahnrad mit dem Zahnrad 25 zum Eingriff, und durch das Einschalten der entsprechenden .^lektromagnetkupplung läuft die Arbeitsspindel 2 entsprechend der vorgewählten und eingeregelten Drehzahl um.The oil pressure acting on the piston 15 remains throughout Work cycle exist in order to avoid the quill 1 during to prevent the milling or drilling process. When the quill 1 is moved into its working position, the gear wheel comes into play with the gear 25 for engagement, and by switching on the corresponding. ^ electromagnetic clutch runs the work spindle 2 according to the preselected and regulated speed.

Der Bohr- und Präsvorschub erfolgt durch Verschieben der ganzen Einheit. Dies gilt auch für die Eilgänge. Die dafür notwendigen Teile wurden nicht eingezeichnet, weil hierfür sowohlThe drilling and pre-feed is carried out by moving the entire unit. This also applies to the rapid traverses. The necessary Parts were not drawn in, because both

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ein Hydraulikkorben als auch ein Spindelantrieb geeignet ist.a hydraulic basket as well as a spindle drive is suitable.

I3t der Arbeitsgang beendet, so bewegt sich die Pinole 1 wieder zurück, bis der Werkzeughalter 8 im V/erkzeugspeicher 5 einrastet. Der Hastvorgang löst die ö"!hydraulische Betätigung des Kolbens 18 aus, der die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Werkzeug 7 und der Arbeitsspindel 2 aufhebt, sodaß sich die Arbeitsspindel 2 in ihre Ausgangsstellung,d. h. außer Eingriff mit dem Werkzeugspeicher 5 bev/egen kann» Nun dreht sich der Werkzeugspeicher 5 wieder für den nächsten Arbeitsgang, und die Funktionen wiederholen sich.When the operation is finished, the quill 1 moves back again until the tool holder 8 is in the tool store 5 clicks into place. The hasty process releases the hydraulic actuation of the piston 18, which cancels the positive connection between the tool 7 and the work spindle 2, so that the work spindle 2 is in its starting position, d. H. can move out of engagement with the tool storage 5 » Now the tool storage 5 rotates again for the next one Operation, and the functions are repeated.

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Claims (4)

— ο — 1*77478 Patentansprüche;- ο - 1 * 77478 claims; 1. Bohr- und yrLaeinheit mit Werkzeugspeicher zum Bohren,Hei- " ben, Gewindeschneiden, Präs an und Ansenken mit automatischem Werkzeugwechsel, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge in einem scheibenartigen Werkzeugspeicher 5 konzentrisch um dessen Drehachse angeordnet sind und daß dieser Werkzeugspeicher 5 an|der Vorderseibe der Bohr- und Fräseinheit so angebracht wurde, da.H bei den einzelnen Schaltstellungen des Werkzeugspeichers 5 die Mittellinien und Achsen der Werkzeuge 7 sich, mit der Mittellinie und Achse der Pinole 1 decken und daß die Pinole 1 durch die ihrem Durchmesser angepai3te Bohrung der Aufnahmebuchse 12 für die Werkzeugaufnahme im Werkzeugspeicher hindurch achsial in ihre Arbeitsstellung verschoben wird, wobei die Pinole 1 gleichzeitig die Verriegelung djs Werkzeugspeichers 5 bei seiner jeweiligen Gehaltsteilung vornimmt.1. Bohr and yrLa unit with tool storage for drilling, Hei- " ben, thread cutting, pres an and countersinking with automatic tool change, characterized in that the tools are arranged in a disk-like tool store 5 concentrically around its axis of rotation and that this tool store 5 on the front plate of the drilling and milling unit was, da.H for the individual switch positions of the tool magazine 5 the center lines and axes of the tools 7 coincide with the center line and axis of the quill 1 and that the quill 1 through the bore of the Receiving bushing 12 for the tool mounting in the tool storage is shifted axially through it into its working position, with the quill 1 at the same time the locking of the tool storage 5 with his respective salary division. 2. Bohr- und tfrüöeinheit mit Werkzeugapeicher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Haß A zwischen den Werkzeugstirnflächen oder Werkzeugs pi ta en dec: in Arbeitsstellung befindlichen Werkzeuges und den im Werkzeugspeicher eingesetzten 'Werkzeugen größer ist, als die größte äinfahrtiefe in die Bearbeitung .^vorrichtung und die größte Bearbeitungstiei'e zusammen genommen.2. drilling and tfrüöeinheit with tool tape recorder according to claim 1, characterized in that the hatred A between the tool faces or tool pi ta en dec: located in the working position The tool and the tools used in the tool memory is larger than the greatest depth of the penetration into the Machining. ^ Device and the largest machining parts together taken. ο Bohr- und i'rüseinheit mit Werkzeugspeicher nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daJd das Zahnrad 26 auf der Arbeitsspindel 2 achsial gegen eine Druckfeder verschiebbar angeordnet ist und da'3 dieses Zahnrad bei der achsialen Verschiebung der Pinole 1 und damit der Arbeitsspindel 2 in ihre Arbeitsstellung mit dem entsprechenden Gegenrad des Antriebs in Eingriff kommt.ο drilling and I'rüs unit with tool storage according to claim 1 and 2, characterized in that the gear wheel 26 is on the work spindle 2 arranged axially against a compression spring is and da'3 this gear during the axial displacement the quill 1 and thus the work spindle 2 in their working position with the corresponding mating gear of the drive in engagement comes. 4. Bohr-, und i'räseinheit mit Werkzeugspeicher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben 18 zum Lösen der kraftschlüssigen Verbindung zv/i.scheu den Werkzeugen 7 und der Arbeitsspindel 2 in die Pinole 1 eix.^ijbaut wurde, um die auftretenden Kräfte günstig aufzunehmen.4. drilling and milling unit with tool storage according to claim 1, characterized in that the hydraulic piston 18 for releasing the non-positive connection zv / i.scheu the tools 7 and the work spindle 2 in the quill 1 eix. ^ Ijbaut to the to absorb occurring forces favorably. BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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