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Ferngesteuert er BohrrevolverkopI für Werkzeugmaschinen Die Erfindung
betrifft einen Kevolverkopf für Werkzeugmaschinen mit einer Mehrzahl von im Revolverkopf
eingesetzten drehbaren Bohrspindeln.
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Bohrrevolverköpfe sind zur Bearbeitung von Werkstücken erforderlich,
wenn zur Erreichung einer kontinuierlichen Fertigung ein handbetätigter Wechsel
einzelner Bohrwerkzeuge vermieden werden soll. Mittels eines Bohrrevolverkopfes
können entsprechend der Anzahl der Arbeitspositionen des Kopfes eine gleiche Anzahl
von Bohrwerkzeugen automatisch nacheinander in Eingriff gebracht werden.
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Es ist bekannt, Revolverköpfe mit einem einzigeR Motor zu entriegeln,
in eine neue Position einzuschwenken und in dieser neuen Position erneut zu verriegeln,
(DAS 1 293 526, DAS 1 301 687, OS 1 931 609). Es handelt sich hierbei jedoch ausschließlich
um Revolverköpfe mit festen Schneidwerkzeugen für Drehmaschinen. Sie sind als Aufbaueinheiten
im Einsatz und sind austauschbar, da sich alle Antriebsorgane innerhalb dieser Einheiten
befinden.
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Die vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe, einen Revolverkopf
mit drehbaren Bohrspindeln zu schaffen, der in gleicher leichter eise austauschbar
ist und demzufolge nicht nur die Antriebsaggregate für den Verriegelungs- und Schwenkmechanismus
oberhalb seiner Aufspannfläche enthalten muß, sondern auch den Antritsmechanismus
für die Bohrspindeln. Ein solcher Bohrrevolverkopf ist nicht nur zum Einsatz auf
Werkzeugmaschinen mit bohrender Arbeitsweise beschränkt. Er kann in gleicher Weise
bei Drehmaschinen Verwendung finden, wo er z.T. mit Bohrspindeln und z.T. mit festen
Drehwerkzeugen bestückt wird. Es ist kann z.B. möglich, einen Flansch als Werkstück
drehend zu
bearbeiten und in der gleichen Aufspannung des Werkstückes
bei stillstehendem Werkstück außermittige Löcher zu bohren und zu senken, bzw. mit
Gewindeschneidwerkzeugen Gewinde zu schneiden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Motor für
den Verriegelungs- und Schwenkmechanismus auch die Drehbewegung zugeordnet wird.
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Es stellen dar Fig. 1 einen-Schnitt I-I durch die Figur 3, Fig. 2
einen Teilschnitt II-II durch die Figur 3, Fig, 3 einen Schnitt III-III durch die
Figur 1, Fig. 4 eine Draufsicht in Richtung Pfeil IV der Figur 1 bei abgenommenen
Deckel, Fig. 5 eine Draufsicht wie Figur 4, jedoch mit anderer Riegelstellung, Fig0
6 einen Schnitt V-V der Figur 1, Fig. 7 einen Teilschnitt VI-VI der Figur 1, Fig.
8 einen Schnitt durch eine der Bohrspindeln, jedoch mit einem als Übersetzungsgetriebe
ausgeführten Planetengetriebe, Fig. 9 das Schema eines Bohrrevolverkopfes mit den
gleichen Einzelheiten wie Figur 1, jedoch mit einem anders ausgeführten Antrieb,
Der Bohrrevolverkopf besteht aus einem stationären säulenförmigen Teil 1, das am
Fußende den Flanschteil 2 aufweist, der als Anschraubfläche für die Werkzeugmaschine
dient. Oberhalb des Flanschteiles 2 ist ein Stirnzahnkranz 3 mit Teil 2 fest verschraubt.
Um das Säulenteil 1 dreht sich um ein geringes Maß axial verschiebbar der Revolverkopfkörper
4. Unterhalb desselben ist ein weiterer Stirnzahnkranz 5 fest angeschraubt. An den
Seitenflächen
6 des l.evolverkopfkörpers 4 sind mittels #3 Schrauben 7 die Bohreinsätze 8 abnehmbar
anmontiert. In denselben ist mittels Lager 9 die Bohrspindel lo drehbar gelagert.
Die Bohrspindel 1o weist an ihrem inneren Ende Kupplungszähne 11 auf und am äußeren
bunde den Aufnahmekonus 12 für die nicht dargestellten Bohrwerkzeuge.
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Der Antriebsmotor 13 befindet sich im Innern des stationären Teils
1 und kann als hydraulisch arbeitender Verstellmotor oder aber auch als regelbarer
Elektromotor ausgeführt sein. Ein pneumatischer Motor wäre wegen des geringen Drehmomentes
unzweckmäßig, aber möglich. Motor 13 treibt über Zahnräder 14 und 15 eine Welle
16 an, die ihrerseits über Kegelräder 17 und 18 eine zweite zelle 19 antreibt. Auf
der Welle 19 sitzt verschiebbar, aber nicht gegen die #elle 19 drehbar ein Kupplungskörper
20, an dessen Ende Kupplungszähne 21 angebracht sind. In einen Einstich 22 greifen
Mitnahmestifte 23 (Fig.3) der Kupplungsgabel 24 ein. Die Kupplungsgabel 24 ist auf
einer Achse 25 gelagert. Ein Drehmagnet 26 (Fig.3) mit federnder Rückstellung, dessen
Schaltachse mit der Achse 25 fest verbunden ist, schaltet im zustand der Erregung
die Kupplungszähne 11 und 21 zusammen. Damit erhält die Bohrspindel 10 ihren Antrieb.
Anstelle des Drehmagneten 26 kann auch ein hydraulisch betätigter Kolben Verwendung
finden. Es wäre hierzu eine gesonderte hydraulische Zuleitung erforderlich.
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Die Energieversorgung des Motors und die elektrischen Steuerleitungen
für die Positionsbestimmung werden durch Zuleitungen 27 bewirkt.
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Der Antrieb für das Verriegeln und Verschwenken des Revolverkopfkörpers
4 wird vom Motor 13 über die Zahnräder 14 und 15 abgeleitet, indem das Zahnrad 15
das Zahnrad 28 und damit die
Kupplungswelle 29 antreibt, die ihrerseits
im lager 30 drehbar, aber axial nicht verschiebbar, gelagert ist. Die Kupplungswelle
29 weist am oberen Ende Kuppelzähne 31 auf. In Flucht der Kupplungswelle 29 ist
in den Lagern 32 im stationären Säulenteil 1 die Ritzelwelle 33 gelagert, deren
Zähne in einen als Gewindeantriebsschraube 34 ausgebildeten Zahnkranz eingreifen.
Am unteren Ende der Ritzelwelle 33 ist axial verschiebbar, aber gegenüber der Ritzelwelle
nicht drehbar ein Kupplungskörper 35 geführt, in dessen Binstich 36 die Mitnahmestifte
37 eingreifen, die ihrerseits in der zweiten Kupplungsgabel 38 befestigt sind.
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Die Kupplungsgabel 38 ist auf der Achse 25 rechtwinklig zur Kupplungsgabel
24 befestigt. Der Kupplungskörper 35 weist an seinem unteren Ende Kuppelzähne 39
auf. Bei Erregung des Drehmagneten 26 greifen die Kuppelzähne 31 und 39 nicht ineinander,
während bei stromlosen Drehmagneten die Kuppelzähne 31 und 39 ineinandergreifen
und damit die Wirkverbindung vom Motor 13 zur Ritzelwelle 33 geschlossen ist. Die
Wirkverbindung vom Motor 13 zur Bohrspindel 1o ist damit geöffnet.
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Das Umschalten des Revolverkopfkörpers 4 in eine neue Position geht
folgendermaßen vor sich : Der Motor 13 hat über eine nicht dargestellte elektrische
Steuerung bei Beendigung eines Arbeitsganges stillgesetzt. Der noch erregte Drehmagnet
26 wird sbromlos. Damit schließt sich die Kupplung 31 und 39, während sich die Kupplung
11 und 21 öffnet. Der Motor 13 läuft im Rechtssinn wieder an und dreht über den
Getriebezug 14, 15, 28 29 und 33 die Gewindeantriebsschraube 34. In dieser ist schwenkbar
eingelassen der Fallriegel 40, der seinerseits durch eine Druckfeder 41, die sich
am Kopf der Schraube 42 abstützt, immer nach unten gedrückt wird. Der Faliriegel
40 schwenkt um die Achse 43. Die
Gewindeantriebsschraube 34 greift
mit ihrem Gewinde 44 in das Gegengewinde der Antriebsmutter 45 ein, die ihrerseits
fest mit dem drehbaren Revolverkopfkörper 4 verschraubt ist. Weiterhin ist in der
Gewindeantriebsschraube 34 längs, aber nicht seitlich verschiebbar ein Ausheber
46 eingelassen. Gemäß Fig.4 (Pallriegelstellung im verriegelten Zustand des Revolverkopfkörpers)
dreht sich nun die Gewindeantriebsschraube 34 in Richtung des Pfeiles b. Der Revolverkopfkörper
kann sich noch nicht drehen, weil er durch den Vorraster 47 mit Feder 48 (gelagert
in der Säule 1) an der Drehung gehindert wird. Der Fallriegel schleift auf der Oberkante
49 der Antriebsmutter 45, solange, bis der Winkel X ausgefahren ist.
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In der Stellung der Figur 5 ist dieses der Fall. Der RevolverS kopfkörper
4 ist gegenüber dem stätionären Flanschteil 2 durch die Wirkung des Gewindes 44
um einige Millimeter angehoben, so daß die formschlüssige Verbindung der Stirnzahnkränze
3 und 5 gelöst ist, Der Revolverkopfkörper kann sich nun im Sinne des Verschwenkens
(Pfeilrichtung b) frei drehen. In dieser Stellung ist nun aber der Pallriegel 40
gegen die Hochkante So der Antriebsmutter 45 gestoßen. Er kann aber noch in die
Aussparung 51 der Antriebsmutter einfallen, weil der Ausheber 46 noch auf der Oberfläche
52 des chleppringes 53 schleift. Dieser ist drehbar um die Säule 1 gelagert und
weist für jede Schaltposition des Revolverkopfkörpers eine Rastung 54 auf. In eine
dieser Rastungen 54 greift ein Rastbolzen 55 mit Feder 56 ein. Der rastbolzen 55
läßt eine Drehung des Schleppringes in Pfeilrichtung b (Verschwenken) zu, sperrt
ihn aber in Pfeilrichtung a (Verriegeln).
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Weiterhin weis ur Schleppring 53 eine Schrgägausnehmung 57 auf, die
gegenüber der Rastung 54 um etwa 1c Grad versetzt ist.
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(Fig.6). Bei weiterer nunmehr gemeinsamer Drehung von 34 mit 40 und
45 mit 4 um etwa 10 Grad fällt der Ausheber 46 in die Schrägausnehmung 57 des Schleppringes
53 ein. Dieser wird nunmehr im Schwenksinn (Pfeilrichtung b) mitgenommen, wobei
auch der Fallriegel 40 ganz in die Aussparung 51 der antriebsmutter 45 eingefallen
ist. Durch diesen Fallriegel 40 besteht nun also zwischen der Gewindeantriebsschraube
34 und dem Revolverkopfkörper 4 über die Antriebsmutter 45 ein aktiver Formschluß.
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Der Revolverkopfkörper 4 schwenkt nun solange, getrieben durch den
Motor 13 weiter, bis der der gewünschten Position entsprechende Endschalter ein
Signal gibt. Für jede Revolverposition ist ein Endschalter 58 vorhanden, aber es
steht durch eine nicht dargestellte elektrische einrichtung nur der, der gewünschten
Position entsprechende Endschalter, unter Spannung. Die anderen Endschalter sind
spannungsfrei. Alle Endschalter 58 sind dabei so gerichtet, daß sie erst dann ein
Signal geben, wenn der Revolverkopfkörper 4 (mit dem Schleppring 53) etwa 1o Grad
übergelaufen ist.(iYber die eigentliche Position hinaus). Die Signalgabe erfolgt
durch einen mit dem Revolverkopfkörper umlaufenden Schaltstift 59. Die Endschalter
sind auf der stationären Säule 1 befestigt. Der Motor 13 wird durch die Endschalter
58 und über die nicht dargestellte elektrische Einrichtung in seiner Drehrichtung
umgekehrt und dreht damit die #ewindean#rie#tiJJCchrattbe 34 nunmehr in Pfeilrichtung
a (Verriegelungssinn), ber Schleppring 53 ist in dieser Drehrichtung durch den lLastbt
en 55 gesperrt. Der Revolverkopfkörper 4 kann sich jedoch @och um etwa 10 Grad in
Pfeilrichtung a zurückdrehen, bis at#ch er durch den Vorraster 47 für diese Drehrichtung
gesperrt ist. Während dieser Rückwärtsbewegung von etwa lo Grad ist jedoch der Ausheber
46
mit seiner unteren Schrägfläche an der Schrägfläche der Schrägausnehmung 57 des
Schleppringes 53, der nunmehr gegen die Drehrichtung a gesperrt ist, hochgeglitten
und hat den Fallriegel 40 entgegen der Wirkung der Feder 41 aus der Aussparung 51
der iintriebsmutter 45 ausgehoben. Der Formschluß zwischen Gewindeantriebsschraube
34 und Antriebsmutter 45 und damit auch zwischen dem Revolverkopfkörper 4 ist aufgehoben
und der Motor 13 kann die Gewindeantriebsschraube um den vollen Winkel X zurückdrehen.
Damit ist die Stellung der Fig. 4 (die Ausgangsstellung) wieder erreicht und der
Revolverkopfkörper 4 ist wieder mit dem Flanschteil 2 über die Stirnzahnkränze 5
und 3 formschlüssig miteinander verbunden. Der winkel X entspricht also dem Aushub
bzw. dem Einzug der beiden Stirnverzahnungskränze und die Antriebsmutter 45 macht
gegenüber der Gewindeantriebsschraube 34 lediglich die Relativbewegung um den Winkel
XO jber diesen ein kel X hinaus drehen sie sich unter Formschluß des Fallriegels
40 nur gemeinsam miteinander. Der Motor schaltet über die elektrische Steuerung
ab.
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Da der Motor 13 in seinem Regelbereich begrenzt ist, können die Drehzahlbereiche
der einzelnen Bohrspindeln durch den Einbau von Zwischengetrieben, die als Planetengetriebe
ausgeführt sein können, verschoben werden. Fig. 8 zeigt z.B. eine Schnelläuferspindel.
Die Kuppelzähne 60 entsprechen in Größe und Ausführung den Ruppelzähnen 11 der Bohrspindel
10. Ein Planetenträger 61 wird über die Kuppelzähne 60 von dem Kupplungskörper 20
angetrieben. Im Planetenträger 61 sind Planetenräder 62 gelagert, die an dem fest
mit dem Bohreinsatz 63 verbundenen Innenæahnkranz 64 abrollen. Sie treiben damit
ein Sonnenrad mit erhöhter Drehzahl an, das fest auf der Bohrspindel 66 aufmontiert
ist.
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Diese dreht sich also mit erhöhter Drehzahl gegenüber der Abtriebswelle
19 (Fig.1). Bei Antrieb des Sonnenrades sind bei anderer Anordnung des Getriebes
Untersetzungen möglich.
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Figur 9 zeigt eine andere mögliche Getriebeanordnung bei sonst gleichen
Bauteilen des Bohrrevolverkopfes. Der Motor 67 ist hier wagerecht angeordnet. Er
könnte auch außerhalb des i?ußflansches 2 an denselben angeflanscht sein. Die Zahnräder
68 und 69 treiben die Verteilerwelle 70 mit der Kupplung 71 und ein Kegelradpaar
72 und 73 treibt über eine Kupplung 74 die Ritzelwelle 75, die auf die Gewindeantriebsschraube
34 (Fig.1 und Fig. 2) wirkt. Das weitere entspricht dem Vorhergesagten.