DE3509635C1 - Werkzeughalteeinrichtung fuer Drehmaschinen - Google Patents

Description

3 4

sogenannte Sternrevolver, bei denen die bezüglich der zu positionieren. Bevorzugt werden aber Ausführungs-Schaltachse des Werkzeugrevolvers radial verlaufenden formen, bei denen das erste Gewindeelement in beiden Werkzeugspindeln gemeinsam von einem Zentralkegel- axialen Richtungen unverschiebbar mit der Werkzeugrad angetrieben werden, bislang noch keine marktfähige spindel verbunden ist. Schließlich sei noch darauf hinge-Konstruktion. 5 wiesen, daß es sich bei dem zweiten Gewindeelement Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ei- auch um die Werkzeugspindel selbst handeln könnte: In ne Werkzeughalteeinrichtung der eingangs erwähnten diesem Fall wäre das erste Gewindeelement so zu ge-Art zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist als die vor- stalten, daß es sich in axialer Richtung mit dem zu spanstehend geschilderten bekannten Konstruktionen und nenden Werkzeug verbinden läßt, so daß durch Drehen deren Werkzeugspindel-Antriebssystem und Werk- io des ersten Gewindeelements in der Werkzeugspindel zeug-Spannvorrichtungs-Betätigungssystem sich für al- die letztere in axialer Richtung relativ zum Werkzeug Ie Arten von Werkzeugrevolvern eignet. verschoben und auf diese Weise das Werkzeug ge-

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Werk- spannt wird.

zeughalteeinrichtung für einen Werkzeugträger, insbe- Um die Werkzeugspindel für einen Werkzeugwechsel sondere einen Werkzeugrevolver, von Drehmaschinen 15 besonders einfach blockieren zu können, weist bei einer ausgegangen, der eine in einem Gehäuse drehbar gela- bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen gerte, antreibbare und als Hohlwelle ausgebildete Werkzeughalteeinrichtung die Kupplung einen ersten Werkzeugspindel besitzt, die eine Werkzeug-Spannvor- Zustand auf, in dem das Antriebselement mit der Werkrichtung aufweist, welche mit einem Sitz für ein Werk- zeugspindel gekuppelt ist, während in einem zweiten zeug, gegen den dieses in axialer Richtung verspannbar 20 Zustand der Kupplung die Werkzeugspindel mit dem ist, und einem in der Werkzeugspindel koaxial zu dieser Gehäuse gekuppelt und somit blockiert ist. Die Betätiangeordneten, relativ zur Werkzeugspindel um deren gung der Kupplung zwecks Abkuppeins der Werkzeug-Achse drehbaren ersten Gewindeelement versehen ist, spindel von deren Antrieb wird also gleichzeitig dazu das zum Spannen eines Werkzeugs gegenüber einem verwendet, die Werkzeugspindel mit dem Gehäuse zu zweiten Gewindeelement verdrehbar ist, wobei die 25 kuppeln und sie auf diese Weise zu blockieren, so daß Werkzeughalteeinrichtung ein zur Werkzeugspindel eine zweite Bewegung zum Blockieren der Werkzeugkoaxiales Antriebselement zum Antreiben der Werk- spindel nicht erforderlich ist.

zeugspindel aufweist. Erfindungsgemäß wird eine sol- Bei der Kupplung kann es sich prinzipiell um jede ehe Werkzeughalteeinrichtung so ausgebildet, daß auch Kupplungsart handeln. Ein besonders einfacher Aufbau das erste Gewindeelement durch das Antriebselement 30 des erfindungsgemäßen Werkzeugträgers ergibt sich antreibbar sowie eine lösbare Kupplung zwischen dem dann, wenn die Kupplung eine zur Werkzeugspindel Antriebselement und der Werkzeugspindel vorgesehen koaxiale Kupplungshülse aufweist, welche zum Kupist. Dadurch entfällt das zweite Antriebssystem der vor- pein des Antriebselements mit der Werkzeugspindel stehend geschilderten bekannten Konstruktionen, so über bzw. in Mitnehmerbereiche der Werkzeugspindel daß mit dem Motor, der während der Bearbeitung eines 35 und des Antriebselements geschoben und mit diesen Werkstücks die Werkzeugspindel antreibt, zum Werk- Mitnehmerbereichen in Drehrichtung formschlüssig zeugwechsel auch die Werkzeug-Spannvorrichtung ge- verbunden werden kann. Die Kupplungshülse könnte löst und wieder gespannt werden kann. Bevorzugt wer- z. B. mit Stiften ausgerüstet sein, die sich bei eingekupden Ausführungsformen, bei denen die lösbare Kupp- pelter Werkzeugspindel durch Bohrungen in Flanschen lung unmittelbar zwischen dem Antriebselement und 40 des Antriebselements und der Werkzeugspindel hinder Werkzeugspindel angeordnet ist. durch erstrecken und so diese beiden in Drehrichtung Die Werkzeug-Spannvorrichtung kann ein übliches formschlüssig miteinander verbinden. Einfacher ist es Werkzeug-Spannfutter aufweisen, welches in einer jedoch, die Kupplungshülse und die beiden Mitnehmeraxialen Richtung der Werkzeugspindel mit einem Ge- bereiche mit ineinanderschiebbaren Verzahnungen zu windeelement verbunden ist, das mit einem weiteren, 45 versehen.

mit Hilfe des Antriebselements drehbaren Gewindeele- Damit zu einem Werkzeugwechsel sich die Werkment zusammenwirkt, um das Spannfutter zu öffnen zeugspindel in einer ganz bestimmten Drehwinkelstel- und/oder zu schließen (die Betätigung des Spannfutters lung blockieren läßt, wird vorgeschlagen, die Kuppin dem jeweils anderen Sinn könnte beispielsweise lungshülse und das Gehäuse jeweils mit mindestens eidurch eine Feder erfolgen). Die Erfindung läßt sich aber 50 nem derart ausgebildeten Verriegelungselement zu verauch auf völlig andere Werkzeug-Spannvorrichtungen sehen, daß die Kupplungshülse in mindestens einer defianwenden, z. B. auf solche, bei denen ein Werkzeug- nierten Drehwinkelstellung durch axiales Verschieben schaft hinten mit einer Gewindebohrung versehen ist, in mit dem Gehäuse drehfest verbindbar ist. Bei den Verdie sich ein Gewindebolzen der Werkzeug-Spannvor- riegelungselementen kann es sich z. B. um einen Zahn richtung einschrauben läßt, der das erste Gewindeele- 55 und um eine entsprechende Ausnehmung handeln, in die ment im Sinne der vorstehenden Erfindungsdefinition sich der Zahn beim Verschieben der Kupplungshülse bildet und durch das Antriebselement in Drehung ver- einschieben läßt.

setzt werden kann; es ist dann nur erforderlich, diesen Um für einen Werkzeugwechsel das erste Gewinde-Gewindebolzen axial in Richtung zum Werkzeug an der element mit Sicherheit lösen zu können, wird bei einer Werkzeugspindel abzustützen, z. B. mit einem Ring- 60 bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen bund, einem Kopf oder dergleichen, damit sich durch Werkzeughalteeinrichtung nach dem Prinzip eines Drehen des Gewindebolzens in der Werkzeugspindel Schlagschraubers verfahren, indem das erste Gewindeder Werkzeugschaft in axialer Richtung gegen einen element über eine in Drehrichtung ein Spiel aufweisenvon der Werkzeugspindel gebildeten Sitz verspannen de Kupplung mit dem Antriebselement gekuppelt wird, läßt, bei dem es sich insbesondere um eine Hirth-Ver- 65 Wenn dann das Antriebselement während der Bearbeizahnung handeln kann, um den Werkzeugschaft an der tung eines Werkstücks in einer ersten Richtung ange-Werkzeugspindel gegen Verdrehen zu sichern und das trieben, dann die Werkzeugspindel abgekuppelt und Werkzeug relativ zur Werkzeughalteeinrichtung exakt blockiert und schließlich die Drehrichtung des Antriebs-

elements umgekehrt wird, nimmt letzteres das erste Gewindeelement erst nach Überwindung des Spiels mit und bringt so ein erhebliches Schlagmoment auf das erste Gewindeelement auf. Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion und der geschilderten Betätigung ist darin zu sehen, daß sich infolge des stets vorhandenen Spiels das erste Gewindeelement nicht unbeabsichtigt lockern kann, wenn bei der Bearbeitung eines Werkstücks eine Schlagbeanspruchung des Werkzeugs auftritt.

Eine besonders einfache und platzsparende Konstruktion ergibt sich dadurch, daß man in der Werkzeugspindel als erstes Gewindeelement eine Mutter drehbar auf einem in axialer Richtung mit einem zu spannenden Werkzeug verbindbaren Gewindezapfen anordnet. Außerdem läßt sich die gewünschte und gegebenenfalls mit einem Spiel zu versehende Dauerverbindung zwischen Antriebselement und erstem Gewindeelement am einfachsten dadurch herstellen, daß das letztere über in beiden Drehrichtungen wirksame Anschläge ständig in Antriebsverbindung mit dem Antriebselement steht, wobei diese Antriebsverbindung zweckmässigerweise stets in beiden Drehrichtungen ein Spiel aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten zeichnerischen Darstellungen sowie der folgenden Beschreibung von fünf bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeughalteeinrichtung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen axialen Schnitt durch eine in einem soge-Kegelrad 16 kämmendes Kegelrad 34, das über einen Keil 36 drehfest mit der Antriebswelle 32 verbunden ist. Die letztere hat im Bereich ihres linken Endes einen Mitnehmerflansch 38 mit einer Umfangsverzahnung 40, welche einer Umfangsverzahnung 42 eines Mitnehmerflansches 44 am rechten Ende der Werkzeugspindel 30 entspricht. Die Antriebswelle 32 ist als Hohlwelle ausgebildet und nimmt einen Betätigungsstift 48 auf, der sich aus der in F i g. 1 gezeichneten Position mit Hilfe der Schaltstange 18 in Richtung des Pfeiles B verschieben läßt. Dieser Betätigungsstift trägt in einer Querbohrung 50 einen Schwerspannstift 52, welcher durch längliche Aussparungen 54 in der Antriebswelle 32 hindurchgreift und in Querbohrungen einer Betätigungshülse 56 eingetrieben wurde, die von der Antriebswelle 32 durchgriffen wird und sich mit dieser dreht.

Erfindungsgemäß ist auf der Antriebswelle 32 eine als Ganzes mit 60 bezeichnete Kupplungshülse drehbar gelagert; zwischen der Betätigungshülse 56 und der Kupplungshülse 60 kann eine Lagerscheibe 62 angeordnet sein. Die Kupplungshülse 60 übergreift mit einer Art Glocke die Mitnehmerflansche 38 und 44 und besitzt eine Innenverzahnung 64, die sich in die Umfangsverzahnungen 40 und 42 von Antriebswelle 32 und Werkzeugspindel 30 in axialer Richtung hineinschieben läßt. Die F i g. 1 zeigt den Betätigungsstift 48 in seiner rechten Anschlagstellung, die auch die rechte Anschlagstellung der Kupplungshülse 60 bestimmt, welche durch Rückstellfedern 70 stets nach rechts gegen die Betäti-

nannten Sternrevolver untergebrachte Werkzeugspin- 30 gungshülse 56 gedrückt wird.

del, wobei die Schnittebene die Schaltachse des Werk- Am Umfang der Kupplungshülse 60 ist ein Zahn 72

zeugrevolvers enthält;

F i g. 1 a einen Schnitt nach der Linie Ia-Ia in F i g. 1;

F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt durch einen zweiten Sternrevolver, welcher sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 nur durch die Art der Betätigung der Kupplung zwischen einer Antriebswelle und der Werkzeugspindel unterscheidet;

F i g. 3 einen axialen Schnitt durch eine Werkzeugspindel-Einheit, die einen Winkelantrieb aufweist und sich für einen sogenannten Scheibenrevolver eignen würde, dessen Schaltachse in F i g. 3 strichpunktiert angedeutet worden ist;

Fig.4 einen der Fig.3 entsprechenden axialen Schnitt durch eine Werkzeugspindel-Einheit, die sich von derjenigen gemäß F i g. 3 wiederum nur durch die Art der Kupplungsbetätigung unterscheidet, und

Fig.5 einen axialen Schnitt durch eine weitere Werkzeugspindel-Einheit.

Die F i g. 1 zeigt einen Werkzeugrevolverkörper 10, der um eine Schaltachse 12 drehbar sein soll und in dem in bekannter Weise eine zentrale Antriebswelle 14 drehbar gelagertsein soll, an die ein Kegelrad 16 angeformt ist. Zweckmäßigerweise bildet man die Antriebswelle 14 als Hohlwelle aus, so daß sie von einer Schaltstange 18 durchsetzt werden kann, welche vorn einen Betätigungsnocken 20 trägt und sich durch nicht dargestellte Antriebsmittel in Richtung des Doppelpfeils A hin- und herschieben läßt.

Der Werkzeugrevolverkörper 10 hat über seinen Umfang verteilt mehrere Stationen, von denen eine mit der in F i g. 1 gezeigten Werkzeugspindel-Einheit 22 besetzt ist. Diese Werkzeugspindel-Einheit weist ein aus den Teilen 24a, 24Zj und 24c bestehendes und als Ganzes mit 24 bezeichnetes Gehäuse auf, in dem mittels Lagern und 28 eine Werkzeugspindel 30 und eine Antriebswelle 32 drehbar gelagert sind. Auf dem gemäß F i g. 1 rechten Ende der Antriebswelle 32 sitzt ein mit dem befestigt, die Kupplungshülse könnte aber auch zwei derartiger Zähne tragen, die drehwinkelmäßig um 180° gegeneinander versetzt sind. Damit die Kupplungshülse 60 im Gehäuseteil 24c rotieren kann, besitzt dieses an seinem Innenumfang eine Aussparung 74, die gemäß F i g. 1 nach links durch einen Bund 76 begrenzt wird, in dem sich im Falle eines Zahns 72 eine einzige Fixiernut 78, im Falle zweier Zähne 72 zwei diagonal gegenüberliegende Fixiernuten 78 befinden. Durch Verschieben der Kupplungshülse 60 gemäß F i g. 1 nach links läßt diese sich also entweder in einer einzigen, vorbestimmten Drehwinkelstellung oder in zwei vorbestimmten Drehwinkelstellungen blockieren, welch letztere sich um einen Drehwinkel von 180° voneinander unterscheiden.

Die als Hohlwelle ausgebildete Werkzeugspindel 30 ist an ihrem gemäß F i g. 1 linken, d. h. vorderen Ende mit einer Hirth-Verzahnung 80 versehen und sie nimmt ein als bekannte Spannzange ausgebildetes Werkzeug-Spannfutter 82, eine Gewindespindel 84 und eine Mutter 86 auf, die auf einen Gewindezapfen 88 der Gewindespindel 84 aufgeschraubt ist und sich in axialer Richtung gemäß F i g. 1 nach links über ein Axialnadellager 90 sowie einen Stützring 92 auf der Werkzeugspindel 30 abstützt. Die Steigungsrichtung der Gewinde soll z. B. so gewählt sein, daß durch Drehen der Mutter 86 im Uhrzeigersinn (in F i g. 1 von rechts gesehen) die Gewindespindel 84 in Richtung des Pfeils C, d.h. nach rechts, gezogen wird, wobei sich die Mutter 86 in der erwähnten Weise über das Axialnadellager 90 auf der Werkzeugspindel 30 abstützt.

Ein in eine Nut der Gewindespindel 84 eingelegter O-Ring 96 verhindert in zweckmäßiger Weise ein Eindringen von Schmutz, Kühlmittel, Schneidöl u. dgl. in die gemäß F i g. 1 rechts des O-Rings liegenden Bereiche im Innern der Werkzeugspindel 30. Über ineinandergreifende Keilverzahnungen 98 sind die Werkzeugspindel

7 8

30 und die Gewindespindel 84 drehfest miteinander ver- Schlagschrauberwirkung zum Lösen der Mutter 86 bebunden. An ihrem gemäß F i g. 1 linken Ende besitzt die wirkt, denn bei rechtsdrehender Antriebswelle 32 lagen Gewindespindel 84 einen pilzförmigen Kopf 100, der in die Klauen 116 an den einen Enden der Klauen 118 an, das Spannfutter 82 eingreift und dazu dient, dieses nach so daß die Klauen 116 nach Drehrichtungsumkehr das rechts zu ziehen, wenn durch Drehen der Mutter 86 die 5 Spiel der Kupplung 116,118 durchlaufen und mit einem Gewindespindel 84 nach rechts gezogen wird. Die Schlag die Drehbewegung der Mutter 86 einleiten. Da F i g. 1 zeigt das Spannfutter 82 im geschlossenen Zu- sich die Mutter 86 über die Antriebswelle 32 in axialer stand, d. h. bei gespanntem Werkzeug 102, und zum Richtung gemäß F i g. 1 auch nach rechts auf den GeSchließen des Spannfutters 82 sind an dessen Außenum- häuseteil 24c (über das Lager 28) abstützt, wird durch fang und am Innenumfang der Werkzeugspindel 30 zwei io Linksdrehen der Mutter 86 die Gewindespindel 84 und Paare von Konusflächen 104 und 106 vorgesehen, die damit das Spannfutter 82 gemäß F i g. 1 nach links verein Schließen des Spannfutters 82 bewirken, wenn es schoben, so daß das Spannfutter wegen der in der Werknach rechts in seine in F i g. 1 gezeichnete Position ge- zeugspindel 30 vorgesehenen Konusflächen in bekannzogen wird. Dabei wird dann nicht nur ein Schaft 108 ter Weise öffnet und den Schaft 108 des Werkzeugs 102 des Werkzeugs 102 geklemmt, sondern infolge der dar- 15 frei gibt, worauf das Werkzeug durch den Greifer 110 gestellten Form des Werkzeugschafts und des Spannfut- abgezogen und durch ein anderes Werkzeug ersetzt ters 82 wird das Werkzeug 102 zentriert und mit einer werden kann.

rückseitigen Hirth-Verzahnung in die Hirth-Verzah- Anschließend wird die Drehrichtung der Antriebsnung 80 der Werkzeugspindel 30 gezogen. welle 14 wieder umgekehrt und das Spannfutter 82 In Fig. 1 wurde noch ein Greifer 110 eines Werk- 20 durch Rechtsdrehen der Mutter 86 geschlossen, wobei zeug-Wechselsystems angedeutet, der das Werkzeug gleichzeitig die Hirth-Verzahnung des neuen Werk-Landen Stellen 112 erfassen kann. zeugs 102 in die Hirth-Verzahnung 80 der Werkzeug-

Wie die F i g. 1 und la erkennen lassen, ragt die An- spindel 30 gezogen wird.

triebswelle 32 mit ihrem gemäß F i g. 1 linken Ende in Der Werkzeugwechselzyklus wird schließlich durch

die Werkzeugspindel 30 hinein und besitzt an ihrer lin- 25 Freigabe des Betätigungsstiftes 48 abgeschlossen, d. h.

ken Stirnseite zwei kreisbogenförmige Klauen 116, die durch Anheben der Schaltstange 18, so daß die Rück-

mit Spiel zwischen zwei an die Mutter 86 angeformte stellfedern 70 die Kupplungshülse 60 nach rechts drük-

Klauen 118 eingreifen, so daß sie eine Klauenkupplung ken. Dies geschieht bei abgeschaltetem Motor für die

bilden, die jedoch, wie die Fig. la erkennen läßt, in zentrale Antriebswelle 14. Wenn die Innenverzahnung

Drehrichtung ein Spiel zuläßt. Natürlich könnte an die- 30 64 der Kupplungshülse durch die Rückstellfedern 70

ser Stelle jede andere Art von Klauenkupplung vorge- nicht in die Umfangsverzahnung 40, der Antriebswelle

sehen werden, die zwischen der Mutter 86 und der An- 32 eingeschoben werden kann, wird kurz auf Linkslauf

triebswelle 32 in Drehrichtung ein begrenztes Spiel zu- (oder bei anderer Steigungsrichtung von Mutter 86 und

läßt. Gewindezapfen 88 auf Rechtslauf geschaltet), worauf

Schließlich muß noch erwähnt werden, daß die Länge 35 dann die Antriebswelle 32 und die Werkzeugspindel 30

der Innenverzahnung 64 der Kupplungshülse 60 so be- über die Kupplungshülse 60 wieder drehfest miteinan-

messen ist, daß sie die Umfangsverzahnung 40 der An- der verbunden sind und mit dem neuen Werkzeug gear-

triebswelle 32 frei gibt, wenn die Kupplungshülse 60 aus beitet werden kann.

der in F i g. 1 gezeichneten Position so weit nach links Infolge der Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle geschoben wird, daß der Zahn 72 in die Fixiernut 78 40 32 beim Aus- und Einkuppeln der Kupplungshülse 60 eingreift. aus der bzw. in die Umfangsverzahnung 40 der An-Im folgenden soll nun die Wirkungsweise der Ausfüh- triebswelle 32 wird erreicht, daß die Klauen 118 währungsform nach den F i g. 1 und la näher erläutert wer- rend des Arbeitens mit einem Werkzeug stets in beiden den. Drehrichtungen Spiel haben, so daß eine Schlagbean-Wenn mit dem Werkzeug 102 gearbeitet werden soll, 45 spruchung des Werkzeugs 102 während des Arbeitens befindet sich die Kupplungshülse 60 in der in Fig. 1 nicht zu einem Lösen oder übermäßigen Festziehen der gezeigten Position, in der sie sich im Gehäuse 24 drehen Mutter 86 führen kann. Erfindungsgemäß ist die Teilung kann und die Antriebswelle 32 mit der Werkzeugspindel der Verzahnungen 40, 42 und 64 so fein, daß innerhalb 30 kuppelt des Verdrehspiels der Klauen 116, 118 mehrere Dreh-Soll nun das Werkzeug 102 gewechselt werden, so so Winkelstellungen der Kupplungshülse 60 relativ zur Anwird bei niederer Drehzahl der Antriebswelle 14 und triebswelle 32 möglich sind, so daß in Verbindung mit damit der Antriebswelle 32 durch Verschieben der der erwähnten Drehrichtungsumkehr das Verdrehspiel Schaltstange 18 nach unten der Betätigungsstift 48 und der Klauen 118 stets gewährleistet ist.
damit die Kupplungshülse 60 gegen die Kraft der Rück- Nimmt man das Einkuppeln der Kupplungshülse 60 in stellfedern 70 nach links gedrückt, bis die Innenverzah- 55 die Umfangsverzahnung 40 der Antriebswelle 32 immer nung 64 die Umfangsverzahnung 40 der Antriebswelle nur in einer ganz bestimmten Drehrichtung der An-32 frei gibt und der Zahn 72 in die Fixiernut 78 eingreift triebswelle 32 vor, empfiehlt es sich, die Zähne der und so die nunmehr von der Antriebswelle 32 abgekup- Kupplungsverzahnungen anzuschrägen, um das Einfühpelte Werkzeugspindel 30 blockiert. Nunmehr kann das ren der Innenverzahnung 64 in die Umfangsverzahnung Werkzeug 102 von dem Greifer 110 des Werkzeug- 60 40 zu erleichtern. Dasselbe gilt für den Zahn 72 und die Wechselsystems erfaßt werden. Fixiernut 78. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform Anschließend kehrt man zweckmäßigerweise die unterscheidet sich, wie bereits erwähnt, von derjenigen Drehrichtung der Antriebswelle 14 um — während sich nach den F i g. 1 und la nur durch die Art der Betätialso die Antriebswelle 32 während des Verschiebens der gung der Kupplungshülse, so daß die Beschreibung der Kupplungshülse 60 gemäß F i g. 1 nach links im Uhrzei- 65 Ausführungsform nach F i g. 2 auf die Kupplungshülgersinn (in F i g. 1 von rechts gesehen) gedreht hat, soll senbetätigung beschränkt werden kann,
sie sich nunmehr nach links drehen, es kann aber auch Bei dieser Ausführungsform ist in einem Gehäuseteil umgekehrt verfahren werden. Dadurch wird eine Art 21i?' ein Betätigungsstift 48' verschiebbar geführt, wel-

9 10

eher einen doppelarmigen Betätigungshebel 56' im Ge- Hinzufügung des Buchstabens »a«. Die F i g. 5 zeigt eine genuhrzeigersinn verschwenkt, wenn der Betätigungs- Antriebswelle 32a, auf der eine Kupplungshülse 60a stift in das Gehäuseteil 246 eingedrückt wird. Auf diese drehbar gelagert ist. Die letztere besitzt eine Innenver-Weise ist es möglich, mit einem entsprechend gestalte- zahnung 64a, welche in Umfangsverzahnungen 40a und ten Greifer 110' des Werkzeugwechselsystems die 5 42a der Antriebswelle 32a bzw. einer Werkzeugspindel Kupplungshülse 60' entgegen der Wirkung ihrer Rück- 30a einschiebbar ist. An die Antriebswelle 32a sind stellfedern gemäß Fig.2 nach links zu verschieben, so Klauen 118a angeformt, die mit Spiel zwischen nicht daß es keines besonderen Betätigungsorgans, wie der dargestellte Klauen eines Kupplungsrings 200 eingrei-Schaltstange 18 bei der Ausführungsform nach Fig. 1, fen, so wie dies bei den Klauen 116, 118 der Ausfühbedarf. 10 rungsform nach den F i g. 1 und la der Fall ist.

Da die Funktion der Ausführungsform nach F i g. 3 An die Stelle der Mutter 86 der Ausführungsform

grundsätzlich dieselbe ist wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 tritt bei der Ausführungsform nach F i g. 5 nach F i g. 1, sollen im folgenden nur die wichtigsten ein Gewindezapfen 86a, welcher mit dem Kupplungs-Teile der Ausführungsform nach Fig. 3 beschrieben ring 200 über eine Keilverzahnung 202 drehfest verbunwerden. 15 den ist und sich mit einem Bund 204 über ein Axiallager

In einem Gehäuseteil 24c" ist eine Antriebswelle 32" 90a in axialer Richtung auf der Werkzeugspindel 30a drehbar gelagert, welche an ihrem linken Ende ein Ke- abstützt.

gelrad 120 trägt, das mit einem Kegelrad 122 eines An- Ein mit einem Schaft ausgerüstetes Werkzeug 102a

triebselements 124 in Eingriff steht Eine Kupplungshül- besitzt als zweites Gewindeelement eine Gewindebohse 60" ist über eine Keilverzahnung 64a" ständig dreh- 20 rung 88a, in die der Gewindezapfen 86a eingeschraubt fest mit einer Werkzeugspindel 30" verbunden und läßt ist. Durch Drehen des letzteren lassen sich Hirth-Versich durch axiales Verschieben mittels einer verhältnis- zahnungen 80a an der Rückseite des Werkzeugs 102a mäßig kurzen Keilverzahnung 646" mit dem Antriebs- und an der vorderen Stirnseite der Werkzeugspindel element 124 kuppeln oder von diesem lösen — die 30a ineinanderziehen, um das Werkzeug an der Werk-F i g. 3 zeigt den eingekuppelten Zustand. Ferner ist die 25 zeugspindel zu verspannen. Da der Kupplungsring 200 Kupplungshülse 60" wieder mit einem Zahn 72" verse- auf dem Gewindezapfen 86a in axialer Richtung verhen, welcher sich in eine Fixiernut 78" eines Gehäuse- schiebbar ist, dient eine Feder 206 dazu, die von den teils 24a" einschieben läßt, um die Kupplungshülse 60" Teilen 32a und 200 gebildete Klauenkupplung einge- und damit die Werkzeugspindel 30" zu blockieren. drückt zu halten und den Gewindezapfen 86a in die

Der Betätigung der Kupplungshülse 60" dient ein Be- 30 Gewindebohrung 88a zu drücken, wenn das Werkzeug tätigungsstift 48", welcher in F i g. 3 in seiner unwirksa- durch einen Greifer in die Hirth-Verzahnung 80a gemen Stellung gezeigt ist und mit einer Konusfläche 48a" drückt und der Antrieb für die Werkzeugspindel 30a an der Kupplungshülse 60" zusammenwirkt, so daß eine eingeschaltet worden ist.

Linksverschiebung des Betätigungsstiftes 48" eine Ver- Die Ausführungsform nach F i g. 5 läßt also erkennen,

Schiebung der Kupplungshülse 60" nach unten zur FoI- 35 daß eines der beiden Gewindeelemente der erfindungsge hat. gemäßen Werkzeughalteeinrichtung, nämlich das zwei'

Die Ausführungsform nach F i g. 4 unterscheidet sich te Gewindeelement 88a, nicht Bestandteil der eigentlivon derjenigen gemäß F i g. 3 wiederum nur durch die chen Werkzeughalteeinrichtung sein muß.

Art der Betätigung der Kupplungshülse 60": Zu diesem

Zweck ist in einem Gehäuseteil 24Z>" ein doppelarmiger 40 Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Betätigungshebel 156 gelagert, der sich durch einen Be-

tätigungsstift 148 entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder 150 verschwenken läßt, so daß es bei der Ausführungsform nach F i g. 4 ebenso wie bei der Ausführungsform nach F i g. 3 möglich ist, die Kupplungshülse 45
durch den Greifer des Werkzeugwechselsystems zu betätigen.

Wie sich aus der bisherigen Beschreibung der Erfindung ergibt, ist es keineswegs notwendig, das zweite
Gewindeelement, also z. B. den Gewindezapfen 88 der 50
Ausführungsform nach F i g. 1, in beiden axialen Richtungen mit dem zu spannenden Werkzeug mittelbar
oder unmittelbar zu verbinden, da es z. B. völlig ausreicht, wenn durch Verdrehen der beiden Gewindeelemente gegeneinander die Spannbewegung erzeugt 55
wird, während man für die Lösebewegung z. B. eine Feder einsetzen könnte. Wie bereits erwähnt, wäre es deshalb auch völlig ausreichend, wenn das vom Antriebselement, also z. B. von Antriebswelle 32 bei der Ausführungsform nach F i g. 1, angetriebene erste Gewindeele- 60
ment, bei der Ausführungsform nach F i g. 1 also die
Mutter 86, nur in der einen axialen Richtung gegenüber
der Werkzeugspindel abgestützt würde.

In F i g. 5 wurden nur die für das Verständnis notwendigen Teile einer weiteren Ausführungsform dargestellt, 65
wobei, nachdem sich diese Ausführungsform an diejenige gemäß F i g. 1 anlehnt, weitgehend dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet wurden, jedoch unter

Claims (8)

1 2

einem in axialer Richtung mit einem zu spannenden Patentansprüche: Werkzeug (102) verbindbaren Gewindezapfen (88)

angeordnet ist, welcher das zweite Gewindeelement 1. Werkzeughalteeinrichtung für einen Werkzeug- bildet,

träger, insbesondere einen Werkzeugrevolver, von 5

Drehmaschinen, mit einer in einem Gehäuse drehbar

gelagerten, antreibbaren und als Hohlwelle ausgebildeten Werkzeugspindel, welche eine Werkzeug-Spannvorrichtung aufweist, die mit einem Sitz für Die Erfindung betrifft eine Werkzeughalteeinrichein Werkzeug, gegen den dieses in axialer Richtung to tung für einen Werkzeugträger, insbesondere einen verspannbar ist, und einem in der Werkzeugspindel Werkzeugrevolver, von Drehmaschinen, wobei diese koaxial zu dieser angeordneten, relativ zur Werk- Werkzeughalteeinrichtung eine antreibbare Werkzeug- _% zeugspindel um deren Achse drehbaren ersten Ge- spindel aufweist, an der sich ein Werkzeug auswechselwindeelement versehen ist, welches zum Spannen bar halten läßt.

eines Werkzeugs gegenüber einem zweiten Gewin- 15 Im Zuge der Automatisierung der Werkstückbearbeideelement verdrehbar ist, sowie mit einem zur tung in Drehmaschinen werden vermehrt automatische Werkzeugspindel koaxialen Antriebselement zum Werkzeug-Wechselsysteme eingesetzt, welche abge-Antreiben der Werkzeugspindel, dadurch ge- nutzte oder gebrochene Werkzeuge auswechseln. Da in kennzeichnet, daß auch das erste Gewindeele- modernen Drehmaschinen neben feststehenden Drehment (86) durch das Antriebselement (32; 124) an- 20 werkzeugen auch rotierende Werkzeuge Verwendung treibbar sowie eine lösbare Kupplung (60,64,40,42; finden, sollte das Werkzeug-Wechselsystem auch in an-646", 60", 64a") zwischen dem Antriebselement und treibbaren Werkzeugspindeln eines Werkzeugträgers der Werkzeugspindel (30; 30") vorgesehen ist. gehaltene Werkzeuge wechseln können, was jedoch bis-

2. Werkzeughalteeinrichtung nach Anspruch 1, lang ganz erhebliche Probleme bereitet, da bei Drehmadadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (60, 64, 25 schinen fast ausnahmslos fortschaltbare Werkzeugträ-40, 42) einen ersten Zustand aufweist, in dem das ger, insbesondere drehbare Werkzeugrevolver, Ver-Antriebselement (32) mit der Werkzeugspindel (30) wendung finden. Diese müssen nun so ausgebildet sein, gekuppelt ist und daß in einem zweiten Zustand der daß sich eine oder mehrere Werkzeugspindeln des Kupplung die Werkzeugspindel mit dem Gehäuse Werkzeugträgers bzw. Werkzeugrevolvers wahlweise (24) gekuppelt und somit blockiert ist. 30 antreiben oder — um ein Werkzeug wechseln zu kön-

3. Werkzeughalteeinrichtung nach Anspruch 1 nen — blockieren lassen, wobei anzustreben ist, daß die oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung Werkzeugspindel eines zu wechselnden Werkzeugs in (60, 64, 40, 42) eine zur Werkzeugspindel (30) ko- einer definierten Winkellage stillgesetzt und blockiert axiale Kupplungshülse (60) aufweist, welche zum wird, damit ein Greifer des Werkzeug-Wechselsystems Kuppeln des Antriebselements (32) mit der Werk- 35 das zu wechselnde Werkzeug leicht erfassen kann, zeugspindel (30) über Mitnehmerbereiche (38, 44) Bei bekannten, diese Forderungen erfüllenden Konder letzteren und des Antriebselements schiebbar struktionen sind für jede Werkzeugspindel des Werk- und mit diesen Mitnehmerbereichen in Drehrich- zeugträgers ein Antriebssystem für den Antrieb der tung formschlüssig verbindbar ist. Werkzeugspindel selbst und ein zweites Antriebssystem

4. Werkzeughalteeinrichtung nach Anspruch 3, 40 für die Betätigung der Werkzeug-Spannvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse vorgesehen, wobei die letztere eine Gewindespindel (60) und die Mitnehmerbereiche (38,44) mit ineinan- und eine mit dieser zusammenwirkende Mutter aufderschiebbaren Verzahnungen (64, 40, 42) versehen weist, um das Werkzeug festzuspannen oder zu lösen, sind. Befindet sich die die betreffende Werkzeugspindel auf-

5. Werkzeughalteeinrichtung nach den Ansprü- 45 weisende Werkzeugrevolverstation in ihrer Bearbetchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tungs- bzw. Werkzeug-Wechselposition, so wird für das Kupplungshülse (60) und das Gehäuse (24) jeweils Bearbeiten eines Werkstückes das erste Antriebssystem mit mindestens einem solchen Verriegelungselement mit einem Bearbeitungsmotor gekuppelt, während für (72, 78) versehen sind, daß die Kupplungshülse in einen Werkzeugwechsel das zweite Antriebssystem mit mindestens einer definierten Drehwinkelstellung 50 einem zweiten Motor gekuppelt wird, durch das die durch axiales Verschieben mit dem Gehäuse dreh- Werkzeug-Spannvorrichtung gelöst oder, nach dem fest verbindbar ist. Werkzeugwechsel, das neue Werkzeug festgespannt

6. Werkzeughalteeinrichtung nach einem oder wird. Bei der geschilderten bekannten Konstruktion bemehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- wirkt eine das Kuppeln des zweiten Antriebssystems kennzeichnet, daß das erste Gewindeelement (86) 55 mit dem zweiten Motor hervorrufende Bewegung auch über eine in Drehrichtung ein Spiel aufweisende das Blockieren der Werkzeugspindel. Der Stand der Kupplung (116, 118) mit dem Antriebselement (32) Technik bedingt nicht nur einen ganz erheblichen kongekuppelt ist. struktiven Aufwand, der mit entsprechend hohen Ko-

7. Werkzeughalteeinrichtung nach einem oder sten verbunden ist, sondern er führt zu beträchtlichen mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- 60 Schwierigkeiten bei solchen Werkzeugspindeln, die kennzeichnet, daß das erste Gewindeelement (86) nicht koaxial, sondern unter einem Winkel zu der sie über in beiden Drehrichtungen wirksame Anschläge treibenden Antriebswelle verlaufen, da dann für jedes (116, 118) ständig in Antriebsverbindung mit dem der beiden Antriebssysteme Umlenkungen erforderlich Antriebselement (32) steht. sind. Auch läßt sich das beschriebene bekannte Prinzip

8. Werkzeughalteeinrichtung nach einem oder 65 nur bei sogenannten Scheibenrevolvern durchführen, mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge- bei denen sich die beiden Motoren an die Enden der kennzeichnet, daß in der Werkzeugspindel (30) als beiden Antriebssysteme jeder einzelnen Werkzeugspinerstes Gewindeelement eine Mutter (86) drehbar auf del individuell ankuppeln lassen. Hingegen gibt es für