DE9017829U1 - Werkzeugrevolver - Google Patents

Description

Ritentanwälte European Patent Attorneys DlpL Ing. H.Rllk Dr. hiy.M.Helcl

Zugelassene Vertreter Patentanwälte Lange Straße 51 ■ D-7000 Stuttgart 1 beim Europäischen Patentamt

Gm 5977/33

26. April 1991

Sauter Feinmechanik GmbH 7430 Metzingen

Werkzeugrevolver

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

Es ist bekannt, einen Antriebsmotor derart in radialem Abstand von der Drehachse der Werkzeugscheibe am Gehäuse anzuordnen, daß eine von diesem Motor antreibbare Kupplungswelle mit der Antriebswelle desjenigen Werkzeugmoduls kuppelbar ist, der in die sich augenblicklich in der Arbeitsposition befindenden Aufnahme der Werkzeugscheibe eingesetzt ist.

Ferner ist es bekannt, in einer Hohlwelle, mittels deren die Werkzeugscheibe relativ zum Gehäuse verdreht werden kann, eine Antriebswelle drehbar zu lagern, die über ein in der Werkzeugscheibe angeordnetes Getriebe entweder alle Module oder nur den sich in der Arbeitsstellung befindenden Modul mit rotierendem Werkzeug antreibt.

Telefon (0711) 221091 Postgiro Stuttgart (BLZ 60010070) 7211-700

Telex 722312 (patwo d) Deutsche Bank Stuttgart (BLZ 60070070) 1428630 Telefonische Auskünfte und Aufträge sind

Telefax (0711) 2268780 Stuttgarter Bank (BLZ 60090100) 1597436 nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich.

Ein in radialem Abstand von der Drehachse der Werkzeugscheibe angeordneter Antriebsmotor für rotierende Werkzeuge ist nicht nur in vielen Fällen aus Raumgründen störend. Er vergrößert auch den Aufwand, weil er zusätzlich zu dem für das Drehen der Werkzeugscheibe erforderlichen Motor vorhanden sein muß. Bei einem Antrieb der Werkzeuge über eine in der die Werkzeugscheibe drehenden Hohlwelle gelagerten Welle kann zwar mittels ein und desselben Motors die Werkzeugscheibe gedreht und das Werkzeug angetrieben werden. Diese Lösung ist aber konstruktiv aufwendig und macht es vor allem schwierig, Schmiermittel, Kühlmittel oder fluidische Hilfsenergie der Werkzeugscheibe zuzuführen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver zu schaffen, der es ermöglicht, in einfacher, kostengünstiger Weise die von den Werkzeugmodulen, den Werkzeugen oder auch von der Werkzeugscheibe benötigten Hilfsenergien oder Hilfsmittel zuzuführen. Diese Aufgabe löst ein Werkzeugrevolver mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die hohle, relativ zum Gehäuse des Werkzeugrevolvers unbewegliche Säule ermöglicht in optimaler Weise die Zufuhr aller im Bereich der Werkzeugscheibe und der Werkzeuge benötigten Hilfsenergien, Schmiermittel und dergleichen, wobei nicht nur die Durchführung durch den von der hohlen Säule gebildeten Kanal in Frage kommt, sondern auch eine Durchführung in Kanälen, die in der Wand der Säule liegen. Die letztgenannte Möglichkeit erlaubt eine äußerst raumsparende Ausbildung der hohlen Säule. Außerdem wirft ein Energie- oder Fluidtransport der hohlen Säule oder in Kanälen derselben auch an den Kanalenden keine Probleme auf, weil die hohle Säule relativ zum Gehäuse des Werkzeugrevolvers unbeweglich ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist am werkzeugscheibenseitigen Ende der Säule ein Kopf vorgesehen. Die Werkzeugscheibe weist eine zur Drehachse konzentrische Ausnehmung auf, in welche der Kopf der Säule eingreift. Daher stehen sich eine äußere Mantelfläche des Kopfes und eine innere Mantelfläche der zentralen Ausnehmung der Werkzeugscheibe gegenüber, wodurch problemlos abgedichtete Übergänge für den Transport der Hilfsenergien und Hilfsstoffe realisiert werden können.

Muß zu wenigstens einer der Aufnahmen der Werkzeugscheibe für Werkzeuge oder Werkzeugmodule Antriebsenergie übertragen werden, dann enthält der Kopf vorteilhafterweise wenigstens ein Getriebeelement und eine Schaltvorrichtung, über welche eine Welle mit dem in der Arbeitsstellung stehenden Werkzeug kuppelbar ist. Die Schaltvorrichtung erlaubt es also, die Übertragung von Antriebsenergie auf diejenige Aufnahme der Werkzeugscheibe zu beschränken, die sich in der Arbeitsstellung befindet, und diesen Antrieb nur dann zu aktivieren, wenn es sich bei dem in dieser Aufnahme befindenden Werkzeug um ein rotierendes Werkzeug handelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltvorrichtung ist Gegenstand des Anspruches 4. Das dabei für einen Arbeitszylinder erforderliche Fluid oder die für einen Elektromagneten notwendige elektrische Energie wird durch die hohle Säule hindurch dem Kopf zugeführt.

Die hohle Säule ist vorzugsweise an ihrem dem Kopf abgekehrten Ende mit dem Gehäuse direkt oder indirekt verbunden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt eine unvollständige, teilweise aufgebrochen dargestellte Ansicht des Ausführungsbeispiels.

Ein Werkzeugrevolver weist ein Gehäuse 1 auf, das an einer Werkzeugmaschine, beispielsweise einem Schlitten derselben, festlegbar ist. Am einen Ende dieses Gehäuses 1 ist eine relativ zu ihm drehbare Werkzeugscheibe 2 angeordnet, die über ihren Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet Aufnahmen 3 für Werkzeuge oder Werkzeugmodule 4 einschließlich solcher mit rotierendem Werkzeug 5 aufweist. Im Ausführungsbeispiel haben die Aufnahmen 3 die Form radial verlaufender Bohrungen. In jede dieser Bohrungen ist ein Kupplungszapfen 4' des Werkzeugmoduls 4 einschiebbar, über den eine in ihrer Kontur von der Kreisform abweichende Kupplungswelle S übersteht. Diese Kupplungswelle 6 ist über ein Winkelgetriebe mit der drehbar gelagerten Halterung für das Werkzeug 5 verbunden. Selbstverständlich sind aber auch Module, deren Werkzeug parallel zur Längsachse des Kupplungszapfens 4¹ liegt, und Module in die Aufnahmen 3 einsetzbar, die ein stillstehendes Werkzeug tragen.

An dem der Werkzeugscheibe 2 abgewandten Ende ist das Gehäuse 1 durch eine Endplatte 7 verschlossen. An der Innenfläche der Endplatte 7 liegt das eine Ende einer konzentrisch zur Drehachse der Werkzeugscheibe 2 angeordneten, hohlen Säule an, welche mit der Endplatte 7, beispielsweise mittels Schrauben, fest verbunden ist. Das andere Ende der hohlen Säule 8 ist fest, beispielsweise mittels Schrauben 9, mit einem zylindrischen Kopf 10 verbunden, der konzentrisch zur Säule 8 angeordnet ist. Der Kopf 10 ist vollständig in eine an seine Außenabmessungen angepaßte, zentrale Ausnehmung 11

1 9

der Werkzeugscheibe 2 eingeführt. Bei einer Drehung der Werkzeugscheibe 2 rotiert deshalb diese um den Kopf 10.

Aus Fertigungsgründen besteht im Ausführungsbeispiel die Werkzeugscheibe 2 aus einer Ringscheibe, deren Dicke etwas geringer ist als die axiale Länge des Kopfes 10, und einem mit dieser Ringscheibe verschraubten, zylindrischen Platte, in die hinein sich die zentrale Ausnehmung 11 und dementsprechend der Kopf 10 erstrecken.

Im Kopf 10 ist konzentrisch zur Säule 8 das eine Ende einer in der Längsachse der Säule 8 angeordneten Verbindungswelle 12 gelagert, die andererseits in der Endplatte 7 gelagert ist. Hier ist auf ihr fest ein Stirnzahnrad 13 angeordnet, das über weitere Stirnzahnräder mit einem Antriebsmotor 14 in Verbindung steht. Dieser Antriebsmotor 14 dient auch dazu, die Werkzeugscheibe 2 relativ zum Gehäuse 1 und dem Kopf 10 zu verdrehen. Ein mit einem Ritzel 15 auf der Motorwelle in Eingriff stehendes, stirnverzahntes Zahnrad 16 ist deshalb auf einer mittels eines Kolbens 17 axial verschiebbaren Getriebewelle 18 angeordnet, die außerdem ein Ritzel 19 trägt, welche mit einem für eine Drehbewegung der Werkzeugscheibe anzutreibenden Zahnrad 20 kämmt. Bei der in der Figur dargestellten Stellung des Kolbens 17 kann mittels des Antriebsmotors 14 die Werkzeugscheibe 2 wahlweise in der einen oder anderen Drehrichtung gedreht werden. Soll der Antriebsmotor 4 nur das Werkzeug 5 antreiben, dann wird mittels des doppeltwirkenden Kolbens 17 die Getriebewelle 18 in die im Bereich ihres freien Endes mit strichpunktierter Linie angedeutete Stellung verschoben, in welcher das Zahnrad 16 außer Eingriff mit dem Ritzel 15 ist.

Das in der Werkzeugscheibe 2 gelagerte Ende der Verbindungswelle 17 trägt ein Kegelrad 21, welches mit einem zweiten Kegelrad 22 kämmt. Letzteres ist auf einer in der Werkzeugscheibe 4 drehbar gelagerten und radial verschiebbaren An-

triebswelle 23 drehfest, aber axial verschiebbar gelagert. Mittels eines doppeltwirkenden Kolbens 24 kann die Antriebswelle 23 aus einer Position, in der ihr dem Kolben 24 abgewandtes Ende nicht über die Außenmantelfläche des Kopfes 10 übersteht, in eine Stellung verschoben werden, in welcher dieses Ende in die sich in der Arbeitsstellung befindende Aufnahme 3 der Werkzeugscheibe 2 eingreift. Die Antriebswelle 23 hat in diesem Endabschnitt eine zentrale Bohrung, deren Innenprofil an das Außenprofil der Kupplungswelle 6 angepaßt ist. Die Antriebswelle 23 kann deshalb auf das über den Kupplungszapfen 4' überstehende Ende der Kupplungswelle 6 aufgesteckt werden, wodurch eine drehfeste Verbindung hergestellt wird. In der Figur ist aus Gründen der Übersichtlichkeit eine Stellung der Antriebswelle 23 dargestellt, in der diese nicht über die Kupplungswelle übergeschoben ist.

Mittels eines auf der Antriebswelle 23 zwischen dem Kolben

24 und dem zweiten Kegelrad 22 fest angeordneten Sensorkörpers 25 und zwei an der Verschiebebahn des Sensorkörpers

25 angeordneten Sensoren 26, die beispielsweise als Näherungsschalter ausgebildet sein können, wird die Stellung der Antriebswelle 23 überwacht.

Sowohl die zum Kolben 24 führenden Druckmittelleitungen als auch die Signalleitungen der Sensoren 26 sind in nicht dargestellter Weise durch die hohle Säule 8 hindurchgeführt.

In der hohlen Säule 8 können auch Leitungen verlaufen, durch die hindurch Kühlflüssigkeit für die Werkzeuge oder Schmiermittel transportiert werden. Ferner kann die Säule 8 beispielsweise Leitungen für ein Druckmittel enthalten, mittels dessen Spannvorrichtungen betätigt werden, welche den Kupplungszapfen 4¹ in der ihn aufnehmenden Aufnahme 3 festspannen. Im Ausführungsbeispiel sind nicht alle Leitungen durch

Ci

den Innenraum der Säule 8 hindurchgeführt. Vielmehr ist die Wandung der Säule 8 in Längsrichtung zur Bildung einer Leitung 27 durchbohrt, an die sich im Kopf 10 eine Leitung 28 anschließt, die radial zur Außenmantelfläche verläuft und dort abgedichtet an eine radial verlaufende Bohrung 29 der sich in der Arbeitsstellung befindenden Aufnahme 3 anschließt. Weitere derartige Leitungen können selbstverständlich vorgesehen sein, und sowohl im Kopf 10 als auch in den Aufnahmen 3 können radiale Bohrungen in axialer Richtung versetzt nebeneinander liegen.

Im Ausführungsbeispiel schließt sich an die Außenseite der Endplatte 7 ein Schutzgehäuse 30 an, in dem sich ein Drehgeber befindet.

Im Inneren des Gehäuses 1 liegen in bekannter Weise konzentrisch zueinander zwei Zahnkränze, von denen der eine der Werkzeugscheibe 2 und der andere dem Gehäuse 1 fest zugeordnet ist. Befindet sich die Werkzeugscheibe 2 in einer der wählbaren Stellungen und ist sie in dieser Stellung verriegelt, dann greift ein an einem Verriegelungsglied vorgesehener Zahnkranz gleichzeitig in die beiden konzentrischen Zahnkränze ein. Ehe die Werkzeugscheibe 2 in eine andere Drehstellung gebracht werden kann, muß deshalb das Verriegelungsglied zunächst in seine Freigabestellung bewegt werden, um dann durch ein Drehen des Zahnrades 9 die Drehbewegung eines im Gehäuse 1 drehbar gelagerten Antriebsgliedes auf die Werkzeugscheibe 2 übertragen zu können. Für die Betätigung des Verriegelungsgliedes und den Drehantrieb der Werkzeugscheibe 2 kann eine der bekannten Konstruktionen verwendet werden.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hevorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

hu

Claims (6)

Ansprüche - Ol -

1. Werkzeugrevolver mit

a) einem mit einer Werkzeugmaschine zu verbindenden Gehäuse,

b) einem Antriebsmotor,

c) einer Werkzeugscheibe, die relativ zum Gehäuse drehbar gelagert und in wählbaren Winkelstellungen verriegelbar ist sowie Aufnahmen für Werkzeuge aufweist, von denen wenigstens eine für eine drehbare Lagerung des Werkzeuges ausgebildet ist, das über Wellen, die durch ein Getriebe miteinander verbunden sind, vom Antriebsmotor antreibbar ist,

d) einer konzentrisch zur Drehachse der Werkzeugscheibe angeordneten hohlen Säule, welche wenigstens eine Leitung enthält, die in ein für die Übertragung von Energie, Schmierstoff, Kühlmittel, Druckmittel oder dergleichen vorgesehenes System einbezogen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

e) die hohle Säule (8) relativ zum Gehäuse (1) unbeweglich ist,

f) die eine (12) der durch ein Getriebe (21, 22) miteinander verbundenen Wellen (12, 23) im Hohlraum der hohlen Säule (8) angeordnet ist und

g) die Leitung (27) im Inneren der Wandung der hohlen Säule (8) liegt.

- 02 -

2) Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am werkzeugscheibenseitigen Ende der Säule (8) ein Kopf (10) vorgesehen ist und daß die Werkzeugscheibe (2) eine zu ihrer Drehachse konzentrische Ausnehmung (11) aufweist, in welche der Kopf (10) der Säule (8) eingreift.

3) Werkzeugrevolver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (10) Getriebeelemente (21, 22) und eine Schaltvorrichtung enthält, über welche eine Welle (12) mit dem in der Arbeitsstellung stehenden, antreibbaren Werkzeug (5) kuppelbar ist.

4) Werkzeugrevolver nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung eine radial zur Drehachse der Werkzeugscheibe (2) verlaufende Schiebewelle (18) aufweist, die in jeder wählbaren Winkelstellung der Werkzeugscheibe (2) auf deren in der Arbeitsstellung stehende Aufnahme (3) ausgerichtet und mit dem Werkzeugantrieb kuppelbar ist, und daß der Schiebewelle (18) ein ebenfalls im Kopf (10) angeordneter Arbeitszylinder oder ein Elektromagnet als Betätigungselement zugeordnet ist.

5) Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (10) mit wenigstens einer in seiner Außenmantelfläche mündenden Leitung (28) oder Bohrung versehen ist, die mit der in der Säule (8) vorgesehenen Leitung (27) verbunden und in den wählbaren Winkelstellungen der Werkzeugscheibe (2) auf eine der in der der Außenmantelfläche des Kopfes (10) zugekehrten Innenmantelfläche der Werkzeugscheibe (2) im Bereich der Aufnahmen (3) mündenden Leitungen (29) oder Bohrungen ausgerichtet sowie mit diesen abgedichtet verbunden ist.

6) Werkzeugrevolver nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (8) an ihrem dem Kopf (10) abgekehrten Ende mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.