DE9017829U1 - Tool turret - Google Patents
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Description
Zugelassene Vertreter Patentanwälte Lange Straße 51 ■ D-7000 Stuttgart 1 beim Europäischen PatentamtAuthorized Representatives Patent Attorneys Lange Straße 51 ■ D-7000 Stuttgart 1 at the European Patent Office
Gm 5977/33Gm5977/33
26. April 199126 April 1991
Sauter Feinmechanik GmbH 7430 MetzingenSauter Precision Mechanics GmbH 7430 Metzingen
WerkzeugrevolverTool turret
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.The invention relates to a tool turret having the features of the preamble of claim 1.
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.It is known to arrange a drive motor on the housing at a radial distance from the axis of rotation of the tool disk in such a way that a coupling shaft driven by this motor can be coupled to the drive shaft of the tool module that is inserted into the tool disk holder that is currently in the working position.
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.It is also known to mount a drive shaft in a hollow shaft, by means of which the tool disk can be rotated relative to the housing, which drives either all modules or only the module with the rotating tool in the working position via a gear arranged in the tool disk.
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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.A drive motor for rotating tools arranged at a radial distance from the axis of rotation of the tool disk is not only disruptive in many cases due to space constraints. It also increases the effort because it has to be present in addition to the motor required to rotate the tool disk. If the tools are driven by a shaft mounted in the hollow shaft that rotates the tool disk, the tool disk can be rotated and the tool driven using one and the same motor. However, this solution is structurally complex and above all makes it difficult to supply lubricant, coolant or fluid auxiliary energy to the tool disk.
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.The invention is therefore based on the object of creating a tool turret that makes it possible to supply the auxiliary energy or aids required by the tool modules, the tools or the tool disk in a simple, cost-effective manner. This object is achieved by a tool turret with the features of claim 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.The hollow column, which is immobile relative to the housing of the tool turret, enables the supply of all auxiliary energy, lubricants and the like required in the area of the tool disk and the tools in an optimal manner, whereby not only the passage through the channel formed by the hollow column is possible, but also a passage in channels that lie in the wall of the column. The latter option allows an extremely space-saving design of the hollow column. In addition, energy or fluid transport in the hollow column or in its channels does not pose any problems, even at the ends of the channels, because the hollow column is immobile relative to the housing of the tool turret.
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.In a preferred embodiment, a head is provided at the tool disk end of the column. The tool disk has a recess concentric to the axis of rotation, into which the head of the column engages. Therefore, an outer surface of the head and an inner surface of the central recess of the tool disk face each other, which means that sealed transitions for the transport of auxiliary energy and auxiliary materials can be easily realized.
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.If drive energy must be transmitted to at least one of the tool disk holders for tools or tool modules, then the head advantageously contains at least one gear element and a switching device via which a shaft can be coupled to the tool in the working position. The switching device therefore allows the transmission of drive energy to be restricted to the tool disk holder that is in the working position and to activate this drive only if the tool in this holder is a rotating tool.
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.An advantageous embodiment of the switching device is the subject of claim 4. The fluid required for a working cylinder or the electrical energy required for an electromagnet is supplied to the head through the hollow column.
Die hohle Säule ist vorzugsweise an ihrem dem Kopf abgekehrten Ende mit dem Gehäuse direkt oder indirekt verbunden.The hollow column is preferably connected directly or indirectly to the housing at its end facing away from the head.
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.The invention is explained in detail below using an embodiment shown in the drawing. The only figure shows an incomplete, partially broken away view of the embodiment.
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.A tool turret has a housing 1 that can be secured to a machine tool, for example a slide thereof. At one end of this housing 1 there is a tool disk 2 that can rotate relative to it and has holders 3 for tools or tool modules 4, including those with rotating tools 5, evenly distributed over its circumference. In the exemplary embodiment, the holders 3 have the shape of radially running bores. A coupling pin 4' of the tool module 4 can be inserted into each of these bores, over which a coupling shaft S protrudes, the contour of which deviates from the circular shape. This coupling shaft 6 is connected via an angular gear to the rotatably mounted holder for the tool 5. Of course, modules whose tool lies parallel to the longitudinal axis of the coupling pin 4 1 and modules that carry a stationary tool can also be inserted into the holders 3.
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 11At the end facing away from the tool disk 2, the housing 1 is closed by an end plate 7. On the inner surface of the end plate 7 lies one end of a hollow column arranged concentrically to the axis of rotation of the tool disk 2, which is firmly connected to the end plate 7, for example by means of screws. The other end of the hollow column 8 is firmly connected, for example by means of screws 9, to a cylindrical head 10 which is arranged concentrically to the column 8. The head 10 is completely inserted into a central recess 11 adapted to its external dimensions.
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der Werkzeugscheibe 2 eingeführt. Bei einer Drehung der Werkzeugscheibe 2 rotiert deshalb diese um den Kopf 10.the tool disk 2. When the tool disk 2 is rotated, it rotates around the head 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.For manufacturing reasons, in the exemplary embodiment the tool disk 2 consists of an annular disk, the thickness of which is slightly less than the axial length of the head 10, and a cylindrical plate screwed to this annular disk, into which the central recess 11 and accordingly the head 10 extend.
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.In the head 10, one end of a connecting shaft 12 arranged in the longitudinal axis of the column 8 is mounted concentrically to the column 8, the other end of which is mounted in the end plate 7. A spur gear 13 is fixedly arranged on it, which is connected to a drive motor 14 via further spur gears. This drive motor 14 also serves to rotate the tool disk 2 relative to the housing 1 and the head 10. A spur-toothed gear 16 engaging with a pinion 15 on the motor shaft is therefore arranged on a gear shaft 18 that can be moved axially by means of a piston 17, which also carries a pinion 19 that meshes with a gear 20 that is to be driven for a rotary movement of the tool disk. In the position of the piston 17 shown in the figure, the tool disk 2 can be rotated in one or the other direction of rotation by means of the drive motor 14. If the drive motor 4 is only to drive the tool 5, then the gear shaft 18 is moved by means of the double-acting piston 17 into the position indicated by a dot-dash line in the area of its free end, in which the gear wheel 16 is disengaged from the pinion 15.
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-The end of the connecting shaft 17 mounted in the tool disk 2 carries a bevel gear 21 which meshes with a second bevel gear 22. The latter is mounted on a radially displaceable bearing which is rotatably mounted in the tool disk 4.
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.drive shaft 23 is mounted in a rotationally fixed but axially displaceable manner. By means of a double-acting piston 24, the drive shaft 23 can be moved from a position in which its end facing away from the piston 24 does not protrude beyond the outer surface of the head 10, into a position in which this end engages in the receptacle 3 of the tool disk 2, which is in the working position. The drive shaft 23 has a central bore in this end section, the inner profile of which is adapted to the outer profile of the coupling shaft 6. The drive shaft 23 can therefore be pushed onto the end of the coupling shaft 6 that protrudes beyond the coupling pin 4', thereby creating a rotationally fixed connection. For reasons of clarity, the figure shows a position of the drive shaft 23 in which it is not pushed over the coupling shaft.
Mittels eines auf der Antriebswelle 23 zwischen dem KolbenBy means of a on the drive shaft 23 between the piston
24 und dem zweiten Kegelrad 22 fest angeordneten Sensorkörpers 25 und zwei an der Verschiebebahn des Sensorkörpers24 and the second bevel gear 22 fixedly arranged sensor body 25 and two on the sliding track of the sensor body
25 angeordneten Sensoren 26, die beispielsweise als Näherungsschalter ausgebildet sein können, wird die Stellung der Antriebswelle 23 überwacht.The position of the drive shaft 23 is monitored by sensors 26 arranged on the drive shaft 25, which can be designed as proximity switches, for example.
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.Both the pressure medium lines leading to the piston 24 and the signal lines of the sensors 26 are led through the hollow column 8 in a manner not shown.
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 durchLines can also run through the hollow column 8, through which cooling liquid for the tools or lubricants are transported. Furthermore, the column 8 can contain lines for a pressure medium, for example, by means of which clamping devices are actuated, which clamp the coupling pin 4 1 in the receptacle 3 that holds it. In the exemplary embodiment, not all lines are connected by
CiCi
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.the interior of the column 8. Rather, the wall of the column 8 is drilled through in the longitudinal direction to form a line 27, to which a line 28 is connected in the head 10, which runs radially to the outer surface and is sealed there to a radially running bore 29 of the holder 3 in the working position. Further lines of this kind can of course be provided, and radial bores can be offset next to one another in the axial direction both in the head 10 and in the holders 3.
Im Ausführungsbeispiel schließt sich an die Außenseite der Endplatte 7 ein Schutzgehäuse 30 an, in dem sich ein Drehgeber befindet.In the exemplary embodiment, a protective housing 30, in which a rotary encoder is located, is connected to the outside of the end plate 7.
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.Inside the housing 1, two gear rings are arranged concentrically to one another in a known manner, one of which is permanently assigned to the tool disk 2 and the other to the housing 1. If the tool disk 2 is in one of the selectable positions and is locked in this position, then a gear ring provided on a locking member simultaneously engages in the two concentric gear rings. Before the tool disk 2 can be brought into another rotational position, the locking member must therefore first be moved into its release position in order to then be able to transmit the rotational movement of a drive member rotatably mounted in the housing 1 to the tool disk 2 by turning the gear wheel 9. One of the known designs can be used to actuate the locking member and to rotate the tool disk 2.
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.All features mentioned in the above description as well as those that can only be inferred from the drawing are, as further embodiments, components of the invention, even if they are not particularly emphasized and in particular not mentioned in the claims.
huhu
Claims (6)
Priority Applications (1)
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DE9017829U Expired - Lifetime DE9017829U1 (en) | 1990-06-09 | 1990-06-09 | Tool turret |
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-
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