ZIMMER, Martin (Mühlenstrasse 6, Rheinau, 77866, DE)
ZIMMER, Martin (Mühlenstrasse 6, Rheinau, 77866, DE)
Patentansprüche:
1. Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen Wechseladapter (4) eines Werkzeugmaschinenschlittens (2) - mit einem in einem Gehäuse (11) gelagerten Schwenkkopf (50), in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme (70) angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) um eine quer zur Verfahrrichtung (3) des Werkzeugmaschinenschlittens (2) orientierte Schwenkachse (52) um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Schwenkkopf (50) gegenüber dem Gehäuse (11) mittels eines Getriebes (30, 40), das eine Linearbewegung in eine Schwenkkopfrotation umsetzt, bewegbar ist,
- dass das Getriebe (30, 40) einen Linearschlitten (31, 41) aufweist,
- dass zum Verstellen des Linearschlittens (31, 41) dieser mindestens einen Anschlag (83, 81) kontaktiert, während das Gehäuse (11) relativ zu diesem Anschlag (83, 81) mittels des Werkzeugmaschinenschlittens (2) und/oder des Werkzeugmaschinentisches (8) bewegt wird oder
- dass zum Verstellen des Linearschlittens (31, 41) dieser mindestens einen motorisch bewegbaren Anschlag kontaktiert, um von diesem gegenüber dem ortsfest blockierten Gehäuse (11) linear verstellt zu werden.
2. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine vertikal ausgerichtete Aggregatespindel (13) aufweist, die drehstarr an eine Arbeitsspindel (5) der Werkzeugmaschine (1) adaptierbar ist.
3. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkbereich des Schwenkkopfes (50) eine Position (57) umfasst, in der die Mittellinie (79) der Werkzeugaufnahme (70) mit der Mittellinie (19) der Aggregatespindel (13) fluchtet.
4. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse (51) des Schwenkkopfes (50) ein Getrieberad (34, 43) sitzt das mit einem Linearschlitten (31, 41) in Wirkverbindung steht, wobei einem bestimmten Verfahrweg des Linearschlittens (31, 41) zwangsläufig ein bestimmter Schwenkwinkel des Getrieberades (34, 43) entspricht.
5. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) mittels einer mechanischen Klemmvorrichtung (60) arretierbar ist, wobei die Klemmvorrichtung (60) mittels eines pneumatischen, hydraulischen, elektrischen, elektromechanisehen oder piezoelektrischen Antriebs (61-63) - zum Verschwenken - lösbar ist.
6. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearschlitten (31, 41) - nach dem öffnen der Klemmvorrichtung (60) - unter der Wirkung mindestens eines Federelements (38) , der Wirkung der Schwerkraft oder unter der Wirkung eines pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromechanisehen Antriebs nach unten bewegt wird.
7. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (83, 81) im Randbereich des Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine (1) angeordnet ist.
8. Werkzeugschwenkaggregat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (83, 81) an einem Magnethalter (80) am Werkzeugmaschinengehäuse oder am Werkzeugmaschinentisch (8) angeordnet ist.
9. Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen mit einer Arbeitsspindel (5) ausgestatteten Wechseladapter (4) eines Werkzeugmaschinenschlittens (2) - mit einem gegenüber dem Werkzeugmaschinenschlitten (2) um die Mittellinie (19) der Arbeitsspindel (5) schwenkbaren Gehäuse (11), mit einem in dem Gehäuse (11) gelagerten Schwenkkopf (50) , in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme (70) angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) um eine quer zur Mittellinie (19) der Arbeitsspindel (5) orientierte Achse (52) um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass sowohl das Gehäuse (11) als auch der Schwenkkopf (50) um seine jeweilige Schwenkachse (19, 52) mittels eines Getriebes (30, 40) bewegbar ist,
- dass das jeweilige Getriebe (30, 40) einen mit einem Getrieberad (34, 43) zwangsläufig gekoppelten Linearschlitten (31, 41) aufweist, dass zum Verstellen des jeweiligen Linearschlittens (31, 41) dieser mindestens einen Anschlag (83, 81) kontaktiert, während das Gehäuse (11) relativ zu diesem Anschlag (83, 81) mittels des Werkzeugmaschinenschlittens (2) und/oder des Werkzeugmaschinentisches (8) bewegt wird. |
Werkzeugschwenkaggregat mit mindestens einer fremdverstellten Achse
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen Wechseladapter eines Werkzeug- maschinenschlittens - mit einem in einem Gehäuse gelagerten Schwenkkopf, in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf im Gehäuse um eine quer zur Verfahrrichtung des Werkzeugmaschinenschlittens orientierte Schwenkachse um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist.
Aus der DE 10 2004 062 138 B3 ist ein derartiges verstellbares Werkzeugschwenkaggregat bekannt. Das Werkzeugschwenkaggregat selbst ist um eine C-Achse schwenkbar am Maschinenschlitten einer Werkzeugmaschine gelagert. Im Gehäuse des Werkzeugschwenkaggregats sitzt ein um eine A-Achse schwenkbarer Schwenkkopf. Beide Achsen werden von einem einzigen Servomotor angetrieben. Die Rotationsbewegung des Servomotors wird über ein elektrisch schaltbares Getriebe entweder zum Schwenken des Schwenkkopfes oder für die Rotationsbewegung des Werkzeugschwenkaggregats um die C-Achse verwendet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, ein Werkzeugschwenkaggregat zu entwickeln, bei dem mindestens ein schwenkbares Aggregateteil ohne eigenen Antrieb sicher und auf einfache Weise verschwenkbar sein soll.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Zum einen ist dabei der Schwenkkopf gegenüber dem Gehäuse mittels eines Getriebes, das eine Linearbewegung in eine Schwenkkopfrotationsbewegung umsetzt, bewegbar. Das Getriebe weist einen Linearschlitten auf. Zum Verstellen des Linearschlittens kontaktiert dieser mindestens einen Anschlag, während das Gehäuse relativ zu diesem Anschlag mittels des Werkzeugmaschinenschlittens und/oder des Werkzeugmaschinentisches bewegt wird. Alternativ kontaktiert der Linearschlitten zum Verstellen mindestens einen motorisch bewegbaren Anschlag, um von diesem gegenüber dem ortsfest blockierten Gehäuse linear verstellt zu werden .
Zum anderen ist hierbei - bei zwei separaten Schwenkbewegungen des Werkzeugschwenkaggregats - sowohl das Gehäuse als auch der Schwenkkopf um seine jeweilige Schwenkachse mittels eines Getriebes bewegbar. Das jeweilige Getriebe weist einen, mit einem Zahn- oder einem Rollbogenrad zwangsläufig gekoppelten, Linearschlitten auf. Zum Verstellen des jeweiligen Linearschlittens kontaktiert dieser mindestens einen Anschlag, während das Gehäuse relativ zu diesem Anschlag mittels des Werkzeugmaschinenschlittens und/oder des Werkzeugmaschinentisches bewegt wird.
Mit der Erfindung wird ein Werkzeugschwenkaggregat zur Verfügung gestellt, dessen rotierende Werkzeugaufnahme um eine oder zwei Schwenkachsen gegenüber dem tragenden Werkzeugmaschinenschlitten
geschwenkt werden kann, ohne dass das Werkzeugschwenkaggregat einen eigenen Antrieb für diese Schwenkbewegungen umfasst. Als Antrieb für diese Schwenkbewegung werden die das Werkzeugschwenkaggregat tragenden Maschinenschlitten benutzt. Dazu wird das entsprechende Werkzeugschwenkaggregat z.B. gegen einen auf dem Maschinentisch fixierten Anschlag oder Indexbolzenträger gefahren, um nach einem ersten Kontakt z.B. aus dem Werkzeugschwenkaggregat herausragende Getriebeteile, wie z.B. einen Linearschlitten, durch ein lineares Verfahren des Werkzeugschwenk- aggregats gegenüber diesem zu verschieben. Die jeweilige Verschiebung des Linearschlittens wird im Inneren des Werkzeugschwenkaggregats in eine entsprechende - auf die Werkzeugaufnahme zu übertragende - Schwenkbewegung umgesetzt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Es folgen Beschreibungen schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele .
Figur 1: Werkzeugschwenkaggregat mit Vorschaltschwenkaggregat und einer Zahnstangenabstützverstellung;
Figur 2 : Werkzeugschwenkaggregat mit einer Rollbogenabstütz- verstellung;
Figur 3: Rollbogengetriebe von vorn;
Figur 4: Rollbogengetriebe von hinten;
Figur 5: Werkzeugschwenkaggregat mit einer Schwenkscheibenab- stutzVerstellung;
Figur 6: wie zu Figur 5, jedoch mit eingekuppelter SchwenkscheibenabstutzVerstellung;
Figur 7: wie zu Figur 6, jedoch mit einem um 45 Winkelgrade geschwenkten Schwenkkopf;
Figur 8: wie zu Figur 7, jedoch mit abgekuppelter Schwenk- scheibenabstutzVerstellung; Figur 9: Vorschaltschwenkaggregat mit einer Rollbogenabstütz-
Verstellung;
Figur 10: Querschnitt zu Figur 9; Figur 11: vergrößerter Teillängsschnitt zu Figur 9.
Die Figur 1 zeigt z.B. eine Kombination aus einem Werkzeugmaschinenschlitten (2), einem Vorschaltschwenkaggregat (110), einem Werkzeugschwenkaggregat (10) und einem Werkzeug (100) .
Am Maschinenschlitten (2) der Werkzeugmaschine (1) ist das Vorschaltschwenkaggregat (110) auswechselbar angeordnet. Es ist dazu an der unteren Stirnfläche des Maschinenschlittens (2) gekuppelt. Diese Stirnfläche ist ein Teil des Wechseladapters (4). Aus dieser Stirnfläche ragt z.B. vertikal eine Arbeitsspindel ( 5 ) heraus .
Die Arbeitsspindel (5) wird von einem Flansch (111) umgeben, an dem ein Servomotor (120) befestigt und eine Drehscheibe (116) gelagert ist. Die Drehscheibe (116) ist ein Topf, in dem mindestens ein Wälzlager (114) über seinen Außenring, z.B. mit Hilfe einer Wellenmutter (115), fixiert ist. Um die Wellenmutter (115) anziehen zu können, befinden sich im Flansch (111) hier nicht dargestellte Längsschlitze.
Der Innenring des Wälzlagers (114) ist am Flansch (111), z.B. mittels einer Wellenmutter (118), spielfrei angeordnet.
Die Mittellinie der Drehscheibe (116) verläuft deckungsgleich zur Mittellinie der Arbeitsspindel (5) . Im Boden der Drehscheibe (116) befindet sich eine außermittige Indexboh-
rung (119). Auf der Außenwandung der Drehscheibe (116) ist eine Zahnriemenradverzahnung (117) angeformt.
Der außen am Flansch (111) sitzende Servomotor (120) hat eine Getriebeausgangswelle (121), auf der ein Zahnriemenrad (122) drehfest angeordnet ist. Das Zahnriemenrad (122) steht mit der Zahnriemenradverzahnung (117) über einen Zahnriemen (123) in Wirkverbindung. Das Riemengetriebe ist von unten her mit einem Gehäusedeckel (112) abgedeckt.
Unterhalb des Vorschaltschwenkaggregats (110) ist das Werkzeugschwenkaggregat (10) angeordnet. Seine Aggregatespindel (13) ist an der Arbeitsspindel (5) der Werkzeugmaschine (1) angekuppelt. Am Gehäuse (11) befindet sich z.B. ein nach oben ragender, formsteifer Indexstift (12), der nach dem Ankuppeln des Werkzeugschwenkaggregats (10) an das Vorschaltschwenkaggregat (110) in die dortige Indexbohrung (119) verdrehsicher eingreift. Mit Hilfe des Servomotors (120) , dessen Drehbewegung beispielsweise mit einem Tachogenerator überwacht wird, kann das Werkzeugschwenkaggregat (10) über die Drehscheibe (116) - gegenüber dem Werkzeugmaschinenschlitten (2) - um nahezu jeden beliebigen Winkel - um die C-Achse (19) verschwenkt werden.
Das Gehäuse (11) des Werkzeugschwenkaggregats (10) lagert in seinem unteren Bereich einen Schwenkkopf (50), in dem eine über die Aggregatespindel (13) angetriebene Werkzeugaufnahme (70) gelagert ist. Die Schwenkachse des Schwenkkopfes (50) ist hier die A-Achse (52) .
Im Gehäuse (11) befindet sich zum Antrieb der Werkzeugaufnahme (70) ein Rädergetriebe (20), vgl. Figur 5. Es besteht z.B. aus einem Planrad (21), einem Kombirad (22) und einem Kegelradritzel (25) . Das Planrad (21) sitzt am unteren Ende der Aggre-
gatespindel (13). Es kämmt mit dem Kombirad (22), dessen Mittellinie deckungsgleich mit der A-Achse (52) ist. Das Kombirad (22) hat zum Kämmen mit dem Planrad (21) eine Stirnradverzahnung (23). An seiner zur Mittellinie (19) hin orientierten Stirnseite weist es zusätzlich eine Kegelradverzahnung (24) auf. Letztere kämmt mit dem Kegelradritzel (25), dessen Mittellinie auf der Mittellinie (79) der Werkzeugaufnahme (70) liegt. Das Kegelradritzel (25) ist drehfest mit der Werkzeugaufnahme (70) verbunden. Die Rotation der Aggregatespindel (13) wird über dieses Rädergetriebe (20), ggf. über- oder untersetzt, auf die Werkzeugaufnahme (70) und somit auf das Werkzeug (100), z.B. einen Bohrer, Fräser oder eine Kreissägenscheibe, übertragen.
Während des Betriebs des Werkzeugschwenkaggregats (10), also während des Bohrens, Fräsens, Sägens u.s.w. ist der Schwenkkopf (50) im Gehäuse festgeklemmt. Dazu befindet sich im Gehäuse (11) eine Klemmvorrichtung (60), vgl. Figur 9. Die Klemmvorrichtung (60) besteht aus einem Bremsklotz (64), der während des Klemmens mittels einer mechanischen Feder oder eines Feder- systems gegen die Schwenkkopfachse (51) oder eine auf ihr befestigten Scheibe gepresst wird. Zum Lüften der Klemmung wird beispielsweise eine pneumatisch betriebene Zylinder-Kolben-Einheit (61-63) verwendet.
Im Ausführungsbeispiel liegt während des Klemmens der Bremsklotz (64) radial an der Schwenkkopfachse (51) an. An den Bremsklotz (64) ist eine Stange (63) angeformt, auf der mehrere z.B. wechselweise geschichtete Tellerfedern (65) gestapelt sind. Die Tellerfedern (65) stützen sich an einem Gehäusezwischenboden (18) ab. Der Gehäusezwischenboden (18) hat eine Bohrung, durch die die Stange (63) in einen Zylinderraum (61) hineinragt. Dort ist die Stange (63) als Kolbenstange an einem Kolben (62) befestigt. Zum Lüften des Bremsklotzes (64) wird über eine Druckluftleitung (66) die Kolbenstangenseite des Kolbens (62)
mit Druckluft beaufschlagt. Dadurch wird der Bremsklotz (64) gegen die Wirkung der Tellerfedern (65) von der Schwenkkopf- achse (51) abgehoben.
Um in den Ausführungsbeispielen den Schwenkkopf (50), z.B. bei stehender Arbeitsspindel (5) verschwenken zu können, ist nach Figur 1 und 9 auf der Schwenkkopfachse (51) ein außen verzahntes Zahnrad (34) drehfest angeordnet. Das Zahnrad (34) kämmt mit einer Zahnstange (31) , die zugleich einen Linearschlitten darstellt. Das vorgestellte Zahnstangengetriebe (30) dient einer Zahnstangenabstützverstellung.
Zwischen dem Zahnrad (34) und der Zahnstange (31) können zum über- oder Untersetzten der Abrollbewegung mindestens zwei auf einer Welle sitzende Zahnräder zwischengeschaltet werden.
Die Zahnstange (31) ist parallel zur Mittellinie (19) angeordnet. An ihr ist ein Kragarm (32) befestigt, der seitlich aus dem Gehäuse (11) herausragt und an seinem freien Ende einen nach unten orientierten, z.B. sphärisch gewölbten Schlittenanschlag (33) trägt. Auf das obere Ende der Zahnstange (31) wirkt z.B. eine Schraubendruckfeder (38), die sich am Gehäuse (11) abstützt. Alternativ kann die Zahnstange (31) von einer Zugfeder nach unten gezogen werden. Denkbar ist auch eine in Gehäuse (11) eingehängte Drehfeder, die das Zahnrad (34) im Uhrzeigersinn zu schwenken versucht .
Die verzahnte Länge der Zahnstange (31) ist auf den maximalen Schwenkwinkel (56) des Schwenkkopfes (50) abgestimmt. Der Abrollweg entspricht der zum Schwenkwinkel (56) gehörenden Bogenlänge .
Nach Figur 1 steht unterhalb des Werkzeugschwenkaggregats (10) ein z.B. auf dem Maschinentisch (8) festgeklemmter Magnethai-
ter (80) . Der Magnethalter (80) trägt hier eine vertikal nach oben ausgerichtete Anschlagstange (83). Anstelle des Magnethalters (80) kann die Anschlagstange (83) auch durch andere formsteife Befestigungshilfsmittel gehalten werden.
Um nun den Schwenkkopf (50) - in einer Nebenzeit - verschwenken zu können, wird im Gehäuse (11) die Klemmvorrichtung (60) mit Druckluft beaufschlagt, vgl. Figur 9. Dadurch löst sich der Bremsklotz (64) von der Schwenkkopfachse (51). In der Folge schwenkt der Schwenkkopf (50) nach Figur 1 und 9 unter der Wirkung der Schraubendruckfeder (38) im Uhrzeigersinn in die Position (59). Die Abwärtsbewegung des Linearschlittens (31) kann beispielsweise auch mittels eines pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromechanisehen Antriebs erfolgen. Bei einem pneumatischen Antrieb kann hier die der Klemmvorrichtung (60) zur Verfügung stehende Druckluft mitverwendet werden. Ggf. kann sich der Linearschlitten (31) auch gewichtsbelastet abwärts bewegen.
In einem nächsten Schritt werden der Magnethalter (80) und das Werkzeugschwenkaggregat (10) so gegeneinander positioniert, dass die obere Stirnfläche (84) der Anschlagstange (83) direkt unterhalb des Schlittenanschlags (33) zur Anlage kommt. Der Kragarm (32) befindet sich dazu in seiner untersten Position. Der Schwenkkopf (50) steht in der Position (59).
Nun werden der Maschinenschlitten (2) und der Maschinentisch (8) CNC-geregelt aufeinander zubewegt. Für jede wählbare Winkelstellung des Schwenkkopfes (50) gibt es hierzu einen passenden Hub des Maschinenschlittens (2) und/oder des Maschinentischs (8).
Nach einem Erreichen der gewählten Winkelstellung wird die Klemmvorrichtung (60) entlüftet, vgl. Figur 9. Der Schwenkkopf (50) ist wieder gegenüber dem Gehäuse (11) arretiert. Das
Werkzeugschwenkaggregat (10) wird vom Magnethalter (80) bzw. der Anschlagstange (83) weggefahren.
Um die Wiederholgenauigkeit der Schwenkbewegung des Schwenkkopfes (50) zu erhöhen, kann das Zahnrad (34) gleichzeitig mit zwei nebeneinander geführten Zahnstangen (31) kämmen. Die beiden Zahnstangen (31) werden hierbei in Längsrichtung gegeneinander elastisch verspannt, um ein vorhandenes Zahnflankenspiel zu eliminieren. Alternativ können auch zwei gegeneinander drehverspannte Zahnräder (34) auf einer Zahnstange (31) kämmen.
Zur Minimierung der erforderlichen Antriebskräfte der Zahnstangenabstützverstellung kann der Schwenkkopf (50) auf der der Werkzeugaufnahme (70) abgewandten Seite mit einem Gegengewicht ausgestattet sein.
In einer weiteren Variante befindet sich an dem Magnethalter (80) ein Linearantrieb mit einem Messsystem, der angeschlossen an die Maschinensteuerung einen Zapfen geregelt ausfährt. Der Zapfen verschiebt dann über den Schlittenanschlag (33) den Linearschlitten (31) des Werkzeugschwenkaggregats (10). In einer Abwandlung dieser Variante kann anstelle des Linearantriebs ein rotierender Servomotor mit Tachogenerator verwendet werden. Die Ausgangswelle des Servomotors wird dann in eine spezielle Kupp- lungsausnehmung an einer frei zugänglichen Stirnseite der Schwenkkopfachse (51) des Schwenkkopfes (50) spielfrei eingekuppelt, um letzten gezielt zu schwenken.
In Figur 2 ist ein Werkzeugschwenkaggregat (10) dargestellt, bei dem anstelle der Zahnstangenabstützverstellung, eine Rollbogen- abstützverstellung vorgesehen ist. Dazu wird das Zahnstangengetriebe (30) durch ein Rollbogengetriebe (40) ersetzt.
Das Rollbogengetriebe (40) besteht aus einem Linearschlit- ten (41), z.B. drei Metallbändern (131, 132, 133) und einer Rollbogenwelle (43), vgl. auch Figuren 3 und 4. Auf der RoIl- bogenwelle (43) ist ein mittleres, breites Band (131) in einem Punkt (44) befestigt, das die Rollbogenwelle (43) im Uhrzeigersinn ca. halb umschlingt und an der unteren Hälfte des Linearschlittens (41) tangential zur Rollbogenwelle (43) entlanggeführt ist. Am unteren Ende des Linearschlittens ist es im Punkt (47) fixiert. Die Umschlingung der Rollbogenwelle (43) ist in Figur 4 zu erkennen. Die beiden äußeren Bänder (132, 133) sind an der Rollbogenwelle (43) in den Punkten (45, 46) befestigt. Diese Bänder (132, 133) umschlingen im Gegenuhrzeigersinn die Rollbogenwelle (43) und sind am Linearschlitten (41) oben in den Punkten (48, 49) fixiert. Alle drei Bänder (131, 132, 133) sind straff gespannt, um ein spielfreies Abrollen zu gewährleisten. Ggf. kann z.B. der Befestigungspunkt (47) gegenüber dem Linearschlitten (41) in Längsrichtung verspannbar angeordnet sein, um eine dauerhafte Spielfreiheit zu sichern.
Das mittlere Band (131) ist hier doppelt so breit wie eines der äußeren Bänder (132, 133) . In der Regel benötigt ein Rollbogengetriebe nur zwei Bänder.
In Figur 2 hat die Rollbogenwelle (43) die Form einer auf der Schwenkkopfachse (51) befestigten Zylinderscheibe.
Der Kragarm (32) des Linearschlittens (41) trägt hier einen Kugelkopf (42), der zur Verstellung des Schwenkkopfes (50) in einen z.B. ortsfesten Rohranschlag (81) eingespurt wird. Letzterer kann an einem Magnethalter (80) oder einem ortsfesten Maschinen- gehäuseteil oder dem Maschinentisch (8) befestigt sein. Die entsprechende Befestigungsstelle liegt im Randbereich des Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine (1) .
Der Rohranschlag (81) hat eine konische Bohrung (82) oder eine Kerbe mit entsprechend geneigten planen Flanken, um eine spielfreie Anlage des Kugelkopfes (42) - zumindest in Längsrichtung des Linearschlittens - zu ermöglichen. Mit dieser Anschlagvariante wird die aus Figur 1 bekannte Schraubendruckfeder (38) eingespart. Allerdings muss sich hier die CNC-Steuerung die letzte Winkelstellung des Schwenkkopfes (50) merken.
Die Figuren 5 bis 8 betreffen ein weiteres Werkzeugschwenkaggregat - zum austauschbaren Einwechseln in einen Wechseladapter (4) eines Werkzeugmaschinenschlittens (2) - mit einem in einem Gehäuse (11) gelagerten Schwenkkopf (50) , in dem eine antreib- und drehbare Werkzeugaufnahme (70) angeordnet ist, wobei der Schwenkkopf (50) im Gehäuse (11) um eine quer zur Verfahrrichtung des Werkzeugmaschinenschlittens (2) orientierte Achse (52) um mindestens 100 Winkelgrade schwenkbar ist. Der Schwenkkopf (50) ist gegenüber dem Gehäuse (11) mittels eines Schwenkrades (53) bewegbar, wobei das Schwenkrad (53) eine Indexausneh- mung (54) aufweist. Zum Verstellen des Schwenkrades (53) wird dieses mit seiner Indexausnehmung (54) auf einen um eine Indexbolzenschwenkachse (85) schwenkbar an einem ortsfesten Träger (80) gelagerten Indexbolzen (90) geschoben. Das Gehäuse (11) des Werkzeugschwenkaggregats (10) wird von mindestens zwei ma- schinenseitigen Schlitten auf einer Kreisbahn (9) um die Indexbolzenschwenkachse (85) bewegt.
Dabei liegen beim Kuppeln die Mittellinien der Indexausnehmung (54) und des Indexbolzens (90) in einer Ebene, die jeweils normal zu den genannten Mittellinien orientiert ist.
Auf der aus dem Gehäuse (11) mindestens einseitig herausragenden Schwenkkopfachse (51) ist das Schwenkrad (53) drehfest angeordnet. Die beispielsweise konische Indexausnehmung (54) erstreckt sich bis zur Mitte des Schwenkrades (53) .
Nach den Figuren 7 und 8 ist der Träger (80) ein Magnethalter, der auf dem Maschinentisch (8), z.B. am Rand des Arbeitsraumes, fixiert ist. Auf einer Haltestange (94) sitzt ein Lagerbock (95), der eine z.B. scheibenförmige Indexbolzenführung (86) einseitig lagert. Die Indexbolzenführung (86) hat einen drehfesten Lagerzapfen (91), der in der Bohrung des Lagerbocks (95) gleit- oder wälzgelagert geführt ist. In Figur 8 ist ein Schnitt durch ein lagerbockseitiges Reibgehemme gezeigt. Das Reibgehemme besteht aus einem Hemmklotz (96) und einer Schraubendruckfeder (97). Letztere presst den Hemmklotz (96), z.B. radial, gegen den Lagerzapfen (91) . Ab einem Drehmoment größer 2 Nm lässt sich der Lagerzapfen (91) zusammen mit der Indexbolzenführung (86) im Lagerbock (95) verdrehen.
Die Indexbolzenführung (86) weist nach Figur 5 eine gestufte Durchgangsbohrung (87) auf, in der vorgespannt der Indexbolzen (90) geführt ist. Nach Figur 5 stützt sich der Indexbolzen (90) über eine Schraubendruckfeder (93) an einem Bohrungs- bund (88) der Indexbolzenführung (86) ab. Gehalten wird der Indexbolzen (90) von einer in den Indexbolzen eingeschraubten Schraube (92), die in einer rückseitigen Zylindersenkung (89) der Durchgangsbohrung (87) anliegt.
Gemäß Figur 5 ist das Werkzeugschwenkaggregat (10) so vor der Indexbolzenführung (86) positioniert, dass die Mittellinien der Indexausnehmung (54) und des Indexbolzens (90) zueinander fluchten. Das Werkzeugschwenkaggregat (10) wird nun solange entlang der Mittellinie des Indexbolzens (90) auf diesen zubewegt, bis der Indexbolzen (90) zum einen spielfrei in der Indexboh-
rung (54) sitzt und zum anderen die A-Achse (52) einen vorgegebenen Abstand (99) zur Indexbolzenschwenkachse (85) einnimmt, vgl. Figur 6. Der Kopf der Schraube (92) liegt an der Zylindersenkung (89) nicht mehr an.
Nun wird das Werkzeugschwenkaggregat (10) durch die werkzeug- maschinenseitigen Schlitten so auf einer Bahnkurve (9) bewegt, dass die A-Achse (52) in dem festen Abstand (99) um die Indexbolzenschwenkachse (85) verschwenkt, vgl. Figuren 6 und 7. Die Mittellinie (19) des Werkzeugschwenkaggregats (10) verschwenkt dabei nicht. Während des Abfahrens der kreisförmigen Bahnkurve (9) schwenkt der Indexbolzen (90) als Koppelelement zwangsweise den Schwenkkopf (50) und die Indexbolzenführung (86).
Nach dem Erreichen eines vorgegebenen Schwenkwinkels des Schwenkkopfes (50) wird das Werkzeugschwenkaggregat (10) von der Indexbolzenführung (86) weggefahren, vgl. Figur 8. Bis zum nächsten Verschwenken des Schwenkkopfes (50) verharrt die Indexbolzenführung (86) in der hier dargestellten Position. Die CNC- Steuerung merkt sich den Ort und die Winkelstellung des Indexbolzens (90) .
Die Figuren 9 bis 11 zeigen ein Werkzeugschwenkaggregat (10) mit einem antriebsfreien Vorschaltschwenkaggregat (110) . Hier wird die aus Figur 1 bekannte Drehscheibe (116) mit einem zu den Figuren 3 und 4 beschriebenen Rollbogenantrieb ausgestattet. Allerdings ist hier die Drehscheibe (116), die als Rollbogenwelle von den Bändern (131, 132, 133) umschlungen wird, um ca. 200 bis 360 Winkelgrade schwenkbar. Die Bänder (131-133) sind beispielsweise aus Metall.
Der Linearschlitten (125) ist hier im z.B. zweiteiligen Gehäusedeckel (112, 113) wälzgelagert geführt. Nach Figur 10 und 11 stützen sich die schmalen Längsseiten (126, 127) des Linearschlittens (125) an jeweils zwei Wälzlagern (134) ab. Die Seitenführung übernehmen ebenfalls zwei im kleineren Gehäusedeckel- Seitenteil (113) angeordnete Wälzlager (135). Zwischen ihnen und der Drehscheibe (116) ist der Linearschlitten (125) in einer quer zur Mittellinie (19) gelegenen Ebene eingespannt.
Um die Drehscheibe (116) gegenüber dem Flansch (111) zu verschwenken, wird das Vorschaltschwenkaggregat (110) z.B. mittels des Maschinenschlittens (2) in Längsrichtung des Linearschlit- tens (125) verfahren. Am Rand des maschinenseitigen Arbeitsraumes kontaktiert die jeweilige z.B. plane Stirnfläche (129) des Linearschlittens (125) einen gegenüber dem Vorschaltschwenkaggregat (110) ortsfesten z.B. balligen Anschlag (83). Dadurch dass sich das Vorsatzschwenkaggregat (110) auf den Anschlag (83) zubewegt, wird der Linearschlitten (125) über die Bänder (131- 133) an der Drehscheibe (116) abgerollt. Die Drehscheibe (116) schwenkt hierbei gezielt das Werkzeugschwenkaggregat (10).
Um die Schwenkbewegung rückgängig zu machen, wird der Maschinenschlitten (2) in die entgegengesetzte Richtung gefahren, um im gegenüber liegenden Randbereich des Arbeitsraumes mit dem Linearschlitten (125) an einem weiteren Anschlag zur Anlage zu kommen und dort den Linearschlitten (125) an der Drehscheibe (116) bandunterstützt abrollen zu lassen.
Anstelle des Rollbogengetriebes kann auch hier ein Zahnstangengetriebe benutzt werden. Ferner ist auch die Schwenkscheiben- abstützverstellung der Figuren 5 bis 8 denkbar.
Der Linearschlitten (125) ist in den Figuren 9 und 11 verkürzt dargestellt .
Bezugszeichenliste :
1 Werkzeugmaschine
2 Maschinenschlitten, Werkzeugmaschinenschlitten
3 Verfahrrichtung
4 Wechseladapter
5 Arbeitsspindel
8 Maschinentisch
9 Bahnkurve, Kreisbahn, eben
10 Werkzeugschwenkaggregat
11 Gehäuse, Aggregateteil
12 Indexstift
13 Aggregatespindel
18 Gehäusezwischenboden
19 Mittellinie, C-Achse
20 Rädergetriebe
21 Planrad
22 Kombirad
23 Stirnradverzahnung
24 Kegelradverzahnung
25 Kegelrad, Kegelradritzel
30 Getriebe, Zahnstangengetriebe
31 Linearschlitten,, Zahnstange
32 Kragarm
33 Schlittenanschlag
34 Zahnrad, Stirnrad, Getrieberad, Zahnradsegment
38 Druckfeder, Schraubendruckfeder, Federelement
40 Getriebe, Rollbogengetriebe
41 Linearschlitten
42 Kugelköpf
Rollbogenwelle, Rollbogensegment , Getrieberad, 45, 46 Befestigungspunkte an (43) , 48, 49 Befestigungspunkte an (41)
Schwenkkopf, Aggregateteil Schwenkkopfachse, konkret Achse, A-Achse, Mittellinie Schwenkrad Indexausnehmung Schwenkwinkel Strecklagenposition Position bei 45°-Schwenkauslenkung Position bei maximaler Schwenkauslenkung
Klemmvorrichtung Zylinderräum Kolben Stange, Kolbenstange Bremsklotz Tellerfedern Druckluftleitung
Werkzeugaufnähme Mittellinie
Träger, ortsfest; Magnethalter Rohranschlag, mind. zweiseitig Bohrung, konisch; Kerbe Anschlagstange, Anschlag Stirnfläche, oben
85 Indexbolzenschwenkachse
86 Indexbolzenführung
87 Durchgangsbohrung
88 Bohrungsbund
89 Zylindersenkung
90 Indexbolzen
91 Lagerzapfen
92 Schraube
93 Schraubendruckfeder
94 Haltestange
95 Lagerbock
96 Hemmklotz
97 Schraubendruckfeder
98 Schwenkwinkel
99 Abstand, Radius
100 Werkzeug, Bohrer
110 Vorschaltschwenkaggregat
111 Flansch
112 Gehäusedeckel
113 Gehäusedeckelseitenteil
114 Wälzlager
115 Wellenmutter
116 Drehscheibe
117 Zahnriemenradverzahnung
118 Wellenmutter
119 Indexbohrung
120 Servomotor (ggf. mit Tachogenerator)
121 Getriebeausgangswelle
122 Zahnriemenrad
123 Zahnriemen
125 Linearschlitten
126, 127 Längsseiten, schmal 129 Stirnflächen
131, 132, 133 Bänder, Mitte, außen, außen
134 Wälzlager, Horizontalführung
135 Wälzlager, Seitenführung
Next Patent: METHOD FOR PRODUCING A SOLAR CELL HAVING TWO-STAGE DOPING