Uebelhart, Baudouin Ernest (Bergstrasse 12, Oberdorf, CH-4515, CH)
| 1. | Werkzeugträger, welcher dazu vorgesehen ist zum zerspanenden Bearbeiten eines Werkstückes an der Arbeitsspindel einer Drehmaschine angeordnet zu werden, gekennzeichnet durch einen Grundträger ; einen auf dem Grundträger angeordneten, quer zur Spindelachse entlang einer Achse (Y) gesteuert verfahrbaren Schlitten ; zwei auf dem Schlitten parallel zueinander angeordnete Werkzeughalter zur Halterung unterschiedlicher Werkzeuge, welche Halter in einem Winkel von 90° zur Bewegungsrichtung des Schlittens individuell bzw. selektiv zur Spindelachse hin entlang einer Achse (X) in Arbeitsstellung bzw. aus dieser verfahrbar sind und Antriebsmittel, um den Schlitten und die Werkzeughalter sequentiell oder simultan entlang ihrer Bewegungsachsen (Y bzw. X) in eine vorbestimmte Arbeitsstellung zu verfahren. |
| 2. | Werkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger entlang einer parallel zur Spindelachse verlaufenden Achse (Z) verstellbar ist. |
| 3. | Werkzeugträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger auf einem längs der Spindelachse verfahrbaren Werkzeugschlitten montierbar ist. |
| 4. | Werkzeugträger nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalter gegen eine Rückstellkraft, z. B. gegen eine Federkraft, in die Arbeitsstellung bewegt werden. |
| 5. | Werkzeugträger nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel einen gemeinsamen Motor umfassen, dessen Motorwelle ein Antriebsrad (100), dieses ein Zwischengetriebe (102) und dieses schliesslich eine Steuerkurve (103) für den Querschlitten (105) und/oder zwei weitere Steuerkurven (106,106') für die Werkzeughalter (107,107') antreibt. |
| 6. | Drehmaschine mit Werkzeugträger nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Werkzeugträger um die Arbeitsspindel angeordnet sind, vorzugsweise sternförmig mit Winkelabständen von 120°, wobei jeder Werkzeugträger mit eigenen Antriebsmitteln für die verfahrbaren Komponenten ausgerüstet ist. |
Werkzeugträger für Werkzeuge zum Anbringen an der Arbeitsspindel einer Drehmaschine sind bekannt und dienen dazu, Werkstücke aus beliebigem Material zerspanend zu bearbeiten. Je nach auszuführender Arbeit, sind die passenden Werkzeuge auszuwählen und am Werkzeugträger anzubringen, was mit teilweise aufwändigen Umrüstzeiten (Nebenzeiten) verbunden ist. Um dies zu vermeiden, werden konstruktiv komplizierte und kostenaufwändige Revolverköpfe mit unterschiedlichen Werkzeugen eingesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Werkzeugträger zu schaffen, welcher bei höchster Präzision sehr einfach aufgebaut ist und Nebenzeiten (Werkzeugwechsel) praktisch gegen Null reduziert.
Diese Aufgabe wird bei einem Werkzeugträger der eingangs definierten Art erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäss der Erfindung ermöglicht der Werkzeugträger, zwei unterschiedliche Werkzeuge zu halten und selektiv einzusetzen, wobei die Kosten für die Bauteile des Trägers und deren Zahl minimal gehalten werden können, dies insbesondere, wenn für die Bewegung der Komponenten des
Trägers ein einziger Motor eingesetzt wird, dessen Welle sowohl den Schlitten wie auch selektiv die gewünschten Werkzeughalter verschiebt, dies z. B. über einen Hebel mit Innenkurve und zwei Kurvenscheiben oder über zwei Steuerkurven für die beiden Werkzeughalter (Einstechschlitten), ein Zwischengetriebe und eine Steuerkurve für den Schlitten (Querschlitten).
Der erzwungene Bewegungsablauf erfolgt gesteuert sequentiell oder simultan entlang den Bewegungsachsen X und Y bzw. translatorisch. Dadurch ist sichergestellt, dass die Nebenzeiten bei der Werkzeugselektion auf ein Minimum reduziert sind.
Zur Durchführung komplizierter Bearbeitungsschritte können mehrere Werkzeugträger an der Spindel angeordnet werden (mit je zwei unterschiedlichen Werkzeugen), vorzugsweise unter Winkelabständen von 120°, was einerseits das Kollisionsrisiko benachbarter Werkzeuge ausschliesst und andererseits die Nebenzeit bei der Werkzeugselektion gegen Null bringt.
Dank diesem überraschenden Konzept wird die Produktivität einer Drehmaschine bei niedrigen Kosten nachhaltig erhöht.
Wenn die Werkzeugträger auf einem längsbeweglichen Schlitten (Werkzeugschlitten) montiert werden, lässt sich der Einsatz jedes Doppelwerkzeuges zusätzlich um eine Arbeitsebene (entlang der Z-Achse) erweitern.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen und Funktionsabläufen noch etwas näher erläutert. Es zeigt :
Fig. 1 rein schematisch die wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemässen Werkzeugträgers ; Fig. 2 einen Werkzeugträger nach der Erfindung mit besonders vorteilhaften Antriebsmitteln in drei bezüglich der Spindel unterschiedlichen Stellungen, und Fig. 3 eine Variante des Werkzeugträgers nach Fig. 2.
Figur 1 der Zeichnung zeigt rein schematisch einen Werkzeugträger nach der Erfindung, mit zentralem Antriebsmotor 1, einem Grundträger 8, auf welchem ein quer verschiebbarer Schlitten 5 mit zwei Werkzeughaltern 6,6' angeordnet ist. In den Haltern 6, 6' sind unterschiedliche Werkzeuge 9, 9' gehalten. Hinter der Abdeckung 10, welche mit dem Schlitten 5 verbunden und verschiebbar ist, befindet sich der eigentliche Antrieb der Steuerelemente 2 und 3,3' (s. Fig. 2).
Die Grundplatte 8 ist üblicherweise auf einem Z-Schlitten (nicht dargestellt) aufgebaut, was die zusätzliche gesteuerte Bewegung in Z-Richtung (entlang der Spindel) erlaubt.
Durch die zusätzlichen Z-Bewegungen werden Simultanarbeitsgänge möglich, welche insbesondere für Langdrehautomaten eine massive Produktivitätssteigerung bewirken.
Figur 2 illustriert schematisch das Funktionsprinzip des Doppel-bzw. Zwillingswerkzeugträgers : Der Motor 1 treibt über die Motorwelle 1'die Steuerelemente Hebel 2 und Nocken 3 an. Der Hebel 2 mit
einer Innenkurve 2'dient der Auslenkung in Querrichtung (Y) des Schlittens 5 bis an einstellbare Anschläge 4 dar (z. B. Rasterschrauben), wobei die Wegbegrenzung der Mittenstellung (Fig. 2, links aussen) der Werkzeuge 9, 9' dient.
Die zwei Nocken 3, 3'dienen dazu, das gewünschte Werkzeug auf den Arbeitsdurchmesser zu bringen (in X-Richtung).
Die Verschiebung in Y-Richtung kann wie gezeigt über den Hebel 2 erfolgen (bis zum gewünschten Anschlag, bei Weiterdrehen der Motorwelle wird das Folgeorgan der Hebelinnenkurve gegen Federkraft weiter bewegt, während der Schlitten still steht), oder es kann ein separater Antrieb mit Messsystem erfolgen (Angriff z. B. an Längsseite des Schlittens).
Aus Figur 2 geht hervor, wie nach Einstellung der Mittenstellung des Schlittens 5 (links) der Anschlag für das rechte Werkzeug 9'angefahren wird (Mitte) und danach das Werkzeug 9'über den einen Nocken 3'in Arbeitsstellung zur Spindel 7 hin gefahren wird.
Der Verschub der Werkzeuge 9, 9' über die zugehörigen Nocken 3, 3'erfolgt durch Angriff der Nocken and einer Verlängerung der Werkzeughalter 6, 6'. Letztere werden gegen eine Rückstellkraft (Feder, nicht dargestellt) bewegt, sodass das nicht durch den Nocken angesteuerte Werkzeug immer ausser Arbeitsstellung gehalten wird.
Die Motorwelle 1', ausgehend von der Mittenstellung, ist nach beiden Seiten bis zu 180° verdrehbar.
Es können, wie erwähnt, mehrere Werkzeugträger um eine Spindel angeordnet werden, wobei sich die beschriebenen Vorteile vielfach verwenden lassen. Die dabei erreichbare Leistungssteigerung lässt den Ersatz der bis anhin als "unersetzbar"geltenden kurvengesteuerten Drehautomaten zu.
Figur 3 zeigt eine Variante des Werkzeugträgers nach Figur 2, bei welcher der Steuerhebel 2 (Fig. 2) durch ein Zwischengetriebe 102 und eine Steuerkurve 103 für den Schlitten 105 (Querschlitten) ersetzt wurde (angetrieben vom Antriebsrad 100). Damit ist sichergestellt, dass der Schlitten 105 in die gewünschte Arbeitsstellung einfahren kann. Durch den Einsatz des Zwischengetriebes 102 ist auch sichergestellt, dass nur ein Antriebsmotor für beide Achsbewegungen erforderlich ist. Die Steuerkurve 103 steuert den Querschlitten 105, die zwei oberen Steuerkurven 106, 106'die Werkzeughalter 107, 107'der beiden Werkzeuge 109,109'.
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