DE19515043C2 - Drehmaschine mit zwischen Werkzeugträgern austauschbaren Werkzeughaltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine nach dem Anspruch 1.

Bei einer Drehmaschine dieser Gattung, die eine Weiterbildung der aus US 5,392,501 bekannten Drehmaschine darstellt, ist ein Sternrevolver als primärer Werkzeugträger an einer Kreuz­ schlittenanordnung gelagert. Diese ist in Richtung der Achse einer Arbeitsspindel (Z-Achse) sowie in Richtung einer dazu normalen Achse (X-Achse) verfahrbar, die mit der Schaltachse des Sternrevolvers übereinstimmt. Dieser primäre Werkzeug­ träger hat acht Aufspannvorrichtungen für je einen Werkzeug­ halter, der ein Einfach- oder Zwillings- oder Mehrfachwerkzeug­ halter sein kann. Einem Zwillingswerkzeughalter diametral ge­ genüber ist am primären Werkzeugträger eine Werkstückspannein­ richtung befestigt, die dazu vorgesehen ist, von der Arbeits­ spindel ein dort vorderseitig bearbeitetes Werkstück zu über­ nehmen und es nach Weiterschalten des primären Werkzeugträgers in eine von der Arbeitsspindel abgewandte Stellung zu bringen. Der sekundäre Werkzeugträger hat zwei fest eingebaute Werkzeug­ spindeln, die parallel zur Z-Achse angeordnet sind und Werkzeuge tragen, die nacheinander mit dem in der Werkstückspanneinrich­ tung gehaltenen Werkstück in Eingriff bringbar sind, um dieses an oder ausgehend von seiner Rückseite zu bearbeiten. Diese beiden Werkzeugspindeln sind im sekundären Werkzeugträger stän­ dig mit einem Antrieb gekuppelt. Wenn an diesen Werkzeugspin­ deln oder ihrem Antrieb etwas geändert werden soll, muß der sekundäre Werkzeugträger zerlegt werden.

Aus der DE 37 27 684 C2 ist eine Drehmaschine bekannt, die drei gleichartige Werkzeugträger, nämlich Werkzeugrevolver aufweist und mit einem Satz Werkzeughalter ausgestattet ist, von denen jeder wahlweise an jedem beliebigen Werkzeugträger einsetzbar ist. Es ist auch bekannt, daß für drehantreibbare Werkzeuge, beispielsweise Bohrer, vorgesehene und deshalb mit einer Werk­ zeugspindel versehene Werkzeughalter wahlweise in den einen oder anderen von zwei oder mehr gleichartigen Werkzeugträgern derart eingesetzt werden können, daß die Werkzeugspindel je­ weils antreibbar ist. Zu diesem Zweck kann die Werkzeugspindel ein Ritzel aufweisen, das beim Einsetzen des Werkzeughalters in einen von zwei oder mehreren miteinander gleichen oder zumin­ dest gleichartigen Werkzeugträgern mit einem in diesem gelager­ ten Zentralrad in Eingriff kommt, auf dem das Ritzel sich dann im Betrieb abwälzt. Anders sind die Voraussetzungen jedoch bei einer Drehmaschine der eingangs beschriebenen Gattung, deren sekundärer Werkzeugträger im Gegensatz zum primären Werkzeug­ träger nicht mit einem Zentralrad ausgestattet ist, an dem An­ triebsritzel für einen oder mehrere Werkzeughalter abwälzbar sind, sondern mit einer Antriebswelle für eine mit ihr gleich­ achsige Werkzeugspindel. Ein derart gestalteter sekundärer Werkzeugträger konnte bisher nicht mit wahlweise einsetzbaren, antreibbaren Werkzeughaltern ausgestattet werden. Der am se­ kundären Werkzeugträger vorgesehenen Antriebswelle war deshalb bisher eine dauerhaft installierte Werkzeugspindel zugeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschine der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß sie sich leichter an unterschiedliche Bearbeitungserfordernisse anpassen läßt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un­ teransprüche.

Die Erfindung ermöglicht es, Werkzeughalter, die in verschie­ densten Ausführungsformen beispielsweise zum Bohren, Fräsen oder Sägen ausgerüstet sein können, nach Belieben am primären oder am sekundären Werkzeugträger einzusetzen und in ihrer normalen Betriebsdrehrichtung anzutreiben, obwohl bei jedem am primären Werkzeugträger eingesetzten Werkzeughalter eine Dreh­ richtungsumkehr zwischen dessen Ritzel und dem mit ihm kämmen­ den Zentralrad stattfindet, während das Ritzel des Werkzeug­ halters, der am sekundären Werkzeugträger eingesetzt wird, mit dessen Antriebswelle unmittelbar gekuppelt ist und sich deshalb in gleicher Richtung dreht wie diese. Für den Benutzer ist das Anbringen eines Werkzeughalters am sekundären Werkzeugträger ebenso einfach wie am primären Werkzeugträger; für ihn macht es keinen Unterschied, daß das Ritzel des Werkzeughalters im er­ sten Fall mit dem Kupplungsstück und im zweiten Fall mit dem Zentralrad in Eingriff kommt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen, jeweils in Draufsicht:

Fig. 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Drehmaschine, die in verschiedener Weise mit Werkzeughaltern be­ stückt ist, und

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Drehmaschine.

Beiden dargestellten Ausführungsbeispielen einer Drehmaschine ist gemeinsam, daß an dem in den Zeichnungen linken Ende eines Maschinenbetts 10 ein Spindelstock 12 befestigt ist, in dem eine Arbeitsspindel 14 um eine waagerechte, im folgenden als Z-Achse bezeichnete Achse drehantreibbar gelagert ist. An dem in den Zeichnungen rechten Ende der Arbeitsspindel 14 ist eine erste Spanneinrichtung 16 befestigt, in der ein Werkstück W eingespannt ist, das vom vorderen Abschnitt einer Werkstoff­ stange gebildet ist, aber auch ein schon abgelängtes Werkstück, ein sogenanntes Einlege- oder Futterteil, sein kann. Für die dargestellten Beispiele der Verarbeitung von stangenförmigem Werkstoff ist am Spindelstock 12 ein Abstechwerkzeug 18 in üblicher Weise radial zustellbar geführt.

Das Maschinenbett 10 weist ein Paar Längsführungen 20 auf, die sich parallel zur Z-Achse erstrecken und einen Basisschlitten 22 führen. An diesem ist ein Paar Querführungen 24 ausgebildet, auf denen ein Querschlitten 26 in einem rechten Winkel zur Z-Achse längs einer Achse verschiebbar geführt ist, die im fol­ genden als X-Achse bezeichnet wird. Am Querschlitten 26, der zusammen mit dem Basisschlitten 22 eine übliche Kreuzschlit­ tenanordnung bildet, ist ein primärer Werkzeugträger 28 drehbar gelagert und in mehreren, beispielsweise acht, definierten Win­ kelstellungen verriegelbar. Der primäre Werkzeugträger 28 ist bei dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Sternrevolver, der um die X-Achse drehbar ist; bei dem Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der primäre Werkzeugträger 28 hingegen ein Trommelrevolver mit ebenfalls acht Schaltstel­ lungen, dessen Drehachse jedoch zur Z-Achse parallel ist.

In beiden gezeichneten Ausführungsbeispielen weist der primäre Werkzeugträger 28 acht primäre Aufspannvorrichtungen 30 auf. An diesen läßt sich je ein Werkzeughalter 32 so befestigen, daß er sich in einer Schaltstellung des primären Werkzeugträgers mit der Z-Achse in Fluchtung bringen läßt. Die Werkzeughalter 32 sind von üblicher Bauart; sie haben je einen Schaft 34, und die primären Aufspannvorrichtungen 30 weisen je eine Aufnahmeboh­ rung auf, in welcher der Schaft einspannbar ist. Hierfür kann in bekannter Weise an der Außenseite des Schafts 34 eine zahn­ stangenartige Verzahnung ausgebildet sein, in die ein an jeder primären Aufspannvorrichtung 30 vorgesehener, komplementär ver­ zahnter Spannbolzen 36 eingreift. Bei Werkzeughaltern 32, die für drehantreibbare Werkzeuge vorgesehen sind, ist der Schaft 34 hohl, und durch ihn erstreckt sich eine im Werkzeughalter 32 gelagerte Werkzeugspindel 38 hindurch, an deren Ende ein ver­ zahntes Ritzel 40 befestigt ist. Die Verzahnung des Ritzels 40 ist vorzugsweise eine gerade Stirnverzahnung.

Zum Antreiben der Werkzeugspindeln 38 sämtlicher an je einer primären Aufspannvorrichtung 30 befestigten Werkzeughalter 32 ist im primären Werkzeugträger 28 ein Zentralrad 42 gelagert, das mit einer nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung 44 üblicher Bauart verbunden ist. Das Zentralrad 42 kämmt mit den Ritzeln 40 sämtlicher am primären Werkzeugträger 28 befestigten Werkzeughalter 32. Anstelle eines der dargestellten Werkzeug­ halter 32 kann an jeder primären Aufspannvorrichtung 30 ein nicht dargestellter Werkzeughalter von ebenfalls üblicher Bau­ art befestigt sein, der zum Spannen eines nichtdrehbaren Werk­ zeugs, beispielsweise eines Drehmeißels, ausgerüstet ist und dementsprechend eine Eigendrehung des zu bearbeitenden Werk­ stücks W erfordert.

Die antreibbaren Werkzeugspindeln 38 der dargestellten Werk­ zeughalter 32 können nach Belieben mit Werkzeugen bestückt wer­ den, die am stillstehenden Werkstück W arbeiten können, bei­ spielsweise mit einem Bohrer 46, einer Kreissäge 48 oder einem Fräser 50. Jeder der dargestellten Werkzeughalter 32 kann bei Bedarf auch mit einem Winkeltrieb 52 ausgestattet werden, um beispielsweise gemäß Fig. 3 eine Querbohrung in einem Werkstück W an der stillstehenden Arbeitsspindel 14 zu erzeugen. Schließ­ lich kann jeder der Werkzeughalter 32 zusätzlich zu der mit dem Ritzel 40 versehenen Werkzeugspindel 38 eine parallel dazu an­ geordnete zweite Werkzeugspindel 54 aufweisen, wie dies in Fig. 4 und 5 dargestellt ist.

Bei jedem der abgebildeten Ausführungsbeispiele ist an einer der primären Aufspannvorrichtungen 30 anstelle eines Werk­ zeughalters 32 eine Werkstückspanneinrichtung 56 befestigt, die zum Spannen eines an der Arbeitsspindel 14 vorderseitig bear­ beiteten und dann abgestochenen Werkstücks W′ vorgesehen ist. In Fig. 1 bis 5 ist der primäre Werkzeugträger 28 jeweils in einer Schaltstellung abgebildet, in der die Werkstückspann­ einrichtung 56 von der Arbeitsspindel 14 entfernt und einem sekundären Werkzeugträger 58 zugewandt ist. Bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 ist der sekundäre Werkzeug­ träger 58 der Arbeitsspindel 14 diametral gegenüber angeordnet und längs der Z-Achse verschiebbar; bei dem in Fig. 5 darge­ stellten Ausführungsbeispiel ist der sekundäre Werkzeugträger 58 neben der Arbeitsspindel 14 angeordnet und längs einer zur Z-Achse parallelen Achse Z′ verschiebbar.

In jedem Fall weist der sekundäre Werkzeugträger 58 eine se­ kundäre Aufspannvorrichtung 60 auf, die so ausgebildet ist, daß jeder Werkzeughalter 32, wie immer er im Einzelnen gestaltet sein mag, sich an der sekundären Aufspannvorrichtung 60 anstatt an einer der primären Aufspannvorrichtungen 30 befestigen läßt. Zu diesem Zweck hat die sekundäre Aufspannvorrichtung 60 ebenso wie jede der primären Aufspannvorrichtungen 30 u. a. einen ver­ zahnten Spannbolzen 36 zum Festspannen eines Werkzeughalter­ schafts 34.

Im sekundären Werkzeugträger 58 ist eine Antriebswelle 62 ge­ lagert, deren geometrische Achse bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 mit der Z-Achse übereinstimmt, bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch parallel zur Z-Achse ist. In jedem Fall hat die Antriebswelle 62 ein der sekundären Aufspannvorrichtung 60 zugewandtes Ende, an dem ein Kupplungsstück 64 befestigt oder einstückig ausgebildet ist. Das Kupplungsstück 64 hat eine Innenverzahnung, die zur Außenverzahnung des Ritzels 40 jedes Werkzeughalters 32 komple­ mentär ist, so daß das Ritzel 40 eines Werkzeughalters 32, der an der sekundären Aufspannvorrichtung 60 befestigt wird, axial in das Kupplungsstück 64 eindringt. Beim Befestigen eines Werk­ zeughalters 32 an der sekundären Aufspannvorrichtung 60 ent­ steht also ohne weiteres eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle 62 und der mit dem Ritzel 40 ver­ sehenen Werkzeugspindel 38 des betreffenden Werkzeughalters 32.

Die sekundäre Aufspannvorrichtung 60 ist zu den primären Auf­ spannvorrichtungen 30 symmetrisch, so daß ein Werkzeughalter 32 in Bezug auf die Stellung die er an einer primären Aufspannvor­ richtung 30 einnimmt, um 180° um seine mit dem Ritzel 40 ver­ sehene Werkstückspindel 38 gedreht werden muß, um an der se­ kundären Aufspannvorrichtung 60 befestigt zu werden.

Claims (3)

1. Drehmaschine mit

• - mindestens einem primären Werkzeugträger (28), der mehrere primäre Aufspannvorrichtungen (30) zum lösbaren Befestigen je eines Werkzeughalters (32) aufweist,
• - einer am primären Werkzeugträger (28) angeordneten Antriebs­ einrichtung (44) mit einem Zentralrad (42),
• - mindestens einem Werkzeughalter (32), der sich an einer der primären Aufspannvorrichtungen (30) befestigen läßt und ein dabei mit dem Zentralrad (42) in Eingriff bringbares Ritzel (40) zum Antreiben mindestens einer in diesem Werkzeughalter (32) gelagerten Werkzeugspindel (38) aufweist, und
• - mindestens einem sekundären Werkzeugträger (58), an dem eine Antriebswelle (62) für eine mit ihr gleichachsige Werkzeug­ spindel (38) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß
• - der sekundäre Werkzeugträger (58) eine mit den primären Auf­ spannvorrichtungen (30) soweit übereinstimmende sekundäre Auf­ spannvorrichtung (60) aufweist, daß sich der Werkzeughalter (32) auch an der sekundären Aufspannvorrichtung (58) lösbar befestigen läßt,
• - die im sekundären Werkzeugträger (58) gelagerte Antriebswelle (62) mit einem Kupplungsstück (64) verbunden ist, das eine In­ nenverzahnung aufweist, in die das Ritzel (40) als Kupplungs­ stück axial einschiebbar ist, und
• - diese Antriebswelle (62) eine Drehrichtung hat, die mit der normalen Betriebsdrehrichtung übereinstimmt, in der das Ritzel (40) angetrieben wird, wenn es mit dem Zentralrad (42) in Ein­ griff steht.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Innenverzahnung des Kupplungsstücks (64) eine Stirnver­ zahnung ist
• - das Ritzel (40) eine komplementäre Stirnverzahnung aufweist und
• - das Zentralrad (42) ein Kronenrad mit planer Verzahnung ist.

3. Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - mindestens ein Werkzeughalter (32) vorgesehen ist, der zwei oder mehr von einem und demselben Ritzel (40) antreibbare Werk­ zeugspindeln (38, 54) aufweist,
• - dieser Werkzeughalter (32) mindestens an einer der primären Aufspannvorrichtungen (30) in einer primären Stellung befestig­ bar ist, und
• - der Werkzeughalter (32) an der sekundären Aufspännvorrichtung (60) in einer sekundären Stellung befestigbar ist, die zur pri­ mären Stellung bezüglich der Hauptspindelachse symmetrisch ist.