DE3930787A1 - Einrichtung zur spanabhebenden bearbeitung, insbesondere fraeseinrichtung, fuer den werkzeugrevolver von werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur spanab­ hebenden Bearbeitung, insbesondere Fräseinrichtung, für den Werkzeugrevolver von Werkzeugmaschinen, deren Werkzeugrevolver mit einer um eine Revolverachse schritt­ weise weiterschaltbaren und in ihrer jeweiligen Arbeits­ stellung ortsfest verriegelbaren Werkzeugscheibe mit einer Anzahl achsparallelen Aufnahmebohrungen versehen ist, die zur Aufnahme der Aufnahmeschäfte von Werkzeug­ haltern eingerichtet sind, wobei wenigstens ein Werk­ zeughalter eine in einem an einem Aufnahmeschaft sitzenden Gehäuse drehbar gelagerte Werkzeugspindel aufweist, die mit einer durch den Aufnahmeschaft verlaufenden ersten Antriebswelle getrieblich ver­ bunden ist, welche bei in eine Aufnahmebohrung der Werkzeugscheibe eingesetztem Aufnahmeschaft über erste Kupplungsmittel mit einer ersten Antriebs­ quelle im Bereich der Werkzeugscheibe kuppelbar ist.

Bei Werkzeugrevolvern, wie sie bspw. bei Drehmaschinen Verwendung finden, ist es bekannt (VDI-Zeitung 125 (1983) Nr. 22, Seiten M107 bis 111), Werkzeughalter mit umlaufenden Werkzeugen zu benutzen, deren durch den genormten Aufnahmeschaft verlaufende Antriebswelle bei in eine entsprechende Aufnahmebohrung der Werkzeug­ scheibe eingesetztem Aufnahmeschaft mit einer Antriebs­ quelle im Bereiche der Werkzeugscheibe gekuppelt ist. Mit solchen auch als Bohr- oder Fräsköpfe bezeichneten Werkzeughaltern für angetriebene Werkzeuge ist es möglich, auf der Drehmaschine auch Bohr- und Fräs­ arbeiten durchzuführen. Die Werkzeugspindel dieser Bohr- oder Fräsköpfe verläuft häufig recht­ winklig zu der Achse des Aufnahmeschaftes, wobei es auch Ausführungsformen gibt, bei denen die Achse der Werkzeugspindel bezüglich der Achse des Aufnahmeschaftes verschwenkbar ist, um damit schräge Bohrungen oder Flächen herstellen zu können.

Drehmaschinen sind in ihrer Normalausführung mit einem Kreuzsupport ausgerüstet, der eine relative Verstellbewegung zwischen dem in der Hauptspindel des Spindelstocks gespannten Werkstück und dem in Arbeitsstellung befindlichen Werkzeug des Werkzeug­ revolvers in der Z-Richtung (koaxial oder achs­ parallele zur Achse der Hauptspindel)und in der X-Richtung (in einer Ebene rechtwinklig zu der Achse der Hauptspindel) gestattet. Für Bearbeitungs­ vorgänge, die zusätzlich eine Verstellung des Werk­ zeuges in der Richtung der Y-Achse (rechtwinklig zu der z- und der x-Achse) erfordern, sind aufwendige Sonderkonstruktionen oder Zusatzeinrichtungen an der Drehmaschine notwendig, die es erlauben, den ganzen Werkzeugrevolver einschließlich seiner Werk­ zeugscheibe längs der Y-Achse zu verstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Weg zu weisen, der es erlaubt, insbesondere bei solchen Werkzeugmaschinen, bspw. Drehmaschinen, bei denen eine Verstellbewegung zwischen dem Re­ volverkopf und der Hauptspindeldrehachse lediglich in der z- und der x-Richtung vorgesehen ist, zu­ sätzlich eine Verstellung des Werkzeugs in der y-Achse zu ermöglichen, ohne daß dazu Sonder­ konstruktionen der Werkzeugmaschine oder gewisse Um­ bauten des Werkzeugrevolvers erforderlich wären.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs ge­ nannte Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei dem Werkzeughalter die Werkzeug­ spindel mit einem sie lagernden Gehäuseteil gegen­ über dem zugeordneten Aufnahmeschaft in einer quer zu der Achse dieses Aufnahmeschaftes verlaufenden Richtung verschieblich gelagert ist, daß sie eine einen zweiten Aufnahmeschaft tragende Verstellein­ heit mit einem beweglich gelagerten Stellglied auf­ weist, das getrieblich mit einer durch den zweiten Aufnahmeschaft verlaufenden, dem Stellglied eine Verstellbewegung erteilenden zweiten Antriebswelle verbunden ist, welche bei in eine der Aufnahme­ bohrung des Werkzeughalters benachbarte Aufnahme­ bohrung eingesetztem zweiten Aufnahmeschaft über zweite Kupplungsmittel mit einer zweiten Antriebs­ quelle im Bereiche der Werkzeugscheibe kuppelbar ist, und daß das Stellglied der Verstelleinheit mit dem die Werkzeugspindel lagernden Gehäuseteil des Werkzeughalters gekuppelt ist.

Bei dieser Einrichtung ist die Verstellbewegung des Werkzeugs in der Y-Achse in den Bereich des Werkzeughalters, d.h. des Bohr- oder Fräskopfes selbst, verlegt, so daß jede herkömmliche Werkzeug­ maschine im Bedarfsfall in einfacher Weise dadurch nachgerüstet werden kann, daß lediglich in zwei benachbarten Stationen zugeordnete Aufnahmebohrungen der Werkzeugscheibe der erwähnte Werkzeughalter und die mit diesem gekuppelte Verstelleinheit jeweils mit ihren Aufnahmeschäften eingefügt werden. Irgend­ welche größeren Veränderungen an der Maschine oder dem Werkzeugrevolver sind nicht erforderlich. Es genügt, an dem Werkzeugrevolver im Bereiche der Werkzeugscheibe eine zweite Antriebsquelle vorzu­ sehen, die mit der Antriebswelle der Verstelleinheit kuppelbar ist. Die damit verbundene Erweiterung des in der Regel schon vorhandenen Werkzeugrevolvers durch eine zweite angetriebene Werkzeugstation, die für die Verstellaufgabe bei dem angetriebenen Werkzeug oder für Sonderwerkzeuge benutzt werden kann, ist leicht zu bewerkstelligen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die zwi­ schen den beiden Antriebswellen und deren Antriebs­ quellen angeordneten Kupplungsmittel unterschiedlich ausgebildet, so daß auf der zweiten Antriebswelle sitzende Kupplungselemente nicht mit den den Auf­ nahmebohrungen der Werkzeugscheibe eines normalen Werkzeugrevolvers zugeordneten Kupplungsmitteln für die erste Antriebswelle der Werkzeugspindel in Eingriff kommen können. Die Verstelleinheit kann damit in der durch ihre Aufnahmebohrung in der Werkzeugscheibe bestimmten Werkzeug-Arbeitsmitte angeordnet werden; sie kann bei entsprechender Gestaltung selbst als Träger für ein Werkzeug ausgebildet oder mit einem solchen versehen sein, indem bspw. an ihr eine Bohrstangenaufnahme vorge­ sehen ist. In diesem Fall geht die durch die Auf­ nahme der Verstelleinheit belegte Werkzeugstation an der Werkzeugscheibe für die Bearbeitung nicht verloren. Im übrigen ist der Platzbedarf der Ver­ stelleinheit auf der Werkzeugscheibe gering; er braucht den eines normalen Werkzeughalters nicht zu überschreiten, mit dem Ergebnis, daß die Belegung der übrigen Werkzeugstationen durch die neue Ein­ richtung nicht behindert ist.

Zwischen der zweiten Antriebswelle der Verstellein­ heit und deren Antriebsquelle ist zweckmäßigerweise eine auf ein vorbestimmtes, maximal übertragbares Drehmoment einstellbare Überlastrutschkupplung an­ geordnet, deren an- und abtreibenden Kupplungsteilen Fühlmittel zugeordnet sein können, die das Vorhanden­ sein und/oder Fehlen des Gleichlaufzustandes zwischen diesen Teilen anzeigende elektrische Signale abgeben. Die Überlastrutschkupplung spricht an, wenn die Ver­ stelleinheit blockiert oder deren Stellglied in eine Endlage fährt. Dazu ist es von Vorteil, wenn dem Stellglied dessen Stellbewegung in wenigstens einer Verstellrichtung begrenzende Anschlagmittel zugeordnet sind.

Um die Festlegung eines genau reproduzierbaren Re­ ferenz- oder Nullpunkts für die Verstellung der Werkzeugspindel in der Y-Achse zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn zumindest der zweiten Antriebswelle lösbare Verriegelungsmittel zugeordnet sind, durch die die Antriebswelle drehfest verriegelbar ist. Diese Verriegelungsmittel können durch die zweiten Kupplungsmittel selbsttätig ansteuerbar ausgebildet sein, derart, daß bei abgekuppelter zweiter Antriebs­ quelle das Stellglied der Verstelleinheit lagefest fixiert ist.

Zweckmäßigerweise sind ein den Aufnahmeschaft tragen­ des Teil des Werkzeughalters und die Verstelleinheit mechanisch miteinander verbunden, so daß die ganze Einrichtung eine Baueinheit bildet, die als solche an der Werkzeugscheibe des Werkzeugrevolvers montiert bzw. von dieser abgenommen werden kann. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das den Aufnahme­ schaft tragende Teil des Werkzeughalters und die Ver­ stelleinheit verstellbar miteinander verbunden sind, insbesondere derart, daß das Teil um eine parallel zu dem zweiten Aufnahmeschaft verlaufende Schwenk­ achse schwenkbar ist. Diese verstellbare Verbindung zwischen dem Werkzeughalter und der Verstelleinheit erlaubt bei der Montage der Einrichtung eine präzise Feineinstellung des Werkzeugs auf die Achsmitte der Werkzeugscheibe und gleichzeitig den Ausgleich etwaiger in den Aufnahmebohrungen der Werkzeugscheibe vorhandener Toleranzen.

Die zweiten Kupplungsmittel der Antriebswelle der Verstelleinheit können schließlich eine bei in die zu­ gehörige Aufnahmebohrung eingesetztem zweitem Aufnahme­ schaft ansteuerbare Betätigungsvorrichtung aufweisen, die das Anfahren eines Referenz- oder Nullpunktes fur die Verstellung in der Y-Achse wesentlich erleichtert.

Auch kann die Einrichtung mit Vorteil eine Steuer­ einheit aufweisen, die mit den Fühlmitteln der er­ wähnten Überlastrutschkupplung und der Betätigungsein­ richtung der zweiten Kupplungsmittel verbunden ist und durch die die Fühlmittel und/oder die Betätigungsvorrichtung programmgemäß oder folgegesteuert ansteuerbar sind. Dabei kann es auch zweckmäßig sein, daß den zweiten Kupplungsmitteln ebenfalls Fühlmittel zugeordnet sind, die mit der Steuereinheit verbunden sind und die den ein- und/oder abtreibenden Kupplungselementen dieser Kupplungsmittel zugeordnet sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeipiel des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Werkzeugrevolver mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung, in einer schematischen Draufsicht, in der Zuordnung zu einem bear­ beitenen Werkstück,

Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1, in einer Seiten­ ansicht,

Fig. 3 den Werkzeughalter der Einrichtung nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 4, in einer Seitenansicht,

Fig. 4 die Einrichtung nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie IV-IV der Fig. 5, in einer Seitenansicht,

Fig. 5 die Einrichtung nach Fig. 2, in einer Ansicht von vorne, teilweise aufgeschnitten, und

Fig. 6 die Antriebseinrichtung für die zweite An­ triebswelle der Einrichtung nach Fig. 2, in axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung, sowie im Ausschnitt.

Der in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellte Werkzeugrevolver 1 weist ein auf den nicht darge­ stellten Kreuzsupport einer lediglich mit ihrem Spindelstock 2 veranschaulichten Drehmaschine auf­ gesetztes Gehäuse 3 auf, an dessen Stirnseite eine plane Werkzeugscheibe 4 um eine Revolverachse 5 schrittschaltbar gelagert ist. Die zugehörigen Lagerungseinrichtungen der Werkzeugscheibe 4 und deren Schrittschaltantrieb sind bekannt; sie sind in dem Gehäuse 3 angeordnet und nicht veranschaulicht.

Die Werkzeugscheibe 4 ist in der herkömmlichen Weise mit einer Anzahl durchgehender zylindrischer Aufnahme­ bohrungen 6 ausgebildet, die mit ihren Achsen in glei­ chen Abständen auf einem gemeinsamen Teilkreis liegen. Die achsparallelen Aufnahmebohrungen bilden einzelne Werkzeugstationen, in denen sogenannte Werkzeughalter oder -köpfe jeweils mit einem zylindrischen Aufnahme­ schaft in die entsprechende Aufnahmebohrung 6 einge­ fügt sind.

Beispielsweise aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß in einer dieser Werkzeugstationen ein als Fräs- oder Bohrkopf ausgebildeter Werkzeughalter 7 angeordnet ist, der eine flanschartige Grundplatte 8 aufweist, die mit einem zylindrischen Aufnahmeschaft 9 verbunden ist, der in die zugehörige Aufnahmebohrung 6 der Werkzeug­ scheibe 4 eingefügt und in dieser mittels nicht weiter dargestellter Spannmittel lagefest verklemmt ist. Diese Spannmittel greifen in an sich bekannter Weise an einer Verzahnung 10 des Aufnahmeschaftes 9 an. An der Grund­ platte 8 ist über eine Längsführung 11 ein Gehäuseteil 12 rechtwinklig zu der bei 13 angedeuteten Achse des Aufnahmeschaftes 9 geradlinig verschieblich gelagert, wie dies insbesondere aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist. An dem Gehäuseteil 12 ist ein Spindelgehäuse 14 befestigt, in dem eine Werkzeugspindel 15 in Kegel­ rollenlagern 16, 17 drehbar gelagert ist. Die Werk­ zeugspindel 15 ist endseitig mit einer zur Aufnahme eines Fräs- oder Bohrwerkzeuges 0 (Fig. 2, 5) einge­ richteten Spannzange 18 versehen.

Die Längsführung 11 ist als vorgespannte Schwalben­ schwanzführung ausgebildet. Sie weist eine in dem Gehäuseteil 12 ausgebildete Schwalbenschwanznut 19 auf, in deren Bereich das Gehäuseteil 12 über eine Führungsleiste 20 gegen eine entsprechende Führungs­ fläche 19 an der Grundplatte 8 abgestützt ist. Der Führungsleiste 20 gegenüberliegend sind an der Grundplatte 8 zwei weitere gerade Führungsflächen 21, 22 ausgebildet, gegen die Führungsstücke 23, 24 federnd angepreßt sind, die rechtwinklig zueinander ausgerichtet in einem bei 25 stirnseitig an das Ge­ häuseteil 12 angeschraubten Führungsgehäuse 26 gela­ gert sind. Die Länge der Längsführung 11 ist so bemessen, daß das Gehäuseteil 12 und damit die Werk­ zeugspindel 15 bezüglich des Aufnahmeschaftes 9 und somit der Werkzeugscheibe 4 eine Linearbewegung von ca. 20 mm ausführen können.

Durch den hohlen Aufnahmeschaft 9 verläuft eine erste Antriebswelle 27, die in einem Nadellager 28 und einem Rillenkugellager 29 drehbar gelagert ist und endsei­ tig ein drehfest aufgesetztes Kupplungselement 30 trägt, das bei eingesetztem Aufnahmeschaft 9 inner­ halb der Aufnahmebohrung 6 liegt. Das Kupplungselement 30 ist an seiner Stirnseite mit Kupplungsklauen 31 versehen, die Teile erster Kupplungsmittel bilden und zum Zusammenwirken mit entsprechenden Kupplungs­ klauen eines maschinenseitigen Kupplungselementes eingerichtet sind, das mit einer Antriebsquelle, bspw. einem Elektromotor, in Verbindung steht, der im Bereiche der Werkzeugscheibe 4 angeordnet und im einzelnen nicht dargestellt ist.

Auf der dem Kupplungselement 30 gegenüberliegenden Seite trägt die erste Antriebswelle 27 ein Eintriebs­ zahnrad 300, das mittels eines koaxialen Konus 310 und einer Klemmschraube 32 drehfest mit der ersten Antriebswelle 27 verbunden ist. Achsparallel zu dem in dem Gehäuseteil 12 liegenden Eintriebszahnrad 300 ist in dem Gehäuseteil 12 ein Kegelrad 33 bei 34, 35 drehbar gelagert, das mit einem zweiten Kegelrad 36 in Eingriff steht, welches drehfest auf die Werkzeug­ spindel 15 aufgesetzt ist und damit diese antreibt. Das Kegelrad 33 ist drehfest mit einem Wellenzapfen 37 verbunden, auf den ein ebenfalls in dem Gehäuse­ teil 12 angeordnetes Antriebszahnrad 38 aufgekeilt ist, welches über ein Zwischenzahnrad 39 (Fig. 4, 5) unter Ausbildung eines Stirnradgetriebes mit dem Eintriebszahnrad 300 getrieblich gekuppelt ist.

Das Zwischenzahnrad 39 ist in der aus Fig. 4 ersicht­ lichen Weise mittels nicht näher bezeichneter Wälz­ lager auf einer Zwischenachse 40 drehbar gelagert, die beidseitig an Schwingen 41, 42 gehaltert ist, welche ihrerseits anderenends über Wälzlager 43 bzw. 44 (Fig. 4, 3) an dem Eintriebszahnrad 300 bzw. dem Antriebszahnrad 38 gelagert sind.

Auf diese Weise ist das Zwischenzahnrad 39 auf den Planetenbahnen des Eintriebszahnrades 300 und des Antriebszahnrades 38 beweglich gelagert, so daß es den bei einer Verschiebung des ersten Ge­ häuseteiles 12 und damit der Werkzeugspindel 15 bezüglich der Grundplatte 8 auftretenden Achsver­ satz zwischen der Achse 13 des Eintriebszahnrades 30 und der Achse 45 (Fig. 3, 5) des Antriebszahn­ rades 38 ausgleichen kann.

Beispielsweise Fig. 4 zeigt, daß in die der den Auf­ nahmeschaft 9 des beschriebenen Werkzeughalters 7 aufnehmenden Aufnahmebohrung 6 benachbarte Auf­ nahmebohrung 6 der Werkzeugscheibe 4 der Aufnahme­ schaft 9a einer Verstelleinheit 46 eingefügt ist, die somit die benachbarte Werkzeugstation belegt.

Die Verstelleinheit 46 weist ein Gehäuse 47 auf, das mit dem Aufnahmeschaft 9a starr verbunden und in dem ein Spindeltrieb 48 angeordnet ist. Der Spindeltrieb 48 besteht aus einer in dem Ge­ häuse 47 bei 49, 50 drehbar gelagerten Spindel­ mutter 51 (Fig. 4), die mit einer Gewinderoll­ spindel 52 zusammenwirkt, deren Achse quer zu der Achse 53 des Aufnahmeschaftes 9 verlaufend angeordnet ist. Mit der Gewindemutter 51 ist ein Kegelrad 54 drehfest verbunden, das über ein Kegel­ ritzel 55 von einer zweiten Antriebswelle 56 in Umdrehung versetzt werden kann, die über Wälzlager 58, 59 in einer entsprechenden Bohrung des Aufnahme­ schaftes 9a drehbar gelagert ist.

Die Gewinderollspindel 52 bildet ein Stellglied, das es erlaubt, die Werkzeugspindel 15 des Werkzeughalters 7 in dessen Längsführung 11 zu verstellen.

Zu diesem Zwecke ist die Gewinderollspindel 52 endseitig mit einem Kupplungsteil 60 (Fig. 4) verstiftet, das in eine entsprechende Ausnehmung 61 des ersten Gehäuseteils 12 des Werkzeughalters 7 eingreift und in diesem formschlüssig drehfest ge­ halten ist. Das Kupplungsteil 60 sitzt auf einem Gewindezapfen 62, der in eine entsprechende Gewinde­ bohrung der Kugelrollspindel 52 eingeschraubt ist und es gestattet, die wirksame Länge der Gewinde­ rollspindel 52 entsprechend dem Abstand der benach­ barten Aufnahmebohrung 6 feineinzustellen.

Bei einer Verdrehung der zweiten Antriebswelle 56 erfährt die Kugelrollspindel 52 eine längsgerichtete Verstellbewegung in Achsrichtung, die über das Kupplungselement 60 auf das erste Gehäuseteil 12 des Werkzeugträgers 7 übertragen wird, das damit in seiner Längsführung 11 bezüglich der Werkzeug­ scheibe 4 entsprechend verstellt wird.

Auf der dem Kupplungselement 60 abgewandten Seite trägt die Kugelrollspindel 51 eine Anschlagscheibe 63, die an einer den Verstellweg der Kugelroll­ spindel 52 in dieser Richtung begrenzenden, mit dem Gehäuse 47 starr verbundenen Anschlagfläche 64 zur Anlage kommen kann.

Mit der zweiten Antriebswelle 56 ist auf der dem Kegelritzel 55 abgewandten Seite über eine Lager­ büchse 65 ein Kupplungselement 66 drehfest verbunden, das stirnseitig angeordnete Kupplungsklauen 67 trägt, die bei in die Aufnahmebohrung 6 einge­ setztem Aufnahmeschaft 9a innerhalb der Aufnahme­ bohrung 6 liegen und Teile zweiter Kupplungsmittel bilden. Die Kupplungsklauen 67 liegen auf einem Teilkreis, der innerhalb des den Kupplungsklauen 31 der ersten Kupplungsmittel für den Antrieb der ersten Antriebswelle 27 zugeordneten Teilkreises verläuft, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist. Die ersten und zweiten Kupplungsmittel sind somit verschieden ausgebildet, wobei die zwei­ ten Kupplungsmittel für die zweite Antriebswelle 56 innerhalb und koaxial zu den ersten Kupplungsmitteln liegen, so daß der Antrieb der zweiten Antriebs­ welle 56 koaxial zu der Aufnahmebohrung 6 erfolgt.

Wie insbesondere aus den Fig. 4 und 6 hervorgeht, weisen die zweiten Kupplungsmittel maschinenseitig, d.h. hinter der Werkzeugscheibe 4, ein zweites Kupplungselement 68 auf, das stirnseitig über eine entsprechende Klauenverzahnung formschlüssig mit den Kupplungsklauen 67 der zweiten Antriebs­ welle 56 gekuppelt werden kann. Das zweite Kupplungs­ element 68 ist über Nadellager 69 in einer an einem sonst nicht weiter dargestellten Wandungsteil 70 des Revolvergehäuses 3 (Fig. 1) angeflanschten Lager­ büchse 71 drehbar gelagert, die gleichzeitig eine Antriebs-Zahnriemenscheibe 73 trägt, welche auf ihr bei 72 über Wälzlager drehbar gelagert ist. Die An­ triebs-Zahnriemenscheibe 73 ist über ein Kupplungs­ stück 74, das in eine Längsverzahnung 75 des zwei­ ten Kupplungselementes 68 eingreift, drehfest mit diesem verbunden. Gleichzeitig ist das zweite Kupplungselement 68 in der Lagerbüchse 71 axial verschieblich gelagert, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß eine Druckfeder 76 bestrebt ist, das zweite Kupplungselement 68 mit den Klauen­ kupplungselementen 67 der zweiten Antriebswelle 56 in Eingriff zu halten.

Zum Auskuppeln des zweiten Kupplungselementes 68 dient ein Hydraulikzylinder 77, der bei 78 über eine entsprechende Kupplungseinrichtung mit dem zweiten Kupplungselement 68 lediglich in einer Achsrichtung formschlüssig gekuppelt ist, derart, daß bei einer entsprechenden Beaufschlagung eines Druckmediumanschlusses 79 des Hydraulikzylinders 77 dieser das zweite Kupplungselement 68, bezogen auf Fig. 6, gegen die Wirkung der Druckfeder 76 nach rechts bewegt und damit die formschlüssige Kupplung zwischen der Antriebs-Zahnriemenscheibe 73 und der zweiten Antriebswelle 56 löst.

In dem ersten Antriebselement 66 der zweiten Antriebs­ welle 56 sind in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise Verriegelungsmittel für die Antriebswelle 56 ange­ ordnet, die ein in einer entsprechenden Radial­ bohrung 80 des ersten Kupplungselementes 66 radial verschiebliches Klemmstück 81 aufweisen, das sich einenends auf einen in einer entsprechenden Axial­ bohrung des ersten Kupplungselementes 66 axial ver­ schieblich gelagerten Betätigungskeil 82 abstützt, durch den es anderenends gegen die Innenwandung einer zugeordneten, das Kupplungselement 66 auf­ nehmenden Axialbohrung des Aufnahmeschaftes 9a unter drehfester Verriegelung der zweiten Antriebs­ welle 56 verklemmt werden kann. Der Betätigungskeil 82 ist in Klemmrichtung axial durch eine Druckfeder 83 vorgespannt, die bei von dem zweiten Kupplungs­ element 68 (Fig. 6) abgekuppelter zweiter Antriebs­ welle 56 über den Betätigungskeil 82 und das Klemm­ stück 81 die Antriebswelle 56 drehfest verriegelt.

Die Federkennlinie der Druckfeder 83 ist auf jene der Druckfeder 76 derart abgestimmt, daß bei in Eingriff stehenden Kupplungsklauen 67 eine stirn­ seitig an dem zweiten Kupplungselement 68 angeord­ nete Druckplatte 84 den Betätigungskeil 82 in einer unwirksamen Stellung hält, so daß die zweite Antriebs­ welle 56 frei drehbar ist.

Mit der Antriebs-Zahnriemenscheibe 73 ist über einen Zahnriemen 85 (Fig. 6) und eine Zahnriemenscheibe 86 eine in dem Revolvergehäuse 3 (Fig. 1) bei 87 drehbar gelagerte Welle 88 gekuppelt, die ihrerseits über eine Überlastrutschkupplung 89 von einem Elektromotor 90 angetrieben werden kann. Die Überlastrutschkupplung 89 weist zwei jeweils mit der Welle 88 bzw. dem Motor­ wellenstummel 91 drehfest verbundene Kupplungsteile 92 bzw. 93 auf; sie ist auf ein vorbestimmtes, maximal übertragbares Drehmoment eingestellt. Die Drehbewegung des an- und des abtreibenden Kupplungsteiles 93 bzw. 92 wird durch zugeordnete Fühler oder Sensoren 94, 95 abgetastet, die einer elektrischen Steuereinheit 96 elektrische Signale zuliefern, die anzeigen, ob:

• a) die beiden Kupplungsteile 92, 93 synchron laufen, d.h. die Rutschkupplung 89 nicht anspricht,
• b) die beiden Kupplungsteile 92, 93 eine Relativ­ drehung gegeneinander aufweisen, d.h. die Rutsch­ kupplung 89 durchrutscht, und
• c) das Kupplungsteil 92 stillsteht, d.h. die Kugel­ rollspindel 52 (Fig. 4) blockiert oder gegen die Endanschlagsfläche 64 gefahren ist.

In ähnlicher Weise wird über zwei Fühler oder Sensoren 97, 98 die Axialstellung des zweiten Kupplungselementes 68 und damit das An- oder Abkuppeln der zweiten Antriebs­ welle 56 über entsprechende Signale der Steuereinheit 96 gemeldet, die ihrerseits auch den Hydraulikzylinder 77 ansteuern kann.

Die beschriebene Einrichtung erlaubt es, in besonders einfacher Weise einen Referenz- oder Bezugspunkt (Null­ punkt) für die Längsverstellung der Werkzeugspindel 15 in deren Geradführung 11 anzusteuern:
Nach dem Einschalten der Maschine wird durch eine ent­ sprechende Schrittschaltbewegung der Werkzeugscheibe 4 die Werkzeugspindel 15 in ihre Arbeitsposition ge­ schaltet, in der die Geradführung 11 in der Regel so ausgerichtet ist, daß das in der Werkzeugspindel 15 aufgenommene Werkzeug durch die Verstelleinheit 46 in der Y-Richtung radial verstellbar ist.

Sodann wird mit einem Unterprogramm zum Referenzpunkt­ fahren der Referenzpunkt der Verstellachse angefahren und gespeichert. Die Steuerung dieser Verstellachse erfolgt indirekt, d.h. mit Werterfassung am Antriebs­ motor 90, weil an dem Werkzeughalter 7 selbst, der ja beweglich ist, keine elektrischen Informationen abge­ nommen werden können. Die Gewinderollspindel 52 wird mit ihrer Druckscheibe 63 gegen den Anschlag 64 gefahren, worauf mit Hilfe der Überlastrutsch­ kupplung 89 die mechanische Endlage der Verstell­ einheit 46 mit dem Null-Marker des inkrementalen Drehgebers an dem Antriebsmotor 90 zusammengelegt wird.

Sowie die Werkzeugscheibe in dem Werkzeugrevolver bei in Arbeitsposition stehender Werkzeugspindel 15 verriegelt ist, wird die Steuereinheit 96 angesteuert. Der Antriebsmotor 90 wird in vorbestimmter Drehrichtung mit vorbestimmter Drehzahl eingeschaltet. Sowie diese erreicht ist, veranlaßt die Steuereinheit 96, daß der Hydraulikzylinder 77 entlüftet wird, so daß die Druckfeder 76 die zweite Antriebswelle 56 über die beiden Kupplungselemente 66, 68 mit dem Antriebsmotor 90 kuppelt.

Nach dem Anfahren der Druckscheibe 63 an der Anschlag­ fläche 64 und damit dem Erreichen der mechanischen Endlage geben die Fühler 94, 95 entsprechende Signale an die Steuereinheit 76, die die Drehzahl des Antriebs­ motors 90 herabsetzt. Es wird nun der Null-Marker aktiviert. Außerdem wird der Geschwindigkeits-/Lage­ regelkreis der Steuereinheit 96 aktiviert. Sodann wird der Hydraulikzylinder 77 angesteuert, der das zweite Kupplungselement 68 zurückzieht und damit die zweiten Kupplungsmittel auskuppelt, was von den Fühlern 97, 98 bestätigt wird.

Die Steuereinheit 96 ist nunmehr frei für die weitere Programmierung entsprechend dem beabsichtigten Arbeits­ ablauf.

Im Normalbetrieb überwachen die Fühler 94, 95 den Antrieb der Verstelleinheit 46. Ein festge­ stelltes Durchrutschen der Überlast-Rutschkupplung 89 führt als Störung zum Abschalten der Maschine oder zumindest des Antriebsmotors 90.

Der Schaltantrieb des Revolverkopfes selbst ist naturgemäß ebenfalls mit der Steuereinheit 96 elektrisch verriegelt; er darf nur dann schalten, wenn die zweiten Kupplungsmittel ausgeschaltet sind.

Um schließlich sicherzustellen, daß - unabhängig von etwaigen Toleranzen der Aufnahmebohrungen 6 oder der Werkzeugscheibe 4 - die Werkzeugspindel 15 mit ihrer Achse in Arbeitsposition exakt mittig ausgerichtet ist, ist eine Feineinstelleinrichtung vorgesehen.

Zu diesem Zwecke ist die Grundplatte 8 des Werkzeug­ trägers 7 mit dem Gehäuse 47 der Verstelleinheit 46 um eine zu den Achsen 13, 53 der beiden Aufnahme­ bohrungen 6 parallele Schwenkachse 100 begrenzt schwenkbar verbunden, wie dies insbesondere aus den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist. Das Gehäuse 47 trägt einen seitlich angeordneten Fortsatz 101, der über einen Lagerbolzen 100 mit dem ersten Gehäuse­ teil 12 des Werkzeugträgers 7 verbunden ist. Zwei beidseitig des Lagerfortsatzes 101 an dem ersten Gehäuseteil 12 angeordnete Lagerteile 103 wirken mit zwei koaxialen Stellschrauben 104 zusammen, die in entsprechende Gewindebohrungen des Lager­ fortsatzes 101 eingeschraubt sind und durch ent­ sprechendes unterschiedliches Festziehen eine ge­ ringfügige Verschwenkung des Gehäuseteils 12 (und der Grundplatte 8) gegenüber dem Gehäuse 47 um die Schwenkachse 100 erlauben. Ein mit nicht weiter dargestellten Klemmschiebern zusammenwirkender Klemmbolzen 105 schließlich erlaubt es, die Ver­ stelleinheit 46 und den Werkzeughalter 7 in der jeweils eingestellten Stellung starr miteinander zu verriegeln.

Da das Gehäuse 47 der Verstelleinheit 46 zu der Achse 53 der Aufnahmebohrung 6 mittig ausgerichtet ist, wäre es ohne weiteres möglich, das Gehäuse 47 noch zusätzlich als Werkzeugträger, bspw. als Bohrstangenhalter, auszubilden, um auch die von der Verstelleinheit 46 belegte Werkzeugposition an der Werkzeugscheibe 4 erforderlichenfalls zur Bearbeitung auszunutzen.

Claims (14)

1. Einrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung, insbe­ sondere Fräseinrichtung, für den Werkzeugrevolver von Werkzeugmaschinen, deren Werkzeugrevolver mit einer um eine Revolverachse schrittweise weiter­ schaltbaren und in seiner jeweiligen Arbeitsstellung ortsfest verriegelbaren Werkzeugscheibe mit einer Anzahl achsparalleler Aufnahmebohrungen versehen ist, die zur Aufnahme der Aufnahmeschäfte von Werkzeug­ haltern eingerichtet sind, wobei wenigstens ein Werkzeughalter eine in einem an einem Aufnahme­ schaft sitzenden Gehäuse drehbar gelagerte Werkzeug­ spindel aufweist, die mit einer durch den Aufnahme­ schaft verlaufenden ersten Antriebswelle getrieblich verbunden ist, welche bei in eine Aufnahmebohrung der Werkzeugscheibe eingesetztem Aufnahmeschaft über erste Kupplungsmittel mit einer ersten Antriebsquelle im Bereiche der Werkzeugscheibe kuppelbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß bei dem Werkzeughalter (7) die Werkzeugspindel (15) mit einem sie lagernden Gehäuseteil (12) gegenüber dem zugeordneten Aufnahme­ schaft (9) in einer quer zu der Achse (13) dieses Aufnahmeschafts (9) verlaufenden Richtung verschieb­ lich gelagert ist, daß sie eine einen zweiten Auf­ nahmeschaft (9a) tragende Verstelleinheit (46) mit einem beweglich gelagerten Stellglied (52) aufweist, das getrieblich mit einer durch den zweiten Aufnahme­ schaft (9a) verlaufenden und dem Stellglied (52) eine Verstellbewegung erteilenden zweiten Antriebswelle (56) verbunden ist, welche bei in eine der Aufnahme­ bohrung (6) des Werkzeughalters (4) benachbarte Aufnahmebohrung (6) eingesetztem zweitem Aufnahme­ schaft (9a) über zweite Kupplungsmittel (66, 67, 68) mit einer zweiten Antriebsquelle (90) im Bereiche der Werkzeugscheibe (4) kuppelbar ist, und daß das Stellglied (52) der Verstelleinheit (46) mit dem die Werkzeugspindel (15) lagernden Gehäuseteil (12) des Werkzeughalters (7) gekuppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden Antriebswellen (27, 56) und deren Antriebsquellen angeordneten Kupplungsmittel (30, 31; 66, 67) unterschiedlich ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der zweiten Antriebswelle (56) und deren Antriebsquelle (90) eine auf ein vorbestimmtes, maximal übertragbares Drehmoment einstellbare Überlastrutschkupplung (89) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den an- und abtreibenden Kupplungsteilen (93, 92) der Überlastrutschkupplung Fühlmittel (94, 95) zu­ geordnet sind, die das Vorhandensein und/oder Fehlen des Gleichlaufzustandes zwischen diesen Teilen an­ zeigende elektrische Signale abgeben.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zweiten Antriebswelle (56) lösbare Verriegelungsmittel (81, 82) zugeordnet sind, durch die die Antriebswelle drehfest verriegelbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmittel (81, 82) durch die zwei­ ten Kupplungsmittel (66, 67, 68) selbsttätig an­ steuerbar ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellglied (52) dessen Stell­ bewegung in wenigstens einer Verstellrichtung begrenzen­ de Anschlagmittel (63, 64) zugeordnet sind.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Aufnahmeschaft (9) tragendes Teil (8) des Werkzeughalters (7) und die Verstelleinheit (46) mechanisch mitein­ ander verbunden sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (8) und die Verstelleinheit (46) verstellbar miteinander verbunden sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (8) mit der Verstelleinheit (46) um eine parallel zu dem zweiten Aufnahmeschaft (9a) verlaufende Schwenkachse (100) schwenkbar verbunden ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kupplungs­ mittel (66, 67, 68) eine bei in die zugehörige Auf­ nahmebohrung (6) eingesetztem zweiten Aufnahmeschaft (9a) ansteuerbare Betätigungsvorrichtung (77) auf­ weisen.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuereinheit (96) aufweist, die mit den Fühlmitteln (94, 95) der Überlastrutschkupplung (89) und der Betätigungs­ vorrichtung (77) der zweiten Kupplungsmittel ver­ bunden ist und durch die die Fühlmittel (94, 95) und/oder die Betätigungsvorrichtung (77) programm­ gemäß oder folgegesteuert ansteuerbar sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß den zweiten Kupplungsmitteln deren ein- und/oder abtreibenden Kupplungselementen (66, 68) zugeordnete Fühlmittel (97, 98) zugeordnet sind, die mit der Steuereinheit (96) verbunden sind.

14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinheit (46) als Werkzeugträger ausgebildet oder mit einem solchen verbunden ist.