DE3708227A1 - Werkzeughalter fuer den werkzeugrevolver von werkzeugmaschinen, insbesondere drehmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen zur Aufnahme umlaufen­ der Werkzeuge eingerichteten Werkzeughalter für den eine Werkzeugscheibe aufweisenden Werkzeugrevolver von Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einem einen Aufnahmeschaft tragenden Gehäuse, in dem zwei achsparallele, drehbar gelagerte Spin­ deln mit zugeordneten Werkzeugaufnahmen und eine dazu achsparallele, drehbar gelagerte Antriebswel­ le angeordnet sind, die mit den Spindeln in Antriebs­ verbindung steht und mit einer Einrichtung zur Kupp­ lung mit einer Antriebsquelle versehen ist.

Beispielsweise aus der DE-PS 32 02 042 ist ein Werk­ zeugrevolver für Werkzeugmaschinen, insbesondere Dreh­ maschinen, bekannt, dessen Werkzeugscheibe zur vorzugs­ weise auswechselbaren Bestückung mit Werkzeughaltern eingerichtet ist, die zur Aufnahme angetriebener, umlaufender Werkzeuge bestimmt sind. Diese Werkzeug­ halter weisen jeweils einen an ihrem Gehäuse ange­ ordneten Aufnahmeschaft auf, der in eine entsprechende Aufnahmebohrung der Werkzeugscheibe einsetzbar ist. Durch den Aufnahmeschaft verläuft eine Antriebs­ welle für eine zu ihr koaxial in dem Gehäuse dreh­ bar gelagerte Spindel, welche eine Werkzeugaufnahme, bspw. in Gestalt einer Spannzange, trägt. Auf die Antriebswelle ist andernends ein Ritzel aufgesetzt, das bei in die Aufnahmebohrung der Werkzeugscheibe eingefügtem Aufnahmeschaft des Werkzeughalters mit einem in der Werkzeugscheibe drehbar gelagerten Zahnring in Eingriff steht, welcher über ein ent­ sprechendes Getriebe von einem Antriebsmotor ange­ trieben ist.

Mit einem solchen Werkzeughalter kann nur eine erste Werkstückseite des auf der Hauptspindel der zugeord­ neten Drehmaschine gespannten Werkstückes bearbeitet werden.

Eine Bearbeitung auf mehreren Werkstückseiten ge­ statten Werkzeughalter, die mit mehreren, insbesondere zwei angetriebenen, jeweils eine Werkzeugaufnahme tra­ genden Spindeln ausgerüstet sind. Beispiele solcher Doppelspindel-Werkzeughalter sind in der DE-OS 34 30 380 und in VDI-Z.125 (1983, Nr. 22 - November (II)), Seiten M 108 bis M 111, beschrieben. Bei diesen Werkzeughaltern, bei denen eine Spindel koaxial zu der Antriebswelle verläuft und mit dieser unmittelbar starr gekuppelt ist, steht die andere Spindel über ein in dem Gehäuse angeordnetes Getriebe mit der Antriebswelle in An­ triebsverbindung. Die zu der ersten Spindel entweder achsparallel oder rechtwinklig verlaufende zweite Spindel weist mit dem in ihre Werkzeugaufnahme einge­ setzten Werkzeug immer in die gleiche Richtung.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Werkzeughalter für angetriebene Werkzeuge zu schaffen, der eine vielseitigere Einsatzmöglichkeit erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Werkzeughalter erfindungsgemäß dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebswelle in an sich bekannter Weise durch den Aufnahmeschaft verläuft, daß in dem Gehäuse eine zu der Antriebswelle koaxiale und mit dieser ge­ trieblich gekuppelte sowie von beiden Seiten des Ge­ häuses aus stirnseitig zugängliche Hohlspindel dreh­ bar gelagert ist, die beidseitig mit einer Spindel­ aufnahme ausgebildet ist und daß eine der beiden Spindeln wahlweise von der einen oder der anderen Seite her in die Hohlspindel einsetzbar und mit dieser über zugeordnete Mitnehmereinrichtungen dreh­ fest kuppelbar ist.

Dieser Werkzeughalter gestattet es, abhängig von den Gegebenheiten des jeweiligen Bearbeitungsvorganges, eine zweckentsprechend ausgewählte Spindel entweder von der Vorderseite des Gehäuses oder um 180° ge­ dreht von der Gehäuserückseite aus in die Hohlspindel einzusetzen und mit dieser zu kuppeln. Damit ist auf einfache Weise zum Beispiel auch eine rückseitige Werkstückbearbeitung auf einer zweispindligen Dreh­ maschine möglich. Durch den Einsatz verschiedener auswechselbarer Spindeln, die in der erwähnten Weise auch jeweils um 180° gedreht wahlweise eingesetzt werden können, wird der Aktionsbereich des neuen Werkzeughalters gegenüber bekannten Konstruktionen wesentlich erweitert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hohlspindel mit der Antriebswelle über ein in dem Gehäuse an­ geordnetes umschaltbares Getriebe gekuppelt ist, das es gestattet, für die in die Hohlspindel eingesetzte Spindel jeweils eine den Arbeitsbedingungen ange­ messene Drehzahl zu wählen.

Einfache konstruktive Verhältnisse ergeben sich, wenn die Mitnehmereinrichtung durch eine mit einer entsprechenden Außenverzahnung der eingesetzten Spindel zusammenwirkende Innenverzahnung der Hohl­ spindel gebildet ist.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die Hohlspindel in dem lediglich einen einzigen Aufnahmezapfen tragenden schmalen Gehäuse mit einem Achsabstand zu dem Aufnahmeschaft angeordnet ist, der größer ist als der Abstand des Aufnahmeschaftes von der Umfangsberandung der Werkzeugscheibe des zugeord­ neten Werkzeugrevolvers, derart, daß die Hohlspindel bei in die Werkzeugscheibe eingesetztem Werkzeug­ halter auf beiden Stirnseiten frei zugängig bleibt. Obwohl der Werkzeughalter zwei angetriebene Spindeln aufweist, von denen eine, wie beschrieben, wahlweise einsetzbar ist, beansprucht der Werkzeughalter am Umfang der Werkzeugscheibe mit seinem schmalen Ge­ häuse lediglich einen verhältnismäßig kleinen Platz. Da er lediglich eine einzige Aufnahmebohrung für seinen Aufnahmeschaft beansprucht, wird die Anzahl der verbleibenden, für andere Werkzeughalter verfügbaren Aufnahmebohrungen der Werkzeugscheibe gegenüber solchen Konstruktionen erhöht, bei denen entweder mehrere, insbesondere zwei, Aufnahmeschäfte vorhanden sind oder die Antriebswelle neben dem Aufnahmeschaft verläuft und über Antriebsmittel durch eine dem Aufnahmeschaft benachbarte Aufnahme­ bohrung der Werkzeugscheibe angetrieben wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Werkzeughalter gemäß der Erfindung, in einer Seitenansicht, teilweise in schematischer Darstellung,

Fig. 2 den Werkzeughalter nach Fig. 1, in einer Drauf­ sicht auf die Stirnseite,

Fig. 3 den Werkzeughalter nach Fig. 1, unter Veranschau­ lichung einer in eine um 180° gedrehten Stellung eingesetzten Spindel, in einer Seitenansicht, im Ausschnitt,

Fig. 4 eine austauschbare Spindel des Werkzeughalters nach Fig. 1, in einer Seitenansicht, und

Fig. 5 den Werkzeughalter nach Fig. 1, eingesetzt in die Werkzeugscheibe eines Werkzeugrevolvers einer zweispindligen Drehmaschine, in einer schematischen Seitenansicht, unter Veranschaulichung der Ein­ satzbedingungen.

Der in den Fig. 1, 2 dargestellte Werkzeughalter weist ein schmales Gehäuse 1 auf, das bei 2 seit­ lich geradflankig begrenzt ist und auf seiner Rück­ seite einen rechtwinklig aufgesetzten zylindrischen Aufnahmeschaft 3 trägt, dessen benachbarte Gehäuse­ seitenwände bei 4 keilförmig zulaufend ausgebildet sind. Der Aufnahmeschaft 3 trägt die übliche Kerb­ verzahnung 5 und weist eine durchgehende Lager­ bohrung auf, in der eine zu ihm koaxiale Antriebs­ welle 6 drehbar gelagert ist, die endseitig ein Antriebsritzel 7 trägt. Die Antriebswelle 6 ist mit einer koaxialen, in dem Gehäuse 1 mittels bei 8 angedeuteter Lager drehbar gelagerten ersten Spindel 9 drehfest verbunden, die auf der dem Auf­ nahmeschaft 3 gegenüberliegenden Gehäuseseite mit einer Werkzeugaufnahme in Gestalt einer Spannzange 10 versehen ist. Die erste Spindel 9 ist in das Gehäuse 1 fest eingebaut; sie könnte aber eine andere Werkzeugaufnahme, bspw. in Gestalt eines Innenkonus etc., tragen.

Im Abstand von der ersten Spindel 9 ist in dem Gehäuse 1 in dem Bereich zwischen den beiden parallelen Gehäuseseiten 2 eine zu der ersten Spindel 9 koaxiale Hohlspindel 11 mittels bei 12 angedeuteter Lager drehbar gelagert, die mit der Antriebswelle 6 über ein umschaltbares Zahnradge­ triebe 13 gekuppelt ist, welches in dem Gehäuse 1 angeordnet ist.

Das Umschaltgetriebe 13 besteht aus einem auf die Antriebswelle 6 drehfest aufgesetzten Antriebs­ zahnrad 14 und zwei auf einer in dem Gehäuse 1 axial verschieblichen, koaxialen Vorgelegeachse 15 frei drehbar gelagerten Vorgelegezahnrädern 16, 17 unterschiedlichen Durchmessers, die mit entsprechen­ den Stufen-Zahnrädern 18, 19 wahlweise in Eingriff bringbar sind, welche ihrerseits drehfest auf der Hohlspindel 11 sitzen. Die Vorgelegeachse 15 ist in dem Gehäuse 1 zusammen mit den auf ihr axial unverschieblich gelagerten Vorgelegezahnrädern 16, 17 zwischen zwei Axialstellungen verschieblich ge­ lagert, von denen in Fig. 1 die erste (links) mit ausgezogenen Linien und die zweite (rechts) mit ge­ strichelten Linien dargestellt ist. Die beiden Axial­ stellungen sind jeweils durch eine federbelastete Rastkugel 20 bestimmt, die in eine entsprechende Rastvertiefung der Vorgelegeachse 15 eingreift.

In der ersten Stellung der Vorgelegeachse 15 ist die Hohlspindel 11 über die Zahnräder 14, 16, 17, 18 bspw. mit dem Übersetzungsverhältnis 1:1 angetrie­ ben; in der zweiten Stellung des Vorgelegebolzens 15 erfolgt der Antrieb über die Zahnräder 14, 16, 19 bspw. mit dem Übersetzungsverhältnis 2:1.

Die Hohlspindel 11 weist eine als Mitnahmeeinrichtung dienende Innenkeilverzahnung 21 (Fig. 2) auf, die sich über einen mittigen Bereich 22 erstreckt, an den sich beidseitig jeweils ein engtolerierter zylindrischer Paß­ bereich 23 anschließt, der in die jeweilige Stirn­ seite mündet. Die Anordnung ist derart getroffen, daß die Hohlspindel 11 symmetrisch bezüglich der sie mittig zwischen ihren beiden Stirnseiten durchschneidenden Querschnittsebene ist. Jede der beiden Paßflächen 23 bildet zusammen mit der zylindrischen Bohrung der Hohlspindel 11 eine Spindelaufnahme, in die eine zweite Spindel 24 (Fig. 4) wahlweise von der einen oder von der anderen Seite her einsetzbar ist, wie dies in den Fig. 1 und 3 veranschaulicht ist.

Die zweite Spindel 24, die in Fig. 4 in der Ausbildung als Frässpindel mit Fräseraufnahme dargestellt ist, weist einen zylindrischen Schaft 25 mit einer der Paßfläche 23 der Hohlspindel 11 zugeordneten zy­ lindrischen Paßfläche 26 und einer daran anschließen­ den Außenverzahnung 27 auf, die derart angeordnet und ausgebildet ist, daß sie bei in die Hohlspindel 11 eingestecktem Schaft 25 mit der Innenverzahnung 21 in Eingriff steht und eine drehfeste Kupplung zwi­ schen der Hohlspindel 11 und der zweiten Spindel 24 herstellt. An die Außenverzahnung 27 schließt sich über eine Ringnut 28 eine zweite zylindrische Paßfläche 29 an, die der entsprechenden Paßfläche 23 der Hohl­ spindel 11 zugeordnet ist. Ein angeformter Ringflansch 30 und eine mittels Axialschrauben 31 auf den Schaft 25 stirnseitig aufgeschraubte Anschlagscheibe 32 ergeben im Zusammenwirken mit den Stirnflächen der Hohlspindel 11 eine axial unverschiebliche Fixierung der zweiten Spindel 24 in der Hohlspindel 11.

Entsprechend ihrer Ausbildung als Frässpindel mit Fräseraufnahme weist die zweite Spindel 24 nach Fig. 4 einen Mitnehmer 33, eine zylindrische Auf­ nahmefläche 34 und eine Spannschraube 35 für das Fräswerkzeug auf. Diese Werkzeugaufnahme ist bekannt und bedarf deshalb keiner Erläuterung.

Die Werkzeugaufnahme der zweiten Spindel 24 er­ gibt sich aus dem jeweiligen Einsatzzweck; sie kann bspw. auch in Gestalt einer Spannzange 36 (Fig. 3) gestaltet sein, die auch als axial gegen Federkraft verschiebliche Hochleistungs­ spannzange zum Einsatz für eine Gewindeschneid­ spindel ausgebildet sein kann, um nur einige Mög­ lichkeiten zu erwähnen.

Eine typische Einsatzweise des beschriebenen Werkzeughalters ist aus Fig. 5 zu ersehen:

Von einer zweispindligen Drehmaschine sind sche­ matisch die Hauptspindel 37 und das auf dieser angeordnete Drehfutter 38 dargestellt, zwischen dessen Spannbacken 39 ein Werkstück 40 gespannt ist.

In einem in der angedeuteten Z-Richtung verfahrbaren zweiten Spindelstock 41 ist eine angetriebene Zweit­ spindel 42 drehbar gelagert, die ein Drehfutter 43 trägt, dessen Spannbacken 54 das auf der Hauptspin­ del 38 an seiner ersten Werkstückseite fertig bear­ beitete Werkstück 40 übernehmen können, so daß es - wie bei 40 b dargestellt - nunmehr auf der zweiten Werkstückseite bearbeitet werden kann.

Seitlich neben den beiden Spindeln 37, 42 ist ein Werkzeugrevolverkopf 43 in der angedeuteten X- und Z-Richtung verfahrbar angeordnet, der eine um seine Achse 440 schrittweise weiterschaltbare Werkzeug­ scheibe 44 trägt. Die Werkzeugscheibe 44 ist in der üblichen Weise mit achsparallelen Aufnahme­ bohrungen versehen, in die Werkzeughalter mit ihren Aufnahmeschäften eingefügt sind, von denen zwei Werkzeughalter entsprechend Fig. 1 schematisch veranschaulicht sind, deren Gehäuse mit 1 und 1 a bezeichnet sind. Der in der zugeordneten Aufnahme­ bohrung der Werkzeugscheibe 44 sitzende Aufnahme­ schaft 3 ist jeweils gestrichelt angedeutet. Die Einzelheiten der Werkzeugscheibe 44 und des Antriebs der Antriebsritzel 7 sind in der DE-PS 32 02 042 beschrieben.

Die beiden Spindeln 9, 24 des oberen Werkzeughalters sind als Werkzeugaufnahmen mit zwei Spannzangen 10, 36 entsprechend Fig. 1, 3 ausgerüstet, in die ein Gewindebohrwerkzeug 45 und ein Spiralbohrer 46 eingesetzt sind.

Die zweite austauschbare Spindel 24 ist dabei derart in die Hohlspindel 11 eingefügt, daß die beiden Werk­ zeuge 45, 46 auf der der Hauptspindel 37 zugewandten Vorderseite des Gehäuses 1 liegen. Damit können die in dem in dem ersten Drehfutter 38 gespannten Werk­ zeuge 40 angedeuteten Bohrungen 47 von der ersten Werkstückseite her bearbeitet werden.

Bei dem unteren Werkstückhalter ist die als Fräs­ spindel gemäß Fig. 4 ausgebildete zweite Spindel 24 um 180° gedreht, d.h. von der Rückseite des Gehäuses 1 a her in die Hohlspindel 11 eingesetzt. Sie trägt einen Walzenfräser 48, der damit das in dem zweiten Drehfutter 43 gespannte Werkstück 40 b auf der zweiten Werkstückseite bearbeiten kann, indem er beispielsweise die Flächen eines Sechskants 49 anfräst. In die Spannzange 10 der ersten Spindel 9 ist ein auf der Vorderseite des Gehäuses 1 a liegender Bohrer 50 eingespannt, der es erlaubt, das in dem ersten Drehfutter 38 gespannte Werkstück 40 zu bearbeiten.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen, ist der mit 51 bezeichnete Achsabstand der Hohlspindel 11 von dem Aufnahmeschaft 3 größer als der Abstand des Aufnahmeschaftes 3 von der Umfangsberandung der Werkzeugscheibe 44 des Werk­ zeugrevolvers 43. Damit ist erreicht, daß die Hohl­ spindel 11 und die in ihr aufgenommene zweite Spin­ del 24 des in sie eingesetzten Werkzeughalters auf beiden Stirnseiten frei zugängig bleiben,wie dies die Figur augenfällig zeigt. Die bei 4 (Fig. 2) keil­ förmig zulaufenden Seitenwände des Gehäuses 1 bzw. 1 a verringern zusätzlich den Platzbedarf der Werkzeug­ halter auf der Werkzeugscheibe 44. In dem Gehäuse 1, 1 a können im übrigen die üblichen Kühlmittelzu- und -ablaufeinrichtungen für die auf den Spindeln sitzenden Werkzeuge vorgesehen sein, wie sie bei 52 schematisch angedeutet sind. Je nach Werkzeug­ bestückung können sie wahlweise geöffnet oder ver­ schlossen werden.

Claims (4)

1. Zur Aufnahme umlaufender Werkzeuge eingerichteter Werkzeughalter für den eine Werkzeugscheibe auf­ weisenden Werkzeugrevolver von Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einem einen Auf­ nahmeschaft tragenden Gehäuse, in dem zwei achs­ parallele, drehbar gelagerte Spindeln mit zuge­ ordneten Werkzeugaufnahmen und eine dazu achs­ parallele Antriebswelle angeordnet sind, die mit den Spindeln in Antriebsverbindung steht und mit einer Einrichtung zur Kupplung mit einer Antriebs­ quelle versehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebswelle (6) in an sich bekannter Weise durch den Aufnahmeschaft (3) verläuft, daß in dem Gehäuse (1, 1 a) eine zu der Antriebswelle (6) koaxiale und mit dieser getrieb­ lich gekuppelte sowie von beiden Seiten des Ge­ häuses (1, 1 a) aus stirnseitig zugängliche Hohl­ spindel (11) drehbar gelagert ist, die beidseitig mit einer Spindelaufnahme (23) ausgebildet ist und daß eine (24) der beiden Spindeln wahlweise von der einen oder von der anderen Seite her in die Hohlspindel (11) einsetzbar und mit dieser über zugeordnete Mitnehmereinrichtungen (21, 27) drehfest kuppelbar ist.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlspindel (11) mit der An­ triebswelle (6) über ein in dem Gehäuse angeord­ netes umschaltbares Getriebe (13) gekuppelt ist.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmereinrichtung durch eine mit einer entsprechenden Außenver­ zahnung (27) der eingesetzten Spindel (24) zusammenwirkende Innenverzahnung (21) der Hohl­ spindel (11) gebildet ist.

4. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohl­ spindel (11) in dem lediglich einen einzigen Auf­ nahmeschaft (3) tragenden schmalen Gehäuse (1, 1 a) mit einem Achsabstand (51) zu dem Aufnahmeschaft (3) angeordnet ist, der größer ist als der Abstand des Aufnahmeschaftes (3) von der Umfangsberandung der Werkzeugscheibe (44) des zugeordneten Werkzeug­ revolvers (43), derart, daß die Hohlspindel (11) bei in die Werkzeugscheibe (33) eingesetztem Werk­ zeughalter auf beiden Stirnseiten frei zugängig bleibt.