DE4101688A1 - Revolverkopfwechsler - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Weiterentwicklungen von Werkzeugmaschinen und insbesondere mit dem automatischen Wechseln von Werkzeugrevolverköpfen.

Auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinen ist es üblich Werk­ zeuge automatisch unter der Steuerung eines Rechners zu wechseln. In den US-PSen 46 75 977 und 47 76 081 sind Köpfe mit mehreren Werkzeugen und automatische Einrichtun­ gen zum Wechseln derartiger Köpfe gezeigt.

Die Erfindung stellt eine Werkzeugmaschine bereit, die als Drehmaschine ausgelegt sein kann, und die Photoautomaten und universell einsetzbare Spanneinrichtungen beispiels­ weise hat, mittels denen drehbare und schaltbare Werkzeu­ grevolverköpfe automatisch gewechselt werden können. Die Vorrichtung umfaßt einen Revolverkopfwechsler, der am Ma­ schinenbett angebracht ist und zu der Revolverkopf­ schalteinheit ausrichtbar ist. Übereinstimmende Revolver­ kopfanordnungen, die jeweils unterschiedliche Werkzeugbe­ stückungen hatten, werden lösbar an Armen des Wechslers zur Manipulation bezüglich der Spindel der Revolverkopf- Schalteinheit ergriffen. Der Revolverkopfwechsler, die Re­ volverkopfanordnungen und die Revolverkopf-Schalteinheit haben jeweils zusammenarbeitende Teile, welche einen ge­ nauen und zuverlässigen Wechsel der Revolverkopfanordnun­ gen zwischen dem Wechsler und der Revolverkopf-Schaltein­ heit ermöglichen.

Der Revolverkopfwechsler hat identische, gegenüberliegende Arme, die um eine Drehwelle, vorzugsweise um eine verti­ kale Achse, drehbar bzw. schwenkbar sind. Ein Wechselarm ergreift einen Halteknopf auf einer Revolverkopfanordnung in Übereinstimmung mit der Revolverkopfachse. Die Hal­ teknopfgreifer im Arm sind federbelastet und können hydraulisch entlastet werden. Wenn sich die Arme drehen wird die Revolverkopfanordnung, mit der die Bearbeitungen beendet sind, von einer Revolverkopfwechselstation wegbe­ wegt, und eine Austauschrevolverkopfanordnung wird in diese Station gebracht. Die Revolverkopf-Schalteinheit nä­ hert sich der Wechselstation an, verweilt dort und fährt dann wieder von dieser weg unter einer entsprechenden zeitlichen Steuerung.

Die Revolverkopfanordnung hat eine federvorbelastete Druckplatte zur Anbringung an der Revolverkopfspindel der Revolverkopf-Schalteinheit. Die Federhaltekraft eines Re­ volverkopfwechselarms überschreitet die Federhaltekraft der Revolverkopfanordnung, wodurch ermöglicht wird, daß der Wechselarm die Druckplatte verschieben kann und die Revolverkopfanordnung von der Revolverkopfspindel abgenom­ men werden kann. Die Revolverkopfanordnung ist an der Spindel mittels einer einzigen Verriegelung der Bajonett­ bauart angebracht, welche der Revolverkopfspindel eine Drehung für eine relative Winkelverschiebung mit der Re­ volverkopfanordnung erteilt, um die erforderliche Sperr­ wirkung bei einer Verdrehung zu bewirken. Die Revolver­ kopf-Schalteinheit umfaßt eine Revolverkopfpositions- Sperreinrichtung, welche die Revolverkopfanordnung genau in der Winkelposition anordnet und dieselbe mit einer Kraft festhält, die wesentlich größer als die Haltekraft der Druckplatte ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer be­ vorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beige­ fügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine, welche nach der Erfindung aus­ gelegt ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Revolverkopf-Schaltein­ heit längs einer Ebene, die durch die Achse der Spindel derselben geht,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Revolverkopfwechslers in Teilschnittdarstellung, welcher an dem Bett der Werkzeugmaschine angebracht ist, und

Fig. 4 eine perspektivische, auseinandergezogene Dar­ stellung der Spindel der Revolverkopf-Schaltein­ heit und eines Befestigungsrings einer Revolver­ kopfanordnung, wobei diese Teile eine Bajonett­ verbindung zum automatischen Anbringen einer Re­ volverkopfanordnung an der Revolverkopfeinheit- Spindel aufweisen.

Die Vorrichtung 10 und Verfahrensweisen zur Verwirklichung der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf eine Werkzeugmaschine, wie eine Drehmaschine 11, näher erläu­ tert, die einen Spindelstock oder eine Werkstückhaltesta­ tionspindel 12 umfaßt, welche derart eingerichtet ist, daß sie ein Werkstück um eine Achse 13 dreht. Parallel zu der Spindelstockachse 13 sind Führungen 14 vorgesehen, auf denen ein Reitstock (nicht gezeigt) auf eine im allgemei­ nen übliche Weise gelagert ist. Der Rahmen oder das Bett der Drehmaschine 11 ist mit 15 bezeichnet. Eine Werkzeu­ grevolverkopf-Schalteinheit 16 trägt eine auswechselbare Werkzeugrevolverkopfanordnung 17. Eine Revolverkopfspindel 18 (Fig. 2) dreht sich um eine Achse 19 parallel zum Spindelstock oder zur Arbeitsachse 13. Ein Revolverkopf­ wechsler 20, der am Bett 15 auf eine nachstehend noch nä­ her beschriebene Weise angebracht ist, wechselt eine Werk­ zeugrevolverkopfanordnung 17, die eine Reihe von Werkzeu­ gen trägt, gegen eine andere Revolverkopfanordnung aus, die eine unterschiedliche Reihe von Werkzeugen trägt.

Die Schalteinheit 16 umfaßt ein Gehäuse 21 auf einem Schlitten 22, welcher sich translatorisch auf Führungen 23 parallel zur Arbeitsachse 13 bewegt. Eine kraftbetriebene Kugelumlaufspindel 24 wird verwendet, um den Schlitten 22 längs der Achse der Führungen 23 automatisch anzutreiben. Ein Gleitstück 26 auf dem Schlitten 22 trägt das Gehäuse 21 zur Ausführung einer translatorischen Bewegung längs einer weiteren Achse, die radial zur Arbeitsachse 13 ist. Das Gleitstück 26 bewegt sich auf Führungsschienen 27 und ist mittels einer Kugelumlaufspindel 28 automatisch kraft­ betrieben. Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Revolverkopf-Schalteinheit 16 kraftbetrieben und längs zwei Achsen geführt beweglich ist, wobei eine paral­ lel zur Arbeitsachse 13 und die andere radial zur Ar­ beitsachse ist.

In dem Schalteinheit-Gehäuse 21 sind Antriebselemente zum Drehweiterschalten der Revolverkopfanordnung 17 zwischen einer vorbestimmten Anzahl von in regelmäßigen Abständen angeordneten Winkelpositionen vorgesehen, wobei bei dem dargestellten Beispiel zwölf derartige Positionen gezeigt sind. Auf eine nachstehend noch näher beschriebene Weise wird eine Revolverkopfanordnung 17 an der Revolverkopf­ spindel 18 festgespannt. Die Spindel 18, die drehbeweglich in dem Gehäuse 21 gelagert ist, wird in Drehrichtung mit­ tels eines Antriebsmotors 31 weitergeschaltet, der über einen Treibriemen 32 und ein Zahnradgetriebe in Antriebs­ verbindung ist, welches die Zahnräder 33 bis 35 umfaßt. Zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen wird die Revolverkopfanordnung 17 zwischen gewünschten Winkel­ positionen weitergeschaltet, um ein gewünschtes Werkzeug in einer Bearbeitungsstation anzuordnen. Die Revolverkopf­ anordnung 17 ist genau in Winkelrichtung mittels einer ge­ krümmten Kupplung ausgerichtet, die gekrümmte Zähne 48 auf einem Befestigungsring 37 umfaßt, der mit Hilfe von Schrauben an der Revolverkopfanordnung 17 befestigt ist, und komplementäre, gekrümmte Zähne 49 umfaßt, die auf ei­ ner Ringendfläche 38 eines Zylinders 36 mittels maschinel­ ler Bearbeitung vorgesehen sind, der fest mit dem Revol­ verkopf-Schalteinheitsgehäuse 21 verbunden ist.

Eine Axialbewegung der Spindel 18 zum Außereingriffbringen der gekrümmten Zähne der Kupplungsringe 37, 38 und zum Drehweiterschalten wird automatisch durch eine Druckbeauf­ schlagung einer ringförmigen Hydraulikkammer 39 und durch Entlasten einer größeren, gegenüberliegenden, ringförmigen Hydraulikkammer 40 bewerkstelligt. Hierdurch wird bewirkt, daß ein Hohlkolben 41 die Spindel 18 nach außen (in Fig. 2 nach links) verschiebt. Drucklager 42 sind auf gegen­ überliegenden Enden des Kolbens 41 zur Übertragung von Axialkräften auf die Spindel 18 vorgesehen. Die Axialbewe­ gung in Gegenrichtung zum Ineingriffbringen der Zähne der Kupplungsringe 37, 38 erfolgt in umgekehrter Richtung durch Druckbeaufschlagung der größeren Kammer 14 und durch Druckentlastung der kleineren Kammer 39.

Wenn bei der erstgenannten Betriebsart die Spindel 18 nach links unter der Wirkung des Hohlkolbens 41 bewegt wurde, kommt eine Reibfläche 46, die an der Spindel fest vorgese­ hen ist, in Eingriff mit einer Ringfläche 47, die am Zahn­ rad 35 fest vorgesehen ist, wodurch die Spindel mit diesem Zahnrad drehverbunden ist. Hierdurch wird ermöglicht, daß der Motor 31 die Spindel 18 zwangsläufig in Drehrichtung zu einer gewünschten Winkelposition bewegt. Die Winkelpo­ sition der Spindel 18 und der Revolverkopfanordnung 17 wird mit Hilfe eines elektronischen Winkeldrehmelders an sich üblicher Art überwacht.

Die Revolverkopfanordnung 17 hat eine Mehrzahl von Werk­ zeugaufnahmehülsen 51, die in regelmäßigen Winkelabständen auf der Radialfläche 50 angeordnet sind, welche den Schaltstellungen der Revolverkopfanordnung entsprechen. Ein typisches Werkzeug ist bei 55 in Fig. 2 als Beispiel dargestellt. Ein Werkzeugantriebswelle 52 ist zu der Werk­ zeugbearbeitungsstation des Revolverkopfs ausgerichtet, d. h. der Position ausgerichtet, an der die das aktive Werkzeug haltenden Hülse 51 sich befindet. Die Antriebs­ welle 52 wird an einem Ende mittels eines Motors 31 über die Zahnräder 33 bis 35 angetrieben und hat eine Innen­ keilnut 53, welche einen Drehantrieb oder eine angetrie­ bene Werkzeugbearbeitung auf an sich bekannte Weise ermög­ licht.

Die Revolverkopfanordnung 17 hat eine im allgemeinen kreisförmige Anordnung und weist einen Hauptscheibenkörper 54, den Kupplungsring 37 und eine Druckplatte 56 auf. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, hat der Kupplungsring 37, der starr mit dem Hauptkörper 54 verbunden ist, einen Satz von gekrümmten Abschnitten 57, die in regelmäßigen Winkelab­ ständen um die Drehachse der Revolverkopfanordnung 17 an­ geordnet sind. Gekrümmte Zwischenräume 58 sind in Räumen vorhanden, die in diese Teile 57 eingreifen. Auf einer in­ neren Fläche 59 des Rings 37, d. h. auf einer Seite, die zu dem Hauptkörper 54 weist, haben die Teile 57 Spindelbefe­ stigungszähne 61, die konzentrisch zur Revolverkopfanord­ nungsachse angeordnet sind. Die Befestigungszähne 61 ar­ beiten mit komplementären Zähnen 62 auf einer Rückseite der Spindelflanschteile 63 zusammen, die in regelmäßigen Abständen um die Achse der Revolverkopfspindel 18 angeord­ net sind. Die axial ausgerichteten Zähne 61 ragen in die Ausnehmungen zwischen den axial ausgerichteten Zähnen 62 und umgekehrt. Zum Ineinandergreifen sind an den Flansch­ teilen 63 bogenförmige bzw. gekrümmte Zwischenräume 64 vorhanden.

Wenn nach Fig. 4 der den Revolverkopf tragende Kupplungs­ ring 37 und die Spindel 18 in entsprechend zugeordneten Winkelstellungen ausgerichtet sind, sind die Ringteile 57 derart beschaffen und ausgelegt, daß sie durch die Zwi­ schenräume 64 gehen, und die Flanschteile 63 sind derart ausgelegt, daß sie durch die Zwischenräume 58 gehen. Wie nachstehend noch näher beschrieben wird, bilden die Teile 57, 63 eine bajonettähnliche Verbindung zum Anbringen der Revolverkopfanordnung 17 an der Spindel 18. Wenn die Re­ volverkopfanordnung 17 vollständig an der Spindel 18 ange­ bracht ist, sind die Teile 57 und 63 fluchtgerecht zu den Zähnen 61, 62 ausgerichtet, die ineinandergreifen. Die Druckplatte 56 hält unter der Wirkung der in Winkelabstän­ den angeordneten Packungen 66 mit Tellerfedern die Befe­ stigungszähne 61, 62 in engem Eingriffszustand, wodurch die Revolverkopfanordnung 17 an der Spindel 18 lösbar me­ chanisch in einer Sperrstellung ist.

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß, wenn die Revolverkopfan­ ordnung 17 an der Spindel 18 angebracht ist, die Kraft des Drucks in der Ringkammer 40, der während den Bearbeitungs­ vorgängen und dem Arbeiten durch den Kolben 41, das rechte Drucklager 42 und einen Bund 67 aufrecht erhalten wird, der an der Spindel fest angebracht ist, die Spindel nach rechts drückt, so daß diese Hydraulikkraft zusätzlich zu der mechanischen Kraft einwirkt, die von den Tellerfedern 66 aufgebracht wird, um die Haltekräfte zu erhöhen, die den Revolverkopf und die Spindelbefestigungszähne 61, 62 in Eingriff miteinander halten. Diese hydraulische Klemm­ kraft wirkt über den Befestigungsring 37 auch auf die zu­ geordneten gekrümmten Zähne 48 dieses Rings und die ge­ krümmten Zähne 49 der Ringfläche ein.

Die Revolverkopfanordnung 17 umfaßt einen Halteknopf 71, der axial von der Mitte sich wegerstreckt. Der Halteknopf 71 ist in eine Axialbohrung in einem zylindrischen Steh­ bolzen 72 auf der Achse der Druckplatte 56 eingeschraubt. Der Halteknopf 71 stellt durch die Ausbildung der äußeren Fläche eine Einrichtung bereit, mittels welcher eine Kopp­ lungsverbindung mit einem Paar von gegenüberliegenden, übereinstimmenden Armen 76 des Revolverkopfwechslers 20 herstellbar ist. Einer der Arme 76 kann so arbeiten, daß er eine Revolverkopfanordnung 17 mit Werkzeugen, die ihre Bearbeitungen ausgeführt haben, von der Revolverkopfspin­ del 18 abgenommen werden kann und der andere arbeitet der­ art, daß eine auszuwechselnde Revolverkopfanordnung 17 mit vorgegebenen Werkzeugen zur Ausführung der nächsten Bear­ beitungsfolge in eine solche Position gebracht wird, daß er an der Revolverkopfspindel angebracht werden kann. Un­ ter Bezugnahme auf Fig. 3 sind die Arme 76 mit Hilfe von Schrauben fest mit einer vertikalen Achse 77 verbunden, die sich auf Kegelrollenlagern 78 um eine vertikale Achse dreht oder schwenkt. Die Wälzlager 78 sind starr in einer vertikalen Stütze 80 gelagert, die starr und fest an dem Bett 15 mit Hilfe eines Trägers 79 angebracht ist. Die Stange 81 einer doppelt wirkenden hydraulischen Kolben-Zy­ linderanordnung 82 ist starr mit einer Zahnstange 83 ver­ bunden, die in Kämmeingriff mit einem einteilig an einem unteren Ende der Welle 72 ausgebildeten Zahnrad ist. Die Zahnstange 83 ist zur Ausführung einer translatorischen Bewegung in einer horizontalen Ebene geführt.

Die Verschiebung der Zahnstange 83 unter dem Antrieb der Beaufschlagungseinrichtung 82 und unter automatischer Steuerung bewirkt, daß die Welle 77 selektiv in der jewei­ ligen Drehrichtung um 180°C bewegt wird. Eine zweite Zahn­ stange 86 unmittelbar oberhalb der ersten Zahnstange 83, welche zur Ausführung einer translatorischen Horizontalbe­ wegung geführt ist, dient zum Aufschließen eines Totgangs zwischen den Zehen des einteilig ausgebildeten Zahnrades 84 und der kraftbetriebenen Zahnstange 83 an dem Ende des jeweiligen Hubs. Die totgangfreie Zahnstange 86 wird an jedem Ende ihres Hubs mittels eines zugeordneten hydrauli­ schen Stoßdämpfers 87 angeordnet. Die Stoßdämpfer 87 sind jeweils genau bezüglich der totgangfreien Zahnstange 86 mit Hilfe eines zugeordneten und mit Gewinde versehenen Befestigungsblockes 88 angeordnet, der eine mikrometerähn­ liche Spindel hat, mittels welcher der zugeordnete Stoß­ dämpfer durch Einspannung voreingestellt werden kann. Die Stoßdämpfer 87 sind so eingerichtet, daß sie die Achse 77 und hierdurch die Arme 76 genau in der exakten Winkellage derart anhalten, daß die Arme parallel zu der Drehachse des Revolverkopfs ausgerichtet sind. Leitungen (nicht ge­ zeigt) in der Achse 77 und den Armen 76 leiten Druckluft unter einer geeigneten automatischen Steuerung zu dem freien Ende der Arme, um jeglichen Schmutz oder jegliche Späne wegzublasen, bevor eine Revolverkopfanordnung 17 mittels eines Arms ergriffen wird. Der Arm 76 hat eine zentrale, abgestufte Bohrung 89, die an einem in der Nähe der Achse 77 mittels eines Stopfens 90 verschlossen ist. Ein Hydraulikkolben 91 arbeitet in der Bohrung 89 in der Nähe des Stopfens 90. Eine Hydraulikkammer 92 ist zwischen dem Stopfen 90 und dem Kolben 91 ausgebildet. Hydrau­ likkanäle (nicht gezeigt) sind axial durch die Wand der Achse 77 und durch den Stopfen 90 gehend vorgesehen, um unter einer geeigneten automatischen Maschinensteuerung Druckmittel weiterzuleiten und die Kammer 92 mit Druck zu beaufschlagen oder zu entlasten. Die Kammer 92 jedes Armes 76 wird hydraulisch unabhängig von der Kammer des anderen Arms gesteuert. Der Kolben 91 hat eine integrale Stange 93 mit vermindertem Durchmesser, auf der eine Mehrzahl von Tellerfedern 94 angeordnet ist. Die Tellerfedern 94 wirken so, daß sie mechanisch federnd nachgiebig den Kolben 91 in Richtung auf den Stopfen 90 vorbelasten.

Ein Satz von Greiferfingern 96 ist an dem Ende der Stange 93 von dem Kolben 91 entfernt angebracht. Die Finger ar­ beiten in dem benachbarten Ende der Bohrung 89, die in ei­ ner Aufnahmeöffnung 97 am freien Ende des Arms 76 endet. Wenn unter Druck stehendes Fluid in die Kammer 92 unter der automatischen Maschinensteuerung eingeleitet wird, drückt der Kolben 91 die Federn 94 zusammen und bewegt die Finger 96 in eine Offenstellung, in der ihre Enden axial aus der Bohrung 89 vorstehen und radial einen so ausrei­ chenden Abstand haben, daß der Revolverkopfanordnungs-Hal­ teknopf 71 aufgenommen werden kann. Wenn die Kammer 92 von dem unter Hochdruck stehenden Fluid unter der automati­ schen Steuerung entlastet wird, wirken die Federn 94 der­ art, daß die Finger 96 in die Bohrung eingezogen werden, um den Halteknopf 71 auf an sich bekannte Weise zu ergrei­ fen.

Nachstehend werden nähere Einzelheiten der Arbeitsweise der Werkzeugmaschine 10 bezüglich des Wechslers 20 zum au­ tomatischen Ersetzen einer Revolverkopfanordnung 17 mit Werkzeugen durch eine andere an der Revolverkopf- Schalteinheitsspindel 18 angegeben. Dieser Wechselvorgang tritt normalerweise auf, wenn eine zuvor an der Spindel 18 angebrachte Revolverkopfanordnung 17, welche Werkzeuge trägt, ihre Bearbeitungen abgeschlossen hat, und durch eine andere Revolverkopfanordnung ersetzt werden soll, welche mit unterschiedlichen Werkzeugen für eine anschlie­ ßende Bearbeitung bestückt ist. Eine automatische Steue­ rung der Maschine 10 bewirkt, daß die Schalteinheit 16 auf der Gleitführung 26 zu einer Übergabeposition bewegt wird, in der die Revolverkopfspindel-Drehachse mit der Längsachse des Werkzeugwechslerarms 76 zusammenfällt, wenn diese Arme in einer Stopstellung parallel zur Arbeitsachse 13 sind. Wie in Fig. 1 gezeigt sind, sind in ihrer Stop­ stellung die Arme 76 seitlich von der Arbeitsachse 13 ver­ setzt, so daß der Revolverkopf längs den Schlittenführun­ gen 23 frei von Maschinenteilen, wie dem Spindelstock in der Nähe des Wechslers 20, durchgehen kann. Der Wechsler 20 ist derart angeordnet, daß ein Arm 76 bereit ist, den Halteknopf 71 der auszuwechselnden Revolverkopfanordnung 17 aufzunehmen, und die Revolverkopf-Kugelumlaufspindel 24 wird angetrieben, um die Revolverkopfanordnung auf den Schlittenführungen 23 parallel zur Arbeitsachse 13 in Richtung auf den Werkzeugwechselarm 26 zu bewegen.

Die Hydraulikkammer 92 des benachbarten Aufnahmearms 76 wird unter Druck gesetzt, so daß die Greiffinger 96 aus der Armbohrung 89 ausgefahren und geöffnet werden. Ein Nä­ herungssensor (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um einen Bolzen 98 (der beispielsweise im Arm 76 auf der lin­ ken Seite in Fig. 3 gezeigt ist) abzutasten, welcher durch einen axialen Schlitz in der Wand des Arms vorsteht und an der Kolbenstange 93 befestigt ist, wodurch festge­ stellt wird, daß der Kolben 91 die Finger 96 geöffnet hat. Der Revolverkopfschlitten 92 wird automatisch durch das Arbeiten der Kugelumlaufspindel 24 in Richtung auf den Wechsler 20 vorgeschoben, wodurch bewirkt wird, daß der Halteknopf 71 in den offenen Fingern 96 aufgenommen wird. Der Revolverkopfschlitten wird mittels eines Flansches 101 eines raketenspitzenförmigen Teils 102 gestoppt, das in der Mitte der Revolverkopffläche 50 befestigt ist, so daß dieser kurz vor dem Kontakt mit einer Endfläche 103 des Arms 76 angehalten wird, wobei beispielsweise ein Abstand von 1 mm vorhanden ist.

Ein Schlitz 107 kann auf der Armendfläche 103 vorgesehen sein, um einen Keil 108 aufzunehmen, der in dem raketen­ spitzenförmigen Teil 102 des Revolverkopfs festgelegt ist, um sicher zu stellen, daß die Revolverkopfanordnung 17 in der entsprechenden Winkelausrichtung angeordnet ist, wenn sie an dem Arm 76 aufgenommen wird. Die Hydraulikkammer 92 des Aufnahmearms 76 wird druckentlastet, um zu ermögli­ chen, daß die Federn 94 den Kolben 91 zurückführen und die Finger 96 in die Bohrung 89 eingezogen werden, so daß der Halteknopf 71 hierdurch ergriffen wird. Der Druckplatten- Stehbolzen 72, in dem der Halteknopf 71 festgelegt ist, ist in einer Mittelbohrung in dem raketenspitzenförmigen Teil 102 gleitbeweglich. Die Kraft der Armfedern 94 ist größer als jene der Revolverkopf-Druckplattenfedern 66, so daß die Druckplatte 56 mit dem Halteknopf 71 zu dem Arm 76 von der Spindel 18 weg bewegt wird. Die gegenüberliegenden Flächen 109, 111 der Druckplatte und des Hauptrevolver­ kopfkörpers 54 sind jeweils in Kontakt.

Zu diesem Zeitpunkt ist der Halteknopf 71 sicher in der Bohrung 89 durch die Finger 96 ergriffen, und die Revol­ verkopfanordnung 17 ist nach wie vor an der Spindel 18 ge­ gen die stationären Schaltringzähne 38 durch den Druckmit­ teldruck in der Ringkammer 40 festgespannt. Dieser Druck­ mitteldruck wird nunmehr entlastet, und es wird ein Druck­ mitteldruck an die gegenüberliegende, kleinere, hydrauli­ sche Ringkammer 39 angelegt, um die Spindel 18 nach außen zu dem Arm 76 zu bewegen. Die Spindel 18 bewegt sich um eine so ausreichend große Wegstrecke, daß ein vollständi­ ges Lösen der Spindel und der Revolverkopfringteil-Zähne 61, 62 erreicht wird, und daß ein Antriebskontakt zwischen der Reibfläche 46, die die Spindel trägt, und der Ringflä­ che 47 hergestellt wird, die das Zahnrad 35 trägt. Die an­ fängliche Axialbewegung der Spindel 18 ermöglicht, daß das raketenspitzenförmige Teil 102 des Revolverkopfs sich vollständig eng gegen die Endfläche 103 des Arms 76 an­ legt. Zu diesem Zeitpunkt trägt der Arm 76 die Revolver­ kopfanordnung 17 in den Raum und hält diese drehfest. Der Revolverkopfschalt-Antriebsmotor 31 arbeitet, um die Spin­ del 18 über die Zahnräder 33-35 und die Reibfläche 46 um 45° zu drehen, so daß die Halteringteile 57 zu dem spalt­ förmigen Zwischenraum 64 zwischen dem Spindelflanschab­ schnitt 63 ausgerichtet sind. Zu diesem Zeitpunkt ist die Revolverkopfanordnung 17 von der Revolverkopfspindel 18 getrennt. Der Revolverkopfschlitten 22 wird durch das au­ tomatische Arbeiten mit Hilfe der Kugelumlaufspindel 24 zurückgefahren, um die Schalteinheit 16 von dem Wechsler­ arm 76 um einen so ausreichenden Abstand weg zu bewegen, daß die unmittelbar übergebene Revolverkopfanordnung 17 in einer horizontalen Ebene um die vertikale Achse der Wechs­ lerwelle 77 eine Drehbewegung ohne Behinderung zwischen der hinteren Fläche oder des Außenumfangs der Revolver­ kopfanordnung 17 und dem Schalteinheitsgehäuse 21 ausfüh­ ren kann.

Die Wechsler-Kolben- und Zylinderbeaufschlagungseinrich­ tung 82 wird betätigt, um die Welle 77 um 180° zu drehen und die Revolverkopfanordnung 17 von der Schalteinheit 16 weg zu schwenken. Ein gegenüberliegender Arm 76 führt gleichzeitig eine Drehbewegung mit einer Austausch-Revol­ verkopfanordnung aus, die mittels des Halteknopfs 71 und dem nasenförmigen Teil 102 im Ende des Arms gehalten wird, wobei hierdurch diese in eine solche Position gebracht wird, daß sie an der Revolverkopfspindel 18 aufgenommen werden kann. Anschließend führt der Schalteinheit-Schlit­ ten 22 automatisch durch das Arbeiten der Kugelumlaufspin­ del 24 eine Vorschubbewegung in Richtung auf die Aus­ tausch-Revolverkopfanordnung aus, und die vorstehend be­ schriebenen Übergabeschritte zwischen der Schalteinheit 16 und dem Wechsler 20 werden umgekehrt ausgeführt, um auto­ matisch den Austausch-Revolverkopf an der Revolverkopf­ spindel 18 anzubringen.

Die als Beispiel einer Werkzeugmaschine dargestellte Dreh­ maschine hat eine modulare Konstruktion und kann auf vielerlei unterschiedliche Ausführungsweisen abgestimmt werden, und zwar im Hinblick auf die Futterautomaten, ei­ ner Universaldrehmaschine, einer Drehmaschine mit einem angetriebenen Reitstock und einer Drehmaschine mit gegen­ überliegenden Spindelstöcken. Derartige Werkzeugmaschinen können ein oder mehrere Revolverkopf-Schalteinheiten der angegebenen Art aufweisen, und es können ein oder mehrere der angegebenen Revolverkopfwechsler vorgesehen sein. Diese Schalteinheiten und Wechsler können an solchen Stel­ len der Maschine angebracht werden, die sich von den dar­ gestellten unterscheiden. Gegebenenfalls kann der oder die Wechsler auf Gleitteilen angebracht werden, die fest am Maschinenbett vorgesehen sind, um zu ermöglichen, daß der gesamte Wechsler über eine Bewegungskomponente quer zur Arbeitsachse 13 bewegt werden kann, so daß die Arme 76 ohne Behinderung an einem Maschinenelement oder von Si­ cherheitsmänteln derselben eine Schwenk- bzw. Drehbewegung ausführen können.

Die Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Schutzgedanken zu verlassen.

Claims (23)

1. Werkzeugmaschine mit einem Bett (15) und einer Werkstückhaltespindel (12), die am Bett (15) ange­ bracht ist, einer Revolverkopf-Schalteinheit (16), die am Bett (15) angebracht ist und eine Spindel (18) hat, und einem Werkzeugrevolverkopf (17), der lösbar an der Schalteinheit-Spindel (18) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheit (16) an dem Bett (15) längs wenigstens einer Achse beweglich ist, eine Anbringungseinrichtung (39-42) zum automatischen Sperren des Revolverkopfs (17) an der Spindel (18) und eine Kupplungseinrich­ tung (37, 38) am Revolverkopf (17) zur Herstellung einer Verbindung mit einem automatischen Revolver­ kopfwechsler (20) vorgesehen sind, wobei die Ausle­ gung derart getroffen ist, daß der Werkzeugrevol­ verkopf (17) automatisch mit dem Revolverkopfwechs­ ler (20) verbindbar ist, von der Schaltspindel (18) abnehmbar ist und durch einen anderen Werkzeugre­ volverkopf ersetzbar ist, wenn der erstgenannte Werkstückrevolverkopf die maschinellen Bearbei­ tungsgänge am Werkstück ausgeführt hat.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteinrichtung (39-42) eine auf die Relativdrehung zwischen dem Revolverkopf (17) und der Revolverkopfspindel (18) ansprechende Einrichtung zum automatischen Anbringen und Lösen des Revolverkopfs (17) umfaßt.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (37, 38) derart angeordnet ist, daß der Revolverkopfwechsler (20) den Revolverkopf (17) entgegen einer Drehung lagern kann, und daß die Befestigungseinrichtung (39-42) ermöglicht, daß die Schalteinheit (16) eine Relativdrehung zwischen dem Revolverkopf (17) und der Revolverkopfspindel (18) zum Anbringen und Lösen des Revolverkopfs (17) ausführen kann.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Revolverkopfwechslereinrichtung (20) vorgesehen ist, die an dem Bett (15) ange­ bracht ist, und daß die Vorrichtung zum Ineingriff­ bringen der Kupplungseinrichtung (37, 38) dienende Bauteile hat.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Revolverkopfwechsler (20) ein Paar gegenüberliegender Arme (76) umfaßt, die um eine gemeinsame Achse zwischen abwechselnden Über­ gabepositionen schwenkbar sind.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (37, 38) auf das An- und Abkoppeln des Revolverkopfs (17) zur Bewegung des Revolverkopfs (17) längs einer Achse der Schalteinheit (16) anspricht.

7. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befesti­ gungseinrichtung ineinandergreifende Vorsprünge und Ausnehmungen (57, 63) an dem Revolverkopf (17) und der Revolverkopfspindel (18) umfaßt, und daß die Schalteinheit (16) eine Beaufschlagungseinrichtung (82) zum automatischen Einspannen der Vorsprünge (57) und der Ausnehmungen (63) in ineinandergrei­ fenden Zustand umfaßt.

8. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befesti­ gungseinrichtung eine Federeinrichtung (94) umfaßt, welche eine Haltekraft zwischen dem Revolverkopf (17) und der Revolverkopfspindel (18) aufbringt.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung (94) derart an­ geordnet ist, daß sie vom Revolverkopf (17) getra­ gen wird, wenn der Revolverkopf (17) zu der Revol­ verkopfspindel (18) übergeben oder von dieser abge­ nommen wird.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigungseinrichtung zusätzli­ che Spanneinrichtungen (61, 62) an der Schaltein­ heit (16) aufweist, welche derart arbeiten, daß eine Haltekraft zum Halten eines Revolverkopfs (17) an der Revolverkopfspindel (18) zusätzlich zu der Haltekraft der Revolverkopffedern (66) erzeugt wird.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spanneinrichtung (61, 62) hydrau­ lisch betätigt wird.

12. Werkzeugmaschine mit einem Bett (15) und einer Werkstückhaltestation (12) am Bett (15), einer Werkzeugrevolverkopf-Schalteinheit (16), die längs einer Achse beweglich ist und eine Revolverkopf­ spindel (18) umfaßt, und mit einem Werkzeugrevol­ verkopf (17), der lösbar an der Revolverkopfspindel (18) anbringbar ist und eine Oberflächenausbildung (71) hat, welche derart ausgelegt ist, daß sie zur Durchführung von Auswechselvorgängen ergreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeugrevol­ verkopf-Wechsler (20) an dem Bett (15) angebracht ist, der Werkzeugrevolverkopf-Wechsler (20) Arme (96) hat, die um eine Achse dreh- bzw. schwenkbe­ weglich sind, die Arme (96) gegenüberliegende Enden haben, die Enden jeweils eine Einrichtung zum Er­ greifen der von der Oberfläche des Revolverkopfs (17) gebildeten Einrichtung (71) hat, und daß die Greifeinrichtung und die Ausbildung (71) an der Oberfläche zum Ineinandergreifen bei der Bewegung der Schalteinheit (16) längs der Achse in Richtung zu dem Werkzeugwechsler (20) zusammenarbeiten.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an der Oberfläche gebildete Ein­ richtung des Revolverkopfs einen Halteknopf (71) aufweist, der koaxial zu der Revolverkopfspindel­ achse (18) vorgesehen ist.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dreh- bzw. Schwenkachse im we­ sentlichen vertikal ist.

15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arme (76) auf einer vertikalen Welle (77) gelagert sind, eine Zahnradeinrichtung auf der Welle (77) vorgesehen ist, und eine kraft­ betriebene Zahnstange (83) in Eingriff mit der Zahnradeinrichtung zum Verschwenken bzw. Verdrehen der Welle (77) und der Arme (76) ist.

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine zweite Zahnstange (86) vorgese­ hen ist, die in Eingriff mit der Zahnradeinrichtung ist, daß Stoßdämpfereinrichtungen (87) zur Begren­ zung der Schwenkbewegung der Welle (77) und der Arme (76) vorgesehen sind, wenn die Arme (76) eine Wechselstelle erreichen, in der sie zu der Spindel­ achse (13) ausgerichtet sind.

17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arme (76) symmetrisch auf gegen­ überliegenden Seiten der Drehachse der Drehwelle (77) angeordnet sind, und daß jeder Arm (76) geson­ derte Greifeinrichtungen zur Handhabung eines ge­ sonderten Revolverkopfs (17) hat.

18. Revolverkopf-Schalteinheit (16), die eine Spindel (18) enthält, die um eine Achse (13) drehbar ist, und mit einem Motor (31) zum Drehen der Spindel (18) um ihre Achse, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatisch wechselbarer Werkzeugrevolverkopf (17) an der Spindel (18) vorgesehen ist, die Spindel (18) und der Werkzeugrevolverkopf (17) eine Bajo­ nettbefestigungseinrichtung (57, 63) umfassen, und daß die Befestigungseinrichtung (57, 63) in Abhän­ gigkeit von einer begrenzten Relativdrehung zwi­ schen der Spindel (18) und dem Werkzeugrevolverkopf (17) ein Anbringen und Lösen gestattet.

19. Revolverkopf-Schalteinheit (16) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsein­ richtung (57, 63) zum Anbringen und Lösen des Re­ volverkopfs (17) in Abhängigkeit von der begrenzten Drehbewegung der Spindel (18) relativ zu dem Revol­ verkopf (17) mittels eines Motors (31) bestimmt ist.

20. Revolverkopf-Schalteinheit (16) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsein­ richtung ineinandergreifende Vorsprünge und Ausneh­ mungen an der Spindel (18) und dem Werkzeugrevol­ verkopf (17) umfaßt, die vorspringende Einrichtung in Eingriff bei einer begrenzten axialen Relativbe­ wegung zwischen der Spindel (18) und dem Werkzeu­ grevolverkopf (17) bringbar ist, und daß eine Ein­ richtung vorgesehen ist, welche zwangsläufig die begrenzte axiale Eingriffsbewegung zwischen den vorspringenden und den ausgenommenen Einrichtungen erzeugt.

21. Revolverkopf-Schalteinheit (16) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Er­ zeugen einer axialen Eingriffsbewegung eine mecha­ nische Federeinrichtung (66) aufweist.

22. Revolverkopf-Schalteinheit (16) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (66) am Revolverkopf (17) vorgesehen ist.

23. Revolverkopf-Schalteinheit (16) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Spanneinrichtung (39-42) vorgesehen ist, die der­ art arbeitet, daß sie die mechanische Federeinrich­ tung (66) zum Aufrechterhalten des Eingriffszustan­ des zwischen den vorspringenden und den ausgenomme­ nen Einrichtungen unterstützt.