DE1477872C3 - Werkzeugmaschine mit einem relativ zu einem Werkstückträger verschiebbaren Vielspindelaggregat - Google Patents

Description

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kannten Werkzeugmaschinen ist es bekannt, die An- In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung schlußspindel, die Kopplungsmittel und die An- an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausschlußhülse in einem Gehäuse zu lagern. führungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe F i g. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeizugrunde, bei einer Werkzeugmaschine mit einem re- 5 Spieles einer Werkzeugmaschine,
lativ zu einem Werkstückträger verschiebbaren Viel- F i g. 2 eine einem Ausschnitt aus F i g. 1 entsprespindelaggregat und mit einer Anschlußhülse für ein chende Darstellung der Werkzeugmaschine nach Werkzeug, dessen Drehachse die Verschieberichtung F i g. 1 mit Werkzeugträgern zum gleichzeitigen Fräkreuzt, das die Verschieberichtung kreuzende Werk- sen mehrerer, schraubenförmigen Nuten,
zeug so anzuordnen, daß mittels des gemeinsamen io F i g. 3 bis 5 Axialschnitte durch ein Umlenkge-Antriebes verschiedene Bearbeitungsvorgänge, wie triebe aufweisende Werkzeugträger für die Werkzeug-Fräsen mit Fingerfräsem und Scheibenfräsern, Sä- maschine nach Fig. 1.

gen, Bohren, Gewindebohren u. dgl., in verschiede- Die Werkzeugmaschine besteht aus einem Stännen Richtungen gleichzeitig oder nacheinander der 1, einem Maschinentisch 2 und einem Vielspindeldurchgeführt werden können und daß hierbei kein 15 aggregat 3, das in senkrechten Führungen 1' des besonderer Raum zum Anordnen dieses Werkzeuges Ständers 1 auf und ab bewegbar ist. Der Maschinenbeansprucht wird. tisch 2 besteht aus einem in F i g. 1 senkrecht zur

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch Zeichenebene verschiebbaren Schlitten 4, auf dem

gelöst, daß in an sich bekannter Weise die Anschluß- der eigentliche Tisch 2' um seine Mittelachse 5 dreh-

spindel, die Kopplungsmittel und die Anschlußhülse 20 bar und feststellbar angeordnet ist. Beim dargestell-

in einem Gehäuse gelagert sind und daß dieses Ge- ten Ausführungsbeispiel ist eine Lagerung 6 für den

häuse mit dem Vielspindelaggregat als Träger ver- Schlitten 4 fest mit dem Ständer 1 verbunden. Diese

bunden ist. Dadurch wird in überraschend einfacher Lagerung 6 kann aber in den Führungen Γ entspre-

Weise erreicht, daß das Gehäuse für die Anschluß- chenden vertikalen Führungen auf und ab bewegbar

spindel des die Drehachse der Verschieberichtung 25 sein. In einem solchen Fall kann das Vielspindelag-

kreuzenden Werkzeuges ebenso wie eine der aus- gregat 3 fest mit dem Ständer 1 verbunden sein,

wechselbaren Werkzeugspindeln des Vielspindelag- Das Vielspindelaggregat 3 besteht aus einer

gregats mit diesem verbunden werden kann, so daß Glocke 7, auf der ein Antriebsmotor 8 angeordnet ist,

ein besonderer Raum hierfür nicht beansprucht wird. der über ein Getriebe 9 mehrere Gelenkwellen 10 an-

Dadurch ist die Einsatzmöglichkeit durch keine 30 treibt. Jede Welle 10 ist teleskopartig ausziehbar und

räumliche Bedingung beschränkt. mittels an beiden Enden vorgesehenen Kugelgelen-

Dadurch, daß die Kopplungsmittel im gleichen ken 11 mit einem Abtriebszapfen des Getriebes 9 eimit dem Vielspindelaggregat verbindbaren Gehäuse nerseits und mit einer Werkzeugspindel 12 andererangeordnet sind, ist es auch nicht erforderlich, hier seits verbunden. Die Werkzeugspindeln 12 sind in eine Verbindung mit einem feststehenden Teil vorzu- 35 Spindelträgern 13 gelagert. Wie insbesondere aus sehen. Es genügt, die Kopplungsmittel nur entspre- F i g. 1 ersichtlich ist, bildet jeder Spindelträger 13 chend so auszubilden, daß das Werkzeug sich um die einen langgestreckten Körper, der über seine ganze gewünschte Drehachse dreht und gegebenenfalls die Längsausdehnung mit einer Aussparung versehen ist gewünschte Vorschubbewegung ausführt. Diese und an einem Ende ein Lager 15 für eine Werkzeug-Kopplungsmittel können hierbei durch die Anwen- 40 Spindel 12 trägt. Die Aussparung ist für den Eingriff dung entsprechender Getriebe so ausgebildet werden, von Schrauben 16 vorgesehen, die dazu dienen, den daß bei jedem beliebigen Winkel, den die Werkzeug- Spindelträger 13 mit einem am unteren Ende der achse mit der Verschieberichtung des Vielspindelag- Glocke 8 befestigten Rahmen 17 zu verbinden, der gregats bildet, eine gleichmäßige Drehbewegung des für den Eingriff der Schrauben 16 mehrere einander Werkzeuges gewährleistet ist. 45 parallele, um den Rahmen verlaufende Schlitze auf-

Insbesondere hat die erfindungsgemäße Verbin- weist. Durch diese Verbindung des Spindellagers 15

dung des Gehäuses mit dem Mehrspindelaggregat mit der Glocke mittels der Spindelträger 13 und des

den Vorteil, daß hierbei gleichzeitig mit den Arbeiten Rahmens 17 wird erreicht, daß die Abstände der

der Werkzeuge des Mehrspindelkopfes auch die Ar- Werkzeugspindeln voneinander verstellt werden kön-

beiten mit dem Werkzeug durchgeführt werden kön- 50 nen.

nen, dessen Drehachse die Verschieberichtung In die Werkzeugspindeln 12 können als Werkkreuzt, und zwar sowohl während des Vorschubes zeuge nicht nur Bohrer 19', Gewindebohrer, Reiber des Mehrspindelaggregats als auch bei stillstehendem od. dgl., sondern auch Fingerfräser, Scheibenfräser Mehrspindelaggregat. Bei stehendem Mehrspindelag- u. dgl. eingesetzt werden, da das Vielspindelaggregregat können mit allen Werkzeugen Gewindeboh- 55 gat 3 relativ zum Maschinentisch 2 nicht nur in einer rangen durchgeführt werden, wenn in bekannter senkrechten Richtung verstellt werden kann, sondern Weise die Spindeln angetrieben sind und über Ge- durch die verschiebbare und drehbare Lagerung des windeleitpatronen einen zwangläufigen Vorschub eigentlichen Maschinentisches 2' kann dieser relativ ausüben. Bei sich verschiebendem Vielspindelaggre- zu dem Vielspindelaggregat 3 waagerecht verschoben gat kann als Werkzeug, dessen Drehachse die Ver- 60 oder um die Achse 5 gedreht werden, so daß entspreschieberichtung kreuzt, eine Fräserscheibe oder eine chende Fräsarbeiten durchgeführt werden können.
Kreisscheibe od. dgl. vorgesehen sein, mittels deren Um mit einem Spindelträger auch ein Werkzeug gleichzeitig mit den Arbeiten des Mehrspindelaggre- verbinden zu können, dessen unmittelbare Antriebsgats Fräs-, Säge- oder dergleichen -arbeiten durchge- achse mit den Werkzeugspindelachsen des Vielspinführt werden können. 65 delaggregats einen Winkel bildet, ist ein Werkzeug-

Die Erfindung schafft also so vielseitige Möglich- träger 25 (F i g. 1) vorgesehen, der für den Eingriff in

keiten, ohne daß dabei eine Gelenkwelle mit den einen Spindelträger des Vielspindelaggregats eine

oben beschriebenen Nachteilen erforderlich ist. Anschlußspindel aufweist, die mit einer Anschluß-

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hülse für das Werkzeug über ein Umlenkgetriebe ver- schneller als die Anschlußhülse dreht und so das

bunden ist. In den F i g. 3 bis 5 sind drei verschie- Werkzeug 44 zurückzieht bzw. vorschiebt. Zum Ge-

dene Ausführungsbeispiele eines solchen Werkzeug- windebohren ist ein Schaltstift 56 vorgesehen, der

trägers dargestellt. mit Klauen 57 des Zahnrades 53 in Eingriff gebracht

Der Werkzeugträger nach F i g. 3 besteht aus einer 5 werden kann. In dieser Eingriffsstellung wird das von

Anschlußspindel 30, die an ihrem unteren Ende ein der Welle 51 gelöste Zahnrad 53 blockiert und hält

Kegelrad 31 trägt, das mit einem Kegelrad 32 auf diese Weise auch die Vorschubspindel 48 fest.

kämmt, das fest auf einer Anschlußhülse 33 für ein Wird hierbei die Kupplung des Zahnrades 52 mit der

Werkzeug 34 angeordnet ist. In die Anschlußhülse Welle 51 ebenfalls gelöst, dann wird je nach der

33 kann ein beliebiges Werkzeug eingesetzt werden. io Drehrichtung der Anschlußhülse 43 das Werkzeug

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel 44 entweder vorgeschoben oder zurückgezogen, so

besteht das Werkzeug 34 aus einer Fräserscheibe 35, daß in dieser Stellung Gewinde gebohrt werden kön-

die auf einem in die Anschlußhülse 33 eingreifenden nen.

Zapfen 35' befestigt ist. An Stelle einer Fräserscheibe Das in F i g. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel 35 kann auch eine Kreissäge od. dgl. vorgesehen sein. 15 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel Die Anschlußspindel 30 und die Anschlußhülse 33 nach Fig. 3. Die Anschlußspindel wird hier jedoch sind in zwei miteinander um die Achse der An- aus zwei Teilen 60 und 60' gebildet, die axial verschlußspindel 30 drehbar und feststellbar verbünde- schiebbar, aber zur Übertragung eines Drehmoments nen Teilen 36 und 36' gelagert. Hierbei kann der relativ zueinander nicht drehbar miteinander verbun-Teil 36' durch Schrauben 27, die in eine Ringnut 37' 20 den sind. Der obere Teil 60' der Anschlußspindel ist des Teiles 36 eingreifen, am Abgleiten gehindert wer- drehbar aber axial nicht verschiebbar in einem hülden und außerdem einen Schlitz 38 aufweisen, so senförmigen Teil 61' gelagert, dessen oberes Ende daß er mittels Schrauben 39 auf dem hülsenförmigen dazu dient, den Werkzeugträger mit einem Spindel-Teil 36 festklemmbar ist. Der Teil 36 ist in der glei- träger 13 in an sich bekannter Weise zu verbinden, chen bekannten Weise wie die Lagerteile für die be- 25 Dieser hülsenförmige Teil 61' greift in einen unteren kannten Werkzeugspindeln mit einem Spindelträger hülsenförmigen Teil 61 ein, in dem der untere Teil 13 fest verbindbar. Das obere Ende 30' der An- 60 der Anschlußspindel drehbar und axial nicht verschlußspindel 30 ist zum Anschließen an eine Ge- schiebbar gelagert ist. Die beiden Lagerteile 61 und lenkwelle 10 oder zum Verbinden mit einem Zahn- 61' sind teleskopartig gegeneinander axial verschiebrad ausgebildet. 30 bar, aber nicht relativ zueinander drehbar. Die axiale

Der in F i g. 4 dargestellte Werkzeugträger ent- Verschiebbarkeit ist in bekannter V/eise beispielsspricht im wesentlichen dem in F i g. 3 dargestellten weise durch eine Nutfederverbindung begrenzt. Zwi-Werkzeugträger. Auch hier ist eine Anschlußspindel sehen beide Teile 61 und 61' ist eine Feder 62 ge-40 über ein Kegelradgetriebe 41, 42 mit einer An- schaltet, die die beiden Teile in der in F i g. 5 dargeschlußhülse 43 für ein Werkzeug, im dargestellten 35 stellten auseinandergezogenen Stellung hält.
Beispiel einen Bohrer 44, verbunden. Die Anschluß- Der untere Lagerteil 61 ist an seinem unteren hülse 43 ist jedoch axial verschiebbar und nicht Ende mit einem hülsenförmigen Teil 63 verbunden, drehbar mittels einer in eine Längsnut 43' eingreifen- dessen Längsachse senkrecht zur Längsachse des den Feder 43" in einer das Kegelrad 42 tragenden Teiles 61 und der Anschlußspindel 60, 60' verläuft. Zwischenhülse 42' gelagert, die drehbar, aber axial 40 Im Teil 63 ist, ähnlich wie bei dem in F i g. 4 dargenicht verschiebbar in einem dem Teil 36' entspre- stellten Werkzeugträger, eine Anschlußhülse 64 axial chenden Teil 46' gelagert ist, der drehbar und fest- verschiebbar und nicht drehbar in einer ein Kegelstellbar mit einem mit einem Werkzeugträger 13 ver- rad 65 tragenden Zwischenhülse 64' gelagert. Das bindbaren hülsenförmigen Lagerteil 46 für die An- Kegelrad 65 kämmt mit einem mit dem unteren Ende schlußspindel 40 verbunden ist. 45 des unteren Teiles 60 der Anschlußspindel verbunde-

An dem dem Werkzeug 44 abgekehrten Ende ist nen Kegelrad 66. Die Zwischenhülse 64' ist drehbar, die Anschlußhülse 43 mit einem Innengewinde 47 aber axial nicht verschiebbar im Teil 63 gelagert, versehen, in das eine mit einem Außengewinde verse- Das vordere Ende der Anschlußhülse 64 dient zur hene Vorschubspindel 48 eingreift, die drehbar und Aufnahme des Schaftes eines Werkzeuges, z. B. eines axial nicht verschiebbar im Teil 46' gelagert ist. Zum 50 Bohrers 67. Das hintere Ende der Anschlußhülse 64 Antrieb der Vorschubspindel 48 ist auf der Zwi- ist drehbar, aber axial nicht verschiebbar mit einem schenhülse 42' ein Zahnrad 49 vorgesehen, das mit im Teil 63 axial verschiebbaren, aber nicht drehbaeinem Zahnrad 50 kämmt, das auf einer zur Vor- ren Schlitten 68 verbunden, der an seiner oberen schubspindel 48 parallelen Welle 51 fest angeordnet Seite mit einem Zahnkamm 69 versehen ist, mit dem ist, die im Teil 46' drehbar gelagert ist. Die Welle 51 55 ein im Teil 63 drehbar gelagertes Zahnrad 70 trägt zwei weitere Zahnräder 52 und 53 verschiede- kämmt. Das Zahnrad 70 kämmt mit einem weiteren nen Durchmessers, die auf der Welle 51 drehbar und Zahnrad 71, das ebenfalls in dem durch die Teile 61 durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte La- und 63 gebildeten Bauteil gelagert ist und seinerseits mellenwendekupplung od. dgl. mit der Welle fest mit einer Zahnstange 72 kämmt, die mit dem oberen verbindbar gelagert sind. Diese Zahnräder 52 und 53 60 Lagerteil 6Γ fest verbunden ist. Am unteren Ende kämmen mit auf der Vorschubspindel 48 fest an- des Teiles 63 sind Anschläge 73 für den Werkstückgeordneten Zahnrädern 54 und 55, die ebenfalls ver- träger vorgesehen.

schiedene Durchmesser aufweisen, wobei die Zahn- Sobald beim Annähern des in F i g. 5 dargestellten

räder 54 und 55 mit den Zahnrädern 52 bzw. 53 Werkzeugträgers an den Werkstückträger die An-

kämmen. Je nachdem, welches der Zahnräder 52 65 schlage 73 auf den Werkstückträger stoßen, werden

oder 53 durch die nicht dargestellte Lamellenwende- die beiden teleskopartig miteinander verbundenen

kupplung mit der Welle 51 verbunden wird, erreicht Teile 61 und 61' gegen die Kraft der Feder 62 zu-

man, daß sich die Vorschubspindel langsamer bzw. sammengeschoben, so daß dabei die Zahnstange 72

das Zahnrad 71 in Drehung versetzt, das über das Zahnrad 70 den Schlitten 68 nach vorn verschiebt. Dadurch wird durch die Bewegung der den Werkzeugträger tragenden Glocke 7 relativ zum das Werkstück tragenden Tisch 2' auch eine Vorschubbewe-

gung des Werkzeuges 67 senkrecht zu der Relativbewegung zwischen Glocke 7 und Tisch 2' verursacht, so daß mit dem Bohrer 67 gleichzeitig mit Bohrungen in der Oberfläche des Werkstückes auch Bohrungen in Seitenflächen ausgeführt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

309547/126

Claims (4)

1 2 Eine Werkzeugmaschine dieser Art ist durch die Patentansprüche: deutsche Patentschrift 908 219 bekannt. Bei dieser bekannten Werkzeugmaschine bilden die Anschluß-

1. Werkzeugmaschine mit einem relativ zu hülse für das weitere Werkzeug und ein Teil der einem Werkstückträger verschiebbaren Vielspin- 5 Kopplungsmittel, nämlich die Drehbewegung der Gedelaggregat, das als Werkzeugträger mehrere zur lenkwelle übertragende Zahnräder sowie die Ver-Verschieberichtung parallele Werkzeugspindeln Schiebebewegung des Vielspindelaggregats übertraträgt, die in verstellbaren Spindelträgern gelagert gende Zahnradstangen und ein zwischen diese Zahnsind und über Gelenkwellen mit einem gemeinsa- radstangen geschaltetes Zahnrad, eine bauliche Einmen Antrieb verbindbar sind, und mit einer über io heit, die mit dem Vielspindelaggregat lediglich durch eine Anschlußspindel und Kopplungsmittel mit eine weitere teleskopartig in ihrer Länge verstellbare einer Gelenkwelle verbindbaren Anschlußhülse Gelenkwelle über einen Bohrkopf mit einer Gelenkfür ein Werkzeug, dessen Drehachse die Ver- welle des Spindelaggregats verbunden sind. Diese schieberichtung kreuzt, dadurch gekenn- bauliche Einheit kann so angeordnet werden, daß die zeichnet, daß in an sich bekannter Weise die 15 Drehachse des in der Anschlußhülse angeordneten Anschlußspindel (30; 40; 60, 60'), die Kopp- Werkzeuges die Verschieberichtung des Vielspindellungsmittel (31, 32; 41, 42; 65, 66) und die An- aggregats kreuzt, da die oben geschilderte Verbinschlußhülse (33; 43; 64) in einem Gehäuse (36, dung des Bohrkopfes mit der Gelenkwelle eine be-36'; 46, 46'; 61, 61', 63) gelagert sind und daß schränkte Schwenkmöglichkeit zuläßt, so daß diese dieses Gehäuse mit dem Vielspindelaggregat (3) 20 bekannte Werkzeugmaschine auch so einsetzbar ist, als Träger verbunden ist. daß ein von einer Gelenkwelle des Vielspindelaggre-

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, bei gats antreibbares Werkzeug vorgesehen ist, dessen der das vom Werkzeug abgekehrte Ende der Drehachse die Verschieberichtung kreuzt. Da aber Anschlußhülse mit einer Vorschubspindel zusam- die Vorschubbewegung dieses die Verschieberichmenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor- 25 tung des Vielspindelaggregats kreuzenden Werkzeuschubspindel (48) wahlweise entweder mit der ges gewährleistet sein muß, muß die ganze dieses Anschlußspindel (40) kuppelbar oder feststellbar Werkzeug tragende bauliche Einheit während der ist (F i g. 8). Verschiebebewegung des Verschiebeaggregats festge-

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, da- halten werden, da sonst das Werkzeug keine Vordurch gekennzeichnet, daß zum Kuppeln der An- 30 schubbewegung ausüben und somit keine Arbeit leischlußspindel (40) mit der Vorschubspindel (48) sten kann. Aus diesem Grunde muß diese bauliche eine schaltbare Kupplung (49, 50, 52, 53, 54, 55) Einheit fest mit einem anderen Teil der Maschine, mit mindestens zwei verschiedenen Übersetzun- z. B. mit dem Maschinenständer, dem Maschinengen vorgesehen ist (F i g. 8). tisch, dem Werkstückträger od. dgl., verbunden sein.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, bei 35 Um daher diese zusätzliche bauliche Einheit anwender für den Werkzeugvorschub ein mit einer den zu können, ist ein besonderer Raum erforderlich. Zahnstange zusammenwirkendes Zahnrad vorge- Das bedeutet aber, daß diese bekannte bauliche Einsehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das die heit nicht universal über den ganzen Arbeitsbereich Anschlußspindel (60), die Kopplungsmittel (65, der Maschine einsetzbar ist. Die bekannte bauliche 66) und die Anschlußhülse (64) tragende Ge- 40 Zusatzeinheit für eine Werkzeugmaschine ist daher häuse (61, 63) gegen die Kraft einer Feder (62) in nur in Sonderfällen einsetzbar.

Richtung der Achse der Anschlußspindel (60) te- Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrich-

leskopartig verschiebbar mit einem mit dem Viel- tung besteht darin, daß die Drehachse des von der spindelaggregat fest verbindbaren Gehäuseteil zusätzlichen baulichen Einheit getragenen Werkzeu-(61') verbunden ist und daß das Gehäuse (61, 63) 45 ges nur mit einem verhältnismäßig kleinen Winkel Anschläge (73) für den Werkstückträger (2') auf- gegenüber der Verschieberichtung des Vielspindelagweist, wobei die Zahnstange mit dem Gehäuseteil gregats eingestellt werden kann, da eine Gelenkwelle (61') verbunden ist und das Zahnrad (70, 71) auf größere Winkelabweichungen nicht zuläßt. Auch ist einen mit der Anschlußhülse (64) drehbar, aber bekanntlich die Drehbewegung bei einer Übertragung nicht verschiebbar verbundenen, im Gehäuse (61, 50 durch eine Gelenkwelle ungleichförmig, wenn die an-63) verschiebbaren Schlitten (68) einwirkt getriebene Welle gegenüber der treibenden Welle (F i g. 9). einen Winkel bildet. Diese Ungleichmäßigkeit der

durch die Gelenkwelle übertragenen Winkelgeschwindigkeit nimmt mit dem Winkel zwischen der

55 antreibenden Welle, nämlich der Achse des Bohrkopfes, und der angetriebenen Welle, nämlich der Anschlußhülse, zu. Es sind daher nur geringe Abwei-

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit chungen von der parallelen Lage zu verwirklichen, einem relativ zu einem Werkstückträger verschiebba- bei denen die ungleichmäßige Winkelgeschwindigkeit ren Vielspindelaggregat, das als Werkzeugträger ° die Bearbeitung mit dem in der Anschlußhülse sitmehrere zur Verschieberichtung parallele Werkzeug- zenden Werkzeug gerade noch zuläßt,
spindeln trägt, die in verstellbaren Spindelträgern ge- Durch die schweizerische Patentschrift 247 060,

lagert sind und über Gelenkwellen mit einem gemein- die USA.-Patentschriften 2 669 162 und 365 850 ist samen Antrieb verbindbar sind, und mit einer über es bei Werkzeugmaschinen einer anderen Gattung eine Anschlußspindel und Kopplungsmittel mit einer 65 bekannt, bei denen es darum geht, ein einziges Werk-Gelenkwelle verbindbaren Anschlußhülse für ein zeug mit einer einzigen Werkzeugspindel so zu verWerkzeug, dessen Drehachse die Verschieberichtung binden, daß das Werkzeug in völlig verschiedene kreuzt. Stellungen eingestellt werden kann. Bei diesen be-