DE19515043C2

DE19515043C2 - Lathe with tool holders interchangeable between tool carriers

Info

Publication number: DE19515043C2
Application number: DE1995115043
Authority: DE
Inventors: Heinz Forst; Werner Sonnek
Original assignee: Traub AG
Current assignee: Traub Drehmaschinen GmbH and Co KG
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2015-04-25
Also published as: DE19515043A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine nach dem Anspruch 1.The invention relates to a lathe according to claim 1.

Bei einer Drehmaschine dieser Gattung, die eine Weiterbildung der aus US 5,392,501 bekannten Drehmaschine darstellt, ist ein Sternrevolver als primärer Werkzeugträger an einer Kreuz schlittenanordnung gelagert. Diese ist in Richtung der Achse einer Arbeitsspindel (Z-Achse) sowie in Richtung einer dazu normalen Achse (X-Achse) verfahrbar, die mit der Schaltachse des Sternrevolvers übereinstimmt. Dieser primäre Werkzeug träger hat acht Aufspannvorrichtungen für je einen Werkzeug halter, der ein Einfach- oder Zwillings- oder Mehrfachwerkzeug halter sein kann. Einem Zwillingswerkzeughalter diametral ge genüber ist am primären Werkzeugträger eine Werkstückspannein richtung befestigt, die dazu vorgesehen ist, von der Arbeits spindel ein dort vorderseitig bearbeitetes Werkstück zu über nehmen und es nach Weiterschalten des primären Werkzeugträgers in eine von der Arbeitsspindel abgewandte Stellung zu bringen. Der sekundäre Werkzeugträger hat zwei fest eingebaute Werkzeug spindeln, die parallel zur Z-Achse angeordnet sind und Werkzeuge tragen, die nacheinander mit dem in der Werkstückspanneinrich tung gehaltenen Werkstück in Eingriff bringbar sind, um dieses an oder ausgehend von seiner Rückseite zu bearbeiten. Diese beiden Werkzeugspindeln sind im sekundären Werkzeugträger stän dig mit einem Antrieb gekuppelt. Wenn an diesen Werkzeugspin deln oder ihrem Antrieb etwas geändert werden soll, muß der sekundäre Werkzeugträger zerlegt werden.In a lathe of this type, which is a further training the lathe known from US 5,392,501 is a Star turret as the primary tool holder on a cross slide assembly stored. This is in the direction of the axis a work spindle (Z axis) and in the direction of one normal axis (X-axis) movable with the switching axis of the star revolver coincides. This primary tool Carrier has eight clamping devices for one tool each holder that is a single or twin or multiple tool can be holder. A twin tool holder diametrically ge opposite is a workpiece clamp on the primary tool carrier direction attached, which is intended to work spindle over a workpiece machined there on the front and take it after switching the primary tool carrier in a position facing away from the work spindle. The secondary tool carrier has two permanently installed tools spindles arranged parallel to the Z axis and tools wear one after the other with the one in the workpiece fixture tion held workpiece are engageable to this to work on or starting from its back. This Both tool spindles are in the secondary tool holder dig coupled with a drive. If at this tool spin If you want to change or change something in your drive, the secondary tool carriers can be disassembled.

Aus der DE 37 27 684 C2 ist eine Drehmaschine bekannt, die drei gleichartige Werkzeugträger, nämlich Werkzeugrevolver aufweist und mit einem Satz Werkzeughalter ausgestattet ist, von denen jeder wahlweise an jedem beliebigen Werkzeugträger einsetzbar ist. Es ist auch bekannt, daß für drehantreibbare Werkzeuge, beispielsweise Bohrer, vorgesehene und deshalb mit einer Werk zeugspindel versehene Werkzeughalter wahlweise in den einen oder anderen von zwei oder mehr gleichartigen Werkzeugträgern derart eingesetzt werden können, daß die Werkzeugspindel je weils antreibbar ist. Zu diesem Zweck kann die Werkzeugspindel ein Ritzel aufweisen, das beim Einsetzen des Werkzeughalters in einen von zwei oder mehreren miteinander gleichen oder zumin dest gleichartigen Werkzeugträgern mit einem in diesem gelager ten Zentralrad in Eingriff kommt, auf dem das Ritzel sich dann im Betrieb abwälzt. Anders sind die Voraussetzungen jedoch bei einer Drehmaschine der eingangs beschriebenen Gattung, deren sekundärer Werkzeugträger im Gegensatz zum primären Werkzeug träger nicht mit einem Zentralrad ausgestattet ist, an dem An triebsritzel für einen oder mehrere Werkzeughalter abwälzbar sind, sondern mit einer Antriebswelle für eine mit ihr gleich achsige Werkzeugspindel. Ein derart gestalteter sekundärer Werkzeugträger konnte bisher nicht mit wahlweise einsetzbaren, antreibbaren Werkzeughaltern ausgestattet werden. Der am se kundären Werkzeugträger vorgesehenen Antriebswelle war deshalb bisher eine dauerhaft installierte Werkzeugspindel zugeordnet.From DE 37 27 684 C2 a lathe is known, the three similar tool carriers, namely tool turret and is equipped with a set of tool holders, one of which each can be used on any tool holder is. It is also known that for drivable tools, for example, drills, provided and therefore with a plant Tool spindle provided in one of the tool holders or another of two or more similar tool carriers can be used so that the tool spindle depending because it can be driven. For this purpose the tool spindle have a pinion that when inserting the tool holder in one of two or more identical to each other or at least least similar tool carriers with one in it central wheel engages, on which the pinion is then passes on in operation. However, the conditions are different a lathe of the type described above, whose secondary tool holder in contrast to the primary tool carrier is not equipped with a central wheel on which An Drive pinion for one or more tool holders are, but with a drive shaft for one with it the same axis tool spindle. A secondary designed in this way Up to now, tool carriers could not be used with optional drivable tool holders are equipped. The one The drive shaft provided for the customer-specific tool carrier was therefore previously assigned a permanently installed tool spindle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschine der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß sie sich leichter an unterschiedliche Bearbeitungserfordernisse anpassen läßt.The invention has for its object a lathe mentioned genus in such a way that they are easier can be adapted to different processing requirements.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Un teransprüche.The object is according to the invention with the features of the claim 1 solved. Advantageous further developments are the subject of the Un claims.

Die Erfindung ermöglicht es, Werkzeughalter, die in verschie densten Ausführungsformen beispielsweise zum Bohren, Fräsen oder Sägen ausgerüstet sein können, nach Belieben am primären oder am sekundären Werkzeugträger einzusetzen und in ihrer normalen Betriebsdrehrichtung anzutreiben, obwohl bei jedem am primären Werkzeugträger eingesetzten Werkzeughalter eine Dreh richtungsumkehr zwischen dessen Ritzel und dem mit ihm kämmen den Zentralrad stattfindet, während das Ritzel des Werkzeug halters, der am sekundären Werkzeugträger eingesetzt wird, mit dessen Antriebswelle unmittelbar gekuppelt ist und sich deshalb in gleicher Richtung dreht wie diese. Für den Benutzer ist das Anbringen eines Werkzeughalters am sekundären Werkzeugträger ebenso einfach wie am primären Werkzeugträger; für ihn macht es keinen Unterschied, daß das Ritzel des Werkzeughalters im er sten Fall mit dem Kupplungsstück und im zweiten Fall mit dem Zentralrad in Eingriff kommt.The invention allows tool holders that differ in most embodiments for drilling, milling, for example or saws can be equipped, as desired on the primary or use on the secondary tool carrier and in their normal direction of rotation, although every primary tool holder used tool holder one turn Reversal of direction between the pinion and the comb with it the central gear takes place while the pinion of the tool holder that is used on the secondary tool holder with whose drive shaft is directly coupled and therefore rotates in the same direction as this. For the user that is Attach a tool holder to the secondary tool carrier just as simple as on the primary tool carrier; for him it does no difference that the pinion of the tool holder in the he first case with the coupling piece and in the second case with the Central wheel comes into engagement.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen, jeweils in Draufsicht: Exemplary embodiments of the invention are described below schematic drawings explained in more detail. They show, each in top view:

Fig. 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Drehmaschine, die in verschiedener Weise mit Werkzeughaltern be stückt ist, und Fig. 1 to 4, a first embodiment of a lathe, which is in various ways with tool holders, and

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Drehmaschine. Fig. 5 shows a second embodiment of a lathe.

Beiden dargestellten Ausführungsbeispielen einer Drehmaschine ist gemeinsam, daß an dem in den Zeichnungen linken Ende eines Maschinenbetts 10 ein Spindelstock 12 befestigt ist, in dem eine Arbeitsspindel 14 um eine waagerechte, im folgenden als Z-Achse bezeichnete Achse drehantreibbar gelagert ist. An dem in den Zeichnungen rechten Ende der Arbeitsspindel 14 ist eine erste Spanneinrichtung 16 befestigt, in der ein Werkstück W eingespannt ist, das vom vorderen Abschnitt einer Werkstoff stange gebildet ist, aber auch ein schon abgelängtes Werkstück, ein sogenanntes Einlege- oder Futterteil, sein kann. Für die dargestellten Beispiele der Verarbeitung von stangenförmigem Werkstoff ist am Spindelstock 12 ein Abstechwerkzeug 18 in üblicher Weise radial zustellbar geführt.Both of the illustrated embodiments of a lathe have in common that a headstock 12 is fastened to the left end of a machine bed 10 in the drawings, in which a work spindle 14 is rotatably mounted about a horizontal axis, hereinafter referred to as the Z axis. At the right end of the work spindle 14 in the drawings, a first clamping device 16 is fastened, in which a workpiece W is clamped, which is formed by the front section of a material rod, but also an already cut workpiece, a so-called insert or chuck part can. For the illustrated examples of the processing of rod-shaped material, a parting-off tool 18 is guided on the headstock 12 in a conventional manner in a radially adjustable manner.

Das Maschinenbett 10 weist ein Paar Längsführungen 20 auf, die sich parallel zur Z-Achse erstrecken und einen Basisschlitten 22 führen. An diesem ist ein Paar Querführungen 24 ausgebildet, auf denen ein Querschlitten 26 in einem rechten Winkel zur Z-Achse längs einer Achse verschiebbar geführt ist, die im fol genden als X-Achse bezeichnet wird. Am Querschlitten 26, der zusammen mit dem Basisschlitten 22 eine übliche Kreuzschlit tenanordnung bildet, ist ein primärer Werkzeugträger 28 drehbar gelagert und in mehreren, beispielsweise acht, definierten Win kelstellungen verriegelbar. Der primäre Werkzeugträger 28 ist bei dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Sternrevolver, der um die X-Achse drehbar ist; bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der primäre Werkzeugträger 28 hingegen ein Trommelrevolver mit ebenfalls acht Schaltstel lungen, dessen Drehachse jedoch zur Z-Achse parallel ist.The machine bed 10 has a pair of longitudinal guides 20 which extend parallel to the Z axis and guide a base slide 22 . On this a pair of transverse guides 24 is formed, on which a cross slide 26 is guided at right angles to the Z axis along an axis which is referred to in the fol lowing as the X axis. On the cross slide 26 , which together with the base slide 22 forms a common cross slide arrangement, a primary tool carrier 28 is rotatably mounted and can be locked in several, for example eight, defined angle positions. In the exemplary embodiment shown in FIGS . 1 to 4, the primary tool carrier 28 is a star turret which can be rotated about the X axis; in the off operation example of FIG. 5 is the primary tool carrier 28, however, a drum turret, also with eight switching Stel lungs, but its axis of rotation is parallel to the Z axis.

In beiden gezeichneten Ausführungsbeispielen weist der primäre Werkzeugträger 28 acht primäre Aufspannvorrichtungen 30 auf. An diesen läßt sich je ein Werkzeughalter 32 so befestigen, daß er sich in einer Schaltstellung des primären Werkzeugträgers mit der Z-Achse in Fluchtung bringen läßt. Die Werkzeughalter 32 sind von üblicher Bauart; sie haben je einen Schaft 34, und die primären Aufspannvorrichtungen 30 weisen je eine Aufnahmeboh rung auf, in welcher der Schaft einspannbar ist. Hierfür kann in bekannter Weise an der Außenseite des Schafts 34 eine zahn stangenartige Verzahnung ausgebildet sein, in die ein an jeder primären Aufspannvorrichtung 30 vorgesehener, komplementär ver zahnter Spannbolzen 36 eingreift. Bei Werkzeughaltern 32, die für drehantreibbare Werkzeuge vorgesehen sind, ist der Schaft 34 hohl, und durch ihn erstreckt sich eine im Werkzeughalter 32 gelagerte Werkzeugspindel 38 hindurch, an deren Ende ein ver zahntes Ritzel 40 befestigt ist. Die Verzahnung des Ritzels 40 ist vorzugsweise eine gerade Stirnverzahnung.In both of the illustrated exemplary embodiments, the primary tool carrier 28 has eight primary clamping devices 30 . A tool holder 32 can be attached to each of these so that it can be aligned with the Z axis in a switch position of the primary tool holder. The tool holder 32 are of a conventional type; they each have a shaft 34 , and the primary clamping devices 30 each have a receiving bore in which the shaft can be clamped. For this purpose, a toothed rack-like toothing can be formed on the outside of the shaft 34 , in which a complementary toothed clamping bolt 36 provided on each primary clamping device 30 engages. In tool holders 32 , which are provided for rotationally drivable tools, the shaft 34 is hollow, and through it extends a tool spindle 38 mounted in the tool holder 32 , at the end of which a toothed pinion 40 is fastened. The toothing of the pinion 40 is preferably a straight spur toothing.

Zum Antreiben der Werkzeugspindeln 38 sämtlicher an je einer primären Aufspannvorrichtung 30 befestigten Werkzeughalter 32 ist im primären Werkzeugträger 28 ein Zentralrad 42 gelagert, das mit einer nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung 44 üblicher Bauart verbunden ist. Das Zentralrad 42 kämmt mit den Ritzeln 40 sämtlicher am primären Werkzeugträger 28 befestigten Werkzeughalter 32. Anstelle eines der dargestellten Werkzeug halter 32 kann an jeder primären Aufspannvorrichtung 30 ein nicht dargestellter Werkzeughalter von ebenfalls üblicher Bau art befestigt sein, der zum Spannen eines nichtdrehbaren Werk zeugs, beispielsweise eines Drehmeißels, ausgerüstet ist und dementsprechend eine Eigendrehung des zu bearbeitenden Werk stücks W erfordert.In order to drive the tool spindles 38 of all the tool holders 32 fastened to a primary clamping device 30 , a central wheel 42 is mounted in the primary tool carrier 28 and is connected to a drive device 44 of a conventional type, not shown. The central wheel 42 meshes with the pinions 40 of all the tool holders 32 fastened to the primary tool carrier 28 . Instead of one of the tool holder 32 shown, a tool holder (not shown) of a likewise conventional construction can be fastened to each primary clamping device 30 , which is equipped for clamping a non-rotatable tool, for example a turning tool, and accordingly requires an internal rotation of the workpiece W to be machined .

Die antreibbaren Werkzeugspindeln 38 der dargestellten Werk zeughalter 32 können nach Belieben mit Werkzeugen bestückt wer den, die am stillstehenden Werkstück W arbeiten können, bei spielsweise mit einem Bohrer 46, einer Kreissäge 48 oder einem Fräser 50. Jeder der dargestellten Werkzeughalter 32 kann bei Bedarf auch mit einem Winkeltrieb 52 ausgestattet werden, um beispielsweise gemäß Fig. 3 eine Querbohrung in einem Werkstück W an der stillstehenden Arbeitsspindel 14 zu erzeugen. Schließ lich kann jeder der Werkzeughalter 32 zusätzlich zu der mit dem Ritzel 40 versehenen Werkzeugspindel 38 eine parallel dazu an geordnete zweite Werkzeugspindel 54 aufweisen, wie dies in Fig. 4 und 5 dargestellt ist.The drivable tool spindles 38 of the tool holder 32 shown can be equipped at will with tools who can work on the stationary workpiece W, for example with a drill 46 , a circular saw 48 or a milling cutter 50 . Each of the tool holders 32 shown can, if required, also be equipped with an angular drive 52 , for example in order to produce a transverse bore in a workpiece W on the stationary work spindle 14 according to FIG. 3. Finally, each of the tool holders 32 can have, in addition to the tool spindle 38 provided with the pinion 40 , a second tool spindle 54 arranged parallel thereto, as shown in FIGS. 4 and 5.

Bei jedem der abgebildeten Ausführungsbeispiele ist an einer der primären Aufspannvorrichtungen 30 anstelle eines Werk zeughalters 32 eine Werkstückspanneinrichtung 56 befestigt, die zum Spannen eines an der Arbeitsspindel 14 vorderseitig bear beiteten und dann abgestochenen Werkstücks W′ vorgesehen ist. In Fig. 1 bis 5 ist der primäre Werkzeugträger 28 jeweils in einer Schaltstellung abgebildet, in der die Werkstückspann einrichtung 56 von der Arbeitsspindel 14 entfernt und einem sekundären Werkzeugträger 58 zugewandt ist. Bei dem Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 ist der sekundäre Werkzeug träger 58 der Arbeitsspindel 14 diametral gegenüber angeordnet und längs der Z-Achse verschiebbar; bei dem in Fig. 5 darge stellten Ausführungsbeispiel ist der sekundäre Werkzeugträger 58 neben der Arbeitsspindel 14 angeordnet und längs einer zur Z-Achse parallelen Achse Z′ verschiebbar.In each of the illustrated exemplary embodiments, a workpiece clamping device 56 is fastened to one of the primary clamping devices 30 instead of a tool holder 32 , which is provided for clamping a front-machined and then cut-off workpiece W 'on the working spindle 14 . In FIGS. 1 to 5 of the primary tool carrier 28 is in each case displayed in a switching position in which the workpiece clamping device 56 of the work spindle 14 is removed and a secondary tool carrier facing 58th Wherein the exporting of Figure 1, for example approximately 4 to the work spindle, the secondary tool carriers 58 are arranged 14 diametrically opposite and along the Z-axis movable. in which featured in Fig. 5 Darge embodiment, the secondary tool carrier 58 is located next to the work spindle 14 and along an axis parallel to the Z-axis Z 'slidable.

In jedem Fall weist der sekundäre Werkzeugträger 58 eine se kundäre Aufspannvorrichtung 60 auf, die so ausgebildet ist, daß jeder Werkzeughalter 32, wie immer er im Einzelnen gestaltet sein mag, sich an der sekundären Aufspannvorrichtung 60 anstatt an einer der primären Aufspannvorrichtungen 30 befestigen läßt. Zu diesem Zweck hat die sekundäre Aufspannvorrichtung 60 ebenso wie jede der primären Aufspannvorrichtungen 30 u. a. einen ver zahnten Spannbolzen 36 zum Festspannen eines Werkzeughalter schafts 34.In any case, the secondary tool carrier 58 has a secondary clamping device 60 which is designed such that each tool holder 32 , however it may be designed in detail, can be attached to the secondary clamping device 60 instead of to one of the primary clamping devices 30 . For this purpose, the secondary clamping device 60 , like each of the primary clamping devices 30, has, inter alia, a toothed clamping bolt 36 for clamping a tool holder shaft 34 .

Im sekundären Werkzeugträger 58 ist eine Antriebswelle 62 ge lagert, deren geometrische Achse bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 mit der Z-Achse übereinstimmt, bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch parallel zur Z-Achse ist. In jedem Fall hat die Antriebswelle 62 ein der sekundären Aufspannvorrichtung 60 zugewandtes Ende, an dem ein Kupplungsstück 64 befestigt oder einstückig ausgebildet ist. Das Kupplungsstück 64 hat eine Innenverzahnung, die zur Außenverzahnung des Ritzels 40 jedes Werkzeughalters 32 komple mentär ist, so daß das Ritzel 40 eines Werkzeughalters 32, der an der sekundären Aufspannvorrichtung 60 befestigt wird, axial in das Kupplungsstück 64 eindringt. Beim Befestigen eines Werk zeughalters 32 an der sekundären Aufspannvorrichtung 60 ent steht also ohne weiteres eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen der Antriebswelle 62 und der mit dem Ritzel 40 ver sehenen Werkzeugspindel 38 des betreffenden Werkzeughalters 32.In the secondary tool carrier 58 , a drive shaft 62 is supported GE, the geometric axis of which corresponds to the Z axis in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4, but is parallel to the Z axis in the exemplary embodiment shown in FIG. 5. In any case, the drive shaft 62 has an end facing the secondary jig 60 to which a coupling piece 64 is fastened or formed in one piece. The coupling piece 64 has an internal toothing which is complementary to the external toothing of the pinion 40 of each tool holder 32 , so that the pinion 40 of a tool holder 32 which is fastened to the secondary clamping device 60 penetrates axially into the coupling piece 64 . When attaching a tool holder 32 to the secondary jig 60 ent is thus a torque-transmitting connection between the drive shaft 62 and the ver with the pinion 40 seen tool spindle 38 of the tool holder 32 in question .

Die sekundäre Aufspannvorrichtung 60 ist zu den primären Auf spannvorrichtungen 30 symmetrisch, so daß ein Werkzeughalter 32 in Bezug auf die Stellung die er an einer primären Aufspannvor richtung 30 einnimmt, um 180° um seine mit dem Ritzel 40 ver sehene Werkstückspindel 38 gedreht werden muß, um an der se kundären Aufspannvorrichtung 60 befestigt zu werden.The secondary clamping device 60 is symmetrical to the primary clamping devices 30 , so that a tool holder 32 must be rotated by 180 ° around its workpiece spindle 38 provided with the pinion 40 in relation to the position which it occupies on a primary clamping device 30 , to be attached to the secondary jig 60 .

Claims

1. lathe with

- at least one primary tool carrier ( 28 ), which has a plurality of primary clamping devices ( 30 ) for releasably attaching one tool holder ( 32 ) each,
- One on the primary tool carrier ( 28 ) arranged drive device ( 44 ) with a central wheel ( 42 ),
- At least one tool holder ( 32 ) which can be attached to one of the primary clamping devices ( 30 ) and a pinion ( 40 ) which can be brought into engagement with the central wheel ( 42 ) for driving at least one tool spindle ( 38 ) mounted in this tool holder ( 32 ) ), and
- At least one secondary tool carrier ( 58 ) on which a drive shaft ( 62 ) for a coaxial tool spindle ( 38 ) is mounted, characterized in that
- The secondary tool carrier ( 58 ) has a secondary clamping device ( 60 ) which corresponds to the primary clamping devices ( 30 ) to the extent that the tool holder ( 32 ) can also be detachably attached to the secondary clamping device ( 58 ),
- The drive shaft ( 62 ) mounted in the secondary tool carrier ( 58 ) is connected to a coupling piece ( 64 ) which has internal toothing into which the pinion ( 40 ) can be inserted axially as a coupling piece, and
- This drive shaft ( 62 ) has a direction of rotation which corresponds to the normal operating direction in which the pinion ( 40 ) is driven when it is in engagement with the central wheel ( 42 ).

2. Lathe according to claim 1, characterized in that

- The internal toothing of the coupling piece ( 64 ) is a spur toothing
- The pinion ( 40 ) has a complementary spur gear and
- The central gear ( 42 ) is a crown gear with flat teeth.

3. Lathe according to claim 1 or 2, characterized in that

- At least one tool holder ( 32 ) is provided which has two or more tool spindles ( 38, 54 ) which can be driven by one and the same pinion ( 40 ),
- This tool holder ( 32 ) can be fastened to at least one of the primary clamping devices ( 30 ) in a primary position, and
- The tool holder ( 32 ) on the secondary chucking device ( 60 ) can be fastened in a secondary position, which is symmetrical to the primary position with respect to the main spindle axis.