DE19607176A1 - Werkzeugmaschine mit Schmiereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit minde­ stens einer ein auswechselbares Werkzeug, insbesondere Bohrer oder Fräser, aufnehmenden, drehantreibbaren Ar­ beitsspindel und mit einem ein Werkstück aufnehmenden Werkzeugtisch, wobei durch eine numerisch kontrollierte Steuerung (CNC-Steuerung) die Arbeitsspindel mit dem Werkzeug relativ zum Werkstück in drei senkrecht zueinan­ der verlaufenden Koordinatenrichtungen (X-, Y-, Z-Achse) verfahrbar und das Werkzeug automatisch auswechselbar ist und wobei eine Schmiereinrichtung vorgesehen ist, die mindestens eine zusammen mit der Arbeitsspindel in den drei Koordinatenrichtungen bewegte Schmierstoffdüse umfaßt, die relativ zum an der Arbeitsspindel gehalter­ ten Werkzeug zusätzlich so verstellbar ist, daß der ver­ sprühte Schmierstoff in den Eingriffsbereich zwischen Werkzeug und Werkstück gelangt.

Werkzeugmaschinen der genannten Art, die auch als Bear­ beitungszentren bezeichnet werden, sind aus der Praxis der spanabhebenden Bearbeitung bekannt. Bei den meisten spanabhebenden Bearbeitungsvorgängen, wie Bohren und Frä­ sen, ist eine Schmierung des Eingriffsbereiches des Werk­ zeuges mit dem Werkstück erforderlich oder zumindest vor­ teilhaft, um gute Bearbeitungsergebnisse zu erzielen und eine Werkzeugbeschädigung zu vermeiden. Aus Kosten- und Umweltschutzgründen ist man dabei bestrebt, möglichst geringe Schmierstoffmengen einzusetzen. Dies wird mit der sogenannten, an sich bekannten Minimalschmierung zu­ mindest teilweise erreicht. Hierbei ist es erforderlich, die eingesetzten Schmierstoffe möglichst zielgenau dem jeweiligen Eingriffsbereich zwischen Werkzeug und Werk­ stück zuzuführen. Bei heute üblichen CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen kommen in der Regel mehrere verschie­ dene Werkzeuge nacheinander zum Einsatz, wobei der Werk­ zeugwechsel automatisch unter Kontrolle der Steuerung er­ folgt. Da die Werkzeuge in ihrer axialen Länge und oft auch im Durchmesser untereinander sehr variieren, muß dementsprechend auch bei jedem Werkzeugwechsel die Schmierstoffdüse passend ausgerichtet werden. Diese Aus­ richtung geschieht bisher noch von Hand, wobei laufend in den ansonsten automatischen Prozeß der Werkstückbear­ beitung eingegriffen wird. Diese manuellen Eingriffe führen zu einer Verlängerung der an sich erforderlichen Bearbeitungszeit und machen den ständigen Einsatz einer Bedienungsperson an der Werkzeugmaschine erforderlich.

Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Werkzeugmaschi­ ne der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der manu­ elle Eingriffe zur Ausrichtung und Positionierung der Schmierstoffdüse nicht mehr erforderlich sind und bei der die Positionierung der Schmierstoffdüse selbsttätig so erfolgt, daß der Schmierstoff unabhängig von dem ge­ rade eingesetzten Bearbeitungswerkzeug stets mit ausrei­ chender Genauigkeit dem Eingriffsbereich zwischen Werk­ zeug und Werkstück zugeführt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Werkzeugmaschine der oben genannten Art, die da­ durch gekennzeichnet ist, daß die Schmierstoffdüse mit­ tels einer Positioniereinrichtung, die eine unter Kon­ trolle der CNC-Steuerung motorisch verdrehbare Verstell­ spindel umfaßt, relativ zum Werkzeug verstellbar ist, wobei die Positioniereinrichtung einerseits an einem die Arbeitsspindel tragenden Arbeitsspindelgehäuse angeord­ net ist und andererseits an ihrem durch die Verstellspin­ del verstellbaren Ende die Schmierstoffdüse trägt.

Vorteilhaft wird mit der erfindungsgemäßen Werkzeugma­ schine eine automatische, von der Kontur des Werkzeuges abhängige Positionierung der Schmierstoffdüse ermög­ licht, so daß der Schmierstoff immer in den Eingriffs­ bereich zwischen Werkzeug und Werkstück geführt wird. Schmierstoffverluste und damit ein unnötig hoher Schmier­ stoffverbrauch und eine unerwünschte Umweltbelastung durch überschüssigen Schmierstoff werden so verhindert. Außerdem wird eine erhöhte Produktivität der Werkzeugma­ schine erreicht, da manuelle Eingriffe, die den automa­ tischen Bearbeitungsablauf stören oder unterbrechen, nicht mehr erforderlich sind, um die Schmierstoffdüse zu positionieren. Die Konturen des Werkzeuges, insbesondere dessen Länge sowie dessen Durchmesser sind in einem so­ genannten Werkzeugregister in der CNC-Steuerung gespei­ chert, so daß sie ohne zusätzlichen großen Aufwand abruf­ bar und durch entsprechende Programmteile der CNC-Steue­ rung in Steuerdaten für die Verstellung der motorisch verdrehbaren Verstellspindel umsetzbar sind. Weiterhin ist die Positioniereinrichtung sowohl mechanisch als auch im Hinblick auf ihre Ansteuerung besonders einfach und kostengünstig, da sie im Vergleich zu einer übli­ chen, naheliegenderweise einzusetzenden CNC-Achse nur einen Bruchteil der Herstellungskosten und des Ansteue­ rungsaufwandes erfordert. Auch ist eine Nachrüstung ei­ ner vorhandenen Werkzeugmaschine mit einer solchen Posi­ tioniereinrichtung ohne weiteres möglich, da diese keine Eingriffe in den inneren Aufbau der Werkzeugmaschine er­ fordert, sondern außen an deren Arbeitsspindelgehäuse an­ gebracht werden kann. Auch in der CNC-Steuerung sind le­ diglich kleinere Modifikationen in Form von zusätzlichen Programmschritten erforderlich, die für die gewünschte Einstellung der Schmierstoffdüse in Abhängigkeit vom je­ weils eingesetzten Werkzeug und bei Bedarf auch in Abhän­ gigkeit von der jeweiligen Werkzeugposition sorgen.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Verstellrichtung der Positioniereinrichtung in deren Arbeitsstellung parallel zur Werkzeug-Längsachse (Z-Achse) verläuft. Mit dieser Maßnahme wird der Tatsache Rechnung getragen, daß sich die verschiedenen Werkzeuge, die nacheinander in der Werkzeugmaschine zum Einsatz kommen, in erster Linie in ihrer Länge unterscheiden. Damit ist die Werkzeuglänge der wesentliche Parameter für die Positionierung der Schmierstoffdüse.

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, daß für die motorische Verdrehung der Verstellspindel ein Elektromotor, vorzugs­ weise ein Drehstrombremsmotor eingesetzt ist. Ein Elek­ tromotor sorgt für eine besonders einfache und kosten­ günstige Konstruktion, die zugleich eine hohe betriebli­ che Zuverlässigkeit aufweist. Der bevorzugt eingesetzte Drehstrombremsmotor bietet den Vorteil, daß er mit einer großen Genauigkeit hinsichtlich seiner Drehzahl betreib­ bar ist und daß er keine für Ungenauigkeiten bei der Po­ sitionierung sorgenden Nachlaufeffekte aufweist.

Um die zusätzlichen Programmschritte innerhalb der CNC-Steuerung möglichst einfach zu halten und um besondere Mittel zur stetigen Erfassung der Position oder der aus­ geführten Umdrehungen der Verstellspindel einsparen zu können, ist vorgesehen, daß zur Verstellung der Schmier­ stoffdüse um eine gewünschte Wegstrecke der Elektromotor durch die CNC-Steuerung für eine mit der gewünschten Weg­ strecke korrelierende Zeitdauer und Drehrichtung ein­ schaltbar ist. Die Korrelation zwischen der Einschalt- Zeitdauer des Elektromotors und der zurückgelegten Weg­ strecke der Verstellspindel ist zwar nicht absolut ge­ nau, jedoch für den hier vorgesehenen Verwendungszweck völlig ausreichend in ihrer Exaktheit. In der Praxis kann auf diese Weise bei einer Gesamt-Verstellstrecke der Spindel von etwa 200 mm eine Positioniergenauigkeit von im ungünstigsten Fall ± 2 mm erreicht werden, was für die Einstellung der Schmierstoffdüse vollkommen aus­ reichend ist. Eine teure CNC-Achse mit ihrer aufwendigen Steuereinheit wird dadurch eingespart.

Zur Feststellung eines definierten Nullpunktes des Ver­ stellbereiches der Verstellspindel ist zweckmäßig vorge­ sehen, daß die Positioniereinrichtung mit einem am obe­ ren Verstellbereichsende angeordneten, mit der CNC-Steue­ rung verbundenen Verstellweg-Nullpunktsindikator ausge­ stattet ist. Dieser Verstellweg-Nullpunktsindikator kann beispielsweise ein mechanischer oder induktiver Nähe­ rungsschalter sein, der bei Betätigung ein elektrisches Signal an die CNC-Steuerung abgibt. Zweckmäßig wird bei jedem Werkzeugwechsel die Verstellspindel in den Null­ punkt ihres Verstellbereiches verfahren, um eine Kali­ brierung zu ermöglichen und um gleichzeitig die Schmier­ stoffdüse aus dem Arbeitsbereich eines den automatischen Werkzeugwechsel ausführenden Werkzeugwechslers zu ent­ fernen.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die Verstellspindel mit einem am unteren Verstellbereichsende angeordneten, mit der CNC-Steuerung verbundenen Verstellweg-Grenzwertindi­ kator ausgestattet ist. Mit diesem Grenzwertindikator für den Verstellweg wird gewährleistet, daß die Verstell­ spindel an ihrem unteren Verstellbereichsende nicht ge­ gen einen mechanischen Anschlag läuft und dadurch be­ schädigt wird. Vielmehr wird das Erreichen des Verstell­ bereichsendes durch den Grenzwertindikator, der auch hier z. B. ein mechanischer oder induktiver Näherungs­ schalter sein kann, rechtzeitig erkannt und der CNC-Steuerung in Form eines elektrischen Signales mitge­ teilt. Die CNC-Steuerung kann dann für ein rechtzeitiges Ausschalten des Motors für den Antrieb der Verstellspin­ del sorgen, bevor Schäden auftreten können.

Um bei Bedarf nicht nur eine Positionierung der Schmier­ stoffdüse in einer Richtung parallel zur Werkzeug-Längs­ achse sondern auch quer dazu ermöglichen zu können, schlägt die Erfindung vor, daß die Positioniereinrich­ tung mittels eines Schwenkgelenks mit dem Arbeitsspindel­ gehäuse verbunden ist, wobei die Schwenkebene der Posi­ tioniereinrichtung parallel zur Werkzeug-Längsachse (Z-Achse) verläuft und die Positioniereinrichtung relativ zum Arbeitsspindelgehäuse in der Schwenkebene verschenk­ bar ist. Die Verschwenkung der Positioniereinrichtung und damit die Positionierung der Schmierstoffdüse in eine Richtung quer zur Werkzeug-Längsachse kann dabei z. B. wahlweise manuell oder durch ein gesondertes Ver­ stellglied erfolgen.

Bevorzugt ist aber hinsichtlich der Verschwenkung der Positioniereinrichtung für die Schmierstoffdüse vorge­ sehen, daß die Verstellspindel beim Anfahren ihres obe­ ren Verstellbereichsendes eine Schwenkmechanik betätigt, die die Positioniereinrichtung in der Schwenkebene rela­ tiv zum Arbeitsspindelgehäuse gegen die Kraft einer Rück­ stellfeder aus der Arbeitsstellung in eine Ruhestellung verschwenkt, in der der radiale Abstand der Schmierstoff­ düse vom Werkzeug vergrößert ist. Auf diese Weise wird die Verschwenkung ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand und auch ohne manuellen Eingriff einfach dadurch be­ wirkt, daß die Verstellspindel das obere Ende ihres Ver­ stellbereiches anfährt. Auf dem letzten Verstellbereichs­ weg vor dessen Ende wird dann die Verschwenkung ausge­ führt, so daß in der Ruhestellung der Positioniereinrich­ tung die Schmierstoffdüse eine Ruhestellung einnimmt, in der sie sowohl aus dem Bewegungsbereich auch des größten Werkzeuges als auch des Werkzeugwechslers sicher ent­ fernt ist.

Da die Schmierstoffdüse ihre auf das Werkzeug zu weisen­ de Ausrichtung während der Verstellung der Positionier­ einrichtung nicht verändern soll, ist vorgesehen, daß das verstellbare Ende der Positioniereinrichtung durch eine Verstellstange gebildet ist, die mit einer einen Teil der Verstellspindel bildenden Spindelmutter verdreh­ bar verbunden ist und die an einem die Verstellspindel aufnehmenden Verstellspindelgehäuse verdrehsicher ge­ führt ist. Neben einer einfachen und kostengünstigen Kon­ struktion wird so auch eine einfache Anpassungsmöglich­ keit der Positioniereinrichtung an unterschiedliche Werk­ zeugmaschinen erreicht, da z. B. zur Berücksichtigung un­ terschiedlicher Längen der Arbeitsspindel der Werkzeug­ maschine lediglich ein Austausch der Verstellstange er­ forderlich ist.

Um eine möglichst geringe Reibung innerhalb der Positio­ niereinrichtung zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Verstellspindel eine Kugelumlaufspindel ist.

Bei vielen Bearbeitungsvorgängen ist es erforderlich oder zumindest sinnvoll, die bei der spanenden Bearbei­ tung des Werkstücks anfallenden Späne aus dem Arbeits­ bereich des Werkzeuges zu entfernen. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß durch die Schmierstoffdüse und/oder durch eine separate Blasdüse Druckluft ausblasbar ist. Damit kann bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine nicht nur der Schmierstoff optimal zugeführt werden, sondern auch Druckluft zur Entfernung der anfallenden Späne mit gleicher Positioniergenauigkeit in den Bereich des Werkzeuges geführt werden.

Um vorab, d. h. vor Beginn einer Serie von automatisch ablaufenden Bearbeitungsvorgängen, eine einmalige Grund­ positionierung der Düse oder Düsen vornehmen zu können, ist vorgesehen, daß die/jede Düse an einem starren Düsen­ rohrabschnitt angebracht ist, der seinerseits verstell- und fixierbar in einem mit dem verstellbaren Ende der Positioniereinrichtung verbundenen Düsenhalter gehaltert ist.

Um die Arbeitsspindel oder das Arbeitsspindelgehäuse der Werkzeugmaschine nicht unnötig platz- und gewichtsmäßig zu belasten, ist vorgesehen, daß der/jeder Düse Schmier­ stoff und/oder Druckluft über (je) eine flexible Leitung von einer Schmierstoff-Dosier- und Pumpeinrichtung und/oder einer Druckluftquelle zuführbar ist. Die Schmier­ stoff-Dosier- und Pumpeinrichtung sowie die Druckluft­ quelle können auf diese Weise entfernt von der Arbeits­ spindel der Werkzeugmaschine angeordnet werden, wo sie räumlich nicht stören. Durch die Verwendung von flexi­ blen Leitungen werden die Bewegungen der Schmierstoff- und ggf. Blasdüsen schadlos aufgenommen.

Da während eines Werkzeugwechsels sowie bei einem Wech­ sel des Werkstücks und auch während mancher Bearbeitungs­ schritte die Zuführung von Schmierstoff und/oder Blas­ luft nicht erforderlich ist, ist vorgesehen, daß die Schmierstoff-Dosier- und Pumpeinrichtung und/oder die Druckluftquelle von der CNC-Steuerung aus betätigbar ist/sind. Hierdurch wird ein unnötiger Schmierstoff- und/oder Druckluftverbrauch vermieden.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß die Schmierstoff­ düse und ggf. die Blasdüse unter einem Winkel von 30 bis 60°, vorzugsweise von 45°, zur Längsachse des Werkzeuges ausgerichtet ist/sind. Durch diese Schrägausrichtung der Düsen ergibt sich eine günstige Verteilung des Schmier­ stoffes und ein günstiger Angriff der Blasluft zur Ab­ führung von anfallenden Spänen. Außerdem kann aufgrund dieser Schrägausrichtung der Düsen einer Änderung des Werkzeugdurchmessers allein durch Verfahren der Düsen parallel zur Werkzeug-Längsachse Rechnung getragen wer­ den.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 eine Werkzeugmaschine mit Schmierdüse und zuge­ höriger Positioniereinrichtung in Arbeitsstel­ lung, teils in Stirnansicht, teils im Längs­ schnitt, in einer schematisierten Darstellung,

Fig. 2 eine Werkzeugmaschine aus Fig. 1 mit in Ruhe­ stellung verfahrener Schmierstoffdüse und Posi­ tioniereinrichtung,

Fig. 3 die Werkzeugmaschine aus Fig. 1 in Draufsicht entsprechend dem Pfeil III in Fig. 1 und

Fig. 4 die Werkzeugmaschine aus Fig. 1 im Schnitt ent­ lang der Linie IV-IV in Fig. 1.

Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, umfaßt das darge­ stellte Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine 1 eine drehantreibbare Arbeitsspindel 4, die in einem Ar­ beitsspindelgehäuse 5 geführt und gelagert ist. Mittels nicht näher dargestellter Einrichtungen, z. B. mittels mehrerer Supporte, kann die Arbeitsspindel 4 zusammen mit ihrem Arbeitsspindelgehäuse 5 in drei senkrecht zu­ einander verlaufenden Raumkoordinaten X, Y und Z unter Kontrolle einer CNC-Steuerung verfahren werden, wobei die X-Richtung der Horizontalrichtung in Zeichnungs­ ebene, die Y-Richtung der Horizontalrichtung senkrecht zur Zeichnungsebene und die Z-Richtung der Vertikalrich­ tung entspricht. In der Arbeitsspindel 4 ist ein spanab­ hebendes Bearbeitungswerkzeug 2, hier ein Bohrer, mit­ tels einer Werkzeugaufnahme 3, die einen automatischen Werkzeugwechsel unter Kontrolle der CNC-Steuerung er­ laubt, gehaltert.

Unterhalb des Werkzeuges 2 ist ein Werkstück 10′ schema­ tisch angedeutet, das auf einem Werkstücktisch 10 aufge­ spannt ist.

Weiterhin umfaßt die Werkzeugmaschine 1 eine Schmier- und Freiblaseinrichtung, die durch eine Schmierstoffdüse 6 und eine Blasdüse 7 gebildet ist. Der Schmierstoffdüse 6 ist über einen starren Düsenrohrabschnitt 8 und eine flexible Leitung 8′ Schmierstoff zuführbar; der Blasdüse 7 ist über einen starren Düsenrohrabschnitt 9 und eine flexible Leitung 9′ Druckluft zuführbar. Mittels der Schmierstoffdüse 6 ist Schmierstoff in den Eingriffsbe­ reich zwischen dem Werkzeug 2 und dem Werkstück 10′ ein­ leitbar, wie dies in Fig. 1 durch einen schematisch dar­ gestellten Schmierstoff-Sprühstrahl, der die Düse 6 ver­ läßt, angedeutet ist. Durch die Düse 7 kann bedarfsweise Druckluft ausgeblasen werden, um anfallende Späne bei der Bearbeitung des Werkstücks 10′ aus dem Arbeitsbe­ reich des Werkzeuges 2 zu entfernen.

In einer üblichen Werkzeugmaschine 1 mit CNC-Steuerung, wie sie hier dargestellt ist, werden im Laufe eines Be­ arbeitungsdurchganges unterschiedliche Werkzeuge 2 zur Bearbeitung des Werkstücks 10′ eingesetzt, wobei der Werkzeugwechsel automatisch durch einen hier nicht dar­ gestellten Werkzeugwechsler erfolgt, der aus einem Werk­ zeugmagazin das jeweils benötigte Werkzeug entnimmt. Die verschiedenen Werkzeuge 2 können sich in ihrer Form, ins­ besondere in ihrer axialen Länge und in ihrem Durchmes­ ser erheblich unterscheiden, so daß es erforderlich wird, die Düsen 6, 7 jeweils in Abhängigkeit von dem aktuell eingesetzten Werkzeug 2 zu positionieren.

Für dieses Positionieren besitzt die hier dargestellte Werkzeugmaschine 1 eine Positioniereinrichtung 11, die seitlich an das Arbeitsspindelgehäuse 5 angebaut ist.

Die Positioniereinrichtung 11 besitzt eine Verstellspin­ del 18, die an ihrem oberen Ende von einem Elektromotor, hier ein Drehstrombremsmotor 32, in beiden Drehrichtun­ gen drehantreibbar ist. Auf der Verstellspindel 18 ist eine Spindelmutter 19 angeordnet, die in einem Gleitkör­ per 20 gehalten ist. Durch Verdrehen der Verstellspindel 18 in der einen oder anderen Drehrichtung wird der Gleit­ körper 20 entsprechend nach oben oder unten verfahren. Zur Vermeidung einer Verdrehung des Gleitkörpers 20 und zur Fernhaltung von Umwelteinflüssen von der Verstell­ spindel 18 ist der Gleitkörper 20 in einem Führungs- und Schutzgehäuse 17 untergebracht. Von dem Gleitkörper 20 erstreckt sich nach unten hin aus dem Gehäuse 17 heraus eine Verstellstange 13, die hier als Rohr ausgeführt ist, so daß die Verstellspindel 18 in das Innere der Ver­ stellstange 13 eintauchen kann, wenn der Gleitkörper 20 nach oben bewegt wird. Die Verstellstange 13 ist am unte­ ren Ende des Gehäuses 17 mittels einer Führungsbuchse 15 geführt, die mittels eines Flansches 14 von unten an das Gehäuse 17 angesetzt ist. Am unteren Ende der Führungs­ buchse 15 ist ein Abstreifer 16 vorgesehen, der das Ein­ schleppen von Spänen oder sonstigen Verunreinigungen in das Innere des Gehäuses 17 unterbindet.

Am unteren Ende der Verstellstange 13 ist ein ebenfalls rohrförmiger Düsenhalter 12 angebracht, durch den in einer schrägen Richtung, hier unter etwa 45 und 50° zur Längsachse der Stange 13 zwei Bohrungen verlaufen. In den beiden Bohrungen ist jeweils ein Düsenrohrabschnitt 8 bzw. 9 gehaltert. Die Halterung ist dabei so, daß die Düsenrohrabschnitte 8, 9 in ihrer Längsrichtung verscho­ ben und in einer gewünschten Stellung fixiert werden kön­ nen. Ebenso kann der Düsenhalter 12 relativ zur Verstell­ stange 13 verstellt, insbesondere verdreht und in einer gewünschten Stellung festgelegt werden. Hierdurch ist eine Vorab-Einstellung der Düsen 6, 7 in einer gewünsch­ ten Position und Ausrichtung möglich.

In der Fig. 1 befinden sich die Düsen 6, 7 in ihrer Ar­ beitsstellung, d. h. in einer Stellung, in der Schmier­ stoff in den Eingriffsbereich des Werkzeuges 2 mit dem Werkstück 10′ eingesprüht werden kann. Je nach dem ge­ rade verwendeten Werkzeug 2 und/oder nach dem jeweils erreichten Arbeitsfortschritt des Werkzeuges 2 wird die Positioniereinrichtung 11 durch die hier nicht darge­ stellte CNC-Steuerung, die einen Teil der Werkzeugma­ schine 1 bildet, betätigt, um stets die optimale Posi­ tion der Düsen 6, 7 zu gewährleisten. Die CNC-Steuerung entnimmt die erforderlichen Steuerdaten einem Werkzeug­ register, in dem die Konturen der Werkzeuge, insbesonde­ re deren Länge und Durchmesser, gespeichert sind. Außer­ dem können zusätzliche Daten eingegeben werden, die ins­ besondere eine Veränderung der Positionierung der Düsen 6, 7 entsprechend dem jeweiligen Arbeitsfortschritt des Werkzeuges 2 berücksichtigen. Von der CNC-Steuerung wer­ den gewünschte Positionen bzw. für deren Einstellung zu­ rückzulegende Wegstrecken der Düsen 6, 7 in entsprechen­ de Zeiten umgerechnet, für die der Elektromotor 32 ein­ geschaltet werden muß, um den entsprechenden Weg durch Verdrehung der Verstellspindel 18 zu erreichen. Dies er­ gibt eine sehr einfache und wenig Programmieraufwand er­ fordernde Steuerung der Positioniereinrichtung 11.

Wie die Fig. 1 weiter zeigt, ist die Positioniereinrich­ tung 11 mittels eines Schwenklagers 29 nahe ihrem oberen Ende verschwenkbar an dem Arbeitsspindelgehäuse 5 gehal­ tert. Zur Verbindung mit dem Arbeitsspindelgehäuse 5 dient eine Lagerplatte, die mit dem Arbeitsspindelgehäu­ se 5 verschraubt ist. Am oberen Ende dieser Lagerplatte 27 befindet sich das Schwenklager 29. Auf der oberen Sei­ te der Positioniereinrichtung 11 bildet ein oberes Lager­ gehäuse 28 das Gegenstück des Schwenklagers 29. Oben auf das Lagergehäuse 28 ist der Elektromotor 32 unter Zwi­ schenlage einer Flanschplatte 31 aufgesetzt. Zwischen der Welle des Elektromotors 32 und der Verstellspindel 18 ist ein Kupplungsstück 30 vorgesehen.

Damit die Positioniereinrichtung 11 ihre in Fig. 1 dar­ gestellte Stellung behält, solange keine Kräfte in Ver­ schwenkungsrichtung angreifen, ist eine Zugfeder 34 zwi­ schen der Positioniereinrichtung 11 und dem Arbeitsspin­ delgehäuse 5 vorgesehen, die das Gehäuse 17 der Positio­ niereinrichtung 11 gegen einen Anschlagpuffer 33 zieht, der am unteren Ende der Lagerplatte 27 vorgesehen ist.

Um besondere Betätigungsmittel für eine bedarfsweise ge­ wünschte Verschwenkung der Positioniereinrichtung 11 im Uhrzeigersinn zu vermeiden, ist an dem Gleitkörper 20 eine keilförmige Schrägfläche 20′ vorgesehen. Diese Schrägfläche 20′ kann mit einer Rolle 22 zusammenwirken, die mittels eines Laufrollenhalters 23 und eines Lager­ bolzens 24 drehbar auf der Lagerplatte 27 angebracht ist und durch eine ausreichend große Durchbrechung im Gehäu­ se 17 in dessen Inneres hineinragt. Das Zusammenwirken der Schrägfläche 20′ und der Rolle 22 wird anhand von Fig. 2 noch näher erläutert.

Schließlich sind in der Fig. 1 an der Positionierein­ richtung 11 noch zwei Indikatoren 25, 26 vorgesehen, die z. B. berührungslos arbeitende Näherungsschalter sind. Der eine Indikator 26 ist im oberen Teil des Gehäuses 17 angebracht und dient dazu, bei Erreichen des oberen Verstellbereichsendes der Verstellspindel 18 durch den Gleitkörper 20 ein elektrisches Signal für die CNC-Steue­ rung zu erzeugen, mit der er über eine elektrische Lei­ tung 26′ verbunden ist. Der zweite Indikator 25 ist nahe dem unteren Ende des Gehäuses 17 der Positioniereinrich­ tung 11 angeordnet und dient dazu, das Erreichen des un­ teren Verstellbereichsendes der Verstellspindel 18 durch den Gleitkörper 20 zu erkennen und ebenfalls als elektri­ sches Signal über eine elektrische Leitung 25′ an die CNC-Steuerung zu melden.

Über eine weitere elektrische Leitung 32′ steht der Elek­ tromotor 32 mit der CNC-Steuerung in Verbindung und er­ hält von dort die für die Positionierung der Positionier­ einrichtung 11 erforderlichen Steuersignale.

In Fig. 2 der Zeichnung sind die Düsen 6, 7 und ihre Positioniereinrichtung 11 in einer Ruhestellung gezeigt, in der die Düsen 6, 7 soweit wie möglich nach oben ver­ fahren und außerdem im Uhrzeigersinn von dem Werkzeug 2 weggeschwenkt sind. In dieser Stellung der Düsen 6, 7 kann der automatische Werkzeugwechsler, der hier nicht dargestellt ist, behinderungsfrei zugeführt werden und einen Werkzeugwechsel vornehmen.

Die Düsen 6, 7 sind durch entsprechendes Verfahren des Düsenhalters 12 nach oben in die gezeigte Stellung ge­ bracht, wozu die Verstellspindel 18 für eine entsprechen­ de Zeit durch den Elektromotor 32 in Drehung versetzt wurde, bis der Gleitkörper 20 die in Fig. 2 sichtbare obere Endstellung erreicht hat. Diese Endstellung wird durch den Indikator 26 erkannt und an die CNC-Steuerung gemeldet.

Weiterhin zeigt die Fig. 2 besonders deutlich das Zusam­ menwirken der Schrägfläche 20′ mit der Rolle 22. Wie er­ sichtlich ist, läuft die Schrägfläche 20′ bei der Auf­ wärtsbewegung des Gleitkörpers 20 auf die Rolle 22 auf, so daß infolge der Keilform der Schrägfläche 20′ das un­ tere Ende der Positioniereinrichtung 11 zunehmend im Uhr­ zeigersinn um das Schwenklager 29 verschwenkt wird. Wird die Verstellspindel 18 in umgekehrten Sinn gedreht, be­ wegt sich der Gleitkörper 20 wieder nach unten, wodurch die Schrägfläche 20′ wieder entlang der Rolle 22′ nach unten bewegt wird, bis die Rolle 22 nicht mehr an der Schrägfläche 20′ anliegt. Dabei wird die Positionierein­ richtung 11 mittels der im Hintergrund angeordneten, hier nur zu einem geringen Teil sichtbaren Zugfeder 34 wieder in Richtung zum Arbeitsspindelgehäuse 5 gezogen.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt in Draufsicht in ihrem rech­ ten Teil das Arbeitsspindelgehäuse 5 und im linken Teil die Positioniereinrichtung 11. An dem Arbeitsspindelge­ häuse 5 sind die Koordinatenrichtungen X und Y darge­ stellt; die Koordinatenrichtung Z verläuft hier senk­ recht zur Zeichnungsebene.

Von der Positioniereinrichtung 11 ist deren oben angeord­ neter Elektromotor 32 sichtbar, der mittels der Zwischen­ platte 31 mit dem hier verdeckten Gehäuse 17 der Positio­ niereinrichtung 11 verbunden ist. Die Verbindung zwi­ schen dem Arbeitsspindelgehäuse 5 und der Positionier­ einrichtung 11 stellt die Lagerplatte 27 her, die über das Schwenklager 29 mit dem übrigen Teil der Positionier­ einrichtung 11 gelenkig verbunden ist. In Fig. 3 oben ist schließlich die Zugfeder 34 erkennbar, die mittels je eines Haltebolzens 35, 36 einerseits mit der Positio­ niereinrichtung 11 und andererseits mit dem Arbeitsspin­ delgehäuse 5 bzw. der daran angebrachten Lagerplatte 27 verbunden ist.

Die Schnittdarstellung in Fig. 4 zeigt rechts das Ar­ beitsspindelgehäuse 5 mit der zentral darin geführten und gelagerten Arbeitsspindel 4 und mit der an der lin­ ken Gehäuseseite angebrachten Lagerplatte 27. Mit der Lagerplatte 27 verbunden ist der Rollenhalter 23 mit dem Lagerbolzen 24, auf dem die Rolle 22 drehbar gelagert ist. Der Rollenhalter 23 mit der Rolle 22 erstreckt sich durch eine Öffnung in das Innere des Gehäuses 17 der Po­ sitioniereinrichtung 11. Im Inneren des Gehäuses 17 ist der Gleitkörper 20 erkennbar, durch welchen die Verstell­ spindel 18 läuft. Der Rolle 22 zugewandt ist die Schräg­ fläche 20′ des Gleitkörpers 20, wobei in Fig. 4 dieser aber noch so weit unterhalb der Rolle 22 steht, daß zwi­ schen der Rolle 22 und der Schrägfläche 20′ noch keine Berührung erfolgt.

Links am Gehäuse 17 der Positioniereinrichtung 11 ist schließlich noch der untere Indikator 25 erkennbar, der zur Feststellung des unteren Bewegungsbereichsendes dient.

Claims (15)

1. Werkzeugmaschine (1) mit mindestens einer ein aus­ wechselbares Werkzeug (2), insbesondere Bohrer oder Fräser, aufnehmenden drehantreibbaren Arbeitsspindel (4) und mit einem ein Werkstück (10′) aufnehmenden Werkzeugtisch (10), wobei durch eine numerisch kon­ trollierte Steuerung (CNC-Steuerung) die Arbeitsspin­ del (4) mit dem Werkzeug (2) relativ zum Werkstück (10′) in drei senkrecht zueinander verlaufenden Ko­ ordinatenrichtungen (X-, Y-, Z-Achse) verfahrbar und das Werkzeug (2) automatisch auswechselbar ist und wobei eine Schmiereinrichtung vorgesehen ist, die mindestens eine zusammen mit der Arbeitsspindel (4) in den drei Koordinatenrichtungen bewegte Schmier­ stoffdüse (6) umfaßt, die relativ zum an der Arbeits­ spindel (4) gehalterten Werkzeug (2) zusätzlich so verstellbar ist, daß der versprühte Schmierstoff in den Eingriffsbereich zwischen Werkzeug (2) und Werk­ stück (10′) gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffdüse (6) mittels einer Positio­ niereinrichtung (11), die eine unter Kontrolle der CNC-Steuerung motorisch verdrehbare Verstellspindel (18) umfaßt, relativ zum Werkzeug (2) verstellbar ist, wobei die Positioniereinrichtung (11) einer­ seits an einem die Arbeitsspindel (4) tragenden Ar­ beitsspindelgehäuse (5) angeordnet ist und anderer­ seits an ihrem durch die Verstellspindel (18) ver­ stellbaren Ende die Schmierstoffdüse (6) trägt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstellrichtung der Positionier­ einrichtung (11) in deren Arbeitsstellung parallel zur Werkzeug-Längsachse (Z-Achse) verläuft.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für die motorische Verdrehung der Verstellspindel (18) ein Elektromotor (32), vorzugs­ weise ein Drehstrombremsmotor eingesetzt ist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Verstellung der Schmierstoffdüse (6) um eine gewünschte Wegstrecke der Elektromotor durch die CNC-Steuerung für eine mit der gewünschten Wegstrecke korrelierende Zeitdauer und Drehrichtung einschaltbar ist.

5. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierein­ richtung (11) mit einem am oberen Verstellbereichs­ ende angeordneten, mit der CNC-Steuerung verbundenen Verstellweg-Nullpunktsindikator (26) ausgestattet ist.

6. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierein­ richtung (11) mit einem am unteren Verstellbereichs­ ende angeordneten, mit der CNC-Steuerung verbundenen Verstellweg-Grenzwertindikator (25) ausgestattet ist.

7. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierein­ richtung (11) mittels eines Schwenkgelenks (29) mit dem Arbeitsspindelgehäuse (5) verbunden ist, wobei die Schwenkebene der Positioniereinrichtung (11) pa­ rallel zur Werkzeug-Längsachse (Z-Achse) verläuft und die Positioniereinrichtung (11) relativ zum Ar­ beitsspindelgehäuse (5) in der Schwenkebene ver­ schwenkbar ist.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verstellspindel (18) beim Anfahren ihres oberen Verstellbereichsendes eine Schwenkme­ chanik (20′, 22) betätigt, die die Positionierein­ richtung (11) in der Schwenkebene relativ zum Ar­ beitsspindelgehäuse (5) gegen die Kraft einer Rück­ stellfeder (34) aus der Arbeitsstellung in eine Ruhe­ stellung verschwenkt, in der der radiale Abstand der Schmierstoffdüse (6) vom Werkzeug (2) vergrößert ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Ende der Positioniereinrichtung (11) durch eine Ver­ stellstange (13) gebildet ist, die mit einer einen Teil der Verstellspindel (18) bildenden Spindelmut­ ter (19) verdrehbar verbunden ist und die an einem die Verstellspindel (18) aufnehmenden Verstellspin­ delgehäuse (17) verdrehsicher geführt ist.

10. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellspindel (18) eine Kugelumlaufspindel ist.

11. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schmier­ stoffdüse (6) und/oder durch eine separate Blasdüse (7) Druckluft ausblasbar ist.

12. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die/jede Düse (6, 7) an einem starren Düsenrohrabschnitt (8, 9) ange­ bracht ist, der seinerseits verstell- und fixierbar in einem mit dem verstellbaren Ende der Positionier­ einrichtung (11) verbundenen Düsenhalter (12) gehal­ tert ist.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der/jeder Düse (6, 7) Schmier­ stoff und/oder Druckluft über (je) eine flexible Leitung (8′, 9′) von einer Schmierstoff-Dosier- und Pumpeinrichtung und/oder einer Druckluftquelle zu­ führbar ist.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schmierstoff-Dosier- und Pumpein­ richtung und/oder die Druckluftquelle von der CNC-Steuerung aus betätigbar ist/sind.

15. Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffdü­ se (6) und ggf. die Blasdüse (7) unter einem Winkel von 30 bis 60°, vorzugsweise von 45°, zur Längsachse des Werkzeuges (2) ausgerichtet ist/sind.