DE19642975A1 - Werkzeugrevolver und Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver für eine Werkzeugmaschine zur insbesondere spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken sowie eine solche Werkzeug­ maschine und im speziellen eine Mehrstationen-Werkzeug­ maschine

Zur präzisen spanabhebenden Bearbeitung von Werk­ stücken dienen Werkzeugmaschinen mit einer oder mehreren Arbeitsspindeln, die bei einer oder mehreren Arbeits­ stationen angeordnet sind. An den Arbeitsspindeln gehal­ tene Werkzeuge dienen dazu, unterschiedliche Bearbeitun­ gen an dem Werkstück durchzuführen. Diese sollen in der Regel mit hoher Genauigkeit und guter Bearbeitungsquali­ tät ausgeführt werden. Die zur Verfügung stehende Zeit ist im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung be­ schränkt und möglichst zu reduzieren. Dies führt zu hohen Spindeldrehzahlen und erforderlichen Antriebsleistungen und zu schnellen Positionierbewegungen des Werkstückes und/oder Werkzeuges.

Aus der DE 39 41 480 C2 ist eine Werkzeugmaschine mit einem zentralen, von einem Maschinengestell umgebenen Arbeitsraum bekannt, in dem ein Teileträger für zu be­ arbeitende Werkstücke angeordnet ist. Der die Werkstücke an seiner Umfangsseite haltende stern- oder scheibenför­ mige Teileträger ist mit einer Verstelleinrichtung ver­ sehen, die diesen in Schritten um eine vertikale Hoch­ achse von Arbeitsstation zu Arbeitsstation weiterschal­ tet. An jeder Arbeitsstation ist wenigstens eine Arbeits­ spindel angeordnet, deren Drehachse horizontal ausgerich­ tet ist. Wenigstens eine Arbeitsspindel ist mit einem Werkzeugrevolver versehen, der einen um eine Schrägachse drehbar gelagerten Drehkopf aufweist. Der Werkzeugrevol­ ver ist als Kronenrevolver ausgebildet. Der Drehkopf weist dazu vier Arbeitsspindeln auf, deren Drehachsen auf einem Kegelmantel liegen. Die Arbeitsspindeln des Kronen­ revolvers sind über Kegelradgetriebe von der zentralen Antriebsspindel her gleichzeitig angetrieben.

Die einzelnen Arbeitsspindeln können mit unter­ schiedlichen Werkzeugen bestückt sein, die je nach Bedarf durch Verdrehung des Drehkopfes aus ihrer Ruheposition in ihre Arbeitsposition überführt und mit dem Werkstück in Eingriff gebracht werden, wobei die anderen Werkzeuge frei laufen.

Aus der DE 32 02 042 C2 ist ein Werkzeugrevolver insbesondere für Drehmaschinen bekannt. Zu dem Werkzeug­ revolver gehört ein scheibenartiger Grundkörper, der an einer entsprechenden Lager- und Indexiereinrichtung um eine vorgegebene Achse drehbar und in vorgegebenen Dreh­ stellungen arretierbar ist. Der Grundkörper ist mit mehreren, auf einem gemeinsamen Kreis liegenden Aufnahme­ öffnungen versehen, die zu seiner Drehachse parallel sind. Die Aufnahmeöffnungen dienen der Aufnahme und Sicherung von Werkzeughaltern, die dazu jeweils einen entsprechenden Schaft aufweisen. Durch den Schaft jedes Werkzeughalters führt eine Antriebswelle, die über ein Winkelgetriebe oder direkt mit dem drehend anzutreibenden Werkzeug verbunden ist. An ihrem aus dem Schaft ragenden Ende ist die Antriebswelle mit einem Ritzel versehen. Alle Ritzel kämmen mit einem gemeinsamen, drehend ange­ triebenen Zahnkranz, der an dem Grundkörper zu dessen Drehachse koaxial drehbar gelagert ist. Der Zahnkranz ist über bin weiteres Getriebe mit einem Antriebsmotor ver­ bunden.

Während bei diesem Werkzeugrevolver alle Werkzeug­ spindeln gleichzeitig angetrieben sind, ist aus der DE 32 16 891 A1 ein Werkzeugrevolver für einen Mehr­ spindel-Revolverdrehautomaten mit Antrieb nur einer Arbeitsspindel bekannt. Dieser als Kronenrevolver ausge­ bildete Werkzeugrevolver weist einen Drehkopf mit mehre­ ren drehbar an diesem gelagerten Arbeitsspindeln auf. Jede Arbeitsspindel ist an ihrem außenliegenden Ende mit einem Backenfutter zur Aufnahme eines Werkzeuges ver­ sehen. An dem jeweiligen innenliegenden Ende ist eine Kupplungshälfte einer Klauenkupplungsanordnung befestigt. Eine entsprechende, dazu passende Klauenkupplungshälfte ist endseitig an einer axial verschiebbaren Antriebswelle gehalten, die mit der jeweils in Arbeitsstellung befind­ lichen Arbeitsspindel fluchtet. Die Kupplungsanordnung ermöglicht den selektiven Antrieb lediglich der in Aktiv­ position befindlichen Arbeitsspindel.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Werkzeugrevolver und eine Werkzeugmaschine zu schaffen, der bzw. die vielseitige Bearbeitungsmöglichkeiten zulas­ sen.

Diese Aufgabe wird durch den Werkzeugrevolver und durch die Werkzeugmaschine nach Anspruch 12 gelöst.

Der Werkzeugrevolver weist einen Grundträger mit einem daran drehbar gelagerten Drehkopf auf, der in unterschiedlichen Drehpositionen arretierbar ist. An dem Drehkopf sind mehrere Arbeitsspindeln drehbar gelagert, die zur Aufnahme von Werkzeugen eingerichtet sind. Die Arbeitsspindeln können sowohl parallel zueinander als auch unterschiedlich ausgerichtet sein, wobei der Werk­ zeugrevolver dann als Kronenrevolver oder Sternrevolver ausgebildet ist. Jeder Arbeitsspindel ist eine eigene Motoranordnung fest zugeordnet, die diese drehend an­ treibt. Dadurch kann eine separate Steuerung der einzel­ nen Arbeitsspindeln unabhängig voneinander erreicht werden. Bspw. können nicht benötigte Arbeitsspindeln stillgesetzt werden, wodurch ansonsten für den Leerlauf erforderliche und bei höheren Drehzahlen beträchtliche Antriebsleistung eingespart wird. Außerdem wird die Möglichkeit eröffnet, eine Arbeitsspindel bereits zu beschleunigen, während sie aus ihrer Ruheposition in ihre Arbeitsposition überführt wird. Dies ermöglicht eine Zeiteinsparung, weil in Arbeitsposition keine gesonderte Zeit zum Kuppeln und beschleunigen der Arbeitsspindel erforderlich ist.

Der Aufbau mit gesonderten Motoranordnungen für jede Arbeitsspindel und fester Zuordnung zu diesen ermöglicht auf konstruktiv einfache Weise auch den Aufbau von Werk­ zeugrevolvern mit unterschiedlichen Teilungen, Achsver­ satz, unterschiedlichen Spindeldrehzahlen oder ähnlichen Besonderheiten.

Wenn lediglich die jeweils benötigte Arbeitsspindel angetrieben wird, während die anderen Arbeitsspindeln stillstehen, wird über die oben genannte Reduzierung der Antriebsleistung hinaus eine erhöhte Lebensdauer des Werkzeugrevolvers erreicht. Entsprechende Lagereinrich­ tungen der Arbeitsspindeln bleiben in Ruhe, wenn die Arbeitsspindeln nicht arbeiten, womit Wärmeentwicklung und Verschleiß vermindert sind.

Die Motoranordnungen, die sowohl hydraulische als auch andere Antriebseinrichtungen, wie bspw. Elektromoto­ ren, sein können, sind über Leitungsmittel mit einer entsprechenden Energie- oder Leistungsquelle verbunden, wobei die Leitungsmittel eine Relativbewegung der an dem Drehkopf gehaltenen Motoranordnungen in Bezug auf die gemeinsame oder eine Gruppe separater Energiequellen ermöglichen. Diese Energiequelle, im Falle hydraulischer Motoranordnungen eine entsprechende Hydraulikpumpeinrich­ tung, ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zu den Werkzeugrevolvern, das heißt möglichst an dem Grundträ­ ger, angeordnet. Dadurch werden kurze Leitungen möglich, die durch entsprechende Kanäle in dem Drehkopf und dem Grundträger gebildet sein können. Damit wird der Verzicht auf Rohre und Schläuche möglich, was die Steifigkeit des aus Hydraulikpumpe, Kanal und Hydraulikmotor gebildeten Antriebsstranges erhöht. Eine hohe Steifigkeit ist ins­ besondere im Hinblick auf das zu erzielende Bearbeitungs­ ergebnis von Vorteil. Im Hinblick darauf ist es auch vorteilhaft, wenn die genutzten Fluiddrücke ein vorbe­ stimmtes Maß nicht übersteigen. Andernfalls könnten Kompressionseffekte des verwendeten Druckmittels oder Fluids zu Nachgiebigkeiten im Antriebsstrang führen.

Die Motoranordnungen können sowohl untereinander gleich als auch unterschiedlich ausgebildet sein. Es ist bspw. möglich, an einer Arbeitsspindel eine Motoranord­ nung für langsame Drehzahlen und hohe Drehmomente und an einer anderen Arbeitsspindel eine schnellaufende Motor­ anordnung mit eher geringeren Drehmomenten anzuordnen.

Eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Energie­ flusses von der Energiequelle zu der bzw. den Motoranord­ nungen kann dazu dienen, die einzelnen Arbeitsspindeln ein- und auszuschalten. Außerdem kann die Steuereinrich­ tung so ausgelegt sein, daß eine Beeinflussung der Dreh­ zahl des Drehmomentes und/oder der Drehrichtung der Arbeitsspindel möglich wird.

Die Motoranordnung kann sowohl als Verdrängermaschi­ ne als auch als Strömungsmaschine, das heißt Turbine, ausgebildet sein. Die Verdrängermaschine ist vorzugsweise hydraulisch angetrieben und sie kann ein einstellbares Verdrängervolumen aufweisen. Die Arbeitsspindel kann von der Verdrängermaschine sowohl direkt als auch über ein über- oder untersetzendes Zwischengetriebe angetrieben sein. Dies gilt auch für eine als Motoranordnung dienende Strömungsmaschine. In beiden Fällen ist es zweckmäßig, die Motoranordnung mit der Arbeitsspindel als wechselbare Antriebseinheit auszubilden, die bedarfsweise von dem Werkzeugrevolver abgenommen und ausgewechselt werden kann. Dadurch wird nicht nur die Wartung und/oder Repara­ tur erleichtert sondern auch die Anpassung des Werkzeug­ revolvers und der Werkzeugmaschine an unterschiedliche Bearbeitungsaufgaben auf einfache Weise möglich. Außerdem wird ein kompakter, platzsparender Antrieb für die Werk­ zeuge geschaffen, der wegen der geringen Anzahl der drehmoment-/kraftübertragenden Einrichtungen und Getrie­ beelemente einen verminderten Lärmpegel aufweisen kann.

Die Wechseleinheit kann mittels einer Flansch-Steck- oder Gewindeverbindung an dem Drehkopf befestigt sein. Dadurch wird es möglich, beim Werkzeugwechsel anstelle einzelner Werkzeuge mit Werkzeugen vorbestückte Wechsel­ einheiten in den Drehkopf einzusetzen, wobei die an der Wechseleinheit vorgesehene Motoranordnung die für das betreffende Werkzeug erforderlichen speziellen Merkmale, bspw. hinsichtlich der Antriebsleistung der Drehzahl und des Drehmoments, aufweist.

Unabhängig von der Anzahl der an dem Werkzeugrevol­ ver vorgesehenen Arbeitsspindeln und unabhängig von deren genauer Anordnung ist es zweckmäßig, diese mittels einer Verdrängermaschine anzutreiben. Diese wird vorzugsweise mit einem flüssigen Druckmittel, wie bspw. Hydrauliköl, betrieben. Damit ist eine hohe Leistungsdichte erreich­ bar, wodurch die Antriebseinrichtung relativ kompakt wird. Dies gilt insbesondere, wenn das Hydrauliköl unter einem hohen Druck zugeführt wird. Das Hydrauliköl kann zusätzlich als Kühl- und/oder Schmiermittel für den Werkzeugrevolver genutzt werden.

Obwohl als Verdrängermaschine prinzipiell eine Vielzahl von hydrostatisch arbeitenden Hydraulikantrieben oder Ölmotoren in Frage kommt, wird die Taumelscheibenma­ schine bevorzugt. Diese kann so ausgelegt werden, daß sie ein konstantes Drehmoment abgibt und die erforderlichen Drehzahlen der Arbeitsspindel erreicht. Darüber hinaus kann sie als regelbare Maschine ausgeführt werden, wenn die Neigung der Taumelscheibe einstellbar ist.

Unabhängig von der konkreten Ausführungsform des Ölmotors bildet dieser in Verbindung mit einer Hydraulik­ pumpe und entsprechenden Übertragungskanälen ein hydro­ statisches Getriebe zum Antrieb der Arbeitsspindel. Das hydrostatische Getriebe ermöglicht auf konstruktiv ein­ fache Weise, nahezu beliebige Ausrichtungen der Arbeits­ spindel zu erzielen. Die Energieübertragung von der Hydraulikpumpe zu der Verdrängermaschine ist bei dem Werkzeugrevolver auftechnisch einfache Weise erreichbar.

Die vorstehend diskutierten Vorzüge gelten in glei­ chem Maße für Werkzeugmaschinen, die mit entsprechenden Werkzeugrevolvern versehen sind. Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Mehrstationen-Rundtakt-Werkzeugmaschine mit mehreren Bearbeitungseinheiten und mit einem erfindungsgemäßen Werkzeugrevolver, in einer Seitenansicht, teilweise im axialen Schnitt und in schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Werkzeugrevolver der Mehrstationen-Rund­ takt-Werkzeugmaschine nach Fig. 1, in einer abgewandelten Ausführungsform und in einem anderen Maßstab,

Fig. 3 den Werkzeugrevolver nach Fig. 2 mit sechs untereinander gleich ausgebildeten, Be­ arbeitungsspindeln enthaltenden Wechseleinhei­ ten, in einer Vorderansicht,

Fig. 4 den Werkzeugrevolver nach den Fig. 2 und 3, in einer Längsschnittdarstellung mit Schnittfüh­ rung durch zwei einander gegenüberliegende Wechseleinheiten,

Fig. 5 einen Werkzeugrevolver in einer abgewandelten Ausführungsform mit abgenommenen Wechseleinhei­ ten, in einer schematisierten Längsschnittdar­ stellung und

Fig. 6 eine Wechseleinheit mit hydraulischem Spindel­ antrieb, in längsgeschnittener Darstellung.

Beschreibung

Die in Fig. 1 dargestellte Mehrstationen-Werkzeug­ maschine 1 weist ein als Schweißkonstruktion nach Art eines geschlossenen Käfigs ausgebildetes Maschinengestell 1a auf. Das käfigartige Maschinengestell 1a sitzt auf einem zentralen Fuß 2 und ist bodenseitig mit einer zen­ tralen Späneabführöffnung 3 versehen.

Das Maschinengestell 1 weist eine zu dem Boden parallele, scheibenförmige, obere Wand 5 auf, die an ihrem Umfang über bügelförmige Konstruktionselemente 6 mit der Bodenwand verbunden ist. An der oberen Wand 5 ist ein scheibenförmiger Werkstückträger 7 mittels einer Lagereinrichtung 8 um eine vertikale Schaltachse 9 dreh­ bar gelagert. An seinem Umfang ist der Werkstückträger 7 mit Werkstückspannvorrichtungen 10 versehen. Ein Schalt­ antrieb 11 dient zur schrittweisen Weiterschaltung des Werkstückträgers 7.

In entsprechenden Lagerbüchsen des Gestells 1 sind Bearbeitungseinheiten 12 gehaltert, die in den Innenraum des Maschinengestelles 1 ragende und mittels Antriebsein­ richtungen 13 angetriebene Spindeln aufweisen. Außerdem weist jede Bearbeitungseinheit 12 eine Vorschubeinrich­ tung 14 für eine die Spindel lagernde Pinole 15 auf.

Auf die Pinole 15 der in Fig. 1 rechts dargestellten Bearbeitungseinheit 12a ist ein Werkzeugrevolver 16 aufgesetzt, der als Kronenrevolver ausgebildet ist. Der im einzelnen an späterer Stelle erläuterte Werkzeugrevol­ ver 16 weist bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Aus­ führungsbeispiel vier Arbeitsspindeln 17 auf, an denen jeweils Werkzeuge 18, 19, 20 gehalten sind. Während das Werkzeug 18 einem an dem Werkstückträger 7 gehaltenen Werkstück gegenübersteht und mit diesem in Eingriff gebracht werden kann, befinden sich die anderen Werkzeuge 19, 20 in Ruheposition. Durch Drehung des Werkzeugrevol­ vers 16 um eine im Winkel zu den Werkzeugen 18, 19, 20 angeordnete Achse können die Werkzeuge 18, 19, 20 ihre Position zyklisch tauschen und somit nacheinander in Arbeitsposition überführt werden.

Der Werkzeugrevolver 16 ist in einer insgesamt sechs Arbeitsspindeln 17a bis 17f aufweisenden Ausführungsform vereinfacht in den Fig. 2 bis 4 und in Fig. 5 in einer etwas detaillierteren Längsschnittdarstellung veranschau­ licht. Der Werkzeugrevolver 16 weist ein Lagerteil 22 auf, das an der Pinole 15 oder einem anderweitigen, linear geführten Schlitten befestigt ist. Ein solcher Schlitten kann bedarfsweise mit Bewegungsrichtung radial zu der Schaltachse 9, parallel zu dieser oder gegebenen­ falls auch rechtwinklig dazu vorgesehen werden.

Das Lagerteil 22 weist einen zentralen Lagerzapfen 23 auf, auf dessen zylindrischer Außenfläche ein im wesentlichen kegelstumpfförmiger Drehkopf 24 gehalten ist. An dem Lagerteil 22 ist konzentrisch zu dem Lager­ zapfen 23 in einer sich an diesen anschließenden Fläche eine Ringnut 25 ausgebildet, von der eine Dreh- und Arretiereinrichtung 26 wenigstens teilweise aufgenommen ist. Zu dieser gehört ein über einen Zwischenring 27 mit dem Drehkopf 24 verbundener, koaxial zu dem Lagerzapfen 23 angeordneter außenverzahnter Zahnkranz 28. Dieser steht mit einem nicht weiter dargestellten Ritzel in Verbindung, dessen Antriebswelle durch eine in dem Lager­ teil 22 ausgebildete Öffnung 29 führt.

An seinem radial innen liegenden und dem Drehkopf 24 zugewandten Randbereich ist der Zwischenring 27 mit einer Verzahnung 31 versehen, wobei die Zähne in Radialrichtung angeordnet sind. In der von dem Zwischenring 27 definier­ ten Öffnung sitzt ein mit dem Lagerteil 22 verbundener Widerlagerring 32 mit einer ebenfalls in Radialrichtung verlaufenden Verzahnung, deren Zähnezahl mit der Ver­ zahnung 31 übereinstimmt.

Unmittelbar im Anschluß an eine zur Aufnahme des Lagerzapfens 23 vorgesehene Durchgangsöffnung 33 weist der Drehkopf 24 an seiner dem Lagerteil 22 zugewandten Seite eine Ringnut 34 auf, in der ein einen Ringkolben 36 aufnehmender Ringzylinder 37 sitzt. Der axial bewegliche Ringkolben 36 weist eine der Verzahnung 31 und der Ver­ zahnung des Widerlagerringes 32 gegenüberliegende Ver­ zahnung auf, die mit diesen in Abhängigkeit von der Axialposition des Ringkolbens 36 in oder außer Eingriff steht. Damit bewirkt der Ringkolben 36 eine Arretierung des Drehkopfes 24 an dem Lagerteil 22 in feingestuften Positionen. Zur Axialpositionierung des Ringkolbens 36 dienen entsprechende ringförmige Arbeitsräume, die über lediglich schematisch angedeutete Steuerleitungen oder -kanäle 38, 39 mit einem Druckmittel, wie bspw. Hydrauli­ köl, beaufschlagbar sind.

Der Drehkopf 24 ist axial mit einem auf dem Lager­ zapfen 23 sitzenden Lagerring 41 fixiert, der in einer randoffenen, die Durchgangsöffnung 33 des Drehkopfes 24 umgebenden Ringnut sitzt.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, sind die Ar­ beitsspindeln 17 (17a bis 17f) jeweils an Wechseleinhei­ ten 51 (51a bis 51f) gelagert, die lösbar an dem Drehkopf 24 gehalten und in entsprechende Öffnungen 52 (52a bis 52f) des Drehkopfes 24 eingesetzt sind. Sie sind dabei, wie aus Fig. 3 hervorgeht, in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet. Die von den Arbeitsspindeln 17 definierten Drehachsen 53 (53a bis 53f) schließen im Beispiel mit einer von der Durchgangsbohrung 33 definier­ ten Schwenkachse 54 jeweils den gleichen Winkel ein. Bedarfsweise können die Drehachsen 53 der Wechseleinheiten 51 bezüglich der Schwenkachse 54 auch unterschiedli­ che Winkel definieren.

Die Öffnungen 52 des Drehkopfes 24 sind, wie aus dem in Fig. 4 dargestellten Schnitt IV-IV (Fig. 3) hervor­ geht, unabhängig von der Ausbildung der jeweiligen Wechseleinheit 51 untereinander gleich ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stimmen auch die Wech­ seleinheiten 51 in ihrer Ausbildung miteinander überein, jedoch können an dem Drehkopf 24 auch unterschiedliche Wechseleinheiten mit gleichen Außenabmessungen vorgesehen werden. Die lösbar an dem Drehkopf 24 befestigten Wech­ seleinheiten 51 enthalten Antriebseinheiten und können im ganzen von dem Drehkopf 24 abgenommen werden.

Die Wechseleinheiten 51 sind jeweils mit einer eigenen, als Motoranordnung dienenden Taumelscheibenma­ schine 56 versehen, deren Abtrieb mit der Arbeitsspindel 17 eine Einheit bildet. Zur Versorgung der Taumelschei­ benmaschine 56 mit als Antriebsmedium dienendem, unter Druck stehendem Hydrauliköl dienen aus Fig. 5 ersicht­ liche Zuleitungskanäle 61, die von dem jeweiligen Boden der Öffnungen 52 zu der Wandung der Durchgangsbohrung 33 führen. Ein weiterer Zuleitungskanal 63 führt durch das Lagerteil 22 zu einer nicht weiter dargestellten Hydrau­ likpumpe. Der Zuleitungskanal 63 mündet dabei an der zylindrischen Mantelfläche des Lagerzapfens 23 an einer Stelle, an der er mit dem Kanal 61 der in Arbeitsposition befindlichen Wechseleinheit 51 kommuniziert. Die den Kanal 63 speisende Hydraulikpumpe ist vorzugsweise an oder in unmittelbarer Nähe von dem Lagerteil 22 angeord­ net und kann bspw. von der Antriebseinrichtung 13 (Fig. 1) über eine Welle angetrieben sein.

Neben dem Zuleitungskanal 61 führt von dem jewei­ ligen Boden der Öffnung 52 ein Rücklaufkanal 62 weg, der ebenfalls an der Wandung der Durchgangsbohrung 33 mündet.

Durch das Lagerteil 22 führt ein Rücklaufkanal 64 zu dem Rücklaufkanal 62 der in Arbeitsposition befindlichen Wechseleinheit 51. Zur Kühlmittelversorgung der Werkzeuge (Werkzeuginnenkühlung) sind ein das Lagerteil 22 (Zapfen 23) durchsetzender Kühlmittelkanal 58 und ein Kanal 57 in dem Drehkopf 24 vorgesehen, die wenigstens in einer Drehstellung des Drehkopfes 24 miteinander kommunizieren. Zur Aufnahme von Lecköl dienen in dem Lagerzapfen 23 vorgesehene Ölsammelnute 67, 68, zwischen denen die Kanäle 63, 64 angeordnet sind. Von den Ölsammelnuten 67, 68 führen entsprechende Kanäle zu dem Hydrauliksystem zurück. Die Kanäle 57, 58 und die Kanäle 61, 62; 63, 64 bilden eine Ventileinrichtung 65 nach Art eines Hahnes, die durch Drehung des Drehkopfes 24 betätigt wird und jeweils lediglich eine Taumelscheibenmaschine 56 mit dem Hydrauliksystem verbindet.

In Fig. 6 ist die Wechseleinheit 51 separat darge­ stellt. Zu der Wechseleinheit 51 gehört ein Spindelge­ häuse 71, zu dem ein hohlzylindrischer Gehäuseabschnitt 72 und ein Deckelabschnitt 74 gehören. Diese können miteinander verschraubt oder anderweitig verbunden sowie einstückig ausgebildet sein.

In dem Spindelgehäuse 71 ist die Arbeitsspindel 17 mittels mehrerer Wälzlager 76, 77, 78 drehbar gelagert, die mit ihren Außenringen in entsprechenden Lagersitzen des Gehäuseabschnittes 72 gehalten sind. Mit ihren Innen­ ringen sitzen die Wälzlager 76, 77, 78 auf der Arbeits­ spindel 17. Zur Übertragung von Axialkräften von dem an der Arbeitsspindel 17 gehaltenen Werkzeug auf das Spin­ delgehäuse 71 dienen einander diagonal gegenüberliegende Ringschultern 81, 82 an dem Gehäuseabschnitt 72 bzw. der Arbeitsspindel 17.

Zum Antrieb der Arbeitsspindel 17 dient der Taumel­ scheibenmotor 56, dessen Abtrieb mit der Arbeitsspindel 17 identisch ist und zu dem ein ringförmiger Zylinder­ block 83 gehört.

Parallel zu seiner mittigen Durchgangsbohrung weist der Zylinderblock 83 mehrere auf einem gemeinsamen Kreis koaxial zu der Drehachse 53 angeordnete Zylinderbohrungen auf, in denen jeweils abgedichtet und axial verschiebbar ein Arbeitskolben 87 sitzt. Insgesamt sind sieben, neun oder mehr Arbeitskolben 87 vorgesehen. Eine größere Kolbenzahl kann den Gleichlauf verbessern und den erfor­ derlichen Bauraum reduzieren.

Mit ihren Stirnflächen definieren die Kolben 87 in den Zylinderbohrungen jeweils einen Arbeitsraum 88, der über einen Durchlaßkanal 89 zu einem Steuerkopf 91 führt. Dieser liegt mit einer sich in Radialrichtung erstrecken­ den Planfläche an einer ebenen Stirnfläche des Zylinder­ blockes 83 an. Zur Steuerung der Taumelscheibenmaschine weist der Steuerkopf 91 zwei kreisbogenförmige Steuerka­ näle 92, 93 auf, die so angeordnet sind, daß sie jeweils über einen größeren Drehbereich mit dem Durchlaßkanal 89 kommunizieren. Der Steuerkanal 92 steht mit einem Ein­ laßkanal 94 in Verbindung, während der Steuerkanal 93 mit einem Auslaßkanal 96 in Verbindung steht (Fig. 6). Der Ein- und der Auslaßkanal 94, 96 münden anderenends stirn­ seitig so an dem Steuerkopf, daß der Einlaßkanal 94 mit dem Zuleitungskanal 61 und der Auslaßkanal 96 mit dem Rücklaufkanal 62 kommuniziert, wenn die Wechseleinheit 51 in die Öffnung 52 eingesetzt ist.

Die Steuerkanäle 92, 93 können anstelle in dem Steuerkopf 91 auch in dem Zylinderblock 83 ausgebildet sein. Sie erstrecken sich jeweils über einen Winkelbe­ reich von vorzugsweise nicht ganz 180°, wobei sie im oberen und im unteren Totpunkt der Kolben 87 eine Tren­ nung der Hochdruckseite von der Niederdruckseite reali­ sieren.

An ihrem von den Arbeitsräumen 88 abliegenden Ende sind die Kolben 87 mit einem kugelförmigen Gelenkkopf 101 versehen, der in einem ringförmigen Gleitschuh 102 schwenkbar gelagert ist. Jeder Gelenkkopf 101 durchgreift eine Ausnehmung einer Lagerplatte 103, die an einer Winkelhülse 104 anliegt, sowie eine Ausnehmung einer Lochplatte 106, die koaxial zu der Drehachse 53 angeord­ net sind. Der Gleitschuh 102 stützt sich an einer ebenen Gleitfläche 107 eines unverdrehbar angeordneten Gegen­ lagers 108 ab. Die Gleitfläche 107 schließt mit der Drehachse 53 einen von 90° verschiedenen Winkel ein, so daß die Kolben 87 bei gleichmäßiger Drehung der Arbeits­ spindel 17 mit dem Zylinderblock 83 eine sinusförmig schwingende Bewegung ausführen.

Die so ausgebildete Taumelscheibenmaschine ist von einem den Hydraulikmotor 56 teilweise umschließenden Motorgehäuse 109 aufgenommen, das hülsenförmig ausgebil­ det ist und unverdrehbar in dem Gehäuseabschnitt 72 steckt. Mit einem nach innen weisenden Radialflansch 111 stützt das Motorgehäuse 109 das Gegenlager 108 an dem Spindelgehäuse 71 ab.

Zur drehbaren Lagerung des Zylinderblockes 83 in der Öffnung 52 des Drehkopfes 24 dienen Wälzlager 113, 114, deren Innenringe auf dem Zylinderblock 83 sitzen. An dem Spindelgehäuse 71 ist ein bis zu dem Steuerkopf 91 rei­ chender Fortsatz 112 ausgebildet, der einen Lagersitz für die Außenringe der Wälzlager 113, 114 bildet.

Zum Schutz der Arbeitsspindel 17 gegen Verschmutzung ist ein Sperrluftkanal 116 vorgesehen, der in einer an dem Deckelabschnitt 74 vorgesehenen Ringnut 117 mündet. Die Schmierung und Kühlung der Wechseleinheit 51 wird über die Hydraulikzufuhr realisiert. Zum Abführen von in dem Spindelgehäuse anfallendem Schmieröl oder Leckageöl von der Taumelscheibenmaschine 56 ist ein Ablaufkanal 118 vorgesehen, der den Gehäuseinnenraum des Spindelgehäuses 71 ausgehend von einer neben dem Wälzlager 78 ausgebilde­ ten Ringnut 119 entsorgt. Diese ist von der Ringnut 117 über einen Dichtungsring 120 getrennt.

Zur direkten Aufnahme von Werkzeugen oder Spann­ futtern ist an der Arbeitsspindel 17 eine entsprechend profilierte koaxiale Aufnahmeöffnung 170 ausgebildet. An die Aufnahmeöffnung 170 schließt sich ein Durchgangskanal 122 an, in dem ein endseitig aus der Wechseleinheit 51 ragendes Anschlußrohr 123 drehbar gelagert sitzt.

Die insoweit beschriebene Werkzeugmaschine 1 arbei­ tet wie folgt:
An den Werkstückspannvorrichtungen 10 der in Fig. 1 veranschaulichten Werkzeugmaschine 1 gehaltene Werkstücke werden durch Drehung des Werkstückträgers 7 nacheinander zu den Arbeitsstationen geführt. Ein an dem Werkzeugre­ volver 16 ankommendes Werkstück wird dort so lange posi­ tioniert, bis die erforderlichen Arbeiten ausgeführt sind. Dazu wird der Werkzeugrevolver 16 jeweils so ge­ schwenkt, daß die gewünschte Arbeitsspindel 17 mit dem daran gehaltenen Werkzeug 18 in Arbeitsposition kommt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird dazu der Ringkolben 36 in seine axial vordere Position überführt, so daß der Drehkopf 24 von dem Trägerteil 22 entkoppelt ist. Mit dem nicht weiter dargestellten Antrieb wird der Zahnkranz 28 unter Mitnahme des Drehkopfes 24 nun in die gewünschte Position um die von dem Lagerzapfen 23 definierte Schwenkachse 54 gedreht. Ist die Zielposition wenigstens näherungsweise erreicht, wird der Ringkolben 36 durch Druckbeaufschlagung seiner axial vorn liegenden Ring­ fläche in die hintere Axialposition überführt, womit er mit seiner Verzahnung den Drehkopf 24 unverdrehbar mit dem Lagerteil 22 kuppelt und dabei die Drehposition festlegt.

Durch die Schwenkbewegung des Drehkopfes 24 werden der Zuleitungskanal 61 und der Rücklaufkanal 62 der Wechseleinheit 51 mit dem Zuleitungskanal 63 und dem Rücklaufkanal 64 des Lagerteiles 22 verbunden, die durch die Drehbewegung in Arbeitsposition überführt worden ist. Die anderen Wechseleinheiten 51 und Arbeitsspindeln 17 sind inaktiv, wobei die entsprechenden Zuleitungskanäle 51 und Rücklaufkanäle 62 von der Außenumfangsfläche des Drehzapfens 23 verschlossen sind. Die betreffenden Ar­ beitsspindeln 17 sind somit weitgehend blockiert.

Durch den Zuleitungskanal 63 wird nun Hydrauliköl unter erheblichem Druck zu der Taumelscheibenmaschine 56 gepumpt, die mit einer dem Volumenstrom entsprechenden Drehzahl läuft und die Arbeitsspindel 17 entsprechend antreibt. Bei entsprechender Gestaltung der Ventilein­ richtung 65 kann die Taumelscheibenmaschine 56 der in Aktivposition zu schwenkenden Wechseleinheit 51 schon während des Schwenkvorganges anlaufen, wodurch Zeit gespart wird. Durch eine Zustellbewegung der Pinole 15 wird das Werkstück wie gewünscht bearbeitet.

Alternativ können einzelne Pinolen 15 ebenfalls mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung versehen sein, die von einer benachbart angeordneten oder einer zen­ tralen Hydraulikpumpe gespeist wird.

Eine Werkzeugmaschine 1 weist an wenigstens einer Arbeitsstation einen Werkzeugrevolver 16 auf, der mehrere separat angetriebene Arbeitsspindeln 17 aufweist. Als An­ triebseinrichtungen dienen vorzugsweise hydrostatische Antriebe, wie bspw. eine Taumelscheibenmaschine 56.

Claims (13)

1. Werkzeugrevolver (16) für eine Werkzeugmaschine (1) zur insbesondere spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken,
mit einem Lagerteil (22), der zur Verbindung mit der Werkzeugmaschine (1) eingerichtet ist,
mit einem Drehkopf (24), der mittels einer Lager­ einrichtung (23) an dem Lagerteil (22) drehbar gelagert ist,
mit einer Arretiereinrichtung (26), mittels derer der Drehkopf (24) in unterschiedlichen Drehpositionen unverdrehbar mit dem Lagerteil (22) verbindbar ist,
mit wenigstens zwei an dem Drehkopf (24) drehbar gelagerten Arbeitsspindeln (17), die mit Mitteln (170) zur Aufnahme von Werkzeugen (18) versehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Werkzeugrevolver (16) wenigstens zwei Motoranordnungen (56) vorgesehen sind, die jeweils ein­ zeln einer der Arbeitsspindeln (17) fest zugeordnet und dazu eingerichtet sind, diese drehend anzutreiben.

2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motoranordnungen (56) über Leitungs­ mittel (58, 63, 64) mit einer Energiequelle zur Versor­ gung der Motoranordnungen (56) mit geeigneter Antriebs­ leistung verbunden sind.

3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Energiequelle an dem Lagerteil (22) angeordnet ist.

4. Werkzeugrevolver nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Energiequelle und der Motor­ anordnung (56) eine Steuereinrichtung (65) zur Steuerung des Energieflusses von der Energiequelle zu der Motor­ anordnung (56) angeordnet ist.

5. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motoranordnung (56) eine durch unter Druck stehendes Fluid betreibbare Antriebseinrichtung ist, die als Verdrängermaschine ausgebildet ist.

6. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motoranordnung eine durch unter Druck stehendes Fluid betreibbare Antriebseinrichtung ist, die als Strömungsmaschine ausgebildet ist.

7. Werkzeugrevolver nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoranordnung (56) als Wechsel­ einheit (51) ausgebildet ist.

8. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur gesteuerten Verdrehung des Drehkopfes (24) gegen den Lagerteil (22) eine Dreheinrichtung (26) vorgesehen ist.

9. Werkzeugrevolver nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel (17) die Abtriebs­ welle der Verdrängermaschine ist.

10. Werkzeugrevolver nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verdrängermaschine (56) abtriebs­ seitig nichtuntersetzt mit der Arbeitsspindel (17) ver­ bunden ist.

11. Spindelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das als Antriebsmedium dienende unter Druck stehende Fluid außerdem Kühlmittel ist.

12. Werkzeugmaschine (1) zur insbesondere spanabhe­ benden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere Mehr­ stationen-Werkzeugmaschine (1), mit einem Werkzeugrevol­ ver nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoranordnungen (56) über Lei­ tungsmittel (58, 63, 64) mit einer Energiequelle zur Versorgung der Motoranordnungen (56) mit geeigneter Antriebsleistung verbunden sind und daß die Energiequelle an dem Lagerteil (22) angeordnet ist.