DE19740379A1 - Werkzeugrevolver für eine Werkzeugmaschine sowie Drehmaschine mit einem solchen Werkzeugrevolver - Google Patents
Werkzeugrevolver für eine Werkzeugmaschine sowie Drehmaschine mit einem solchen WerkzeugrevolverInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugrevolver für eine Werk
zeugmaschine, insbesondere für Drehmaschinen, sowie Dreh
maschinen, welche über mindestens einen solchen Werkzeug
revolver verfügen.
Werkzeugrevolver haben einen mit mehreren Bearbeitungswerk
zeugen bestückbaren Revolverkopf und eine meist als Revolver
gehäuse bezeichnete Revolverkopf-Tragvorrichtung, an bzw. in
der der Revolverkopf um eine Revolverschaltachse drehbar ge
lagert ist und in mehreren Winkelpositionen verriegelt werden
kann; mittels eines von der Werkzeugmaschinensteuerung ge
steuerten Schaltantriebs läßt sich der entriegelte Revolver
kopf um die Revolverschaltachse drehen, um ein Werkzeug in
Arbeitsstellung zu bringen, worauf der Revolverkopf am Revol
vergehäuse wieder verriegelt wird. Ein solcher Revolverkopf
hat mehrere Werkzeugstationen, deren jede eine Werkzeugauf
nahme zum Einspannen eines auswechselbaren Werkzeughalters
für ein Bearbeitungswerkzeug besitzt. Durch Drehen des Revol
verkopfs um seine Schaltachse lassen sich also alle Bearbei
tungswerkzeuge in einer beliebigen, von der Werkzeugmaschi
nensteuerung vorgegebenen Reihenfolge nacheinander in
Arbeitsstellung und dann zum Einsatz bringen. Die Erfindung
betrifft aber auch derartige Werkzeugrevolver, deren Revol
verkopf sich während des Arbeitens eines Werkzeugs, wie eines
Fräsers, um seine Schaltachse kontinuierlich drehen läßt.
Bei den Bearbeitungswerkzeugen kann es sich um während der
Bearbeitung bezüglich des Revolverkopfs stillstehende Werk
zeuge, wie Drehmeißel und Bohrstangen, handeln, aber
auch - wie bereits angedeutet - um während der Werkstückbearbeitung
um eine Werkzeugachse rotierende Werkzeuge, wie Bohrer,
Fräser, Gewindeschneidwerkzeuge und dergleichen. Bei den
zuletzt genannten drehantreibbaren Werkzeugen wird das
eigentliche Werkzeug von einer im Werkzeughalter drehbar
gelagerten Werkzeugantriebswelle angetrieben, welche, wenn
der Werkzeughalter in eine Werkzeugaufnahme des Revolverkopfs
eingespannt ist, in einen Hohlraum des Revolverkopfs hinein
ragt und mit einer Antriebswelle einer Werkzeug-Antriebsvor
richtung des Werkzeugrevolvers gekuppelt werden kann. Nicht
angetriebene Werkzeuge verfügen hingegen nicht über ein Ele
ment, welches mit einer solchen Antriebswelle der Werkzeug-
Antriebsvorrichtung zu kuppeln ist.
Die Schnittstelle zwischen Werkzeug und Revolverkopf ist in
den meisten Fällen gemäß einer Norm ausgebildet, z. B. gemäß
DIN 69 880 oder DIN 69 893, und diese Norm bestimmt sowohl die
Gestaltung des Werkzeughalters, als auch diejenige der Werk
zeugaufnahmen der Werkzeugstationen des Revolverkopfs.
Klassische Revolverkopfformen sind der Sternrevolver, der
Scheibenrevolver und der Kronenrevolver. Beim Sternrevolver
und beim Scheibenrevolver hat der Revolverkopf die Form einer
zur Revolverschaltachse senkrechten und koaxialen Scheibe, an
deren Umfang die Werkzeugaufnahmen angeordnet sind; beim
Sternrevolver verläuft die Revolverschaltachse senkrecht zu
einer die Richtung einer Z-Achse der Drehmaschine definieren
den Rotationsachse einer ein zu bearbeitendes Werkstück hal
tenden Werkstückspindel, während beim Scheibenrevolver die
Revolverschaltachse parallel zur Z-Achse verläuft. Infolge
dessen erstrecken sich z. B. nicht angetriebene Bohrer bei
einem Sternrevolver bezüglich dessen Schaltachse in radialer
Richtung vom Revolverkopf weg, bei einem Scheibenrevolver
hingegen in Richtung seiner Schaltachse. Bei Kronenrevolvern
verläuft die Schaltachse schräg zur Richtung der Z-Achse, bei
klassischen Kronenrevolvern hat der Revolverkopf die Gestalt
eines Kegel- oder Pyramidenstumpfs mit der Revolverschalt
achse als Kegel- bzw. Pyramidenachse, an dessen Umfang die
Werkzeugaufnahmen für die Werkzeughalter angeordnet sind, und
ein sich in Arbeitsposition befindliches nicht-angetriebenes
Werkzeug, wie beispielsweise ein Bohrer, ragt in Richtung der
Z-Achse und damit in einer schräg zur Revolverschaltachse
verlaufenden Richtung weg vom Umfang des Revolverkopfs. In
allen drei Fällen kann der Revolverkopf an seinem Umfang für
jede Werkzeugstation eine ebene Anlagefläche für den dort an
zubringenden Werkzeughalter aufweisen, von der eine senkrecht
zu dieser Anlagefläche orientierte Bohrung zur Aufnahme eines
meist zylindrischen Schafts des Werkzeughalters in den Revol
verkopfkörper hineinragt.
Aus den vorstehenden Erläuterungen der drei klassischen
Revolvertypen ergibt sich folgendes:
Beim Sternrevolver hat die von der Spitze des längsten Werk zeugs beim Drehen des Revolverkopfs durchlaufene Kreisbahn (deren Radius üblicherweise als Durchschaltradius bezeichnet wird) einen sehr großen Durchmesser, was zu einer erheblichen Baulänge der mit einem solchen Sternrevolver ausgestatteten Drehmaschine führt. Dies wirkt sich insbesondere auf die Bau länge sogenannter Gegenspindelmaschinen (Drehmaschinen mit zwei koaxialen, sich mit einander zugewandten Werkstückspann vorrichtungen gegenüberliegenden Werkstückspindeln) negativ aus. Des weiteren werden die von einem Sternrevolver getrage nen Werkzeuge durch die beim Arbeiten auf die Werkzeuge ein wirkenden Kräfte um die Achse der betreffenden Werkzeugauf nahme verdreht und/oder gebogen, woraus Ungenauigkeiten der Geometrie der bearbeiteten Werkstücke resultieren.
Beim Sternrevolver hat die von der Spitze des längsten Werk zeugs beim Drehen des Revolverkopfs durchlaufene Kreisbahn (deren Radius üblicherweise als Durchschaltradius bezeichnet wird) einen sehr großen Durchmesser, was zu einer erheblichen Baulänge der mit einem solchen Sternrevolver ausgestatteten Drehmaschine führt. Dies wirkt sich insbesondere auf die Bau länge sogenannter Gegenspindelmaschinen (Drehmaschinen mit zwei koaxialen, sich mit einander zugewandten Werkstückspann vorrichtungen gegenüberliegenden Werkstückspindeln) negativ aus. Des weiteren werden die von einem Sternrevolver getrage nen Werkzeuge durch die beim Arbeiten auf die Werkzeuge ein wirkenden Kräfte um die Achse der betreffenden Werkzeugauf nahme verdreht und/oder gebogen, woraus Ungenauigkeiten der Geometrie der bearbeiteten Werkstücke resultieren.
Der letztgenannte Nachteil tritt auch bei Scheibenrevolvern
auf: Ein sogenanntes Innenbearbeitungswerkzeug, wie ein Boh
rer oder eine Bohrstange, neigt dazu, unter der Wirkung der
beim Arbeiten auf das Werkzeug einwirkenden Kräfte in der
Werkzeugaufnahme verdreht zu werden, da ein Scheibenrevolver
in Richtung der Z-Achse lange, abstehende Werkzeuge erforder
lich macht, wodurch beim Arbeiten große Momente auf das Werk
zeug einwirken, welche letzteres aus seiner Sollposition ab
zudrängen versuchen. Auch macht ein Scheibenrevolver für das
Arbeiten an der Stirnseite eines Werkstücks mit einem ange
triebenen Werkzeug, wie einem rotierenden Bohrer, einen Werk
zeughalter erforderlich, welcher ein kostspieliges Winkelge
triebe für den Werkzeugantrieb enthält. Schließlich müssen
solche Werkzeughalter mit großem Aufwand präzise ausgerichtet
werden.
Ein Kronenrevolver hat einen vorteilhaft kleinen Durch
schaltradius, jedoch tendieren, ähnlich wie beim Stern
revolver, sogenannte Außenbearbeitungswerkzeuge, also z. B.
ein Drehmeißel zur Verkleinerung des Außendurchmessers eines
Werkstücks, unter den Bearbeitungskräften dazu, um die Achse
ihrer Werkzeugaufnahme verdreht zu werden. Für Bohr- und
Fräsarbeiten an der Umfangsfläche eines Werkstücks müssen
außerdem angetriebene Werkzeuge eingesetzt werden, deren
Werkzeughalter ein aufwendiges Winkelgetriebe enthält.
Schließlich läßt sich ein Kronenrevolver bei einer Gegen
spindelmaschine nur unter Inkaufnahme erheblicher Nachteile
einsetzen - es werden abgewinkelte und daher aufwendige Werk
zeughalter erforderlich, und es müssen problematische Hebel
verhältnisse am arbeitenden Werkzeug in Kauf genommen werden,
welche nur geringe Zerspanungskräfte zulassen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevol
ver zu entwickeln, der es erlaubt, die Geometrie des Arbeits
raums einer Werkzeugmaschine möglichst günstig zu gestalten,
und es gleichzeitig zuläßt, alle denkbaren Zerspanungs
prozesse, die heute auf einer Drehmaschine durchgeführt
werden, mit geringstmöglichem Aufwand und möglichst kurzen
Umrüstzeiten durchzuführen.
Aus der Druckschrift "INDEX G30/150NC" der Index-Werke
GmbH & Co. KG Hahn & Tessky ist eine Drehmaschine bekannt geworden,
welche eine in einem Spindelstock um eine die Richtung einer
Z-Achse der Drehmaschine definierende Spindelachse drehbar
gelagerte Werkstückspindel besitzt, an deren dem Arbeitsraum
dieser Drehmaschine zugekehrten Ende eine Werkstückspannvor
richtung zum Halten eines zu bearbeitenden Werkstücks ange
bracht ist. Ein von einem Maschinenbett der Drehmaschine ge
tragenes Kreuzschlittensystem trägt einen Werkzeugrevolver,
der dank des Kreuzschlittensystems in Richtung der Z-Achse
und einer hierzu senkrechten X-Achse der Drehmaschine ver
fahrbar ist und einen Revolverkopf aufweist, der um eine
schräg zur Richtung der Z-Achse verlaufende Revolver
schaltachse drehbar ist. Die Gestalt dieses Revolverkopfs
entspricht ungefähr der Gestalt zweier mit ihren Grundflächen
gegeneinander anliegender Kegelstümpfe mit unterschiedlichen
Kegelwinkeln, deren Umfangsflächen jeweils mit einer Reihe
von drehwinkelmäßig äquidistanten Werkzeugstationen versehen
sind, von denen jede eine Werkzeugaufnahme zum Einspannen
eines Werkzeughalters für ein Bearbeitungswerkzeug besitzt.
In Richtung der Revolverschaltachse gesehen liegen die Werk
zeugstationen der einen Reihe in den Lücken zwischen den
Werkzeugstationen der anderen Reihe, die Werkzeugstationen
der vom Kreuzschlittensystem abgewandten Reihe besitzen
jeweils eine von der Außenfläche des Revolverkopfs gebildete
ebene Anlagefläche für einen Werkzeughalter eines Außenbe
arbeitungswerkzeugs und eine zu dieser Anlagefläche senk
rechte Bohrung zur Aufnahme eines Schafts dieses Werkzeug
halters, während die dem Kreuzschlittensystem zugewandte
Werkzeugstationenreihe schwalbenschwanzförmige Werkzeugauf
nahmen zum Einspannen von Werkzeughaltern von Innenbearbei
tungswerkzeugen besitzen. Dieser bekannte Werkzeugrevolver
verfügt nicht über eine Werkzeug-Antriebsvorrichtung und kann
daher nur mit während der Bearbeitung bezüglich des Revolver
kopfs stillstehenden Werkzeugen bestückt werden.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wurde die Grundform des
Körpers des vorstehend geschilderten bekannten Revolverkopfs
aufgegriffen, welcher sich zu beiden Seiten einer senkrecht
zur Revolverschaltachse verlaufenden Durchmesserebene des
Revolverkopfkörpers verjüngt.
Die Erfindung geht deshalb aus von einem Werkzeugrevolver für
eine Werkzeugmaschine, der einen Revolverkopf aufweist, wel
cher an einer Revolverkopf-Tragvorrichtung des Werkzeugrevol
vers um eine Revolverschaltachse drehbar gelagert und mittels
einer Revolverkopf-Verriegelungsvorrichtung relativ zur Trag
vorrichtung in einer vorgegebenen Anzahl von bezüglich der
Schaltachse drehwinkelmäßig äquidistanten Schaltstellungen
verriegelbar ist, sich zu beiden Seiten einer senkrecht zur
Revolverschaltachse verlaufenden Durchmesserebene des Revol
verkopfs verjüngt und auf jeder Seite dieser Durchmesserebene
jeweils eine kreisringförmige, zur Schaltachse konzentrische
Reihe von drehwinkelmäßig äquidistanten Werkzeugstationen be
sitzt, deren jede eine einer der Schaltstellungen zugeordnete
Werkzeugaufnahme zum Einspannen eines Werkzeughalters für ein
Bearbeitungswerkzeug aufweist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein solcher Werk
zeugrevolver erfindungsgemäß so gestaltet, daß
- (a) mindestens zwei der Werkzeugaufnahmen zum Einspannen eines um eine Werkzeugachse drehantreibbaren Werk zeugs, dessen Werkzeughalter eine Werkzeugantriebs welle zum Eingreifen in die betreffende Werkzeugauf nahme aufweist, ausgebildet sind und eine Werkzeug- Antriebsvorrichtung für die Werkzeugantriebswellen vorgesehen ist;
- (b) jede Werkzeugstation als Teil einer Schnittstelle zwischen Werkzeughalter und Revolverkopf eine von den Außenflächen des Revolverkopfs gebildete ebene Anlagefläche für den betreffenden Werkzeughalter aufweist;
- (c) die Anlageflächen einer ersten Reihe von Werk zeugstationen eine erste, insbesondere regelmäßige Pyramide und die Anlageflächen der anderen, zweiten Reihe von Werkzeugstationen eine zweite, insbeson dere regelmäßige Pyramide definieren, wobei die beiden Pyramiden voneinander wegweisende Spitzen und vorzugsweise gleiche Gestalt aufweisen und die Achse einer jeden Pyramide mit der Revolverschaltachse zusammenfällt, so daß die beiden Pyramiden an der Durchmesserebene des Revolverkopfs, von der die Pyramidenspitzen gleich große Abstände aufweisen, aneinandergrenzen;
- (d) jede Reihe von Werkzeugstationen mindestens eine Werkzeugaufnahme für ein antreibbares Werkzeug auf weist;
- (e) jede der Werkzeugaufnahmen für angetriebene Werk zeuge eine senkrecht zur Anlagefläche der betreffen den Werkzeugstation verlaufende Achse besitzt;
- (f) zwei einander benachbarte Werkzeugaufnahmen für an treibbare Werkzeuge zu verschiedenen Werkzeugstatio nenreihen gehören und bezüglich der Revolverschalt achse drehwinkelmäßig gegeneinander versetzt sind, wobei die Achsen dieser Werkzeugaufnahmen die Durch messerebene des Revolverkopfs in Punkten durch dringen, welche auf einem zur Schaltachse konzentri schen Kreis liegen;
- (g) die Werkzeug-Antriebsvorrichtung mindestens eine senkrecht zur Revolverschaltachse verlaufende An triebswelle aufweist, welche zum Kuppeln mit bzw. Abkuppeln von einer Werkzeugantriebswelle eines an treibbaren Werkzeugs in ihrer Längsrichtung ver schiebbar ist.
Wie sich aus dem Folgenden noch ergeben wird, löst der erfin
dungsgemäße Werkzeugrevolver nicht nur die gestellte Aufgabe,
sondern er bietet an den Schnittstellen zwischen Werkzeughal
ter und Revolverkopf für jeden Werkzeughalter eine wegen der
"Doppelpyramide" verhältnismäßig große plane Anlage- und Ab
stützfläche und eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit, alle
Werkzeuge so anzuordnen, daß für jedes sich im Einsatz be
findliche Werkzeug die Gefahr minimiert wird, daß sich das
Werkzeug unter der Wirkung der Bearbeitungskräfte verbiegt
oder sein Werkzeughalter in der Werkzeugaufnahme verdreht
wird, und zwar auch dann, wenn die Werkzeughalter zylindri
sche Schäfte zum Einsetzen in Bohrungen der Werkzeugaufnahmen
aufweisen. Hinsichtlich des Durchschaltradius ist ein er
findungsgemäßer Werkzeugrevolver ebenso vorteilhaft wie ein
Kronenrevolver. Ferner läßt sich der erfindungsgemäße Werk
zeugrevolver ohne weiteres so gestalten, daß von den antreib
baren Werkzeugen immer nur das sich gerade in Arbeitsstellung
befindliche Werkzeug angetrieben wird, wodurch sich die im
Revolverkopf entstehenden Energieverluste minimieren lassen
und die Möglichkeit eröffnet wird, alle nicht in Arbeitsstel
lung befindlichen antreibbaren Werkzeuge gegen ein Verdrehen
zu sichern - gewisse antreibbare Werkzeuge werden vorteil
hafterweise mit einer ganz bestimmten Drehwinkelposition zum
Einsatz gebracht. Schließlich lassen sich bei Verwendung
eines erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers Winkelgetriebe in
den Werkzeughaltern angetriebener Werkzeuge völlig vermeiden.
Für die Triebverbindung zwischen der Antriebswelle der Werk
zeugantriebsvorrichtung und der Werkzeugantriebswelle eines
sich in Arbeitsstellung befindenden antreibbaren Werkzeugs
sind verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten denkbar, bevorzugt
wird jedoch eine Ausführungsform, bei der die Antriebswelle
der Werkzeug-Antriebsvorrichtung an ihrem von der Revolver
schaltachse abgewandten Endbereich mit einem Zahnrad in Form
eines Kegelrads zum Kuppeln mit einem Zahnrad an der Werk
zeugantriebswelle eines sich in Arbeitsstellung befindlichen
antreibbaren Werkzeugs versehen ist. Bei dem Zahnrad der
Werkzeugantriebswelle könnte es sich zwar gleichfalls um ein
Kegelrad handeln, die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt
es jedoch, an dieser Stelle statt eines Kegelrades ein weni
ger aufwendiges Stirnrad zu verwenden.
Ein besonderes Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers ist es, daß die Achsen
der Werkzeugaufnahmen für angetriebene Werkzeuge derart ange
ordnet sind, daß beim Drehen des Revolverkopfs um seine
Schaltachse am Zahnrad der Antriebswelle der Werkzeug
antriebsvorrichtung nacheinander vorbeilaufende Werkzeugauf
nahmeachsen bzw. Werkzeugantriebswellenachsen dieses Zahnrad
abwechselnd auf seiner einen und seiner anderen Seite passie
ren. Die gegenüber der erwähnten Durchmesserebene des Revol
verkopfs geneigten Achsen der Werkzeugaufnahmen bzw. der
Werkzeugantriebswellen kreuzen sich also radial außerhalb der
Antriebswelle der Werkzeug-Antriebsvorrichtung, wenn man sich
die Reihen von Werkzeugstationen zu geraden Reihen gestreckt
denkt und in Längsrichtung dieser gestreckten Reihen betrach
tet. Infolge der Tatsache, daß alle Anlageflächen der Werk
zeugstationen bzw. alle Achsen der Werkzeugaufnahmen einen
gleich großen Winkel mit der besagten Durchmesserebene des
Revolverkopfs bzw. mit der Revolverschaltachse bilden, ergibt
sich für die Zahnräder aller Werkzeugantriebswellen auch der
selbe Eingriffswinkel am Kegelrad der Antriebswelle der Werk
zeugantriebsvorrichtung.
Um die Antriebswelle der Werkzeugantriebsvorrichtung oder,
sollte letztere über mehrere Antriebswellen verfügen, alle
Antriebswellen der Werkzeugantriebsvorrichtung mittels einer
zentralen Eintriebswelle antreiben, aber auch in bezüglich
der Revolverschaltachse radialer Richtung verschieben zu
können, empfiehlt sich eine Konstruktion, bei der die An
triebswelle der Werkzeugantriebsvorrichtung an ihrem Umfang
mit einer Stirnverzahnung zum Antreiben der Antriebswelle
mittels einer Kronradverzahnung einer mit der Revolver
schaltachse koaxialen Eintriebswelle versehen ist. Dies
bringt auch noch den Vorteil mit sich, daß die Antriebswelle
bzw. alle Antriebswellen stets mit der Eintriebswelle gekup
pelt sein können und deshalb beim Auskuppeln der angetriebe
nen Werkzeuge kein Verlust der Drehwinkelkontrolle der
Maschinensteuerung bezüglich der Antriebswelle der Werk
zeugantriebsvorrichtung eintreten kann - wie bereits erwähnt,
ist bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorge
sehen, daß die Werkzeugwellen beim Abkuppeln eines antreib
baren Werkzeugs blockiert werden, so daß auch die Drehwinkel
positionen der Werkzeuge selbst stets zu den in der Maschi
nensteuerung vorliegenden Daten gehören.
Da bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Werkzeugrevolvers die Werkzeugaufnahmen für antreibbare Werk
zeuge so ausgebildet sein sollen, daß sie sich auch mit
nicht-antreibbaren Werkzeugen bestücken lassen, werden Aus
führungsformen bevorzugt, bei denen jede Werkzeugstationen
reihe mehrere Werkzeugaufnahmen für antreibbare Werkzeuge
aufweist und insbesondere alle Werkzeugaufnahmen für die Auf
nahme antreibbarer Werkzeuge ausgebildet sind. Diesbezüglich
sei aber schon hier auf die nachfolgenden Erläuterungen ver
wiesen, aus denen sich ergibt, daß auch in diesem Fall zwi
schen den Werkzeugaufnahmen einer jeden Werkzeugstationen
reihe noch zusätzliche Werkzeugaufnahmen für nicht-antreib
bare Werkzeuge vorgesehen werden können.
Vor allem für den Einsatz auf Werkzeugmaschinen, welche für
den Werkzeugrevolver nicht über eine sogenannte B-Achse ver
fügen, sollten die Anlageflächen der Werkzeugstationen bzw.
die Achsen der Werkzeugaufnahmen mit der Durchmesserebene des
Revolverkopfs jeweils einen Winkel von 45° bilden, was
gleichbedeutend damit ist, daß die Seitenflächen einer jeden
Pyramide mit der Revolverschaltachse jeweils einen Winkel von
45° bilden, denn dann lassen sich auch bei einer Gegen
spindelmaschine Werkzeuge eines Werkzeugrevolvers an jeder
der beiden Werkstückspindeln zum Einsatz bringen. Ist der
Werkzeugrevolver jedoch um eine B-Achse schwenkbar, d. h. um
eine zur Z- und zur X-Achse senkrecht verlaufende Achse, ist
ein Winkel von 45° nicht zwingend erforderlich.
Aus den vorstehenden Erläuterungen folgt, daß die Erfindung
auch eine Drehmaschine mit einer B-Achse für den Werkzeug
revolver und/oder mit zwei einander gegenüberliegenden,
koaxialen Werkstückspindeln, d. h. eine sogenannte Gegen
spindelmaschine, mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen
Werkzeugrevolvern betrifft.
Im folgenden soll die Erfindung anhand besonders vorteilhaf
ter, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen noch
näher erläutert werden, wobei sich zusätzliche Merkmale und
Vorteile der Erfindung aus den Zeichnungen und deren Be
schreibung ergeben; in der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische und stark vereinfachte
Draufsicht auf den Arbeitsraum einer als
Gegenspindelmaschine gestalteten Drehmaschine
mit einem herkömmlichen Sternrevolver;
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung,
jedoch mit herkömmlichen Scheibenrevolvern;
Fig. 3 eine schematische und wiederum stark verein
fachte Ansicht des Arbeitsraums einer Dreh
maschine mit einer Werkstückspindel und einem
herkömmlichen Kronenrevolver, welcher jedoch
in zwei Positionen gezeichnet wurde, wobei
sich in der einen Position ein Innenbearbei
tungswerkzeug in Form eines Bohrers in
Arbeitsstellung befindet, während sich in der
anderen Position ein Außenbearbeitungswerk
zeug in Form eines Drehmeißels in Arbeits
stellung befindet;
Fig. 4A eine schematische Seitenansicht eines erfin
dungsgemäßen Werkzeugrevolvers mit einem als
Säule ausgebildeten Werkzeugrevolverträger
zur Realisierung einer B- und einer Y-Achse
für den Werkzeugrevolver;
Fig. 4B eine Stirnansicht (gemäß Fig. 4A von links
gesehen) des erfindungsgemäßen Werkzeug
revolvers, wobei jedoch im Gegensatz zu Fig. 4A
alle Werkzeugaufnahmen für antreibbare
Werkzeuge mit derartigen Werkzeugen bestückt
sind;
Fig. 5A, 5B und 5C der Fig. 1 entsprechende Darstellungen einer
Gegenspindelmaschine, welche jedoch zwei er
findungsgemäße Werkzeugrevolver aufweist, die
in den Fig. 5A und 5B mit nicht-antreib
baren Werkzeugen in Form von Außen- und
Innenbearbeitungswerkzeugen und in Fig. 5C
mit Bohrern zum Längs- und Querbohren be
stückt sind, wobei die Fig. 5A und 5B die
beiden Werkzeugrevolver in unterschiedlichen
Positionen zeigen, um zu verdeutlichen, daß
jeder Werkzeugrevolver an jeder Werkstück
spindel zum Einsatz gebracht werden kann;
Fig. 6 einen axialen Schnitt durch eine bevorzugte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werk
zeugrevolvers, und zwar einen Schnitt nach
der Linie 6-6 in Fig. 4B, wobei allerdings
die in Fig. 6 unten gezeigte Werkzeugaufnahme
samt Werkzeugantriebswelle des in diese Auf
nahme eingesetzten antreibbaren Werkzeugs in
einer anderen, der Linie 6'-6' aus Fig. 4B
entsprechenden Schnittebene gezeichnet wurde;
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 6,
wobei jedoch die Werkzeugantriebswellen weg
gelassen wurden;
Fig. 8 den oberen linken Teil der Fig. 6 in größerem
Maßstab, wobei jedoch die Werkzeugantriebs
vorrichtung von der in Fig. 6 oben darge
stellten Werkzeugantriebswelle abgekuppelt
ist;
Fig. 9A und 9B Schnitte gemäß der in Fig. 6 angedeuteten
Schnittlinie 9, jedoch in größerem Maßstab,
wobei in Fig. 9A die in Fig. 6 oben darge
stellte Werkzeugantriebswelle abgekuppelt und
verriegelt ist, während die Fig. 9B denjeni
gen Zustand zeigt, in dem diese Werkzeug
antriebswelle mit der Werkzeugantriebsvor
richtung gekuppelt ist und angetrieben werden
kann;
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Gegenspindelmaschine
mit zwei erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvern
gemäß Fig. 4A;
Fig. 11 eine Ansicht der gemäß Fig. 10 linken Werk
stückspindel und der beiden Werkzeugrevolver
samt ihren Werkzeugrevolverträgern und Kreuz
schlittensystemen, gemäß Fig. 10 von rechts
gesehen, und
Fig. 12 eine der Fig. 10 entsprechende Darstellung,
wobei jedoch nur der gemäß Fig. 10 untere
Werkzeugrevolver gezeichnet wurde, und zwar
in zwei verschiedenen Stellungen, um zu ver
deutlichen, daß mit allen Werkzeugen dieses
Werkzeugrevolvers sowohl von der einen, als
auch von der anderen Werkstückspindel gehal
tene Werkstücke bearbeitet werden können.
Bei den in Fig. 1 dargestellten Elementen einer herkömmli
chen, als Gegenspindelmaschine gestalteten und mit einem be
kannten Sternrevolver ausgestatteten Drehmaschine handelt es
sich um eine Werkstückspindel 10 zum Halten eines zu bearbei
tenden Werkstücks 10a, eine Werkstückspindel 12 zum Halten
eines zu bearbeitenden Werkstücks 12a, welche beide um eine
den zwei Spindeln gemeinsame Spindelachse 14 drehbar gelagert
sind, sowie um einen Werkzeugrevolver 15 mit einem um eine
Revolverschaltachse 16 drehbaren Revolverkopf 18 und einem
als Revolverkopf-Tragvorrichtung fungierenden Revolvergehäuse
20, an dem der Revolverkopf 18 gelagert ist. Der Revolverkopf
18 des als Sternrevolver ausgebildeten Werkzeugrevolvers 15
hat zwölf Werkzeugstationen mit jeweils einer Werkzeugauf
nahme 22, die mit einer Aufnahmebohrung 24 (die Fig. 1 zeigt
nur eine dieser Aufnahmebohrungen) mit bezüglich der
Schaltachse 16 radial verlaufender Achse 26 versehen und der
eine von der Umfangsfläche des Revolverkopfs 18 gebildete
ebene, senkrecht zur Achse 26 verlaufende Anlagefläche 28 zu
geordnet ist. Die Werkzeugaufnahmen 22 lassen sich mit Bear
beitungswerkzeugen bestücken, deren jedes aus dem eigentli
chen Werkzeug und einem Werkzeughalter besteht; die Fig. 1
zeigt nur zwei solche Bearbeitungswerkzeuge, nämlich ein als
Drehmeißel gestaltetes Außenbearbeitungswerkzeug 30a und ein
als Bohrer gestaltetes Innenbearbeitungswerkzeug 32a. Das
Außenbearbeitungswerkzeug 30a wird von einem Werkzeughalter
30b gehalten, das Innenbearbeitungswerkzeug 32a von einem
Werkzeughalter 32b, und jeder dieser Werkzeughalter hat einen
zylindrischen Werkzeughalterschaft 30c bzw. 32c, der in die
Aufnahmebohrung 24 der betreffenden Werkzeugaufnahme 22 ein
gesetzt und in dieser Aufnahmebohrung durch nicht darge
stellte Mittel eingespannt ist.
In Fig. 1 sind auch die Richtungen der Z- und der X-Achse
dieser Drehmaschine durch die Doppelpfeile Z und X angegeben,
die Z-Achse verläuft parallel zur Spindelachse 14, die
X-Achse senkrecht zur Z-Achse, und zwar in einer solchen Rich
tung, daß sich durch Verschieben des Werkzeugrevolvers 15 in
Richtung der X-Achse der Durchmesser des Werkstücks 10a bzw.
12a einstellen läßt, welcher sich durch Bearbeiten des Außen
umfangs dieses Werkstücks mit Hilfe des Außenbearbeitungs
werkzeugs 30a ergibt.
Nicht dargestellt sind die Spindelstöcke oder Spindelkästen,
in denen die Werkstückspindeln 10 und 12 gelagert sind, und
auch nicht das den Werkzeugrevolver 15 tragende Kreuzschlit
tensystem, mit dessen Hilfe sich der Werkzeugrevolver 15 in
Richtung der Z- und der X-Achse relativ zu den beiden Werk
stückspindeln 10 und 12 verschieben läßt.
Dasjenige Werkzeug, dessen Spitze den größten radialen Ab
stand von der Revolverschaltachse 16 besitzt, im Falle der
Fig. 1 also das Innenbearbeitungswerkzeug 32a, bestimmt den
sogenannten Durchschaltradius RST des Werkzeugrevolvers 15,
und bei einem Sternrevolver ist dieser Durchschaltradius
gleich der halben, in Richtung der Z-Achse zwischen den
beiden Werkstückspindeln erforderlichen Durchschaltlänge, die
benötigt wird, um den mit Bearbeitungswerkzeugen bestückten
Revolverkopf 18 um 360° drehen zu können, ohne daß eines
seiner Werkzeuge mit einer der Werkstückspindeln oder mit
einem der Werkstücke kollidiert.
Wie aus Fig. 1 gut erkennbar wird, haben z. B. beim Arbeiten
des Außenbearbeitungswerkzeugs 30a am Umfang des Werkstücks
12a die auf das Außenbearbeitungswerkzeug 30a einwirkenden
Bearbeitungskräfte die Tendenz, den Werkzeughalter 30b um die
Achse seines Schafts 30c, d. h. um die Achse 26 der den Werk
zeughalter 30b haltenden Werkzeugaufnahme 22 zu verdrehen.
In Fig. 2, welche eine Gegenspindelmaschine mit herkömmlichem
Scheibenrevolver in der Fig. 1 entsprechender Weise zeigt,
wurden dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet, je
doch unter Hinzufügung eines Strichs, und da sich die in den
Fig. 1 und 2 gezeigten Drehmaschinen nur in der Art bzw.
der Anordnung des Revolvers und infolgedessen in der Ausbil
dung der Werkzeughalter unterscheiden, kann die Erläuterung
der Fig. 2 kurzgehalten werden.
Die in Fig. 2 gezeigte Gegenspindelmaschine verfügt über zwei
als Scheibenrevolver gestaltete Werkzeugrevolver 15I' und
15II', von denen der Werkzeugrevolver 15I' der Werkstück
spindel 10' und der Werkzeugrevolver 15II' der Werkstück
spindel 12' zugeordnet ist, jedenfalls dann, wenn diese Dreh
maschine nicht über B-Achsen für die beiden Werkzeugrevolver
verfügt. Die in Fig. 2 vollständig gezeigten Revolverköpfe
18I' und 18II' tragen jeweils ein als Bohrer ausgebildetes
Innenbearbeitungswerkzeug 32a' (die anderen Werkzeuge wurden
nicht dargestellt), jedoch wurde die eine Hälfte des Revol
verkopfs 18I' auch noch zusammen mit einem Außenbearbeitungs
werkzeug 30a' dargestellt. Wie der für den Werkzeugrevolver
15II' eingezeichnete Durchschaltradius RSCH erkennen läßt, ist
dieser für einen Scheibenrevolver wesentlich kleiner als für
einen Sternrevolver, da beim Scheibenrevolver die Innenbear
beitungswerkzeuge vom Revolverkopf nicht in bezüglich der
Revolverschaltachse radialer Richtung abstehen, jedoch müssen
bei einem Scheibenrevolver die Werkzeughalter 32b' für ange
triebene Innenbearbeitungswerkzeuge ein aufwendiges Winkel
getriebe enthalten, da im Inneren des Revolverkopfs befind
liche Antriebswellen zum Antreiben von Bohrern und derglei
chen in bezüglich der Revolverschaltachse radialer Richtung
verlaufen. Wie der Durchschaltradius ist auch die Durch
schaltlänge LSCH, die in Fig. 2 für den Werkzeugrevolver 18II'
eingezeichnet wurde, bei einem Scheibenrevolver wesentlich
kleiner als bei einem Sternrevolver.
In Fig. 3, welche eine Drehmaschine mit einem herkömmlichen
Kronenrevolver in der Fig. 1 analoger Weise darstellt, wurden
dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet, jedoch unter
Hinzufügung zweier Striche, so daß sich auch die Beschreibung
der Fig. 3 kurzfassen läßt.
Die Fig. 3 zeigt ein und denselben, als herkömmlichen Kronen
revolver ausgebildeten Werkzeugrevolver 15'' in zwei verschie
denen Positionen, wobei sich in der einen Position ein Innen
bearbeitungswerkzeug 32a'' und in der anderen Position ein
Außenbearbeitungswerkzeug 30a'' in Arbeitsstellung befindet.
Wie die Fig. 3 erkennen läßt, ergeben sich bei einem Kronen
revolver ein besonders kleiner Durchschaltradius RK und eine
besonders kleine Durchschaltlänge LK, die Werkzeughalter 32b''
für Innenbearbeitungswerkzeuge 32a'' haben infolge ihrer
schrägen Anordnung bezüglich des Revolverkopfs 18'' eine
stabile, da größere ebene Anlagefläche, jedoch neigen Außen
bearbeitungswerkzeuge 30a'', ähnlich wie bei einem in Fig. 1
gezeigten Sternrevolver, unter der Wirkung der Bearbeitungs
kräfte dazu, um die Achse ihrer Werkzeugaufnahme verdreht zu
werden. Außerdem benötigen angetriebene Werkzeuge, welche,
anders als das gezeichnete Innenbearbeitungswerkzeug 32a'', an
einer Umfangsfläche eines Werkstücks zum Einsatz gebracht
werden sollen, ein Winkelgetriebe in ihrem Werkzeughalter.
Schließlich lassen sich die Werkzeuge eines Kronenrevolvers
immer nur an einer Werkstückspindel zum Einsatz bringen, es
sei denn, die Drehmaschine verfügt über eine B-Achse für den
Kronenrevolver.
In den Fig. 4A und 4B ist nun ein erfindungsgemäßer Werk
zeugrevolver in einer Seitenansicht bzw. einer Stirnansicht
dargestellt. Wie die Fig. 4A erkennen läßt, verfügt der als
Ganzes mit 40 bezeichnete Werkzeugrevolver über ein als
Revolverkopf-Tragvorrichtung fungierendes Revolvergehäuse 42
und einen Revolverkopf 44, der am bzw. im Revolvergehäuse 42
um eine Revolverschaltachse 46 drehbar gelagert ist, mittels
einer nicht dargestellten Revolverschaltvorrichtung um die
Schaltachse 46 gedreht und durch eine gleichfalls nicht ge
zeichnete Verriegelungsvorrichtung am Revolvergehäuse 42
festgelegt werden kann; da derartige Schaltvorrichtungen
grundsätzlich bekannt und jedem Fachmann vertraut sind, kann
diesbezüglich auf den Stand der Technik verwiesen werden,
während die Verriegelungsvorrichtung später noch beschrieben
werden wird.
Bei der in Fig. 4A gezeigten Ausführungsform wird das Revol
vergehäuse 42 von einer als Werkzeugrevolverträger dienenden
Säule 48 getragen, deren Achse mit 48a bezeichnet wurde.
Diese Säule soll an einem Kreuzschlittensystem der Werkzeug
maschine angeordnet sein, welches es erlaubt, die Säule 48 in
Richtung der Z- und in Richtung der X-Achse zu verschieben;
außerdem soll die Säule 48 an dem sie tragenden Oberschlitten
dieses Kreuzschlittensystems so angebracht sein, daß sie sich
gegenüber diesem Oberschlitten in Richtung der Säulenachse
48a verschieben und um diese Achse drehen läßt. Da die
Säulenachse 48a senkrecht zur Richtung der Z-Achse und senk
recht zur Richtung der X-Achse verlaufen soll, definiert die
Säulenachse 48a also die Richtung einer sogenannten Y-Achse
der Werkzeugmaschine, in der sich der Werkzeugrevolver 40
verschieben läßt, aber auch die Richtung einer sogenannten
B-Achse der Werkzeugmaschine, um die sich der Werkzeugrevolver
40 schwenken läßt.
Der Revolverkopf 44 hat eine erste, vordere Reihe von sechs
Werkzeugstationen 50 und eine zweite, hintere Reihe von sechs
Werkzeugstationen 52, welche ebenso ausgebildet sein sollen
wie die Werkzeugstationen des in Fig. 1 dargestellten Stern
revolvers und bezüglich der Revolverschaltachse 46 ebenso
angeordnet sein sollen wie die Werkzeugstationen des in Fig.
3 dargestellten Kronenrevolvers. Jede Werkzeugstation verfügt
also über eine ebene Anlagefläche 54 und eine in Fig. 4B an
gedeutete Werkzeugaufnahme 56 mit einer Aufnahmebohrung 58
(siehe gleichfalls Fig. 4B), wobei die Achsen dieser Auf
nahmebohrungen mit 60 bezeichnet wurden. Jede dieser Achsen
60 verläuft senkrecht zur zugeordneten Anlagefläche 54 und
bildet bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsge
mäßen Werkzeugrevolvers mit einer Mittelebene 62 des Revol
verkopfs 44 einen Winkel von 45°, so daß bei einer solchen
Ausführungsform auch jede der Anlageflächen 54 mit der
Mittelebene 62 einen Winkel von 45° bildet. Ferner durch
dringen alle Achsen 60 die Mittelebene an Stellen, welche auf
einem zur Schaltachse 46 konzentrischen Kreis liegen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sollen alle Werkzeug
stationen 50 und alle Werkzeugstationen 52 für angetriebene
Werkzeuge vorgesehen und infolgedessen entsprechend ausgebil
det sein; die Werkzeuge selbst wurden mit 64 bezeichnet, ihre
Achsen mit 64a und ihre Werkzeughalter mit 66. Wie bei der in
Fig. 1 dargestellten Konstruktion soll jeder dieser Werkzeug
halter einen in den Fig. 4A und 4B nicht dargestellten,
zylindrischen Werkzeughalterschaft aufweisen, welcher in die
Aufnahmebohrung 58 der betreffenden Werkzeugaufnahme 56 ein
greift, während eine vom eigentlichen Werkzeug 64 angewandte
hintere und ebene Stirnfläche des Werkzeughalters 66 gegen
die Anlagefläche 54 der betreffenden Werkzeugstation 50 bzw.
52 anliegt.
Wie besonders deutlich die Fig. 4B erkennen läßt, sind - in
Richtung der Revolverschaltachse 46 gesehen - sowohl die
Werkzeugstationen 50 der einen Reihe, als auch die Werk
zeugstationen 52 der anderen Reihe in gleichen Winkelab
ständen voneinander angeordnet, und die Werkzeugstationen 50
der einen Reihe sind gegenüber den Werkzeugstationen 52 der
anderen Reihe um die Hälfte dieses Winkelabstands versetzt.
Vorsorglich sei auch noch darauf hingewiesen, daß bei bevor
zugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Werkzeugrevol
vers auch die Werkzeugachsen 64a aller Werkzeuge 64 mit der
Mittelebene 62 des Revolverkopfs 44 einen Winkel von 45° bil
den, wobei jedoch die Werkzeuge der einen Werkzeugstationen
reihe von der einen und die Werkzeuge der anderen Werk
zeugstationenreihe von der anderen Seite der Mittelebene 62
wegweisen.
Bei bevorzugten Ausführungsformen definieren die Anlage
flächen 54 der Werkzeugstationen 50 der einen Reihe eine
erste regelmäßige Pyramide 70 und die Anlageflächen 54 der
Werkzeugstationen 52 der anderen Reihe eine zweite regel
mäßige Pyramide 72. Die Pyramiden 70 und 72 sind in Fig. 4A
strichpunktiert angedeutet, sie haben die gleiche Gestalt,
ihre Grundflächen fallen mit der Mittelebene 62 und ihre
Achsen mit der Revolverschaltachse 46 zusammen, und schließ
lich haben ihre Spitzen 70a bzw. 72a gleich große Abstände
von der Mittelebene 62.
Es sei noch erwähnt, daß bei der zeichnerisch dargestellten,
bevorzugten Ausführungsform die zwischen den Anlageflächen 54
liegenden Umfangsflächenbereiche 54' des Revolverkopfs 44
zwar gleichfalls eben sind und gleichfalls regelmäßige Pyra
miden definieren, daß dies aber nicht der Fall sein muß. Bei
der zeichnerisch dargestellten Ausführungsform könnten die
ebenen Flächen 54' jedoch zu weiteren Werkzeugstationen für
nicht-angetriebene Werkzeuge gehören, welche dann zwischen
den aufeinanderfolgenden Werkzeugstationen 50 bzw. 52 der
beiden Werkzeugstationenreihen liegen. In diesem Fall würde
der in den Fig. 4A und 4B dargestellte Werkzeugrevolver
insgesamt 24 Werkzeugstationen besitzen, nämlich zwölf für
angetriebene Werkzeuge und zwölf für nicht-angetriebene Werk
zeuge.
Ehe nun anhand der Fig. 6 bis 8 sowie 9A und 9B der innere
Aufbau des Revolverkopfs 44 und der Antrieb für die Werkzeuge
64 beschrieben wird, soll zunächst anhand der Fig. 5A bis
5C erläutert werden, in welch vielfältiger Weise der erfin
dungsgemäße Werkzeugrevolver eingesetzt werden kann. Aus den
Fig. 5A bis 5C ergibt sich auch, daß sich jede der Werk
zeugstationen 50 und 52 statt mit einem angetriebenen Werk
zeug auch mit einem nicht-angetriebenen Werkzeug bestücken
läßt.
Die Fig. 5A bis 5C zeigen wieder eine als Gegenspindel
maschine ausgebildete Drehmaschine mit zwei Werkstückspindeln
10 und 12, deren jede ein zu bearbeitendes Werkstück 10a bzw.
12a hält sowie um eine beiden Werkstückspindeln gemeinsame
Spindelachse 14 drehbar gelagert ist. Die Drehmaschine nach
den Fig. 5A bis 5C ist jedoch mit zwei erfindungsgemäßen
Werkzeugrevolvern versehen, deren Revolverköpfe mit 44I und
44I'I bezeichnet wurden. Der Revolverkopf 44I ist um eine
Revolverschaltachse 46I drehbar, der Revolverkopf 44II um
eine Revolverschaltachse 46II. Bei Verwendung von Revolver
köpfen der bevorzugten Ausführungsform bilden diese beiden
Revolverschaltachsen mit der Richtung der Z-Achse einen
Winkel von 45° und liegen in der X/Z-Ebene - die X/Z-Ebene
wird von der Richtung der X-Achse und der Spindelachse 14
definiert.
Bei der in den Fig. 5A und 5B dargestellten Werkzeug
bestückung ist der Revolverkopf 44I mit einem Außenbearbei
tungswerkzeug 80I in Form eines Drehmeißels und mit einem
Innenbearbeitungswerkzeug 82I in Form einer Bohrstange be
stückt, und gleiches gilt für den Revolverkopf 44II, wobei
das Außenbearbeitungswerkzeug mit 80II und das Innenbearbei
tungswerkzeug mit 82II bezeichnet wurden. Die Werkzeughalter
für die Außenbearbeitungswerkzeuge wurden mit 80a bezeichnet,
die Werkzeughalter für die Innenbearbeitungswerkzeuge mit
82a.
Bei der in Fig. 5C dargestellten Werkzeugbestückung trägt der
Revolverkopf 44I zwei angetriebene Bearbeitungswerkzeuge 84I
und 86I, welche beide als Bohrer dargestellt wurden, und
gleiches gilt für den Revolverkopf 44II, wobei die beiden
Bearbeitungswerkzeuge mit 84II und 86II bezeichnet wurden.
Bei der in Fig. 5C dargestellten Werkzeugbestückung können
die Werkzeughalter 88 für alle Bearbeitungswerkzeuge iden
tisch ausgebildet sein.
In der Fig. 5C wurden auch noch der Durchschaltradius RI und
die halbe Durchschaltlänge LI/2 für den Revolverkopf 44II an
gegeben.
Aus den Fig. 5A bis 5C ergibt sich, daß sich mit den bei
den Werkzeugrevolvern die folgenden Bearbeitungsvorgänge
durchführen lassen, und zwar auch dann, wenn keiner der bei
den Werkzeugrevolver über eine B-Achse verfügt:
Wie sich aus Fig. 5A ergibt, kann das Werkstück 10a mit den
Werkzeugen des Revolverkopfs 44I sowohl einer Außen- als auch
einer Innenbearbeitung unterzogen werden, und entsprechendes
gilt für das Werkstück 12a in Verbindung mit den Werkzeugen
des Revolverkopfs 44II. Da aber jeder der beiden Werkzeug
revolver von einem Kreuzschlittensystem getragen werden soll
und sich infolgedessen sowohl in Richtung der Z-Achse, als
auch in Richtung der X-Achse verschieben läßt, kann, wie sich
aus Fig. 5B ergibt, das Werkstück 10a auch mit Werkzeugen des
Revolverkopfs 44II einer Außenbearbeitung unterzogen werden,
während mit Werkzeugen des Revolverkopfs 44I am Werkstück 12a
Außenbearbeitungsvorgänge durchgeführt werden können.
Bezüglich der Fig. 5C muß man sich vor Augen halten, daß an
die Stelle von Bohrern als Innenbearbeitungswerkzeuge natür
lich auch andere Innenbearbeitungswerkzeuge treten können,
z. B. Drehwerkzeuge in Form sogenannter Bohrstangen oder
Fräser. Die Fig. 5C läßt erkennen, daß sich das Werkstück 10a
mit dem Werkzeug 84I von seinem Umfang her bearbeiten läßt,
um z. B. eine Querbohrung zu erzeugen, während sich das Werk
stück 10a mit dem Innenbearbeitungswerkzeug 86I von seiner
gemäß Fig. 5C rechten Stirnseite her bearbeiten läßt, um
z. B. eine zur Spindelachse 14 parallele Längsbohrung zu
erzeugen. Entsprechendes gilt für das Werkstück 12a, an
dessen Umfang sich das Werkzeug 84II zum Einsatz bringen
läßt, während das Innenbearbeitungswerkzeug 86II an der gemäß
Fig. 5C linken Stirnseite des Werkstücks 12a eingesetzt
werden kann. Für Werkzeuge wie die Werkzeuge 84I und 84II
gilt analog zur Fig. 5B, daß sich Werkzeuge des Revolverkopfs
44I auch am Werkstück 12a und Werkzeuge des Revolverkopfs
44II auch am Werkstück 10a zum Einsatz bringen lassen, selbst
wenn keiner der beiden Werkzeugrevolver über eine B-Achse
verfügt.
Anhand der Fig. 6 soll nun der innere Aufbau einer besonders
vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werk
zeugrevolvers erläutert werden, wobei hinsichtlich der anhand
der Fig. 4A und 4B beschriebenen Merkmale der äußeren Ge
staltung des Werkzeugrevolvers auf die obigen Ausführungen
verwiesen werden kann.
Die Fig. 6 zeigt vom Revolvergehäuse 42 einen Gehäusekörper
100, an dessen vorderer, dem Revolverkopf 44 zugekehrten
Stirnseite ein Lagerring 102 mittels Schrauben 104 befestigt
ist. Mit dem Revolvergehäuse 42 in nicht dargestellter Weise
fest verbunden ist ein inneres Lagerrohr 108, welches ebenso
wie der Lagerring 102 konzentrisch zur Revolverschaltachse 46
ausgebildet und angeordnet ist. Das innere Lagerrohr 108 wird
von einer mit der Revolverschaltachse 46 koaxialen Eintriebs
welle 110 einer Werkzeug-Antriebsvorrichtung umfaßt, die an
ihrer vorderen, gemäß Fig. 6 linken Stirnseite eine Kron
radverzahnung 110a aufweist und mit einer Haltehülse 106 fest
verbunden ist.
Der Revolverkopf 44 hat einen Revolverkopfkörper 112, an dem
mittels Schrauben 114 ein zur Revolverschaltachse 46 konzen
trischer Lagerflansch 116 befestigt ist. Der Drehung des
Revolverkopfs 44 um die Revolverschaltachse 46 dient eine mit
letzterer koaxiale und am Lagerflansch 116 befestigte An
triebshülse 118, welche mit einer nicht dargestellten, als
Drehantrieb gestalteten Revolverschaltvorrichtung in An
triebsverbindung steht und von einem Haltering 120 umgeben
wird, welcher mittels Schrauben 122 an einem nicht darge
stellten Bereich des Gehäusekörpers 100 befestigt sein soll.
Der am Gehäusekörper 100 befestigte Lagerring 102 dient also
sowohl der Lagerung, als auch der axialen Sicherung des um
die Revolverschaltachse 46 drehbaren Revolverkopfkörpers 112.
Zwischen dem Revolverkopfkörper 112 und der Eintriebswelle
110 sind zwei Kugellager 124 angeordnet, welche in axialer
Richtung einerseits durch die Haltehülse 106 sowie eine
Schulter der Eintriebswelle 110 und andererseits durch den
Lagerflansch 116 sowie einen am Revolverkopfkörper 112 in
nicht näher dargestellter Weise befestigten Haltering 126
gesichert werden.
Eine Revolverkopf-Verriegelungsvorrichtung dient dazu, den
Revolverkopf 44 in durch die Maschinensteuerung vorgegebenen
Drehwinkelpositionen am Revolvergehäuse 42 festzulegen, so
daß sich der Revolverkopf auch unter der Wirkung von Bearbei
tungskräften nicht um die Schaltachse 46 verdrehen kann.
Bestandteile der Revolverkopf-Verriegelungsvorrichtung sind
der Lagerflansch 116, der Lagerring 102 und ein Ringkolben
128, welcher sich in einer ringförmigen Zylinderkammer 130 in
Richtung der Schaltachse 46 hin- und herschieben läßt. Die
Fig. 6 läßt rechts vom Ringkolben 128 einen Zylinderraum 130a
und zwischen Schultern des Ringkolbens 128 und des Halterings
120 einen kleinen, gleichfalls ringförmigen Zylinderraum 130b
erkennen, welche sich über nicht gezeichnete Hydrauliköl
bohrungen abwechselnd mit Drucköl beaufschlagen lassen, um so
den Ringkolben 128 hin- und herschieben zu können. Was in
Fig. 6 aus Gründen ihres Maßstabs nicht dargestellt werden
konnte, sind drei zusammenwirkende Planverzahnungen, von
denen die eine an der gemäß Fig. 6 linken Stirnseite des
Ringkolbens 128 angeordnet ist; der Planverzahnung des Ring
kolbens 128 liegen zwei Planverzahnungen an der gemäß Fig. 6
rechten Stirnseite des Lagerrings 102 und an der rechten
Stirnseite des Lagerflanschs 116 gegenüber, die dieselbe
Teilung haben wie die Planverzahnung des Ringkolbens 128. Da
die Zähne aller dieser drei Planverzahnungen bezüglich der
Revolverschaltachse 46 in radialer Richtung verlaufen, kann
die Planverzahnung des Ringkolbens 128 gleichzeitig in die
beiden Planverzahnungen des Lagerflanschs 116 und des Lager
rings 102 eingreifen und so verhindern, daß sich der Lager
flansch 116 und damit der Revolverkopfkörper 112 gegenüber
dem Lagerring 102 und damit gegenüber dem Revolvergehäuse 42
verdrehen läßt. Wird der Ringkolben 128 gemäß Fig. 6 nach
rechts verschoben, gibt seine Planverzahnung jedoch den
Lagerflansch 116 frei, so daß sich der Revolverkopfkörper 112
um die Revolverschaltachse 46 drehen läßt. Derartige drei
teilige HIRTH-Verzahnungen zum Verriegeln und Freigeben von
Revolverköpfen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Mit dem bezüglich des Revolvergehäuses 42 stationären inneren
Lagerrohr 108 ist in nicht näher dargestellter Weise ein
Lagerkörper 134 fest verbunden. In eine mit der Revolver
schaltachse 46 koaxiale Bohrung 134a dieses Lagerkörpers ragt
eine Schaltstange 136 hinein, welche durch das innere Lager
rohr 108 hindurchragt und in diesem sowie in der Lagerkörper
bohrung 134a in Richtung der Revolverschaltachse 46 ver
schiebbar geführt ist; die Fig. 6 zeigt die Schaltstange 136
in ihrer rechten Endstellung, aus der sie sich z. B. mittels
eines nicht dargestellten Druckmittelzylinders gemäß Fig. 6
nach links vorschieben läßt. Zu beiden Seiten der Schalt
stange 136 ist in einer sich bezüglich der Revolverschalt
achse 46 radial erstreckenden Führung 134b des Lagerkörpers
134 jeweils ein mehrteiliges Lagergehäuse 138 in dieser
radialen Richtung verschiebbar geführt; es besteht aus einer
in der Führung 134b geführten Lagerhülse 138a und einem an
dieser befestigten Verriegelungskörper 138b. Mittels vom
Lagergehäuse 138 gehaltener Wälzlager 140 und 142 ist in
jedem der Lagergehäuse 138 eine bezüglich der Revolver
schaltachse 46 radial orientierte Antriebswelle 144 drehbar
und axial unverschiebbar gelagert, wobei die beiden radialen
Antriebswellen 144 gleich ausgebildet sind und ihre Achsen
miteinander fluchten sowie in der in Fig. 4A angegebenen
Mittelebene 62 des Revolverkopfs 44 liegen. Jede der radialen
Antriebswellen 144 hat (siehe insbesondere Fig. 8) ein Zahn
rad 144a mit einer Stirnverzahnung, welche sich ständig im
Eingriff befindet mit der Kronradverzahnung 110a der Ein
triebswelle 110, sowie an ihrem radial äußeren Ende ein
Kegelrad 144b.
An jedem der Lagerkörper 134 ist ein Winkelhebel 148 so ge
lagert, daß er um eine quer zur Revolverschaltachse 46 ver
laufende Achse 148a schwenken kann, und dieser Winkelhebel 148
greift mit Rollen 148b und 148c in entsprechend gestal
tete Ausnehmungen an der Schaltstange 136 bzw. an der Lager
hülse 138a des zugeordneten Lagergehäuses 138 ein. Die Fig. 6
stellt nun einen Zustand dar, in dem die Lagergehäuse 138 und
damit die radialen Antriebswellen 144 ihre radial äußeren
Positionen einnehmen, dank der Kopplung der Schaltstange 136
mit den Lagergehäusen 138 über die beiden Winkelhebel 148
können die beiden Lagergehäuse und damit die beiden radialen
Antriebswellen 144 jedoch in radialer Richtung nach innen
zurückgezogen werden, indem die Schaltstange 136 gemäß Fig. 6
nach links bewegt wird.
In Fig. 6 sind zwei Werkzeugaufnahmen 56 und 56' dargestellt,
jeweils mit einer ebenen Anlagefläche 54 und einer Aufnahme
bohrung 58, deren Achse 60 senkrecht zur Anlagefläche 54 der
betreffenden Werkzeugaufnahme 56 verläuft; die beiden Werk
zeugaufnahmen 56 und 56' gehören zu verschiedenen Reihen von
Werkzeugstationen, d. h. die Werkzeugaufnahme 56 gehört zu
einer der Werkzeugstationen 50, die Werkzeugaufnahme 56' zu
einer der Werkzeugstationen 52 des in den Fig. 4A und 4B
dargestellten Werkzeugrevolvers. Allerdings liegt in der
Realität die Werkzeugaufnahme 56' und damit die Achse 60
ihrer Aufnahmebohrung 58 hinter der Zeichnungsebene der Fig.
6 (siehe die Schnittlinien 6-6 und 6'-6' in Fig. 4B). Von den
in die beiden Werkzeugaufnahmen 56 und 56' eingesetzten Bear
beitungswerkzeugen wurden jeweils nur ein Schaft 66a des
Werkzeughalters 66 (siehe die Fig. 4A und 4B) sowie eine
Werkzeugwelle 64b gezeichnet, welche mit einem der in den
Fig. 4A und 4B dargestellten Werkzeuge 64 drehfest ver
bunden ist. Jede der Werkzeugwellen 64b trägt ein Zahnrad
64c, welches bei der bevorzugten Ausführungsform aus Kosten
gründen als Stirnrad ausgebildet ist, bei dem es sich jedoch
auch um ein Kegelrad handeln könnte.
In der in Fig. 6 dargestellten Position der Schaltstange 136
befindet sich das Kegelrad 144b der oberen radialen Antriebs
welle 144 im Eingriff mit dem Zahnrad 64c der oberen Werk
zeugwelle 64b; wenn es sich bei dem in Fig. 6 dargestellten
Revolverkopf 44 um denselben Revolverkopf handelt, welcher in
den Fig. 4A und 4B dargestellt wurde, befindet sich das
Kegelrad 144b der unteren radialen Antriebswelle 144 dann
nicht im Eingriff mit dem Zahnrad 64c der unteren Werkzeug
welle 64b. Ist der in Fig. 6 dargestellte Revolverkopf 44
jedoch so ausgebildet, daß sich jeweils eine Werkzeugstation
50 der einen Werkzeugstationenreihe und eine Werkzeugstation
52 der anderen Werkzeugstationenreihe diagonal gegenüber
liegen, so wie dies in Fig. 6 eigentlich dargestellt ist,
wären in der in Fig. 6 gezeichneten Position der Schaltstange
136 beide in Fig. 6 dargestellten Werkzeugwellen 64b mit den
beiden radialen Antriebswellen 144 gekuppelt; für einen der
art gestalteten Revolverkopf 44 könnte anstelle zweier radia
ler Antriebswellen 144 auch eine einzige radiale Antriebs
welle verwendet werden, welche zwischen drei Schaltpositionen
hin- und hergeschoben werden kann, nämlich zwischen einer
oberen, einer mittleren und einer unteren Schaltstellung -
sie wäre dann in der oberen Schaltstellung mit der oberen
Werkzeugwelle 64b gekuppelt, in der unteren Schaltstellung
mit der unteren Werkzeugwelle 64b, und in der Mittelstellung
befände sich keine Werkzeugwelle in Antriebsverbindung mit
dieser radialen Antriebswelle.
Wird die Schaltstange 136 aus ihrer in Fig. 6 gezeichneten
Position heraus nach links vorgeschoben, werden die Kegel
räder 144b beider radialer Antriebswellen 144 in radialer
Richtung nach innen so weit zurückgezogen, daß sich der
Revolverkopf 44 um seine Schaltachse 46 drehen läßt, ohne daß
eines der Zahnräder 64c der Werkzeugwellen 64b mit den Kegel
rädern 144b kollidiert. Ferner soll noch einmal darauf hinge
wiesen werden, daß bei einem Revolverkopf 44, wie er in den
Fig. 4A und 4B dargestellt wurde, in jeder Schaltstellung
des Revolverkopfs 44 immer nur eine der Werkzeugwellen 64b
angetrieben wird, da immer nur eines der Zahnräder 64c mit
einem der Kegelräder 144b kämmen kann.
Wie bereits erwähnt wurde, müssen manche angetriebene Werk
zeuge mit einer vorgegebenen Drehwinkelstellung zum Einsatz
gebracht werden, z. B. Werkzeuge zur Herstellung von Ge
winden. Da es zum Drehen des Revolverkopfs 44 um seine
Schaltachse 46 erforderlich ist, die beiden Kegelräder 144b
in radialer Richtung nach innen zurückzuziehen, und da alle
angetriebenen Werkzeuge, welche sich nicht in Arbeitsstellung
befinden, von den beiden radialen Antriebswellen 144 abgekup
pelt sind, wurden bei der bevorzugten Ausführungsform des er
findungsgemäßen Werkzeugrevolvers Maßnahmen getroffen, um
alle diejenigen Werkzeugwellen 64b, welche nicht in Antriebs
verbindung mit der Eintriebswelle 110 stehen, gegen ein unbe
absichtigtes Verdrehen zu sichern. Diesem Zweck dienen die
Verriegelungskörper 138b der beiden Lagergehäuse 138, diesen
Verriegelungskörpern funktionsmäßig entsprechende und mit dem
Gehäusekörper 100 fest verbundene Teile des Revolvergehäuses
42, sowie innere Endbereiche der Werkzeugwellen 64b mit
nicht-kreisrundem Querschnitt. Diese Verdrehsicherungen
sollen nun anhand der Fig. 6 bis 9B, insbesondere der
Fig. 7 sowie 9A und 9B beschrieben werden.
Die Verriegelungskörper 138b verfügen jeweils über zwei Stege
160, an die sich in Fig. 7 dargestellte, kreisbogenförmige
Stege 162 eines mit dem Gehäusekörper 100 in nicht darge
stellter Weise fest verbundenen Teils des Revolvergehäuses 42
anschließen, wenn die Lagergehäuse 138 ihre radial innere, in
Fig. 8 dargestellte Position einnehmen. Die Fig. 9A und 9B
zeigen nun Stirnansichten eines inneren Endbereichs 64b'
einer Werkzeugwelle 64b und lassen erkennen, daß die
Wellenendbereiche 64b' an ihrem Umfang jeweils zwei einander
gegenüberliegende Abflachungen 164 besitzen, deren eine
jeweils mit einem der Stege 160 im Sinne einer Drehverriege
lung der betreffenden Werkzeugwelle zusammenwirkt, wenn der
betreffende Verriegelungskörper 138b seine radial innere
Position einnimmt, in der das Zahnrad 64c der betreffenden
Werkzeugwelle 64b sich nicht im Eingriff mit dem benachbarten
Kegelrad 144b befindet. Wird dann der Revolverkopf 44 um
seine Schaltachse 46 weitergedreht, wird die betreffende
Werkzeugwelle 64b durch die Stege 162 an einem unbeabsichtig
ten Verdrehen gehindert. Während die Fig. 8 und 9A die
Verriegelung der in Fig. 6 oben dargestellten Werkzeugwelle
64b zeigen, nämlich denjenigen Zustand, in dem der in Fig. 6
oben dargestellte Verriegelungskörper 138b seine radial
innere Stellung einnimmt, zeigt die Fig. 9B den in Fig. 6
dargestellten Zustand, in dem sich die in Fig. 6 oben darge
stellte Werkzeugwelle 64b drehen läßt, weil der in Fig. 6
oben dargestellte Verriegelungskörper 138b seine radial
äußere Stellung einnimmt.
Die Fig. 6 zeigt schließlich noch einen Revolverkopfdeckel
166, welcher sich mit dem Revolverkopf 44 drehen oder bezüg
lich des Revolvergehäuses 42 stationär sein kann.
Die Fig. 10 und 11 zeigen die in den Fig. 5A bis 5C
dargestellte, als Gegenspindelmaschine ausgebildete Dreh
maschine vollständig, wenn auch stark vereinfacht, allerdings
mit der Abwandlung, daß die Drehmaschine nach den Fig. 10
und 11 für jeden der beiden erfindungsgemäßen Werkzeug
revolver sowohl über eine B-Achse, als auch über eine Y-Achse
verfügt, so wie dies anhand der Fig. 4A erläutert wurde. In
die Fig. 10 und 11 wurden infolgedessen nicht nur die
Richtung der Z-Achse, sondern für jeden der Werkzeugrevolver
auch die Richtungen der X- und der Y-Achse sowie die B-Achse
eingezeichnet. Soweit möglich, wurden in den Fig. 10 und
11 auch dieselben Bezugszeichen verwendet wie in den Fig.
4A und 5A bis 5C.
Die in den Fig. 10 und 11 dargestellte Drehmaschine ver
fügt über ein Maschinenbett 200, welches für jede der Werk
stückspindeln 10 und 12 einen Spindelstock 202 trägt, in dem
die betreffende Werkstückspindel um die beiden Spindeln ge
meinsame Spindelachse 14 drehbar gelagert ist. Vor allem die
Fig. 11 zeigt, wenn auch etwas schematisch, zwei Kreuzschlit
tensysteme 204, welche identisch ausgebildet sind und von
denen jeweils eines einem der beiden Werkzeugrevolver 40 zu
geordnet ist. Jedes der Kreuzschlittensysteme 204 hat einen
sogenannten Bettschlitten 204a, der am Maschinenbett 200 in
Richtung der Z-Achse verschiebbar geführt ist, sowie einen
vom Bettschlitten getragenen sogenannten Oberschlitten 204b,
welcher am Bettschlitten in Richtung der X-Achse verschiebbar
geführt ist. In diesem Oberschlitten 204b ist die Säule 48
für den zu dem betreffenden Kreuzschlittensystem gehörenden
Werkzeugrevolver 40 gelagert, und zwar sowohl in Richtung der
Y-Achse verschiebbar, als auch um die B-Achse verdrehbar.
Deshalb hat der Bettschlitten 204a eine langlochartige Öff
nung 204a', durch die die Säule 48 samt ihrer am Oberschlit
ten 204b vorgesehenen Lagerung hindurchragt, und diese Öff
nung 204a' hat in Richtung der X-Achse eine Längserstreckung
entsprechend dem gewünschten maximalen Weg der Säule 48 in
Richtung der X-Achse.
Wie sich aus Fig. 10 ohne weiteres ergibt, können dank der
Tatsache, daß die Drehmaschine für jeden der beiden Werk
zeugrevolver 40 über eine B-Achse verfügt, mit allen Werk
zeugen eines jeden der beiden Werkzeugrevolver sowohl von der
Werkstückspindel 10, als auch von der Werkstückspindel 12 ge
haltene Werkstücke bearbeitet werden. Dies soll noch einmal
anhand der Fig. 12 verdeutlicht werden, die einen der beiden
Werkzeugrevolver 40 der in den Fig. 10 und 11 dargestell
ten Drehmaschine in zwei verschiedenen Stellungen sowie die
beiden Werkstückspindeln 10 und 12 darstellt, von denen jede
ein zu bearbeitendes bzw. gerade in Bearbeitung befindliches
Werkstück 10a bzw. 12a hält. Hinsichtlich der Werkzeugbe
stückung des Werkzeugrevolvers kann auf die Fig. 5A bis 5C
verwiesen werden, so daß diesbezüglich keine weitere Be
schreibung der Fig. 12 erforderlich ist.
Die Fig. 5A bis 5C und 10 bis 12 lassen erkennen, daß sich
auf einer sogenannten 4-Achsen-Drehmaschine mit zwei erfin
dungsgemäßen Werkzeugrevolvern, deren jeder von einem Kreuz
schlittensystem getragen wird, alle heute von Drehmaschinen
geforderten Bearbeitungsvorgänge durchführen lassen, und zwar
mit von den Werkzeugrevolvern torsionsfrei gehaltenen Werk
zeugen, die, wenn es sich um angetriebene Werkzeuge handelt,
auch kein Winkelgetriebe im Werkzeughalter benötigen.
Außerdem ermöglicht die Verwendung eines erfindungsgemäßen
Werkzeugrevolvers die Gestaltung des Arbeitsraums von Dreh
maschinen in einer Art und Weise, daß sich besonders günstige
geometrische Verhältnisse zwischen den Werkzeugrevolverköpfen
und Revolvergehäusen einerseits und den Werkstückspindeln und
den sie lagernden Spindelkästen andererseits ergeben. Auch
lassen sich die am Maschinenbett vorzusehenden Führungen für
die Kreuzschlittensysteme so günstig anordnen, daß besonders
solide und funktionsgerechte Konstruktionen möglich werden,
ohne Betrachtungen über Kollisionsprobleme anstellen zu
müssen.
Bei Drehmaschinen mit einer B-Achse für einen erfindungsge
mäßen Werkzeugrevolver führt letzterer zu deutlich kleineren
Schwenkradien und Schwenkwinkel als beim Einsatz herkömm
licher Werkzeugrevolver, weil die sich nicht in Arbeitsposi
tion befindlichen Werkzeuge schräg im Raum stehen und damit
weniger Maschinenlänge benötigt wird, um den Werkzeugrevolver
um die B-Achse schwenken zu können. Der Einsatz eines erfin
dungsgemäßen Werkzeugrevolvers führt auch dazu, daß der
Schwenkwinkel um die B-Achse, welcher benötigt wird, um den
zunächst an der einen Werkstückspindel eingesetzten Revolver
kopf zu einer Gegenspindel hin zu orientieren, von 180° bei
Verwendung eines Scheibenrevolvers auf 90° bei Verwendung
eines erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvers reduziert wird, und
für die Werkzeuge beider Werkzeugstationenreihen eines erfin
dungsgemäßen Werkzeugrevolvers lassen sich alle benötigten
Winkellagen mit gegenüber dem Stand der Technik halbierten
Stellwinkeln erreichen.
Claims (17)
1. Werkzeugrevolver für eine Werkzeugmaschine, mit einem
Revolverkopf, welcher an einer Revolverkopf-Tragvorrich
tung des Werkzeugrevolvers um eine Revolverschaltachse
drehbar gelagert und mittels einer Revolverkopf-Ver
riegelungsvorrichtung relativ zur Tragvorrichtung in
einer vorgegebenen Anzahl von bezüglich der Schaltachse
drehwinkelmäßig äquidistanten Schaltstellungen ver
riegelbar ist, sich zu beiden Seiten einer senkrecht zur
Revolverschaltachse verlaufenden Durchmesserebene des
Revolverkopfs verjüngt und auf jeder Seite dieser Durch
messerebene jeweils eine kreisringförmige, zur Schalt
achse konzentrische Reihe von drehwinkelmäßig äqui
distanten Werkzeugstationen besitzt, deren jede eine
einer der Schaltstellungen zugeordnete Werkzeugaufnahme
zum Einspannen eines Werkzeughalters für ein Bearbei
tungswerkzeug besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß
- (a) mindestens zwei der Werkzeugaufnahmen (56) zum Ein spannen eines um eine Werkzeugachse (64a) drehan treibbaren Werkzeugs (64), dessen Werkzeughalter (66) eine Werkzeugantriebswelle (64b) zum Eingreifen in die betreffende Werkzeugaufnahme (56) aufweist, ausgebildet sind und eine Werkzeug-Antriebsvorrich tung (110, 144) für die Werkzeugantriebswellen (64b) vorgesehen ist;
- (b) jede Werkzeugstation (50, 52) als Teil einer Schnittstelle zwischen Werkzeughalter (66) und Revolverkopf (44) eine von den Außenflächen des Revolverkopfs gebildete ebene Anlagefläche (54) für den betreffenden Werkzeughalter (66) aufweist;
- (c) die Anlageflächen (54) einer ersten Reihe von Werk zeugstationen (50) eine erste regelmäßige Pyramide (70) und die Anlageflächen (54) der anderen, zweiten Reihe von Werkzeugstationen (52) eine zweite regel mäßige Pyramide (72) definieren, wobei die beiden Pyramiden gleiche Gestalt sowie voneinander weg weisende Spitzen (70a, 72a) aufweisen und die Achse einer jeden Pyramide mit der Revolverschaltachse (46) zusammenfällt, so daß die beiden Pyramiden an der Durchmesserebene (62) des Revolverkopfs, von der die Pyramidenspitzen gleich große Abstände auf weisen, aneinandergrenzen;
- (d) jede Reihe von Werkzeugstationen (50, 52) mindestens eine Werkzeugaufnahme (56) für ein antreibbares Werkzeug (64) aufweist;
- (e) jede der Werkzeugaufnahmen (56) für antreibbare Werkzeuge (64) eine senkrecht zur Anlagefläche (54) der betreffenden Werkzeugstation (50, 52) verlau fende Achse (60) besitzt;
- (f) zwei einander benachbarte Werkzeugaufnahmen (56) für antreibbare Werkzeuge (64) zu verschiedenen Werk zeugstationenreihen gehören und bezüglich der Revol verschaltachse (46) drehwinkelmäßig gegeneinander versetzt sind, wobei die Achsen (60) dieser Werk zeugaufnahmen die Durchmesserebene (62) des Revol verkopfs (44) in Punkten durchdringen, welche auf einem zur Schaltachse konzentrischen Kreis liegen;
- (g) die Werkzeug-Antriebsvorrichtung mindestens eine senkrecht zur Revolverschaltachse (46) verlaufende Antriebswelle (144) aufweist, welche zum Kuppeln mit bzw. Abkuppel von einer Werkzeugantriebswelle (64b) eines antreibbaren Werkzeugs (64) in ihrer Längs richtung verschiebbar ist.
2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Achse der Antriebswelle (144) der Werkzeug-
Antriebsvorrichtung in der Durchmesserebene (62) des
Revolverkopfs (44) liegt.
3. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antriebswelle (144) der Werkzeug-An
triebsvorrichtung an ihrem von der Revolver-Schaltachse
(46) abgewandten Endbereich mit einem Zahnrad in Form
eines Kegelrads (144b) zum Kuppeln mit einem Zahnrad
(64c) einer Werkzeugantriebswelle (64b) versehen ist.
4. Werkzeugrevolver nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Achsen (60) der Werkzeugaufnahmen (56) für
antreibbare Werkzeuge (64) derart angeordnet sind, daß
beim Drehen des Revolverkopfs (44) um seine Schaltachse
(46) nacheinander am Zahnrad (144b) der Antriebswelle
(144) der Werkzeugantriebsvorrichtung vorbeilaufende
Werkzeugaufnahmeachsen (60) dieses Zahnrad abwechselnd
auf seiner einen und seiner anderen Seite passieren.
5. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehen
den Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an der Revol
verkopf-Tragvorrichtung (42) in Achsrichtung der An
triebswelle (144) der Werkzeugantriebsvorrichtung ver
schiebbar gelagerten Lagerkörper (138), in dem die An
triebswelle (144) drehbar, jedoch axial unverschiebbar
gelagert ist, sowie durch eine Antriebsschaltvorrichtung
(136, 148) zum Verschieben des Lagerkörpers (138) zwi
schen einer Auskuppelstellung, in der die Antriebswelle
(144) von allen Werkzeugantriebswellen (64b) abgekuppelt
ist, und mindestens einer Einkuppelstellung, in der die
Antriebswelle (144) mit einer Werkzeugantriebswelle
(64b) gekuppelt ist.
6. Werkzeugrevolver nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
eine sich längs der Revolverschaltachse (46) er
streckende und in deren Richtung hin- und herbewegbare
Schaltstange (136), welche über ein um eine quer zur
Revolver-Schaltachse (46) verlaufende Schwenkachse
(148a) verschwenkbares Koppelglied (148) mit dem Lager
körper (138) gekoppelt ist.
7. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs
welle (144) der Werkzeug-Antriebsvorrichtung an ihrem
Umfang mit einer Stirnverzahnung (144a) zum Antreiben
der Antriebswelle (144) mittels einer Kronradverzahnung
(110a) einer mit der Revolverschaltachse (46) koaxialen
Eintriebswelle (110) versehen ist.
8. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werk
zeugstationenreihe (50, 52) mehrere Werkzeugaufnahmen
(56) für antreibbare Werkzeuge (64) aufweist.
9. Werkzeugrevolver nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Anzahl der Werkzeugaufnahmen (56) für an
treibbare Werkzeuge (64) einer jeden Werkzeugstationen
reihe (50, 52) gleich der Hälfte der geradzahligen An
zahl N der Schaltstellungen ist, daß in jeder Werk
zeugstationenreihe die Winkelabstände dieser Werkzeug
aufnahmen (56) voneinander 720°/N betragen, und daß die
Werkzeugaufnahmen (56) für antreibbare Werkzeuge (64)
der einen Werkzeugstationenreihe (50) gegenüber den
Werkzeugaufnahmen für antreibbare Werkzeuge der anderen
Werkzeugstationen (52) bezüglich der Revolverschaltachse
(46) drehwinkelmäßig um einen Winkel von 360°/N versetzt
sind.
10. Werkzeugrevolver nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß jede Werkzeugstationenreihe (50, 52) zwischen
ihren Werkzeugaufnahmen (56) für antreibbare Werkzeuge
(64) Werkzeugaufnahmen für nicht-antreibbare Werkzeuge
aufweist.
11. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch
messerebene des Revolverkopfs (44) dessen Mittelebene
(62) ist.
12. Werkzeugrevolver nach einem oder mehreren der vorstehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten
flächen einer jeden Pyramide (70, 72) mit der Revolver
schaltachse (46) jeweils einen Winkel von 45° bilden.
13. Drehmaschine mit einem Maschinenbett, mindestens einer
um eine die Richtung einer Z-Achse der Drehmaschine
definierende Spindelachse drehbar gelagerten Werk
zeugspindel, welche an ihrem einen Ende mit einer Werk
stückspannvorrichtung zum Halten eines zu bearbeitenden
Werkstücks versehen ist, mindestens einem Kreuzschlit
tensystem mit wenigstens einem in Richtung der Z-Achse
verschiebbar geführten Z-Schlitten und einem in Richtung
einer senkrecht zur Z-Achse verlaufenden X-Achse ver
schiebbar geführten X-Schlitten, sowie mit einem Werk
zeugrevolverträger, welcher am Kreuzschlittensystem um
eine senkrecht zur Z- sowie zur X-Achse verlaufende
B-Achse drehbar gelagert und somit in Richtung der Z- und
der X-Achse verschiebbar gehalten ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Werkzeugrevolverträger (48) mit einem
Werkzeugrevolver (40) nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 11 versehen ist.
14. Drehmaschine nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch zwei
koaxiale Werkstückspindeln (10, 12) mit einander zuge
wandten Werkstückspannvorrichtung sowie wenigstens zwei
Kreuzschlittensystemen (204), von denen jedes mit einem
um eine B-Achse drehbaren, einen Werkzeugrevolver (44)
tragenden Werkzeugrevolverträger (48) versehen ist,
wobei die beiden Kreuzschlittensysteme derart angeordnet
sind, daß mit Werkzeugen eines jeden der beiden Werk
zeugrevolver sowohl von der einen, als auch von der
anderen Werkstückspindel (10, 12) gehaltene Werkstücke
bearbeitbar sind.
15. Drehmaschine mit einem Maschinenbett, zwei koaxialen
Werkstückspindeln, welche um eine gemeinsame, die Rich
tung einer Z-Achse der Drehmaschine definierende Spin
delachse drehbar gelagert sowie jeweils mit einer Werk
stückspannvorrichtung zum Halten eines zu bearbeitenden
Werkstücks versehen sind und einander mit einander zuge
wandten Werkstückspannvorrichtungen gegenüberliegen,
sowie mit zwei Kreuzschlittensystemen, von denen jedes
einen in Richtung Z-Achse verschiebbar geführten
Z-Schlitten und einen in Richtung einer senkrecht zur
Z-Achse verlaufenden X-Achse verschiebbar geführten
X-Schlitten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
der beiden Kreuzschlittensysteme (204) einen Werkzeug
revolver (40) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 11 trägt.
16. Drehmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß an wenigstens einem der beiden Kreuzschlittensysteme
(204) ein um eine senkrecht zur Z-Achse sowie zur X-Achse
verlaufende B-Achse drehbar gelagerter und somit
in Richtung der Z- und der X-Achse verschiebbar gehalte
ner, einen Werkzeugrevolver (40) tragender Werkzeug
revolverträger (48) vorgesehen ist.
17. Drehmaschine nach Anspruch 15 oder 16, bei der die bei
den Kreuzschlittensysteme (204) derart angeordnet sind,
daß mit Werkzeugen eines jeden der beiden Werkzeugrevol
ver (40) sowohl von der einen (10), als auch von der
anderen Werkstückspindel (12) gehaltene Werkstücke be
arbeitbar sind.
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