DE19838505A1 - Werkzeugrevolvereinrichtung für eine CNC-gesteuerte Drehmaschine - Google Patents

Abstract

Werkzeugrevolver für eine CNC-gesteuerte, eine Y-Achse simulierende Drehmaschine mit einer eine C-Achse (Rundvorschub) aufweisenden Werkstückspindel, wobei die Werkzeugrevolvereinrichtung aufweist DOLLAR A (a) einen an einem in Richtung der X-Achse verschiebbaren Revolverkopfträger um eine Schaltachse drehbar gelagerten, mehrere Werkzeugstationen aufweisenden Revolverkopf, welcher an mehreren seiner Werkzeugstationen jeweils eine Werkzeugaufnahme zum Einsetzen eines eine Werkzeugspindel aufweisenden Werkzeughalters für ein drehantreibbares Werkzeug besitzt; DOLLAR A (b) eine Revolverkopf-Antriebsvorrichtung für eine drehwinkelgesteuerte Drehung (Rundvorschub) des Revolverkopfs um seine Schaltachse und DOLLAR A (c) eine Werkzeug-Antriebsvorrichtung für die drehantreibbaren Werkzeuge, welche ein Zahnrad-Winkelgetriebe mit einem Eintriebszahnrad und einem sich mit letzterem in Eingriff befindlichen Abtriebszahnrad aufweist, wobei das Eintriebszahnrad um die Schaltachse drehbar und die Werkzeugspindel eines drehantreibbaren Werkzeugs durch das Abtriebszahnrad antreibbar ist; DOLLAR A um zu verhindern, daß beim Arbeiten mit einem sich drehenden Werkzeug und sich drehwinkelgesteuert drehendem Revolverkopf (simulierte Y-Achse) der gewollten Drehung des Werkzeugs um die Achse seiner Werkzeugspindel eine Werkzeugdrehung überlagert, hervorgerufen durch ein Abwälzen des Abtriebszahnrads des Winkelgetriebes auf dessen Eintriebszahnrad, wird eine solche Werkzeugrevolvereinrichtung so ausgebildet, daß die Achse ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugrevolvereinrichtung für eine CNC-gesteuerte, eine Y-Achse simulierende Drehmaschine mit einer eine C-Achse (Rundvorschub) aufweisenden Werkstück­ spindel.

Um die Erfindung im folgenden einfacher beschreiben zu kön­ nen, werden die bei Drehmaschinen üblichen Achsen eingeführt, welche wie folgt definiert sind:

Z-Achse = Vorschubbewegung in Richtung der Werkstückspindel­ achse;

X-Achse = Vorschubbewegung in Richtung einer zur Z-Achse senkrechten Achse;

Y-Achse = Vorschubbewegung in Richtung senkrecht zu der von der Z-Achse sowie der X-Achse definierten Ebene;

C-Achse = Vorschubbewegung (Drehbewegung) der Werkstück­ spindel um die Z-Achse - sogenannte Rundachse der Werkstück­ spindel.

Drehmaschinen, bei denen weder die Werkstückspindel, noch ein Werkzeugträger, wie ein Werkzeugrevolver, senkrecht zu der von der Z-Achse und der X-Achse definierten Ebene verschieb­ bar ist, besitzen also keine echte Y-Achse, d. h. sie lassen keine Vorschubbewegung eines Werkzeugs relativ zu dem zu be­ arbeitenden Werkstück in Richtung dar Y-Achse zu.

Die DE-33 28 327-C der Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky beschreibt nun einen CNC-gesteuerten Drehautomaten, bei dem eine Vorschubbewegung eines angetriebenen Revolver­ werkzeugs relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück in Rich­ tung der Y-Achse simuliert wird, und zwar durch Interpolation des Rundvorschubs der Werkstückspindel (C-Achse), des Rund­ vorschubs des Werkzeugrevolvers und der Vorschubbewegung des Werkzeugrevolvers in Richtung der X = Achse. Bei eine Y-Achse simulierendem Drehautomaten verläuft die Schaltachse, um wel­ che der Werkzeugrevolver (Revolverkopf) drehbar ist, parallel zur Werkstückspindelachse und damit in Richtung der Z-Achse. Bei der bekannten Konstruktion wird der Revolverkopf von einem als Hohlwelle gestalteten und mit der Revolverkopf- Schaltachse koaxialen Revolverschaft getragen, in dem eine mit der Schaltachse gleichfalls koaxiale Zentralwelle drehbar gelagert ist, im Revolverkopf sind mehrere bezüglich der Schaltachse radial ausgerichtete, drehantreibbare Werkzeuge mittels Werkzeugspindeln drehbar gelagert, und alle diese Werkzeuge befinden sich über ein im Revolverkopf angeordnetes Winkelgetriebe in ständiger Antriebsverbindung mit der Zen­ tralwelle, wobei Bestandteile dieses Winkelgetriebes ein an der Zentralwelle angebrachtes, ein Eintriebszahnrad bildendes erstes Kegelrad sowie sich mit diesem ständig in Eingriff be­ findliche zweite Kegelräder sind, deren jedes an einer der Werkzeugspindeln angebracht ist. Die Zentralwelle wird von einem ersten Motor angetrieben, während ein zweiter Motor für den Rundvorschub der Werkstückspindel (C-Achse) den Revolver­ schaft über ein Schneckengetriebe antreibt.

Bei dem Drehautomaten nach der DE-33 28 327-C werden also während des Arbeitens mit einem rotierenden Werkzeug auch stets alle anderen drehantreibbaren Werkzeuge angetrieben; außerdem hat ein Rundvorschub des Revolverkopfs zwecks Simu­ lierung einer Y-Achse stets zur Folge, daß dem Drehantrieb der Werkzeuge eine zusätzliche Werkzeugdrehung überlagert wird, da sich beim Drehen des Revolverkopfs die Kegelräder der Werkzeugspindeln auf dem Kegelrad der Zentralwelle ab­ wälzen; dieser Effekt ist z. B. beim Abwälzfräsen von Ver­ zahnungen zumindest störend, da dieses Bearbeitungsverfahren eine exakte Koppelung zwischen der Drehung des Fräswerkzeugs und der Werkstückdrehung erfordert, so daß die bekannte Kon­ struktion eine solche Herstellung von Verzahnungen entweder nicht zuläßt oder eine aufwendige Drehwinkel-Überwachung und -Steuerung des Antriebs für die Zentralwelle erforderlich macht.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeug­ revolvereinrichtung für eine CNC-gesteuerte, eine Y-Achse simulierende Drehmaschine zu schaffen, mit der sich die vor­ stehend aufgezeigten Probleme des sich aus der DE-33 28 327-C ergebenden Drehautomaten lösen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Werkzeugrevol­ vereinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Werkzeugrevolvereinrichtung läßt es zu, jeweils nur das sich gerade in Arbeitsposition befindliche drehantreibbare Werkzeug anzutreiben und verhindert, daß sich das mit der Werkzeugspindel dieses Werkzeugs drehfest verbun­ dene Zahnrad des Winkelgetriebes auf dessen Eintriebszahnrad abwälzt, während der Revolverkopf zwecks Simulierung einer Y-Achse um die Revolverschaltachse gedreht wird.

Da drehantreibbare Werkzeuge, wie Fräser zur Herstellung von Verzahnungen durch Abwälzfräsen, aber auch Gewindeschneid­ werkzeuge, Drehwinkel-positionsgenau zum Einsatz gebracht werden müssen, empfiehlt es sich, die erfindungsgemäße Werk­ zeugrevolvereinrichtung so auszubilden, daß ausgeschlossen wird, daß sich Werkzeuge während des Weiterschaltens des Revolverkopfs, sowie sich nicht in Arbeitsposition befind­ liche Werkzeuge verdrehen können; diesem Zweck dienende Maß­ nahmen lassen sich der EP-0 596 956-B der Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky entnehmen; der Inhalt dieses Dokuments ist deshalb auch als Gegenstand der vorliegenden Anmeldung zu betrachten.

Der Rundvorschub des Revolverkopfs zwecks Simulierung einer Y-Achse sollte mittels eines spielfreien Antriebs hoher Auf­ lösung und Steifigkeit erfolgen; andererseits wird von moder­ nen Drehmaschinen gefordert, daß sich der Revolverkopf inner­ halb kürzester Zeiten um die Revolverschaltachse weiterschal­ ten, d. h. von einer Arbeitsposition in eine andere Arbeits­ position drehen läßt. Diese Forderungen lassen sich ver­ gleichsweise einfach mit einer erfindungsgemäßen Werkzeug­ revolvereinrichtung erfüllen, welche gekennzeichnet ist durch ein mit dem Revolverkopf drehfest verbundenes, mit der Schaltachse koaxiales Zahnrad sowie eine mit diesem in Ein­ griff bringbare Zahnstange, welche mittels eines Servomotors und eines von letzterem angetriebenen Kugelgewindetriebs in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist. Da entsprechende Forde­ rungen auch an die Werkstückspindel zu stellen sind (einerseits spielfreier Antrieb hoher Auflösung und Steifig­ keit bei simuliertem Y-Vorschub und andererseits hohe Dreh­ zahlen für normale Drehbearbeitungen), empfiehlt es sich, auch ein mit der Werkstückspindel drehfest verbundenes, mit deren Achse koaxiales Zahnrad sowie eine mit diesem in Ein­ griff bringbare Zahnstange vorzusehen, welche mittels eines Servomotors und eines von letzterem angetriebenen Kugelge­ windetriebs in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10 sowie 13 und 14, der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichneri­ schen Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvereinrichtung; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Werkzeugrevolvereinrich­ tung samt dem diese tragenden, in Richtung der X-Achse verschiebbar geführten Maschinen­ schlitten, wobei die Schnittebene senkrecht zur Revolverschaltachse und damit parallel zur X-Achse sowie durch die Achsen der Werkzeug­ spindeln für die vom Revolverkopf getragenen drehantreibbaren Werkzeuge verläuft;

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden, jedoch nach der Linie 2-2 in Fig. 3 verlaufenden Schnitt, und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Werkzeugrevolvereinrich­ tung gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in Richtung der X-Achse der nicht dargestellten Drehmaschine verlaufende Führungsschienen 10, auf und an denen ein in Richtung der X-Achse beweglicher Maschinenschlitten 12 geführt ist - die Richtung der X-Achse wurde in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Auf dem Maschinenschlitten 12 ist ein gehäuseartiger Revolverkopf­ träger 14 befestigt, in dem ein als Hohlwelle gestalteter und in Fig. 3 dargestellter Revolverschaft 16 um eine im Zentrum dieser Hohlwelle verlaufende Revolverschaltachse 18 drehbar und in Richtung dieser Achse etwas verschiebbar gelagert ist. Die Schaltachse 18 verläuft senkrecht zur Richtung der X-Achse und in Richtung der Z-Achse der nicht dargestellten Drehmaschine, d. h. parallel zu der in Fig. 1 angedeuteten Achse 20 einer nicht gezeichneten Werkstückspindel der Dreh­ maschine. Wie die Fig. 3 erkennen läßt, ragt der Revolver­ schaft 16 gemäß Fig. 3 nach links aus dem gehäuseartigen Revolverkopfträger 14 heraus, und am gemäß Fig. 3 linken Ende des Revolverschafts ist ein Revolverkopf 22 befestigt. Dieser hat über seinen Umfang verteilt mehrere (hier 12) Werkzeug­ stationen 24, deren jede über eine bezüglich der Revolver­ schaltachse radial orientierte Werkzeugaufnahme 26 zum Ein­ setzen eines Werkzeughalters für ein drehantreibbares Werk­ zeug verfügt. Die Fig. 1 und 3 zeigen zwei solche in den Revolverkopf 22 eingesetzte Werkzeughalter 28 und 30 mit jeweils einem Werkzeug 32 bzw. 34, wobei es sich bei dem Werkzeug 32 um einen Fräser und bei dem Werkzeug 34 um einen Bohrer handelt. Jeder Werkzeughalter hat eine bezüglich der Revolverschaltachse 18 gleichfalls radial orientierte Werk­ zeugspindel 36, welche im Werkzeughalter drehbar und axial unverschiebbar gelagert sowie mit dem zugehörigen Werkzeug zumindest drehfest verbunden ist. Wie aufgrund der nach­ folgenden Beschreibung noch verständlich werden wird, müssen die Werkzeugspindeln 36 jedoch nicht unbedingt radial verlau­ fen - bei Verwendung eines Winkelgetriebes für den Antrieb der Werkzeuge könnten bei entsprechender Gestaltung des Winkelgetriebes die Werkzeugspindelachsen mit der radialen Richtung grundsätzlich auch einen Winkel bilden.

Hinsichtlich der grundsätzlichen Kinematik von Werkzeug bzw. Revolverkopf und Werkstück bzw. Werkstückspindel beim Simu­ lieren einer Y-Achse sei auf die DE-33 28 327-C, insbesondere auf deren Fig. 3, 4 und 4a samt zugehöriger Beschreibungs­ teile, verwiesen.

Im Revolverkopfträger 14 sind zwei ringförmige, zur Revolver­ schaltachse 18 konzentrische und den Revolverschaft 16 um­ schließende Kolben 40 und 42 angeordnet und in Richtung der Schaltachse 18 verschiebbar geführt. Für jeden dieser Kolben ist im Revolverkopfträger 14 ein nicht näher bezeichneter ringförmiger Zylinderraum ausgebildet, und über strichpunk­ tiert nur angedeutete Druckmittelleitungen 40a und 42a läßt sich entweder die rechte Seite des Kolbens 40 oder die linke Seite des Kolbens 42 mit Druck beaufschlagen. An der linken Stirnseite des Kolbens 40 ist eine Lagerfläche 40b ausgebil­ det, an der rechten Stirnseite des Kolbens 42 eine Lager­ fläche 42b, wobei diese beiden Lagerflächen insbesondere konisch oder kugelkalottenförmig (mit der Revolverschaltachse 18 als Zentrum) ausgebildet sind; diesen Lagerflächen stehen entsprechend gestaltete Lagerflächen des Revolverschafts 16 bzw. eines mit diesem drehfest und axial unverschieblich ver­ bundenen Widerlagerrings 44 gegenüber. Ist der Kolben 40 über die Druckmittelleitung 40a mit Druck beaufschlagt und der Kolben 42 drucklos, wird der Revolverkopf 22 in seiner in Fig. 3 dargestellten vorderen Endposition gehalten, in der er sich gegenüber dem Revolverkopfträger 14 um die Schaltachse 18 drehen läßt, wobei der Revolverschaft 16 und damit der Revolverkopf 22 durch die Lagerflächen 40b und 42b spielfrei und koaxial mit bzw. konzentrisch zu der Revolverschaltachse 18 gelagert und gehalten werden, und zwar auch in Richtung der Schaltachse 18; die axiale Spielfreiheit wird am besten dadurch gewährleistet, daß bei drehbarem Revolverkopf 22 der Kolben 42 an einer Schulter des Revolverkopfträgers 14 an­ liegt, während der Kolben 40 (entgegen der Darstellung in Fig. 3) noch etwas nach links verschoben werden könnte.

Mit dem Revolverkopf 22 und dem Revolverkopfträger 14 ist jeweils eine sogenannte HIRTH-Verzahnung 46 bzw. 48 fest ver­ bunden - bei diesen HIRTH-Verzahnungen handelt es sich um ringförmige, zur Revolverschaltachse 18 konzentrische Verzah­ nungen mit radial ausgerichteten Zähnen, welche einander ge­ genüberliegen und durch Verschieben des Revolverkopfs 22 aus der in Fig. 3 dargestellten Position nach rechts in Eingriff miteinander gebracht werden können. Der Revolverkopf 22 läßt sich also mit Hilfe der HIRTH-Verzahnungen 46, 48 am Revol­ verkopfträger 14 verriegeln, d. h. gegen ein Drehen um seine Schaltachse 18 sichern, indem der Kolben 42 über die Druck­ mittelleitung 42a mit Druck beaufschlagt und der Kolben 40 drucklos gemacht wird.

In einem im wesentlichen kreiszylindrischen Hohlraum 50 des Revolverkopfs 22 ist ein Lagergehäuse 52 so gelagert, daß sich dieses und der Revolverkopf 22 relativ zueinander um die Revolverschaltachse 18 drehen lassen. In dem Lagergehäuse 52 ist eine Werkzeugantriebswelle 54 drehbar und axial unver­ schieblich gelagert, wobei die Achse dieser Welle bezüglich der Revolverschaltachse 18 radial verläuft. Das Lagergehäuse 52 ist fest mit einer mit der Revolverschaltachse 18 koaxia­ len Hohlwelle 56 verbunden, welche im Revolverschaft 16 um die Schaltachse 18 drehbar, jedoch axial unverschieblich ge­ lagert ist. Eine gleichfalls mit der Revolverschaltachse 18 koaxiale Zentralwelle 58 ist in der Hohlwelle 56 drehbar, jedoch ebenfalls axial unverschieblich gelagert, und mit dem gemäß Fig. 3 linken Ende der Zentralwelle 58 ist ein als Kegelrad gestalteten Eintriebszahnrad 60 eines als Ganzes mit 62 bezeichneten Winkelgetriebes fest verbunden; dieses Winkelgetriebe hat ein gleichfalls als Kegelrad gestaltetes Abtriebszahnrad 64, das mit der Werkzeugantriebswelle 54 fest verbunden ist und sich stets im Eingriff mit dem Eintriebs­ zahnrad 60 befindet.

Mit dem gemäß Fig. 3 rechten Ende der Hohlwelle 56 ist ein Zylindergehäuse 66 fest verbunden, und mit diesem Zylinder­ gehäuse ist das nicht näher bezeichnete Gehäuse eines Werk­ zeug-Antriebsmotors 68 fest verschraubt. Die Motorwelle 68a dieses Motors ist drehfest mit der Zentralwelle 58 verbunden.

Das Zylindergehäuse 66 ist Bestandteil eines doppelt wirken­ den Druckmittelzylinders mit einem die Hohlwelle 56 um­ schließenden Ringkolben 70, welcher in Fig. 3 seine rechte Endposition einnimmt und sich in Richtung der Schaltachse 18 nach links vorschieben und nach rechts zurückschieben läßt, und zwar durch Druckmittelzufuhr über eine Druckmittelleitung 70a bzw. eine Druckmittelleitung 70b, welche beide nur strichpunktiert angedeutet wurden. An der gemäß Fig. 3 linken Stirnseite des aus dem Zylindergehäuse 66 nach links heraus­ ragenden Ringkolbens 70 ist eine ringförmige, zur Revolver­ schaltachse 18 konzentrische Kupplungsscheibe 72 mittels Schrauben fest angebracht; diese Kupplungsscheibe ist an ihren beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils mit einer ringförmigen, zur Revolverschaltachse 18 konzentri­ schen Verzahnung 72a bzw. 72b versehen, welche durch Hin- und Herschieben des Ringkolbens 70 wechselweise in Eingriff ge­ bracht werden können mit einer nicht näher dargestellten ent­ sprechenden Verzahnung an einem Zahnring 14a und einer am rechten Ende des Revolverschafts 16 vorgesehenen Verzahnung 16b; der Zahnring 14a ist mit dem Maschinenschlitten 12 und damit mit dem Revolverkopfträger 14 fest verbunden. Da der Ringkolben 70 zwar gegenüber der Hohlwelle 56 verschiebbar ist, mit dieser jedoch (z. B. über einen Keil) drehfest ver­ bunden sein soll, läßt sich die Hohlwelle 56 durch Verschie­ ben des Ringkolbens 70 also entweder mit dem Revolverkopf­ träger 14 (in Fig. 3 dargestellter Zustand) oder mit dem Revolverschaft 16 kuppeln, d. h. drehfest verbinden.

Auf dem Revolverschaft 16 ist ein ringförmiges, zur Revolver­ schaltachse 18 konzentrisches Zahnrad 76 befestigt, welches sich ständig in Eingriff befindet mit einem im Revolverkopf­ träger 14 drehbar gelagerten Zwischenrad 78, und am Revolver­ kopfträger 14 ist ein Revolverschaltmotor 80 befestigt, auf dessen Motorwelle 80a ein mit dem Zwischenrad 78 stets käm­ mendes Ritzel 80b angebracht ist, so daß sich der Revolver­ kopf 22 mit Hilfe des Motors 80 rasch von einer Schaltstel­ lung in eine andere Schaltstellung weiterschalten, d. h. um die Schaltachse 18 drehen läßt, wenn sich die beiden HIRTH- Verzahnungen 46 und 48, wie in Fig. 3 dargestellt, außer Ein­ griff befinden und der Ringkolben 70 seine rechte Endstellung einnimmt, so daß der Revolverschaft 16 weder mit der Hohl­ welle 56, noch mit dem Revolverkopfträger 14 drehfest verbun­ den ist (wie in Fig. 3 dargestellt).

Der gehäuseartige Revolverkopfträger 14 nimmt eine schwenk­ bare Rundvorschubeinheit 84 auf, bestehend aus einem Servo­ motor 86, einem Kugelgewindetrieb 88 mit einer vom Motor 86 angetriebenen Gewindespindel 88a und einer Mutter 88b, sowie einer Zahnstange 90, welche sich in Achsrichtung der Gewinde­ spindel 88a erstreckt, in dieser Richtung verschiebbar ge­ führt und in dieser Richtung durch die Mutter 88b hin- und herschiebbar ist. Die Rundvorschubeinheit 84 ist über eine Kugelkalotte 92 um einen Drehpunkt 94 schwenkbar am Revolver­ kopfträger 14 gelagert und läßt sich mit Hilfe eines am Revolverkopfträger 14 angebrachten, doppelt wirkenden Druck­ mittelzylinders 96 um den Drehpunkt 94 schwenken, um die Zahnstange 90, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, in Eingriff zu bringen mit dem Zahnrad 76 bzw. von diesem zu lösen. Die Rundvorschubeinheit 84 gewährleistet einen spiel­ freien, drehwinkelgesteuerten Servoantrieb hoher Auflösung und Steifigkeit für den Revolverkopf 22 - letzterer steht wie üblich mit einem nicht dargestellten, hochauflösenden Dreh­ winkelgeber in Drehverbindung. Der Druckmittelzylinder 96 ist so positioniert, daß die Andruckkräfte in den Zahnflanken des Zahnrads 76 ausgewogen sind; die Kugelkalotte 92 hat die Auf­ gabe, Richtungsfehler der Zahnflanken am Zahnrad 76 und/oder an der Zahnstange 90 auszugleichen, gegebenenfalls auch Feh­ ler der Zylindrizität der Verzahnung des Zahnrads 76.

Soll der Revolverkopf 22 mit Hilfe der Rundvorschubeinheit 84 gedreht werden, muß der Revolverschaltmotor 80 stromlos sein, damit sich seine Welle 80a mit dem Revolverschaft 16 drehen läßt.

Die HIRTH-Verzahnungen 46 und 48, die Verzahnungen 72a und 72b, sowie die am Zahnring 14a vorgesehene Verzahnung und die Verzahnung 16b weisen Teilungen auf, welche der Anzahl der Werkzeugstationen 24 des Revolverkopfs 22 entsprechen bzw. Rechnung tragen, damit sich die einander zugeordneten Ver­ zahnungen in jeder Schaltstellung des Revolverkopfs exakt in Eingriff miteinander bringen lassen.

Am radial inneren Ende einer jeden Werkzeugspindel 36 ist ein Kupplungselement 100a befestigt, und das eine (in Fig. 3 untere) Ende der Werkzeugantriebswelle 54 ist mit einem ent­ sprechend gestalteten Kupplungselement 100b versehen, welches einen stegartigen Vorsprung zum Eingreifen in eine Nut eines der Kupplungselemente 100a besitzt. Am Außenumfang des Lager­ gehäuses 52 ist ein Verdrehsicherungsring 102 befestigt, wel­ cher einen bis auf eine Lücke ringförmigen, zur Revolver­ schaltachse 18 konzentrischen Steg bildet, der in die Nuten der Kupplungselemente 100a aller derjenigen Werkzeuge ein­ greift, welche sich gerade nicht in Arbeitsposition befinden, während das Kupplungselement 100a des sich gerade in Arbeits­ position befindlichen Werkzeugs in der Lücke des Verdreh­ sicherungsrings 102 liegt und sich in dieser Lücke frei drehen kann. Beim Weiterschalten des Revolverkopfs 22, d. h. beim Drehen des Revolverkopfs um die Schaltachse 18, läßt sich also das Kupplungselement 100a desjenigen Werkzeugs, welches sich zuvor in Arbeitsposition befand, vom Kupplungs­ element 100b der Werkzeugantriebswelle 54 selbsttätig lösen (bei Drehwinkel-richtiger Stillsetzung dieses Werkzeugs), eine Werkzeugspindel 36 eines anderen Werkzeugs wird dabei mit der Werkzeugantriebswelle 54 gekuppelt, und alle sich nicht in Arbeitsposition befindlichen Werkzeuge werden durch den Verdrehsicherungsring 102 am Verdrehen gehindert. Weitere Einzelheiten dieser Konstruktion lassen sich der EP-0 596 956-B entnehmen.

In dem in Fig. 3 dargestellten Zustand der erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvereinrichtung kann der Revolverkopf 22 mit Hilfe des Revolverschaltmotors 80 weitergeschaltet werden, wobei das Lagergehäuse 52 samt Werkzeugantriebswelle 54 stillsteht, da erfindungsgemäß die Hohlwelle 56 (mit Hilfe der Kupplungsscheibe 72) drehfest mit dem Revolverkopfträger 14 verbunden ist. Die Rundvorschubeinheit 84 ist dabei vom Zahnrad 76 weggeschwenkt.

Zum Arbeiten mit simulierter Y-Achse wird die Rundvorschub­ einheit 84 in die Verzahnung des Zahnrads 76 eingeschwenkt und die Hohlwelle 56 mit Hilfe der Kupplungsscheibe 72 dreh­ fest mit dem Revolverschaft 16 verbunden, so daß sich das Lagergehäuse 52 und der Werkzeug-Antriebsmotor 68 zusammen mit dem Revolverkopf 22 drehen und sich infolgedessen das Ab­ triebszahnrad 64 nicht auf dem Eintriebszahnrad 60 abwälzen kann.

Beim Arbeiten mit einem rotierenden Werkzeug ist jeweils nur dieses mit der Werkzeugantriebswelle 54 gekuppelt, d. h. alle anderen drehantreibbaren Werkzeuge stehen dabei still.

Beim Arbeiten mit einem vom Revolverkopf 22 getragenen, nicht dargestellten Drehwerkzeug, d. h. während eines normalen Drehbearbeitungsvorgangs, wird der Revolverkopf 22 am Revol­ verkopfträger 14 mit Hilfe der HIRTH-Verzahnungen 46, 48 ver­ riegelt, indem der den Revolverkopf tragende Revolverschaft 16 aus der in Fig. 3 dargestellten Position heraus nach rechts verschoben wird, und zwar mit Hilfe des Kolbens 42. Dann ist der Revolverschaft 16 auch drehfest mit dem Ring­ kolben 70 und damit mit der Hohlwelle 56 sowie dem Lagerge­ häuse 52 verbunden.

Claims (14)

1. Werkzeugrevolvereinrichtung für eine CNC-gesteuerte, eine Y-Achse simulierende Drehmaschine mit einer eine C = Achse (Rundvorschub) aufweisenden Werkstückspindel, wobei die Werkzeugrevolvereinrichtung aufweist

• a) einen an einem in Richtung der X-Achse verschieb­ baren Revolverkopfträger um eine Schaltachse drehbar gelagerten, mehrere Werkzeugstationen aufweisenden Revolverkopf, welcher an mehreren seiner Werkzeug­ stationen jeweils eine Werkzeugaufnahme zum Ein­ setzen eines eine Werkzeugspindel aufweisenden Werk­ zeughalters für ein drehantreibbares Werkzeug be­ sitzt;
• b) eine Revolverkopf-Antriebsvorrichtung für eine dreh­ winkelgesteuerte Drehung (Rundvorschub) des Revol­ verkopfs um seine Schaltachse, und
• c) eine Werkzeug-Antriebsvorrichtung für die drehan­ treibbaren Werkzeuge, welche ein Zahnrad-Winkelge­ triebe mit einem Eintriebszahnrad und einem sich mit letzterem in Eingriff befindlichen Abtriebszahnrad aufweist, wobei das Eintriebszahnrad um die Schalt­ achse drehbar und die Werkzeugspindel eines drehan­ treibbaren Werkzeugs durch das Abtriebszahnrad an­ treibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Revolverkopf (22) eine gegenüber diesem um die Schaltachse (18) drehbare Lager­ vorrichtung (52) für eine das Abtriebszahnrad (64) des Winkelgetriebes (62) tragende Werkzeugantriebswelle (54) angeordnet ist, wobei die Werkzeugantriebswelle eine Arbeitsposition für eine einem drehantreibbaren Werkzeug (32, 34) zugeordnete Werkzeugaufnahme (26) des Revolver­ kopfs (22) definiert, daß zwischen der Werkzeugantriebs­ welle (54) und der Werkzeugspindel (36) des sich jeweils in Arbeitsposition befindlichen drehantreibbaren Werk­ zeugs eine Werkzeugantriebskupplung vorgesehen ist, wel­ che wenigstens zwei durch Drehen des Revolverkopfs um die Schaltachse (18) relativ zu der Lagervorrichtung (52) voneinander lösbare bzw. in Eingriff miteinander bringbare Kupplungselemente (100a, 100b) aufweist, von denen das eine mit der Werkzeugantriebswelle und das andere mit der Werkzeugspindel mindestens drehfest ver­ bunden ist, und daß die Lagervorrichtung durch eine erste schaltbare Kupplung (72b, 16b) mit dem Revolver­ kopf (22) drehfest verbindbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeug-Antriebsvorrichtung einen Werkzeug-An­ triebsmotor (65) sowie eine durch diesen antreibbare, mit der Schaltachse (18) koaxiale und mit dem Eintriebs­ zahnrad (60) des Winkelgetriebes (62) mindestens dreh­ fest verbundene Zentralwelle (58) aufweist, daß eine mit der Zentralwelle koaxiale und diese umgebende, um die Schaltachse drehbare erste Hohlwelle (56) vorgesehen ist, an deren einem Ende die Lagervorrichtung (52) und anderen anderem Ende der Werkzeug-Antriebsmotor (68) an­ gebracht ist, und daß die aus Werkzeug-Antriebsmotor, erster Hohlwelle und Winkelgetriebe-Lagervorrichtung be­ stehende Baugruppe als Einheit durch die erste schalt­ bare Kupplung (72b, 16b) mit dem Revolverkopf (22) dreh­ fest verbindbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine mit der Zentralwelle (58) und der ersten Hohlwelle (56) koaxiale und diese beiden Wellen umgebende sowie den Revolverkopf (22) tragende, um die Schaltachse (18) drehbare zweite Hohlwelle (16).

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrich­ tung (52) für die Werkzeugantriebswelle (54) durch eine zweite schaltbare Kupplung (72a, 14a) drehfest mit dem Revolverkopfträger (14) verbindbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein schaltbares Element (72) der ersten schaltbaren Kupplung (72b, 16b) auch ein schaltbares Element der zweiten schaltbaren Kupplung (72a, 14a) bildet.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbare Kupplung (72b, 16b; 72a, 14a) als Zahnkupplung mit ring­ förmigen, zur Schaltachse konzentrischen und in Eingriff miteinander bringbaren Verzahnungen ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen in Richtung der Schaltachse (18) verschiebbaren Druck­ mittelzylinder-Kolben (70) zur Verschiebung der mit der Lagervorrichtung (52) drehfest verbundenen Verzahnung (72b) in Richtung der Schaltachse.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine mit dem Revolverkopfträger (14) drehfest ver­ bundene erste ringförmige Verzahnung (14a), eine mit dem Revolverkopf (22) drehfest verbundene zweite ringförmige Verzahnung (16b) sowie einen durch den Kolben (70) ver­ schiebbaren, zur Schaltachse (18) konzentrischen Ring (72), welcher auf in Richtung der Schaltachse voneinan­ der abgewandten Seiten mit einer dritten (72a) bzw. einer vierten (72b) ringförmigen Verzahnung versehen ist, wobei die erste und die zweite Verzahnung wechsel­ weise mit der dritten bzw. vierten Verzahnung in Ein­ griff bringbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (70) und der Werkzeug-Antriebsmotor (68) mit der Lagervorrichtung (52) für die Werkzeugan­ triebswelle (54) drehfest verbunden sind.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 2, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (70) mit der ersten Hohl­ welle (56) drehfest verbunden und als letztere umfassen­ der Ringkolben ausgebildet ist.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit dem Revolverkopf (22) drehfest verbundenes, mit der Schaltachse (18) koaxiales Zahnrad (76) sowie eine mit diesem in Eingriff bringbare Zahnstange (90), welche mittels eines Servo­ motors (86) und eines von letzterem angetriebenen Kugel­ gewindetriebs (88) in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit der Werkstück­ spindel drehfest verbundenes, mit der Werkstückspindel­ achse koaxiales Zahnrad sowie eine mit diesem in Ein­ griff bringbare Zahnstange, welche mittels eines Servo­ motors und eines von letzterem angetriebenen Kugelge­ windetrieb in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Kuppeln der Zahnstange (90) mit dem Zahnrad (76) die aus Servomotor, Kugelgewindetrieb und Zahnstange bestehende Antriebseinheit (84) schwenkbar gelagert ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwenklager für die Antriebseinheit eine Kugel­ kalotte (92) aufweist.