DE2535135C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einer solchen, aus der DE-OS 23 29 054 bekannten Drehmaschine ist der Ständer portalartig ausgebildet, so daß er beiderseits der ersten Führungen mit dem Bett ver­ bunden ist. An der vorderen Stirnseite des Ständers, also der den vorderen Enden der ersten Führungen zugewandten Stirnseite sind die vertikalen zweiten Führungen angeord­ net, auf denen der Schlitten verfahrbar ist. Diese zwei­ ten Führungen erstrecken sich daher in einer senkrecht zur Spindelachse verlaufenden Vertikalebene. Parallel zu dieser Vertikalebene ist der Revolverkopf um eine diese Vertikalebene senkrecht durchsetzende Drehachse drehbar gelagert. Bei dieser bekannten Drehmaschine müssen die Abmessungen des Schlittens parallel zur Spindelachse so gering wie möglich sein, um die mechanische Festigkeit des Revolverkopfes so groß wie möglich zu machen, ohne die Längsabmessungen der Drehmaschine stark zu ver­ größern. Infolge dieser relativ kleinen Abmessungen des Schlittens in Längsrichtung der Spindelachse kann der Schlitten keine Antriebseinrichtung zum Drehen von Schneidwerkzeugen aufnehmen, die in dem Revolverkopf ein­ zuspannen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so wei­ terzubilden, daß der den Revolverkopf drehbar lagernde Schlitten in konstruktiv einfacher Weise Antriebseinrich­ tungen zur Drehung von in dem Revolverkopf eingespannten Werkzeugen wie auch Fortschalteinrichtungen für den dreh­ baren Revolverkopf aufnehmen kann, ohne daß dadurch je­ doch die Längsabmessungen der Drehmaschine vergrößert und der Arbeitsbereich einer Bedienungsperson erweitert wird.

Bei einer Drehmaschine der genannten Art ist diese Aufga­ be durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung ge­ löst.

Die erfindungsgemäße Drehmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß der Ständer neben den ersten Führungen und auf der gleichen Seite, wie der Spindelkasten in bezug auf den Schneidbereich der Drehmaschine angeordnet ist. So befindet sich der Ständer z. B. bezogen auf die Querabmes­ sung der Drehmaschine hinter dem Spindelkasten und in der Nähe des vorderen Endes der ersten Führungen. Der Ständer trägt dabei die zweiten vertikalen Führungen an seiner den ersten Führungen zugewandten und sich parallel zu der Spindelachse erstreckenden Seite, so daß also die zweiten Führungen auch in einer parallel zur Spindelachse verlau­ fenden Vertikalebene liegen. Der auf diesen zweiten Füh­ rungen beweglich geführte Schlitten kann daher in Längs­ richtung der Spindelachse relativ große Abmessungen ha­ ben, ohne daß dadurch die Längsabmessungen der Drehma­ schine vergrößert würden. An seiner den vorderen Enden der ersten Führungen zugewandten Stirnseite trägt der Schlitten den drehbaren Revolverkopf. Die Abmessungen des Schlittens in Richtung der Spindelachse können daher ohne Einfluß auf die Abmessungen des Revolverkopfes relativ groß gewählt werden, so daß ohne Schwierigkeiten sowohl eine Antriebswelle für in den Revolverkopf einspannbare drehbare Werkzeuge als auch eine Fortschaltwelle für die Einstellung des Revolverkopfes in seine jeweils gewünsch­ te Drehstellung in dem Schlitten angeordnet werden kön­ nen. Durch die Anordnung sowohl des Ständers und Schlit­ tens einerseits als auch des Spindelkastens andererseits auf der gleichen Seite in bezug auf den Schneidbereich der Drehmaschine bleibt der Letztere für eine Bedienungs­ person und auch die Abführung von Spänen leicht zugäng­ lich, wobei auch die mit dem Schlitten, dem Revolverkopf und dem Spindelkasten zusammenwirkenden Steuerteile, wie z. B. Grenzschalter od. dgl., weitgehend außerhalb des Schneidbereiches anzuordnen sind, so daß diese von Schneidöl oder ähnlichen Flüssigkeiten nicht beeinträch­ tigt werden können. Infolge dieser Anordnung des Schlit­ tens können auch elektrische Bauteile und elektrische Leitungen ausreichend entfernt vom Schneidbereich ange­ ordnet werden, so daß diese durch Späne und Schneidöl ebenfalls nicht beeinträchtigt werden und für Wartungs- und Reparaturarbeiten leicht zugänglich sind. Außerdem ist eine öldichte Ausführung der Abdeckung des Schlit­ tens, der die elektrischen Steuerteile enthält, nicht er­ forderlich. Da sich außerdem vor dem Schlitten keine wei­ teren Konstruktionsteile befinden, kann diese Abdeckung vom Schlitten leicht entfernt werden, um Wartungsarbeiten innerhalb des Schlittens vornehmen zu können.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemäßen Vielzweckdrehmaschine;

Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, der in Fig. 1 dargestellten Vielzweckdrehmaschine;

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dar­ gestellten Vielzweckdrehmaschine;

Fig. 4 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Schlitten und einen Revolverkopf der in Fig. 1 dargestellten Vielzweck­ drehmaschine;

Fig. 5 einen senkrechten Querschnitt durch den Schlitten und Revolverkopf gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, durch den Spindelkasten und eine Lünette der Vielzweckdrehmaschine gemäß Fig. 1;

Fig. 7 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf eine Zusatzspannvorrichtung, die in Fig. 1 teilweise erkennbar ist;

Fig. 8 eine Seitenansicht der in Fig. 7 darge­ stellten Zusatzspannvorrichtung und

Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Teil der in Fig. 7 dargestellten Zusatzspann­ vorrichtung.

Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 eingegangen. Darin ist eine erfindungsgemäße numerisch gesteuerte Vielzweck­ drehmaschine dargestellt, die einen Fuß 10 aufweist, der ein Maschinenbett 12 trägt. Das Maschinenbett 12 ist mit waagerechten Führungsbahnen 14 versehen, die einen gleitend in Längsrichtung verschiebbaren Spindelkasten 16 tragen. Wenn eine mit dem Spindelkasten 16 verbundene Gewinde­ spindel 18 gedreht wird, wird der Spindelkasten 16 nach links oder rechts (in Fig. 1) verschoben. Ein numerisch gesteuerter Servomotor 20 dient dazu, die Gewindespindel 18 über ein Untersetzungsgetriebe 22 entsprechend einem Steuersignal von einer numerischen Steuerung 21 gesteuert zu drehen. Die numerische Steuerung 21 ist allgemein be­ kannt, so daß sich hier eine ausführliche Beschreibung derselben zur Vereinfachung der Beschreibung erübrigt.

Der Spindelkasten 16 ist mit einer hohlen, drehbaren Arbeitsspindel 24 versehen, die eine Werkstückspannvor­ richtung trägt, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Spannring 26 ist. Die Drehmaschine umfaßt ferner eine Lünette 28 für das Werkstück die lösbar am Maschinen­ bett 12 montiert ist und mit einem Werkstückhalteteil zum Abstützen langer Werkstücke versehen ist. Beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel ist das Werkstückhalteteil eine Hülse 30, deren Achse mit der Achse der Arbeitsspindel 24 ausgerichtet ist. Die Hülse 30 kann so ausgebildet sein, daß sie in noch ausführlich zu beschreibender Weise gedreht werden kann.

Am Maschinenbett 12 ist auf der Rückseite des Spindel­ kastens 16 hinter dem Bereich, in dem die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt, ein Ständer 32 befestigt, der auf seiner Vorderseite vertikale Führungsbahnen 34 aufweist, die in einer zur Achse der Arbeitsspindel 24 parallelen Ebene verlaufen. Wie die Fig. 2 und 3 am deutlichsten zeigen, ist auf den vertikalen Führungsbahnen 34 ein Schlitten 36 im Bereich oberhalb des Spindelkastens 16 gleitend verschiebbar, der in vertikaler Richtung zu dem Spindelkasten 16 ausgerichtet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Führungsbahnen 34 in einer Ebene; es versteht sich jedoch, daß die Führungs­ bahnen 34 bei Bedarf auch in unterschiedlichen Ebenen liegen können. Der Schlitten 36 trägt drehbar einen Revolverkopf 38, der zahlreiche Werkzeuge so hält, daß ein bestimmtes Werkzeug 40 auf einer vertikalen Bahn bewegt werden kann, die unter einem rechten Winkel zur Achse der Arbeitsspindel 24 verläuft und diese schneidet. Ferner ist eine Zusatzspannvorrichtung 42 für das Werkzeug vor­ gesehen, die noch ausführlich beschrieben wird. Am Ständer 32 ist ein numerisch gesteuerter Servomotor 44 montiert, der auf ein Steuersignal von der numerischen Steuerung 21 in der Weise anspricht, daß er den Schlitten 36 in vertikaler Richtung verfährt. Ein Behälter 46 dient zur Aufnahme von Spänen und Öl, die während der maschinellen Bearbeitung anfallen.

Die Drehmaschine weist ferner eine Antriebsvorrichtung (siehe Fig. 1 bis 3) auf, die an einen Antrieb, beispiels­ weise einen Antriebsmotor 48, angeschlossen ist. Eine Keilwelle 50 trägt eine Riemenscheibe 54, die mit deren einem Ende verbunden ist und über einen Riemen 56 von dem An­ triebsmotor 48 angetrieben wird. Zwischen der Keilwelle 50 und der Riemenscheibe 54 sitzt eine Kupplungseinrichtung 58 (siehe Fig. 1), wie z. B. eine magnetische Kupplung. Eine weitere Riemenscheibe 52, die über einen Riemen 60 mit der Arbeitsspindel 24 verbunden ist, ist auf die Keilwelle 50 aufgekeilt und kann längs der Achse der Keilwelle 50 in gleicher Richtung wie der Spindelkasten 16 verschoben werden.

Ferner ist eine weitere Welle 62 vorgesehen, die eine Riemenscheibe 64 trägt, die über einen Riemen 66 mit dem Antriebsmotor 48 verbunden ist. Zwischen der Welle 62 und der Riemenscheibe 64 befindet sich eine Kupplungseinrichtung 68, wie beispielsweise eine magnetische Kupplung. Mit der Welle 62 ist eine weitere Riemenscheibe 70 verbunden. Der Revolver­ kopf 38 weist eine horizontal verlaufende Welle 75 auf, die über eine Zahnkupplung 73 mit einer Welle 72 verbunden ist, an der eine Riemenscheibe 74 befestigt ist. Ein Riemen 76 ist um die am Ständer 32 drehbar gelagerten Riemenscheiben 70 und 74, Riemenscheiben 78 und 80 und eine Spannscheibe 82 gelegt und bildet eine Antriebsverbindung zwischen den Riemen­ scheiben 70 und 74. Die Spannscheibe 82 ist drehbar an einem Arm 84 gelagert, der mittels eines Stiftes 86 am Ständer 32 schwenkbar montiert ist. Eine Zugfeder 88 übt auf den Arm 84 eine nach oben gerichtete Kraft aus und spannt dadurch den Riemen 76. Auf diese Weise sorgt der Riemen 76 selbst dann für eine Antriebs­ verbindung zwischen den Wellen 62 und 72, wenn der Schlitten 36, die Welle 72 und die Riemenscheibe 74 in vertikaler Richtung verfahren werden.

Wie Fig. 2 zeigt, kann der Servomotor 44 den Schlitten 36 mittels einer Gewindespindel 90 in vertikaler Richtung verschieben. Ein Impulsgenerator 92 ist über einen Riemen 94 mit dem Antriebsmotor 48 verbunden und wird von diesem so angetrieben, daß er ein Signal erzeugt, das auf die numerische Steuerung 21 gegeben wird. Beim Empfang dieses Signals steuert die numerische Steuerung 21 die Servo­ motore 20 und 44 so, daß der Vorschub des Spindel­ kastens 16 und des Schlittens 36 mit bestimmten Ge­ schwindigkeiten gesteuert erfolgt.

Fig. 4 zeigt den Schlitten 36 und den Revolverkopf 38 im Querschnitt. Der Revolverkopf 38 ist am rechten Ende einer Hohlwelle 100 befestigt, die im Schlitten 36 drehbar ge­ lagert ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Revolverkopf 38 eine Sechsstellungseinheit, die sechs Werkzeuge zum Drehen, Bohren, Fräsen und für andere zusätzliche Operationen aufnehmen kann. An der linken Stirnseite des Revolverkopfes 38 ist eine Kupplungs­ hälfte 102 befestigt, die mit einer Kupplungshälfte 104 in Eingriff treten kann, die an der rechten Seite des Schlittens 36 vorgesehen ist. Die Kupplungshälften 102 und 104 können nicht dargestellte Dorne oder ähnliche Mittel zur Sicherung des Revolverkopfes 38 in einer der sechs Arbeitsstellungen aufweisen. Mit dem linken Ende der Hohlwelle 100 ist ein hydraulischer Kolben 106 ver­ bunden. In eine Kammer 108 eingeführtes Drucköl wirkt auf das linke Ende des Kolbens 106 und verschiebt den Kolben 106, die Welle 100, den Revolverkopf 38 und die Kupplungshälfte 102 so weit nach rechts, daß die Kupplungs­ hälfte 102 von der Kupplungshälfte 104 freikommt, so daß die Welle 100 und der Revolverkopf 38 zum Weiterschalten gedreht werden können. Normalerweise wird in eine Kammer 110 Drucköl eingespeist, das auf die rechte Seite des Kolbens 106 drückt und den Kolben 106, die Welle 100, den Revolver­ kopf 38 und die Kupplungshälfte 102 nach links schiebt, so daß die Kupplungshälfte 102 mit der Kupplungshälfte 104 in der gewünschten Schaltstellung in Eingriff tritt und dann eine Drehung des Revolverkopfes 38 verhindert wird.

Ein Motor 112 zum Weiterschalten des Revolverkopfes 38 ist am Schlitten 36 montiert und mit einer waagerecht verlaufenden Welle 114 verbunden, die drehbar im Schlitten 36 gelagert ist und an der ein Zahnrad 116 befestigt ist. Eine Vorgelegewelle 118 trägt ein Zahnrad 120, das mit dem Zahnrad 116 kämmt, sowie ein Zahnrad 122, das mit dem Zahnrad 124 kämmt, das konzentrisch zur Welle 100 am Revolverkopf 38 befestigt ist. Wenn der Motor 112 läuft, dreht die Welle 114 über die Zahnräder 116 und 120, die Welle 118 und die Zahnräder 122 und 124 den Revolver­ kopf 38, wodurch der Revolverkopf 38 weitergeschaltet wird.

Die Welle 75 verläuft parallel zur Achse der Arbeits­ spindel 24 durch die Hohlwelle 100 und ist in dieser drehbar sowie über die Zahnkupplung 73 in zuvor beschriebener Weise mit der Welle 72 verbunden. Am rechten Ende der Welle 75 ist ein Kegelrad 128 befestigt, das unter rechten Winkeln mit Kegelrädern 130 und 132 kämmt.

Es sind sechs Kegelräder vorgesehen, die mit dem Kegelrad 128 kämmen, wobei in üblicher Weise ein oder zwei Kegel­ räder für andere gewünschte Zerspanungsarbeiten neben dem Drehen benutzt werden können, wie dies durch die Kegel­ räder 130 und 132 in Fig. 4 als Beispiele gezeigt wird. Die Kegelräder 130 und 132 sind an einer radialen Welle 134 bzw. 136 befestigt, wobei diese Wellen drehbar im Revolver­ kopf 38 gelagert sind. Die Drehung der Welle 75 führt über die Kegelräder 128, 130 und 132 zu einer Drehung der Wellen 134 und 136. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungs­ beispiel wird die Welle 134 nicht benutzt; vielmehr ist ein Werkzeughalter 138 starr am Revolverkopf 38 befestigt, der ein Werkzeug 140 festhält. Jedoch wird die Welle 136 benutzt, und an deren unterem Ende ist ein Bohrer 142 befestigt, der sich zusammen mit ihr drehen kann. Der Schlitten 36, der Revolverkopf 38, der Bohrer 142 und das Planwerkzeug 140 können vom Servomotor 44 und der Gewindespindel 90 in senkrechter Richtung so bewegt werden, daß sich die Mitten des Bohrers 142 und des Werkzeugs 140 auf einer vertikalen Bahn bewegen, die unter einem rechten Winkel zur Achse der Arbeitsspindel 24 des Spindelkastens 16 verläuft und diese schneidet.

Im folgenden wird zusätzlich auf Fig. 5 Bezug genommen. An der Welle 118 ist ein weiteres Zahnrad 144 befestigt, das mit einem Zahnrad 146 kämmt, das an einer Nockenwelle 148 befestigt ist. Die Nockenwelle 148 trägt sechs Nocken (in Fig. 4 sind lediglich fünf sichtbar), die insgesamt mit dem Bezugszeichen 150 bezeichnet sind und den sechs Schaltstellungen des Revolverkopfes 38 entsprechen. Jede Nocke 150 kann mit einem Grenzschalter 152 in Eingriff treten, damit dieser geöffnet oder geschlossen wird, wenn sich der Revolverkopf 38 in der entsprechenden Schalt­ stellung befindet. Die Grenzschalter 152 sind mit einer nicht dargestellten, elektrischen Steuereinheit zur Steuerung des Motors 112 zum Weiterschalten des Revolver­ kopfes 38 verbunden.

Im folgenden wird auf Fig. 6 eingegangen. Damit die Hülse 30 zusammen mit der Arbeitsspindel 24 gedreht wird, kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die eine in Längsrichtung parallel zur Achse der Arbeitsspindel verlaufende Welle 160 umfaßt, die drehbar in Lagern 162 gelagert ist, die in einer Buchse 159 sitzen, die an der Lünette 28 befestigt ist und von dieser getragen wird. Eine axiale Verschiebung der Welle 160 wird von einem daran ausgebildeten Flansch 161 und einer Mutter 163 verhindert, die auf das rechte Ende der Welle 160 aufgeschraubt ist. An der rechten Stirnseite der Buchse 159 ist eine Abdeckung 165 ange­ bracht, die das Eintreten von Spänen und Öl in die Buchse verhindern soll. Auf der Welle 160 ist ein Zahnrad 164 befestigt, das mit einem Zahnrad 166 kämmt, das zusammen mit der Hülse 30 als Einheit drehbar ist. Die Hülse 30 ist über Lager 168 in der Lünette 28 drehbar gelagert.

Auf der Welle 160 sitzt verschiebbar eine Hülse 170, die einstückig mit einem Zahnrad 172 verbunden ist und die sich mit der Welle 160 drehen muß, da an der Hülse 170 eine Feder 174 vorgesehen ist die in einer in die Welle 160 geschnittenen, länglichen Federnut 176 sitzt. Am Spindel­ kasten 16 ist ein Lagergehäuse 178 befestigt, das in Längsrichtung des Spindelkastens verläuft und Lager 180 trägt, die die Hülse 170 drehbar gelagert halten.

Das Zahnrad 172 kämmt mit einem Zahnrad 182, das sich zu­ sammen mit der Arbeitsspindel 24 als Einheit dreht. Die Zahnräder 182, 172, 164 und 166 haben ein Übersetzungs­ verhältnis von eins und bewirken, daß sich die Hülse 30 mit gleicher Drehzahl und in gleicher Richtung wie die Arbeitsspindel 24 dreht. Während des Betriebes führt eine Drehung der Arbeitsspindel 24 zu einer Drehung der Zahn­ räder 182 und 172. Eine Drehung des Zahnrades 172 und somit der Hülse 170 führt zu einer Drehung der Welle 160, da die Hülse mit der Welle verkeilt ist. Wenn sich die Welle 160 und das Zahnrad 164 drehen, führt dies wiederum zu einer Drehung des Zahnrades 166, das an der Hülse 30 befestigt ist, so daß sich die Hülse 30 dreht. Eine axiale Verschiebung der Hülse 170 wird von Muttern 183 und 185 verhindert, so daß das Zahnrad 172 in Eingriff mit dem Zahnrad 182 bleibt.

Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen die Zusatzspannvorrichtung 42 für das Werkzeug, die dem Spindelkasten 16 gegenüber­ liegend angeordnet ist und der zusätzlichen Bearbeitung eines Werkstücks 200 dient, das von einem stangen­ förmigen Rohling abgetrennt wurde, der in den Spannring 26 eingespannt ist. Die Zusatzspannvorrichtung umfaßt eine horizontale Welle 202, die parallel zur Achse der Arbeitsspindel 24 durch den Ständer 32 hindurchgeht. An ihrem vorderen Ende wird die Welle 202 verschiebbar von einem Stützarm 206 abgestützt, der am Ständer 32 be­ festigt ist. Ferner ist das hintere Ende der Welle 202 verschiebbar in einem Zapfenlager 203 gelagert, das von einem am Spindelkasten 16 befestigten Stützarm 204 ge­ tragen wird. Die Welle 202 kann somit längs einer zur Achse der Arbeitsspindel 24 parallelen Achse verschoben werden. Zu einem hydraulischen Stellantrieb bzw. Zylinder 208, der am Maschinenbett 12 befestigt ist, gehört ein Kolben bzw. eine Kolbenstange 210, die mit dem linken Ende (in Fig. 7) der Welle 202 verbunden ist, damit die Axial­ stellung der Welle 202 eingestellt werden kann. Ein weiterer hydraulischer Zylinder 212, der am Stützarm 204 montiert ist, weist einen Kolben 214 auf, der senkrecht zur Welle 202 verläuft. Wenn während des Betriebes der Zylinder 212 nicht eingeschaltet ist, kann die Welle 202 vom Kolben 210 des hydraulischen Zylinders 208 unab­ hängig vom Spindelkasten 16 entweder nach links oder nach rechts verschoben werden. Wenn jedoch der hydraulische Zylinder 212 eingeschaltet und der Zylinder 208 nicht eingeschaltet ist, wird der Kolben 214 gegen die Welle 202 gedrückt, so daß er die Welle 202 wirksam mit dem Stützarm 204 und dem Spindelkasten 16 verbindet, so daß die Welle 202 vom numerisch gesteuerten Servomotor 20 über den Spindelkasten 16 in Längsrichtung verschoben werden kann.

In Fig. 9 ist eine Spannvorrichtung 222 dargestellt, die ein durchbohrtes Teil 224 umfaßt, das mit einem Haltearm 221 verbunden ist. Innerhalb des Teils 224 ist ein Zylinder bzw. eine Büchse 226 mittels einer Mutter 228 befestigt. Dieser Zylinder wird an seinem rechten Ende von einem Zylinderkopf 225 verschlossen. Im Zylinder 226 ist verschiebbar ein Druckkolben 230 eingeschlossen, in dem eine Bohrung 231 ausgebildet ist, in der verschieb­ bar ein Spannring 232 zum Einspannen des Werkstücks 200 sitzt. Die linken Enden (in Fig. 9) des Druckkolbens 230 und des Spannringes 232 sind innen bzw. außen mit einer Kegelfläche versehen. Auf das linke Ende des Zylinders 226 ist eine Kappe 234 geschraubt, die verhindern soll, daß der Spannring 232 aus dem linken Ende der Büchse 226 her­ ausgeschoben wird. Durch die Büchse 226 ragt ein Stift 236, der in Eingriff mit einer Längsnut im Kolben 230 steht, damit sich der Kolben 230 nicht drehen kann. Im Teil 224 und dem Zylinder 226 ausgebildete Durchlässe 240 und 242 stehen mit der linken bzw. rechten Stirnfläche des Kolbens 230 in Verbindung. Die Achse des Spannringes 232 fällt mit der Achse der Arbeitsspindel 24 zusammen.

Am Zylinderkopf 225, der auf den im Teil 224 befestigten Zylinder 226 geschraubt ist, ist eine zylindrische Ver­ längerung 244 befestigt. In der Verlängerung 244 befindet sich eine Bohrung, in der ein Auswerfkolben 246 in Längs­ richtung verschoben werden kann. Durchlässe 248 und 250 stehen in Verbindung mit der linken bzw. rechten Seite des Kolbens 246. Das linke Ende des Kolbens 246 ist ab­ gedichtet und ragt in die Bohrung des Kolbens 230 im Zylinder 226 und endet in einem Anschlagteil 252. An der Verlängerung 244 ist eine weitere Verlängerung 254 be­ festigt, die eine Gewindebohrung aufweist, durch die eine Stellschraube 256 eingeschraubt ist. Das linke Ende der Stellschraube 256 ragt in die Verlängerung 244 und kann als Anschlag für das rechte Ende des Kolbens 246 dienen, damit dessen Verschiebung nach rechts einstellbar begrenzt wird, so daß das am linken Ende des Kolbens 246 befestigte Anschlagteil 252 in bestimmter Stellung gegen die rechte Stirnfläche des Werkstücks 200 anschlägt, damit das Werk­ stück 200 in dieser Stellung eingespannt wird.

Die in beschriebener Weise aufgebaute Drehmaschine arbeitet auf folgende Weise.

Für Dreharbeiten wird die Kupplung 58 eingekuppelt, so daß der Antriebsmotor 48 über den Riemen 56, die Riemenscheibe 54, die Welle 50, die Riemenscheibe 52 und den Riemen 60 die Arbeitsspindel 24 dreht. Vorschub in Längsrichtung wird erreicht, indem der numerisch gesteuerte Servomotor 20 betrieben wird, der den Spindelkasten 16 über das Unter­ setzungsgetriebe 22 und die Gewindespindel 18 nach links oder rechts (in Fig. 1) verschiebt. Da die Riemenscheibe 52 mit der Welle 50 verkeilt ist, bewegen sich die Riemenscheibe 52 und der Riemen 60 zusammen mit dem Spindelkasten 16 nach links oder nach rechts unter Aufrechterhaltung der Antriebsverbindung zwischen der Welle 50 und der Arbeits­ spindel 24.

Damit das gewünschte Schneidwerkzeug gewählt werden kann, wird eine Druckmittelquelle, beispielsweise eine hydraulische Druckmittelquelle, mit der Kammer 108 des Schlittens 36 verbunden, so daß das Druckmittel den Kolben 106, die Welle 100 und den Revolverkopf 38 nach rechts (in Fig. 4) drückt und dadurch die Kupplungs­ hälfte 102 von der Kupplungshälfte 104 getrennt wird. Dann wird der Motor 112 erregt, damit die Welle 114, das Zahnrad 116, das Zahnrad 120, die Welle 118, das Zahnrad 122 und das Zahnrad 124 und somit der Revolver­ kopf 38 gedreht werden, bis das gewünschte Werkzeug zum Werkstück weisend nach unten gerichtet ist. Die Grenz­ schalter 152 zeigen die Schaltstellungen des Revolver­ kopfes 38 an. Wenn der entsprechende Grenzschalter 152 geöffnet oder geschlossen ist und er dadurch anzeigt, daß der Revolverkopf 38 die Drehstellung erreicht hat, in der sich das gewünschte Werkzeug in seiner Arbeitsstellung befindet, wird der Motor 112 abgeschaltet. Dann wird die Kammer 108 mit einem nicht dargestellten Ablaß verbunden und das Druckmittel in die Kammer 110 eingespeist, damit der Kolben 106, die Welle 100 und der Revolverkopf 38 nach links (in Fig. 4) verschoben werden, so daß die Kupplungs­ hälfte 102 in Eingriff mit der Kupplungshälfte 104 tritt, damit der Revolverkopf 38 in der gewünschten Stellung arretiert wird.

Bei Dreharbeiten ist die Kupplung 68 ausgerückt, so daß sich die Wellen 72 und 75 nicht drehen und daher auch die Wellen 134 und 136 des Revolverkopfes 38 nicht gedreht werden. Der Servomotor 44 wird dann von der numerischen Steuerung 21 so gesteuert, daß er den Schlitten 36 und dadurch den Revolverkopf 38 und das gewünschte Werkzeug in vertikaler Richtung entsprechend dem Längs­ vorschub verfährt, der vom laufenden Servomotor 20 her­ vorgerufen wird, der den Spindelkasten 16 in Längsrichtung verfährt. Die vertikale Verschiebung des Revolverkopfes 38 ergibt den Quervorschub. Da die Servomotore 20 und 44 unabhängig numerisch gesteuert werden, kann auf der Stirnfläche oder am Umfang des Werkstücks, das nach rechts aus der Lünette 28 herausragt, jede beliebige Form er­ zeugt bzw. geschnitten werden. Anders als bei einer ein­ fachen Drehmaschine, bei der der Längsvorschub und der Quervorschub von Vorschubgetrieberädern bewirkt werden, die von einem Motor angetrieben werden, und bei der das erzeugbare Schneidprofil durch die verfügbaren Ver­ hältnisse der Vorschubgetrieberräder beschränkt ist, be­ steht bei dieser Drehmaschine keine solche Beschränkung und es können beliebige Formen geschnitten werden.

Es ist erkennbar, daß während der maschninellen Bearbeitung vom Werkstück abfallende Späne und abfließendes Öl in den Behälter 46 gelangen und nicht irgendwo in die Nähe der Führungsbahnen 14 für den Spindelkasten 16 oder der Führungsbahnen 34 für den Schlitten 36 gelangen. Ferner kommen die Späne und das Öl nicht in die Nähe der Servomotore 20 und 44.

Für Arbeiten wie das Schneiden einer Keilnut und andere Stirnfräsarbeiten kann der in Fig. 4 dargestellte Bohrer 142 durch einen Stirnfräser ersetzt werden. In diesem Fall ist die Kupplung 58 ausgerückt, so daß sich die Arbeitsspindel 24 nicht dreht. Die Kupplung 68 ist ein­ gerückt, so daß die Wellen 134 und 136 über den Riemen 66, die Riemenscheibe 64, die Welle 62, den Riemen 76, die Riemen­ scheibe 74, die Wellen 72 und 75 sowie die Zahnräder 128, 130 und 132 vom Antriebsmotor 48 gedreht werden. Der Servo­ motor 44 wird so angesteuert, daß er den Schlitten 36 so nach unten fährt, daß der Stirnfräser in das Werkstück schneidet. Die Tiefe des Schnitts wird durch die Höhe des Schlittens 36 bestimmt. Eine in Längsrichtung verlaufende Keilnut kann beispielsweise geschnitten werden, indem der Servomotor 20 so angesteuert wird, daß er den Spindel­ kasten 16 verschiebt und dadurch das Werkstück in Längs­ richtung bezüglich des Stirnfräsers verfährt.

Beim Radialbohren, das beispielsweise mittels des Bohrers 142 erfolgen kann, arbeitet der Servomotor 20 nicht, so daß der Spindelkasten 16 stillsteht. Das Radialbohren wird durchgeführt, indem der Servomotor 44 so angesteuert wird, daß er den Schlitten 36, den Revolverkopf 38 und somit den Bohrer 142 in senkrechter Richtung nach unten zum bzw. in das Werkzeug fährt.

Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann eine Teilvor­ richtung für die Arbeitsspindel 24 vorgesehen sein, wobei die Teilvorrichtung beispielsweise einen Winkelfühler und eine hydraulische Klemmvorrichtung umfaßt. Die Teil­ vorrichtung ermöglicht ein Weiterdrehen der Arbeitsspindel 24 beim Bohren von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, radialen Bohrungen, beim Fräsen oder bei anderen, ähnlichen Arbeiten. Die Teilvorrichtung kann von einer elektrischen Steuereinheit beliebiger, bekannter Konstruktion gesteuert werden. Alternativ kann die Teilvorrichtung einen Servo­ motor aufweisen, der von der numerischen Steuerung ge­ steuert werden kann.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 die Funktionsweise der Zusatzspannvorrichtung 42 für ein Werk­ stück erläutert.

Die am Revolverkopf 38 eingesetzten Werkzeuge können einen Abschnitt eines Werkstücks, der nach rechts (in Fig. 7) aus der Lünette herausragt, abschneiden. Damit eine zu­ sätzliche maschinelle Bearbeitung am linken Abschnitt des Werkstücks 200, das von einem vom Spannring 26 gehaltenen Rohling abgeschnitten wurde, erfolgen kann, wird der Zylinder 208 so betrieben, daß er die Welle 202 und somit die Spannvorrichtung 222 nach links (in Fig. 7) verschiebt, bis das Anschlagteil 252 auf die rechte Stirnfläche des Werkstücks 200 trifft. Dazu wird auf den Durchlaß 248 Druckmittel gegeben, damit der Kolben 246 und somit das Anschlagteil 252 in eine äußerste rechte Lage gebracht werden, in der das rechte Ende des Kolbens 246 am linken Ende der Stellschraube 256 anliegt.

Wenn dieser Zustand erreicht ist, wird durch den Durchlaß 240 Druckmittel eingespeist, damit der Kolben 230 nach rechts verschoben und vom Spannring 232 gelöst wird. Dadurch kann sich der Spannring 232 aufweiten, so daß das Werkstück 200 durch diesen eintreten kann, bis die rechte Stirnfläche des Werkstücks 200 auf das Anschlag­ teil 252 trifft. Die Arbeitsspindel 24 wird gedreht, während ein nicht dargestelltes Abstechwerkzeug in das Werkstück 200 eingefahren wird, damit dieses vom vom Spannring gehaltenen Rohling abgeschnitten wird.

Wenn das Abschneiden erfolgt ist, wird die Drehung der Arbeitsspindel 24 beendet und wird der Durchlaß 240 mit dem Ablaß verbunden, während der Durchlaß 242 mit der Druckmittelquelle verbunden wird, damit der Kolben 230 nach links bewegt wird. Die innere Kegelfläche des Kolbens 230 kommt in Eingriff mit der äußeren Kegelfläche des Spannrings 232, so daß der Spannring 232 zusammenge­ drückt wird und das Werkstück 200 fest eingespannt ist. Dann wird der Zylinder 212 betätigt, damit die Welle 202 mit dem Stützarm 204 und dadurch mit dem Spindelkasten 16 verbunden wird. Dann wird der Zylinder 208 abgeschaltet.

Der numerisch gesteuerte Servomotor 20 kann erregt werden, damit der Spindelkasten 16 und somit die Spannvorrichtung 222 in Längsrichtung verschoben werden. Der numerisch ge­ steuerte Servomotor 44 kann erregt werden, damit der Revolverkopf 38 in vertikaler Richtung verschoben wird. Am Werkstück 200 kann jede zusätzliche maschinelle Be­ arbeitung ausgeführt werden, die keine Drehung des Werk­ stücks erfordert.

Zum Auswerfen des Werkstücks 200 aus der Spannvorrichtung 222 wird der Durchlaß 242 mit dem Ablaß verbunden und es wird Druckmittel in den Durchlaß 240 eingespeist, damit der Kolben 230 nach rechts verschoben wird, so daß sich der Spannring 232 ausdehnen und das Werkstück 200 frei­ geben kann. Der Durchlaß 248 wird mit dem Ablaß verbunden und Druckmittel wird in den Durchlaß 250 eingespeist, damit der Kolben 246 nach links (in Fig. 9) verschoben wird, so daß das Anschlagteil 252 das Werkstück 200 nach links aus der Spannvorrichtung 222 auswirft.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform hält der Werkzeughalter 138 das Werkzeug 140 starr; der Werk­ zeughalter 138 kann jedoch durch einen Werkzeughalter mit einem nicht dargestellten Winkelantrieb für eine Umlenkung um 90° ersetzt werden, so daß ein Werkzeug wie beispielsweise ein Bohrer oder ein Fräser um eine waage­ rechte Achse gedreht werden kann, die parallel zur Achse der Arbeitsspindel 24 verläuft und mit dieser zusammen­ fällt. Auf diese Weise können entweder auf der rechten Stirnfläche eines vom Spannring 26 gehaltenen Werkstücks oder auf der linken Stirnfläche eines von der Spannvor­ richtung 222 gehaltenen Werkstücks Bohrarbeiten oder ähnliche Arbeiten ausgeführt werden.

Claims (2)

1. Drehmaschine mit einem horizontal angeordnete erste Füh­ rungen aufweisenden Bett, einem horizontal auf den ersten Führungen verfahrbaren Spindelkasten, einer in dem Spindel­ kasten drehbar gelagerten Arbeitsspindel mit einer Werkstück­ spannvorrichtung am vorderen Ende der Arbeitsspindel zum Hal­ ten eines Werkstückes, einem an dem Bett befestigten, sich vertikal erstreckenden Ständer, an diesem vorgesehene, sich im wesentlichen vertikal erstreckende zweite Führungen, einem auf diesen verfahrbaren Schlitten, einem von diesem drehbar ge­ lagerten und zusammen mit ihm in vertikaler Richtung bewegli­ chen Revolverkopf mit Werkzeughaltern und mit einer Antriebs­ einrichtung zum Antreiben der Arbeitsspindel und Drehen des Revolverkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (32) in bezug auf eine zur Spindelachse senkrechte und durch die vorderen Enden der ersten Führungen (14) hindurch­ gehende Ebene auf der gleichen Seite wie der Spindelkasten (16) an einer den ersten Führungen (14) benachbarten Seite angeord­ net ist, daß die zweiten Führungen (34) an der den ersten Füh­ rungen (14) benachbarten Seite des Ständers in einer sich parallel zur Spindelachse und im wesentlichen vertikal erstrecken­ den Ebene an einer Stelle neben einem vorderen Endteil der ersten Führungen (14) angeordnet sind und daß auch der Schlitten (36) an der gleichen Seite wie der Spindelkasten in bezug auf die genannte, zur Spindelachse senkrechte Ebene angeordnet ist, so daß er längs einer oberhalb der Bewegungsbahn des Spindel­ kastens (16) liegenden Bewegungsbahn bewegbar ist.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen einzigen Antriebsmotor (48) hat, der die Arbeitsspindel (24) und eine in dem Schlitten (36) drehbar gelagerte Antriebswelle (75) für die Werkzeughalter (136, 138) gemeinsam antreibt.