DE2613736C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Horizontal-Bohr- und Fräswerk mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der US-PS 34 48 656 ist eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine bekannt, bei der die beiden Verriegelungs­ glieder aus einem Verriegelungsbolzen und einer diesen in der Verriegelungsstellung teilweise aufnehmenden Index­ buchse bestehen. Die beiden Verriegelungsglieder bewirken dabei lediglich eine winkelmäßige Fixierung des Kopfes in der jeweiligen Arbeitsstellung, während für das kraftschlüssige Andrücken des Kopfes in Richtung der Schwenkachse ein weiteres Verriegelungselement in Form eines hydraulischen Ringkolbens vorgesehen ist. Eine kraftschlüssige Verbindung ist dabei nur gewähr­ leistet, wenn der Ringkolben zuverlässig unter hydraulischem Druck gehalten wird; außerdem erfordert das Ent- und Verriegeln jeweils die Betätigung unterschiedlicher hydraulischer Kraft- und Schaltelemente.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Werkzeugmaschine dahingehend weiterzubilden, daß bei vereinfachtem Aufbau ohne die Notwendigkeit einer hydraulisch bewirkten und während des Arbeitens permanent aufrechterhaltenen Kraftschlußverbindung eine zuverlässige Verriegelung hoher Präzision gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches genannten Merkmale gelöst. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches.

Dadurch, daß erfindungsgemäß bei einem Bohr- und Fräswerk der gattungsgemäßen Art eine federbeaufschlagte, an sich bekannte (z. B. DE-OS 15 02 023, DE-OS 17 77 019, DE-OS 21 03 741) Plankerbverzahnung verwendet wird, gelingt es auf überraschend einfache und wirksame Weise, mit einer nur eine einzige Arbeitsspindel aufweisenden Werkzeug­ maschine mit automatischer Werkzeugwechseleinrichtung Werk­ stücke sowohl mit vertikaler als auch mit horizontaler Arbeits­ ebene hochpräzise zu bearbeiten. Das erfindungsgemäße Bohr- und Fräswerk eignet sich zur Massenproduktion. Der automatische Werkzeug­ wechsel erfolgt in einer der durch die Plankerbverzahnung festleg­ baren Positionen der Arbeitsspindel.

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Horizontal-Bohr- und Fräs­ werk in schematischer Vorderan­ sicht;

Fig. 2 das Bohr- und Fräswerk von Fig. 1 in der Seitenansicht, wobei der Arbeitskopf in einer Position ge­ zeigt ist, in der die Arbeitsspindel vertikal angeordnet ist, während die horizontale Arbeitsspindelposition rechts gestrichelt wiedergegeben ist;

Fig. 3 das Bohr- und Fräswerk von Fig. 1 und 2 in der Draufsicht; und

Fig. 4 den Arbeitskopf des Fräswerkes von Fig. 1 bis 3 in detaillierter Sei­ tenansicht, wobei einige Teile ge­ schnitten dargestellt sind.

In den ersten drei Figuren der Zeichnung ist ein Bohr- und Fräswerk wiedergegeben, welche ein Bett 1, einen verti­ kalen Ständer 2 sowie einen feststehenden Werkstücktisch 3 auf­ weist. An dem vertikalen Ständer 2 sind ein beweglicher Getriebekasten 4, welcher mit der das Werkzeug tragenden Arbeits­ spindel versehen ist, sowie darüber hinaus ein Werkzeugspei­ cher 5 und ein Werkzeugwechsler 6 angebracht. Der vertikale Ständer 2 ist auf einem Schlitten 7 in Richtung auf den Werkstücktisch 3 zu und von diesem weg bewegbar. In hierzu senk­ rechter Richtung kann der vertikale Ständer 2 mittels einer Anordnung 8 mit Führungsbahnabdeckelementen 9 bewegt werden, wobei der Schlitten 7 am Zentralteil der Anordnung 8 befestigt ist.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel trägt der stationäre Werkstücktisch 3 zwei Rundtische 3′, die auf einer Grundplatte 10 drehbar sind. Damit lassen sich zwei Werkstücke wechselweise bearbeiten.

Der Werkzeugspeicher 5 weist eine langgestreckte vertikale Kette auf, die an einer Seite des Ständers 2 angeordnet ist. Ein Gehäuse A enthält die elektrische und elektronische Einrichtung, welche die Maschine betätigt, während mit C ein Steuerpult bezeichnet ist.

Wie in Fig. 4 im einzelnen gezeigt ist, weist der Getriebekasten 4, welcher sich an dem Ständer selbst vertikal bewegen kann, ein feststehendes Teil 11 und einen beweglichen Kopf 12 auf, welcher eine einzige Arbeitsspin­ del 13 trägt. Das feststehende Teil 11 wird durch den verti­ kalen Ständer 2 (Fig. 1 bis 3) abgestützt, der, wie bereits dargelegt wurde, hinsichtlich des Bettes 1 orthogonale Bewe­ gungen ausführen kann.

Der bewegliche Kopf 12 ist hinsichtlich des feststehenden Teiles 11 um eine Achse 14, die um einen Winkel von 45° relativ zur horizontalen Arbeitsebene der Maschine geneigt ist, schwenkbar angeordnet, wobei die beiden Teile entsprechend einer Ebene 15, die senkrecht zur Achse 14 verläuft, ein­ ander zugewandt sind. Der bewegliche Kopf 12 ist auf dem feststehenden Teil 11 mittels einer Hohlwelle 16 aufgenommen, die von dem Kopf 12 senkrecht zur Ebene 15 und entsprechend der Achse 14 vorspringt. Die Hohlwelle 16 erstreckt sich in einem entsprechenden zylindrischen Sitz des Teiles 11. In den Körper des Teiles 11 ist ein Hydraulikzylinder 17 ein­ gelassen, dessen Kolben 18, versehen mit einer Zahnstange 19, mit einem Zahnrad 20 in Eingriff steht, welches auf dem Ende der Hohlwelle 16 sitzt. Zwischen dem festste­ henden Teil 11 und dem beweglichen Kopf 12 sind zwei eine Plankerbverzahnung bildende Zahnkränze 21 und 22 hoher Präzision mit Stirneingriff eingefügt, deren gegenseitiger Eingriff durch die direkte Wirkung eines Satzes sehr kräftiger Tellerfedern 23 gewährleistet ist, welche zwischen einer mit dem Teil 11 verbundenen Buchse 24 und einer mit der Hohlwelle 16 des Kopfes 12 verbundenen Buchse 25 wir­ ken. Die Zahnkränze 21 und 22 können außer Eingriff gebracht werden, indem unter Druck stehendes Öl in eine Kammer 26 eingeführt wird, wodurch die Wirkung der Tellerfedern 23 auf die Buchse 25 überwunden und die auf die vorstehend be­ schriebene Weise realisierte Plankerbverzahnung gelöst wird.

In der Zeichnung ist die vertikale Position der Arbeits­ spindel 13 in ausgezogenen Linien dargestellt. Die Arbeits­ spindel 13 wird durch ein Kegelzahnradpaar 27 über eine Antriebswelle 28 bewegt, die innerhalb der Hohlwelle 16 sitzt und vom Getriebekasten 4 aus angetrieben wird.

In Fig. 4 ist die horizontale Position der Arbeitsspindel 13 in strichpunktierten Linien gezeigt. Wenn die Maschi­ nenoperation, die ausgeführt werden soll, eine vertikale Position der Arbeitsspindel 13 erfordert, so arbeitet das Bohr- und Fräswerk in der Stellung, wie sie in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellt ist. In dieser Stellung wird die Präzision der Spindelposition durch die Präzision der Position des Kopfes 12 relativ zum feststehenden Teil 11 garantiert, welche auf den präzisen Eingriff zwischen den Zahnkränzen 21 und 22 der Plankerbverzahnung zu­ rückgeht.

Wenn die Arbeitsspindel in die horizontale Position gebracht werden muß, wird unter Druck stehendes Öl in die Kammer 26 gedrückt, wodurch die Wirkung der Tellerfedern 23 überwunden wird. Hierdurch wird der Kopf 12 vom feststehenden Teil 11 wegbe­ wegt, wobei die Zahnkränze 21 und 22 außer Eingriff kommen. Unter Druck stehendes Öl wird dann in den Zylinder 17 einge­ lassen, woraufhin sich dessen Kolben 18 bewegt und mittels seiner Zahnstange 19 die Rotation des Zahnrades 20 und der Hohlwelle 16 bewirkt. Der Kopf 12 rotiert um die um 45° geneigte Achse 14, wodurch die Arbeitsspindel 13 in die horizontale Position gebracht wird, wie sie in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kammer 26 vom Öldruck entlastet.

Die Wirkung der Tellerfedern 23, der nicht länger entgegen­ gewirkt wird, verriegelt die Zahnkränze 21 und 22 und damit die Teile 11 und 12 in der neuen Position.

Der Hub des Kolbens 18, welcher das Schwenken des Kopfes 12 bewirkt, wird durch mechanische Anschläge gesteuert. Da ein Arbeitskopf mit einer einzigen Arbeitsspindel vorhanden ist, welche die gewünschte horizontale oder vertikale Position einnehmen kann, bestehen keine Schwierigkeiten, den auto­ matischen Werkzeugwechsel an der Arbeitsspindel in einer der beiden Positionen zu bewerkstelligen.

Claims (2)

1. Horizontal-Bohr- und Fräswerk mit einer auto­ matischen Werkzeugwechseleinrichtung, bei dem die Arbeitsspindel in einem unter 45° zur Horizontalen um 180° automatisch schwenkbaren Kopf gelagert ist, der in der horizontalen und vertikalen Stellung der Arbeitsspindel mittels einer Verriegelungsein­ richtung verriegelbar ist, die ein in Verriegelungs­ richtung durch eine Federeinrichtung mit bedarfsweise entgegenwirkender Entriegelungseinrichtung beauf­ schlagtes bewegliches erstes Verriegelungsglied aufweist, welches in jeder Verriegelungsstellung mit einem zweiten, feststehenden Verriegelungsglied zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verriegelungsglieder konzentrisch zur Schwenk­ achse des Kopfes (12) angeordnet und die beiden Zahnkränze einer die Verriegelungseinrichtung bildenden Plankerbverzahnung (21, 22) sind.

2. Horizontal-Bohr- und Fräswerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungs­ einrichtung (25, 26) hydraulisch arbeitet.