DE3433492A1 - Mehrspindelkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Mehrspindelkopf, der an einer Werkzeugmaschine befestigt ist, um mehrere, von der Maschinenspindel in Umdrehung versetzte Schneidwerkzeuge zu tragen. Insbesondere ist die Erfindung auf einen solchen Kopf für drehende Schneidwerkzeuge ausgerichtet, der es diesen Werkzeugen ermöglicht, eine spanende Bearbeitung mit hoher Präzision und unbeeinflußt von einem Positionierfehler für den Kopf mit Bezug zur Maschinenspindel auszuführen.

Zur Befestigung von Bohrern, Fräsern, Reibahlen, Bohrstangen und anderen unter Drehung spanabnehmend·arbeitenden Werkzeugen an Spindeln von werkzeugmaschinen, wie Bohr-, Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren, die in der Lage sind, zahlreiche Arten von Schneidvorgängen auszuführen, wurden

Dresdner Bank (München) KIo. 3939 644

Bayer Vereinsbank (München) Kto. 508

Postscheck (München) KIo 670-43-804

verschiedenartige Werkzeughalter benutzt. Ein solcher Werkzeughalter trägt an seinem einen Endteil ein Werkzeug, während sein anderes Endteil lösbar an der Maschinenspindel befestigt werden kann.

Die Flächen des Werkzeughalters, die dessen Montage, Positionierung und anderen Zwecken mit Bezug zur Maschinenspindel dienen, sind jedoch aufgrund des Montierens und Demontierens des Werkzeughalters an und von der Maschinenspindel einem Abrieb ausgesetzt. Darüber hinaus werden diese Flächen von Bohrspänen, Staub und Schmutz sowie anderen Fremdkörpern beeinflußt, und das alles hat zum Ergebnis, daß der Werkzeughalter nicht immer eine zufriedenstellende Passung oder einen richtigen Paßsitz in oder an der Werkzeugspindel einnimmt. Somit ist es schwierig oder unmöglich gewesen, einen Positionier- oder Lagefehler des Werkzeughalters aufgrund einer Fehlausrichtung oder Neigung seiner Achsbzw. Mittellinie mit Bezug zur Achs- bzw. Mittellinie der Maschinenspindel zu vermeiden. Dieser Positionierfehler oder diese Fehlausrichtung des Werkzeughalters hat ein erhöhtes Verlaufen der Bohrstange am freien Ende des Halters zum Ergebnis und führt folglich zu Bearbeitungsfehlern, z.B. zu einer Übergröße im Durchmesser einer von der Bohrstange zu fertigenden Bohrung. Das heißt mit anderen Worten, daß der Positionierfehler des Werkzeughalters die mit dem Werkzeug zu erzielende Bearbeitungsgenauigkeit herabsetzt. Ein solcher Positionierfehler des Werkzeughalters gibt Anlaß zu ernsthaften Schwierigkeiten, insbesondere bei einem Feinbohren, Aufreiben und anderen Bearbeitungsvorgängen, die eine relativ hohe Genauigkeit erfordern.

Im Hinblick auf das oben herausgestellte Problem wurde durch die DE-Patentanmeldung P 34 25 236.3 (angemeldet am 9.JuIi 1984) der Anmelderin ein Halter für ein drehendes Schneidwerkzeug offenbart, das in der Lage ist, eine Vermin-

derung in der Bearbeitungsgenauigkeit mit dem Werkzeug, die auf einen Positionierfehler des Halters mit Bezug zur Maschinenspindel zurückzuführen ist, zu vermeiden. Dieser Werkzeughalter hat ein an der Maschinenspindel zu befestigendes Hauptteil und eine in diesem konzentrisch angeordnete drehbare Welle mit einem Werkzeugbefestigungsteil an ihrem einen Ende. Die drehbare Welle ist mit ihrem anderen Endabschnitt mit dem Hauptteil des Werkzeughalters zu koppeln, um von diesem Hauptteil ein Drehmoment aufzunehmen, und sie ist mit Bezug zum Hauptteil des Werkzeughalters axial sowie radial verschiebbar. Ferner weist der Werkzeughalter ein fest sowie radial auswärts von der Spindel angeordnetes Positionierelement und ein radial auswärts von der drehbaren Welle angeordnetes Gehäuse auf, wobei das Gehäuse und die Welle relativ zueinander drehbar sind. Das Gehäuse kann mit dem Positionierelement zu seiner genauen Positionierung durch dieses zum Eingriff kommen, wodurch auch die drehbare Welle positioniert wird, während das Hauptteil des Werkzeughalters an der Spindel befestigt wird.

Bei diesem Werkzeughalter wird ein drehendes Schneidwerkzeug am einen Ende der drehbaren Welle befestigt, und diese wird durch das fest sowie rund um den Außenumfang des freien Spindelendes angeordnete Positionierelement in eine genaue Lage gebracht. Demzufolge wird eine mögliche Fehlausrichtung des Werkzeughalter-Hauptteils mit Bezug zur Spindel die Bearbeitungsgenauigkeit des von der drehbaren Welle getragenen drehenden Schneidwerkzeugs nicht beeinträchtigen, was bedeutet, daß das genaue Positionieren des Gehäuses eine Bearbeitung mit hoher Präzision erreichen läßt.

Es wurden nun jedoch neue Anforderungen gestellt, und zwar nicht nur in bezug auf die Bearbeitungsgenauigkeit, sondern auch auf eine höhere Bearbeitungsleistung, die durch das gleichzeitige Ausbilden von mehreren Bohrungen erreicht werden soll.

Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, einen Mehrspindelkopf als Halter für drehende Schneidwerkzeuge zu schaffen, der an einer ersten Spindel (Primärspindel) einer Werkzeugmaschine anzubringen sowie mit mehreren zweiten Spindeln (Sekundärspindeln) ausgestattet ist, die gleichzeitig von der Primärspindel gedreht werden, und welcher mit einer hohen Genauigkeit ohne Rücksicht auf einen Positionierfehler des Mehrspindelkopfes mit Bezug zur Primärspindel der Maschine zu positionieren ist.

Erfindungsgemäß umfaßt ein Mehrspindelkopf, der mehrere drehende Schneidwerkzeuge trägt und an einer Primärspindel einer Werkzeugmaschine für eine Drehbewegung· der Schneidwerkzeuge durch die Primärspindel zu befestigen ist, ein entfernbar an der Primärspindel für eine Drehung um eine Achse der Primärspindel befestigtes Hauptteil, eine mit Bezug zum Hauptteil axial sowie radial verlagerbare drehbare Welle, die an ihrem einen Ende mit dem Hauptteil zu koppeln ist, so daß sie vom Hauptteil ein Drehmoment aufnimmt, ein radial außerhalb der Primärspindel ortsfest angeordnetes Positionierelement, ein radial außerhalb der drehbaren Welle derart angeordnetes Gehäuse, daß dieses und die Welle relativ zueinander drehbar sind, wobei das Gehäuse mit dem Positionierelement zur genauen Ausrichtung seiner Mittelachse mit der Primärspindel und zur genauen Umfangspositionierung um seine Mittelachse bei Befestigung des Hauptteils an der Primärspindel in Eingriff kommt, mehrere im Gehäuse an mehreren radial von der Achse der drehbaren Welle abgesetzten Orten angeordnete Sekundärspindeln, die um ihre zur Achse der drehbaren Welle parallelen Achsen drehbar sind und Werkzeugbefestigungsteile an ihren jeweiligen freien Enden aufweisen, die vom Gehäuse vorragen, um die Schneidwerkzeuge drehbar zu lagern, und einen innerhalb des· Gehäuses befindlichen Drehbewegung-Übertragungsmechanismus, der eine Drehbewegung der drehbaren Welle auf die Sekundärspindeln überträgt.

Bei einem Mehrspindelkopf mit der vorstehend angegebenen Ausbildung wird das Gehäuse durch das Positionierelement in eine genaue Lage gebracht,während die die einzelnen drehbaren Schneidwerkzeuge tragenden Sekundärspindeln durch das Gehäuse mit hoher Genauigkeit positioniert werden, und zwar unbeeinflußt von einem Positionierfehler des Hauptteils in bezug auf die Primärspindel. Das bedeutet mit anderen Worten, daß jede der vom Gehäuse gehaltenen Sekundärspindeln, weil die Ausrichtung der Mittelachse des Gehäuses und dessen Winkellage in Umfangsrichtung um die Mittelachse genau mit Bezug zur Primärspindel eingerichtet werden, genau in. der Radial- sowie Umf angsrichtung positioniert wird, was ein Bohren, Aufreiben und andere Bearbeitungsvorgänge mit hoher Genauigkeit ermöglicht. Ferner werden Schnexdreaktionskräfte, die von den mehreren drehenden Schneidwerkzeugen auf die mehreren Sekundärspindeln aufgebracht werden, von der Werkzeugmaschine, z.B. einer Bohrmaschine oder ein Bearbeitungszentrum, mit hoher Steifigkeit über das Gehäuse und das Positionierelement aufgenommen werden. Damit wird wirksam eine Verlagerung eines jeden drehenden Schneidwerkzeugs, die von der Schneidreaktionskraft herrührt, vermieden, und es wird ein Hochleistungsschneiden in beträchtlichem Maß ermöglicht, wobei eine gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Bohrungen mit einer bemerkenswert gesteigerten und verbesserten Bearbeitungsleistung - auch im Wirkungsgrad - gewährleistet ist.

In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt der Drehbewegung-Übertragungsmechanismus einen ersten exzentrischen Wellenzapfen, der an dem vom Hauptteil entfernten Ende der drehbaren Welle angebracht und mit Bezug zu dieser Welle' exzentrisch ist, und zweite exzentrische Schäfte, von denen je einer an dem Ende der Sekundärspindeln vorgesehen ist, das dem Ende, dan dem die Schneidwerkzeuge befestigt sind, gegenüberliegt. Die zweiten Schäfte sind mit Bezug zur jeweiligen Sekundärspindel exzentrisch derart, daß der Betrag

ihrer Exzentrizität in bezug auf die Sekundärspindel gleich dem Betrag der Exzentrizität des ersten exzentrischen Wellenzapfens in bezug auf die drehbare Welle ist. Des weiteren schließt der Drehbewegung-Übertragungsmechanismus eine oszillierende Platte (Schwingplatte) ein, die mehrere Löcher hat, wobei in eines von diesen der erste exzentrische Wellenzapfen eingreift, während in die anderen die zweiten exzentrischen Schäfte eingesetzt sind, um die Drehbewegung der drehbaren Welle auf die Sekundärspindeln zu übertragen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die die Erfindung vorsieht, weist der Drehbewegung-Übertragungsmechanismus einen Rädergetriebezug auf, der die drehbare Welle und die Sekundärspindeln verbindet.

In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt das Gehäuse ein erstes stirnseitiges Bauteil, das mit dem Positionierelement zum Eingriff zu bringen ist, ein zweites stirnseitiges Bauteil sowie ein ringförmiges (drittes) Bauteil als Abstandsring, das bzw. der das erste sowie zweite stirnseitige Bauteil miteinander unter Einhaltung eines Abstandes in axialer Richtung der drehbaren Welle verbindet. Die Sekundärspindeln sind am zweiten stirnseitigen Bauteil drehbar gelagert.

Des weiteren sieht die Erfindung eine Ausführungsform vor, wonach das zweite stirnseitige Bauteil mit mehreren, an ihm befestigten Muffen- oder Nabenteilen entsprechend den Sekundärspindeln und ferner mit mehreren, den mehreren Nabenteilen entsprechenden Lagern versehen ist, wobei die Sekundärspindeln mittels dieser Lager drehbar von den Nabenteilen abgestützt werden.

Die Aufgabe der Erfindung sowie deren Lösung wie auch weitere Ziele, Merkmale und Vorteile dieser werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Mehrspindelkopfes für drehende Schneidwerkzeuge gemäß der Erfindung, der an einer Spindel einer Bohrmaschine befestigt ist;

Fig. 2 eine Stirnansicht auf die rechte Seite des Mehrspindelkopfes von Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 hat eine Bohrmaschine eine Primärspindel.2, die um ihre Achse gedreht wird und an deren freiem Ende ein Mehrspindelkopf 6 befestigt ist, der mehrere drehende Schneidwerkzeuge 4 trägt. Der Mehrspindelkopf 6 vermittelt den Schneidwerkzeugen 4 gleichzeitig die Drehbewegung der Primärspindel 2.

Der Kopf 6 umfaßt ein abnehmbar an der Primärspindel 2 befestigtes Hauptteil 8, eine drehbare Welle 10, die mit Bezug zum Hauptteil 8 axial sowie radial verlagerbar und an ihrem einen Endabschnitt mit dem Hauptteil 8 zur Aufnahme eines Drehmoments von diesem gekoppelt ist, ein mit Bezug zur Drehwelle 10 drehbares Gehäuse 12, mehrere Sekundärspindeln 14, die parallel zur Drehwelle 10 vom Gehäuse 12 drehbar getragen werden, und eine oszillierende Platte (Schwingplatte) 16, die die Drehungen der Drehwelle 10 auf die Sekundärspindeln 14 überträgt.

Das Hauptteil 8 besteht aus einem Schaft 15 und einem Drehmomentorgan oder -Übertrager 35, das bzw. der ringförmig ausgebildet und in den Schaft 15 eingeschraubt ist, welcher mit einer abgesetzten Axialbohrung 20 sowie einer kegeligen Umfangsfläche 22 ausgestattet ist. Die Axialbohrung 20 verläuft durch den radial mittigen Teil des Schafts 15. Die

Umfangsflache 22 verjüngt sich in ihrem Außendurchmesser allmählich zu ihrem rückwärtigen Endabschnitt hin, d.h. zu einem kleinkalibrigen Endabschnitt, an dem ein Zugzapfen 24 befestigt ist, der sich also vom Hauptteil 8 weg in dessen Achsrichtung erstreckt. Das Hauptteil 8 ist mit einem Ringflansch 26 an seinem großkalibrigen Endabschnitt ausgestattet, und dieser Ringflansch 26 ragt vom Außenumfang des Hauptteils 8 radial sowie rechtwinklig zu dessen Achse auswärts. Der Ringflansch 26 ist mit einem Ausschnitt 28 versehen, in den ein an einer Stirnfläche der Primärspindel 2 an einem außerhalb ihrer Mitte gelegenen Ort vorgesehener Vorsprung 3 2 eingreift,, um eine Relativdrehung zwischen der Primärspindel 2 sowie dem Hauptteil 8 zu unterbinden, wenn letzteres ausreichend weit in die Primärspindel 2 hineingezogen worden ist, d.h., wenn die kegelige Außenumfangsflache 22 des Hauptteils 8 mit einer inneren Kegelfläche 30 im freien Endabschnitt der Primärspindel 2 in enger Berührung ist.

Die Drehwelle 10 ist eine Welle mit kreisförmigem Querschnitt und abgestuften Durchmessern. Ein kleinkalibriger Teil 10a, mit dem das Hauptteil 8 in Verbindung ist, sitzt lose in einem im Drehmomentübertrager 34 ausgebildeten Durchgangsloch. In der Innenumfangsflache des Drehmomentübertragers ist parallel zu dessen Mittelachse eine Keilnut 36 ausgestaltet, in die ein an der Drehwelle 10 befestigter Keil 38 eingefügt ist, so daß die Drehwelle 10 eine Relativbewegung zum Hauptteil 8 in der axialen Richtung ausführen kann, jedoch mit Bezug zum Hauptteil 8 nicht drehen kann. Ein Schraubenbolzen 40 ist axial in den kleinkalibrigen Teil 10a sowie in einen mittelkalibrigen Teil 10b der Welle 10 eingeschraubt. Belleville- oder Kegelfedern 42 sind als elastische Glieder zwischen dem Kopf des Schraubenbolzens 40 sowie dem Drehmomentübertrager 3 4 angeordnet, um auf die Drehwelle 10 einen Druck zum Hauptteil 8 hin auszuüben. Das bedeutet,

daß die Drehwelle 10 und das Hauptteil 8 miteinander gekoppelt sind, so daß sie axial mit Bezug zueinander gegen eine elastische Kraft der Kegelfedern 42 bewegbar sind. Ferner sind sie so gekoppelt, daß eine Neigung mit geringem Ausmaß und eine radiale Verlagerung der Achsen des Hauptteils 8 sowie der Drehwelle 10 relativ zueinander möglich sind.

Das Gehäuse 12 ist an der Drehwelle 10 über ein Radiallager 44 sowie ein Druckkugellager 46 so befestigt, daß es mit Bezug zur Welle 10 drehbar ist, und es hat eine Stirnfläche 50, die am Ringflansch 26 des Hauptteils 8 zum Anschlag kommen kann. Wenn der Spindelkopf 6 nicht an der Primärspindel 2 befestigt ist, so wird die Stirnfläche 50 durch die über den Schraubenbolzen 40, die Drehwelle 10 und das Druckkugellager 46 übertragene Federkraft der Kegelfedern 42 gegen die Stirnfläche des Ringflansches 26 gepreßt. Ist der Spindelkopf 6 an der Primärspindel 2 befestigt, dann hat die Stirnfläche 50 einen geringen Abstand zum Ringflansch 26, wie die Fig. 1 zeigt. Die Stirnfläche 50 weist eine Vertiefung 52 auf, während der Ringflansch 26 mit einer Nase 54 versehen ist, die in die Vertiefung 52 eingreift, um eine Relativdrehung zwischen dem Hauptteil 8 und dem Gehäuse 12 zu verhindern.

Ferner weist das Gehäuse 12 eine konische Umfangsflache 56 sowie eine Stirnfläche 58 auf, wobei die Umfangsflache 56 derart konisch verläuft, daß ihr Durchmesser allmählich zum Hauptteil 8 hin abnimmt. Die Stirnfläche 58 erstreckt sich von dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende der konischen Umfangsflache 56 in radialer Richtung auswärts.

Das Gehäuse 12 wird an seiner konischen Umfangsflache 56 und seiner Stirnfläche 58 in enger Berührung an einem Positionierelement 60 gehalten, das allgemein ringförmig

ausgebildet ist und in genau vorgegebener Lage sowie fest am Ständer 62 der Bohrmaschine gehalten wird, so daß es das freie Ende der Primärspindel 2 umschließt. Das Positionierelement 60 hat eine innere konische Umfangsflache 64, die mit der konischen Umfangsflache 56 des Gehäuses 12 genau passend zur Anlage kommen kann, und eine Stirnfläche 66, die mit der Stirnfläche 58 des Gehäuses 12 zum Anschlag kommen kann, d.h. die Stirnflächen 58 und 66 wirken als Stoß- oder Anschlagflächen. Das Positionierelement 60 ist mit einer soweit wie möglich von einer Mittelachse beabstandeten Positioniernase 68 versehen, die genau in eine angepaßte, im Gehäuse 12 ausgestaltete Positionierausnehmung 70 eingreift, so daß die umfangsseitige Winkellage des Gehäuses 12 exakt mit Bezug zum Positionierelement 60 bestimmt wird.

Zusätzlich zu einem konischen, schüsseiförmigen ersten Bauteil 72, das die konische Umfangsflache 56, die Stirnfläche 58 sowie weitere Teile oder Abschnitte aufweist, umfaßt das Gehäuse 12 ein scheibenförmiges zweites Bauteil 76 und ein kurzes, zylindrisches drittes Bauteil 74. Das dritte Bauteil 74 ist an einem radial auswärtigen Abschnitt des ersten Bauteils 72 befestigt, während das zweite Bauteil 76 ein offenes Ende des dritten Bauteils 74 abdeckt. Damit bildet das Gehäuse 12 einen geschlossenen, zylindrischen Behälter, der aus einer ersten Stirnplatte in Gestalt des ersten Bauteils 72, einer zweiten Stirnplatte in Gestalt des zweiten Bauteils 76· und einem ringförmigen Abstandsglied in Gestalt des dritten Bauteils 74 besteht, welches die beiden Stirnplatten mit einem axialen Abstand, bezogen auf die Drehwelle 10, verbindet. Das zweite Bauteil 76 weist eine Mehrzahl von Montageöffnungen 78 auf, die an radial von der Mittelachse der Drehwelle 10, d.h. der Mittelachse des Gehäuses 12, entfernten Orten liegen, wie Fig. 2 deutlich zeigt.

In die Montageöffnungen 78 sind Muffen- oder Nabenteile fest eingepaßt, und jede der Sekundärspindeln 14 wird von einem zugeordneten Nabenteil 80 über ein Lagergehäuse 82, ein Radiallager 84 und Drucklager 86 sowie 88 abgestützt.

Aus Gründen einer einfacheren Montage besteht jede Sekundärspindel 14 aus mehreren Teilen, die nach dem Zusammenbau als eine unitäre Spindel arbeiten. Eine Sekundärspindel hat eine Werkzeugbefestxgungsöffnung 90 zur Aufnahme eines drehenden Schneidwerkzeugs 4 in ihrem einen Ende. Am anderen Ende hat die Sekundärspindel 14 einen exzentrischen Schaft 92, dessen Achse um eine bestimmte Strecke von der Drehachse der Spindel 14 abgesetzt ist.

Der exzentrische Schaft 92 einer jeden Sekundärspindel 14 ist über ein Radiallager 94 mit der Schwingplatte 16 in Eingriff, die allgemein als scheibenförmiges Bauteil ausgebildet ist. Ein radial außenliegender Abschnitt der Schwingplatte 16 ist mit mehreren Löchern versehen, in die jeweils ein Schaft 92 eingepaßt ist. Ein axial mittiges Teil der Schwingplatte 16 hat eine Montageöffnung, in die über ein Radiallager 98 sowie Drucklager 100, 102 ein exzentrischer Wellenzapfen 96 eingefügt ist, der vom freien Endteil der Drehwelle 10 vorsteht.

Diese Drehwelle 10, ihr exzentrischer Wellenzapfen 96, die Sekundärspindeln 14 und deren exzentrische Schäfte 92 sind alle zueinander parallel angeordnet, und die Exzentrizität des exzentrischen Wellenzapfens 96 zur Drehachse der Welle 10 ist gleich derjenigen des exzentrischen Schaftes 92 zur Sekundärspindel 14. Deshalb führt die Schwingplatte 16, wenn die Drehwelle 10 dreht, Schwing- oder Oszillierbewegungen auf einem kreisförmigen geometrischen Ort um die Drehachse der Welle 10 aus, wobei deren Drehbewegungen auf die Sekundärspindeln 14 übertragen werden. Aus dem

Obigen folgt, daß der Drehbewegung-Übertragungsmechanismus gemäß der Erfindung die Schwingplatte 16, die exzentrischen Schäfte 92 sowie den exzentrischen Wellenzapfen 96 umfaßt.

Nachdem die drehenden Schneidwerkzeuge, wie Reibahlen, Bohrer od. dgl., in die Sekundärspindeln 14 eingesetzt sind, wird der bisher beschriebene Mehrspindelkopf 6 an der Bohrmaschine angebracht. Bevor dieses Anbringen erfolgt, werden das Hauptteil 8 und das Gehäuse 12 durch die Kraft der Kegelfedern 42 am Ringflansch 26 und an der Stirnfläche fest aneinandergedrückt. Auch wird durch das Eingreifen der Nase 54 in die Vertiefung 52 eine Relativdrehung von Hauptteil 8 und Gehäuse 12 zueinander unterbunden.

Ist der Mehrspindelkopf 6 in diesem Zustand, so wird das Hauptteil 8 in die von der Kegelfläche 30 umschlossene Bohrung der Primärspindel 2 eingesetzt, während die Positioniernase 68 des Positionierelements 60 mit der Positionierausnehmung 70 des Gehäuses 12 ausgerichtet wird. Vor allem werden zuerst die Nase 68 und die Ausnehmung 70 miteinander in Eingriff gebracht, um das Gehäuse 12 umfangsseitig zu positionieren, und dann wird die konische Umfangsflache 5 des Gehäuses 12 in Anlage an der inneren konischen Umfangsflache 64 des Positionierelements 60 gebracht. Hierauf wird mittels einer (nicht gezeigten) Zugstange auf den Zugzapfen 24 ein Zug ausgeübt, so daß die kegelige Umfangsflache 22 des Hauptteils 8 zu einem engen Sitz an der inneren Kegelfläche 30 der Primärspindel 2 kommt. Bei diesem Vorgehen zum Erreichen eines engen Sitzes werden die Kegelfedern durch den Drehmomentübertrager 34 zusammengedrückt, und eine daraus resultierende Federkraft der Kegelfedern 42 wird über den Schraubenboleen 40, die Drehwelle 10 sowie das Druckkugellager 46 auf das Gehäuse 12 übertragen, so daß dieses gegen das Positionierelement 60 gepreßt wird. Damit kommt die konische Umfangsflache 56 des Gehäuses 12

zu einem festen, paßgenauen Sitz an der inneren konischen Umfangsflache 64 des Positionierelements 60. Auch wird die Stirnfläche 58 des Gehäuses 12 zur Anlage an der Stirnfläche 66 des Positionierelements 60 gebracht, so daß eine Fehlausrichtung und eine Neigung der Mittelachse des Gehäuses 12 ausgeschaltet werden. Da in diesem Fall die Drehwelle 10 sowie die Sekundärspindeln 14 ganz genau am Gehäuse 12 in Lage gebracht wurden und die Drehwelle 10 mit Bezug zum Hauptteil 8 axial sowie radial verlagerbar ist, wird das Gehäuse 12 durch das Positionierelement 60 unbeeinflußt von einem Positionierfehler des Hauptteils 8 mit Bezug zur Primärspindel 2 ganz genau positioniert. Damit haben auch die Sekundärspindeln 14 eine genaue Lage und Ausrichtung, da sie in exakter Weise vom Gehäuse 12 getragen werden.

Wenn der Mehrspindelkopf 6 an der Bohrmaschine montiert ist, so werden die Drehungen der Primärspindel 2 durch den Eingriff des Vorsprungs 32 in den Ausschnitt 28 auf das Hauptteil 8 und dann durch den Eingriff des Keils 38 in die Keilnut 36 des Drehmomentübertragers 34 auf die Drehwelle 10 übertragen. Die Umdrehungen der Drehwelle 10 werden weiter durch den exzentrischen Wellenzapfen 96, die Schwingplatte 16 und die exzentrischen Schäfte 92 auf die Sekundärspindeln 14 übertragen, so daß die an diesen befestigten Schneidwerkzeuge 4 gedreht werden.

Demzufolge können, wenn ein Werkstück an einer bestimmten Stelle mit Bezug zum Mehrspindelkopf 6 angeordnet wird und dieser oder das Werkstück verschoben werden, so daß eine gegenseitige Annäherung erfolgt, mehrere Löcher oder Bohrungen gleichzeitig ausgebildet oder bearbeitet werden. In diesem Fall ist das Gehäuse 12 mit der Stirnfläche 66 des Positionierelements 60 an einem ausreichend zur Mittelachse beabstandeten Ort in enger Berührung. Auch sind die Positioniernase 68 und die Positionierausnehmung 70 an einem ausrei-

chend von der Mittelachse entfernten Ort in Eingriff. Deshalb wird das Gehäuse 12 durch die Schneidreaktionskräfte, die von den drehenden Schneidwerkzeugen 4 den Primärspindeln 14 vermittelt werden, nicht geneigt oder verdreht, und das bedeutet, daß der Mehrspindelkopf 6 eine Mehrzahl von drehenden Schneidwerkzeugen mit hoher Steifigkeit und Festigkeit tragen kann.

Wenn es erforderlich ist, den Mehrspindelkopf 6 von der Primärspindel 2 zu demontieren, so wird eine auf den Zugzapfen 24 aufgebrachte Zugkraft aufgehoben, um dem Hauptteil 8 die Möglichkeit zum Lösen von der Primärspindel 2 unter der Druckkraft der Kegelfedern 42 zu geben, wobei der Ringflansch 26 des Hauptteils 8 mit der Stirnfläche 50 des Gehäuses 12 zur Anlage gebracht wird. Durch anschließendes Ausüben einer Schubkraft auf das Hauptteil mittels des Zugzapfens 24 und durch Übertragen dieser Schubkraft vom Ringflansch 26 auf das Gehäuse 12 wird dessen Eingriff mit dem Positionierelement 60 gelöst, so daß der Mehrspindelkopf 6 abgebaut werden kann.

Wenngleich die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, die zum Halten von drehenden Schneidwerkzeugen an einer Bohrmaschine geeignet ist, so ist klar, daß die Erfindung in anderer Weise verwirklicht werden kann.

Beispielsweise ist es kein unabdingbares Erfordernis, einen Drehbewegung-Übertragungsmechanismus, der aus der Schwingplatte 16, den exzentrischen Schäften 92 sowie dem exzentrischen Wellenzapfen 96 besteht, zu verwenden, um die Drehbewegungen der Drehwelle 10 auf die mehreren Sekundärspindeln 14 zu übertragen. Statt desen ist es möglich, einen anderen Drehbewegung-Übertragungsmechanismus, z.B. einen Zahnradgetriebezug, für die Übertragung der Drehungen der Welle 10 auf die Sekundärspindeln 14 einzusetzen. Auch ist

— Io —

die Einrichtung zur Positionierung des Gehäuses 12 am Positionierelement 60 nicht auf die bei der beschriebenen Ausführungsform verwendete beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, wie in der oben erwähnten Patentanmeldung P 34 25 23 6.3 offenbart wurde, andere Einrichtungen anzuwenden, z.B. mehrere Positionierstifte am Gehäuse, die zu dessen Mittelachse parallel sind und ganz genau in Positionierlöcher im Positionierelement eingepaßt werden.

Ein Mehrspindelkopf gemäß der Erfindung, der eine Mehrzahl von Schneidwerkzeugen hält und in Drehung versetzt, umfaßt ein an einer Primärspindel einer Werkzeugmaschine befestigtes Hauptteil, eine zum Hauptteil konzentrische Drehwelle und mehrere Sekundärspindeln mit je einem Werkzeugbefestigungsteil an ihrem äußeren Ende. Die Drehwelle ist mit ihrem inneren Ende mit dem Hauptteil zur Aufnahme eines Drehmoments von diesem gekoppelt und relativ zum Hauptteil verlagerbar. Zur Übertragung einer Drehbewegung von der Drehwelle auf die Sekundärspindeln ist ein Drehbewegung-Übertragungsmechanismus vorgesehen. Radial außerhalb der Primärspindel ist ortsfest ein Positionierelement angeordnet; radial außerhalb der Drehwelle ist ein zylindrisches Gehäuse derart angeordnet, daß dieses und die Drehwelle mit Bezug zueinander drehbar sind. Das Gehäuse ist zu seiner Positionierung mit dem Positionierelement in Eingriff zu bringen, womit auch die Sekundärspindeln positioniert werden.

Es ist aus der obigen, ins einzelne gehenden Beschreibung klar, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen an der erläuterten Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

- Leerseite -

Claims (5)

Patentansprüche

1. Mehrspindelkopf, der eine Mehrzahl von drehenden Schneidwerkzeugen trägt sowie an einer Primärspindel einer Werkzeugmaschine zu befestigen ist, mit einem lösbar an der Primärspindel angebrachten, mit der Primärspindel um deren Achse drehenden Hauptteil, mit einer mit Bezug zum Hauptteil axial sowie radial verlagerbaren Drehwelle, deren einer Endabschnitt zur Aufnahme eines Drehmoments vom Hauptteil mit diesem gekoppelt ist, mit einem ortsfest radial außerhalb der Primärspindel angeordneten Positionierelement und mit einem radial außerhalb der Drehwelle derart angeordneten Gehäuse, daß dieses sowie die Drehwelle mit Bezug zueinander drehbar sind, wobei das Gehäuse mit dem Positionierelement zu einer genauen Ausrichtung seiner Mittelachse mit der Primärspindel und

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844

Postscheck (München) Kto. 670-43-804

für eine genaue umfangsseitige Positionierung um diese Mittelachse herum bei der Befestigung des Hauptteils an der Primärspindel zum Eingriff zu bringen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (12) an mehreren, radial von einer Achse der Drehwelle (10) entfernten Orten mehrere, um ihre zur Achse der Drehwelle (10) parallelen Achsen drehbare Sekundärspindeln (14) angeordnet sind, daß die Sekundärspindeln an ihren vom Gehäuse (12) vorragenden freien Enden Werkzeugbefestigungsteile (82, 90) zur drehbaren Aufnahme der Schneidwerkzeuge (4) aufweisen und daß innerhalb des Gehäuses (12) ein Drehbewegung-Übertragungsmechanismus (16, 92,96) angeordnet ist, der die Drehbewegung der Drehwelle (10) auf die Sekundärspindeln (14) überträgt.

2. Mehrspindelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbewegung-Übertragungsmechanismus umfaßt:

- einen ersten exzentrischen Wellenzapfen (96), der an dem vom Hauptteil (8) entfernten Ende der Drehwelle (10) angeordnet und mit Bezug zu dieser Welle (10) exzentrisch ist,

- zweite exzentrische Schäfte (92), die jeweils an dem der Befestigung der Schneidwerkzeuge (4) dienenden Ende entgegengesetzten Ende der Sekundärspindeln (14) angeordnet und mit Bezug zur jeweiligen Sekundärspindel um einen Wert exzentrisch sind, der gleich der Exzentrizität des ersten exzentrischen Wellenzapfens (96) mit Bezug zur Drehwelle (10) ist, und

- eine Schwingplatte (16), die mehrere Löcher für die Aufnahme des ersten exzentrischen Wellenzapfens (96) sowie der zweiten exzentrischen Schäfte (92) aufweist und den exzentrischen Wellenzapfen mit den exzentrischen Schäften für eine übertragung der Drehbewegung der Drehwelle (10) auf die Sekundärspindeln (14) verbindet.

3. Mehrspindelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbewegung-Übertragungsmechanismus einen Zahnradgetriebezug umfaßt.

4. Mehrspindelkopf nach einem der"Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) ein erstes stirnseitiges sowie plattenartiges Bauteil (72) , das mit dem Positionierelement (60) zum Eingriff zu bringen ist, ein zweites stirnseitiges sowie plattenartiges Bauteil (76) und ein drittes ringförmiges, ein Abstandsglied bildendes Bauteil (74), das das erste sowie zweite Bauteil (72, 76) mit einem Abstand zwischen diesen in Achsrichtung der Drehwelle (10) verbindet, aufweist und daß das zweite stirnseitige Bauteil (76) die Sekundärspindeln (14) trägt.

5. Mehrspindelkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite stirnseitige Bauteil (76) mit einer den Sekundärspindeln (14) entsprechenden Mehrzahl von an ihm befestigten Nabenteilen (80) sowie mit einer den Nabenteilen entsprechenden Mehrzahl von Lagern (84, 86, 88) versehen ist und daß die Sekundärspindeln (14) über die Lager (84, 86, 88) in den Nabenteilen (80) gelagert sind.