DE3613882C1 - Mehrspindel-Drehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrspindel-Drehmaschine mit einer in einem Spindelkasten drehbar und längsverschiebbar gelagerten Antriebswelle, einem am Spindelkasten um eine Schaltachse drehbar gelagerten Spindelträger sowie mit mehreren Arbeitsspindeln, die im Spindelträger derart drehbar gelagert sind, daß sich ihre Achsen und die Schaltachse auf der dem Spindelkasten zugewandten Seite des Spindelträgers in einem gemeinsamen Schnittpunkt schneiden, wobei sich für einen Werkstückwechsel eine der Arbeitsspindeln in einer Werkstückwechselposition befindet, wenn eine andere Arbeitsspindel eine Arbeits­ position einnimmt, und mit von den Arbeitsspindeln an ihren vom Achsenschnittpunkt abgewandten äußeren Enden getragenen Werkstück-Spannfuttern sowie ersten Mitnehmern an den inneren Arbeitsspindelenden, von denen jeweils die­ jenigen einer sich in Arbeitsposition befindlichen Ar­ beitsspindel mit von einem Kopf der Antriebswelle ge­ tragenen zweiten Mitnehmern durch Vorschieben der Antriebswelle kuppelbar sind.

Ein derartiger Mehrspindel-Revolverdrehautomat ist aus der DE-OS 32 16 891 und der DE-OS 32 16 892 der An­ melderin bekannt. Die Konstruktion mit sich auf der Schaltachse des Spindelträgers schneidenden Achsen der Arbeitsspindeln hat den Vorteil eines bezüglich der im Betrieb auftretenden Wärmedehnungen symmetrischen Aufbaus des Spindelträgers und der Arbeitsspindeln, wodurch Be­ triebstemperatur-bedingte Fertigungsgenauigkeiten auf ein Minimum reduziert werden. Dies ist bei ähnlichen be­ kannten Mehrspindel-Drehmaschinen, bei denen sich die Arbeitsspindelachsen nicht schneiden, nicht der Fall - bei diesen anderen bekannten ähnlichen Mehrspindel- Drehmaschinen, wie sie sich aus der DE-PS 23 38 207 und der DE-PS 24 11 059 ergeben, verlaufen die Arbeitsspindel­ achsen zwar auch schräg zueinander, jedoch tangential zu einem Kreiszylinder um die Spindelträger-Schaltachse, was zu einem nicht thermosymmetrischen Aufbau des Spindel­ trägers führt. Andererseits haben diese bekannten Dreh­ maschinen mit sich nicht schneidenden Arbeitsspindelachsen den Vorteil, daß sich die Arbeitsspindeln mit handels­ üblichen Kraftspanneinrichtungen (Werkstück-Spannfuttern) bestücken lassen, da es infolge der sich nicht schneiden­ den Arbeitsspindelachsen möglich ist, die zu den Spann­ futtern gehörenden hydraulischen Spannzylinder jeweils am hinteren Ende der entsprechenden Arbeitsspindel und innerhalb des Spindelkastens anzubringen und die Spann­ futter über mit den Kolbenstangen der Spannzylinder ver­ bundene Betätigungsstangen zu bewegen. Abgesehen von dem Nachteil eines nicht-thermosymmetrischen Aufbaus ergibt sich hierdurch jedoch der weitere Nachteil, daß die Arbeits­ spindeln eine große Baulänge aufweisen, weshalb beim Wei­ terschalten des Spindelträgers erhebliche Massenkräfte auf­ treten. Bei Mehrspindel-Drehmaschinen mit sich schneidenden Arbeitsspindelachsen war es bislang erforderlich, die Ar­ beitsspindeln entweder mit Spannfuttern zu bestücken, die von Hand oder mit einem ortsfesten Spannkrafterzeuger (Schrauber oder Schlüssel) betätigt werden, oder soge­ nannte Vorderendfutter zu verwenden, die zum Spannen eines Werkstücks vorübergehend an eine Druckölquelle an­ geschlossen, dann von dieser aber wieder abgekuppelt werden, so daß keinerlei Leckage auftreten darf, soll die Spannkraft erhalten bleiben. Bei Mehrspindel-Dreh­ maschinen mit sich schneidenden Arbeitsspindelachsen war es aber bislang in keinem Falle möglich, während der Bearbeitung eines Werkstücks ein Spannfutter nachzuspannen.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Mehrspindel-Drehmaschine der eingangs erwähnten Art, bei der sich also die Arbeitsspindelachsen schneiden und sich infolgedessen der Spindelträger thermosymmetrisch gestalten läßt, zu schaffen, die es erlaubt, die Arbeitsspindeln mit auch während des Antriebs einer Arbeitsspindel nach­ spannbaren Kraftspanneinrichtungen zu versehen.

Diese Aufgabe läß sich erfindungsgemäß dadurch lösen, daß zur Betätigung der Spannfutter die Arbeitsspindeln mit doppeltwirkenden Druckmittelzylindern versehen sind, daß die Antriebswelle mit über eine Drehzuführung be­ aufschlagbaren ersten Druckmittelleitungen versehen ist, daß der Antriebswellenkopf und die inneren Arbeits­ spindelenden jeweils Druckmittelkupplungshälften bilden, welche für die sich in Arbeitsposition befindliche Arbeitsspindel durch Vorschieben der Antriebswelle kuppel­ bar sind, daß die Druckmittelleitungen der Antriebs­ welle an deren Druckmittelkupplungshälfte angeschlossen sind und sich in von den Druckmittelkupplungshälften der Arbeitsspindeln zu deren Druckmittelzylindern führen­ den zweiten Druckmittelleitungen Ventile befinden, welche bei gelöster Druckmittelkupplung geschlossen sind, und daß für eine sich in Werkstückwechselposition befind­ liche Arbeitsspindel eine an deren Druckmittelkupplungs­ hälfte ankuppelbare Druckmittelanschlußvorrichtung vor­ gesehen ist. Bei einer erfindungsgemäßen Mehrspindel- Drehmaschine ist also in die verschiebbare Antriebswelle ein Druckmittelanschluß integriert, welcher automatisch an diejenige Arbeitsspindel angekuppelt wird, die sich in Arbeitsposition befindet, wenn die Arbeitsspindel mit der Antriebswelle gekuppelt wird, so daß während der Bearbeitung eines von dieser Arbeitsspindel getragenen Werkstücks das dieses haltende Spannfutter jederzeit nach­ gespannt werden kann, obwohl sich der das Spannfutter einer Arbeitsspindel betätigende Druckmittelzylinder in der Arbeitsspindel selbst, u. z. dem Spannfutter unmittelbar benachbart, unterbringen läßt und sich infolgedessen die Arbeitsspindelachsen schneiden können. Ferner sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, die es erlauben, das Spannfutter einer sich in Werkstückwechselposition befind­ lichen Arbeitsspindel zu betätigen. Ein Druckmittelverlust während des Weiterschaltens des Spindelträgers und damit bei gelöster Druckmittelkupplung wird durch die geschil­ derten Ventile verhindert, so daß ein in das Spannfutter einer Arbeitsspindel eingesetztes und dort gespanntes Werkstück festgehalten wird, während diese Arbeitsspindel von der Werkstückwechselposition in die Arbeitsposition oder umgekehrt geschwenkt wird. Bei dem Druckmittel wird es sich im allgemeinen um Hydrauliköl handeln, obwohl auch Druckluft denkbar ist. Über die Druckmittelkupplung und/oder die Druckmittelanschlußvorrichtung lassen sich den Arbeitsspindeln aber auch sowohl Hydrauliköl, als auch Preßluft zuführen, wobei mit der Preßluft z. B. verhindert werden kann, daß Kühl- und Schneidflüssig­ keiten in das Innere der Arbeitsspindeln eindringen; außerdem können nach Abschluß der Werkstückbearbeitung Späne vom Werkstück ab- und aus dem Spannfutter heraus­ geblasen werden, so daß diese nicht mit in die Werk­ stückwechselposition hochgeschwenkt werden. Schließlich ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Drehmaschine vorgesehen, ein Druckmittel zur Abfrage des Spannfutterhubs zu verwenden, um so zu ver­ hindern, daß eine Arbeitsspindel mit einem nicht richtig gespannten Werkstück in die Arbeitsposition gebracht und durch die Antriebswelle angetrieben wird. Zu diesem Zweck hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Konstruktion so zu gestalten, daß jedes Spannfutter eine durch den Spannfutterhub steuerbare und an die Pneumatik­ leitungen der Arbeitsspindel angeschlossene Pneumatik- Ventilvorrichtung zur Abfrage des Spannfutterhubs aufweist. Durch einen an eine der Pneumatikleitungen angeschlossenen Druckfühler läßt sich dann feststellen, ob der Futterhub außerhalb der zulässigen Grenzen liegt.

Bei einer Mehrspindel-Drehmaschine, bei der ebenso wie bei den eingangs erwähnten bekannten Konstruktionen eine sich in Werkstückwechselposition befindliche Arbeitsspindel ungefähr vertikal nach oben weist, empfiehlt sich eine von unten kommende Druckmittelanschlußvorrichtung, die jedoch ein Heranschieben der Antriebswelle an die sich in Arbeitsposition befindliche Arbeitsspindel gestatten muß. Deshalb wird vorgeschlagen, die Druckmittelanschlußvor­ richtung unterhalb der sich in Werkstückwechselposition befindlichen Arbeitsspindel anzuordnen und sie zum An­ kuppeln anhebbar zu gestalten sowie sie mit mindestens einer Aussparung für den Durchtritt der Antriebswelle zu versehen. Die erwähnte Aussparung kann einen in sich geschlossenen Rand haben oder eine randoffene Aussparung sein, so daß die Druckmittelanschlußvorrichtung z. B. eine torbogenförmige Gestalt haben kann. Weist ein Ge­ triebe zum Drehen des Spindelträgers, ebenso wie bei den eingangs erwähnten bekannten Mehrspindel-Drehmaschinen mit sich schneidenden Arbeitsspindelachsen, unterhalb und parallel zu der Antriebswelle eine Getriebewelle auf, so können durch die Öffnung eines solchen Torbogens beide Wellen verlaufen, es wäre aber auch denkbar, in der Druckmittelanschlußvorrichtung übereinander zwei Durch­ trittsöffnungen für diese Wellen vorzusehen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Drehmaschine besitzt die Druckmittelanschluß­ vorrichtung die Gestalt einer Platte; eine solche Kon­ struktion bietet den Vorteil eines besonders geringen Platzbedarfs, und die Druckmittelzuführungen zu den sich in Werkstückwechselposition und in Arbeitsposition be­ findlichen Arbeitsspindeln können sich nicht gegenseitig behindern.

Eine besonders einfach gestaltete Druckmittelkupplung ist so ausgebildet, daß miteinander kuppelbare Druck­ mittelkupplungshälften einen Innenkonus und einen in diesen passend einschiebbaren Kegelstumpf-Zapfen mit bei geschlossener Druckmittelkupplung einander gegen­ überliegenden Druckmittelöffnungen in den Mantelflächen aufweisen. Man kann dann gegebenenfalls auch auf besondere Dichtungen verzichten, insbesondere dann, wenn der Innenkonus bzw. der Kegelstumpf eine Steigung von ca. 1 : 50 aufweist.

Während sich für den den Hydraulikölanschluß vermitteln­ den Bereich der Druckmittelkupplung die Gestaltung als Kegelstumpf-Zapfen und Innenkonus besonders empfiehlt, ist bei einer Ausführungsform der Erfindung für die Preß­ luft ein anders gestalteter Bereich der Druckmittel­ kupplung vorgesehen: Danach weisen miteinander kuppelbare Druckmittelkupplungshälften einen in Richtung der Antriebs­ wellenachse federnden Anschlußstutzen und eine für diesen bei geschlossener Druckmittelkupplung einen Sitz bildende Anschlußöffnung auf. Der Anschlußstutzen kann beispiels­ weise durch eine Feder und/oder (bei kolbenartiger Aus­ bildung) durch das von ihm geführte Druckmittel in die Anschlußöffnung gepreßt werden. In diesem Zusammenhang ist aber darauf hinzuweisen, daß die Preßluft ebensogut durch Druckmittelöffnungen in den Mantelflächen von Innen­ konus und Kegelstumpf-Zapfen an die Arbeitsspindeln an­ geschlossen werden könnte und daß über federnde Anschluß­ stutzen auch Hydrauliköl oder sämtliche Druckmittel ge­ führt und angeschlossen werden könnten.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dreh­ maschine; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den Spindelkasten und den Spindelträger der er­ findungsgemäßen Drehmaschine, wobei die Drehzuführung für die Antriebswelle jedoch in Seitenansicht dargestellt ist;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Drehzuführung;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine axiale Stirnansicht der Antriebswelle;

Fig. 5A einen Längsschnitt durch den Antriebswellen­ kopf und den inneren Endbereich der sich in Arbeitsposition befindlichen Arbeitsspindel entsprechend der Linie 5-5 in Fig. 4, u. z. bei gelöster Druckmittelkupplung;

Fig. 5B denselben Längsschnitt wie in Fig. 5A, je­ doch bei eingekuppelter Druckmittelkupplung;

Fig. 6 einen weiteren Längsschnitt durch den Antriebs­ wellenkopf und den inneren Endbereich der sich in Arbeitsposition befindlichen Antriebswelle, jedoch nach der Linie 6-6 in Fig. 4;

Fig. 7A einen Vertikalschnitt quer zur Antriebswellen­ achse durch Spindelkasten und Spindelträger entsprechend der Linie 7-7 in Fig. 1, wobei jedoch keine Details der sich in Werkstück­ wechselposition befindlichen Arbeitsspindel dargestellt wurden, und

Fig. 7B einen Ausschnitt aus Fig. 7A mit einer Dar­ stellung von Einzelheiten der genannten Arbeitsspindel, jedoch mit einer anderen Schnittebene als in Fig. 7A.

Die Fig. 1 zeigt Teile eines Spindelkastens 10, an dem ein Spindelträger 12 drehbar gelagert ist, u. z. derart, daß er sich um eine Schaltachse 14 zumindest um 180°, vorzugsweise aber um volle 360° drehen läßt. Gleich­ zeitig sind aber Mittel vorgesehen, durch die der Spindel­ träger am Spindelkasten verriegelt werden kann, so daß er sich nicht unbeabsichtigt verdrehen kann. Bei diesen Mitteln handelt es sich um kranzförmige Stirnverzahnungen 16, die normalerweise ineinander eingreifen, deren eine sich jedoch von der anderen mit Hilfe von Druckmittel­ zylindern 18 abheben läßt, worauf der Spindelträger 12 gedreht werden kann. Mit Hilfe von Lagern 20 sind im Spindelträger 12 zwei als Ganzes mit 22 A und 22 B bezeich­ nete Arbeitsspindeln drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert, wobei eine Arbeitsspindel dann ihre Arbeits­ position einnimmt, in der ein von ihr gehaltenes Werk­ stück mit nicht dargestellten Werkzeugen bearbeitet werden kann, wenn die Arbeitsspindelachse horizontal verläuft, wie dies bei der Arbeitsspindel 22 A der Fall ist, während in der dargestellten Position des Spindelträgers 12 die Arbeitsspindel 22 B sich in der Werkstückwechsel­ position befindet, in der die Arbeitsspindelachse 22 vertikal verläuft. Bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmaschine bilden die Achsen der beiden Arbeitsspindeln 22 A und 22 B also einen Winkel von 90° miteinander, die Schaltachse 14 stellt im Hin­ blick auf den gewünschten thermosymmetrischen Aufbau die Winkelhalbierende dar, und die Arbeitsspindel 22 A läßt sich durch eine Drehung des Spindelträgers 12 um 180° in die vertikale Werkstückwechselposition überführen, wobei dann die Arbeitsspindel 22 B die Arbeitsposition einnimmt. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Drehmaschine ist der Spindelträger 12 mit zwei Arbeitsspindeln 22 A, 22 B bestückt, es wäre aber auch möglich, im Spindelträger eine größere Zahl von Arbeits­ spindeln vorzusehen, z. B. vier Arbeitsspindeln, so daß jeweils durch Drehung des Spindelträgers 12 um 90° um die Schaltachse 14 die nächste Arbeitsspindel in die Arbeits­ position bzw. die Werkstückwechselposition gelangt.

Jede der Arbeitsspindeln trägt an ihrem äußeren Ende ein Spannfutter 24, welches durch einen später noch zu er­ läuternden doppelt wirkenden Hydraulikzylinder betätigt werden kann. Das innere, dem Spindelkasten 10 zugewandte Ende einer jeden Arbeitsspindel trägt eine Druckmittel­ kupplungshälfte 26 zum Zusammenwirken mit einer Druckmittel­ kupplungshälfte 28 einer Antriebswelle 30 bzw. einer Druck­ mittelkupplungshälfte 32 einer als Ganzes mit 34 bezeich­ neten Druckmittelanschlußvorrichtung. Die Antriebswelle 30 ist in einer zu ihr koaxialen, mit einer Riemenscheibe 36 versehenen Hohlwelle 38 längsverschiebbar gelagert und mit dieser über einen Keil 40 drehfest verbunden, so daß sich die Antriebswelle 30 über die Riemenscheibe 36 antreiben läßt. Schließlich ist die Hohlwelle 38 mit Hilfe von Lagern 42 und 44 im Spindelkasten 10 drehbar, jedoch axial unverschieb­ bar gelagert.

Dem Drehantrieb des Spindelträgers 12 dienen ein an diesem befestigter Zahnkranz 46, ein mit diesem kämmendes Zahnrad 48 einer im Spindelkasten 10 drehbar gelagerten Zwischen­ welle 50 und zwei Zahnräder 52 und 54 auf der Zwischenwelle bzw. der Antriebswelle 30, wobei sich die Zahnräder 52 und 54, wie in Fig. 1 gezeigt, im Eingriff miteinander befin­ den, wenn die Antriebswelle 30 ihre gemäß Fig. 1 linke Endstellung einnimmt, in der sich die Druckmittelkupplungs­ hälften 28 der Antriebswelle 30 und 26 der Arbeitsspindel 22 A außer Eingriff befinden, so daß der Spindelträger 12 um die Schaltachse 14 gedreht werden kann.

Der Axialverschiebung der Antriebswelle 30 dient ein doppelt wirkender Druckmittelzylinder 56, dessen Kolben­ stange die Antriebswelle 30 bildet und dessen eigentlicher Zylinder mit der Riemenscheibe 36 fest verbunden ist. Mit Hilfe dieses Druckmittelzylinders läßt sich die Antriebs­ welle 30 also aus ihrer gemäß Fig. 1 linken Endstellung so weit nach rechts schieben, bis die Druckmittelkupplungs­ hälften 26 und 28 in Eingriff miteinander kommen, und die Antriebswelle 30 läßt sich auch wieder von der in Arbeits­ position befindlichen Arbeitsspindel zurückziehen. Wie im einzelnen noch gezeigt werden wird, dient eine vom Spindel­ kasten 10 getragene Drehzuführung 58 dazu, in die Antriebs­ welle 30 integrierte Drucköl- bzw. Hydrauliköl- und Preß­ luft-Leitungen mit entsprechenden Druckmittelquellen zu verbinden.

Wie sich aus Fig. 2 ergibt, weist die Drehzuführung 58 ein Gehäuse 60 auf, welches sich zwar zusammen mit der Antriebs­ welle 30 verschieben läßt, das aber durch einen in Fig. 1 gezeigten Ausleger 62 des Spindelkastens 10, welcher in eine Nut 64 des Gehäuses 60 eingreift, am Mitdrehen mit der Antriebswelle 30 gehindert wird. Im Gehäuse 60 ist das gemäß der Zeichnung linke Ende der Antriebswelle 30 in Lagern 66 und 68 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert. In die Antriebswelle 30 sind vier als Bohrungen ausgebildete Druckmittelleitungen integriert, u. z. zwei Hydraulikleitungen 70 und 72 sowie zwei Preßluftleitungen 74 und 76. Das Gehäuse 60 besitzt fünf mit Innengewinden für den Anschluß von Druckleitungen versehene Anschluß­ bohrungen 78, 80, 82, 84 und 86 (letztere sh. Fig. 3), von denen die Anschlußbohrungen 80 und 82 über Ringkanäle 88 und 90 des Gehäuses 60 sowie Querbohrungen 92 und 94 der Antriebswelle 30 mit den Hydraulikleitungen 70 und 72 in Verbindung stehen, während die Anschlußbohrungen 78 und 84 zusammen mit Ringkanälen 96 und 98 des Gehäuses 60 der Ableitung von Lecköl dienen. Zwischen den Ringkanälen 96, 88, 90 und 98 werden zweckmäßigerweise nicht näher dargestellte Ringspaltdichtungen vorgesehen. An die Anschlußbohrung 86 soll eine Preßluftleitung angeschlossen werden. Diese Anschlußbohrung mündet in einen Ringkanal 100, der einerseits von der Antriebswelle 30 und anderer­ seits durch eine vom Gehäuse 60 gehaltene Dichtung 102 begrenzt wird, und in den zwei Querbohrungen 104 und 106 der Antriebswelle 30 münden, die zu den Preßluftleitungen 74 bzw. 76 führen.

Wollte man eine Längsverschiebung des Gehäuses 60 der Dreh­ zuführung 58 vermeiden, wäre es natürlich möglich, die Antriebswelle 30 zu teilen und teleskopartig auszubilden, so daß sich der in Fig. 1 gezeigte Teil der Antriebswelle 30 hin- und herschieben läßt, während der in Fig. 2 gezeigte Teil der Antriebswelle 30 unverschiebbar ist, wo­ bei jedoch die in die beiden Antriebswellenteile integrier­ ten Abschnitte der Druckmittelleitungen abgedichtet mit­ einander kommunizieren.

Anhand der Fig. 4, 5A und 5B soll nun der Hydrauliköl­ anschluß an die in Arbeitsposition befindliche Arbeits­ spindel 22 A sowie die Betätigung des Spannfutters 24 der Arbeitsspindeln erläutert werden.

Die in Fig. 5A im ausgekuppelten Zustand dargestellte Druck­ mittelkupplungshälfte 28 umfaßt vier als Nutensteine aus­ gebildete Mitnehmerelemente 110, für die die Arbeitsspindel 22 A ebenso wie die Arbeitsspindel 22 B vier entsprechend ge­ staltete und als stirnseitige Aussparungen ausgebildete Mitnehmerelemente 112 aufweist, um so die betreffende Arbeitsspindel antreiben zu können, nachdem die Antriebs­ welle 30 in die in Fig. 5B gezeigte Position nach rechts geschoben wurde. Ferner ist in dem in den Fig. 5A und 5B gezeigten Kopf 114 der Antriebswelle 30 ein bis auf einen aus dem Antriebswellenkopf 114 herausragenden konischen Zapfen 116 kreiszylindrisch ausgebildetes Öl­ zuführungsglied 118 in axialer Richtung verschiebbar ge­ lagert, wozu im Antriebswellenkopf eine Bohrung 120 vor­ gesehen ist. In die Umfangswand dieser Bohrung münden außen durch Gewindestopfen 122 verschlossene Querbohrungen 70 a und 72 a, die die Hydraulikleitungen 70, 72 mit jeweils einem von zwei in der Umfangswand der Bohrung 120 vorge­ sehenen Ringkanälen 70 b und 72 b verbinden. Das Ölzuführungs­ glied 118 ist mit sich in axialer Richtung erstreckenden Hydraulikbohrungen 70 c und 72 c versehen, in die jeweils zwei Querbohrungen münden, nämlich die Querbohrungen 70 d und 70 e bzw. 72 d und 72 e, und die Querbohrungen 70 d und 72 d enden an Längsnuten 70 f und 72 f, die eine gewisse Längsverschiebung des Ölzuführungsglieds 118 gegenüber der Antriebswelle 30 zulassen, ohne daß die Verbindung zwischen Querbohrungen 70 a und 70 d bzw. 72 a und 72 d unterbrochen wird. An der Stirnseite des Ölzuführungsglieds 118 sind die Hydraulikbohrungen 70 c und 72 c durch Gewinde­ stopfen 124 verschlossen, während die Querbohrungen 70 e und 72 e in die konische Umfangsfläche 126 des Zapfens 116 münden. Der Abdichtung der Ringkanäle 70 b und 72 b dienen drei Ringdichtungen 128. Das innere Ende des Ölzuführungs­ glieds 118 ist als ein kreiszylindrischer Zapfen 130 mit etwas geringerem Durchmesser ausgebildet, so daß in der Bohrung 120 eine Druckfeder 132 untergebracht werden kann, die das Ölzuführungsglied 118 gemäß den Fig. 5A und 5B nach rechts vorspannt. Um das Ölzuführungsglied 118 im Antriebswellenkopf 114 zu halten, ist an das Ölzuführungs­ glied ein Bund 136 angeformt, welcher mit einer der Axial­ sicherung dienenden, stirnseitig in den Antriebswellenkopf 114 eingeschraubten sogenannten Stirnlochmutter 138 zu­ sammenwirkt. Zur Drehsicherung des Ölzuführungsglieds 118 ist in den Bund 136 eine Nut 140 eingearbeitet, in die eine in eine Bohrung des Antriebswellenkopfs 114 einge­ schraubte Stiftschraube 142 eingreift.

Nachdem die üblichen Spannfutter durch ein in Längsrichtung der betreffenden Arbeitsspindel verschiebbares Element betätigbar sind, ist in jede Arbeitsspindel, d. h. bei dem in den Fig. 5A und 5B gezeigten Fall in die Arbeits­ spindel 22 A, ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder integriert, der aus einem Kolben 150 mit Kolbenstange 152 zur Betätigung des Spannfutters und zwei Zylinderräumen 154 und 156 zu beiden Seiten des Kolbens 150 besteht. Zur Begrenzung des Zylinderraums 154 auf der vom Kolben abge­ wandten Seite ist in die als Hohlwelle ausgebildete Arbeits­ spindel eine von der Kolbenstange durchgriffene Ringscheibe 158 eingesetzt, während der Begrenzung des Zylinderraums 156 ein nur aus Fertigungsgründen dreiteilig ausgebildeter Einsatz 160 dient. Für die Abdichtung der Zylinderräume sind insgesamt fünf Ringdichtungen 162′, 164, 166, 168 und 170 vorgesehen.

Der Einsatz 160 bildet ebenso wie die gemäß den Zeichnungen linke Stirnseite der Arbeitsspindel einen Bestandteil der Druckmittelkupplungshälfte 26 der Arbeitsspindel. Deshalb ist in die gemäß den Zeichnungen linke Stirnseite des Einsatzes 160 ein Innenkonus 162 eingearbeitet, in den sich der konische Zapfen 116 exakt passend einpressen läßt. Bei der bevorzugten Ausführungsform besitzen die Außen­ umfangsfläche 126 des Zapfens 116 und die Umfangsfläche des Innenkonus 162 identische Steigung von 1 : 50. An den­ jenigen Stellen, an denen bei in den Innenkonus 162 einge­ preßtem Zapfen 116 die Querbohrungen 70 E und 72 E liegen, besitzt der Einsatz 160 Querbohrungen 70 g und 72 g, die am Außenumfang des Einsatzes 160 durch Gewindestopfen 172 verschlossen sind und in die sich axial erstreckende, ab­ gestufte Längsbohrungen 70 h und 72 h münden, von denen die letztere in den Zylinderraum 156 mündet, während die Längsbohrung 70 h in eine außen wiederum durch einen Ge­ windestopfen 174 verschlossene Querbohrung 70 i des Einsatzes 160 mündet, die zu einer zentralen Längsbohrung 70 k führt. Diese mündet in einen Hohlraum 70 l der Kolbenstange 152, von dem eine radiale Querbohrung 70 m im Kolben 150 in den Zylinderraum 154 führt. Jede der Längsbohrungen 70 h und 72 h nimmt ein entsperrbares Rückschlagventil 180 bzw. 182 auf, welches dazu dient, beim Lösen der Druckmittelkupplung 26, 28 den in den Zylinderräumen 154 und 156 existierenden Druck zu erhalten, d. h. ein Entweichen von Hydrauliköl über den Innenkonus 162 zu verhindern. Entsperrt werden die Rückschlagventile 180 und 182 immer dann, wenn der in der Querbohrung 70 g bzw. der Querbohrung 72 g anliegende Druck größer ist als der im Zylinderraum 154 bzw. 156 herrschen­ de Druck, und wegen der Konstruktion der Rückschlagventile 180 und 182 sind im Einsatz 160 Querbohrungen 184 und 186 vorgesehen, die sich nicht schneiden, sondern lediglich die Längsbohrungen 70 h und 72 h miteinander verbinden, u. z. an Stellen, die vor den Rückschlagventilen bzw. vor den kugelkopfförmigen Ventilgliedern der Rückschlagventile liegen.

Damit die Druckmittelkupplungshälften 26 und 28 nur in solchen Drehwinkelpositionen relativ zueinander miteinander gekuppelt werden können, in denen die Querbohrungen 70 e und 72 e eine Verbindung zu den Querbohrungen 70 g und 72 g herstellen, ist die Druckmittelkupplungshälfte 28 stirn­ seitig mit Fixierschrauben 190 und die Arbeitsspindel 22 a bzw. 22 b stirnseitig mit entsprechend dimensionierten Sacklöchern 192 für den Eingriff der Fixierschrauben ver­ sehen.

Wird nun die Antriebswelle 30 gemäß den Fig. 1 und 5A mit Hilfe des Druckmittelzylinders 56 nach rechts verschoben, bis die Mitnehmerelemente 110 in die Mitnehmerelemente 112 eingreifen, wird der Zapfen 116 in den Innenkonus 162 einge­ schoben und durch die Druckfeder 132 abdichtend gegen die Umfangsfläche des Innenkonus 162 angepreßt. Beaufschlagt man dann die Druckmittelkupplungshälfte 28 mit Drucköl, öffnen die Rückschlagventile 180 und 182, so daß sich der Kolben 150 und damit die Kolbenstange 152 in einer der beiden axialen Richtungen verschieben läßt. Es empfiehlt sich, die Hydraulikleitungen 70 und 72 vor dem Abkuppeln der Druckmittelkupplungshälfte 28 drucklos zu machen, um so Hydraulikölverluste durch die offenen Querbohrungen 70 e und 72 e zu vermeiden; zu diesem Zweck werden stromaufwärts der Drehzuführung 58 steuerbare Ventile vorgesehen. Es wäre aber auch möglich, im Antriebswellenkopf 114 möglichst nahe den Querbohrungen 70 e und 72 e entsperrbare Rückschlag­ ventile vorzusehen.

Die Fig. 6 zeigt, wie die Arbeitsspindel 22 A mit Druckluft versorgt wird, wobei der Verlauf der Schnittlinie 6-6 in Fig. 4 dazu führt, daß die Fig. 6 nur eine der beiden Preßluftleitungen 74, 76 zeigt, nämlich die als Längs­ bohrung ausgebildete Preßluftleitung 76. Diese Führt in der Druckmittelkupplungshälfte 28 zu einer Querbohrung 200, welche in einen in der Antriebsspindel 30 vorgesehenen, als Sackloch ausgebildeten Zylinderraum 202 führt. In diesem Zylinderraum ist ein Kolben 204 in axialer Rich­ tung der Antriebswelle 30 verschiebbar geführt, wobei er zusammen mit einem Dichtungsring 206 den Zylinderraum 202 auf der Stirnseite des Antriebswellenkopfs abschließt. In axialer Richtung wird der mit einer abgestuften Längs­ bohrung 208 versehene Kolben 204 mit Hilfe eines in der Antriebswelle befestigten Sicherungselements 210 gesichert, bei dem es sich um einen mit einem Kopf versehenen Stift handelt, und eine Druckfeder 212 dient der axialen Vor­ spannung des Kolbens 204 nach außen. Im eingekuppelten Zustand der Druckmittelkupplung 26, 28 liegt die vordere Stirnfläche 214 des Kolbens 204 plan an der Stirnseite der Arbeitsspindel 22 A an, wobei der Kolben durch den an der Preßluftleitung 76 anliegenden Luftdruck und die Druck­ feder 212 gegen die Mündung eines dem Kolben 204 gegenüber­ liegenden Sacklochs 216 in der Stirnfläche der Arbeits­ spindel gepreßt und so eine abgedichtete Pneumatikver­ bindung zur Arbeitsspindel hergestellt wird. Um beim Ab­ kuppeln der Druckmittelkupplungshälfte 28 von der Arbeits­ spindel Preßluftverluste zu vermeiden, empfiehlt es sich, auch für die Preßluftleitungen steuerbare Ventile, ins­ besondere Magnetventile, vorzusehen, die wiederum stromauf­ wärts der Drehzuführung 58 angeordnet sein können.

In das Sackloch 216 mündet eine Längsbohrung 218 der sich jeweils in Arbeitsposition befindenden Arbeitsspindel 22 A, und diese Längsbohrung steht über eine außen mittels eines Gewindestopfens 220 verschlossene Querbohrung 222 mit einem Innenraum 224 der Arbeitsspindel in Verbindung. Von diesem führen Längsbohrungen 226 in den Bereich des Spannfutters 24, wobei diese Längsbohrungen Rückschlagventile 228 ent­ halten.

Aufgrund der Einleitung von Preßluft in den Innenraum der Arbeitsspindel wird verhindert, daß Kühl- bzw. Schneid­ flüssigkeiten in das Innere der Arbeitsspindel eindringen, und bei geöffneten Rückschlagventilen 228 lassen sich Späne und Kühl- bzw. Schneidflüssigkeit vom Spannfutter 24 und einem durch dieses gehaltenen Werkstück wegblasen, ehe die betreffende Arbeitsspindel aus der Arbeitsposition nach oben in die Werkstückwechselposition geschwenkt wird.

Die Fig. 7A und 7B, die im folgenden in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben werden sollen, zeigen die Pneumatik­ versorgung der sich jeweils in Werkstückwechselposition befindenden Arbeitsspindel 22 B. Wie die Fig. 1 und 7A erkennen lassen, besitzt die Druckmittelanschlußvorrichtung 34 einen Grundkörper 300 in Form einer flachen Platte mit zwei übereinander liegenden Öffnungen 302 und 304 für den Durchtritt der Antriebswelle 30 und der Zwischenwelle 50, wobei diese Öffnungen einen so großen Durchmesser auf­ weisen, daß sich der Grundkörper 300 mit Hilfe eines vom Spindelkasten 10 gehaltenen Druckmittelzylinders 306 aus der in den Fig. 1 und 7A gezeigten Stellung anheben und wieder absenken läßt, um die Druckmittelanschlußvor­ richtung 34 mit der Druckmittelkupplungshälfte 26 der Arbeitsspindel 22 B zu kuppeln. An den Grundkörper 300 sind zwei flexible Hydraulikleitungen 308 und 310 sowie zwei flexible Pneumatikleitungen 312 und 314 angeschlossen, und da die Ausbildung der Druckmittelkupplungshälfte 32 der Druckmittelanschlußvorrichtung 34 im wesentlichen der Aus­ bildung der Druckmittelkupplungshälfte 28 entspricht und die Druckmittelkupplungshälften 26 aller Arbeitsspindeln identisch sind, sei nur kurz gesagt, daß Bohrungen 316 und 318 am Grundkörper 300 die Hydraulikleitungen 308 und 310 mit einem konischen Zapfen 116′ verbinden, der dem Zapfen 116 der Druckmittelkupplungshälfte 28 entspricht, und daß in den Grundkörper 300 eingearbeitete Bohrungen 320 und 322 die Pneumatikleitungen 312 und 314 mit zwei Kolben 204′ verbinden, die den Kolben 204 der Druckmittelkupplungshälfte 28 entsprechen.

In Fig. 7B sind nun zwei für die pneumatische Hubüberwachung des Spannfutters 24 in die Arbeitsspindeln, wie die Arbeits­ spindel 22 B, eingearbeitete Pneumatikleitungen in Form zweier Längsbohrungen 218′ dargestellt, ebenso wie zwei den Sacklöchern 216 entsprechende Sacklöcher 216′, in die die Längsbohrungen 218′ münden. Während bei einer sich in Bearbeitungsposition befindlichen Arbeitsspindel, wie der Arbeitsspindel 22 A, beide Pneumatikleitungen, d. h. beide Längsbohrungen 218, dem Ausblasen der Arbeitsspindel dienen und dieselbe Aufgabe erfüllen, dient erfindungsgemäß bei einer sich in Werkstückwechselposition befindlichen Arbeits­ spindel die eine Pneumatikleitung, nämlich die gemäß Fig. 7B untere Längsbohrung 218′, der Druckluftzufuhr, während die andere Pneumatikleitung, d. h. die gemäß Fig. 7B obere Längsbohrung 218′, der Rückführung der Druckluft dient, um zusammen mit einer erfindungsgemäß gestalteten Ventil­ anordnung den vom Spannfutter 24, d. h. dessen Spannbacken, zurückgelegten Spannweg abfragen zu können.

Grundsätzlich wäre jede Ventilanordnung geeignet, die durch ein Element gesteuert wird, das sich zusammen mit den Spannelementen des Spannfutters bewegt besonders einfach wird die Konstruktion jedoch dann, wenn ein Betätigungs­ flansch 330 des Spannfutters, der auch den Innenraum 224 der Arbeitsspindel vom Arbeitsraum der Drehmaschine ab­ schließt und in der Arbeitsspindel längsverschiebbar geführt sowie mit der Kolbenstange 152 verbunden ist, an seinem Außenumfang eine insbesondere als Längsnut 332 gestaltete Ausnehmung aufweist und nach Art eines Ventil­ schiebers die beiden Längsbohrungen 218′ entweder mitein­ ander verbindet oder voneinander trennt, je nachdem, ob die Spannelemente des Spannfutters 24 Positionen innerhalb oder außerhalb vorgegebener Grenzen einnehmen. Zu diesem Zweck ist in die Innenwand der eigentlichen, als Hohlwelle ausgebildeten Arbeitsspindel 22 A bzw. 22 B ein Ringkanal 334 eingearbeitet, der über eine Querbohrung 336 mit der der Druckluft-Rückführung dienenden Längsbohrung 218′ kommuniziert, während die der Druckluft-Zuführung dienende Längsbohrung 218′ in eine Querbohrung 338 mündet, die in axialer Richtung gegenüber dem Ringkanal 334 in Abhängig­ keit von der Länge der Längsnut 332 so versetzt ist, daß die beiden Längsbohrungen 218′ nur dann miteinander kommunizieren können, wenn der Spannfutterhub innerhalb der zulässigen Grenzen liegt. Erfindungsgemäß bilden also die eigentliche Arbeitsspindel und ein längsverschiebbares Spannfutterelement ein Schieberventil. Zur Abfrage des Spannfutterhubs ist es nun nur noch erforderlich, einen nicht dargestellten Drucksensor vorzusehen, der mit der der Druckluftrückführung dienenden Pneumatikleitung kommuniziert, d. h. bei der gezeichneten Ausführungsform mit der in Fig. 7B oben dargestellten Längsbohrung 218′.

Ermittelt der vorzugsweise als Druckschalter ausgebildete Drucksensor, daß an dieser Pneumatikleitung Pneumatikdruck anliegt, nehmen die Spannelemente des Spannfutters Positionen ein, die innerhalb zulässiger Grenzen liegen; ist dies nicht der Fall, erzeugt der Drucksensor nicht das eine der Start­ voraussetzungen der Drehmaschine bildende Signal, so daß die Maschine nicht anlaufen kann.

Bei entsprechender Gestaltung der Rückschlagventile 228 und des Drucksensors könnten auch die in Fig. 6 gezeigten Längsbohrungen 218 anstelle besonderer Längsbohrungen 218′ für die pneumatische Spannfutterkontrolle verwendet werden, nämlich dann, wenn für die pneumatische Spannfutterkontrolle ein Luftdruck ausreichen würde, durch den die Rückschlag­ ventile 228 noch nicht geöffnet werden.

Claims (10)

1. Mehrspindel-Drehmaschine mit einer in einem Spindel­ kasten drehbar und längsverschiebbar gelagerten An­ triebswelle, einem am Spindelkasten um eine Schalt­ achse drehbar gelagerten Spindelträger sowie mit mehreren Arbeitsspindeln, die im Spindelträger derart drehbar gelagert sind, daß sich ihre Achsen und die Schaltachse auf der dem Spindelkasten zugewandten Seite des Spindelträgers in einem gemeinsamen Schnitt­ punkt schneiden, wobei sich für einen Werkstückwechsel eine der Arbeitsspindeln in einer Werkstückwechsel­ position befindet, wenn eine andere Arbeitsspindel eine Arbeitsposition einnimmt, und mit von den Arbeits­ spindeln an ihren vom Achsenschnittpunkt abgewandten äußeren Enden getragenen Werkstück-Spannfuttern sowie ersten Mitnehmern an den inneren Arbeitsspindelenden, von denen jeweils diejenigen einer sich in Arbeits­ position befindlichen Arbeitsspindel mit von einem Kopf der Antriebswelle getragenen zweiten Mitnehmern durch Vorschieben der Antriebswelle kuppel­ bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Spannfutter (24) die Arbeits­ spindeln (22 A, 22 B) mit doppelt wirkenden Druckmittel­ zylindern (150, 154, 156) versehen sind, daß die Antriebswelle (30) mit über eine Drehzuführung (58) beaufschlagbaren ersten Druckmittelleitungen (70, 72, 74, 76) versehen ist, daß der Antriebswellenkopf (114) und die inneren Arbeitsspindelenden jeweils Druckmittel­ kupplungshälften (28, 26) bilden, welche für die sich in Arbeitsposition befindliche Arbeitsspindel (22 A) durch Vorschieben der Antriebswelle (30) kuppelbar sind, daß die Druckmittelleitungen der Antriebswelle an deren Druckmittelkupplungshälfte (28) angeschlossen sind und sich in von den Druckmittelkupplungshälften (26) der Arbeitsspindeln (22 A, 22 B) zu deren Druckmittelzylindern führenden zweiten Druckmittelleitungen (70 g 70 h, 70 i, 70 k, 70 l, 70 m, 72 g, 72 h) Ventile (180, 182) befinden, welche bei gelöster Druckmittelkupplung (26, 28, 32) geschlossen sind, und daß für eine sich in Werkstück­ wechselposition befindliche Arbeitsspindel (22 B) eine an deren Druckmittelkupplungshälfte (26) ankuppelbare Druckmittelanschlußvorrichtung (34) vorgesehen ist.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelkupplungshälften (26, 28, 32) mit Hydraulik- und Pneumatikleitungen (70, 72, 74, 76, 70 g, 72 g, 218, 218′, 308, 310, 312, 314) verbunden sind.

3. Drehmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelanschlußvorrichtung (34) mit Hydraulik- und Pneumatikleitungen (308, 310, 312, 314) verbunden ist.

4. Drehmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannfutter (24) eine durch den Spannfutter­ hub steuerbare und an die Pneumatikleitungen (218′) der Arbeitsspindel (22 A, 22B) angeschlossene Pneumatik­ ventilvorrichtung (332, 334, 338) zur Abfrage des Spannfutterhubs aufweist.

5. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine sich in Werkstückwechselposition befindliche Arbeitsspindel ungefähr vertikal nach oben weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelan­ schlußvorrichtung (34) unterhalb dieser Arbeitsspindel (22 B) angeordnet und zum Ankuppeln anhebbar sowie mit mindestens einer Aussparung (302, 304) für den Durch­ tritt der Antriebswelle (30) versehen ist.

6. Drehmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelanschlußvorrichtung (34) die Gestalt einer Platte (300) besitzt.

7. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander kuppel­ bare Druckmittelkupplungshälften (26, 28, 32) einen Innenkonus (162) und einen in diesen passend einschieb­ baren Kegelstumpf-Zapfen (116, 116′) mit bei geschlos­ sener Druckmittelkupplung (26, 28; 26, 32) einander gegenüberliegenden Druckmittelöffnungen (70 g, 72 g, 70 e, 72 e) in den Mantelflächen aufweisen.

8. Drehmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkonus bzw. der Kegelstumpf eine Steigung von ca. 1 : 50 aufweist.

9. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß miteinander kuppel­ bare Druckmittelkupplungshälften einen in Richtung der Antriebswellenachse federnden Anschlußstutzen (204, 204′) und eine für diesen bei geschlossener Druckmittel­ kupplung einen Sitz bildende Anschlußöffnung (216, 216′) aufweisen.

10. Drehmaschine nach den Ansprüchen 2, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (116, 116′) mit den Hydraulikleitungen und der Anschlußstutzen (204, 204′) mit den Pneumatikleitungen in Verbindung steht.