DE3932318A1 - Bearbeitungszentrum und mehrspindelbohrkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1. Ferner geht die Erfindung von einem Mehrspindelbohrkopf mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Anspruches 2 aus.

In Bearbeitungszentren werden Mehrspindelbohrköpfe ver­ wendet, wenn in den zu bearbeitenden Werkstücken mehrere, nicht allzu weit voneinander entfernte achsparallele Bohrungen angebracht werden müssen. Der Mehrspindel­ bohrkopf enthält ein Getriebegehäuse, in dem eine Ein­ gangswelle drehbar gelagert ist. Die Eingangswelle treibt ein Verteilergetriebe, dessen Ausgangswellen die mit den Bohrern bestückten Bohrspindeln sind.

Zum Anschluß des Mehrspindelbohrkopfes an die Werkzeugspin­ del des Bearbeitungszentrums ist die Eingangswelle mit einem Werkzeugschaft versehen, der die gleichen Ab­ messungen und dieselbe Gestalt aufweist wie Werkzeug­ schäfte für einzelne, in der Werkzeugspindel aufzu­ nehmende Werkzeuge. Die Eingangswelle dient deswegen neben der Drehmomenteinleitung in den Mehrspindelbohr­ kopf auch gleichzeitig der Halterung des Bohrkopfes. Da sich der solchermaßen befestigte Bohrkopf infolge des auf das Gehäuse ausgeübten Reaktionsdrehmomentes um die Eingangswelle mitdrehen würde, ist zusätzlich eine Drehmomentstütze am Gehäuse des Bohrkopfes vor­ gesehen, die mit einer entsprechenden Drehmomentstütze neben der Werkzeugspindel des Bearbeitungszentrums zusammenwirkt.

Die Lage der Drehmomentstütze am Gehäuse bzw. an der entsprechenden Vorderseite des Spindelstocks des Be­ arbeitungszentrums legt die azimutale Lage der einzel­ nen Bohrspindeln im Raum bzw. bezüglich der Rotations­ achse der Werkzeugspindel fest. Gleiche Bohrbilder, die sich nur in der Drehlage unterscheiden, erfordern je­ weils entsprechend angepaßte Mehrspindelbohrköpfe.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bearbeitungszentrum zu schaffen, mit dem es möglich ist, mit einem einzigen Mehrspindelbohrkopf Bohrbilder an einem Werkstück zu erzeugen, die sich nicht nur im seitlichen Versatz, sondern auch in einer Drehung voneinander unterscheiden. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Mehrspindelbohrkopf zu schaffen, mit dem das gleiche Ergebnis erzielt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Be­ arbeitungszentrum durch die Merkmale des Anspruches 1 oder der erfindungsgemäße Mehrspindelbohrkopf durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösungen besteht darin, räumlich weit auseinandergezogene Bohr­ bilder, die aus sich wiederholenden Abschnitten be­ stehen, in Teilbilder aufzulösen, die nacheinander durch Verschwenken des Bohrkopfes und einem entsprechen­ den seitlichen Versatz des Werkstückes gebohrt werden können. Es ist hierdurch möglich, einen Bohrkopf zu verwenden, der nur soviele Bohrspindeln enthält, wie es den Teilbohrbildern entspricht. Zwar ergibt sich hierdurch eine geringfügige Verlangsamung bei dem Er­ zeugen sämtlicher Bohrungen, doch überwiegt der Kostenvorteil infolge des einfacheren Bohrkopfes, der außerdem wegen seiner geringen Masse die Werkzeugspindel bzw. den Werkzeugwechsler des Bearbeitungszentrums weniger belastet. Schließlich ergibt sich auch ein Vorteil insofern, als der nun erforderliche kleinere Bohrkopf ohne weiteres im Magazin des Bearbeitungszentrums untergebracht werden kann, und, obwohl er in der Lage ist, mehrere Bohrbilder zu erzeugen, nur einen bis maximal drei Plätze im Magazin erfordert.

Um das Gehäuse gegenüber dem Träger festzusetzen, kommen für die Arretierungseinrichtung grundsätzlich zwei Ausführungsformen in Frage, und zwar kann die Arretierungsvorrichtung entweder formschlüssig oder reibschlüssig arbeiten. Die formschlüssige Ausfüh­ rungsform hat den Vorteil, daß bei geringem mechani­ schen Aufwand mit hoher Genauigkeit sehr hohe Dreh­ momente übertragen werden können. Der für eine der­ artige Arretierungseinrichtung notwendige Raum an dem Mehrspindelbohrkopf ist entsprechend sehr klein.

Die reibschlüssige Verbindung in der Arretierungsvor­ richtung gestattet dagegen eine stufenlose und damit beliebige Einstellung des Azimutwinkels, womit unein­ geschränkt jede Winkellage des Bohrbildes möglich ist.

Das Verschwenken des Gehäuses bei geöffneter Arretie­ rungsvorrichtung kann sehr leicht mit Hilfe eines Zahnrades geschehen, das als Zahnkranz an dem Gehäuse ausgebildet ist und zum Verschwenken mit einer Zahn­ stange in Eingriff gebracht wird, die an dem Bearbei­ tungszentrum vorgesehen ist. Die Drehung des Gehäuses geschieht, indem der Spindelstock des Bearbeitungs­ zentrums parallel zu der Zahnstange verfahren wird, bis die gewünschte Winkellage des Gehäuses erreicht ist. Eine gesonderte Antriebseinrichtung für den Spin­ delkopf ist dadurch entbehrlich. Eine andere Möglich­ keit für die Betätigungsvorrichtung besteht aus einem zylindrischen Zapfen, der mit einer entsprechenden zylindrischen Aufnahme zusammenwirkt. Eines von bei­ den Elementen ist maschinenfest in der Nähe des Spindelstocks angebracht, während das andere Element an dem Träger sitzt. Die Verstellung des Gehäuses des Spindelkopfes geschieht in der Weise, daß durch Verfahren des Spindelstocks Zapfen und zugehörige Auf­ nahme miteinander in Eingriff gebracht werden. Durch eine kombinierte Bewegung des Spindelstocks längs zweier aufeinander senkrecht stehender Achsen kann der Bohrkopf bezüglich der Rotationsachse verschwenkt werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, am Bearbei­ tungszentrum sehr wenig Platz zu beanspruchen, während die Ausführung mit Zahnstange geringere Anforderungen bei der Programmierung der Achsensteuerung verursacht.

Im übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegen­ stand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert einen Spindelstock eines Bearbeitungszentrums, in einer Ansicht von dem Werkstück her,

Fig. 2 und 3 einen Mehrspindelbohrkopf gemäß der Erfindung mit Zahnradantrieb und reibschlüssiger bzw. formschlüssiger Arretierung des Trägers für die Drehmomentstütze, jeweils in einer Drauf­ sicht,

Fig. 4 einen Mehrspindelbohrkopf gemäß der Erfindung mit einer Aufnahmeeinrichtung für einen zylindri­ schen maschinenfesten Zapfen zur Verschwenkung des Gehäuses, in einer Draufsicht,

Fig. 5 schematisiert den Bewegungsablauf beim Ver­ schwenken des Mehrspindelbohrkopfes nach Fig. 4 in einer Ansicht von vorne ähnlich der nach Fig. 1,

Fig. 6 einen Mehrspindelbohrkopf gemäß der Erfindung mit einer zylindrischen Aufnahme für einen maschinenfesten Zapfen und mit reibschlüssiger Arretierung, in einer Draufsicht,

Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Spindelkopf eines Bearbeitungszentrums, ähnlich dem nach Fig. 1 mit einem drehbaren Träger für die Drehmoment­ stütze, in einer geschnittenen Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Spindelstock 1 eines Bearbeitungszentrums. Der Spindelstock 1 sitzt an einer Vertikalführung 2, die ihrerseits auf einem Schlitten 3 befestigt ist. Der Schlitten 3 ruht auf einer Längsführung 4, die sich an der Oberseite eines weiteren Schlittens 5 befindet, der auf einem Maschi­ nensockel oder Fundament 6, bezogen auf Fig. 1, von rechts nach links hin- und herverstellbar ist. Diese Führungen definieren Achsen, längs derer der Spindel­ stock 1 zur Bearbeitung eines nicht gezeigten Werk­ stückes gesteuert zu bewegen ist.

Der Spindelstock 1 enthält ein Gehäuse 7, in dem eine Werk­ zeugspindel 8 gelagert ist, deren dem zu bearbeitenden Werk­ stück zugekehrten Vorderseite 9 in der Zeichnung erkennbar ist. Der Antrieb für die Werkzeugspindel 8 befindet sich an der Rückseite und ist aus Darstel­ lungsgründen nicht sichtbar. Die Werkzeugspindel 8 rotiert um eine Drehachse 11, die auf der Zeichenebene senkrecht steht und horizontal verläuft.

An der Vorderseite 9 der Werkzeugspindel 8 befindet sich zum Ankuppeln von standardisierten Aufnahme­ schäften eine entsprechend komplementäre Werkzeug­ aufnahme 12, beispielsweise in Gestalt einer Steilke­ gelaufnahme 12.

Seitlich neben der Vertikalführung 2 weist das Bearbei­ tungszentrum ein Werkzeugmagazin 13 auf, das einen um eine horizontale Achse 14 drehbar gelagerten Werkzeug­ revolver 15 enthält. Der Werkzeugrevolver 15 ist mit einer Vielzahl von Aufnahmeplätzen für Werkzeuge ver­ sehen, von denen eines in Gestalt eines Mehrspindelbohr­ kopfes 16 schematisch dargestellt ist. Der Werkzeug­ revolver 15 kann durch einen nicht sichtbaren Antrieb um die Achse 14 gedreht werden, bis das jeweils ge­ wünschte Werkzeug zu einem Greifer 17 geschafft ist, der das Werkzeug aus dem Revolver 15 entnimmt und in die Werkzeugaufnahme 12 der Maschinenspindel 8 über­ führen kann.

Das Werkzeugmagazin 13 und der Greifer 17 sind von der üblichen Bauart und brauchen deswegen, da sie mit der eigentlichen Erfindung nichts zu tun haben, nicht wei­ ter erläutert zu werden.

Schließlich ist seitlich neben der Werkzeugspindel 8 an dem Gehäuse 7 eine Drehmomentstütze in Gestalt ei­ nes zylindrischen Zapfens 18 vorgesehen, der sich parallel zu der Werkzeugspindel 12 neben dieser er­ streckt. Er wirkt in einer weiter unten beschriebenen Weise mit dem Mehrspindelbohrkopf 16 zusammen.

Der Mehrspindelbohrkopf 16 ist in Fig. 2 in einer Sei­ tenansicht vergrößert dargestellt und weist ein Ge­ häuse 19 auf, dessen äußere Gestalt im wesentlichen durch das jeweils zu erzeugende Bohrbild festgelegt ist. Das Gehäuse 19 trägt einen zylindrischen Gehäuse­ fortsatz 21, in dem eine Eingangswelle 22 drehbar um eine Rotationsachse 23 gelagert ist. Die Rotationsachse 23 fällt mit der Rotationsachse 11 zusammen, wenn der Mehrspindelbohrkopf 16 in der Werkzeugaufnahme 12 eingesetzt ist. Die Eingangswelle 22 trägt hierzu eine an die Werkzeugaufnahme 12 angepaßte Kupplungs­ einrichtung, beispielsweise in Gestalt eines Steil­ kegels 24, der an seinem verjüngten Ende in bekannter Weise mit einem Anzugsbolzen 25 versehen ist. Der An­ zugsbolzen 25 wirkt mit in der Werkzeugspindel 8 vor­ handenen Werkzeugspannern zusammen und soll den Steil­ kegel 24 in die Werkzeugaufnahme 12 hineinziehen.

Der Steilkegel 24 ist an seinem Ende mit dem größeren Durchmesser mit einer Greiferrille 26 versehen, in die zum Werkzeugwechsel der Greifer 17 eingreift und mit­ tels derer der Mehrspindelbohrkopf 16 in dem Werkzeug­ revolver 15 festgehalten wird.

Die in dem Gehäuse 19 drehbare Eingangswelle 22 treibt ein in dem Gehäuse 19 angeordnetes Verteilergetriebe, dessen Ausgangswellen von in dem Gehäuse 19 drehbar gelagerten Bohrspindeln 27 gebildet sind. Die Bohr­ spindeln 27 sind zueinander und zu der Eingangswelle 22 achsparallel und tragen drehfest entsprechende Bohr­ werkzeuge 28. Die Anordnung der Bohrspindeln 27 an dem Gehäuse 19 entspricht dem jeweils zu erzeugenden Bohr­ bild.

Die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 21 ist zu der Rotationsachse 23 koaxial und lagert dreh­ bar, jedoch axial gesichert, einen ring- oder muffen­ förmigen Träger 29, an dem seitlich eine Drehmomentstütze 31 angebracht ist. Die Drehmomentstütze 31 enthält eine zylindrische Bohrung 32, die dazu eingerichtet ist, mit der zapfenförmigen Drehmomentstütze 18 an dem Spindelstock 1 in Eingriff zu kommen. In der zylindri­ schen Bohrung 32 sitzt federvorgespannt und parallel zu der Rotationsachse 23 verschieblich ein unverlier­ barer Haltestift 33, dessen Zweck es ist, bei Nichtge­ brauch des Bohrkopfes 16 das Gehäuse 19 gegenüber der Eingangswelle 22 gegen Drehen zu sichern. Da­ bei greift der aus der Bohrung 32 vorschauende Halte­ stift 33 in eine randseitig offene Ausnehmung einer Sperr­ scheibe 34 ein, die zwischen der Greiferrille 26 und dem Träger 29 auf der Eingangswelle 22 drehfest ange­ bracht ist.

Auf dem muffen- oder rohrförmigen Träger 29 befindet sich außerdem ein Teil einer Arretierungseinrichtung 35, deren anderer Teil drehfest mit dem Gehäuse 19 verbunden ist. Mit Hilfe der Arretierungseinrichtung 35 wird die azimutale Lage des Trägers 29 auf dem zylindrischen Abschnitt 21 des Gehäuses 19 bezüglich der Rotationsachse 23 festgehalten. Die Arretierungs­ einrichtung 35 besteht aus einem Arretierungsglied 36, das längsverschieblich in einer Bohrung 37 am Umfang des Trägers 29 aufgenommen ist. Die Verschieberichtung ist parallel zu der Rotationsachse 23. An seinem aus der Bohrung 37 herausschauenden Ende trägt das Arre­ tierungsglied 36 eine Reibfläche 38, die mit einer konischen oder kegeligen Reibfläche 39 zusammenwirkt, die sich konzentrisch um den zylindrischen Abschnitt 21 herum erstreckt, und zwar auf der den Bohrspindeln 27 benachbarten Seite. Das Arretierungsglied 36 ist mit seiner Reibfläche 38 auf die konische Reib- oder Bremsfläche 39 zu federvorgespannt und steht mit der Reibfläche 39 normalerweise in Reibeingriff. In diesem Falle ist der Träger 29 gegenüber dem Gehäuse 19 un­ verdrehbar. Durch Zurückdrücken des Arretierungsglie­ des 36 läßt sich die Reibverbindung aufheben und bei feststehendem Träger 29 kann das Gehäuse 19 in dem Träger 29 gedreht werden, d. h. es ist möglich, die azimutale Lage der Bohrspindeln 27 gegenüber der Rotationsachse 23 zu verändern. Um diese Drehung im Bedarfsfalle zu erreichen, sitzt auf dem zylindrischen Abschnitt 21 drehfest ein Zahnrad 41 mit einer Außen­ verzahnung 42, die wahlweise mit einer Zahnstange 43 in Eingriff gebracht werden kann. Die Zahnstange 43 erstreckt sich rechtwinklig zu der Rotationsachse 23 und ist, was in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, auf dem Maschinensockel 6 aufrechtstehend befestigt. Das Zahnrad 41 und die Zahnstange 43 können dadurch miteinander in Ein­ griff gebracht werden, daß der Spindelstock 1 auf der Vertikalführung 2 zu der Zahnstange 43 hin verfahren wird.

Um den Reibeingriff in der Arretierungseinrichtung 35 zu lösen, sitzt an dem Arretierungsglied 36 ein Be­ tätigungselement 44, das sich ein Stück weit nach oben erstreckt. Es ist dazu eingerichtet, mit einer Schräg­ fläche 45 in Eingriff zu kommen, die sich längs der Zahnstange 43 an der dem Betätigungselement 44 zuge­ kehrten Seite erstreckt. Die Schräge und die Lage der Schrägfläche 45 sind so gewählt, daß der Reibeingriff in der Arretierungseinrichtung 35 erst gelöst wird, wenn die Zähne der Zahnstange 43 mit den Zähnen 42 des Zahnrades 41 fast vollständig im Eingriff stehen. Das Zahnrad 41 bildet zusammen mit der Zahnstange 43 eine Betätigungsvorrichtung 46.

Die Verwendung des gezeigten Mehrspindelbohrkopfes 16 in dem Bearbeitungszentrum geschieht wie folgt: Nach­ dem durch Drehen des Werkzeugrevolvers 15 der jeweils gewünschte Mehrspindelbohrkopf 16 zu dem Greifer 17 ge­ bracht worden ist, übernimmt der Greifer 17 den ent­ sprechenden Mehrspindelbohrkopf 16 aus dem Magazin 13 und führt ihn mit dem Steilkegel 24 voran in die Werk­ zeugspindel 8 ein. Beim Einführen des Mehrspindelbohr­ kopfes 16 gelangt der Steilkegel 24 in die Werkzeugauf­ nahme 12, während gleichzeitig der Zapfen 18 der Dreh­ momentstütze den Haltestift 33 in die Drehmomentstütze 31 zurückschiebt. Dadurch wird die Verriegelung zwischen dem Träger 29 und der Eingangswelle 22 aufgehoben, so­ bald der Zapfen 18 vollständig eingedrungen ist. In dieser Stellung befindet sich eine hinter dem Zapfen 18 befindliche Ausnehmung 47 im Bereich der Sperrscheibe 34, die sich nun frei in der Ausnehmung 47 drehen kann.

Durch Ingangsetzen der Werkzeugspindel 8 wird die Ein­ gangswelle 22 angetrieben, die ihrerseits über ein in dem Gehäuse 19 befindliches, nicht zu erkennendes Verteilergetriebe, die Bohrspindel 27 in Umdrehungen versetzt. Es kann nun ein Bohrbild entsprechend der Lage der Bohrspindeln 27 erzeugt werden. Das entstehen­ de Reaktionsdrehmoment wird von dem Gehäuse 19 über die Arretierungseinrichtung 35 und dem Träger 29 in die Drehmomentstütze 18 an dem Spindelstock 1 abgeleitet.

Falls es erwünscht ist, ein Bohrbild zu erzeugen, das eine andere Lage hat als dasjenige Bohrbild, das mit dem Mehrspindelbohrkopf 16 unmittelbar nach der Ent­ nahme aus dem Werkzeugmagazin 13 erzeugt werden kann, muß das Gehäuse 19 des Mehrspindelbohrkopfes 16 ge­ dreht werden. Zu diesem Zweck wird der Spindelstock 1 bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel in seine am weitesten außen liegende Stellung auf der Horizontalfüh­ rung 6 gebracht. Im Verlauf dieser Horizontalbewegung kommt das Betätigungselement 44 mit der Schrägfläche 45 allmählich in Eingriff, während die Zähne der Zahnstange 43 in das Zahnrad 41 eingreifen. Nachdem der Eingriff zwischen dem Zahnrad 41 und der Zahnstange 43 vollständig erreicht ist, ist das Betätigungsele­ ment 44 von der Schrägfläche 45 in die zugehörige Auf­ nahme 37 entgegen der Wirkung der Feder zurückgedrückt. Dadurch ist der Reibschlu8 in der Arretierungseinrich­ tung 35 aufgehoben. Durch vertikales Verfahren des Spindel­ stockes 1 vollführt jetzt das Zahnrad 41 eine Ab­ wälzbewegung auf der Zahnstange 43, wodurch das Gehäuse 19 entsprechend dem Betrag der vertikalen Bewegung des Spindelstockes 1 um die Rotationsachse 23 rotiert wird. Sobald die gewünschte Winkellage des Gehäuses 19 erreicht ist, wird die vertikale Bewegung des Spindel­ stockes 1 angehalten und auf der Horizontalführung 6 fährt der Spindelstock 1 aus seiner zum Verstellen notwendigen Stellung wieder in die Mitte bzw. Höhe der Arbeitsstellung zur Bearbeitung des nicht dargestellten Werkstückes zurück. Beim Zurückfah­ ren in die Arbeitsstellung wird zunächst das Arre­ tierglied 36 wieder mit der Reibfläche 39 unter der Wirkung der Feder in Eingriff kommen, da die Schräg­ fläche 45 gegenüber dem Betätigungselement 44 all­ mählich zurückweicht. Sobald der Reibschluß herge­ stellt ist, kommen auch die Zähne des Zahnrades 41 und der Zahnstange 43 außer Eingriff, während ande­ rerseits die Winkellage des Gehäuses 19 bezüglich der Rotationsachse 23 von der im Eingriff befindlichen Arretierungseinrichtung 35 fixiert wird. Es kann nun mit einem gegenüber der ersten Einstellung gedrehten Bohrbild gearbeitet werden.

Vor dem Ablegen des Mehrspindelbohrkopfes 16 in dem Werkzeugmagazin 13 wird durch die vorher beschriebene Operation das Gehäuse 19 in die Ausgangsstellung zurückgedreht, die das Gehäuse 19 hatte, als es aus dem Magazin 13 entnommen wurde.

Ersichtlicherweise können mit dem dargestellten Mehr­ spindelbohrkopf 16 nacheinander sämtliche Bohrbilder erzeugt werden, die sich durch eine einfache Drehung des Gehäuses 19 bezüglich der Rotationsachse 23 und durch eine entsprechende Translation des Werkstückes ineinander überführen lassen. Das Auflösen eines komplexen oder räumlich sehr großen Bohrbildes in kleine Teilbohr­ bilder mit entsprechend kleinen Mehrspindelbohrköpfen wird dadurch wesentlich erleichtert.

In Fig. 3 ist ein Mehrspindelbohrkopf 16 dargestellt, der sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß die Arretierungseinrichtung 35 nicht, wie vorher, reibschlüssig, sondern formschlüssig arbei­ tet. Die drehfest auf dem zylindrischen Abschnitt 21 sitzende konische Reibfläche 39 ist bei dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 3 durch einen gezahnten Ring 48 er­ setzt, der eine Vielzahl äquidistant verteilter Öff­ nungen 49 enthält, die in Richtung auf das verschieb­ lich geführte Arretierungsglied 36 offen sind. Das Arretierungsglied 36 enthält ein spielfrei in die Öffnungen 49 passendes vorderes Ende 51.

Die Benutzung des Mehrspindelbohrkopfes 16 nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Benutzung des vorerwähnten Ausführungsbeispieles dadurch, daß nach dem Lösen der Arretierungseinrichtung 35 das Gehäuse 19 um einen der Teilung des Zahnkranzes 48 entsprechenden Winkel weitergedreht werden muß. Die Verriegelung zwischen dem Träger 29 und dem Gehäuse 19 ist auf die Lage der Öffnungen 49 beschränkt.

Eine andere Möglichkeit zur Einstellung des Mehrspindel­ bohrkopfes 16 auf ein gewünschtes Bohrbild ist in den Fig. 4 bis 6 veranschaulicht.

Bei dem Bohrkopf nach Fig. 4 sind im Zusammenhang mit dem vorherigen Ausführungsbeispiel bereits erläuterte Bauelemente mit demselben Bezugszeichen versehen und nicht erneut beschrieben. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß bei der Arretierungseinrichtung 35 das Arretierungsglied 36 und die damit zusammenwirken­ den Gegenmittel 39 bzw. 48 hinsichtlich ihrer Lage an dem Träger 29 und dem Gehäuse 19 miteinander vertauscht sind. Der mit den Indexöffnungen 49 versehene Zahnkranz 48 sitzt auf dem Träger 29, und zwar konzentrisch zu der Rotationsachse 23. Das Arretierungsglied 36 ist da­ gegen an dem Gehäuse 19 gelagert. Das Gehäuse 19 trägt einen radial wegstehenden Ansatz 53, in dem ein Bol­ zen 54 des Arretierungsgliedes 36 längsverschieblich und parallel zu der Rotationsachse 28 verschieblich ist. An dem dem Träger 29 zugekehrten Ende ist der Bolzen 34, wie dargestellt, mit einer gabelartigen Anordnung 55 versehen, die eine in Richtung auf die Rotationsachse 28 zu offene Nut 56 enthält. Das Arretierungsglied 36 wird durch eine Druckfeder 57, die auf dem zylindrischen Bolzen 54 angeordnet ist, in die gezeigte Ruhestellung vorgespannt, bei der ein Schenkel der gabelartigen An­ ordnung 55 in einer entsprechenden Indexausnehmung des Zahnkranzes 48 zu liegen kommt. Die Axialbewegung der Druckfeder 57 wird begrenzt durch einen auf dem Bolzen 54 befindlichen Bund 58, der an der benachbarten Seite eines weiteren Fortsatzes 59 anliegt und an dem sich eine Feder 57 abstützt. Der Fortsatz 59 ist ebenfalls an dem Gehäuse 19 angebracht und befindet sich im Abstand zu dem Fort­ satz 53, ist jedoch den Bohrspindeln 27 weiter benachbart. Der Fortsatz 59 enthält eine Stufenbohrung 61, in deren Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser der Bolzen 57 geführt ist, der bis in den Abschnitt mit dem größeren Durchmesser hineinragt. Die Stufenbohrung 61 ist achs­ parallel zu der Rotationsachse 23.

Um das Gehäuse 31 zu drehen, sitzt gestellfest in dem Bearbeitungszentrum auf einem entsprechenden Ausleger 62 ein zylindrischer Zapfen 63. Der Ausleger 62 kann beispielsweise seitlich neben dem Spindelstock 1 auf einem ortsfesten Gestell des Bearbeitungszentrums an­ gebracht werden. Seine genaue Lage ist in weiten Gren­ zen beliebig und ergibt sich aus der nachfolgenden Funktionsbeschreibung.

Nachdem der Bohrkopf 16 nach Fig. 4 in der oben erläu­ terten Weise aus dem Werkzeugmagazin 13 entnommen und in die Werkzeugspindel 8 eingesetzt wurde, wird durch eine kombinierte Bewegung entlang dreier Achsen der Mehr­ spindelbohrkopf 16 zu dem Zapfen 63 hin bewegt, dessen Längsachse zu der Rotationsachse 23 parallel ist. Durch eine entsprechende Vorschubbewegung des Spindelstockes 1 parallel zu der Rotationsachse 23 wird der zylindrische Zapfen 63 in den im Durchmesser größeren Abschnitt der Stufenbohrung 61 eingeführt. Dabei verschiebt das vor­ dere freie Ende des Zapfens 63 das Arretierungsglied in Richtung auf den Steilkegel 24, wodurch die Nut 56 in eine Lage kommt, in der sie den Zahnkranz 48 übergreift. Die Verriegelung zwischen dem Gehäuse 19 und dem Träger 29 ist dadurch aufgehoben.

In Fig. 5 ist die nach dem Eintauchen des Zapfens 63 in der Bohrung 61 erreichte Stellung schematisiert in einer Frontalansicht veranschaulicht. Diese Position ist durch eine durchgezogene Außenumfangslinie des Ge­ häuses 19 bei A gezeigt. Durch eine kombinierte seitliche und Vertikalbewegung des Spindelkopfes 1 gemäß den angezeig­ ten Achsen X und Y wird die Rotationsachse 23 des Mehrspin­ delbohrkopfes 16 längs einer strichpunktiert angegebenen Kreisbahn 64 um den Zapfen 63 herumbewegt. Beide Achsen X und Y verlaufen rechtwinklig zu der Rotationsachse 23. So­ bald die gewünschte Drehstellung des Gehäuses 19 erreicht ist, wird die Bewegung des Spindelstocks 1 längs der beiden Achsen X und Y angehalten und sodann wird der Spindelstock 1 parallel zur Rotationsachse 23 verschoben, um den Fortsatz 59 von dem Zapfen 63 herunterzuziehen. Gleichzeitig wird unter der Wirkung der Druckfeder 57 das Arretierungsglied zurückverschoben, bis der gegabelte Ansatz 55 erneut in eine entsprechende Indexausnehmung 49 des Zahnkranzes 48 eingreift und die erreichte Drehstellung des Ge­ häuses 19 gegenüber dem Träger 29 sichert.

Es kann jetzt in der üblichen Weise mit dem eingestell­ ten Bohrkopf gearbeitet werden.

Mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel läßt sich, wie die Fig. 5 unschwer erkennen läßt, das Gehause 19 gegenüber der gezeigten Ausgangslage A nach rechts und links um jeweils wenigstens 90° verdrehen, wie dies durch strichpunktierte Kreise B und C veranschaulicht ist.

Anstelle der formschlüssigen Verriegelung zwischen dem Gehäuse 19 und dem Träger 29 kann, wie Fig. 6 zeigt, auch eine reibschlüssige Verbindung vorgesehen sein. Zu diesem Zweck ist an dem Träger 29 die kegelstumpf­ förmige Reibfläche 39 angebracht, während das Arre­ tierungsglied 36 an seinem der Reibfläche 39 zugekehr­ ten Ende einen kerbförmigen Einschnitt 65 enthält, dessen eine Fläche die Reibfläche 38 darstellt.

Im übrigen ist die Ausgestaltung des Mehrspindelbohr­ kopfes 16 nach Fig. 6 wie die des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4.

Während bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Drehmomentstütze 31 des Mehrspindelbohrkopfes 16 an dem Gehäuse 19 beweglich gelagert ist, zeigt Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehmomentstütze 31 starr und unveränderlich mit dem Gehäuse 19 des Mehrspindelbohrkopfes 66 verbunden ist. Dagegen sitzt die Drehmomentstütze 18 des Bearbeitungszentrums auf einem Träger 67, der koaxial zu der Werkzeugspindel 8 in dem Gehäuse 7 des Spindelstocks 1 gelagert ist. Der Träger 67 ist hier stark schematisiert dargestellt und besteht beispielsweise aus einer Scheibe, die axial gesichert in dem Gehäuse 7 drehbar ist. Sie trägt an ihrem Außenumfang eine Stirnverzahnung 68, mit der ein Ritzel 69 kämmt. Dieses Ritzel 69 sitzt auf einer symbolisch angedeuteten Welle 71, die das Ritzel 69 mit einem Getriebemotor 72 verbindet, der über die nicht ver­ anschaulichte zentrale Steuerung in beliebige Positionen gesteuert werden kann. Durch den Getriebemotor 72 kann der scheibenförmige Träger 67 wahlweise in eine umlaufende Bewegung gebracht werden, wobei die Dreh­ momentstütze 18 mit konstantem Radius um die Rotations­ achse 11 der Werkzeugspindel 8 umläuft. Durch Anhalten des Getriebemotors 72 wird der Träger 67 unter Erzeu­ gung eines Haltemomentes stillgesetzt.

Ersichtlicherweise kann dadurch das Gehäuse 19 des Mehr­ spindelbohrkopfes 66 in jede beliebige Drehstellung ge­ bracht werden. Der besondere Vorteil dieses Ausführungs­ beispiels besteht in der Zeitersparnis beim Umstellen auf eine andere Bohrbildlage, weil ein Zurückfahren des Spindelstocks 1 in eine definierte Lage entbehrlich ist. Stattdessen kann der Mehrspindelbohrkopf 66 an jeder beliebigen Stelle des Spindelstocks 1 verdreht werden, sobald die Bohrwerkzeuge außer Eingriff von dem zu be­ arbeitenden Werkstück sind. Andererseits erfordert das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 umfangreichere Ände­ rungen am Bearbeitungszentrum, während die Verwendung der Mehrspindelbohrköpfe 16 nach den Fig. 2 bis 6 die Veränderungen an dem Bearbeitungszentrum auf das An­ bringen der Zahnstangen bzw. des Zapfens beschränkt, was in der Regel nachträglich durchführbar ist.

Claims (12)

1. Bearbeitungszentrum mit wenigstens einer in einem Spindelgehäuse (7) drehbar gelagerten und angetriebenen Werkzeugspindel (8 ), die an ihrem vorderen, einem zu bearbeitenden Werkstück zugekehr­ ten Ende (9) eine Werkzeugwechselkupplung (12) für einen ein Gehäuse (19) aufweisenden Mehrspindelbohr­ kopf (66) enthält, und mit einer gegenüber der Werk­ zeugspindel (8) seitlich versetzten Drehmoment­ stütze (18) für das Gehäuse (19) des Mehrspindelbohr­ kopfes (66), dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ momentstütze (18) auf einem Träger (67) sitzt, der an dem Spindelgehäuse (7) drehbar und koaxial zu der Werkzeugspindel (8) gelagert ist, derart, daß sich die Drehmomentstütze (18) bei einer Drehung des Trägers (67) mit konstantem Radius um die Werk­ zeugspindel (8) herumbewegt, und daß ein gesteuer­ ter Antrieb (72) für den Träger (67) vorgesehen ist, durch den der Träger (67) wahlweise zu drehen und unter Erzeugung eines Haltemomentes stillzusetzen ist.

2. Mehrspindelbohrkopf (16) für ein eine Werkzeugspin­ del (8) aufweisendes Bearbeitungszentrum, mit einem Gehäuse (19), in dem sich ein Verteilergetrie­ be mit einer Eingangswelle (22) und wenigstens zwei Bohrspindeln (27) befindet, mit einer an der Eingangs­ welle (22) drehfest angeordneten Kupplungseinrich­ tung (29, 25) zum Anschluß an einer an der Werkzeug­ spindel (8) befindliche komplementäre Kupplungs­ einrichtung (12), sowie mit einer gegenüber der Eingangswelle (22) seitlich versetzten Drehmoment­ stütze (31), die beim Einsatz ein Mitdrehen des Ge­ häuses (19) um die Eingangswelle (22) verhindert und die azimutale Lage der Bohrspindeln (27) bezüg­ lich der Rotationsachse (23) der Eingangswelle (22) festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmoment­ stütze (31) an einem Träger (29) sitzt, der an dem Gehäuse (19) um eine zu der Eingangswelle (22) koaxiale Achse drehbar ist, derart, daß sich die Drehmomentstütze (32) bei einer Drehung des Trägers (29) gegenüber dem Gehäuse (19) mit einem konstanten Radius um die Eingangswelle (22) herum bewegt, und daß eine lösbare Arretierungseinrich­ tung (35) zum Festsetzen des Trägers (29) gegenüber dem Gehäuse (19) sowie eine Betätigungsvorrichtung (46) vorgesehen sind, die mit einem maschinenseitigen Widerlager (43, 63) in Eingriff bringbar und mittels deren zwischen dem Träger (29) und dem Gehäuse (19) eine Relativbewegung erzeugbar ist.

3. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arretierungseinrichtung (35) ein an dem Träger (29) bzw. dem Gehäuse (19) gelagertes Arretie­ rungsglied (36) sowie an dem Gehäuse (19) bzw. dem Trä­ ger (29) fest angebrachte Gegenmittel (39, 48) aufweist, und daß das Arretierungsglied (36) in die Eingriffsstel­ lung mit den Gegenmitteln (39, 48) federvorgespannt ist.

4. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gegenmittel (48) und das Arretie­ rungsglied (36) formschlüssig zusammenwirken.

5. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gegenmittel (39) und das Arretie­ rungsglied (36) reibschlüssig zusammenwirken.

6. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Arretierungsglied (36) ein Betäti­ gungselement (44) aufweist, das mit einem maschinen­ seitigen Betätigungselement (45, 63) zusammenwirkt.

7. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Arretierungsglied (36) ein Index­ bolzen ist, und daß die Gegenmittel (48) von einem Kranz von Öffnungen oder Zähnen gebildet sind, die koaxial um die Rotationsachse (23) herum ver­ teilt angeordnet sind.

8. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Arretierungsglied (36) eine Reib­ fläche (38) aufweist, die mit einer zu der Rotations­ achse (23) koaxial angebrachten Reibfläche (39) zu­ sammenwirkt.

9. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (46) ein an dem Gehäuse (19) sitzendes Zahnrad (41) umfaßt, das zum Drehen des Gehäuses (19) gegenüber dem Träger (29) mit einer maschinenseitigen Zahnstange (43) in Eingriff zu bringen ist.

10. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das maschinenseitige Betätigungsele­ ment eine längs der Zahnstange (43) sich erstrecken­ de Fläche (45) ist, die mit dem Betätigungselement (44) des Arretierungsgliedes (36) in Eingriff bring­ bar ist, zum Lösen des Arretierungsgliedes (36) von den Gegenmitteln (39, 49), sobald das Zahnrad (41) und die Zahnstange (43) in Eingriff sind.

11. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung ein zylindri­ scher Zapfen (63) und eine zylindrische Aufnahme (61) aufweist, von denen ein Element maschinenfest und das andere an dem Gehäuse (19) vorgesehen ist.

12. Mehrspindelbohrkopf nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Arretierungsglied (36) mit einem Abschnitt in den Bereich der zylindrischen Aufnahme ragt, um die Arretierungseinrichtung (35) beim Ein­ tauchen des zylindrischen Zapfens (63) in die zylindrische Aufnahme (61) freizugeben.