Die Erfindung betrifft eine .Drehmaschine mit einer triebsvorrichtung für eine Werkstückaufnahme, mit einem Reits und mit einem auf dem Maschinenbett verfahrbaren Werkzeugschl ten.

Mit solchen Drehmaschinen lassen sich Rundkörper he stellen und bearbeiten. Es hat sich jedoch in der Fertigungs¬ praxis gezeigt, daß Werkstücke mit eine .Rundkörper-Grundform sehr oft nachfolgenden Fräs- oder Bohrbearbeitungen unterzoge werden müssen. Hierzu gehört beispielsweise die Fertigung von runden Zapfen mit Innen- und Außengewinden größerer Abmessung

Eine Möglichkeit besteht darin, das Werkstück nach Drehbearbeitung in eine oder nacheinander sogar in mehrere te andere, nur nach einem Bearbeitungsverfahren arbeitende Werkz maschinen umzuspannen.

Um diesen Aufwand zu vermeiden, sind Maschinen entw kelt worden, mit denen Werkstücke komplett fertig bearbeitet den können. Dies bedingt jedoch den Einsatz von unterschiedli sten Fertigungseinheiten, wie z. B. Revolverköpfen, Fräseinhe ten, Schleifeinheiten, die sich ohne Kollision auf einer Masc

nicht gleichzeitig anbringen lassen. Daher hat man dort die be¬ treffende Bearbeitungseinheit austauschbar ausgebildet, was bei schweren Maschinen aufgrund des erforderlichen hohen Einriehte- und Transportzeitaufwandes wirtschaftlich nicht immer vertretbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehma¬ schine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche neben eine Drehbearbeitung auch mit vergleichbarer Effektivität andere Bear beitungsverfahren wie z. B. Bohren, Tiefbohren, Fräsen, Drehfrä¬ sen, Schleifen, Honen, Wirbeln durchführen kann, so daß eine Ko plett-Bearbeitung von Rundkörper-Grundformen möglich ist, ohne daß hohe Einrichte- und Transportzeiten anfallen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurc gelöst, daß der Werkzeugschlitten einen um eine vertikale Achse drehbaren und in verschiedenen Winkelpositionen festlegbaren Be¬ arbeitungsturm enthält, daß der Bearbeitungsturm mit einer an- treib'baren Spindeleinheit zur Aufnahme von Werkzeugen ausgerüste ist und wenigstens eine Aufnahmevorrichtung zur lösbaren Befesti gung von Werkzeugen oder Bearbeitungseinheiten besitzt.

Durch die Drehbarkeit des Werkzeugschlittens um eine vertikale Achse kann wahlweise ein an der Spindeleinheit ange¬ brachtes Werkzeug, z. B. ein Fräswerkzeug, oder ein anderes an der Aufnahmevorrichtung angebrachtes Werkzeug zur Bearbeitung i Betrieb genommen werden.

Dabei ist der Bearbeitungsturm motorisch um seine Achs drehbar und die Drehung numerisch gesteuert, so daß die gewünsc te Winkelposition des Bearbeitungsturms und damit die Betriebsl ge des einzusetzenden Werkzeugs programmierbar ist. Natürlich kann der Bearbeitungsturm auch manuell um seine Achse drehbar sein.

Vorzugsweise sind die Spindeleinheit und die Aufnahme

_V orrichtung an gegenüberliegenden Seiten des Bearbeitungsturms angeordnet, so daß in der Regel Drehschritte des Turms von 90° oder 180° erfolgen können, um das jeweils gewünschte Werkzeug in seine Arbeitsstellung zu bringen.

Die Arretierung des Bearbeitungsturms kann jedoch in jeder gewählten Winkelstellung erfolgen, was sich z. B. auf ein¬ fache Weise durch bekannte Planzahnringe bewirken läßt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Spindeleinheit höhenverstellbar angebracht, und die Höhenverstellung numerisch steuerbar, so daß ein weiterer Freiheitsgrad in der Bewegung des von der Spindeleinheit angetriebenen Werkzeugs gegeben ist, der es auch erlaubt, im Bedarfsfall die Spindeleinheit aus dem Wege zu schaffen, wenn sie nicht benötigt wird bzw. die Bearbeitung in eine von der Hauptmaschinenachse 39 abweichende Ebene zu ver¬ legen.

Es ist von Vorteil, wenn die Spindeleinheit an beiden Enden mit je einer Werkzeugaufnahme versehen ist, denn es ist dann möglich, an beiden Enden jeweils ein Werkzeug, z. B. ein Fräswerkzeug anzubringen, so daß durch eine Drehbewegung von 180° wahlweise das eine oder das andere Werkzeug in die Betriebsstel- • lung gebracht werden und damit von beiden Seiten Stirnflächen des Werkstücks angefahren werden können.

Wenn die Spindel der Spindeleinheit einen unabhängigen, numerisch gesteuerten Antrieb besitzt, kann dieser anstelle der Antriebsvorrichtung für die Werkstückaufnahme in Funktion treten. Dabei ist die Antriebsvorrichtung für die Werkstückaufnahme vorzugsweise abkuppelbar und stattdessen ein numerisch steuer¬ barer Antrieb für eine exakte Winkelpositionierung oder eine numerisch gesteuerte Vorschubbewegung des Werkstücks betätigbar. Auf diese Weise ist z. B. ohne Werkzeugwechsel eine Drehbearbei¬ tung und eine anschließende Fräsbearbeitung möglich ^' , wenn in der Aufnahmevorrichtung des Bearbeitungsturms ein Drehmeißel und an

der Spindeleinheit ein Fräswerkzeug angebracht wird. Außerdem is eine Dreh-Fräsbearbeitung möglich, bei der sich nicht nur das Werkzeug, sondern auch das Werkstück dreht.

Ein sehr rascher Werkzeugwechsel läßt sich dadurch er¬ reichen, wenn zumindest die an der Werkzeugaufnahme anzubringen¬ den Werkzeuge bzw. Werkzeugeinheiten in einem Magazinschlitten angeordnet sind.

Dabei ist es zweckmäßig, den Magazinschlitten hinter dem Reitstock anzuordnen und den Magazinschlitten mit dem Reit¬ stock mechanisch zu verbinden, so daß er dessen Verschiebebewe¬ gung folgt. Hierdurch können die Umrüstzeiten verkürzt werden, wenn der Werkzeugschlitten für die Werkzeugübernahme am Reitstoc vorbei bis vor den Magazinschlitten verfahrbar angeordnet ist. Natürlich kann der Magazinschlitten auch einen eigenen Vorschub¬ antrieb besitzen.

Dabei ist vorzugsweise der Werkzeugschlitten für die Werkzeugübernahme am Reitstock vorbei bis vor den Magazinschlit¬ ten verfahrbar, so daß dort die Übergabe des Werkzeugs bzw. der Bearbeitungseinheit automatisch erfolgen kann.

Die Werkzeuge bzw. die Werkzeugeinheiten sind vorzugs¬ weise auf jeweils einer gleich ausgebildeten Palette angeordnet, die kraft- und formschlüssig mit der Aufnahmevorrichtung am Bear beitungsturm verbindbar ist. Dadurch ist es möglich, jede, auch ■ schwere und umfangreiche Bearbeitungseinrichtung automatisch und programmgesteuert zu wechseln.

Die Aufnahmevorrichtung enthält dabei zwei aneinander angrenzende rechtwinklige Anlageflächen für die Palette, von de¬ nen eine kürzere horizontal und eine längere vertikal verläuft, wobei in der vertikalen Anlagefläche horizontal verlaufende Füh¬ rungen vorgesehen sind, auf die ^" die Palette von der Seite her aufschiebbar ist.

Vorzugsweise ist eine mittlere Führungsleiste und ein obere und untere Führungsleiste vorhanden, von denen die obere und untere Führungsleiste als Spannleisten ausgeführt sind. Hie durch kann die Palette nach ihrer Positionierung auf einfache Weise festgelegt werden.

Um die Einführung zu erleichtern, sind die Spannleist vorzugsweise an ihren freien, in Profilnuten der Palette eingre fenden Enden mit Laufrollen versehen.

Ferner sind in der horizontalen Anlagefläche Stützrol len angeordnet, die ^' im Normalzustand unterhalb der Anlagefläche liegen, beim Palettenwechsel jedoch so weit anhebbar sind, daß sie über die Anlagefläche vorstehen. Hierdurch wird die Einschi bebewegung der Palette erheblich erleichtert.

Um sicherzustellen, daß die .Palette auch tatsächlich ihre vorgegebene Betriebslage einnimmt, ist es zweckmäßig, eine Preßvorrichtung vorzusehen, durch die die eingesetzte Palette a die horizontale Anlagefläche andrückbar ist.

Im Magazinschlitten ist zweckmäßigerweise für jede Werkzeugeinheit ein Hydraulikantrieb vorhanden, durch den eine zugeordnete Palette in die Aufnahmevorrichtung einschiebbar und von dieser in das Magazin zurückbewegbar ist. Hierdurch ist ein rascher Werkzeugwechsel ohne Auswechseln aufwendiger Zusatzein¬ richtungen möglich.

Vorzugsweise ist ein weiteres stationäres Magazin für Langwerkzeuge vorhanden, an das der Werkzeugschlitten heranfahr¬ bar ist. Hierdurch ist es möglich, mit derselben Maschine auch z.B. Tiefbohrvorgänge oder Innendreharbeiten mit langen Bohrstan gen vorzunehmen.

Die Erfindung wird nächfolgend anhand von in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der

Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Drehmaschine,

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestell¬ ten Maschine,

Fig. 3 den Bearbeitungsturm in ^" Seitenansicht,

Vorderansicht, Rückansicht und Draufsicht,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den mit einem Drehwerk¬ zeug ausgerüsteten Bearbeitungsturm in einer- üblichen Bearbeitungs-Position,

Fig. 5 die Ausrüstung des-Spindelantriebs mit je einem Fräswerkzeug in zwei um 180° versetzte Positionen,

Fig. 6 die Ausrüstung der Spindeleinheit mit einer Tiefbohreinrichtung,

Fig. 7 den Anbau und die Positionierung einer Bohr¬ stangenausrüstung an der Aufnahmevorrichtung,

Fig. 8 den Anbau einer mit einem Antrieb versehenen Schleifspindel an der Aufnahmevorrichtung un

Fig. 9 die Befestigung einer Werkzeugpalette an der Aufnahmevorrichtung.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Drehmaschine enthält ein Maschinenbett 1, einen Spindelkasten 2, eine dem Spindelka¬ sten vorgeschaltete Antriebsvorrichtung 3, einen Reitstock 4 und einen Werkzeugschlitten 5, der mit einer Arbeitsbühne 6 auf dem Maschinenbett 1 verfahrbar ist. Ein nicht dargestelltes Werkstüc

kann zwischen einer als Futter oder Planscheibe ausgebildeten Werkstückaufnahme 7 und dem Reitstock 4 eingespannt und durch die Antriebsvorrichtung 3 über den Spindelkasten 2 in Drehung ver¬ setzt werden. Die Antriebsvorrichtung 3 kann ausgekuppelt werden. Die Werkzeugaufnahme- 7 arbeitet dann als rotatorische Achse und ist durch einen numerisch steuerbaren Antrieb 8 antreibbar, mit dem exakte Winkelpositionen des Werkstücks eingestellt werden können oder eine numerisch gesteuerte Vorschubbewegung des Werk¬ stücks bewirkt werden kann.

Auf dem Werkzeugschlitten 5 ist ein zentraler, später noch in Einzelheiten beschriebener Bearbeitungsturm 9 angebracht, der um eine vertikale Achse 10 drehbar ist. Der Bearbeitungsturm 9 trägt alle Bearbeitungseinrichtungen und wird den jeweiligen Aufgaben entsprechend ausgerüstet. Er hat etwa rechteckige Form und ist an seiner einen Seite mit einer Spindeleinheit 11 verse¬ hen, die eine unabhängige Antriebsvorrichtung 12 besitzt. Auf der der Spindeleinheit gegenüberliegenden Seite ist eine Aufnahmevor- richtύng 13 zur lösbaren Befestigung von Werkzeugen oder Bearbei¬ tungseinheiten vorgesehen.

Diese Werkzeuge bzw. Bearbeitungseinheiten sind in zwei Magazinen 14 und 15 untergebracht. Das Magazin 14 ist als Schlit¬ ten ausgebildet und auf dem Maschinenbett 1 verfahrbar. Vorzugs¬ weise ist der Magazinschlitten 14 über ^" ein Verbindungsstück 16 mit dem Reitstock 4 verbunden, so daß er von diesem mitgeschleppt wird und dadurch Zeit beim Werkzeugwechsel eingespart werden kann. Der Magazinschlitten kann aber auch mit einem eigenen An¬ trieb versehen werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Magazinschlitten 14 vier Werkzeugeinheiten, und zwar einen Dreh¬ werkzeugschieber 17, einen Scheibenrevolverkopf 18, einen Revol¬ verkopf 19 mit angetriebenen Werkzeugen und eine Bohr- Vorschub¬ einheit 20.

Der Werkzeugschlitten 5 kann über den Reitstock 4 hinaus vor das Magazin 14 in jeweils eine solche Stellung gefah¬ ren werden, daß eine der Werkzeugeinheiten 17 bis 20 in die Werkzeugaufnahme 13 des Bearbeitungsturms geschoben werden kann. Für die Werkzeugübergabe ist jeder Werkzeugeinheit ein Hydraulik kolben 21 zugeordnet, der über eine mit der Auf ahmevorrichtung 13 in Flucht stehende Führung 22 die jeweilige Werkzeugeinheit i die Aufnahmevorrichtung 13 hineinschiebt oder aus dieser heraus¬ zieht. Bei der Werkzeugübergabe nimmt der Bearbeitungsturm 9 ein gegenüber der Darstellung in Fig. 1 um 180° gedrehte Lage ein.

Das Magazin 15 ist versetzt zum Magazin 14 ortsfest an oder neben der Maschine angebracht. Es enthält bei dem darge¬ stellten Beispiel zwei Langwerkzeuge in Form von zwei unter¬ schiedlich langen Bohrstangenausrüstungen 23 und 24. Die Werk¬ zeugeinheiten 23 und 24 sind ebenfalls mittels Hydraulikkolben 2 auf Führungen 26 in Richtung auf den Bearbeitungsturm 9 zu und von diesem fort bewegbar. Wegen des Versatzes gegenüber dem Maga zin 1.4 ist am Magazin 14 seitlich ein Ansatz 27 mit einer Führun 28 angebracht, wobei die Führung 28 in der jeweiligen Position eine Fortsetzung einer der Führungen 26 bildet.

Auf der Arbeitsbühne 6 sind Bedlenungspaneele 29 vorge sehen, an denen sämtliche Bewegungen für die Bearbeitung und den Werkzeugwechsel einschließlich der Drehung des Bearbeitungsturms 9 programmiert und gesteuert werden können.

Fig. 3 zeigt den Bearbeitungsturm 9 in drei Ansichten und in der Draufsicht in näheren Einzelheiten, über eine Grund¬ platte 30 ist der Ständer 34 des Bearbeitungsturms 9 mit dem Werkzeugschlitten 5 verbunden, über an sich bekannte Planzahnrin ge 31 kann der Bearbeitungsturm 9 in jeder Verdrehstellung gegen über dem Werkzeugschlitten 5 festgesetzt und gegen Bearbeitungs- Reaktionskräfte gesichert werden. An einer Seite des Ständers be findet sich die Spindeleinheit ^* 11 , die bei dem dargestellten Aus

führungsbeispiel als Fräsgerät eingesetzt wird. Die Spindelein¬ heit besitzt zwei zur Spindelachse 35 koaxiale Werkzeugaufnahme köpfe 32 und 33. Die Spindeleinheit 11 ist an einem mittels eine Motors 37 vertikal verfahrbaren Schlitten 36 angebracht, so daß die Spindeleinheit für Bearbeitungsaufgaben numerisch gesteuert vertikal verfahrbar ist oder aber auch bei Nichtgebrauch aus dem Weg gebracht werden kann. Die vertikale Bewegung ist in der rechten Ansicht in Fig. 3 angedeutet.

Die Spindeleinheit 11 besitzt eine unabhängige An¬ triebsvorrichtung 37, die vorzugsweise ebenso wie die Vertikalbe wegung des Schlittens 36 und die Drehbewegung des Bearbeitungs¬ turms 9 um die vertikale Achse 10 numerisch steuerbar ist. Bei Verwendung der Spindeleinheit 11 für Fräsarbeiten übernimmt die Antriebsvorrichtung 37 die Funktion des Hauptantriebs, während die Antriebsvorrichtung 3 abgekuppelt wird und das Werkstück übe den Antrieb 8 in eine gewünschte' Winkelposition gebracht wird, i der die Fräsbearbeitung vorgenommen werden kann oder aber eine numerisch gesteuerte Vorschubbewegung erfährt.

Auf der der Spindeleinheit 11 gegenüberliegenden Seite des Ständers 34 ist in der Aufnahmevorrichtung ein Drehwerkzeug¬ schieber 17 angebracht. Mit einem dergestalt ausgerüsteten Bear-' beitungsturm läßt sich ohne Unterbrechung durch Umspannen oder Werkzeugwechsel- beispielsweise eine Drehbearbeitung und eine an¬ schließende Fräsbearbeitung durchführen. Die Energiezuführung zu Ständer 34 und allen Anbaueinheiten erfolgt über eine zentrale Drehdurchführung 40 entlang der vertikalen Drehachse 10.

Die Vielseitigkeit der erfindungsgemäß ausgebildeten Maschine ist aus den Fig. 4 bis 8 ersichtlich.

Fig. 4 zeigt die Ausrüstung des Bearbeitungsturms 9 ausschließlich mit einem Drehwerkzeugschieber 17, wobei sich der Drehmeißel 38 in einer üblichen" Bearbeitungsposition zu einem auf die Maschinenhauptachse 39 zentrierten Werkstück befindet.

Fig. 5 zeigt die Ausrüstung des Bearbeitungsturms 9 mi Fräswerkzeugen 42 und 43 an den beiden Werkzeugaufnahmen 32 und 33 in verschiedenen Positionen, wodurch ein Heranfahren an das Werkstück von zwei Seiten möglich ist.

Fig. 6 zeigt die Ausrüstung mit einer Tiefbohreinrich- tung 23, die hier an der Werkzeugaufnahme 33 der Spindel 11 ange bracht ist, so daß in dem Werkstück eine zur Hauptmaschinenachse 39 koaxiale Bohrung angebracht werden kann.-

Fig. 7 zeigt den Bearbeitungsturm 9 mit einer Bohrstan genausrüstung 24 in der Auf ahmevorrichtung 13-

Fig. 8 schließlich zeigt die Ausrüstung des Bearbei¬ tungsturms 9 mit einer Schleifspindel 43, die über einen unabhän gigen Motor'44 antreibbar ist.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Bearbeitungsturm 9 jeweils in Positionen dargestellt, in denen die Mittelachse 35 der Spindeleinheit 11 entweder parallel oder senkrecht zur Maschinenhauptachse 39 verläuft. Natürlich kann de Bearbeitungsturm im Bedarfsfall auch so arretiert werden, daß di Achse 35 schräg zur Maschinenhauptachse 39 verläuft.

In Fig. 2 ist innerhalb des gestrichelten Kreises ein in der Aufnahmevorrichtung angebrachtes Werkzeug nur schematisch angedeutet. Fig. 9 zeigt den Inhalt des Kreises 45 in vergrößer¬ ter Darstellung, aus der die Einzelheiten ϊbe ^" den Aufbau und di Befestigung einer Werkzeugeinheit am Ständer 34 des Bearbeitungs turms 9 deutlicher zu erkennen sind.

Es ist ersichtlich, daß der Werkzeugschieber 46 an- einer Palette 47 befestigt ist, wobei die Palette 47 für alle Werkzeugeinheiten die gleiche Ausbildung besitzt, so daß alle Werkzeugeinheiten in die Aufnahmevorrichtung des Ständers 34 pas sen. Die Palette ist kraft- und formschlüssig mit der Aufnahme-

Vorrichtung verbindbar. Die Aufnahmevorrichtung besitzt zwei an¬ einander angrenzende, rechtwinklige Anlageflächen 48 und 49 für die Palette, von denen die kürzere Fläche 49 horizontal und die längere Fläche 48 vertikal verläuft. In der vertikalen Anlageflä che sind drei horizontal verlaufende Führungen vorgesehen, auf die die Palette 47 von der Seite her mittels der Hydraulikkolben 21 des Magazinschlittens 14 (Fig. 2) aufschiebbar ist. Die mitt¬ lere Führung 50 besteht aus einer am Ständer 34 befestigten Lei¬ ste, die eine grobe Führung beim Einschieben der Palette 47 be¬ wirkt. Die obere Führung 51 und die untere Führung 52 sind als Spannleisten ausgebildet, die mit Spiel in T-förmigen Ausnehmun¬ gen 53 des Ständers ruhen und an ihren freien, über die Anlage¬ fläche 48 herausstehenden Enden in Profilnuten der Palette 47 eingreifen, wobei die Profilnuten 54 ebenfalls T-förmig ausgebil det sind., so daß die freien Enden der Spannleisten an der Palett 47 angebrachte Leisten 55 hintergreifen. Zur Entlastung beim Ein und Ausschieben der Palette sind an den freien Enden der Spann¬ leisten Rollen 56 und 57 angebracht, die jeweils um eine Achse 5 drehbar sind.

In die untere Anlagefläche 49 sind Stützrollen oder Stützkugeln 59 ^' eingelassen, die im Normalzustand unterhalb der Anlagefläche 49 liegen, die jedoch durch nicht dargestellte Mit¬ tel beim Palettenwechsel so weit anhebbar sind, daß sie über die Anlagefläche vorstehen. Beim Ein- und Ausschieben der Palette 47 wird diese auf den Stützrollen bzw. Stützkugeln 59 entlangbewegt.

Nachdem die Palette ihre vorgegebene Lage in der Auf¬ nahmevorrichtung erreicht hat, werden die Stützrollen bzw. Stütz¬ kugeln 59 abgesenkt, so daß die Palette auf der Anlagefläche 49 ruht. Eine Preßvorrichtung 60, die nur durch einen Pfeil angedeu¬ tet ist, sorgt dafür, daß eine einwandfreie Anlage der Palette an der Fläche 49 hergestellt wird. Durch Keilschuhe 61 wird die po¬ sitionierte Palette 47 abgefangen.

Als letzter Schritt werden die Spannleisten 51 und 52

hydraulisch betätigt, so daß sie die Palette 47 gegen die Anlage¬ fläche 48 ziehen. Die Palette hat damit ihre endgültige Betriebs¬ lage erreicht, die jederzeit und für jede andere Palette reprodu¬ zierbar hergestellt werden kann.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Bearbeitungsturms und der zugehörigen Werkzeugmagazin- und Werkzeugwechselvorrich¬ tung ist insbesondere für Schwerdrehmaschinen von großem Vorteil, mit denen große und damit extrem schwere Werkstücke mehrfachen Bearbeitungsverfahren unterzogen werden müssen. Allein der Dreh¬ werkzeugschieber 17 besitzt bei einem praktisch ausgeführten Bei¬ spiel ein Gewicht von über 12 t, so daß ersichtlich ist, welche Erleichterung durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erzielbar ist.