Bei einem bekannten Werkzeugantrieb dieser Art (W096/27468) ist die Mo- toranordnung für den Stellantrieb im Werkzeugkopf angeordnet. Dadurch erhält man einen relativ komplizierten Aufbau des Werkzeugkopfs mit großer Baugröße. Da jeder Werkzeugkopf mit einem Antriebsteil auszustatten ist, ergeben sich hohe Investitionskosten.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, die Arbeits- spindel und eine Stellspindel koaxial ineinander zu schachteln und über ge- trennte, maschinenfeste Motoren anzutreiben (DE-A-3218083). Der Aufbau der hintereinander angeordneten, maschinenfesten Antriebe hat sich sowohl in baulicher Hinsicht als auch für die Wartung als relativ aufwendig erwiesen.

Auch die Ansteuerung der beiden Spindelmotoren erfordert einen erhebli- chen Aufwand.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Werk- zeugantrieb zu entwickeln, der einen modulartigen Aufbau und eine einfache Nachrüstung in vorhandenen Werkzeugmaschinen ermöglicht und der au- ßerdem die Verwendung von verhältnismäßig einfachen Werkzeugköpfen mit geringer Baugröße ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in den Patentansprüchen 1,14 und 19 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausge- staltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhän- gigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, daß bei einer Anordnung der Motoranordnung für den Stellantrieb in der Arbeitsspindel eine zwangsläufige Synchronisierung der Spindeldrehung mit der Drehung des Stellantriebs in dessen Ruhestellung erfolgt, so daß die Positionierung der Stellorgane über den Stellantrieb erleichtert wird. Um dies zu ermögli- chen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die mindestens eine Motoranordnung in der Arbeitsspindel angeordnet ist und über eine Ab- triebswelle mit einem am Werkzeugkopf angeordneten Drehanschluß für die Verstelleinrichtung kuppelbar ist.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist die Abtriebswelle der Motoranordnung koaxial zur Spindelachse angeordnet, während der Drehantrieb für die Verstelleinrichtung koaxial am Werkzeugkopf angeordnet ist. Eine abgewandelte Ausführungsvariante mit mehreren Verstelleinrich- tungen sieht vor, daß mindestens zwei Motoranordnungen in der Arbeits- spindel angeordnet sind, die über zur Spindelachse konzentrische oder ex- zentrische Abtriebswellen mit je einem konzentrisch oder entsprechend ex- zentrisch am Werkzeugkopf angeordneten Drehantrieb für die zugehörige Verstelleinrichtung kuppelbar ist. Die exzentrischen Abtriebswellen sind zweckmäßig in gleichen Winkelabständen voneinander in der Arbeitsspindel angeordnet.

Die Stromversorgungseinrichtung weist zweckmäßig eine induktive Übertra- gungsstrecke mit einer maschinenseitigen Primärspule und einer spindelsei- tigen Sekundärspule auf. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß die Strom- versorgungseinrichtung eine galvanische Übertragungsstrecke mit maschi-

nenseitigen Schleifkontakten und spindelseitigen Schleifringen umfaßt. So- fern mindestens zwei Motoranordnungen vorgesehen sind, kann hierfür eine Stromversorgungseinrichtung mit gemeinsamer induktiver oder galvanischer Übertragungsstrecke vorgesehen werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die mindestens eine Motoranordnung einen spindelfest angeordneten Stator und einen mit der Abtriebswelle gekuppelten Rotor aufweist, wobei der Rotor koaxial oder exzentrisch zur Drehachse der Arbeitsspindel drehbar sein kann und die Ab- triebswelle starr oder über ein Zwischengetriebe mit dem Rotor verbunden ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten oder alternativen Ausgestaltung der Er- findung ist die Motoranordnung und der sekundärseitige Teil der Stromver- sorgung in einer Einschubkassette für den lösbaren Einsatz in die Arbeits- spindel angeordnet. Die Motoranordnung kann dabei an beliebiger Stelle längs der Arbeitsspindel oder der Spindelkassette angeordnet sein. Vorteil- hafterweise ist die Motoranordnung zusammen mit dem sekundärseitigen Teil der Stromversorgungseinrichtung an dem der Werkzeugaufnahme ge- genüberliegenden Ende der Arbeitsspindel oder der Spindelkassette ange- ordnet.

Zweckmäßig ist der maschinenfest angeordnete Spindelmotor über Getrie- bemittel, beispielsweise einen Zahnriementrieb, einen Kettentrieb oder ein Zahnradgetriebe mit der Arbeitsspindel gekoppelt.

Alternativ hierzu kann die Arbeitsspindel als direkt angetriebener Spindelro- tor einer Motorspindel ausgebildet sein, wobei der Spindelrotor den Stator der mindestens einen elektrischen Motoranordnung bildet und wobei der die mindestens eine Motoranordnung enthaltende Spindelrotor als in den Spin-

delstator der Arbeitsspindel einsetzbare Einschubkassette ausgebildet sein kann.

Die Stromversorgungseinrichtung kann bei allen Ausführungsvarianten eine galvanische oder eine drahtlose, insbesondere induktive Datenübertra- gungsstrecke für die Ansteuerung der mindestens einen Motoranordnung umfassen, wobei im Spindelrotor eine an die Sekundärseite der Stromver- sorgungseinrichtung und der Datenübertragungsstrecke angeschlossene Steuerungselektronik für die Ansteuerung der mindestens einen Motoran- ordnung angeordnet sein kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt es, daß der Spindelrotor minde- stens zwei getrennte, an den Werkzeugkopf anschließbare Kanäle enthält, die von der Maschinenseite her über einen mindestens zweikanaligen Dreh- verteiler mit Luft oder verschiedenen Kühl-und/oder Schmiermitteln beauf- schlagbar sind.

Der erfindungsgemäße Werkzeugantrieb wird vorteilhafterweise zur Drehung und Betätigung von Plandrehköpfen oder Ausdrehköpfen verwendet.

Weiter kann der erfindungsgemäße Werkzeugantrieb zur Ansteuerung eines Winkelantriebs, insbesondere für einen Winkelbohrkopf, verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Drehantrieb hat bei Plandrehschiebern den Vorteil, daß Genauigkeitsprobleme, wie sie bei Schubantrieben durch den Wärme- gang der Schubstange auftreten können, vermieden werden. Eine weitere Genauigkeitsverbesserung erzielt man aufgrund der in der Arbeitsspindel integrierten Motoranordnung dadurch, daß ein geschlossener Kraftfluß in- nerhalb des Antriebssystems vorliegt. Der Werkzeugkopf ist dazuhin auto- matisch wechselbar : Er verfügt über eine automatisch handhabbare Schnitt- stelle zur Antriebsspindel und zu der mindestens einen Antriebswelle.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht des Werkzeugantriebs einer Werkzeugma- schine in teilweise geschnittener Darstellung ; Fig. 2 eine Darstellung eines gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausfüh- rungsbeispiels eines Werkzeugantriebs mit Motorspindel und ei- ner mit dieser gekoppelten elektrischen Motoranordnung ; Fig. 3 eine weitere Schnittdarstellung eines Werkzeugantriebs mit Mo- torspindel und mit mehreren in dieser angeordneten elektrischen Motoranordnungen.

Die in der Zeichnung dargestellten Werkzeugantriebe bestehen im wesentli- chen aus einer in einem maschinenfesten Drehlager 10 um die Drehachse 12 drehbar gelagerten Arbeitsspindel 16 zur Aufnahme eines Werkzeug- kopfs 18 und einem Spindelmotor 20,20', der im Falle der Fig. 1 über einen Zahnriementrieb 22 mit der Arbeitsspindel 16 gekuppelt ist und im Falle der Fig. 2 und 3 als integrierter Spindelmotor 20'bestehend aus Spindelstator 16"und Spindelrotor 16'ausgebildet ist.

Im Falle der Fig. 1 und 2 befindet sich in der Arbeitsspindel 16 eine Mo- toranordnung 24 für den Stellantrieb einer im Werkzeugkopf 18 angeordne- ten Verstelleinrichtung 26. Weiter ist eine induktive Stromversorgungs-und Datenübertragungseinrichtung 28 vorgesehen. Die elektrische Motoranord- nung 24 umfaßt einen spindelfest angeordneten Stator 30 und einen mit ei- ner durch eine Zentralbohrung 32 der Arbeitsspindel 16 hindurchgreifenden Abtriebswelle 34 gekuppelten Rotor 35, der koaxial zur Drehachse 12 der Arbeitsspindel 16 drehbar ist. An ihrem werkzeugseitigen Ende ist die Ab-

triebswelle 34 mit einem koaxial am Werkzeugkopf 18 angeordneten Drehanschluß 36 für die Verstelleinrichtung 26 lösbar gekuppelt, während der Werkzeugkopf 18 mit seinem Gehäuse über Verbindungsbolzen 38 drehfest mit der Arbeitsspindel 16 verbindbar ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Stromversorgungs-und Datenübertra- gungseinrichtung 28 umfaßt eine induktive Übertragungsstrecke mit einer maschinenfest angeordneten Primärspule 40 und einer spindelfest angeord- neten Sekundärspule 42. Die Stromversorgungs-und Datenübertragungs- einrichtung 28 ist im rückwärtigen Teil der Arbeitsspindel 16 weit ab vom Eingriffsbereich 44 des Werkzeugkopfs 18 für einen Werkzeugwechsler an- geordnet. Die Steuerungselektronik 46 für die Motoranordnung 24 befindet sich in einem Gehäuse 48 innerhalb der Arbeitsspindel 16. Die Arbeitsspin- del 16 enthält ferner zwei getrennte, an dem Werkzeugkopf 16 unmittelbar anschließbare Kanäle 50,52, die von der Maschinenseite aus über einen nicht dargestellten zweikanaligen Drehverteiler mit verschiedenen Kühl- und/oder Schmiermitteln oder mit Luft beaufschlagbar sind.

Bei dem beschriebenen Werkzeugantrieb wird der Stator 30 der Motorein- richtung 24 zusammen mit der Arbeitsspindel 16 und dem Werkzeugkopf 18 in eine Drehbewegung versetzt. Aufgrund der starren Kopplung zwischen dem Stator der Motoranordnung 24 und dem Gehäuse des Werkzeugkopfes 18 kann die Verstelleinrichtung 26 unabhängig von der Drehzahl der Arbeits- spindel 16 allein über die Motoranordnung 24 betätigt werden. Die modular- tige Ausrüstung der Arbeitsspindel 16 mit der Motoreinrichtung 24 und der Stromversorgungs-und Datenübertragungseinrichtung 28 ermöglicht es, vorhandene Werkzeugmaschinen einfach durch Austausch der Arbeitsspin- del 16 und durch Anbau des Primärteils 40 der Stromversorgungseinrichtung 28 mit dem Stellantrieb für einen verstellbaren Werkzeugkopf 18 auszurü- sten.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Werkzeugantriebs weist an der Arbeitsspindel 16 nicht nur eine, sondern mindestens zwei elektrische Motoranordnungen 24', 24"für den Stellantrieb von im Werkzeugkopf 18 an- geordneten Verstelleinrichtungen 26', 26" auf, die an eine gemeinsame in- duktive Stromversorgungs-und Datenübertragungseinrichtung 28 ange- schlossen sind. Die elektrischen Motoranordnungen 24', 24" umfassen einen spindelfest angeordneten Stator 30 und einen über je ein Zahnradgetriebe 60', 60" und eine durch eine exzentrische Bohrung 32', 32" der Arbeitsspindel 16 hindurchgreifende Abtriebswelle 34', 34" gekuppelten Rotor 35', 35". An ihrem werkzeugseitigen Ende sind die Abtriebswellen 34', 34" mit je einem exzentrisch am Werkzeugkopf 18 angeordneten Drehanschluß 36', 36"für die zugehörige Verstelleinrichtung 26', 26"lösbar gekuppelt, während der Werkzeugkopf 18 mit seinem Gehäuse über Verbindungsbolzen 38 drehfest mit der Arbeitsspindel 16 verbindbar ist.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten : Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugantrieb für Werkzeugmaschinen. Der Antrieb umfaßt eine Arbeitsspindel 16 zur Aufnahme eines Werkzeugkopfs 18, einen maschi- nenfest angeordneten Spindelmotor 26 für den Drehantrieb der Antriebs- spindel 16, mindestens eine elektrische Motoranordnung 24 für den Stellan- trieb einer im Werkzeugkopf 18 angeordneten Verstelleinrichtung 26 und eine Stromversorgung 28 für die Motoranordnung 24. Um eine kompakte Bauweise zu erzielen, ist die Motoranordnung 24 in der Arbeitsspindel 16 angeordnet und über mindestens eine Abtriebswelle 24 mit einem am Werk- zeugkopf 18 angeordneten Drehantrieb 36 für die Verstelleinrichtung 16 kuppelbar.