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DE3438598C1 - Fräseinrichtung für einen Werkzeugträger einer Drehmaschine - Google Patents

Fräseinrichtung für einen Werkzeugträger einer Drehmaschine

Info

Publication number
DE3438598C1
DE3438598C1 DE19843438598 DE3438598A DE3438598C1 DE 3438598 C1 DE3438598 C1 DE 3438598C1 DE 19843438598 DE19843438598 DE 19843438598 DE 3438598 A DE3438598 A DE 3438598A DE 3438598 C1 DE3438598 C1 DE 3438598C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
axis
head part
radial direction
milling
tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19843438598
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Friedrich 7307 Aichwald Link
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Original Assignee
Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen De
Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen
Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen De, Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen, Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky filed Critical Index-Werke KG Hahn & Tessky 7300 Esslingen De
Priority to DE19843438598 priority Critical patent/DE3438598C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3438598C1 publication Critical patent/DE3438598C1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B11/00Automatic or semi-automatic turning-machines incorporating equipment for performing other working procedures, e.g. slotting, milling, rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B3/00General-purpose turning-machines or devices, e.g. centre lathes with feed rod and lead screw; Sets of turning-machines
    • B23B3/16Turret lathes for turning individually-chucked workpieces
    • B23B3/167Turret lathes for turning individually-chucked workpieces lathe with two or more toolslides carrying turrets
    • B23B3/168Arrangements for performing other machining operations, e.g. milling, drilling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28Grooving workpieces
    • B23C3/30Milling straight grooves, e.g. keyways
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/34Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • B23Q1/36Springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

  • Auf Drehmaschinen bearbeitete Werkstücke, insbesondere Wellen, weisen häufig Nuten, insbesondere Paßfedernuten, auf, die sich auf Drehmaschinen mit rotierenden Werkzeugen herstellen lassen. Dabei macht sich nachteilig bemerkbar, daß sich die Werkzeugträger von Drehmaschinen nur in zwei Richtungen bewegen lassen, nämlich in Richtung der sogenannten Z-Achse (parallel zur Richtung der Drehachse der das Werkstück haltenden Hauptspindel) und in Richtung der sogenannten X-Achse (in einer bezüglich der Hauptspindel-Drehachse radialen Richtung). Verläuft die Nutlängsrichtung parallel zu der einen und die Nuttiefe in Richtung der anderen Achse, so ist die Breite der Nut gleich dem Durchmesser der von der Schneide des rotierenden Werkzeugs beschriebenen Bahn. Bei Paßfedernuten verläuft die -Nutlängsrichtung parallel zur Z-Achse, während durch die Einstellung des Werkzeugs in Richtung der X-Achse die Nuttiefe bestimmt wird. Bei einer an der Stirnseite eines Werkstücks erzeugten Nut ist es gerade umgekehrt. Damit die beiden Nutseitenwände nach dem Schruppen der Nut mittels eines Fräsers geschlichten das heißt, feinbearbeitet, werden können, müßte sich der Fräser senkrecht zur X- und zur Z-Achse, das heißt, in Richtung der sogenannten Y-Achse, bewegen lassen, was, wie bereits vorstehend erwähnt wurde, bei den meisten Drehmaschinen aus Kostengründen nicht der Fall ist. Für das Schlichten der beiden Nutseitenwände würde eine geringe Beweglichkeit des rotierenden Werkzeugs in Richtung der Y-Achse genügen, ebenso für die Eröffnung der Möglichkeit, die Nut etwas größer als den Fräserdurchmesser machen zu können.
  • Drehmaschinen, bei denen sich die Hauptspindel und ein Werkzeugträger in Richtung der Y-Achse relativ zueinander verschieben lassen, sind verhältnismäßig teuer und lassen einen Reitstock und damit die Bearbeitung wellenförmiger Teile nicht zu, da bei diesen Maschinen die Hauptspindel in Richtung der Y-Achse verschiebbar gehalten wird.
  • Die Erfindung betrifft nun eine Fräseinrichtung mit einem eine Fräserspindel aufweisenden Werkzeughalter zum Einsetzen in eine Aufnahme eines Werkzeugträgers einer Drehmaschine, welche einen den Werkzeugträger tragenden und parallel sowie in einer ersten radialen Richtung senkrecht zur Drehachse einer Hauptspindel der Drehmaschine verschiebbaren Schlitten eines Kreuzschlittensystems und im Werkzeugträger einen Antrieb für die in eine der Bewegungsrichtungen des Schlittens ausrichtbare Fräserspindel aufweist, wobei der Werkzeughalter ein die Fräserspindel lagerndes Kopfteil, das an einem am Werkzeugträger befestigbaren Basisteil des Werkzeughalters in einer zur ersten radialen Richtung senkrechten zweiten radialen Richtung verstellbar gehalten ist, sowie ein Stellelement und ein dieses mit dem Kopfteil verbindendes Getriebe zur Einstellung des Kopfteils bezüglich des Basisteils besitzt.
  • Bei einer bekannten derartigen Fräseinrichtung (DE-GM 83 18 316) ist die Fräserspindel, deren Achse parallel zur Hauptspindelachse verläuft, in einem Kopfteil gelagert, das kreisbogenförmige, zur Achse einer im Basisteil gelagerten Ritzelwelle konzentrische Schlitze aufweist, die von Spannschrauben durchgriffen werden, um das Kopfteil gegenüber dem Basisteil festzulegen.
  • Bei gelockerten Spannschrauben läßt sich das Kopfteil um die Achse der Ritzelwelle gegenüber dem Basisteil verschwenken, u. z. mittels eines Stellgetriebes, bestehend aus einer Stellspindel und einer Stellmutter, um den Abstand der Fräserspindelachse von der Hauptspindelachse fest einstellen zu können. Dieser Stand der Technik lehrt, die Fräserspindelachse für den Fertigungsprozeß auf einen festen Abstand von der Hauptspindelachse einzustellen, indem zunächst die Befestigungsschrauben gelockert, dann das Kopfteil um die Achse der Ritzelwelle geschwenkt und schließlich die genannten Schrauben wieder festgezogen werden. Das erwähnte Stellgetriebe dient der Feineinstellung des Achsabstands.
  • Eine andere bekannte Fräseinrichtung für Drehmaschinen (DD-PS 75 006) sieht einen Sternrevolver mit zur Hauptspindelachse senkrechter Schaltachse vor, in den ein Werkzeughalter einsetzbar ist, welcher eine in X-Richtung orientierte und in dieser Richtung verschiebbare Fräserspindel aufnimmt. Die Verschiebung der Fräserspindel in Z-Richtung erfolgt durch Verschieben des gesamten Sternrevolvers mit Hilfe einer Revol- verschlittenkurve, die radiale Zustellung der Fräserspindel in X-Richtung erfolgt durch Verschieben eines Seiten- oder Querschlittens mittels einer Seitenschlittenkurve in derselben Richtung - X-Richtung -, in der auch der Fräser zugestellt wird. Bei dieser bekannten Fräseinrichtung handelt es sich also um ein sogenanntes Verschiebewerkzeug, welches, wie im Stand der Technik üblich, immer in X-Richtung zugestellt wird.
  • Schließlich sind als Werkzeughalter gestaltete Fräseinrichtungen für Drehmaschinen bekannt (z. B. DE-OS 3244 084), welche innerhalb des Werkzeughalters einen eigenen, NC-gesteuerten Antrieb mit einem Schrittmotor für eine Verschiebung einer Fräserspindel in Richtung der Y-Achse besitzen. Diese Fräseinrichtungen sind nicht nur teuer, sondern sie benötigen viel Platz, und außerdem bereiten die Zuführung von Energie sowie der Anschluß an die Steuerung Schwierigkeiten, da durch den Werkzeughalter, auf dem die Fräseinrichtung montiert wird, auch noch der Antrieb für die Fräserspindel geführt werden muß.
  • Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, für sogenannte 4-Achsen-Drehmaschinen ohne die Möglichkeit einer Bewegung des Werkstücks oder einer Werkzeugspindel in Richtung der Y-Achse eine Nuten-Fräseinrichtung zu schaffen, die sich verhältnismäßig billig und platzsparend verwirklichen und auch nachrüsten läßt, jedoch die Möglichkeit eröffnet, die Fräserspindel auch während des Fertigungsprozesses in Richtung der Y-Achse zu verschieben, d. h. zuzustellen.
  • Ausgehend von einer Fräseinrichtung der vorstehend erwähnten Gattung läßt sich diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch lösen, daß zum Fräsen von Nuten auf einer ein zweites Kreuzschlittensystem mit einem zweiten, parallel zur Hauptspindel-Drehachse sowie in der ersten radialen Richtung verschiebbaren Werkzeugträger aufweisenden Drehmaschine das Kopfteil der Fräseinrichtung an deren Basisteil in der zweiten radialen Richtung verschiebbar geführt und das Stellelement in Richtung der Fräserspindelachse beweglich ist, daß ferner das Stellelement über ein eine Bewegung des Stellelements in Richtung der Fräserspindelachse in eine Bewegung des Kopfteils in der zweiten radialen Richtung umsetzendes Getriebe mit dem Kopfteil verbunden ist und daß eine mit dem Stellelement koppelbare Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist, welche ein mit einem in Richtung der Fräserspindelachse beweglichen Schlitten des zweiten Kreuzschlittensystems verbindbares Kupplungselement aufweist.
  • Wenn vorstehend und im folgenden von Bewegungen in Richtung der Hauptspindel-Drehachse sowie einer ersten und einer zweiten hierzu radialen Richtung die Rede ist, so sind hierunter auch Bewegungen parallel zu diesen Richtungen zu verstehen. Außerdem ist unter der Richtung der Fräserspindelachse stets die Richtung der in einer der Bewegungsrichtungen der Kreuzschlittensysteme und insbesondere in der ersten radialen Richtung ausgerichteten Fräserspindelachse zu verstehen.
  • Schließlich kann das Kopfteil des Werkzeughalters unmittelbar oder mittelbar an dessen Basisteil gehalten sein, ebenso wie das Kupplungselement über die Kupplungsvorrichtung unmittelbar oder mittelbar mit dem Stellelement gekuppelt und das Kupplungselement unmittelbar oder mittelbar mit dem in Richtung der Fräserspindelachse beweglichen Schlitten des zweiten Werkzeugträgers verbunden sein kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird also ein eigener Antrieb für die Verschiebung der Fräserspindel in Richtung der Y-Achse dadurch ersetzt, daß zum separaten Bearbeiten der einen oder der anderen Nutseitenwand der zweite Werkzeugträger relativ zum ersten Werkzeugträger in Richtung der X- oder der Z-Achse bewegt wird, je nachdem, ob die Längsrichtung der hergestellten Nut parallel zur Z- oder parallel zur X-Achse verläuft. Hierdurch geht auch keine Bearbeitungszeit verloren, da während der Bearbeitung der Nutseitenwände die das Werkstück tragende Hauptspindel stillsteht und infolgedessen der zweite Werkzeugträger während dessen keine Bearbeitungsaufgabe übernehmen kann. Zur Einstellung und Überwachung der Verschiebung des Werkzeughalter-Kopfteils in Richtung der Y-Achse bedarf es auch keines besonderen Wegmeßsystems, da sich hierfür das ohnehin vorhandene Wegmeßsystem des den zweiten Werkzeugträger tragenden Kreuzschlittens heranziehen läßt.
  • Ihre eigentliche Bedeutung erlangt die Erfindung bei der Bearbeitung von sich in Richtung der Hauptspindel-Drehachse erstreckenden Nuten, da es kaum Wellen ohne Paßfedernuten gibt. In diesem Fall folgt also der zweite Werkzeugträger dem den Fräserspindel-Werkzeughalter tragenden ersten Werkzeugträger in Richtung der Z-Achse mit zumindest ungefähr gleicher Geschwindigkeit, und die Auslenkung der Fräserspindel in Richtung der Y-Achse erfolgt durch eine Verschiebung des zweiten Werkzeugträgers in Richtung der X-Achse, wobei diese Verschiebung durch irgendwelche geeignete Mittel auf das Stellelement des Fräserspindel-Werkzeughalters übertragen und durch das in letzterem vorgesehene Getriebe in eine Auslenkung der Fräserspindel in Richtung der Y-Achse umgesetzt wird.
  • Um während der Herstellung einer Nut mit einer dem Fräserdurchmesser entsprechenden Breite zu verhindern, daß sich das die Fräserspindel tragende Werkzeughalter-Kopfteil in Richtung der Y-Achse verstellt, könnte man eine zusätzliche, schaltbare Blockiervorrichtung für das Werkzeughalter-Kopfteil vorsehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch das Getriebe, vom Kopfteil in Richtung Basisteil, selbsthemmend, so daß Bearbeitungskräfte eine Verschiebung des Werkzeughalter-Kopfteils nicht bewirken können.
  • Da für den genannten Zweck (Bearbeitung der Nutseitenwände) geringe Wege des Fräserspindel-Werkzeughalters in Richtung der Y-Achse ausreichen (z. B.
  • + 1 mm), kann man besonders einfache Mittel vorsehen, um den Kopf des Werkzeughalters in Richtung der Y-Achse verschiebbar am Werkzeughalter-Basisteil zu halten, so daß es sich empfiehlt, das Kopfteil über eine in der zweiten radialen Richtung (Richtung der Y-Achse) wirksame Parallelogrammführung am Basisteil zu halten. Um sofort eine Rückstellfeder für das Kopfteil zu schaffen, ist dieses bei einer bevorzugten Ausführungsform über zwei parallel zueinander sowie senkrecht zur zweiten radialen Richtung (Richtung der Y-Achse) verlaufende Blattfedern am Basisteil des Werkzeughalters befestigt.
  • Prinzipiell könnte das Stellelement des Fräserspindel-Werkzeughalters nach einer Auslenkung des Werkzeughalter-Kopfteils in Richtung der Y-Achse durch den zweiten Werkzeugträger wieder in eine Neutralstellung zurückgeschoben werden, worauf die beiden Werkzeugträger voneinander abgekoppelt werden. Einfacher ist es jedoch, eine Rückstellfeder für das aus einer Neutralstellung heraus in der ersten radialen Richtung (Richtung der X-Achse) nach beiden Seiten auslenkbare Stellelement vorzusehen, so daß dieses selbsttätig in seine Neutralstellung zurückspringt und damit die Fräser- spindel wieder ihre Neutralstellung einnimmt, sobald der zweite Werkzeugträger vom Fräserspindel-Werkzeughalter abgekuppelt wird. Damit ist es auch nicht erforderlich, bei der Schruppbearbeitung des Werkstücks den zweiten Werkzeugträger mitlaufen zu lassen, z. B. um zu verhindern, daß Erschütterungen zu einer Auslenkung des Fräsers in + Y-Richtung führen.
  • Damit die beiden Werkzeugträger im miteinander gekuppelten Zustand in Längsrichtung der zu bearbeitenden Nut nicht exakt gleichlaufend angetrieben werden müssen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Kupplungsvorrichtung so ausgebildet, daß sie eine geringe Relativverschiebung der beiden Werkzeugträger in Längsrichtung der Nut zuläßt, ohne daß dadurch der gekuppelte Zustand aufgehoben oder das Kopfteil des Fräserspindel-Werkzeughalters verschoben wird.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Nutenfräseinrichtung für Drehmaschinen; in der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine 4-Achsen-Drehmaschine mit einander bezüglich der Hauptspindel-Drehachse diametral gegenüberliegenden Kreuzschlittensystemen für jeweils einen als Werkzeugträger dienenden Werkzeugrevolver, wobei nur ein am einen Werkzeugrevolver angebrachter Fräserspindel-Werkzeughalter angedeutet wurde, nicht aber die Mittel zu seiner Verschiebung in Richtung der Y-Achse, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 2A das in F i g. 2 mit »A« gekennzeichnete Detail im größerem Maßstab als in F i g. 2, F i g. 2B eine Draufsicht auf das Stellelement des Fräserspindel-Werkzeughalters sowie die Kupplungsvorrichtung, gesehen in Richtung des Pfeils Baus F i g. 2, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2, F i g. 4 eine Draufsicht auf den Fräserspindel-Werkzeughalter, wobei Bereiche des Basis- und des Kopfteils dieses Werkzeughalters weggebrochen wurden, um das Getriebe zur Verschiebung des Kopfteils in Richtung der Y-Achse zu zeigen, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 4, F i g. 6 eine der F i g. 1 entsprechende schematische Draufsicht auf eine zweite Drehmaschine mit hinter der Hauptspindel-Drehachse nebeneinander angeordneten Kreuzschlittensystemen für die beiden als Werkzeugrevolver ausgebildeten Werkzeugträger, wobei wiederum nur der Fräserspindel-Werkzeughalter an einem der beiden Werkzeugrevolver dargestellt wurde, nicht aber dessen Stellelement und die Kupplungsvorrichtung, F i g. 7 eine Draufsicht auf die beiden Werkzeugrevolver der Drehmaschine nach Fig. 6 mit der kompletten, erfindungsgemäßen Nutenfräseinrichtung.
  • Die in F i g. 1 gezeigte, NC-gesteuerte 4-Achsen-Drehmaschine besitzt ein Maschinenbett 10 mit einem Spindelstock 12, in dem die durch einen nicht dargestellten Motor um eine Achse 14 drehbare Hauptspindel 16 gelagert ist. Diese trägt über eine an ihr befestigte Spannvorrichtung 18 ein wellenförmiges Werkstück 20.
  • Vor und hinter einem vom Maschinenbett 10 gebildeten Arbeitsraum 22 sind auf dem Maschinenbett sich in Richtung der Hauptspindel-Drehachse 14 erstreckende Führungen 24 und 26 befestigt, auf denen jeweils ein Unterschlitten 28 bzw. 30 eines Kreuzschlittensystems 32 bzw. 34 verschiebbar geführt ist. Dieser Unterschlitten besitzt auf seiner Oberseite horizontal und quer zu den Führungen 24 und 26 verlaufende Führungen 36 bzw. 38 für einen Oberschlitten 40 bzw. 42, auf dem ein erster bzw. ein zweiter Werkzeugrevolver 44 bzw. 46 befestigt ist. Die Dreh- bzw. Schaltachsen der Werkzeugrevolver wurden mit 48 und 50 bezeichnet; sie verlaufen horizontal und parallel zu den Führungen 24 und 26 sowie zur Hauptspindel-Drehachse 14.
  • In die F i g. 1 wurden nun die für Drehmaschinen üblichen Achsbezeichnungen eingetragen - die in Richtung der Hauptspindel-Drehachse 14 verlaufende Z-Achse, die sich horizontal und quer hierzu erstreckende X-Achse sowie die senkrecht zur X- und zur Z-Achse verlaufende Y-Achse. Die beiden Werkzeugrevolver 44 und 46 können also in beiden Z- und in beiden X-Richtungen verschoben werden.
  • Eine der Stationen, das heißt, eine der Werkzeughalter-Aufnahmen, des ersten Werkzeugrevolvers 44 ist mit einem Fräserspindel-Werkzeughalter 52 bestückt, welcher einen in -X-Richtung ausgerichteten, antreibbaren Fräser 54 hält. Alles weitere soll nun anhand der F i g. 2 bis 5 erläutert werden.
  • Wie die F i g. 4 erkennen läßt, weist der in eine nicht näher dargestellte Werkzeughalter-Aufnahme 44a des Werkzeugrevolvers 44 eingesetzte Fräserspindel-Werkzeughalter 52 ein am Werkzeugrevolver mit den üblichen Mitteln befestigtes Basisteil 60 und ein demgegenüber in noch zu beschreibender Weise bewegliches Kopfteil 62 auf, in dem eine Fräserspindel 64 drehbar gelagert ist. Diese hält über eine Spannvorrichtung 66 den Fräser 54. Im Basisteil 60 ist eine Antriebsspindel 68 drehbar gelagert, welche mit einem durch den Werkzeugrevolver 44 hindurchgeführten, nicht dargestellten, üblichen Antrieb gekuppelt ist und mit einem an ihr befestigten Zahnrad 70 ein an der Fräserspindel 64 befestigtes Kronenrad 72 antreibt.
  • Wie sich den F i g. 2, 2A und 4 entnehmen läßt, sind das Basisteil 60 und das Kopfteil 62 des Fräserspindel-Werkzeughalters 52 über zwei parallel zueinander verlaufende Blattfedern 76 miteinander verbunden, und der Werkzeughalter 52 wird so in den Werkzeugrevolver 44 eingesetzt, daß die Ebenen der beiden Blattfedern 76 parallel zu derjenigen Ebene sind, die durch die X- und die Z-Achse definiert wird (s. F i g. 2). Der Befestigung der Blattfedern 76 dienen Schrauben 78, und die Enden der Blattfedern sind zwischen Leisten 80 und 82 eingespannt.
  • Wie die F i g. 4 und 5 erkennen lassen, ist zwischen dem Basisteil 60 und dem Kopfteil 62 des Fräserspindel-Werkzeughalters 52 ein Stellelement in Form eines Schiebers 84 verschiebbar angeordnet, und zwar läßt sich dieser Schieber aus einer Neutralstellung heraus in +X- und -X-Richtung verschieben. Um ihn im kraftfreien Zustand in der in F i g. 3 gezeichneten Neutralstellung zu halten, ist im Basisteil 60 ein abgestufter Bolzen 86 in einer gleichfalls abgestuften Bohrung 88 des Basisteils 60 in +X-Richtung verschiebbar geführt, und er wird durch eine Feder 90 in einer Mittelstellung gehalten. Zu diesem Zweck sind auf den Bolzen 86 Unterlegscheiben 92 aufgeschoben, die der Feder 90 als Widerlager dienen, und außerdem ist in eine Ringnut des Basisteils 60 ein Sprengring 94 eingesetzt, welcher einen Anschlag für die rechte Unterlegscheibe 92 bildet, während die linke Unterlegscheibe 92 normalerweise gegen die Schulter der abgestuften Bohrung 88 anliegt.
  • Der Kopf 96 einer in den Bolzen 86 eingeschraubten Schraube, welcher durch den Sprengring 94 hindurchpaßt, dient schließlich als weiterer Anschlag für die rechte Unterlegscheibe 92. Auf diese Weise läßt sich der Bolzen 86 zwar gemäß F i g. 4 nach rechts und links aus der gezeigten Mittelstellung auslenken, er wird jedoch im kräftefreien Zustand durch die Feder 90 wieder in die Mittelstellung zurückgeführt.
  • Der Bolzen 86 besitzt eine Querbohrung 100 für einen am Schieber 84 befestigten Stift 102 sowie eine Gewindebohrung 104 für eine Schraube 106, mit der der Stift 102 in der Querbohrung 100 festgespannt werden kann.
  • Wie die F i g. 4 und 5 zeigen, ist am Schieber 84 ein geringfügig schräg zu dessen Längsrichtung verlaufender Keil 110 befestigt, welcher in eine entsprechend schräggestellte Nut 112 des Kopfteils 62 eingreift; diese Nut wurde in F i g. 5 gestrichelt angedeutet, so daß man erkennt, daß der Keil 110 quer zu seiner Längserstrekkung spielfrei in der Nut sitzt, sich hingegen in Nutlängsrichtung nach beiden Seiten verschieben läßt.
  • Die Elemente 110 und 112 bilden nun ein Keilgetriebe 114 mit hoher Untersetzung (vorzugsweise ca. 1 10), so daß eine Verschiebung des Schiebers 84 in +X-Richtung eine Feinverstellung des Kopfteils 62 in ::c Y-Richtung zur Folge hat.
  • In eine gleichfalls nicht im Detail dargestellte Werkzeughalter-Aufnahme 46a des zweiten Werkzeugrevolvers 46 ist ein Kupplungselement 118 eingesetzt, welches einen sich in der wirksamen Stellung des Kupplungselements in ~X-Richtung erstreckenden Kupplungsarm 120 besitzt. Dieser hat an seiner Unterseite eine sich in Richtung der Z-Achse erstreckende Nut 122, in die eine Nase 124 des Schiebers 84 eingreift, wenn der Fräser 54 in + Y-Richtung verschoben werden soll. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß, wenn der Fräserspindel-Werkzeughalter 52 durch Drehen des ersten Werkzeugrevolvers 44 um seine Schaltachse 48 in Arbeitsposition (s. F i g. 2) gebracht worden ist, die Drehachse des Fräsers 54 senkrecht zur Hauptspindel-Drehachse 14 verläuft und diese schneidet, so wie dies aus F i g. 2 hervorgeht. Damit der Schieber 84 mit dem zweiten Werkzeugrevolver 46 gekuppelt wird, schaltet man das Kupplungselement 118 in die in Fig. 2 dargestellte Arbeitsposition, indem der zweite Werkzeugrevolver 46 um seine Schaltachse 50 gedreht wird; anschließend wird der Werkzeugrevolver 46 in Z-Richtung so verschoben, daß die Nase 124 in die Nut 122 des Kupplungsarms 120 einfährt. Wie die F i g. 2 erkennen läßt, hat die Nase 124 in +X-Richtung in der Nut 122 zweckmäßigerweise ein geringes, jedoch wohldefiniertes Spiel, und aus F i g. 2B erkennt man, daß die Nut 122 des Kupplungsarms 120 in Z-Richtung eine größere Erstreckung hat als die Nase 124, so daß sich die beiden Werkzeugrevolver 44 und 46 in Richtung der Z-Achse geringfügig relativ gegeneinander verschieben können, ohne daß der Schieber 84 sich vom Kupplungsarm 120 trennt.
  • Anhand der F i g. 1 und 2 soll nun die Funktion der erfindungsgemäßen Nutenfräseinrichtung erläutert werden: Zunächst wird in dem Werkstück 20 mit dem Fräser 54 eine sich in Richtung der Z-Achse erstreckende Nut 130 durch Schruppbearbeitung erzeugt, indem mit sich in seiner Neutralstellung befindlichem Schieber 84 der erste Werkzeugrevolver 44 zunächst zum Eintauchen des Fräsers in das Werkstück in X-Richtung und dann entsprechend der Länge der herzustellenden Nut in Richtung der Z-Achse verfahren wird. Da das Keilgetriebe 114 infolge des flachen Steigungswinkels des Keils 110 und der Nut 112 selbstsperrend ist, können die am Fräser 54 angreifenden Bearbeitungskräfte nicht zu einer Verstellung des Kopfteils 62 und damit des Fräsers 54 in + Y-Richtung führen. Um nun nacheinander die obere und untere Seitenwand der Nut 130 nachbearbeiten zu können, wird der Schieber 84 über das Kupplungselement 118 mit dem zweiten Werkzeugrevolver 46 gekuppelt und entsprechend der gewünschten Breite der Nut 130 durch Verfahren des zweiten Werkzeugrevolvers 46 in Richtung der X-Achse zunächst in +X-oder ~X-Richtung verschoben, worauf beide Werkzeugrevolver bei laufendem Fräser 54 in Richtung der Z-Achse synchron verschoben werden, um die eine Nutseitenwand zu bearbeiten. Dann wird der Schieber 84 in der anderen Richtung verschoben und in entsprechender Weise die zweite Nutseitenwand bearbeitet.
  • Der F i g. 2 können noch Kühl- und/oder Schmiermittelbohrungen 134 entnommen werden, so daß sich die Kontaktstelle von Schieber 84 und Kupplungsarm 120 spülen und spänefrei halten läßt.
  • Die Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 soll nur insoweit beschrieben werden, als sie von der ersten Ausführungsform abweicht. Für einander entsprechende Teile der beiden Ausführungsformen wurden dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei für die Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 dem jeweiligen Bezugszeichen jeweils ein Strich hinzugefügt wurde.
  • Bei der zweiten Ausführungsform sind auf einer gemeinsamen Führung 26' nebeneinander zwei Kreuzschlittensysteme 32' und 34' für einen ersten und einen zweiten Werkzeugrevolver 44' bzw. 46' angeordnet Die Antriebe für die verschiedenen Schlitten der beiden Kreuzschlittensysteme sind ebensowenig dargestellt wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Ein in eine Werkzeughalter-Aufnahme des ersten Werkzeugrevolvers 44' eingesetzter Fräserspindel-Werkzeughalter wurde mit 52' bezeichnet, der von ihm gehaltene Fräser mit 54'.
  • In die F i g. 7 wurden zum leichteren Verständnis die X-, Y- und Z-Achse eingezeichnet, so daß man erkennt, daß infolge der Halterung des Kopfteils 62' durch die Blattfedern 76' am Basisteil 60' des Fräserspindel-Werkzeughalters 52' sich das Kopfteil 62' in + Y-Richtung bewegen läßt. Der diese Bewegung hervorrufende Schieber 84' besitzt eine Nut 124', in die ein an einem Schwenkhebel 85' befestigter Stift 87' eingreift. Der Schwenkhebel 85' ist an einem am Basisteil 60' angebrachten Ausleger 89' angelenkt, so daß er sich um eine zur Zeichnungsebene der Fig.7 senkrechte Achse schwenken läßt, und er besitzt einen an seinem freien Ende befestigten Stift 91', welcher in eine Nut 122' eines Kupplungsarms 120' eingreift, wenn ein in eine Werkzeughalter-Aufnahme des zweiten Werkzeugrevolvers 46' eingesetztes Kupplungselement 118' seine in Fig. 7 gezeichnete wirksame Position einnimmt. Durch Verschieben des zweiten Werkzeugrevolvers 34' in +X-Richtung läßt sich also der Schieber 84' hin- und herschieben und damit das Kopfteil 62' in + Y-Richtung verstellen.
  • Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Nutenfräseinrichtung eine platzsparende Lösung der gestellten Aufgabe darstellt, für das Verschieben des Fräswerkzeuges in j Y-Richtung keine separaten Steuerungs- und Antriebseinrichtungen erforderlich sind, da hierzu die ohnehin vorhandenen Steuerungs- und Antriebseinrichtungen für den in +X-Richtung verschiebbaren Schlitten des zweiten Werkzeugrevolvers herangezogen werden können, daß sich die erfindungsgemäße Nutenfräseinrichtung an jede vorhandene 4-Achsen-Drehmaschine einfach anbauen läßt, und daß ein Werkzeugrevolver mit mehreren erfindungsgemäßen Fräserspindel-Werkzeughaltern bestückt werden kann, was ein Arbeiten mit Fräsern unterschiedliehen Durchmessers erlaubt (dennoch erfolgt die Verschiebung eines jeden Fräsers in j Y-Richtung immer durch ein und dieselbe Kupplungsvorrichtung). Die Nutenfräseinrichtung besitzt auch eine hohe Auflösung in f Y-Richtung, wenn ein Getriebe hoher Untersetzung verwendet wird, und schließlich wurde durch die Erfindung die gestellte Aufgabe außerordentlich kostengünstig gelöst.

Claims (14)

  1. Patentansprüche: 1. Fräseinrichtung mit einem eine Fräserspindel aufweisenden Werkzeughalter zum Einsetzen in eine Aufnahme eines Werkzeugträgers einer Drehmaschine, welche einen den Werkzeugträger tragenden und parallel sowie in einer ersten radialen Richtung senkrecht zur Drehachse einer Hauptspindel der Drehmaschine verschiebbaren Schlitten eines Kreuzschlittensystems und im Werkzeugträger einen Antrieb für die in eine der Bewegungsrichtungen des Schlittens ausrichtbare Fräserspindel aufweist, wobei der Werkzeughalter ein die Fräserspindel lagerndes Kopfteil, das an einem am Werkzeugträger befestigbaren Basisteil des Werkzeughalters in einer zur ersten radialen Richtung senkrechten zweiten radialen Richtung verstellbar gehalten ist, sowie ein Stellelement und ein dieses mit dem Kopfteil verbindendes Getriebe zur Einstellung des Kopfteils bezüglich des Basisteils besitzt, d a -durch g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Fräsen von Nuten auf einer ein zweites Kreuzschlittensystem (34) mit einem zweiten, parallel zur Hauptspindeldrehachse (14) sowie in der ersten radialen Richtung (+X-Richtung) verschiebbaren Werkzeugträger (46) aufweisenden Drehmaschine das Kopfteil (62; 62') am Basisteil (60; 60') in der zweiten radialen Richtung (+ Y-Richtung) verschiebbar geführt und das Stellelement (84; 84') in Richtung der Fräserspindelachse (X-Achse) beweglich ist, daß das Stellelement (84; 84') über ein eine Bewegung des Stellelements in Richtung der Fräserspindelachse (X-Achse) in eine Bewegung des Kopfteils (62; 62') in der zweiten radialen Richtung (+ Y-Richtung) umsetzendes Getriebe (114) mit dem Kopfteil verbunden ist, und daß eine mit dem Stellelement (84; 84') kuppelbare Kupplungsvorrichtung (118; 85', 118') vorgesehen ist, welche ein mit einem in Richtung der Fräserspindelachse (X-Achse) beweglichen Schlitten (42) des zweiten Kreuzschlittensystems (34; 34') verbindbares Kupplungselement (118; 118') aufweist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (114), vom Kopfteil (62) in Richtung Basisteil (60), selbsthemmend ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (62; 62') über eine in der zweiten radialen Richtung (+ Y-Richtung) wirksame Parallelogrammführung (76; 76') am Basisteil (60;60') gehalten ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Rückstellfeder (76; 76') für das aus einer Neutralstellung nach beiden Seiten auslenkbare Kopfteil (62; 62').
  5. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (62; 62') über zwei parallel zueinander sowie senkrecht zur zweiten radialen Richtung (+ Y-Richtung) verlaufende Blattfedern (76; 76') am Basisteil (60; 60') befestigt ist.
  6. 6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement als am Basisteil (60; 60') in der ersten radialen Richtung ( + X-Richtung) geführter Schieber (84; 84') ausgebildet und über ein Keilgetriebe (114) mit dem Kopfteil (62;62') gekoppelt ist.
  7. 7. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilgetriebe (114) eine zur Selbsthemmung des Kopfteils (62; 62') führende Untersetzung aufweist.
  8. 8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Rückstellfeder (90) für das aus einer Neutralstellung heraus in der ersten radialen Richtung (+X-Richtung) nach beiden Seiten auslenkbare Stellelement (84; 84').
  9. 9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (118; 118') an dem als Werkzeugrevolver (46; 46') ausgebildeten zweiten Werkzeugträger anbringbar ist.
  10. 10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung(118, ein einSpiel in der ersten radialen Richtung (+X-Richtung) aufweist.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (120; 120') ein sich in seiner wirksamen Stellung in der ersten radialen Richtung X-Richtung) erstreckender Arm ist.
  12. 12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung (118; 118', 85') und das Stellelement (84; 84') eine sich parallel zur Hauptspindel-Drehachse (14) erstreckende Nut (122; 122') bzw. einen Vorsprung (124; 91') zum Eingreifen in diese Nut aufweisen.
  13. 13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei in Richtung der Hauptspindel-Drehachse (14) im Abstand vom Stellelement (84') angeordnetem Kupplungselement (120') am Werkzeughalter (60', 62') eine Lasche (85') um eine zur zweiten radialen Richtung(+ Y-Richtung) parallele Achse schwenkbar angelenkt ist, welche am Stellelement (84') angreift und mit dem Kupplungselement (120') verbindbar ist
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (85') und das Kupplungselement (120') eine sich parallel zur Hauptspindel-Drehachse (14) erstreckende Nut (122') bzw. einen Vorsprung (91') zum Eingreifen in diese Nut aufweisen.
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