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Hilfsapparat für Drehautomaten
Die Erfindung betrifft einen Hilfsapparat für Drehautomaten mit einer in einem Spindelstock zum Drehantrieb einer Materialstange eingerichteten Hauptspindel und vorn an diesem Spindelstock angeord- neten Drehstählen zur Bearbeitung von Serien identischer Werkstücke am vorderen Ende der Materialstan- ge, wobei einer dieser Drehstähle ein Abstechstahl ist, weloher Hilfsapparat mit mehreren zur Achse der Hauptspindel parallelen Werkzeugen ausgerüstet, gegenüber dem Spindelstock angeordnet und so eingerichtet ist, dass er nacheinander die verschiedenen Werkzeuge auf die Drehachse der Hauptspindel ausrichten kann und ihm eine auf das jeweils ausgerichtete Werkzeug einwirkende und eine Längsverschiebung desselben bewirkende Steuerungseinrichtung zugeordnet ist.
Die bekannten Drehautomaten der erwähnten Gattung haben den Nachteil, dass sie auf der hinteren Stirnfläche der Werkstücke einen mehr oder weniger grossen Mittelansatz entstehen lassen, weil das Werkstück von der Materialstange abbricht, bevor der Abstechstahl die Trennung vollzogen hat.
Ein solcher Mittelansatz ist unerwünscht nicht nur dann, wenn die Werkstücke eine glatte hintere Stirnfläche haben sollen, sondern auch dann, wenn sie an der hinteren Stirnfläche angebohrt werden müssen, denn in diesem Fall hat der Mittelansatz die Tendenz, den Bohrer von der Mitte abzulenken.
Demzufolge mussten bis heute die auf solchen Drehautomaten erhaltenen Werkstücke noch einem besonderen Bearbeitungsvorgang unterworfen werden, zwecks Entfernens des Mittelansatzes. Mit der Erfindung wird der Zweck verfolgt, die Entstehung des Mittelansatzes ohne zeitraubenden Aufwand zu vermeiden. Dies soll dadurch erreicht werden, dass eines der Werkzeuge des Hilfsapparates eine Spindel ist, die mit der gleichen Geschwindigkeit und im gleichen Drehsinn wie die Hauptspindel angetrieben und mit einer zum Festhalten der Werkstücke dienenden Spannzange somit einer zu ihr koaxial beweglichen
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organes gleichzeitig auf diese Spannvorrichtung und auf die Spindel wirkt, um sowohl letztere zu verschieben als auch das Werkstück in vorbestimmten Intervallen zu fassen bzw. freizugeben.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar. Fig. 1 zeigt einen Teil dieser Ausführungsform teilweise im Aufriss und teilweise im Längsschnitt, Fig. 2 ist eine zugehörige Draufsicht, Fig. 3 ist ein Seitenriss in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2, wobei gewisse Teile im Schnitt gezeigt sind, Fig. 4 ist ein Längsschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 in grösserem Massstab, und Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die zeigt, wie bei den bekannten Drehautomaten der Mittelansatz an der hinteren Stirnfläche der Werkstücke entsteht.
Der dargestellte Drehautomat weist einen nicht dargestellten Spindelstock auf mit einer Hauptspindel, die eine Materialstange 1 in Drehung versetzt. Vor dem Spindelstock sind fächerartig Drehstähle 2 und ausserdem Werkzeuge wie Lochbohrer, Zentrumbohrer, Gewindebohrer und Gewindeschneidkluppen angeordnet, die in Spindeln angeordnet sind, die zu einem Hilfsapparat 3 gehören. Dieser ist gegenüber dem Spindelstock angeordnet und dazu eingerichtet, diese Werkzeugspindeln eine nach der ändern auf die Drehachse der Materialstange auszurichten, während einem Arbeitszyklus des Drehautomaten.
Einer der oben erwähnten Drehstähle, der in den Fig. l und 5 mit 2a bezeichnet ist, ist ein Abstechstahl, mit dem das jeweils am vorderen Ende der Materialstange gefertigte Werkstück von der Materialstange abgetrennt wird.
Die Fig. 5 zeigt schematisch die Arbeitsweise des Abstechstahles 2a. Man sieht, dass das Werkstück
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sich von der Materialstange trennt, bevor die Schneide 2b bei der Drehachse der Materialstange und des
Werkstückes 4 angelangt ist, denn das Material bricht vorher durch. Ausserdem ist die Schneide 2b mei- stens auf die Drehachse geneigt, wogegen die an die Schneide anschliessende andere Seite der Spanfläche zur Drehachse winkelrecht steht um am Vorderende des Werkstückes bzw. der Materialstange eine peri fekte ebene Fläche entstehen zu lassen, in welcher die Zentrumbohrer oder Lochbohrer des Hilfsapparates
3 eindringen können ohne von der Mitte abgelenkt zu werden. Doch hat gerade die Anordnung der Schnei- de 2b des Abstechstahles 2a zur Folge, dass auf der Rückseite 4a der Werkstücke 4 der konische Mittelan- satz 5 entsteht.
Um die Entstehung dieses Mittelansatzes zu vermeiden, hält der beschriebene Drehautomat das I Werkstück 4 in der in Fig. 5 gezeigten Lage fest unter gleichzeitiger Drehung des Werkstückes um seine
Längsachse im gleichen Sinn und mit gleicher Geschwindigkeit wie die Materialstange 1, u. zw. bis die ganze Schneide 2b des Abstechstahles aber die gemeinsame Drehachse der Materialstange 1 und des
Werkstückes 4 hinaus vorgedrungen ist. Um eine saubere Arbeit zu erhalten, ist es wohlverstanden erfor- derlich, dass die zum Festhalten des Werkstückes dienenden Teile das Werkstück fassen bevor der Ab- stechvorgang so weit vorgeschritten ist, dass die Restverbindung zwischen der Materialstange und dem
Werkstück durchbricht.
Da die vorhin erwähnten Teile, welche das Werkstück 4 im gleichen Sinne und mit der. gleichen Geschwindigkeit wie die Materialstange in Drehung versetzen, verursacht das Einsetzen dieser Teile keine Störung der gemeinsamen Bewegung der Materialstange und des Werkstückes, die dann noch miteinander verbunden sind. Da das Werkstück 4 gefasst wird, solange es noch mit der Matêrialstan- ge 1 verbunden ist, und da es mit der gleichen Geschwindigkeit wie diese Materialstange angetrieben wird bis nach der vollständigen Trennung von dieser letzteren, ergibt es sich, dass der Abstechstahl 2a gleichzeitig an der Vorderseite la der Materialstange und auf der Rückseite 4a des Werkstückes 4 arbeitet um dadurch diese Seiten perfekt eben zu bearbeiten.
Die zum Fassen bzw. Festhalten der Werkstücke 4 dienenden Drehautomatteile weisen eine Spindel 6 auf, die an die Stelle einer der üblichen Werkstückspindeln des Hilfsapparates tritt.
Die Spindel 6, die in ihren Einzelheiten in Fig. 4 dargestellt ist, besteht aus einem rohrförmigen
Glied, das drehbar in einem Rohr 7 gelagert ist. Letzteres sitzt in einer Wippe 8 fest. Ein Ritzel 9 ist mittels eines Schiebekeiles mit der Spindel 6 verbunden zur Übertragung der Drehbewegung, die mit Mit- teln herbeigeführt wird, welche für diese Art von Hilfsapparaten üblich sind. Es genügt nur darauf zu ach- ten, dass der Drehsinn und die Drehgeschwindigkeit der Spindel 6 die gleichen sind wie diejenigen der die
Materialstange 1 in Drehung versetzenden Hauptspindel.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Wippe 8 des Hilfsapparates 3 eingerichtet, um normalerweise drei Werkspindeln aufzunehmen, die von einer nicht gezeigten Welle aus, welche in der Bohrung 11 die- ser Wippe angeordnet ist, angetrieben werden. In der Annahme, dass das nicht dargestellte Werkzeug, das in der mittleren Bohrung der Wippe angeordnet ist, ein Lochbohrer sei, dessen Spindel in einem Sinne dreht, der zu demjenigen der Hauptspindel entgegengesetzt ist, und dass ferner der Drehsinn der in der
Bohrung 11 laufenden Welle der gleiche sei, wie derjenige der Hauptspindel, so kann man den gewollten
Drehsinn der in der linksseitigen Bohrung der Wippe 8 drehenden Werkzeugspindel dadurch erhalten, dass man das Ritzel 9 mit einem auf der benachbarten Spindel angeordneten Ritzel kämmen lässt, und dieses letztgenannte Ritzel mit einem Ritzel kämmen lässt,
das auf der in der Bohrung 11 drehenden Welle fest- sitzt.
Die Wippe 8 ist auf dem Gestell 58 in der Weise gelagert, dass die Drehachsen der drei von ihr ge- tragenenWerkzeugspindeln nacheinander auf die Drehachse der Hauptspindel ausgerichtet werden können.
Die Steuerung der Schwenkbewegung der Wippe 8 erfolgt in gleicher Art und Weise wie auf dem bekann- ten Drehautomaten und wird deshalb hier weder dargestellt noch beschrieben. Zum Verständnis der Er- findung genügt es zu wissen, dass diese Steuerung so eingestellt ist, dass die Achse der Spindel 6 auf die
Achse der Hauptspindel im letzten Teil des Arbeitszyklus des Drehautomaten ausgerichtet wird, u. zw. zu einem Zeitpünkt, der demjenigen eindeutig vorangeht, zu welchem der Abstechstahl2a in Funktion tritt.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung ist die Spindel 6 in ihrer auf die Hauptspindel ausgerichteten
Lage gezeigt.
Zur Ermöglichung der Längsbewegungen der Spindel 6 ist diese letztere von einer Bride 12 abhängig gemacht durch ein Kugellager 13, dessen innerer Laufring mittels einer Mutter 14 (Fig. 4) an der Spindel 6 befestigt ist. Die Bride IS ist selbst an einem Rohr 15 befestigt, das in einer Bohrung 16 der Wippe 8 längsverschiebbar ist.
Um die Werkstücke 4 fassen zu können, ist die Spindel 6 mit einer Spannzange 17 ausgerüstet, welche drei oder mehr nachgiebige Backen hat, an deren Rückseite eine gemeinsame kegelstumpfförmige
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Fläche 18 gebildet ist. Innerhalb der Zange ist ein Auswerfer 19 angeordnet. Dieser ist durch eine Fe- der 20 belastet, die auf ihn einen in Fig. 4 nach links gerichteten Druck ausübt, wobei sie sich auf einem
Zapfen 21 abstutzt, der im hinteren Ende der Spannzange 17 eingeschraubt ist. In der in Fig. 4 gezeigten
Lage ist ein Werkstück in der Spannzange 17 festgehalten und ist die Feder 20 gespannt.
Die Schliessung der Spannzange 17 erfolgt mit einer Hülse 22, die durch einen Schiebekeil 23 mit der Spindel 6 drehfest verbunden ist. An ihrem vorderen Ende hat die Hülse einen Innenkegel 24, welcher dem Aussenkegel 18 der Spannzangenbacken entspricht. Eine zwischen dem Boden der Hülse 22 und der hinteren Stirnfläche der Spannzange 17 eingesetzte Schraubenfeder 25 dient dazu, diese Glieder norma- lerweise voneinander entfernt zu halten, um dadurct. einerseits den Boden der Hülse 22 an eine Innenschul- ter 26 der Spindel 6 anzudrücken und anderseits eine Schulter 27 der Spannzange 17 an einen Innen- flansch 28 einer Mutter 29 anzudrücken, die auf dem vorderen Ende der Spindel festsitzt.
Die Hülse 22 ist am vorderen Ende einer Stange 30 befestigt, welche sich durch die ganze Spindel 6 hindurch erstreckt und an deren hinterem Ende herausragt zwecks Ermöglichung der Steuerung der Längs- bewegungen der Hülse 22 entgegen der Wirkung der Feder 25 zwecks Schliessung der Spannzange 17. Die- se Längsbewegung des aus der Hülse 22 und der Stange 30 bestehenden Gliedes in bezug auf die Spindel 6 wird durch eine Bride 31 gesteuert. die an einem Rohr 32 befestigt ist, welches längsverschiebbar im
Rohr 15 gelagert ist. Die Bride 31 wirkt mittels eines Hartmetalleinsatzstückes 33 oder mittels einer Ku- gel auf das benachbarte Ende der Stange 30 ein.
Die in bezug aufeinander beweglichen Briden 12 und 31 sind normalerweise durch eine Feder 34 von- einander entfernt gehalten.
Die sich aus dem Rohr 32, der Bride 31, der Stange 30 und der Hülse 22 zusammensetzende Einheit und die sich aus dem Rohr 15, der Bride 12 und dem Körper der Spindel 6 zusammensetzende Einheit werden normalerweise in der in Fig. l gezeigten rückwärtigen Endlage gehalten durch eine Feder 35, die an zwei Teilen 36 und 37 angehängt ist, welche am Rohr 32 bzw. an der Wippe 8 befestigt sind.
Obwohl diese Feder 35 unmittelbar nur auf das Rohr 32 und somit auf die bewegliche Einheit einwirkt, zu der dieses Rohr gehört, wird ihre Wirkung doch auf das Rohr 15, die Bride 12 und den Körper der Spindel 6 übertragen, infolge des Aufliegens einer Innenschulter 38 am Ende des Rohres 15 ; die Innenschulter 38 ist an einer Mutter 39 ausgebildet, die auf dem Rohr 32 aufgeschraubt ist und mittels einer Gegenmutter 40 in einer vorbestimmten Lage auf diesem Rohr festgesetzt ist.
Die Bewegung der beiden Briden 12 und 31 nach links entgegen der Wirkung der Feder 35 wird durch die Steuervorrichtung des Drehautomaten sichergestellt, die normalerweise dazu dient, den Vorschub des jeweils auf die Achse der Hauptspindel ausgerichteten Werkzeuges des Hilfsapparates 3 zu bewerkstelligen. Zu dieser Vorrichtung gehört beispielsweise ein Kipphebel 41, der durch eine nicht dargestellte Nocke gesteuert wird.
Der Kipphebel 41 wirkt auf die Briden 31 und 12 vermittels einer Einstellschraube 42 bzw. vermittels eines Kolben 43, auf den eine Feder 44 lastet, die ebenso wie der Kolben in einer Hülse 45 angeordnet ist ; letztere ist in die Bride 12 eingeschraubt und an ihr durch eine Gegenmutter 46 festgesetzt. Desgleichen ist die Schraube 42 an der Bride 31 durch eine Blockierschraube 47 (Fig. 3) festgesetzt.
Die Feder 44 ist genügend vorgespannt, damit der Kipphebel 41 die Bride 12 entgegen der Wirkung der Feder 35 bewegt bis die Spindel 6 in einer vorderen Endlage eintrifft, ohne dass der Kolben 43 sich in bezug auf die Hülse 45 bewegt. Die vordere Endlage der Spindel 6 wird durch eine Einstellschraube 48 bestimmt, die von der Wippe 8 getragen wird, an dieser letzteren durch eine Schraube 49 festgesetzt ist und der Bride 12 als Anschlag dient.
Solange sich die Bride 12 unter der Wirkung des Kipphebels bewegt, findet keine Relativbewegung der beiden Briden 12 und 31 in bezug aufeinander statt. Sobald aber die Bride 12 an der Schraube 48 anstösst, bewirkt eine fortgesetzte Bewegung des Kipphebels 41 nur noch eine weitere Bewegung der Bride 31 nach links in Fig. 4, wobei der Kolben 43 vor dem Kipphebel 41 zurückweicht unter Zusammendrücken der Feder 44. Diese fortgesetzt Bewegung des Kipphebels verursacht damit eine Axialbewegung des Rohres 32 in bezug auf das Rohr 15 und der Stange 30 in bezug auf den Körper der Spindel 6, wodurch die Hülse 32 die Spannzange 17 schliesst.
Am Ende dieser Relativbewegung hintergreift der Schnabel 50 einer mittels eines Stiftes 52 am Rohr 15 gelagerten Klinke 51 einen Bund 53 der Mutter 39 unter der Wirkung einer Feder 54. Die in gegenseitiger Berührung stehenden Flächen des Schnabels 50 und des Bundes 53 stehen im rechten Winkel zum Radius, der von der Drehachse der Klinke 51 ausgeht. Dies hat zur Folge, dass diese Klinke 51 die aus dem Rohr 32, der Bride 31, der Stange 30 und der Hülse 22 bestehende bewegliche Einheit gegenüber der aus dem Rohr 15 der Bride 12 und dem Körper 6 bestehenden Einheit vorverschoben hält. Dies bedeutet, dass
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die Spannzange 17 geschlossen bleibt, solange der Schnabel 50 der Klinke 51 den Bund 53 der Mutter 39 hintergreift.
Die Tatsache, dass der Kipphebel 41 die Briden 12 und 31 unter der Wirkung der Feder 35 zurückfahren lässt, ändert nichts an der in Fig. 4 gezeigten Lage der Klinke 51. Diese letztere gestattet erst dann der beweglichen Einheit 32,31, 30, 22 in ihre Ausgangslage gegenüber der Einheit 15,12, 6 zurückzukehren, wenn ihr Ohr 55 an einer Schrägfläche 56 eines an der Wippe 8 befestigten Anschlages 57 aufläuft, d. h. wenn die Briden 12 und 31 in ihre Ruhelage zurückgekehrt sind. Sobald der Schnabel 50 sich vom Bund 53 abhebt, entspannen sich die Federn 25 und 34, damit die Hülse 22 der Spannzange 17 erlaubt, sich zu öffnen und damit die Feder 20 das Werkstück 4 aus dieser Spannzange 17 auswirft.
In diesem Zeitpunkt ist die Spindel 6 genügend von den Drehstählen und vom vorderen Ende der Materialstange entfernt, damit das ausgeworfene Werkstück frei herabfallen kann, ohne an den Drehstählen 2 oder an einem sonstigen Teil anzustossen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hilfsapparat für Drehautomaten, der mit mehreren zur Achse der Hauptspindel parallelen Werkzeugen ausgerüstet, gegenüber dem Spindelstock angeordnet und so eingerichtet-ist, dass er nacheinander die verschiedenen Werkzeuge auf die Drehachse der Hauptspindel ausrichten kann-und ihm eine auf das jeweils ausgerichtete Werkzeug einwirkende und eine Längsverschiebung desselben bewirkende Steuerungseinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Werkzeuge eine Spindel (6) ist, die mit der gleichen Geschwindigkeit und im gleichen Drehsinn wie die Hauptspindel, angetrieben und mit einer zum Festhalten der WerkstUckedienendenSpannzange :
17) samt einer zu ihr koaxial beweglichen Spannvorrichtung (22) ausgerüstet ist, und dass die erwähnte Steuerungseinrichtung mittels eines Übertrá- gungsorganes (41) gleichzeitig auf diese Spannvorrichtung (22) und auf die Spindel (6) wirkt, um sowohl letztere zu verschieben als auch das Werkstück in vorbestimmten Intervallen zu fassen bzw. freizugeben.