Drehautomat Gegenstand des Patentes Nr. 443 844 ist ein Dreh automat, bei dem draht- oder stangenförmiger Werk stoff, gegen Drehen festgehalten, koaxial durch eine hohle Hauptspindel und einen von dieser getragenen, umlaufenden Werkzeugkopf hindurchgeführt wird, der mindestens ein Drehwerkzeug trägt, dessen radiale Zustellbewegung von einem Hebel gesteuert wird, der im Werkzeugkopf um eine zu dessen Drehachse paral lele Achse schwenkbar gelagert ist und mit einer zur Hauptspindel koaxialen, umlaufenden Kurvenscheibe zusammenwirkt, welcher Drehautomat dadurch ge kennzeichnet ist,
dass eine die Kurvenscheibe tragende Kurventrägerspindel und die Hauptspindel jeweils ein Sonnenrad eines Planetengetriebes tragen und durch Planetenräder, die eine Übersetzung zwischen den Son nenrädern schaffen, untereinander verbunden sind, wobei die Hauptspindel und der Planetenradträger mit unterschiedlicher Drehzahl antreibbar sind.
Es ist eine selbsttätige Absteckbank mit umlaufen dem Werkzeugkopf bekannt, die eine Gegenspannein richtung aufweist; in der das jeweils vorderste Werk stück solange festgehalten wird, bis es von der Werk stoffstange abgetrennt worden ist. Durch das Festhal ten soll verhindert werden, dass der Werkstoff dem Druck der Werkzeuge am umlaufenden Werkzeugkopf ausweicht; ausserdem verhindert die Gegenspannein richtung, dass beim Abtrennen des von ihr festgehalte nen Werkstücks ein Butzen oder Grat stehenbleibt. Die abzustechenden Werkstücke werden in der Gegen spanneinrichtung nacheinander in genau gleicher Weise eingespannt, da der Abstand der Gegenspanneinrich tung von dem umlaufenden Werkzeugkopf während des Betriebs des Drehautomaten unveränderlich ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich die mit einer Gegenspanneinrichtung erzielbare genaue Einspannung für die weitere Bearbeitung der Werk stücke nutzbar machen lässt, wenn man zusätzliche Bearbeitungseinrichtungen, beispielsweise Bohr-, Ge windeschneid- und/oder Fräseinrichtungen auf das jeweils in der Gegenspanneinrichtung festgehaltene Werkstück einwirken lässt.
Der Verwirklichung dieser Erkenntnis bei Drehautomaten der im eingangs ge nannten Patent beschriebenen Bauart steht entgegen, dass die auf das Drehen folgende Bearbeitung der ein zelnen Werkstücke in vielen Fällen mehr Zeit bean sprucht als der Drehvorgang selbst, so dass die Lei- stungfähigkeit des Drehautomaten nur teilweise ausge nützt wäre, wenn sich seine Taktzeit nach dem Zeitbe darf der nachfolgenden Bearbeitung richten müsste.
Diese Schwierigkeit tritt in besonders starkem Mass bei Drehautomaten nach dem genannten Patent auf, da die dort vorgesehene Steuerung der Drehwerkzeuge am umlaufenden Werkzeugkopf besonders hohe Zerspan- nungsleistungen und damit kurze Formdrehzeiten er möglicht. Eine weitere Schwierigkeit besteht bei be kannten Drehautomaten der beschriebenen Bauart darin, dass es nicht möglich ist, das in der Gegen spanneinrichtung festgehaltene Werkstück nach dem Abtrennen an seiner dem umlaufenden Werkzeugkopf zugewandten Stirnseite weiterzubearbeiten.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Dreh automaten, der diese Nachteile vermeidet. Der Dreh automat der Erfindung, bei dem draht- oder stangen- förmigen Werkstoff, gegen Drehen festgehalten, koaxial durch einen umlaufenden Werkzeugkopf zum Formdrehen hindurchgeführt wird ist, dadurch gekenn zeichnet, dass vor dem umlaufenden Werkzeugkopf ein Rundtisch angeordnet ist, der mit mindestens einer das formgedrehte Werkstück weiterbearbeitenden Station zusammenarbeitet und eine der Anzahl der Bearbei tungsstationen entsprechende Zahl von in Umfangsab ständen versetzten Gegenspanneinrichtungen trägt.
Besondere Vorteile bietet die Erfindung bei einem Drehautomaten, in dessen Werkzeugkopf mindestens ein Werkzeughalter um eine zur Achse des Werkzeug kopfes parallele Achse schwenkbar gelagert ist und einen Hebel aufweist, der sich unmittelbar an einer ringförmigen Kurvenscheibe abstützt, die mit einer zur Hauptspindel koaxialen Kurventrägerspindel umläuft, deren Drehzahl in einem wählbaren Verhältnis zu der Drehzahl der Hauptspindel steht, wie er im Patent Nr. 443 844 beschrieben ist.
Da die Gegenspanneinrichtungen jeweils ein fertig gedrehtes Werkstück aufzunehmen haben, dessen Pro fil für das Einspannen in eine üblicherweise als Gegen spanneinrichtung verwendete Spannzange wenig geeig net ist, ist es vorteilhaft, wenn die Gegenspanneinrich tungen von radial verschiebbaren Spannbacken gebil det werden. Gegenüber Spannzangen haben Spannbak- ken bei dem üblichen waagerechten Verlauf der Werk stückachse den zusätzlichen Vorteil, dass das Werk stück nicht in axialer Richtung ausgestossen zu werden braucht, sondern während des Umlaufs des Rundti sches zwischen den geöffneten Spannbacken frei her ausfallen kann.
Das letztgenannte Merkmal lässt sich noch dadurch weiterbilden, dass die Spannflächen der Spannbacken der durch die Drehwerkzeuge erzeugten äusseren Form des Werkstücks angepasst sind. Dadurch ergibt sich eine gleichmässige Verteilung des Spanndrucks auf das Werkstück.
Die Werkzeuge am umlaufenden Werkzeugkopf könnten die fertiggedrehten Werkstücke jeweils wäh rend des Formdrehens des nächstfolgenden Werkstücks abstechen. Das Abstechen geht jedoch verhältnismässig langsam vonstatten, so dass es bei vielen Bearbeitungs fällen den Drehvorgang derart verzögern würde, dass eine Aufteilung der nachfolgenden Bearbeitung auf mehrere Stationen nicht mehr lohnend wäre. Es ist daher zweckmässig, dem umlaufenden Werkzeugkopf und dem Rundtisch eine von den Hauptsteuerwelle des Drehautomaten gesteuerte Einrichtung zum Abtrennen der fertiggedrehten Werkstücke zuzuordnen.
Die für das Abtrennen erforderlich Zerspannungsarbeit lässt sich bei einem Drehautomaten mit dem letztgenannten Merkmal in der Weise aufteilen, dass die Formdreh stähle an der Trennstelle nur einstechen und die Ab trenneinrichtung anschliessend, d. h. während des Formdrehens des nächsten Werkstücks, das eigentliche Abtrennen übernimmt.
Um das Abtrennen in allen Bearbeitungsfällen in nerhalb der für das Formdrehen benötigten kurzen Zeit durchführen zu können, ist als Abtrenneinrichtung vorzugweise eine Kreissäge vorgesehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläu tert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise als Schnitt in einer waagerech ten Ebene gezeichnete Draufsicht auf einen Drehauto maten mit den Merkmalen der Erfindung; Fig.2 eine teilweise als Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 gezeichnete Seitenansicht; Fig.3 einen Schnitt längs der Linie 111-11I in Fig. 1; und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.
Der in den Zeichnungen dargestellte, gemäss der Erfindung gestaltete Drehautomat umfasst ein kasten- förmiges Maschinengestell 1, auf dem mehrere Bau gruppen des Formdrehautomaten angeordnet sind, nämlich, in Fig. 1 und 2 von links nach rechts gesehen, ein Vorschubkopf 2, ein Spindelstock 3, ein Lagerbock 4 und seitlich eine Abtrenneinrichtung 5. Der auf dem Drehautomaten zu bearbeitende, draht- oder stangen- förmige Werkstoff wird in Fig. i und 2 von links nach rechts durch den Vorschubkopf 2, durch einen am hin teren Ende des Spindelstocks 3 angeordneten Spann- kraftübersetzer 8 und durch den Spindelstock selbst hindurchgeführt.
Der Vorschubkopf 2 ist auf dem Maschinengestell 1 in Längsrichtung des Werkstoffs 7 beweglich zwi schen Führungen 9 geführt. Für die Längsbewegung des Vorschubkopfes 2 ist gemäss Fig.2 ein in. dem Maschinengestell 1 gelagerter, zweiarmiger Hebel 10 vorgesehen, der mit seinem oberen Ende am Vor schubkopf angreift und mit seinem unteren Ende in eine Nut 11 an Umfang einer Steuertrommel 12 ein greift, die auf der Hauptsteuerwelle 13 des Drehauto maten befestigt ist.
Im Vorschubkopf 2 ist eine an sich bekannte, insgesamt mit 14 bezeichnete Spannzangen einrichtung angeordnet, die dazu dient, den Werkstoff 7 bei der Vorwärtsbewegung des Vorschubkopfes mit zunehmen und ihn für die Rückbewegung des Vor schubkopfes freizugeben. Für die Betätigung der Spannzangeneinrichtung 14 ist ein ebenfalls in dem Maschinengestell 1 gelagerter Hebel 15 vorgesehen, der mit einer auf der Hauptsteuerwelle 13 befestigten Kurvenscheibe 16 zusammenwirkt.
Im Spindelstock 3 ist ein insgesamt mit 17 bezeich neter Werkzeugkopf mit vier Werkzeughaltern 18 gela gert. Der Werkzeugkopf 17 erhält seine Drehbewegung in der im Hauptpatent beschriebenen Weise von dem nicht dargestellten Hauptantriebsmotor des Drehauto maten. Die Werkzeughalter 18 sind jeweils in axialer Richtung unbeweglich und um eine zur Drehachse des Werkzeugkopfes 17 parallele Achse schwenkbar im Werkzeugkopf gelagert. An den Werkzeughaltern 18 ist jeweils ein Formdrehwerkzeug 19 befestigt. Der radiale Vorschub der Formdrehwerkzeuge 19 wird durch Schwenkung der Werkzeughalter 18 bewirkt. Die Schwenkbewegungen der Werkzeughalter 18 werden in der im Hauptpatent beschriebenen Weise von nicht dargestellten Kurvenscheiben gesteuert, die über die Hauptsteuerwelle 13 des Drehautomaten angetrieben werden.
Der Werkstoff 7 wird der Bearbeitungsstelle durch die axiale Bohrung des Werkzeugkopfs 17 zugeführt. Um den Werkstoff 7 während des Formdrehens in axialer und radialer Richtung möglichst starr festzuhal ten, ist im vorderen Ende der axialen Bohrung des Werkzeugkopfes 17 eine an sich bekannte Spannzange 20 vorgesehen. Die Spannzange 20 hat einen sich nach hinten verjüngenden, kegelförmigen Kopf, der mit einer entsprechenden Kegelfläche einer die Spannzange umschliessenden Spannhülse 21 zusammenwirkt.
Die Spannhülse 21 ist ohne Spiel in einem Halterohr 22 ge führt, das an seinem hinteren Ende mit dem Spindel stock 3 verschraubt ist und sich durch den Spindelstock bis zur vorderen Stirnfläche des umlaufenden Werkzeug kopfes 17 erstreckt. Das Halterohr 22 ist mittels eines radial vorgespannten Nadellagers 24 in der axialen Boh- rung des Werkzeugkopfes 17 gelagert.
An seinem vor deren Ende besitzt das Halterohr 22 einen radial nach innen ragenden Flansch 25, an dem sich die Spannzange 20 nach vorne abstützt. Am hinteren Ende der Spann hülse 21 liegt ein ebenfalls in dem Halterohr 22 axial verschieblich geführtes Druckrehr 26 an. Das hintere Ende des Druckrohrs 26 reicht bis in das Innere des Spannkraftübersetzrrs B.
Der Spannkraftübersetzer 8 erhält von einem in dem Maschinengestell 1 gelagerten Hebel 27, der mit einer Kurvenscheibe 28 auf der Hauptsteuerwelle 13 zusammenwirkt, eine quer zur Längsrichtung des Werkstoffs 7 gerichtete Bewegung. Der Spannkraft- übersetzer 8 verwandelt diese Bewegung in bekannter, nicht dargestellter Weise in eine axiale Bewegung des Druckrohrs 26.
Der Spannkraftübersetzer 8 kann zu diesem Zweck eine mit dem Hebel 27 zusammenwir kende Zahnstange umfassen, die mit einem Zahnseg ment in Eingriff steht, welches über Keilflächen auf das Druckrohr 26 einwirkt. Das Druckrohr 26 schiebt bei einer Bewegung nach vorne die Spannhüse 21 mit ihrem trichterförmigen vorderen Ende über den kege ligen Kopf der Spannzange 20, so dass sich der Innen durchmesser des Kopfes verengt und der Werkstoff 7 festgespannt wird.
Im Abstand zur Drehachse des umlaufenden Werk zeugkopfes 17 erstreckt sich eine Hohlwelle 29, die mit ihrem hinteren Ende im Spindelstock 3 und mit ihrem vorderen Ende im Lagerbock 4 gelagert ist. Die Hohl welle 29 ist durch ein im vorderen Ende des Lager bocks 4 vorgesehenes, insgesamt mit 30 bezeichnetes Axiallager gegen Verschieben in axialer Richtung gesi chert. Das Axiallager 30 umfasst einen Druckring 31, der sich über zwei Kugelkränze 32 und 33 nach hinten bzw. nach vorne an dem Lagerbock 4 abstützt und zwischen zwei Büchsen 34 und 35 auf dem vorderen Ende, der Hohlwelle 29 festgehalten ist. Von diesen Büchsen stützt sich die hintere 34 an einer Schulter der Hohlwelle 29 und die vordere 35 an einer Mutter 36 ab, die auf das vordere Ende der Hohlwelle aufge schraubt ist.
Die Hohlwelle 29 weist in. ihrem mittleren Abschnitt eine Nabe auf, die im folgenden insgesamt als Rundtisch 37 bezeichnet wird. Der Rundtisch 37 besitzt vier in gleichmässigen Umfangsabständen gegeneinander ver setzte, radial wegragende Gegenspannarme 38. In den Gegenspannarmen 38 sind jeweils zwei Spannschieber 39 in einer die geometrische Achse der Hohlwelle 29 im rechten Winkel schneidenden Ebene tangential zum Rundtisch 37 verschiebbar geführt.
Mit den Spann schiebern 39 ist jeweils eine Spannbacke 40 verschraubt, deren Spannfläche der Umfangsfläche eines fertig ge drehten Werkstücks 41 angepasst ist.
In die einander zugewandten Stirnseiten der Spann schieber 39 jedes Gegenspannarms 38 ist gemäss Fig. 3 und 4 jeweils eine T-nutenförmige Ausnehmung 42 in der Weise eingearbeitet, dass sich die Längsrichtungen der T-förmigen Nuten beider Spannschieber unter einem spitzen Winkel schneiden. In die Ausnehmung 42 greift ein Spannkeil 43 von doppel-T-förmigem Querschnitt ein. Der Spannkeil 43 besitzt einen im Arm 38 geführten, radial in die Bohrung der Hohl welle 29 ragenden Schaft 44, der von einer Druckfeder 45 radial nach innen gedrückt wird. Die Keilflächen des Spannkeils 43 und die mit ihm zusammenwirken den Keilflächen der Ausnehmungen 42 sind so ange ordnet, dass die Spannschieber 39 und mit ihnen die Spannbacken 40 zueinander hin bewegt werden, wenn sich der Spannkeil unter der Wirkung der Feder 45 nach innen bewegt.
Für das Öffnen der Spannbacken 40 ist gemäss Fig. 1 und 2 in der Hohlwelle 29 ein zylindrischer Dorn 46 geführt. Auf dem vorderen, aus der Hohl welle 29 herausragenden Ende des Dorns 46 ist eine Büchse 47 zwischen zwei Muttern 48 und 49 befestigt. Die Büchse 47 weist an ihrer Mantelfläche zwei um 180 gegeneinander versetzte tangentiale Nuten 50 auf. In die Nuten 50 greifen Gleitsteine 51 ein, die an dem gabelförmigen oberen Ende eines zum Verschieben des Dorns 46 dienenden, zweiarmigen Hebels 52 gelagert sind. Der Hebel ist seinerseits im Maschinengestell 1 gelagert und greift mit seinem unteren Ende in eine Nut 53 am Umfang einer Steuertrommel 54 ein, die auf der Hauptsteuerwelle 13 des Drehautomaten befe stigt ist.
Der Dorn 46 ist durch das Zusammenwirken seiner Büchse 47 mit dem Hebel 52 an einer Drehung um seine Achse gehindert.
Das hintere Ende des Dorns 46 weist gemäss Fig. 2 vier mit den Schäften 44 der Spannkeile 43 zusam menwirkende Längsnuten 55 und 56 auf. Von diesen Nuten 55, 56 liegen zwei in einer Achse des Dorns 46 und die Drehachse des umlaufenden Werkzeugkopfes 17 enthaltenden, im dargestellten Ausführungsbeispiel waagerechten Ebene, während die beiden übrigen Nuten in einer zu dieser Ebene im rechten Winkel ste henden Ebene angeordnet sind. Die in Fig. 2 nach un ten weisende und die zur Drehachse des umlaufenden Werkzeugkopfes weisende Nut sind mit 55 bezeichnet, während die beiden übrigen Nuten mit 56 bezeichnet sind.
Die Nuten 55 sind - von der hinteren Stirnfläche des Dorns 46 ausgehend - nach vorne abgeflacht, so dass der Nutgrund jeweils eine nach vorne ansteigende Keilfläche bildet. Die beiden übrigen Nuten 56 haben dagegen eine auf ihrer ganzen Länge gleichbleibende Tiefe, die der grössten Tiefe der Nuten 55 entspricht.
Die Hohlwelle 29 lässt sich nach jedem Arbeitstakt des Drehautomaten um einen bestimmten Winkel wei terdrehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel 90 . Der Antrieb für das Weiterdrehen der Hohlwelle 29 umfasst einen Elektromotor 57, der von nicht dargestellten, von der Hauptsteuerwelle 13 des Drehautomaten betätigten Kontakten ein- und aus geschaltet wird. Auf dem Wellenende des Motors 57 sitzt eine Schnecke 58, die mit einem in dem Spindel stock 3 gelagerten Schneckenrad 59 in Eingriff steht. Mit dem Schneckenrad 59 läuft eine Scheibe 60 um, die einen im Abstand parallel zu ihrer Drahachse weg ragenden Zapfen 61 aufweist.
Der Zapfen 61 wirkt mit einem Malteserkreuz 62 zusammen, das zwischen Mut- tern 63 und 64 auf dem hinteren Ende der Hohlwelle 29 befestigt ist. Das Malteserkreuz hat eine solche Drehwinkelstellung in bezug auf die Hohlwelle 29, dass nach dem Weiterdrehen der Hohlwelle jeweils ein Ge- genspannarm 38 seine Stellung vor dem umlaufenden Werkzeugkopf einnimmt, bei der seine Spannbacken 40 sich symmetrisch zur Drehachse des Werkzeugkop fes befinden. Der Rundtisch 37 lässt sich in jeder seiner Dreh winkelstellungen, bei der einer der Gegenspannarme 38 vor dem umlaufenden Werkzeugkopf 17 steht, verrie geln.
Hierzu sind am Umfang des Rundtisches 37 vier sich radial nach aussen erweiternde Kegelbüchsen 65 vorgesehen, die in gleichmässigen Umfangsabständen gegeneinander versetzt sind. Mit den Kegelbüchsen 65 wirkt ein Indexstift 66 zusammen, der in einer zum Rundtisch 37 radialen Büchse 67 geführt ist. Zwischen dem geschlossenen hinteren Ende der Büchse 67 und dem hinteren Ende des Indexstifts 66 ist eine Druckfe der 68 eingespannt die den Indexstift nach vorne, d. h. radial zum Rundtisch 37 hin drückt. In eine Ausspa rung 69 des Indexstifts 66 greift der eine Arm eines zweiarmigen Hebels 70 ein.
Der Hebel 70 ist in dem Maschinengestell 1 gelagert und trägt an seinem ande ren Arm eine Kurvenfolgerolle 71, die unter der Wir kung der Feder 68 an einer auf der Hauptsteuerwelle 13 befestigten Kurvenscheibe 72 anliegt. Die Abtrenneinrichtung 5 umfasst einen in Längs richtung des Maschinengestells 1 zwischen Schwalben schwanzführungen 73 geführten Grundkörper 74. Der Grundkörper 74 lässt sich mittels Klemmschrauben 75 gegen Verschieben sichern. Im Grundkörper 74 ist ein radial zum Werkstoff 7 bzw. Werkstück 41 schwenk barer Arm 76 gelagert, der an seinem freien Ende eine Kreissäge 77 trägt.
Die Kreissäge 77 wird über einen innerhalb des Arms 76 angeordneten, nicht dargestell ten Keilriemen von einem am Grundkörper 74 ange flanschten Elektromotor 78 angetrieben. Der Arm 76 ist mit einem Hebel 79 verschraubt der sich unter der Wirkung einer Druckfeder 80 mir. einer an seinem un teren Ende gelagerten Kurvenfolgerolle 81 an einer wei teren, auf der Hauptsteuerwelle 13 gelagerten Kurven scheibe 82 abstützt.
Auf dem Lagerbock 4 ist eine selbständige Einrich tung 83 für die zusätzliche Bearbeitung des Werkstücks 41 befestigt, deren Arbeitsspindel 84 mit der Dreh achse des umlaufenden Werkzeugkopfes 17 fluchtet. Die Bearbeitungseinrichtung 83 besitzt einen nicht näher dargestellten Antrieb für die Umlauf- und Vor schubbewegung ihrer Spindel 84. Die Spindel 84 trägt im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Bohrer 85. Auf dem Lagerbock 4 sind noch zwei weitere selbstän dige Bearbeitungseinrichtungen 86 und 87 vorgesehen, deren Spindeln 88 bzw. 89 den gleichen radialen Ab stand von der Achse der Hohlwelle 29 haben wie die Spindel 84, die aber um 90 bzw. 180 gegen die Spin del 84 versetzt sind.
Die Spindel 88 trägt im dargestell ten Ausführungsbeispiel einen Gewindebohrer 90, wäh rend die Spindel 89 ein Gewindeschneideisen 91 trägt. Auf dem Spindelstock 3 sind zwei weitere selbständige Bearbeitungseinrichtungen 92 und 93 angeordnet, die den Bearbeitungseinrichtungen 86 bzw. 87 gegenüber stehen. Die Arbeitsspindel 94 der Bearbeitungseinrich tung 92 trägt einen Bohrer 96 und die Arbeitsspindel 95 der Bearbeitungseinrichtung 93 ist mit einem Ge windebohrer 97 ausgerüstet.
Die Arbeitsweise des im vorstehenden beschriebe nen Drehautomaten ist die folgende: Der Arbeitstakt des Drehautomaten beginnt damit, dass die Spannzangeneinrichtung 14 im Vorschubkopf 2 infolge einer Schwenkung des Hebels 15 den Werk stoff 7 erfasst und der Vorschubkopf anschliessend von dem Hebel 10 nach vorne geschoben wird.
Während der Vorschubbewegung nimmt der Hebel 27 des Spannkraftübersetzers 8 eine solche Stellung ein, dass die Spannzange 20 im umlaufenden Werkzeugkopf 17 geöffnet ist; die Formdrehwerkzeuge 19 befinden sich in ihrer radial nach aussen geschwenkten Stellung und der Dorn 46 in der Hohlwelle 29 nimmt seine hintere Endstellung ein, so dass die Spannbacken 40 des ge rade vor dem umlaufenden Werkzeugkopf 17 stehen den Gegenspannarms 38 geöffnet sind. Ausserdem sind auch die beiden Spannbacken 40 des gerade nach un ten weisenden Gegenspannarmes 38 geöffnet.
Nach Beendigung der Vorschubbewegung wird das Druckrohr 26 infolge einer Schwenkung des Hebels 27 axial nach vorne geschoben, so dass sich die Spann zange im umlaufenden Werkzeugkopf 17 schliesst; gleichzeitig wird der Dom 46 vom Hebel 52 axial nach vorne gezogen, so dass sich die beiden bisher geöffne ten Spannbackenpaare 40 unter der Wirkung der ihnen zugeordneten Federn 45 schliessen. Die axiale Stellung des Rundtisches 37 ist so gewählt, dass das jeweils vorderste, bereits formgedrehte, jedoch noch mit der Werkstoffstange 7 verbundene Werkstück 41 zwischen den Spannbacken 40 des vor dem Werkzeugkopf 17 stehenden Gegenspannarms 38 eingespannt wird.
Zur Anpassung an unterschiedliche Werkstücklän gen lässt sich der Rundtisch 37 durch durch Auswech seln der Büchsen 34 und 35 am vorderen Ende der Hohlwelle 29 in axialer Richtung verstellen. Das Mal teserkreuz 62 lässt sich einer veränderten axialen Stel lung der Hohlwelle 29 durch Verdrehen der Muttern 63 und 64 anpassen. In entsprechender Weise lässt sich auch die Büchse 47 am vorderen Ende des Doms 46 durch Verdrehen der Muttern 48 und 49 unter schiedlichen axialen Stellungen des Rundtisches 37 anpassen.
Unmittelbar nach dem Schliessen der Spannbacken 40 gibt die Spannzangeneinrichtung 14 im Vorschub kopf 2 den Werkstoff 7 frei, und der Vorschubkopf geht in seine Ausgangsstellung zurück. Gleichzeitig beginnen die Formdrehwerkzeuge 19 ihre radial nach innen gerichtete Schwenkung, durch die der vorderste, noch unbearbeitete Abschnitt der Werkstoffstange 7 formgedreht wird. Währenddessen erzeugt die Bearbei- tungseinrichtung 83 in dem bereits formgedrehten Werkstück 41 eine von dessen vorderer Stirnfläche ausgehende axiale Bohrung.
Das dem Werkstück 41 in der Bearbeitungsfolge vorangegangene, von dem nach oben ragenden Gegenspannarm 38 festgehaltene Werk stück 41' ist unterdessen der Einwirkung der Bearbei tungseinrichtungen 86 und 92 ausgesetzt, durch die es im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Innengewinde bzw. eine von seinem hinteren Ende ausgehende axiale Bohrung erhält. Zur gleichen Zeit wird das dem Werk stück 41' in der Bearbeitungsfolge vorangegangene Werkstück 41" von den Bearbeitungseinrichtungen 87 und 93 weiterbearbeitet, von denen es an seinem vor deren Ende ein Aussengewinde und an seinem hinte ren Gewinde ein Innengewinde erhält.
Kurz vor Beendigung des Formdrehvorganges wird die Kreissäge 77 von der Kurvenscheibe 82 radial zum Werkstoff 7 hin geschwenkt uns beginnt das Werk stück 41 von der Werkstoffstange abzutrennen. Die Drehwinkelstellung der die Kreissäge 77 steuernden Kurvenscheibe 82 auf der Hauptsteuerwelle 13 ist so gewählt, dass das Werkstück 41 erst kurz nach Beendi gung des Formdrehvorganges von der Werkstoffstange 7 abgetrennt wird. Somit ist dafür gesorgt, dass der Abschnitt des Werkstoffs 7, der jeweils den Formdreh werkzeugen 19 ausgesetzt ist, während des gesamten Formdrehvorganges zwischen der Spannzange 20 und dem das Werkstück 41 festhaltenden Gegenspannarm 38 starr eingespannt ist.
Nach dem Abtrennen des Werkstücks 41 schwenkt die Kurvenscheibe 72 den Hebel 70 in Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn, so dass der Indexstift 66, der den Rundtisch 37 bisher verriegelt hatte, aus der ihm ge genüberstehenden Kegelbüchse 65 zurückgezogen wird.
Gleichzeitig wird der von der Hauptsteuerwelle 13 ge steuerte Motor 57 für die Dauer einer Umdrehung der Scheibe 60 eingeschaltet, so dass das Malteserkreuz 62 und mit ihm die Hohlwelle 29 mit dem Rundtisch 37 im Sinne des Pfeiles in Fig. 3 um eine Viertelumdre hung weitergedreht wird. Anschliessend rastet der In dexstift 66 in die ihm nun gegenüberstehende Kegel büchse 65 ein, so dass der Rundtisch 37 in seiner neuen Winkelstellung verriegelt wird. Hierauf schiebt der Hebel 52 den Dom 46 nach hinten.
Dadurch wer= den die Spannbacken 40 des nun nach unten ragenden Gegenspannarms 38, der noch das bisher mit 41" be zeichnete Werkstück trägt, auseinandergeschoben, da der Schaft 44 des ihnen zugeordneten Spannkeils 43 mit der nach unten weisenden, keilförmigen Nut 55 des Dorns 46 zusammenwirkt. Das bisher zwischen den erwähnten Spannbacken 40 festgehaltene Werkstück, das in seiner neuen, aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung mit 41<B>...</B> bezeichnet ist, kann somit frei zwischen den Spannbacken herausfallen und auf der vom Maschi nengestell 1 unterhalb des Rundtisches 37 gebildeten schiefen Ebene wegrollen.
Gleichzeitig mit den Spann backen 40 des nach unten ragenden Gegenspannarms 38 öffnen sich auch die Spannbacken des nun vor dem umlaufenden Werkzeugkopf 17 stehenden Gegenspann- arms. Damit kann durch Schliessen der Spannzangen einrichtung 14 im Vorschubkopf 2 und anschliessendes Vorschieben des Vorschubkopfes ein neuer Arbeitstakt des Drehautomaten eingeleitet werden.
Automatic lathe The subject of patent no. 443 844 is an automatic lathe in which wire or rod-shaped material, held against turning, is passed coaxially through a hollow main spindle and a rotating tool head carried by this, which carries at least one turning tool, the radial one Feed movement is controlled by a lever which is pivotably mounted in the tool head about an axis paral lele to its axis of rotation and interacts with a rotating cam that is coaxial to the main spindle, which automatic lathe is characterized by,
that a cam carrier spindle carrying the cam and the main spindle each carry a sun gear of a planetary gear and are connected to one another by planet gears that create a translation between the sun gears, the main spindle and the planetary gear carrier being drivable at different speeds.
There is an automatic staking bench with rotating the tool head known, which has a Gegenenspannein direction; in which the foremost workpiece is held until it has been separated from the material rod. The intention is to prevent the material from evading the pressure of the tools on the rotating tool head; In addition, the counter-tensioning device prevents a slug or burr from remaining when the workpiece held by it is severed. The workpieces to be cut off are clamped in the counter-clamping device one after the other in exactly the same way, since the distance between the counter-clamping device and the rotating tool head cannot be changed during operation of the automatic lathe.
The invention is based on the knowledge that the exact clamping that can be achieved with a counter-clamping device can be used for further processing of the workpieces if additional machining devices, for example drilling, thread cutting and / or milling devices, are attached to what is held in the counter-clamping device Let the workpiece act.
The realization of this knowledge in automatic lathes of the type described in the patent mentioned above is opposed by the fact that the machining of the individual workpieces following the turning in many cases requires more time than the turning process itself, so that the performance of the automatic lathe is only partially would be used if its cycle time had to be based on the time required for subsequent processing.
This difficulty occurs to a particularly great extent in the case of automatic lathes according to the cited patent, since the control of the turning tools provided there on the rotating tool head enables particularly high machining performance and thus short form turning times. Another difficulty with known automatic lathes of the type described is that it is not possible to further process the workpiece held in the counter-clamping device after it has been severed on its end face facing the rotating tool head.
The purpose of the invention is to create a lathe that avoids these disadvantages. The automatic lathe of the invention, in which wire or rod-shaped material, held against turning, is passed coaxially through a rotating tool head for form turning, is characterized in that a rotary table is arranged in front of the rotating tool head, which is equipped with at least one Form-turned workpiece further processing station and carries a number of processing stations corresponding to the number of processing stations in circumferential distances offset counter-clamping devices.
The invention offers particular advantages in the case of an automatic lathe, in the tool head of which at least one tool holder is mounted pivotably about an axis parallel to the axis of the tool head and has a lever which is supported directly on an annular cam disk which rotates with a cam support spindle coaxial to the main spindle, whose speed is in a selectable ratio to the speed of the main spindle, as described in patent no. 443 844.
Since the counter-clamping devices each have to take a completely turned workpiece, the profile of which is not very suitable for clamping in a collet usually used as counter-clamping device, it is advantageous if the counter-clamping devices are gebil det from radially displaceable clamping jaws. Compared to collets, clamping jaws with the usual horizontal course of the workpiece axis have the additional advantage that the workpiece does not need to be ejected in the axial direction, but can fall out freely between the opened clamping jaws during the rotation of the Rundti cal.
The last-mentioned feature can be further developed in that the clamping surfaces of the clamping jaws are adapted to the external shape of the workpiece produced by the turning tools. This results in an even distribution of the clamping pressure on the workpiece.
The tools on the rotating tool head could cut off the finished workpieces during the form turning of the next workpiece. The parting, however, proceeds relatively slowly, so that in many machining cases the turning process would be delayed to such an extent that it would no longer be worthwhile to divide the subsequent machining into several stations. It is therefore expedient to assign a device controlled by the main control shaft of the automatic lathe for cutting off the finished workpieces to the rotating tool head and the rotary table.
The machining work required for the separation can be divided in an automatic lathe with the last-mentioned feature in such a way that the form turning steels only pierce at the separation point and then the separation device, ie. H. takes over the actual cutting while the next workpiece is being turned.
In order to be able to perform the cutting in all machining cases within the short time required for the form turning, a circular saw is preferably provided as the cutting device.
The invention is tert erläu below with reference to a drawing of an embodiment. 1 shows a plan view, partially drawn as a section in a horizontal plane, of a rotary machine with the features of the invention; FIG. 2 shows a side view partially drawn as a section along the line II-II in FIG. 1; FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 1; and FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3.
The automatic lathe shown in the drawings and designed according to the invention comprises a box-shaped machine frame 1 on which several construction groups of the automatic form lathe are arranged, namely, viewed from left to right in FIGS. 1 and 2, a feed head 2, a headstock 3 , a bearing block 4 and laterally a separating device 5. The wire or rod-shaped material to be machined on the automatic lathe is arranged in FIGS. i and 2 from left to right through the feed head 2, through a rear end of the headstock 3 Clamping force converter 8 and passed through the headstock itself.
The feed head 2 is movably guided between 9 rule guides in the longitudinal direction of the material 7 on the machine frame 1. For the longitudinal movement of the feed head 2, a two-armed lever 10 mounted in the machine frame 1 is provided according to FIG. 2, which engages with its upper end on the front of the feed head and with its lower end engages in a groove 11 on the circumference of a control drum 12, which is attached to the main control shaft 13 of the rotary machine.
In the feed head 2 a known, generally designated 14 collet device is arranged, which is used to take the material 7 with the forward movement of the feed head and to release it for the return movement of the feed head. A lever 15, which is also mounted in the machine frame 1 and which interacts with a cam disk 16 fastened on the main control shaft 13, is provided for actuating the collet device 14.
In the headstock 3 a total of 17 designated tool head with four tool holders 18 is gela Gert. The tool head 17 receives its rotational movement in the manner described in the main patent from the main drive motor, not shown, of the automatic lathe. The tool holders 18 are each immovable in the axial direction and are mounted in the tool head so that they can be pivoted about an axis parallel to the axis of rotation of the tool head 17. A form turning tool 19 is attached to each of the tool holders 18. The radial advance of the form turning tools 19 is brought about by pivoting the tool holder 18. The pivoting movements of the tool holder 18 are controlled in the manner described in the main patent by cam disks, not shown, which are driven via the main control shaft 13 of the automatic lathe.
The material 7 is fed to the machining point through the axial bore of the tool head 17. In order to keep the material 7 as rigid as possible during the form turning in the axial and radial directions, a known collet 20 is provided in the front end of the axial bore of the tool head 17. The collet 20 has a conical head which tapers towards the rear and which interacts with a corresponding conical surface of a clamping sleeve 21 surrounding the collet.
The clamping sleeve 21 is ge leads without play in a holding tube 22, which is screwed at its rear end to the spindle stock 3 and extends through the headstock to the front face of the rotating tool head 17 extends. The holding tube 22 is mounted in the axial bore of the tool head 17 by means of a radially prestressed needle bearing 24.
At its front end, the holding tube 22 has a flange 25 which projects radially inward and on which the collet 20 is supported towards the front. At the rear end of the clamping sleeve 21 is also in the holding tube 22 axially displaceably guided pressure rotary 26. The rear end of the pressure tube 26 extends into the interior of the clamping force transmission B.
The clamping force converter 8 receives a movement directed transversely to the longitudinal direction of the material 7 from a lever 27 which is mounted in the machine frame 1 and which interacts with a cam disk 28 on the main control shaft 13. The clamping force translator 8 converts this movement in a known manner (not shown) into an axial movement of the pressure tube 26.
For this purpose, the clamping force booster 8 can comprise a rack which cooperates with the lever 27 and which engages with a toothed segment which acts on the pressure tube 26 via wedge surfaces. When moving forward, the pressure tube 26 pushes the clamping sleeve 21 with its funnel-shaped front end over the conical head of the collet 20 so that the inner diameter of the head narrows and the material 7 is clamped.
At a distance from the axis of rotation of the rotating work tool head 17 extends a hollow shaft 29, which is mounted with its rear end in the headstock 3 and with its front end in the bearing block 4. The hollow shaft 29 is secured against displacement in the axial direction by a block 4 provided in the front end of the bearing, a total of 30 designated axial bearings. The axial bearing 30 comprises a thrust ring 31, which is supported to the rear and to the front on the bearing block 4 via two ball races 32 and 33 and is held between two bushes 34 and 35 on the front end of the hollow shaft 29. Of these bushings, the rear 34 is supported on a shoulder of the hollow shaft 29 and the front 35 on a nut 36 which is screwed onto the front end of the hollow shaft.
In its central section, the hollow shaft 29 has a hub which is referred to as a rotary table 37 in the following. The rotary table 37 has four radially protruding counter-tensioning arms 38 that protrude at equal circumferential distances from one another. In the counter-tensioning arms 38, two clamping slides 39 are guided tangentially to the rotary table 37 in a plane that intersects the geometric axis of the hollow shaft 29 at right angles.
With the clamping slide 39 each a clamping jaw 40 is screwed, the clamping surface of the circumferential surface of a finished ge rotated workpiece 41 is adapted.
In the facing end faces of the cocking slide 39 of each counter-clamping arm 38, according to FIGS. 3 and 4, a T-groove-shaped recess 42 is incorporated in such a way that the longitudinal directions of the T-shaped grooves of both clamping slides intersect at an acute angle. A clamping wedge 43 with a double T-shaped cross section engages in the recess 42. The clamping wedge 43 has a guided in the arm 38, radially into the bore of the hollow shaft 29 protruding shaft 44, which is pressed by a compression spring 45 radially inward. The wedge surfaces of the clamping wedge 43 and the wedge surfaces of the recesses 42 cooperating with it are arranged so that the clamping slides 39 and with them the clamping jaws 40 are moved towards each other when the clamping wedge moves inward under the action of the spring 45.
For opening the clamping jaws 40, a cylindrical mandrel 46 is guided in the hollow shaft 29 according to FIGS. 1 and 2. On the front, protruding from the hollow shaft 29 end of the mandrel 46, a sleeve 47 between two nuts 48 and 49 is attached. The sleeve 47 has two tangential grooves 50 offset from one another by 180 on its outer surface. Sliding blocks 51 which are mounted on the fork-shaped upper end of a two-armed lever 52 serving to move the mandrel 46 engage in the grooves 50. The lever is in turn mounted in the machine frame 1 and engages with its lower end in a groove 53 on the circumference of a control drum 54, which BEFE is Stigt on the main control shaft 13 of the automatic lathe.
The mandrel 46 is prevented by the cooperation of its sleeve 47 with the lever 52 from rotating about its axis.
According to FIG. 2, the rear end of the mandrel 46 has four longitudinal grooves 55 and 56 which interact with the shafts 44 of the clamping wedges 43. Of these grooves 55, 56 are two in an axis of the mandrel 46 and the axis of rotation of the rotating tool head 17 containing, in the illustrated embodiment, a horizontal plane, while the other two grooves are arranged in a standing plane at right angles to this level. The in Fig. 2 to un th pointing and pointing to the axis of rotation of the rotating tool head groove are denoted by 55, while the other two grooves are denoted by 56.
The grooves 55 are - starting from the rear end face of the mandrel 46 - flattened towards the front, so that the groove base each forms a wedge surface that rises towards the front. The two remaining grooves 56, on the other hand, have a constant depth over their entire length, which corresponds to the greatest depth of the grooves 55.
The hollow shaft 29 can be further rotated by a certain angle after each work cycle of the automatic lathe. In the illustrated embodiment, this angle is 90. The drive for the further rotation of the hollow shaft 29 comprises an electric motor 57 which is switched on and off by contacts (not shown) operated by the main control shaft 13 of the automatic lathe. On the shaft end of the motor 57 sits a worm 58 which is in engagement with a worm gear 59 mounted in the spindle stock 3. A disk 60 rotates with the worm wheel 59 and has a pin 61 protruding at a distance parallel to its wire axis.
The pin 61 cooperates with a Maltese cross 62 which is fastened between nuts 63 and 64 on the rear end of the hollow shaft 29. The Maltese cross has such an angular position in relation to the hollow shaft 29 that, after the hollow shaft continues to rotate, a counter-clamping arm 38 assumes its position in front of the rotating tool head, in which its clamping jaws 40 are symmetrical to the axis of rotation of the tool head. The rotary table 37 can be in each of its rotational angular positions, in which one of the counter-clamping arms 38 is in front of the rotating tool head 17, verrie rules.
For this purpose, four tapered bushings 65 that expand radially outward and are offset from one another at uniform circumferential distances are provided on the circumference of the rotary table 37. An index pin 66 cooperates with the tapered bushings 65 and is guided in a bushing 67 which is radial to the rotary table 37. Between the closed rear end of the sleeve 67 and the rear end of the index pin 66, a Druckfe of 68 is clamped which the index pin forward, i. H. presses radially towards the rotary table 37. One arm of a two-armed lever 70 engages in a recess 69 of the index pin 66.
The lever 70 is mounted in the machine frame 1 and carries a cam follower roller 71 on its other arm, which rests against a cam 72 attached to the main control shaft 13 under the action of the spring 68. The separating device 5 comprises a base body 74 guided in the longitudinal direction of the machine frame 1 between dovetail guides 73. The base body 74 can be secured against displacement by means of clamping screws 75. In the base body 74 a radially to the material 7 or workpiece 41 pivotable arm 76 is mounted, which carries a circular saw 77 at its free end.
The circular saw 77 is driven by an electric motor 78 which is flanged to the base body 74 via a V-belt (not shown) arranged within the arm 76. The arm 76 is screwed to a lever 79 which is under the action of a compression spring 80 me. a cam follower roller 81 mounted at its lower end on a white direct, on the main control shaft 13 mounted cam disc 82 is supported.
On the bearing block 4 is an independent Einrich device 83 for the additional processing of the workpiece 41 is attached, the work spindle 84 with the axis of rotation of the rotating tool head 17 is aligned. The processing device 83 has a drive, not shown in detail, for the circulating and advancing movement of its spindle 84. In the illustrated embodiment, the spindle 84 carries a drill 85. On the bearing block 4, two further independent processing devices 86 and 87 are provided, the spindles 88 or 89 have the same radial Ab stood from the axis of the hollow shaft 29 as the spindle 84, but which are offset by 90 or 180 against the spin del 84.
The spindle 88 carries a tap 90 in the dargestell th embodiment, while the spindle 89 rend a thread cutting tool 91 carries. Two further independent machining devices 92 and 93 are arranged on the headstock 3, which are opposite the machining devices 86 and 87, respectively. The work spindle 94 of the processing device 92 carries a drill 96 and the work spindle 95 of the processing device 93 is equipped with a thread drill 97 Ge.
The operation of the automatic lathe described in the above is as follows: The working cycle of the automatic lathe begins with the collet device 14 in the feed head 2 as a result of pivoting the lever 15 captures the material 7 and the feed head is then pushed forward by the lever 10.
During the feed movement, the lever 27 of the clamping force converter 8 assumes a position such that the collet 20 in the rotating tool head 17 is open; the form turning tools 19 are in their radially outwardly pivoted position and the mandrel 46 in the hollow shaft 29 assumes its rear end position, so that the clamping jaws 40 of the counter-clamping arm 38 are open just in front of the rotating tool head 17. In addition, the two clamping jaws 40 of the counter-clamping arm 38 facing straight down are also open.
After the end of the feed movement, the pressure tube 26 is pushed axially forwards as a result of a pivoting of the lever 27, so that the collet in the rotating tool head 17 closes; At the same time, the dome 46 is pulled axially forward by the lever 52, so that the two previously opened pairs of clamping jaws 40 close under the action of the springs 45 assigned to them. The axial position of the rotary table 37 is selected so that the foremost workpiece 41, which has already been shaped but still connected to the material bar 7, is clamped between the clamping jaws 40 of the counter-clamping arm 38 in front of the tool head 17.
To adapt to different workpiece lengths, the rotary table 37 can be adjusted in the axial direction by exchanging the bushings 34 and 35 at the front end of the hollow shaft 29. The Mal teserkreuz 62 can be adapted to a changed axial position of the hollow shaft 29 by turning the nuts 63 and 64. In a corresponding manner, the bushing 47 at the front end of the dome 46 can also be adjusted to different axial positions of the rotary table 37 by turning the nuts 48 and 49.
Immediately after the clamping jaws 40 are closed, the collet device 14 in the feed head 2 releases the material 7, and the feed head returns to its starting position. At the same time, the form turning tools 19 begin their radially inwardly directed pivoting, by means of which the foremost, as yet unprocessed section of the material rod 7 is shaped. In the meantime, the machining device 83 produces an axial bore starting from the front face of the workpiece 41 which has already been shaped.
The workpiece 41 'preceding the workpiece 41 in the machining sequence, held by the upwardly projecting counter-clamping arm 38, is meanwhile exposed to the action of the machining devices 86 and 92, through which there is an internal thread or an axial thread extending from its rear end in the illustrated embodiment Bore receives. At the same time the workpiece 41 'preceding the workpiece 41' in the processing sequence is processed further by the processing devices 87 and 93, of which it receives an external thread at its end and an internal thread at its rear thread.
Shortly before the end of the form turning process, the circular saw 77 is pivoted radially towards the material 7 by the cam 82 and the work piece 41 begins to be separated from the material bar. The angle of rotation of the cam 82 controlling the circular saw 77 on the main control shaft 13 is selected so that the workpiece 41 is only separated from the material bar 7 shortly after the end of the form turning process. It is thus ensured that the section of the material 7 which is exposed to the form turning tools 19 is rigidly clamped between the collet 20 and the counter-clamping arm 38 holding the workpiece 41 during the entire form turning process.
After separating the workpiece 41, the cam 72 pivots the lever 70 in Fig. 3 counterclockwise, so that the index pin 66, which had previously locked the rotary table 37, is withdrawn from the conical bushing 65 opposite it.
At the same time the ge of the main control shaft 13 controlled motor 57 is switched on for the duration of one revolution of the disc 60, so that the Maltese cross 62 and with it the hollow shaft 29 with the rotary table 37 in the direction of the arrow in Fig. 3 is rotated by a quarter turn . Then the index pin 66 engages in the conical sleeve 65 which is now opposite it, so that the rotary table 37 is locked in its new angular position. The lever 52 then pushes the dome 46 to the rear.
As a result, the clamping jaws 40 of the now downwardly protruding counter-clamping arm 38, which still carries the workpiece previously designated as 41 "be, pushed apart, since the shaft 44 of the clamping wedge 43 assigned to them with the downward-facing, wedge-shaped groove 55 of the mandrel 46 The workpiece previously held between the mentioned clamping jaws 40, which in its new position shown in FIG. 3 is denoted by 41 <B> ... </B>, can thus freely fall out between the clamping jaws and onto that of the machine nengestell 1 below the rotary table 37 formed inclined plane roll away.
Simultaneously with the clamping jaws 40 of the downwardly projecting counter-clamping arm 38, the clamping jaws of the counter-clamping arm now standing in front of the rotating tool head 17 also open. Thus, a new work cycle of the automatic lathe can be initiated by closing the collet device 14 in the feed head 2 and then pushing the feed head forward.