DE1088314B

DE1088314B - Plandreheinrichtung

Info

Publication number: DE1088314B
Application number: DEA20014A
Authority: DE
Inventors: Hugo Allemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-01-22
Filing date: 1954-02-15
Publication date: 1960-09-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Plandreheinrichtung mit Radialverstellung des Werkzeugs am umlaufenden Drehkopf durch eine in der hohlen Hauptspindel gelagerte Steuerwelle, insbesondere zum Bearbeiten von Instrumententeilen, die, wie beispielsweise die Platinen von Uhren od. dgl·., eine besondere Maßgenauigkeit erfordern. Ein verstellbarer Bohrkopf, bei dem schwenkbare Messerträger oder Messer an Kurven geführt sind, deren Drehung um die Achse des Bohrkopfes die Verstellung der Messer bewirkt, sowie ein Plan- und Bohrdrehkopf, bei dem der Werkzeugträger über ein Verstellgetriebe mit einer mit dem Werkzeugkopf gleichachsigen Stellwelle einstellbar ist, sind bekannt.

Von diesem Bekannten unterscheidet sich die Plandreheinrichtung gemäß der Erfindung dadurch, daß bei Stillstand des Werkstücks und umlaufendem Werkzeug, was für die Bearbeitung von feinmechanischen Werkstücken der vorbezeichneten Art vorteilhaft ist, der Drehstahl auf einem Arm befestigt ist, der um eine zur Drehachse parallele Achse schwenkbar ist, und dessen Verstellbewegungen von einem auf der Steuerwelle befindlichen Ritzel über ein mit dem Hebel durch eine Welle verbundenes Zahnsegment erfolgen, und das Verstellgetriebe für die Steuerwelle als Schraubengetriebe ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind ferner Mittel zum Ausgleich der am Drehkopf auftretenden Unwucht vorgesehen. Die Vorrichtung zur Radialverstellung des Drehstahls ist unmittelbar im Drehkopf angeordnet, sehr einfach und erfordert zur Radialverstellung des Stahls nur eine Drehung der Steuerweile. Die Vorrichtung arbeitet elastisch und ist automatisch nach allen Richtungen beliebig steuerbar.

Gegenüber den an sich bekannten Mitteln zum selbsttätigen Ausgleich auftretender Massenwirkungen an umlaufenden Teilen von Werkzeugmaschinen, insbesondere auch an Spannfuttern und Bohrköpfen, ist gemäß der Erfindung eine besondere Gestaltung und Anordnung der Ausgleichsmittel vorgesehen, welche den durch den umlaufenden Drehkopf mit dem Werkzeugträgerarm gestellten Forderungen gerecht werden. Zum selbsttätigen Ausgleich der infolge der Querverlagerungen des Werkzeugs auftretenden Massenwirkungen ist eine in bezug auf seine Drehachse dem Werkzeug gegenüber radial ausladende Gegenmasse mit der Drehachse verbunden, und der Drehkopf selbst mit einer Gegenmasse zum Ausgleich der Resultierenden aller einseitigen Massen des Werkzeugträgerhebels und der mit seiner Drehachse verbundenen Teile ausgebildet. Bei einer anderen Ausführung ist zum Ausgleich der Massenwirkungen ein zweiter Hebel mit einer Drehachse und einem in das Verstellritzel eingreifenden Zahnsegment dem Werk-Plandreheinrichtung

Anmelder:

Hugo Allemaim,

Luterbach, Solothurn (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Jansen, Patentanwalt,
Dortmund, Wilhelmstr. 66

Hugo Allemann, Luterbach, Solothurn (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

zeugträgerhebel gegenüber derart am Tragelement angeordnet, daß er zwangläufig gegengleiche Bewegungen zum Werkzeugträgerarm ausführt.

Erfindungsgemäß sind "ferner Mittel vorgesehen, durch welche das im Verstellgetriebe etwa auftretende Spiel ausgeglichen wird.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es stellt dar

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Drehvorrichtung und einen Teil des Maschinengestelles, auf dem die Vorrichtung montiert ist,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der ~LinieA-A in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil des in Fig. 1 dargestellten Schnittes in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie B-B in Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie C-C in Fig. 1,

Fig. 6 eine Einzelheit in der Draufsicht und

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie D-D in Fig. 6.

Auf dem Maschinengestell 1 ist ein Spindelstock 2 in einer Kulissenführung 3 verschiebbar montiert, wozu eine Hebeleinrichtung 4 oder irgendeine andere zweckmäßige Einrichtung dienen kann. Der Spindelstock 2 weist ein Lager 5 auf, in dem ein Ende einer Hohlwelle 6 drehbar gelagert ist, und dem Lager gegenüber eine gehäuseartige Erhöhung 7 mit einer zweiten Lagerstelle für das andere Ende der Hohlwelle. Zwischen den beiden Lagerstellen ist ein Antriebsrad 48 auf der Hohlwelle 6 befestigt, durch das die Hohlwelle angetrieben werden kann.

Das über das Lager 5 hinaus vorstehende Ende der Hohlwelle 6 trägt einen Drehkopf 8, in dem die Dreh-

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achse 9 eines Werkzeugträgerarms 10 drehbar gela- Zu diesem Zwecke ist ein doppelarmiger Ausgleichgert ist. Das freie Ende dieses Arms ist als Stahl- hebel 30 so angeordnet, daß sein eines Ende an einem halter zur Aufnahme eines Drehwerkzeuges 11 ausge- Fixpunkt 31 des Maschinengestelles 1 angelenkt ist, bildet, derart, daß die Werkzeugschneide in die Ro- während sein anderes Ende 32 gegen eine Fläche des tationsachse der Hohlwelle 6 gebracht und auch quer 5 Spindelstockes 2 frei anliegt. Sein Drehpunkt 33 bezur Rotationsachse von derselben weg bewegt wer- findet sich ebenfalls am Schieber 29, so daß sich jede den kann, d.h., die Exzentrizität der Werkzeug- Längsbewegung des Spindelstockes2 auf den Ausschneide kann, je nach Bedarf, von 0 bis zu einem gleichhebel 30, den Schieber 29 und somit auch auf Maximum beliebig geändert werden. Dem Werkzeug den Drehpunkt 28 des Vorschubhebels 22 überträgt, gegenüber ist am Maschinengestell 1 ein Spannmittel io wodurch die Drehzapfen 24 am Steuerschieber 19, und zur Aufnahme von nichtumlaufenden Werkstücken 12 auch dieser selbst, um den gleichen Betrag in bezug angebracht. Die dem Werkzeugträgerarm 10 züge- auf den Spindelstock 2 verstellt wird. Die Lage des kehrte Begrenzungsfläche des Drehkopfes 8 ist als fein- Steuerschiebers 19 in bezug auf die Führungsbüchse bearbeitete, genaue Planfläche ausgebildet, gegen die 18 bleibt dagegen konstant und ändert sich ausschließeine mit der Rückseite des Werkzeugträgerarms ver- 15 lieh in Abhängigkeit von Bewegungen des Gestänges bundene Stütze 13 bei allen Bewegungen des Schwing- 23. Dadurch findet ein beständiger Ausgleich der Behebeis anliegen kann, um den Schnittdruck aufzuneh- wegungen statt. An einer anderen Stelle des Manien. Auf der Drehachse 9 des Werkzeugträgerarms schinengestelles 1 ist eine auf das Ende des Schiebers ist ein Zahnsegment 14 fest angeordnet. 29 wirkende Druckfeder 34 angeordnet, durch welche

In der Bohrung der Hohlwelle 6 ist eine Steuer- 20 das freie Ende des Ausgleichhebels 30 stets gegen stange 15 drehbar gelagert, deren drehkopfseitiges seine Auflagefläche am Spindelstock 2 angedrückt Ende ein Zahnritzel 16 aufweist, dessen Zähne mit wird.

denjenigen des Zahnsegmentes 14 im Eingriff stehen. Infolge des Umlaufs der Welle 6 treten am Werk-

Durch Verdrehung der Steuerstange 15 wird über zeugträgerarm 10 Massenkräfte auf, die in bezug auf das Zahnritzel 16 und das Zahnsegment 14 der Werk- 25 seine Drehachse 9 ein Moment erzeugen, das um so zeugträgerarm 10 innerhalb gewisser Grenzen um je- größer wird, je mehr seine seitliche Verlagerung zuden Betrag zum Ausschwingen gebracht, so daß das nimmt. Dieses Moment kann durch Anbringen einer Werkzeugll radial verstellt wird. Gegenmasse 35 an der Drehachse 9 ausgeglichen wer-

Zur Betätigung der Radialbewegung des Werkzeugs den, wobei der seitliche Ausschlag des Werkzeugbei umlaufendem Drehkopf ist am Spindelstock 2 eine 30 trägers durch einen ebensolchen Ausschlag der Gegen-Steuervorrichtung angebracht, mittels welcher das masse 35 nach der entgegengesetzten Seite ausgegli-Ritzel 16 über die Steuerstange 15 verdreht werden chen wird. Allerdings besteht dann eine beträchtliche, kann. Zu diesem Zweck weist das dem Drehkopf ent- einseitige Gesamtmasse, deren Resultierende durch gegengesetzte Ende der Steuerstange zwei einander eine entsprechende Massenanhäufung an der Stelle 36 gegenüberliegende Schraubenflächen 17 auf, die in 35 des Drehkopfes 8 ausgeglichen werden kann. Eine aneine mit dem Ende der Hohlwelle 6 fest verbundene dere Lösung besteht darin, einen zweiten Schwing-Führungsbüchse 18 hineinragen. In der Führungs- hebel 37 auf einer Drehachse 38 im Drehkopf 8 gegenbüchse ist ein Steuerschieber 19 mit Keil 20 und Füh- über der Drehachse 9 einzubauen und an diesem ein in rungsnut drehfest, aber axial verschiebbar angeord- das Zahnritzel 16 eingreifendes Zahnsegment 39 annet, so daß die Führungsbüchse 18 und der Steuer- 40 zubringen (Fig. 3 und 4). Durch eine derartige Anschieber 19 zwangläufig mit der Hohlwelle 6 rotieren. Ordnung würde der Schwinghebel 37 zum Werkzeug-Im Steuerschieber 19 liegen zwei Rollen 21 gegen die trägerarm 10 über das Ritzel 16 stets gegengleiche beiden Schraubenflächen 17 des Steuerorgans an und Bewegungen ausführen. Die Massen des Werkzeugbewirken so eine Verdrehung der Steuerstange 15, trägerarms 10 und der Achse 9 lassen sich durch die wenn der Steuerschieber axial verschoben wird. 45 Anbringung von Längsbohrungen 40 und 41 verrin-

Die Verschiebung des Steuerschiebers 19 wird mittels gern. Nötigenfalls kann auch die Drehachse 38 auseines doppelarmigen Vorschubhebels 22 und eines an gebohrt werden.

einemEndediesesHebelsangreifendenGestänges23will- Ein weiteres Problem besteht in der Aufhebung

kürlich bewirkt. Das andere Ende des Vorschubhebels des Spieles zwischen dem Zahnsegment 14 einerseits ist gabelförmig ausgebildet und über Drehzapfen 24 50 und dem Zahnritzel 16, dem Schraubgetriebe 17 bis mit einem am Ende des Steuerschiebers 19 montierten 21 und dem Gestänge 22, 23 andererseits, was im In-Halsring25 verbunden. Der Hals des Steuerschiebers teresse einer genauen Fertigung an den Werkstücken wird durch einen zylindrischen Zapfen 26 mit einem unerläßlich ist. Gemäß Fig. 2 kann auf einem Hebelfest montierten Stellring 27 gebildet. Der Halsring 25 arm 42 eine quer zu der durch die Rotationsachse und hat kein Axialspiel, dagegen soviel Radialspiel als 55 die Drehachse 9 des Werkzeugträgers 10 gehenden, notwendig, um die Verlängerungen und Verkürzun- ideellen Mittelebene ausladende Hilfsmasse 43 angegen des senkrecht zur Rotationsachse sich ändernden ordnet werden, deren Wirkung beim Rotieren die Ten-Abstand des Drehzapf ens 24 vom Hebeldrehpunkt 28 denz hat, den Zahndruck in der einen Drehrichtung zu ermöglichen. des Segmentes 14 zu erhöhen und ein etwaiges Spiel

Die Lage des Drehpunktes 28 des Vorschubhebels 22 60 in den beweglichen Teilen zu beseitigen. Durch Anist axial verstellbar in Abhängigkeit von den axialen Ordnung von zwei verstellbaren Massen beidseitig der Bewegungen des Spindelstockes 2. Wäre der Dreh- Drehachse 9 kann eine gewisse Einstellung der Maspunkt 28 fest, dann hätte dies zur Folge, daß bei einer senwirkung erzielt werden. Die in den Fig. 6 und 7 Verschiebung des Spindelstockes 2 eine Verschiebung dargestellte Einrichtung zur Kompensierung des Spiedes Steuerschiebers 19 und eine ungewollte Schwing- 65 les besteht darin, auf der Drehachse 9 des Schwingbewegung des Werkzeugträgerarms 10 eintreten hebeis 10 ein zum Segment 14 zusätzliches Hilfszahnwürde. Der Drehpunkt 28 ist daher an einem in einer segment44 frei drehbar anzuordnen, mit einem Schlitz Führung des Spindelstockes 2 gelagerten Schieber 29 45, in den eine Druckfeder 46, die an ihrem einen angeordnet, dessen Lagenänderungen durch die Längs- Ende gegen die Schlitzwandung und am anderen bewegungen des Spindelstockes 2 gesteuert werden. 70 Ende gegen eine im Zahnsegment 14 eingepreßten, in

den Schlitz 45 hineinragenden Stift 47 anliegt, angebracht ist. Der Druck der Feder 46 wirkt sich auf das Hilfssegment 44 als Drehmoment aus und erzeugt eine vollkommene Ausfüllung der Zahnlücken im Ritzel 16.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, besteht darin, den Spindelstock 2 fest mit dem Maschinengestell 1 zu verbinden und den Halter des Werkstückes gegen das Werkzeug 11 axial verschiebbar anzuordnen. In diesem Falle können der Spindelstock 2 und das Maschinengestell 1 aus einem Stück bestehen. Eine derartige Gestaltung bringt eine Vereinfachung mit sich, indem der Ausgleichhebel 30, der Schieber 29 und die Druckfeder 34 weggelassen werden können. Der Drehpunkt 28 des Vorschubhebels 22 ist dann fest am Maschinengestell.

Claims

Patentansprüche:

1. Plandreheinrichtung mit radialer Werkzeugverstellung am umlaufenden Drehkopf durch eine in der hohlen Hauptspindel gelagerte Steuerwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstahl (11) auf einem Werkzeugträgerarm (10) befestigt ist, der um eine zur Drehachse parallele Achse schwenkbar ist und dessen Verstellbewegungen von einem auf der Steuerwelle (15) befindlichem Ritzel (16) über ein mit dem Werkzeugträgerarm (10) durch eine Welle (9) verbundenes Zahnsegment (14) erfolgen, und daß das Verstellgetriebe für die Steuerwelle (15) als Schraubengetriebe ausgebildet ist sowie daß Mittel zum Ausgleich der am Drehkopf auftretenden Unwucht vorgesehen sind.

2. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubengetriebe aus der als Steilgewindeschraube (17) ausgebildeten Steuerwelle (15) und einer gegenüber der Hauptspindel (6) axial verschiebbar, aber undrehbar geführten Mutter (19, 21) besteht.

3. Plandreheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle (28) eines zur Axialverschiebung der Mutter (19, 21) vorgesehenen Vorschubhebels (22) ortsveränderlich ist und ihre Einstellung in Abhängigkeit von der Verstellung des den Drehkopf und seine Steuereinrichtungen tragenden Spindelstocks (2) über einen am Maschinengestell (1) angelenkten und mit dem freien Ende am Spindelstock (2) anliegenden Ausgleichhebel (30) geregelt wird.

4. Plandreheinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubhebel (22) an einem im Spindelstock (2) achsparallel zur Hauptspindel (6) geführten Schieber (29) angelenkt ist, dessen Stellung vom Ausgleichhebel (30) im Zusammenwirken mit einer Feder (34) bestimmt wird.

5. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum selbsttätigen Ausgleich der durch die Querverlagerung des Werkzeugträgerarms (10) und Werkzeugs (11) am Drehkopf (8) verursachten Massenwirkungen eine in bezug auf die Drehachse (9) des Werkzeugträgerarms ihm gegenüber radial ausladende Gegenmasse (35) mit der Drehachse (9) verbunden ist und der Drehkopf (8) selbst mit einer Gegenmasse (36) zum Ausgleich der Resultierenden aller einseitigen Massen des Werkzeugträgers (10) und der mit dessen Drehachse (9) verbundenen Teile ausgebildet ist.

6. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum selbsttätigen Ausgleich der durch die Querverlagerung des Werkzeugträgerarms (10) und Werkzeugs (11) verursachten Massenwirkungen ein zweiter Arm (37) mit einer Drehachse (38) und einem in das Verstellritzel (16) eingreifenden Zahnsegment (39) derart am Drehkopf (8) angeordnet ist, daß er gegengleiche Bewegungen zum Werkzeugträgerarm (10) ausführt.

7. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträgerarm (10) und seine Drehachse (9) mit Bohrungen (40, 41) zur Verminderung ihrer Massen versehen sind.

8. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung eines Spiels in den Verstellgetrieben (14, 16 und 17, 21) und im Schaltgestänge (22_, 23) eine Hilfsmasse

(43) auf einem Hebel (42) angeordnet ist, der am Drehzapfen (9) des Werkzeugträgerarms (10) befestigt ist.

9. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise dem Zahnsegment (14) der Welle (9) des Werkzeugträgerarms (10) ein zweites, frei drehbar auf der Hebelachse (9) angeordnetes Zahnsegment

(44) zugeordnet ist, das eine Feder (46) gegen das erste Zahnsegment zu verdrehen sucht.

10.. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträgerarm (10) auf seiner dem Werkzeug (11) abgewandten Seite eine dem Schnittdruck entgegenwirkende Stütze (13) besitzt, die gegen eine am Drehkopf (8) angeordnete Planfläche anliegt.

11. Plandreheinrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (2) fest und der Werkstückhalter axial verstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 839 590, 667 511, 096;

britische Patentschrift Nr. 619 510.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen