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Einrichtung zum Exzentrisch-Drehen auf Stangen-Drehautomaten Einrichtungen
für eine exzentrische Bearbeitung an Drehteilen sind bekannt und bestehen im wesentlichen
darin, daß dafür Spannfutter Anwendung finden, deren an dem Futterflansch anliegende
Stirnfläche verschiebbar zu diesem angeordnet ist. Hierbei sind einmal die Stirnflächen
des Spannfutters wie auch die des Futterflansches mit radial oder auch mit spiralförmig
angeordneten Nuten versehen. Für eine seitliche Veränderung der in diesem Spannfutter
gehaltenen Werkstücke zwecks Bearbeitung mittiger als auch außermittiger Sitze ist
in jedem Fall ein Stillstand der Arbeitsspindel erforderlich. Dann erst kann diese
Verstellung vorgenommen werden, die mit Hilfe von Schneckentrieben als auch mittels
konischer und exzentrisch zueinander gearbeiteter Büchsen, die verschraubbar sind,
erfolgt. In jedem Fall gestatten derartige Vorrichtungen keinesfalls eine kontinuierliche
Fertigung von Kleinteilen mit teilweise außermittig angeordneten Sitzen.
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Diese Vorrichtungen sind erst recht nicht anwendbar auf Drehautomaten,
bei denen der Arbeitsablauf selbsttätig erfolgt und die Arbeitsspindel nur in Ausnahmefällen
während der Bearbeitung stillsteht. Daher ist es auf Drehautomaten wie auch auf
anderen Drehmaschinen üblich, Drehteile mit mittigen und mit außermittigen Sitzen
in mindestens zwei Arbeitsgängen zu bearbeiten. Das bedeutet, daß diese Drehteile
halbfertig auf Drehautomaten vorgefertigt werden und in mindestens einem weiteren
Arbeitsgang auf einer Drehmaschine einzeln und von Hand eingespannt und bearbeitet
werden müssen. Die Nachteile dieser Bearbeitung sind offensichtlich, speziell bei
der Herstellung von derartigen Drehteilen auf Drehautomaten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spanneinrichtung an Drehautomaten
zu schaffen, die unter Verwendung von Stangenmaterial das Drehen von mittigen wie
auch außermittigen Sitzen oder Bohrungen an einem Drehteil gestattet, wobei der
Wechsel der Werkstückspannung, ohne Stillstand der Arbeitsspindel, in gesteuerter
und wählbarer Folge vom Drehautomaten aus erfolgt, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung
des an derartigen Drehautomaten bekannten Materialvorschubes, um damit zugleich
einen vollautomatischen und rhythmischen Arbeitsablauf zu gewährleisten.
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Die Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe besteht in einer in
Abhängigkeit von der Drehmaschine bzw. von dem Drehautomaten selbsttätig weiterschaltbaren
Spanneinrichtung zum Drehen von außermittigen Sitzen oder Bohrungen, indem ein Vorschubrohr
eine vom Drehautomaten einstellbare hin- und hergehende Verschiebebewegung erfährt
und durch eine Kurvenführung des Vorschubrohres in der Arbeitsspindel dieses eine
zusätzliche und damit zugleich eine relative Verdrehbewegung zur Arbeitsspindel
erhält, wobei in der ersten Bewegungsphase der Verschiebebewegung eine zwischen
dem Vorschubrohr und einer Druckhülse befindliche Zahnkupplung aufläuft und im weiteren
in das folgende Zahnpaar einrastet, und in der zweiten Phase der Verschiebebewegung
die Rastung der Zahnkupplung die Verdrehbewegung auf die Druckhülse überträgt, wobei
diese Druckhülse eine Spannzange in sich aufnimmt und in einer zweiten äußeren Druckhülse
zueinander exzentrisch gelagert ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird an
Hand von Zeichnungen nachfolgend beschrieben. Dabei zeigt F i g. 1 einen Gesamtschnitt
der Arbeitsspindel mit der erfindungsgemäßen Einrichtung, F i g. 2 Teile der Zahnkupplung
in auseinandergezogener Darstellung, F i g. 3 eine Gesamtansicht der Arbeitsspindel
mit eingezeichnetem Vorschubhebel, F i g. 4 den vorderen Teil der Arbeitsspindel
in vergrößerter Darstellung, F i g. 4 a und 4 b Seitenansichten der F i g. 4 von
rechts bei geschnittener überwurfmutter 5 mit um 180° verdrehter Spannhülse 7 zur
Exzenterhülse 8 und deren Grundstellung und F i g. 5 den hinteren Teil der Arbeitsspindel
in vergrößerter Darstellung.
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Eine in Drehautomaten gebräuchliche Arbeitsspindel 1 ist in bekannter
Art und Weise in Radialkugellagern 2 und 3 gelagert und wird axial gegen Verschiebung
mit Hilfe zweier Kontermuttern 4 begrenzt. Am Kopf der Arbeitsspindel 1 ist eine
überwurfmutter 5 aufgeschraubt, die zugleich als vordere Begrenzung für eine Spannzange
6 dient. Diese Spannzange 6 ist verschiebbar und, wenn erforderlich, auch
verdrehbar
in einer Spannhülse 7 gelagert, deren äußerer Durchmesser um die Hälfte der erforderlichen
maximalen Exzentrizität des zu fertigenden Werkstückes außermittig angeordnet ist.
Eine weitere Exzenterhülse 8 umgreift die Spannhülse 7 und besitzt eine außermittig
angeordnete Bohrung, die ebenfalls um die Hälfte der maximal erforderlichen Exzentrizität
des zu fertigenden Werkstückes versetzt ist. Während die Spannhülse 7 in der Exzenterhülse
8 verschieb- und verdrehbar gelagert ist, wird die Exenterhülse 8 in der Arbeitsspindel
1 längsverschiebbar mit Hilfe eines Bolzens 9 in einer Nut 10 der Arbeitsspindel
1 geführt. In die Spannhülse 7 ist ein vorderes Kupplungsstück 11 eingeschraubt,
und eine ebenfalls darin befindliche Druckfeder 12 ist bestrebt, die Spannzange
6 zu öffnen. In das vordere Kupplungsstück 11 ist, zusammen mit einem kurzen Kupplungsstück
13 und einer Druckfeder 14, eine Führungshülse 15 eingeschraubt. Das Kupplungsstück
11 und das kurze Kupplungsstück 13 bilden zusammen ein sogenanntes Zahnrichtgesperre.
Beiderseits an dem kurzen Kupplungsstück 13 befindliche Führungsnocken 16 gleiten
in Nuten 17 eines geteilt ausgeführten vorderen Schaltrohres 18, welches in ein
hinteres Schaltrohr 19 eingeschraubt ist. Am Ende des hinteren Schaltrohres 19 ist
ein weiteres Radialkugellager 20 aufgezogen, welches, mit einer Begrenzungsmutter
21 zusammen, eine formschlüssige Verbindung mit einem axial verschiebbaren auf einem
Bett 22 des Drehautomaten gleitenden Schlittens 23 herstellt.
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Auf beiden Schaltrohren 18 und 19 gleitet ein in derartigen Drehautomaten
bekanntes Spannrohr 24, welches mit einer Stirnseite an der Exzenterhülse 8 und
am anderen Ende an zwei Spannknaggen 25 anliegt. Diese Spannknaggen 25 liegen lose
in Längsaussparungen 26 der Arbeitsspindel 1, wobei die vorderen abgewinkelten Teile
27 der Spannknaggen 25 in einer halbrundförmigen Rille 28 einer auf der Arbeitsspindel
1 befestigten Druckscheibe 29 anliegen. Eine axial verschiebbare Spannmuffe 30 umgreift
die Arbeitsspindel 1 und damit zugleich die Spannknaggen 25. Diese Spannmuffe 30
besitzt an einem Bohrungsende eine Schräge 31, die sich, bei entsprechender Schaltbewegung
einer in eine Rille 32 der Spannmuffe 30 eingreifenden Spanngabel 33, über die Spannknaggen
25 schiebt.
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Die Begrenzung für diese Verschiebebewegung der Spannmuffe 30 bilden
zwei Kontermuttern 34, die in bekannter Art und Weise eine Justage der Werkstückspannung
gestatten.
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Die Spanngabel 33 wie auch der Schlitten 23 ist mit dem Drehautomaten
steuer- und einstellbar verbunden.
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Das hintere Ende der Arbeitsspindel l trägt eine Steilgewindehülse
35, welche mit einer Kontermutter 36 einstell- wie auch auswechselbar auf dieser
befestigt ist. In einer Kurvenbahn 37 der Steilgewindehülse 35 gleitet eine Rolle
38, die, mit Hilfe einer Ansatzschraube 39, drehbar am hinteren Schaltrohr 19 befestigt
ist. Damit besteht eine der Form der Kurvenbahn 37 entsprechende gleitende Verbindung
zwischen der Arbeitsspindel 1 und dem hinteren Schaltrohr 19.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung, in Zusammenarbeit
mit der bereits bekannten Stangen-Vorschub- und Spanneinrichtung, soll im folgenden
beschrieben werden. Hierbei wird angenommen, daß das zu bearbeitende Werkstück,
der besseren Erklärung wegen, nur eine außermittig angeordnete Form besitzen soll.
Die dieser Exzentrizität entsprechenden Spann- und Exzenterhülsen 7 und 8 befinden
sich im vorderen Teil der Arbeitsspindel 1, und in Verbindung mit den Kupplungsstücken
11 und 13 kann die Spannhülse 7 und damit die Spannzange 6 zur Exzenterhülse 8 zwei
Stellungen einnehmen. In einer dieser beiden Stellungen heben sich die Exzentrizitäten
der beiden Hülsen 7 und 8 auf, so daß die Spannzange 6 zentrisch zur Arbeitsspindel
1 läuft. Bei 180° Drehung der Spannhülse 7 zur Exzenterhülse 8 addieren sich die
außermittigen Sitze der beiden Hülsen 7 und 8, so daß die Spannzange 6 zur Arbeitsspindel
1 um das an dem Werkstück geforderte Maß außer Mitte läuft.
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Eine in den Zeichnungen nicht eingezeichnete Materialstange wird in
der Spannzange 6 aufgenommen und liegt frei in den Bohrungen des Zabnricht gesperres
11/13 und des hinteren Schaltrohres 19. Zum Materialvorschub dient ein an derartigen
Drehautomaten bekannter Materialgewichtsvorschub in Verbindung mit einer von dem
Drehautomaten steuer- und einstellbaren Vorschub- und Werkstückspanneinrichtung.
Diese Einrichtung arbeitet in der Weise, daß, bei einer in Uhrzeigerrichtung erfolgenden
Verschwenkung der Spanngabel 33, die Spannmuffe 30 die Spannknaggen 25 freigibt,
womit das Spannrohr 24 die Spannung zwischen den Hülsen 7 und 8 und der Spannzange
6 löst. Damit kann sich die in der Spannzange 6 unter Druck anliegende Materialstange
bis zu dem am Drehautomaten in bekannter Weise einstellbaren Materialanschlag verschieben.
Wird die Spanngabel 33 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, dann schiebt sich die
Spannmuffe 30 mit ihrer Schräge 31 derart über die verstärkt ausgeführten Enden
der Spannknaggen 25 bis zu den als Anschlag wirksamen Kontermuttern 34; daß die
Spannknaggen 25 mit ihren abgewinkelten Teilen 27 in der Rille 28 der Druckscheibe
29 einen Drehpunkt bilden. Dadurch verschieben an den Spannknaggen 25 befindliche
Nasen 40 das Spannrohr 24 in Richtung Spindelkopf, und das Spannrohr 24 drückt auf
die Exzenterhülse B. Mit der Exzenterhülse 8 wird zugleich die Spannhülse 7 verschoben,
die sich über die Spannzange 6 schiebt und mit dieser die Materialstange wieder
festspannt. Dieser Spannvorgang ist bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.
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Innerhalb dieser Schaltbewegungen für den Materialvorschub liegt die
Schaltbewegung der erfindungsgemäßen Einrichtung, deren Schaltdauer an derartigen
Maschinen bei etwa 1/4 Sekunde liegt. Beide Bewegungen erfolgen während der Umdrehung
der Arbeitsspindel 1.
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Bei geöffneter Spannzange 6 erhält der Schlitten 23 eine Vorwärtsbewegung
in Richtung Spindelkopf. Dabei erfährt das hintere Schaltrohr 19 mit Hilfe der in
der Kurvenbahn 37 gleitenden Rolle 38 eine Relativbewegung zur Arbeitsspindel 1,
die über das vordere Schaltrohr 18 mittels der Nut 17 und die Führungsnocken 16
auf das kurze Kupplungsstück 13 übertragen wird. Die axiale Bewegung des vorderen
Schaltrohres 18 wird durch die Nut 17 am Kupplungsstück 13 aufgehoben, während die
drehende Bewegung auf das kurze Kupplungsstück 13 wirkt. Das kurze Kupplungsstück
13 verschwenkt zum Spindelkopf gesehen in Uhrzeigerrichtung um etwas mehr als l80°.
Die als Sägezähne ausgebildeten
Stirnflächen des kurzen wie auch
des vorderen Kupplungsstückes 13 und 11 laufen auf ihren Zahnschrägen 41 und 42
auf, und auf Grund der Verschwenkung um etwas mehr als 180° erfolgt hierauf ein
Einrasten in das nächste Zahnpaar. Damit ist zugleich die Vorwärtsbewegung des Schlittens
23 beendet und derselbe wird in seine Grundstellung zurückgeführt. Das kurze Kupplungsstück
13 verschwenkt hierauf im Gegenuhrzeigersinn und wirkt, nunmehr mit Hilfe der Druckfeder
14, als Mitnehmer für das vordere Kupplungsstück 11, wobei das Kupplungsstück 13
zugleich die die Spannzange 6 aufnehmende innere Druckhülse 7 mitnimmt. Durch die
in der Arbeitsspindel l gegen Verdrehung gesicherte Exzenterhülse 8 und die axial
verlaufenden und anliegenden Zahnflanken 43 und 44 des Zahnrichtgesperres 11/13
ist in dem geschilderten Beispiel eine präzise Verdrehung um jeweils 180° gegeben.