DE1477275A1 - Drehautomat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Drehautomaten, bei denen draht~ oder stangenförmiger Werkstoff gegen Drehen festgehalten koaxial durch eine hohle Werkzeugkopfspindel bzw, Hauptspindel und einen von dieser getragenen, umlaufenden V/erkzeugkopf hindurchgeführt wird, in welchem mindestens ein Werkzeughalter um eine zur Achse des Werkzeugkopfes parallele Achse schwenkbar gelagert ist und einen Hebel aufweist, der mit einer mit der Steuerwelle des Automaten umlaufenden Steuerkurve für den Drehstahlvorschub zusammenwirkt.

909812/0280

Es sind derartige Maschinen bekannt, bei denen die den Schnittkräften entgegenzusetzende Vorschubkraft von der Steuerkurve über mehrere Umlenkhebel mit ortsfester Schwenk-achse und über Gleitflächen auf die umlaufenden Werkzeughalter übertragen wird. Bei einer solchen Anordnung sind nur geringe Schnittkräfte erreichbar, da das Übertragungssystem infolge der vielen Umlenkungen weich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehautomaten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Übertragung der Vorschubbewegung von der Steuerkurve auf den ihr zugeordneten Drehstahl genügend starr ist, um auch bei großen Schnittkräften eine hohe Bearbeitungsgüte zu gewährleisten.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hebel des Werkzeughalters sich unmittelbar an einer ringförmigen Kurvenscheibe abstützt, die mit einer zur Hauptspindel koaxialen Kurventrägerspindel umläuft, deren Drehzahl in einem wählbaren Verhältnis zur Drehzahl der Hauptspindel steht. Diese Anordung ergibt den kürzestmöglichen Kraftübertragungsweg zwischen der Steuerkurve

909812/0 2 80

' I / / C I yj

bzw. den Steuerkurven an der Kurvenscheibe und dem Werkzeug und gestattet es, die wenigen an der Kraftübertragung beteiligten Elemente auch bei eng begrenzten Raum kräftig zu bemessen, so daß eine genaue und schwingungsfreie Kraftübertragung auf das Werkzeug gewährleistet ist. Wegen ihrer hohen Drehzahl wird außerdem die Kurventragerspindel bei gegebenem Leistungsbedarf für den Drehstahlvorschub nur mit geringen Drehmomenten belastet.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung führt das umlaufende Werkzeug jeweils ein vollständiges Arbeitsspiel aus, wenn eine Steuerkurve den Hebel des Werkzeughalters überholt oder von diesem überholt wird. Sofern die Kurvenscheibe nur eine mit dem Hebel des Werkzeughalters zusammenwirkende Steuerkurve aufweist, findet bei jeder lielativumdrehung der Kurventrägersplndel gegenüber der Hauptspindel nur eine Überholung statt; sind jedoch längs des Umfangs der Kurvenscheibe mehrere oteuerkurven vorgesehen, so ist die Zahl der Überholungen und folglich der Arbeitsspiele je -telativumdrehung entsprechend höher. Bei festliegender Zahl der Steuerkurven an der Kurvenscheibe 1st die Dauer eines Arbeitsspiels, also die Taktzeit des Automaten umso kürzer, je größer der Drehzahlunterschied der beiden Snindeln ist.

909812/0280

BAD ORIGINAL

Zur Anpassung der BearbeitungEgeschwindigkeit an Größe und Form des Werkstücks ist es bei Drehautomaten der betrachteten Art erforderlich, daß die Taktzelt in einem gewissen Bereich, beispielsweise zwischen etwa 0,9 und 60 Sekunden, verändert werden kann. Auf den erfindungsgemäßen Automaten übertragen, bedeutet diese Forderung, daß der Drehzahlunterschied der Kurventrägerspindel gegenüber der Hauptspindel, beispielsweise im Bereich zwischen 70 und 1 jielativumdrehung ^e Minute veränderlich sein muß, wenn dem Hebel des Werkzeughalters nur eine Steuerkurve zugeordnet 1st. Bei einer entsprechend der optimalen Schnittgeschwindigkeit festgelegten Drehzahl der Hauptspindel von beispielsweise 4000 U/min muß demnach die absolute Drehzahl der Kurventrägersplndel im Bereich zwischen 3930 und 3999 U/min oder zwischen 4070 und 4001 U/min veränderlich sein.

Es 1st wünschenswert, die Drehzahl der Kurventrägerspindel in einem dieser Bereiche mit großer Genauigkeit stufenlos regeln zu können, damit die für die Bearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher ^orm und G_vöße günstigste Taktzeit genau und ohne Umrüsten eingestellt werden kann. Eine genügend genaue Drehzahlregelung in einem solch engen bereich 1st mit bekannten Mitteln, beispielsweise mit einem elektrischen Antrieb, grundsätzlich möglichj solche Einrichtungen sind Jedoch teuer und beanspruchen viel ..isum.

909812/0280

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine genaue und stufenlose Einstellung eines verhältnismäßig geringen Drehzahlunterschiedes zwischen Hauptspindel und Kurventrägerspindel dadurch ermöglicht, daß die Hauptspindel und die Kurventrägerspindel als konzentrische Hohlspindeln gestaltet sind, Jeweils ein Sonnenrad eines Planetengetriebes tragen und durch Planetenräder, die eine Übersetzung zwischen den aonnenrädern schaffen, untereinander verbunden sind, wobei die Hauptspindel und der Planetenradträger von einer gemeinsamen Vorgelegewellß angetrieben werden und zwar die Hauptspindel über eine feste Übersetzung und der Planetenradträger über ein stufenlos verstellbares iiegelgetriebe.

Das verwendete Planetengetriebe hat die Eigenschaft, den durch das iiegelgetriebe jeweils erzeugten JJrehzahlenunterschied zwischen der Hauptspindel und dem Planetenradträger in einem festen Untersetzungsverhältnis von beispielsweise 50:1 in einen Drehzahlunterschied zwischen der Hauptspindel und der Kurventrägerspindel zu verwandeln. Gewisse unvermeidbare Abweichungen der Abtriebsdrehzahl des itegelgetriebes vom Sollwert werden im selben Verhältnis verkleinert und haben somit keinen störenden Einfluß auf die taktzeitbestlmmende Relativdrehzahl der Kurventrägerspindel gegenüber der Hauptspindel. Die erwähnte Weiterbildung der Erfindung hat deshalb den Vorteil, daß zum Regeln dieser Äelativdrehzahl ein gewöhnliches üegelgetriebe mit bei solchen Getrieben üblichem Regelbereich und üblicher negelgenauigkeit verwendet werden kann.

BAD

909812/0280 ^BA

Drehautomaten der eingangs beschriebenen Gattung haben üblichwrweise außer den Werkzeugen im umlaufenden Werkzeugkopf noch Werkzeuge mit eigenem Antrieb, die beispielsweise in einem x.evolverkopf angeordnet sein können. Der Vorschub dieser Werkzeuge wird von einer im Takt des Drehautomaten umlaufenden Steuerwelle gesteuert. Diese Steuerwelle beeinflußt außerdem die Steuerung von Vorschub und Spannung des Werkstoffs. Bei dem erfindungsgemäßen Automaten muß die Steuerwellendrehzahl in einem bestimmten Verhältnis zur iielativdrehzahl zwischen Kurventrägerspindel und Hauptspindel stehen. Die Steuerwellendrehzahl muß der üelativdrehzahl gleich sein, wenn das oder Jedes Werkzeug im umlaufenden Werkzeugkopf im Lauf einer Relativumdrehung gegenüber der Kurventrägerspindel mit nur einer Steuerkurve zusammenwirkt, also ein Arbeitsspiel ausführt. Wenn Jedoch während einer ltelativumdrehung mehrere, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Steuerkurven mit dem oder Jedem Werkzeug im umlaufenden Werkzeugkopf zusammenwirken, so muS die Steuerwellendrehzahl ein entsprechendes Mehrfaches der iielativdrehzahl zwischen Kurven trägerspind el und Hauptspindel sein.

Die nötige Synchronisation ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß mit dem Antrieb der Hauptspindel durch die Vorgelegewelle und mit dem Antrieb des Planetenradträgers des ersten Planetengetriebes durch das degelgetriebe Jeweils ein Sonnenrad eines Subtrahier-Planetengetrlebes verbunden ist, das Paare miteinander kämmender Planetenräder besitzt, von denen das Eine mit dem ersten Sonnenrad und das Andere mit dem zweiten Sonnenrad in Eingriff steht,und desser Planetenradträger die Steuerwelle des Automaten antrdbt.

909812/0280

ORIGINAL INSPECTED

Drehautomaten der eingangs beschriebenen Art können grundsätzlich zum Langdrehen oder zum Formdrehen eingerichtet sein. Beim Langdrehen wird der Werkstoff im Laufe des Bearbeitungsvorgangs allmählich vorgeschoben; beim Formdrehen lösen dagegen Bearbeitungs- und Vorschubvorgänge einander ab; die Steuerkurven für Werkzeug- und Werkstoffvorschub kommen nacheinander in Tätigkeit. Das ruckartige Verschieben des Werkstoffs beim Formdrehen erfordert eine bestimmte, von Form und Größe des Vierkstücks praktisch unabhängige Zelt. Bei Formdrehautomaten ist es daher zweckmäßig und üblich, die Steuerkurven für Werkstoffvorschub- und -spannung auf einer Hilfssteuerwelle anzuordnen, die einen eignen Antrieb mit konstanter Drehzahl hat, der von der ständig umlaufenden Hauptsteuerwelle jeweils nach Beendigung der eigentlichen Bearbeitungsvorgänge in Gang gesetzt wird. Diese bekannte Anordnung hat den Vorteil, daß die Drehzahl der Hauptsteuerwelle dem Umfang der Bearbeitung des Werkstücks angepaßt werden kann, ohne da3 die Zelt für das Vorschieben und Spannen des Werkstoffs sowie für andere ebenfalls von der HilfssteuerwelLe gesteuerte Schaltvorgänge, beispielsweise das Schalten des üevolverkopfes, unnötig verlängert oder in unzulässiger Welse verkürzt wird.

Lei bekannten Formdrehautomaten mit Hilfssteuerwelle wird es als nachteilig empfunden, daß sich die Hauptsteuer-

909812/0280

welle zwischen dem Ein- und Ausschalten der Hilfssteuerwelle weiterdreht, und zwar um einen Winkel, der von der Drehzahl der Hauptsteuerwelle, also von der Taktzeit des Automaten abhängt. Deshalb geht für die unmittelbar von der Hauptsteuerwelle gesteuerten, vor dem Einschalten der HiIfssteuerwelle stattfindenden Bewegungen des Automaten, wie Werkzeugvorschübe Querschlittenbewegungen usw., ein ebenfalls taktzeitabhängiger Anteil der vollen Hauptsteüerwellen-Umdrehung verloren. Infolgedessen müssen bei bekannten iOrmdrehautomaten für Werkstücke, die in unterschiedlichen Taktzeiten hergestellt werden, auch unterschiedliche Steuerkurven für diese Bewegungen verwendet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehautomaten ist dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der Antrieb des zweiten Sonnenrades des Subtrahiergetriebes durch das xtegelgetriebe auskuppelbar und stattdessen ein direkter Antrieb von der Yorgelegewelle einkuppelbar ist, der das gleiche übersetzungsverhältnis hat, wie der Antrieb des ersten Sonnenrades von der Vo r .^ el eg ew eile. Diese Anordnung macht es möglich, die Hauptsteuerwelle nach dem Auslösen des Antriebes für die rlilfssteuerwelle stillzusetzen

909812/0280

und gleichzeitig die Drehzahl der Kurventragerspindel der Drehzahl der Hauptspindel anzugleichen, so daß die Vorschubbewegungen sämtlicher Bearbeitungswerkzeuge während des Umlaufs der Hilfssteuerwelle unterbrochen sind. I¹Ur das Zusammenwirken von Haupt- und Hilfssteuerwelle ist es daher gleichgültig, über welchen Wink el bereich der Hauptsteuerwelle sich die Steuerkurven für die Werk-zeugvorschübe erstrecken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

i?ig. 1 ist ein senkrechter Längsschnitt eines erfindungsgemäß! en Drehautornaten, worin einzelne Baugruppen nur angedeutet sindj

iig. 2 1st eine teilweise als senkrechter Querschnitt längs der Linie II-II in ?ig. 1 gezeichnete Seitenansicht des Automaten;

i?ig. 3 ist ein waagerechter Längsschnitt des Automaten längs der Linie III-III in Fig. 1j

909812/0280

Fig. 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1 und zeigt den Spindelstock des Automaten;

Fig. 5 ist eine Ansicht des Spindelstock in Flg. 4 von rechts;

Fig. 6 ist ein nur teilweise gezeichneter Querschnitt durch den Spindelstock längs der Linie VI-VI in Fig. 4j und

Fig. 7 ist eine perspektivisch gezeichnete Einzelheit aus- Fig. 4.

Der in den Figuren dargestellte, gemäß der Erfindung gestaltete Drehautomat umfaßt ein kastenförmiges Maschinengestell 1, dessen Oberseite einen Maschinentisch 2 bildet. Der hintere, in Fig.1 linke Teil des Maschinentisches 2-hat eine sich in Längsrichtung des Drehautomaten erstreckende Prismenführung 3, auf der eine insgesamt mit 4 bezeichnete Einrichtung zum Vorschieben des Werkstoffs 5 geführt ist. Der mittlere Teil des Maschinentischs 2 trägt einen in Fig. 1 nur schematisch dargestellten, teilweise in das Maschinengestell 1 hineinragenden Spindelstock 6 und auf dem vorderen, in Fig.2 rechten Teil des Maschinentisches sind, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, zwei parallele, ebenfalls längsverlaufende Prismenführungen 7 und 8 vorgesehen, auf denen eine Gegenspanneinrichtung 9 bzw. eine Kreissägeneinrichtung 10 feststellbar geführt sind. Auf dem rechten Teil des Maschinentlschs 2 könnte auch eine Trommelrevolvereinrichtung ange-

909812/0280

ordnet sein.

BAD OBSG>NAL

In dem Maschinengestell 1 ist ein Elektromotor 11, der Hauptantriebsmotor des Drehautomaten, angeordnet. Der Motor 11 treibt eine in dem Maschinengestell 1 gelagerte, Vorgelegewelle 12 an und zwar über auswechselbare Zahnräder 13 und 14, die auf dem freien Vi eil en en d e des Motors bzw. auf der Vorgelegewelle befestigt und durch einen Zahnriemen untereinander verbunden sind. Die Vorgelegewelle 12 trägt drei weitere Zahnräder 16, 17 und 18. Das Zahnrad 16 ist auf der Vorgelegewelle 12 frei drehbar gelagert, kann aber mittels

einer Elektromagnetkupplung 19 mit der Vorgelegewelle gekuppelt werden. Das Zahnrad 17 sitzt auf der Vorgelegefest

welle 12 und ist über einen Zahnriemen 20 mit dem Antriebsrad 21 eines Regelgetriebes 22 verbunden, dessen Übersetzungsverhältnis an einem Handrad 23 stufenlos verstellbar ist. Auf der Abtriebswelle 24 des .legelgetriebes 22 sitzen frei drehbar zwei untereinander fest verbundene Zahnräder 25 und 26, die mittels einer Elektromagnetkupplung 27 mit der Abtriebswelle kuppelbar sind. Das Zahnrad 25 ist durch einen Zahnriemen 28 mit dem Zahnrad 16 der Vorgelegewelle verbunden.

Die Vorgelegewelle 12 ist ferner mit einer in Fig. näher dargestellten Zwischenwelle 2Q im unteren Teil des äüindelstocks 6 verbunden und zwar über das Zahnrad 18

909812/0280

auf der Vorgelegewelle und ein auf der Zwischenwelle 29 befestigtes Zahnrad 30 sowie einen beide Zahnräder umschlingenden Zahnriemen 31. Die Zwischenwelle 29 ist mit Walzlagern 32 und 33 in dem insgesamt mit 34 bezeichneten Gehäuse des Spindelstocks 6 gelagert. Auf der Zwischenwelle 29 sind zwei weitere Zahnräder 35 und 36 befestigt. Das Zahnrad 35 ist über einen Zahnriemen 37 mit einem Zahnrad 38 verbunden, das auf einer hohlen Spindel 39 im oberen Teil des Spindelstocks 6 befestigt.ist.

Die Spindel 39, im folgenden Hauptspindel genannt, ist an ihrem hinteren, in Fig. 4 linken Ende mit einem Doppelschulterkugellager 40 in dem Spindelstockgehäuse 34 gelagert und weist an ihrem vorderen Ende einen Flansch auf, der mit einem zylindrischen werkzeugkopf 42 verschraubt ist. Der Werkzeugkopf 42 stützt sich mittels eines Nadellagers 43 an einer ihn koaxial umgebenden, zylindrischen Stirnplatte 44 des Spindelstockgehäuses 34 ab. Auf dem äußeren Umfang der Hauptspindel 39 und ihres Flansches 41 ist eine koaxiale, sich nach vorne topfförmig erweiternde

909812/0280

BAD

Hohlspindel 45 gelagert, die im folgenden als Kurventragerspindel bezeichnet wird.

An der hinteren Endfläche der Kurventrägerspindel 45 ist ein Sonnenrad 46 eines mit den Spindeln 39 und 45 koaxialen Planetengetriebes 47 festgeschraubt. Das Planetengetriebe 47 umfaßt noch ein zweites Sonnenrad 48, das an der vorderen Stirnseite einer auf der Hauptspindel 39 festsitzenden Büchse 49 festgeschraubt ist. An der hinteren Stirnseite der Büchse 49 ist das vorher erwähnte Zahnrad 38 festgesehraubt.- Die beiden Sonnenräder 46 und 48 sind durch mehrere Planetenradsätze 50; 51 untereinander verbunden, von denen in Pig. 4 nur einer gezeigt ist. Die Planetenradsätze umfassen jeweils zwei Planetenräder 50 und 5t mit gemeinsamer Viele 52, von denen das Ers-te mit der "welle aus einem Stück besteht und das Zweite auf der Welle befestigt ist. Die Sonnenräder 46 und 48 haben geringfügig voneinander abweichende Zähnezahlen ; das Sonnenrad 46 icatin beispielsweise die Zähnezahl Z=49 und das Sonnenrad 43 die Zähnezahl Z=50 haben. Die Planetenräder 50 und 51 haben dagegen untereinander gleiche Ztihnezahl. Die Wellen 52 sind in einem Planetenradträger 53 gelagert, der mit zwei Kugellagern 54 und 55 in dem Spindelstockgehäuse 34 gelagert ist. Mit dem Planetenradträger 53 ist ein Zahnrad 56 verschraubt.

909812/0280

Im unteren Teil des Spindelstocks 6 ist gemäß Fig. 4 ein weiteres Planetengetriebe 57 vorgesehen, das als Subtrahiergetriebe ausgebildet ist. Das Planetengetriebe 57 umfaßt eine zentrale Welle 58, die an ihrem in Fig. 4 linken Ende mit einem Kugellager 59 in dem Spindelstockgehäuse, 3^· gelagert ist. An ihrem rechten Ende stützt sich die Welle 58 mit einem nadellager 60 in einem Planetenradträger 61 ab, der seinerseits mit zwei Kugellagern 62 und 63 in dem Spindelstockgehäuse 34 gelagert ist. Die Welle 58 wird über ein an ihrem rechten Ende befestigtes Zahnrad 64 und über einen Zahnriemen 65 von dem in Fig. 1 dargestellten Zahnrad 26 auf der Abtriebswelle 24 des xiegelgetriebes 22 angetrieben. Die Welle 58 treibt ihrerseits den Planetenradträger 53 des ersten Planetengetriebes 47 an und zwar über ein an ihrem in Fig. 4 linken Ende befestigtes Zahnrad 66, das durch einen Zahnriemen 67 mit dem vorher erwähnten Zahnrad 56 verbunden ist. In ihrem mittleren Bereich weist die Welle 58 eine Stirnradverzahnung 63 auf, die ein Sonnenrad des Planetengetriebes 57 darstellt.

Koaxial mit der //eile 58 ist eine Hohlwelle 69 von der in Fig. 4 linken Seite her in den Planetenradträger 61 hineinragend angeordnet. Die Hohlwelle 69 stützt sich mit einem Nadellager 70 radial an dem Planetenradträger 61 ab

909812/0280

BAD

und ist außerdem mit einem Kugellager 71 in dem Spindelstockgehäuse 34 gelagert. An ihren Enden weist die Hohlwelle 69 Stirnverzahnungen 72 und 73 auf. Die Verzahnung 72 ist der erwähnten Verzahnung 68 in Zähnezahl und Modul gleich und bildet ein zweites Sonnenrad des Subtrahiergetriebes 57. Die Verzahnung 73 kämmt mit dem früher beschriebenen Zahnrad 36 auf der Zwischenwelle 29.

In dem Planetenradträger 61 sind Planetenradsätze 74;75 gelagert, die, wie Fig. 7 deutlicher zeigt, jeweils zwei miteinander kämmende, längs des Umfangs des Planetenradträgers gegeneinander versetzte Planetenräder 74 und 75 umfassen, von denen das Erste mit dem ersten Sonnenrad 68 und das Zweite mit dem zweiten Sonnenrad 72 kämmt. Mit dem in Fig. 4 rechten Ende des Planetenradträgers 61 ist koaxial ein Kettenrad 76 verschraubt.

Wie Fig. 1 bis 3 zeigen, ist in dem oberen rechten Teil des Maschinengestells 1 eine querliegende Welle 77, gelagert. Die Welle 77 ist die Hauptsteuerwelle des Automaten. Sie erhält ihren Antrieb über eine Schneckenraduntersetzung von einer Zwischenwelle 79. Auf der Zwischenwelle 79 ist ein Kettenrad 60 befestigt, das über eine Rollenkette 81 von dem Kettenrad 76 des PlanetenradträgerB 61 angetrieben wird. Die Hauptsteuerwelle 77 trägt eine Kurvenscheibe 82,

909812/0280

BAD

die über einen in dem Maschinengestell 1 gelagerten "Winkelhebel 83 und eine in dem Maschinentisch 3 auf- und abbeweglich geführte Druckstange 84 die Vor Schubbewegung der Kjslsägenreinriohtung 10 steuert. Weitere Kurvenscheiben 85 auf dei· Hauptsteuerwelle 77 sind zur Steuerung der Vor-Schubbewegungen eines nichtjdargestellten revolverkopf es oder dgl. bestimmt, der zusätzlich auf dem Maschinentisch 2 angebracht sein kann. Die Hauptsteuerwelle 77 trägt ferner einen Schaltnocken 86, der mit einem in i*'ig. 3 angedeuteten elektrischen Schalter 87 zusammenwirkt.

Die Hauptsteuerhelle 77 ist gemäS Fig. 1 und 2 über ausrückbare Kegelräder 86 und UQ mit einer weiteren V/eile verbunden, die sich über die gesamte Länge des Maschinengestells 1 erstreckt. Das Kegelrad 89 der dteuerwelle 90 kann, statt in der dargestellten Weise mit dem Kegelrad 88 der Hauptsteuerwelle zu kämmen, mit einem Xegelritzel 91 eines in dem -\ia schin engest eil 1 vorgesehenen Bz-enasmotors92 gekuppelt sein, der seine Stromzufuhr über den Schalter 87 erhält. Die Steuerwelle 90 ist in diesem Fall eine Hiltssteuerwelle. Die Steuerwelle 90 trägt einen lioeken 93, der nach jeder Umdrehung der Hilfssteuerwelle einen die Stromzufuhr zu dem ilotor 92 unterbrechenden Schalter 94 betätigt. An den Stromkreis des üremsmotors 92 sind auch die früher erwähnten 31ektromagnetkupplungen 19 und 27 angeschlossen

909812/0280

und zwar derart, daß bei laufendem Motor 92 die Kupplung 19 eingeschaltet und somit das Zahnrad 16 mit der Vorgelegewelle 12 gekuppelt ist. die Kupplung 27 aber ausgeschaltet 1st, so daß das Zahnradpaar 25; 26 auf der Abtriebswelle 24 des Regelgetriebes 22 frei umläuft. Bei stillstehendem Motor 92 ist der Schaltzustand der Kupplungen 19 und 27 umgekehrt.

Die Hilfssteuerwelle 90 trägt auf ihrem in Fig. 1 und 3 rechten Teil eine Kurvenscheibe 95, die mit dem einen Arm eines in dem Maschinengestell 1 gelagerten zweiarmigen Hebels 96 zusammenwirkt. Der zweite Arm des Hebels 96 wirkt mit einem In dem Maschinentisch 2 auf- und abbeweglich geführten Druckbolzen 97 zusammen. Der Druckbolzen 97 öffnet bei seinem Aufwärtshub in bekannter Weise die Spannbacken 98 der Gegenspanneinrichtung 9.

Der in Fig. 1 und 3 linke Abschnitt der Hilfssteuerwelle 90 trägt, eine Kurventrommel 99, sowie zwei Kurvenschelbenpaare 100 und 101. Über der Kurventrommel 99 ist ein zweiarmiger Hebel 102 mit einer die Hilfssteuerwelle 90 kreuzenden, waagerechten Achse 103 in dem Maschinengestell 1 gelagert. Der untere Arm des Hebels 102 wirkt mit der Kurventrommel 99 zusammen und sein oberer Arm ragt nach oben durch

909812/0280

den Maschinentisch 2 hindurch und ist mit dem auf der Prismenführung 3 m der Vorschubrichtung des Werkstoffs 5 hin- und herbeweglichen Gehäuse 104 der Vorschubeinrichtung 4 vervunden.

In dem Gehäuse 104 ist eine nicht dargestellte Werkstoff-Spannzange bekannter Art vorgesehen, deren öffnungs- und Schließbewegungen in bekannter Weise von einer Zahnstange gesteuert werden. Die Zahnstange 105 ist in dem Gehäuse quer zur Vorschubrichtung des Werkstoffs 5 verschiebbar gelagert und umgreift mit einem seitlich aus dem Gehäuse 104 herausragenden klauenformigen Ende das in V_orschubrichtung langgestreckte obere Ende eines zweiarmigen Hebels 106. Der Hebel 106 ist mit einer zur Hilfssteuerwelle 90 parallelen Achse 107 In dem Maschinengestell 1 gelagert und umgreift das Kurvenscheibenpaar 100 mit zwei unteren Kurvenfolgegliedern derart, daß Jedes Kurvenfolgeglied mit einer der Kurvenaheiben zusammenwirkt und der He'bel in seinen beiden Schwenkrichtungen zwangsläufig mit der Hilfssteuerwelle 90 ν erbunden ist.

An der in 5¹Ig. 1 und 4 linken Stirnseite des Spindelstocks 6 ist ein Spannkraftübersetzer 108 befestigt. Der Spannkraftübersetzer 108, dessen Zweck später erläutert

909812/0280

werden soll, wird in gleicher Weise wie die erwähnte Spannzange in der Vorschubeinrichtung 4 mittels einer Zahnstange 109 betätigt. Die Zahnstange 109 ist mit dem oberen Ende eines dem Hebel 106 entsprechenden Hebels 110 verbunden. Der Hebel 110 weist ebenfalls zwei untere Kurvenfolgeglieder auf und ist über diese und die Kurvenscheiben 101 mit der Hilfssteuerwelle 90 zwangsläufig gekuppelt.

Im folgenden werden anhand der s'ig. 4,5 und 6 Einzelheiten der erfindungsgemäßen Anordnung des Yierkzeugkopf es und der Kurventrägerspindel 45 beschrieben.

Im VIerkzeugkopf 42 sind, in Umf ausrichtung gegeneinander versetzt, drei achsparallele Kurvenfolgezapfen gelagert. Die Kurvenfolgezapfen 111 tragen an ihrem in i-'ig. 4 linken Ende jeweils eine an der linken Stirnseite des Vierkzeugkopfes 42 anliegende Druckscheibe i12, die durch zwei gekonterte Muttern 113 axial festgelegt ist und eine Verschiebung des Kurvenfolgezapfens nach rechts verhindert. Auf das rechte Ende der Kurvenfolgezapfen 111 ist jeweils ein Kurvenfolfehebel 114 und ein hohler 'werkzeughalterzapfen 115 aufgesteckt. Die Werkzeughalterzapfen 115 sind Ji-ieÜE durch eine Schraube 116 mit dem Kurvenfolgezapfen .111 axial verspannt und durch eine Stirnverzahnung gegen Verdrehung gegenüber dem Kurvenfolgehebel 114 gesichert. Die ,■'e.-kzeu_:h?lt erzapf en 115 stützen sich jexieils mit einem

■ .· 909812/0280

.- 20 ·

kegeligen Bund 117 an entsprechenden kegeliges Bohrungen einer Stirnplatte 118 dee Kerkzeugkopfs 42 ab. An den SuSeren Enden der fterkzeughalteriapfen 115 1st geafifl ?ig. jeweils ein Werkzeughalter 119 festgeklemmt, der la Flg. der isinfachheit halber nicht dargestellt 1st. Die Werkzeughalter 119 tragen jeweils einen Drehstahl 120.

BIe KurventrSgersplndel 45 hat geaS^ Flg. 4 an Ihres rechten Ende einen ^uüeren Bund 121, an dem sieh, in Uafangarlchtung gegeneinander versetzt, drei untereinander gleiche Kurvenstüeke 122 abstützen. Die Kurvenetucke 122 liegen alt ihrer Su 3 er en Umfangsfl'iohe an der zylindrischen Innenwand einer den Bund 121 von links her umgreifenden Muffe 123 an und sind mit dieser Muffe in axialer ilchtung rersohraubt. Die inneren öefangefliehen 124 der Kurvenstüeke 122 bilden ei«e Steuerkurren und wirken gem«S ig. mit Kurvenfolgerollen 125*aeaaaea, die jeweils an freien Bide der vorher beschriebenen Kurven folgeheb el 114 frei drehbar gelagert sind. Bei umlaufende« T>erkseugkopf 42 hfilt die auf die Hebel 114 einwirkende Filekraft die ollen 125 In Anlage an den Steuerkurven 124.

909812/0280 _bäd

Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehautomaten sind die drei Steuerkurven 124 und die drei Hollen 125 in einer gemeinsamen radialen Ebene angeordnet. Diese Anordnung wird zum Formdrehen bevorzugt. Die drei Hebel 114 sind dabei während einer Verdrehung der Kurventrägerspindel 45 gegenüber der Hauptspindel um 120° gleichzeitig gleichgroßen Schwenkungen radial nach innen und wieder zurück in ihre Ausgangslage unterworfen. Die mit den Hebeln 114 fest verbundenen Drehstähle 120 führen somit gleichzeitig gleichgroße Vorschubbewegungen aus. Die Vorschubgeschwindigkeit kann deshalb das dreifache der Vorschubgeschwindigkeit betragen, die beim Formdrehen mit nur einem Stahl erreichbar wäre.

Wenn der erfindungsgemäße Drehautomat jedoch zum Langdrehen verwendet werden soll, ist es zweckmäßig die einzelnen im umlaufenden tferkzeugkopf 42 angeordneten' Drehstähle voneinander unabhängig arbeiten zu lassen. Dies ist dann möglich, wenn die Steuerkurven 124 der Kurvenstücke 122 untereinander verschieden und axial gegeneinander versetzt sind und wenn auch die Kurvenfolgehebel 114 derart axial gegeneinander versetzt sind, daß jeder Steuerkurve ein Kurvenfolgehebel zugeordnet ist.

909812/0280

■ ■■■&■'&*■.

Der die Kurvenstüoke 122 umgebende Raum innerhalb des Spind elsto des 6 ist zum Auswechseln der Kurvenstücke zugänglich. Es braucht dazu nur ein das gesamte Spindelstockgehäuse 34 abdeckender Deckel 126 abgenommen zu werden.

Fig. 4 zeigt noch eine Innerhalb der hohlen Hauptspindel 39 und des Werkzeugkopfes 42 vorgesehene Einrichtung zum Spannen des Werkstoffs 5 während der Bearbeitung beim Formdrehen. Diese Spanneinrichtung umfaßt ein sich innerhalb der hohlen Hauptspindel 39 bis zur vorderen Stirnfläche des Werkzeugkopf 42 erstreckendes Halterohr 127, das an seinem hinteren Ende einen mit dem Spindelstockgehäuse 34 verschraubten Flansch 128 besitzt und an seinem vorderen Bade einen radial nach innen ragenden Rand 129 aufweist. In der Nähe seines vorderen Endes ist das Halterohr 127 mit einem Nadellager 130 radial in dem Werkzeugkopf 42 abgestützt. Im rechten Teil des Halterohrs 127 ist an dessen Innenwand eine Spannhülse 131 bekannter Art axial verschiebbar geführt.Die Spannhülse 131 umschließt eine ebenfalls bekannte rohrförmige Spannzange 132. Die Spannzange 132 stützt sich nach vorne an dem iiand 129 des Halterohrs 127 ab und hat einen sich nach hinten verjüngenden kegelförmigen Kopf, der mit einer entsprechenden Kegelfläche der Spannhülse 131 zusammenwirkt.

909812/0280

An der Innenwand des Halterohrs 127 ist noch ein koaxiales Druckrohr 133 axial verschieblich geführt. Das Druckrohr 133 liegt mit seiner in i'lg. 4 rechten Stirnseite an der Spannhülse 132 an und ragt mit seinem linken Ende in den Spannkraftübersetzer 108 hinein. Der Spannkraft-Übersetzer 108 verwandelt in bekannter "Weise, z.B. mittels Keilflächen eines mit der Zahnstange 109 zusammenwirkenden Zahnsegments, .bewegungen der Zahnstange in axiale !bewegungen des Druckrohrs 133. ^eI einer Bewegung nach rechts schiebt das Druckrohr 133 die Sttannhülse 132 mit ihrem trichterförmigen Ende über den kegeligen Kopf der Spannzange 132, so daß sich dessen Innendurchmesser verengt und der Werkstoff "5 festgespannt wird.

::ei der nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform des er fin dung's gemäßen Drehautomaten als Langdrehautomat entfällt der'Spanhkraf tübersetzer. Das Halterohr 127 ist, statt an dem Spindelstock 6 befestigt zu sein, in einem zusätzlichen innerhalb der Hauptspindel 39 stillstehenden, an dem o-nindelstockgehäuse befestigten ^ührun^srohr axial verschiebbar geführt und mit seinem linken Ende an dem Gehäuse 104 der Vorschubeinrichtung 4 befestigt. Die Vorschubeinrichtung 4 hat bei dieser Ausführungsform keine/£igene Spannzanje und wirkt mit dem Druckrohr 133 zusammen und

909812/0280

BAD ORIGINAL

zwar derart, daß sie die Bewegungen der Zahnstange 105 in axiale jielativbewegungen des Druckrohrs gegenüber dem Halterohr 127 übersetzt. Das zusätzliche Führungsrohr trägt an seinem innerhalb des ¥erkzeugkopfs 42 gelagerten Ende eine auswechselbare Führungsbuchse deren Innendurchmesser dem Werkstoffdurchmess er angepaßt ist.

Die Arbeitsweise des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels eines gemäß der Erfindung gestalteten iormdrehautomaten ist die folgende: Der Werkstoff 5 v.'ird von einer nicht dargestellten Ablaufhaspel abgerollt, nötigenfalls auf einer ebenfalls nicht gezeigten -iichteinrichtung gerichtet und dem Drehautomaten von linl-:s her derart zugeführt, daS er nacheinander die Vorschubeinrichtung 4, den opannlcraftübersetzer 1Od, den Spindelstock und die Gegenspanneinrichtung 9 durchläuft.

Es wird angenommen, ein fertig bearbeitetes Werkstück sei eben vom Werkstoff 5 abgetrennt ,der <» erkstoff sei dann um eine tferkstueklenge nach rechts vorgeschoben worden und die Vorschubeinrichtung 4 sei anschließend in ihre in Fig. 1 dargestellte linke Endstellung zurückgekehrt. Die Spannzange 132 ist geschlossen, auch die Spannbacken 9ό der Gegenspanneinrichtung 9 halten den ¥erkstoff 5 festgespannt. Die Hauptspindel 39 wird vom

909812/0280 _BAD 0RI6.NM.

Hauptmotor 11 über Vorgelegewelle 12 und Zwischenwelle angetrieben, beispielsweise mit der konstanten Drehzahl von 4000 U/min. Kupplung 19 ist ausgerückt, Kirplung 27 eingerückt, der Planetenradträger 53 des ersten Planetengetriebes 47 erhält somit seinen Antrieb von der Vorgelegewelle 12 über das xiegelgetriebe 22 und die Welle 58 mit beispielsweise 3000 U/min.

Angenommen, das mit der Hauptspindel 39 umlaufende Sonnenrad 48 habe 49 Zähne, das mit der Kurventragerspindel 45 umlaufende Sonnenrad 46 dagegen 50 Zähne, so !bleibt die Kurventrägerspindel jeweils um 1/50 Umdrehung

rad gegenüber der Hauptspindel zurück, wenn der Planeteryfcräger 53 eine HeIativumdrehung gegenüber der Hauptspindel ausführt. Die Relativdrehzahl der Kurventrägerspindel 45 gegenüber der Hauptspindel 39 beträgt daher bei den angegebenen Drehzahlen

(4000-3000) : 50 = 20 U_rel/min.

Bs werde ferner angenommen, die Zahnradpaare 35-38, 36-73 und 56-66 hätten Jeweils das Übersetzungsverhältnis 1:1. Im Subtrahler-Planetengetriebe 57 läuft dann das Sonnenrad 72 mit der Drehzahl der Hauptspindel um, im Beispiel mit 4000 U/min, während sich das Sonnenrad 68 mit

909812/0280

der Drehzahl des Planetenradträgers 53 des ersten Planetengetriebes 47 dreht, im Beispiel mit 3000 U/min. Wegen der Dr eh ζ ah lunik ehr, durch die unmittelbar miteinander kämmenden Zahnräder 36-73 drehen sich die Sonnenräder 72 und 68 gegenläufig. Die Drehzahl des Planetenradträgers 61 des Subtrahiergetriebes 57 ist daher gleich der halben Differenz der Drehzahlen der Sonnenräder 72 und 68, im Beispiel also

(4000-3000):2 = 500 U/min.

Die Drehung des Planetenradträgers 6\ wird von dem Kettentrieb 76-80 auf die Zwischenwelle 79. von dort durch die Schneckenraduntersetzung 78 auf die Hauptsteuerwelle 77 übertragen.

Zur Vereinfachung wird nun angenommen, jedem Werkzeug 12Q im umlaufenden Werkzeugkopf 42 sei nur eine Steuerkurve 124 zugeordnet, so daß nach jeder KeIativumdrehung zwischen Kurventrägerspindel 45 und Hauptspindel 39 jeweils ein Arbeitstakt des Automaten vollendet ist. Die Dreh-zahl der Hauptsteuerwelle 77 muß dann der Helativdrehzahl zwischen Kurventräger- und Hauptspindel gleich sein. Die Untersetzung zwischen dem Planetenradträger 61 und der Hauptsteuerwelle muß dann das Verhältnis 25:1 haben, was mit der gewählten Untersetzung zwischen den Sonnenrädern 46 und 48 des Planetengetriebes 47 zusammenhängt. Die Dreh-

909812/0280

zahl der Hauptsteuerwelle 77 1st demnach im beschriebenen Beispiel 500:25=20 U/min.

Falls jedoch die Anordnung gemäß Fig. 4 und 6 so getroffen ist, daß jedes 'Werkzeug 120 im umlaufenden Werkzeugkopf 42 während einer Relativumdrehung zwischen Kurventrägerspindel 45 und Hauptspindel 39 nacheinander mit drei gleichen Steuerkurven 124 zusammenwirkt, dannÄüssen die Untersetzungen 76-80 und 78 derart gewählt sein, daß die Drehzahl der Hauptsteuerwelle 77 das Dreifache der Relativdrehzahl zwischen Kurventräger- und Hauptspindel beträgt.

In jedem Fall führt die Hauptsteuerwelle 77 während eines Arbeitstaktes der umlaufenden Werkzeuge 120 eine vollständige Umdrehung aus. Während der Einwirkung der Werkzeuge 120 auf den Werkstoff 5 trennt die von der Haupt steuerwelle 77 gesteuerte Kreissägeneinrichtung 10 ein in einem vorangegangenen Arbeitstakt bearbeitetes Werkstück vom Werkstoff ab.

Bei der in Fig'. 1 und 3 gezeigten Schaltstellung der Kegelräder^ÖS und 91 läuft die Steuerwele 90 ständig mit der Haüptsteuerwelle 77 um. Bei der dargestellten Anwendung

909812/0280

der Erfindung auf einen Formdrehautomaten sind die auf der Steuerwelle 90 sitzenden Kurven 95, 99, 100 und 101 so gestaltet, daß die Stellung der von ihnen gesteuerten Einrichtungen während der Bearbeitungszeit (Maschinenhauptzeit) unverändert bleibt. Wach Abschluß der eigentlichen Bearbeitung werden die G eg en spann baue en 9ö und die Spannzange 132 geöffnet, während gleichzeitig der Werkstoff 5 in der Vorschubeinrichtung 4 festgespannt wird. Anschließend wird die Vorschubeinrichtung 4 mit dem Werkstoff 5 um eine Werkstücklänge nach rechts vorgeschoben. In ihrer vorderen Endstellung gibt die Vorschubeinrichtung 4 den Werkstoff 5 frei, gleichzeitig spannen die Gegenspannbacken 9δ

den
und die Spannzange 132 Werkstoff in seiner neuen Stellung

fest. Schließlich geht die Vorschubeinrichtung 4 in ihre hintere Endstellung zurück und ein neuer Arbeitstakt beginnt.

Wenn Form und Größe des Werkstücks beim Formdrehen eine längere Maschinenhauptzeit erfordern, wird die Steuerwelle zweckmäßigerweise als Hilfssteuerwelle betrieben; sie ist dann nicht mit der Haupt steuerwelle 77, sondern mit dem Bremsmotor 92 gekuppelt. Während der Maschinenhauptzeit steht der Motor 92 und mit ihm die Hilfssteuerwelle 90 still. Die Hauptsteuerwelle 77 führt während der Maschinenhauptzeit

909812/0280

eine volle Umdrehung aus. im Ende dieser Umdrehung betätigt der Nocken 86 den Schalter 87. Hierdurch wird der Motor 92 in Betrieb gesetzt; gleichzeitig wird durch die Kupplungen 19 und 27 das Kegelgetriebe 22 überbrückt, so daß die Welle 58 mit dem Sonnenrad 68 des Subtrahiergetriebes 57 unmittelbar von der Vorgelegewelle 12 angetrieben wird und zwar mit gleicher Drehzahl, jedoch weiterhin in umgekehrter Drehriohtung wie das Sonnenrad 72. Der Elanetenradträger 6i bleibt deshalb stehen und mit ihm die Hauptsteuerwelle 77. Außerdem läuft die Kurventrägerspindel 45 3etzt mit gleicher Drehzahl um wie die Hauptspindel 39. Sämtliche Werkzeugvorschubbewegungen des Automaten sind somit während des Umlaufs der Hilfssteuerwelle 90 unterbrochen.

Nach einer vollen Umdrehung der Hilfssteuerwelle 9O betätigt der locken 93 den Schalter 94. Hierdurch wird der Motor 92 und mit ihm die Hilfssteuerwelle 90 selbst augenblicklich stillgesetzt. Gleichzeitig wird das uegelgetriebe 22 wieder in den Antrieb der Welle 58 und der Kurventrägerspindel 53 eingeschaltet. Der ursprüngliche Zustand 1st somit wieder hergestellt und ein neuer Arbeitstakt beginnt.

90 9 812/0280

Claims (4)

Patentan s ν r U. c h e

1. Drehautomat, bei dem Draht- oder stangenförmiger Werkstoff gegen Drehen festgehalten koaxial durch eine hohle Werkzeugkopfspindel bzw. Hauptspindel und einen von dieser getragnen umlaufenden Werkzeugkopf hindurchgeführt wird, in welchem mindestens ein Werkzeughalter um eine zur Achse des Werkzeugkopfes parallele Achse schwenkbar gelagert ist und einen Hebel aufweist, der mit einer mit der Steuerwelle des Automaten umlaufenden Steuerkurve für den liericzeugvorschub zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daS der Hebel (114) sich unmittelbar an einer ringförmigen Kurvenscheibe (122) abstützt, die mit einer zur Hauptspindel (39) koaxialen Kurventrägerspindel (45) umläuft, deren Drehzahl in einem wählbaren Verhältnis zu der Drehzahl der Hauptspindel steht.

2. Drehautomat nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h η e t, daß die Hauptspindel (39) und die Kurventrägerspindel (45) als konzentrische Hohlspindeln gestaltet sind, jeweils ein Sonnenrad (48 bzw. 46) eines Planetengetriebes (47) tragen und durch Planetenräder (50;51), die eine Übersetzung zwischen den Sonnenrädern schaffen,

909812/0280

— ^ —

untereinander verbunden sind, wobei die Hauptspindel und der Planetenradträger (53) von einer gemeinsamen Vorgelegewelle (12) angetrieben werden und zwar die Hauptspindel über eine feste Übersetzung (18;30;35;33) und der Planetenradträger über ein stufenlos verstellbares xiegelgetriebe (22).

3. Drehautomat nach Anspruch 2, dadurch g e k e η _n zeichnet, daß mit dem Antrieb der Hauptspindel (39) durch die Vorgelegewelle (12) und mit dem Antrieb des Planetenradträgers (53) des ersten Planetengetriebes (47) durch das r.egelgetriebe (22) jeweils ein Sonnenrad (72 bzw.68) eines Subtrahier-Planetengetriebes (57) verbunden ist, das Paare miteinander lammender Planetenräder (75; 74) besitzt, von denen das Eine (75) mit dem ersten Sonnenrad (72) und das Andere (74) mit dem zweiten Sonnenrad (68) in Eingriff steht und dessen Planetenradträger (61) die Hauptsteuerwelle (77) des Automaten antriebt.

4. !drehautomat nach Anspruch 3 dadurch £ e Ic e η η zeichnet, daß der Antrieb des zweiten donnenrades (63) des oubtrahiergetriebes (57) durch das -egelgetriebe(22)

909812/0280 BADORIGtNAt

auskuppelbar und stattdessen ein direkter Antrieb von der Vorgelegewelle (12) einkuppelbar ist, der das gleiche Übersetzungsverhältnis hat, wie der Antrieb des ersten öonnenrades (72) von der Vorgelegewelle .

909812/0280

BAD ORIGINAL