DE1477275C - Drehautomat mit umlaufendem Werkzeugkopf - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Drehautomaten, bei Zähnezahlen der Sonnen- und Planetenradverzahnundem ein an einem umlaufenden Werkzeugkopf radial gen festgelegt. Wenn man davon ausgeht, daß die zustellbar angeordneter Werkzeughalter seine Zu- Drehzahl des Werkzeugkopfes durch die optimale Stellbewegung über eine mit dem Werkzeugkopf Schnittgeschwindigkeit der Drehwerkzeuge festgelegt gleichachsige Kurvenscheibe erhält, die ihre in der 5 ist, dann besteht bei dem bekannten Drehautomaten Drehzahl von der Werkzeugkopfdrehung abweichende keine Möglichkeit, ohne Umbau des Planetengetriebes Drehbewegung von einem Planeten-Differential- den Drehzahlunterschied zwischen dem Werkzeuggetriebe mit zwei gleichachsigen Sonnenrädern un- kopf und der Kurvenscheibe und damit die Anzahl gleicher Zähnezahl erhält, von denen das eine Son- der Werkstücke, die je Zeiteinheit bearbeitet werden, nenrad mit dem Werkzeugkopf umläuft und mit dem io zu verändern., .'.. " _.

zweiten Sonnenrad durch mindestens ein Paar an Es ist ferner ein Plandrehkopf bekannt (deutsche einer gemeinsamen Welle befestigter, in einem dreh- Auslegeschrift 1038 376), der sich von einem Drehbaren Planetenradträger gelagerter Planetenräder automaten der eingangs bschriebenen Gattung unter verbunden ist. anderem dadurch unterscheidet, daß der Antrieb für

Bei Drehautomaten dieser Bauart führt das bzw. 15 einen am umlaufenden Werkzeugkopf angeordneten jedes Werkzeug im umlaufenden Werkzeugkopf je- Werkzeugträger eine diametral im Werkzeugkopf geweils ein vollständiges Arbeitsspiel aus, wenn der lagerte Spindel mit darauf befestigtem Kegelritzel betreffende Werkzeughalter die ihm zugeordnete umfaßt. Zwischen einem mit dem Werkzeugkopf um-Kurvenscheibe überholt oder von ihr überholt wird. laufenden ersten Sonnenrad und einem mit dem Im Laufe jeder Relativumdrehung der Kurventräger- 20 Kegelritzel kämmenden zweiten Sonnenrad, dessen spindel gegenüber der Hauptspindel wird also ein Differenzdrehzahl gegenüber dem ersten Sonnenrad Werkstück bearbeitet. Dies gilt unter der Voraus- die Geschwindigkeit der Zustellbewegung des Werksetzung, daß die mit dem Werkzeughalter zusammen- zeugträgers bestimmt, ist ein drittes Sonnenrad anwirkende Umfangsfläche der Kurvenscheibe nur eine geordnet, das über Planetenräder mit ortsfesten Acheinzige Stelle mit maximalem Achsabstand aufweist. 25 sen vom ersten Sonnenrad mit gleicher Drehzahl, aber Falls sich diese Umfangsfläche jedoch aus mehreren in umgekehrter Drehrichtung angetrieben wird wie identischen, in gleichmäßigen Umfangsabständen das erste Sonnenrad. Zwischen dem zweiten und dem gegeneinander versetzten Kurvenflächen mit jeweils dritten Sonnenrad ist ein weiterer Planetenradsatz aneiner Erhebung zusammensetzt, so ist die Anzahl der geordnet, von dem jedes Planetenrad sowohl mit dem Arbeitsspiele je Relativumdrehung entsprechend 30 zweiten wie mit dem dritten Sonnenrad im Eingriff höher. Bei festliegender Zahl der Erhebungen der steht, was nur dann möglich ist, wenn das zweite Kurvenscheibe ist die Dauer eines Arbeitsspiels, also und das dritte Sonnenrad genau die gleiche Zähnedie Taktzeit des Drehautomaten um so kürzer, je zahl haben, zwischen ihnen also keine Übersetzung größer der Drehzahlunterschied zwischen der Haupt- besteht. Der Planetenradträger der mit dem zweiten spindel und der Kurventrägerspindel ist. 35 und dem dritten Sonnenrad kämmenden Planeten-

Bei Drehautomaten dieser Gattung besteht daher räder ist über ein Schneckengetriebe mit beliebiger

das Problem, daß das Untersetzungsverhältnis zwi- Geschwindigkeit und in beliebiger Drehrichtung um

sehen der Werkzeugkopfspindel und der Kurven- die gemeinsame Achse der beiden Sonnenräder dreh-

trägerspindel sehr klein sein muß — je nach Art des bar. Bei dieser Anordnung steht der Werkzeughalter

zu bearbeitenden Werkstücks in der Größenordnung 40 am umlaufenden Werkzeugkopf still, wenn der PIa-

von 100: 99 bis unter 2000 :1999 —, damit für die netenradträger sich nicht dreht.

Bearbeitung jedes Werkstücks eine ausreichende Zahl . Diese Anordnung ist für einen Drehautomaten un-

von Umdrehungen des' Werkzeugkopfes zur Ver- günstig, weil der Werkzeugkop* eines Drehautomaten

fügung steht. im Gegensatz zu einem Plandrehkopf normalerweise

Bei einem bekannten Drehautomaten der eingangs 45 mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute ■umbeschriebenen Gattung (schweizerische Patentschrift läuft und der Antrieb des Planetenradträgers mit 260 918) ist die zur Hauptspindel koaxiale, umlau- möglichst geringem Aufwand vom Antrieb des Werkfende Kurvenscheibe als Planetenradträger ausgebil- zeugkopfes abgeleitet sein muß, damit sich der erdet, in dem Planetenradsätze mit jeweils zwei Ver- wünschte Zusammenhang zwischen der Drehzahl des zahnungen gelagert sind. Von diesen Verzahnungen 5° Werkzeugkopfes und der radialen Zustellbewegung kämmt die eine mit einer Sonnenradverzahnung des des oder der Werkzeughalter herstellen läßt. Wollte umlaufenden Werkzeugkopfes, während die zweite man bei dem bekannten Plandrehkopf die dort nur Verzahnung mit einer stillstehenden Sonnenradver- von Hand antreibbare Schnecke von derselben zahnung an einem Teil des Spindelstocks im Eingriff Hauptantriebswelle aus antreiben, die einen mit mehsteht. _: 55 reren tausend Umdrehungen pro Minute umlaufen-

Bei diesem bekannten Drehautomaten läßt sich das den Werkzeugkopf antreibt, dann müßte zwischen erforderliche kleine Übersetzungsverhältnis zwischen der Hauptantriebswelle und der Schnecke ein viel-Werkzeugkopf und Kurvenscheibe nur mit Sonnen- stufiges und daher besonders aufwendiges und verrädern und/oder Planetenrädern von sehr großer lustreiches Untersetzungsgetriebe vorgesehen sein, da Zähnezahl und — bei gegebenem Zahnmodul — ^6o der Planetenradträger bei dem bekannten Plandrehgroßem Durchmesser erreichen. Daher ist die höchst- kopf nur wenige Umdrehungen pro Minute auszufühzulässige Drehzahl der Werkzeugkopfspindel dieses ren hat.

Drehautomaten derart begrenzt, daß der Drehauto- Bei einem anderen bekannten Plandrehkopf (fran-

mat nicht für die wirtschaftliche Bearbeitung draht- zösische Patentschrift 693 730) weist ein auf dem

oder stangenförmigen Werkstoffs geeignet ist. 65 Plandrehkopf radial verschiebbarer Werkzeughalter

Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Werk- eine Zahnstange auf, die mit einem im Plandrehkopf

zeugkopfspindel und der Kurvenscheibe ist bei dem gelagerten Ritzel kämmt, das seinerseits von einem

beschriebenen bekannten Drehautomaten durch die Schneckengetriebe angetrieben wird. Die Schnecke

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ist einstückig mit einem Zahnrad, das auf der Plan- zahl der Werkzeugkopfspindel von beispielsweise drehkopfspindel frei drehbar ist. An der Plandreh- 6000 U/min muß demnach die absolute Drehzahl kopfspindel ist eine Verzahnung ausgebildet, die mit der Kurventrägerspindel im Bereich zwischen 5940 einer Verzahnung am Planetenradträger eines Plane- und 5999 U/min oder zwischen 6060 und 6001 U/min ten-Differentialgetriebes kämmt. Das Differential- 5 veränderlich sein. Die Drehzahl der Kurventrägergetriebe weist zwei Sonnenräder auf, von denen das spindel soll in einem dieser Bereiche mit großer eine auf einer Vorgelegewelle befestigt ist, die über Genauigkeit stufenlos regelbar sein, damit die für ein weiteres an ihr befestigtes Zahnrad das mit der die Bearbeitung von Werkstücken unterschiedlicher Schnecke einstückige, mit der Plandrehkopfspindel Form und Größe günstigste Taktzeit genau und ohne gleichachsige Zahnrad antreibt und eine halb so io Umrüsten eingestellt werden kann,
große Zähnezahl aufweist wie die Verzahnung am Diese Aufgabe ist bei einem Drehautomaten der Planetenradträger. Das zweite Sonnenrad des Plane- eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß tengetriebes läßt sich von einem Handrad oder einem dadurch gelöst, daß das zweite Sonnenrad des Pia-Vorschubgetriebe aus antreiben. Solange das zweite neten-Differentialgetriebes am Träger der Kurven-Sonnenrad stillsteht, läuft das erste Sonnenrad und 15 scheibe fest ist und der Planetenradträger über ein mit ihm die Vorgelegewelle mit der doppelten Dreh- stufenlos verstellbares Regelgetriebe mit einer Hauptzahl des Planetenrad trägers um; dies bedeutet wegen antriebswelle verbunden ist, von der unter Umgehung des beschriebenen Zähnezahlverhältnisses, daß die des Regelgetriebes auch der umlaufende Werkzeug-Schnecke mit der gleichen Drehzahl umläuft wie der kopf angetrieben wird.

Plandrehkopf, zwischen beiden also keine Relativ- 20 Die erfindungsgemäße Anordnung des Planetenbewegung stattfindet, die eine Zustellbewegung des getriebes bewirkt, daß der vom Regelgetriebe jeweils Werkzeughalters bewirken könnte. Für eine Zustell- erzeugte Drehzahlunterschied zwischen der Werkbewegung ist eine mehr oder weniger langsame Dre- zeugkopfspindel und dem Planetenradträger in einem hung des zweiten Sonnenrades erforderlich. festen Untersetzungsverhältnis von beispielsweise Bei beiden beschriebenen Plandrehköpfen umfaßt 25 50:1 in den gewünschten Drehzahlunterschied zwider Antrieb für die radiale Zustellbewegung des sehen der Hauptspindel und der Kurventrägerspindel Werkzeughalters eine oder mehrere Wellen, über die verwandelt wird. Gewisse unvermeidbare Abweidie für die Zustellbewegung erforderliche Leistung chungen der Abtriebsdrehzahl des Regelgetriebes bei geringer Drehzahl übertragen wird; diese Wellen vom Sollwert werden im selben Verhältnis verkleiwerden daher mit einem hohen Drehmoment belastet. 30 nert und haben somit keinen störenden Einfluß auf Das gleiche gilt zumindest für einige der an der die taktzeitbestimmende Relativdrehzahl der Kurven-Drehmomentübertragung beteiligten Verzahnungen, trägerspindel gegenüber der Werkzeugkopfspindel, die nur mit besonders hohem Bauaufwand durch Zum Regeln dieser Relativdrehzahl kann daher ein Lastverzweigung auf mehrere parallelgeschaltete gewöhnliches Regelgetriebe mit bei solchen Getrie-Zahnradsätze entlastet werden könnten. Die bekartn- 35 ben üblichem Regelbereich und üblicher Regelten Plandrehköpfe, die schon an sich nicht für hohe genauigkeit verwendet werden. Sämtliche Bauteile Drehzahlen geeignet sind, können gemäß Vorstehen- im Antrieb für die Zustellbewegung der Werkzeugdem auch deshalb nicht als Vorbild für die Weiter- halter laufen mit Drehzahlen in derselben Größenbildung eines Drehautomaten der eingangs beschrie- Ordnung wie die Werkzeugkopf drehzahl um und benen Gattung dienen, weil die Steuerung für die Zu- 40 werden daher bei gegebener Zerspannungsleistung mit Stellbewegung des Werkzeughalters wegen der hohen nur geringen Drehmomenten belastet. Daher und Drehmomentbelastung und der langen Kraftüber- wegen der Befestigung des zweiten Sonnenrades am tragungswege innerhalb des bei einem Drehautoma- Träger der Kurvenscheibe, die eine insgesamt körnten verfügbaren Raumes nicht genügend starr aus- pakte Anordnung ermöglicht, ist die Steuerung für gebildet sein kann, um eine hinreichend schwin- 45 die Zustellbewegung der Werkzeughalter bei gegebegungsfreie Zustellbewegung bei hoher Zerspannungs- nem Bauvolumen besonders starr,
leistung zu ermöglichen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfin-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dungsgegenstandes haben die paarweise aneinander Drehautomaten der eingangs beschriebenen Gattung befestigten Planetenräder die gleiche Zähnezahl, und zu schaffen, mit dem sich auch komplizierte Werk- 50 der Zähnezahlunterschied der Sonnenräder beträgt stücke, deren Bearbeitung eine große Zahl von Um- nur einen oder wenige Zähne. Die hierfür erforderläufen des Werkzeugkopfes erfordert, wirtschaftlich, liehe Korrektur des Achsabstandes läßt sich in bed. h. mit hoher Drehzahl des Werkzeugkopfes und kannter Weise durch Profilverschiebung herstellen, großen radialen Schnittdrücken, herstellen lassen, Bei den beschriebenen bekannten Vorrichtungen wobei zur Anpassung der Bearbeitungsgeschwindig- 55 mit während des Betriebes beeinflußbarer Zustellkeit an Größe und Form des Werkstücks die Taktzeit bewegung des Werkzeughalters oder der Werkzeugdes Drehautomaten in einem weiten Bereich ver- halter am umlaufenden Werkzeugkopf wird die änderbar sein soll. Wenn beispielsweise einfache Relativdrehung der Kurventrägerspindel in bezug Werkstücke in einer Taktzeit von einer Sekunde und auf die Hauptspindel wie erwähnt von einer langsam schwieriger zu bearbeitende Werkstücke auf dem- 6° laufenden Welle abgeleitet. Von einer solchen Welle selben Drehautomaten in einer Taktzeit von 60 Se- läßt sich, beispielsweise im Übersetzungsverhältnis künden herstellbar sein sollen, dann bedeutet dies, 1:1, auch die Drehung einer Steuerwelle ableiten, daß der Drehzahlunterschied der Kurventrägerspindel die bei Drehautomaten üblicherweise zumindest die gegenüber der Werkzeugkopfspindel im Bereich Vorschubbewegungen des Werkstoffs sowie die öffzwischen 60 und 1 Relativumdrehungen je Minute 65 nungs- und Schließbewegungen einer Spannvorrichveränderlich sein muß, wenn die Kurvenscheibe nur tung für den Werkstoff steuert. Die Steuerwellenein Maximum aufweist. Bei einer entsprechend der drehzahl muß der Relativdrehzahl zwischen Kurvenoptimalen Schnittgeschwindigkeit festgelegten Dreh- trägerspindel und Hauptspindel gleich sein, wenn

das oder jedes Werkzeug im umlaufenden Werkzeugkopf während einer Relativdrehung gegenüber der Kurventrägerspindel ein Arbeitsspiel ausführt. Die Steuerwellendrehzahl muß dagegen ein mehrfaches der Relativdrehzahl zwischen Kurventrägerspindel und Hauptspindel betragen, wenn die Zustellbewegung der Werkzeuge im umlaufenden Werkzeugkopf von einer Kurvenscheibe mit mehreren Maxima gesteuert wird.

Beim erfindungsgemäßen Drehautomaten, bei dem die Drehbewegung der Kurventrägerspindel ohne erhebliehe Untersetzung von der mit hoher Drehzahl umlaufenden Hauptantriebswelle abgeleitet ist, kann für die nötige Synchronisation zwischen der Steuerwellendrehung und der Relativdrehung der Kurventrägerspindel gegenüber der Hauptspindel gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal ein Subtrahier-Planetengetriebe vorgesehen sein, dessen eines Sonnenrad mit dem Hauptspindelantrieb und dessen zweites Sonnenrad mit dem Abtrieb des Regelgetriebes verbunden ist und dessen Planetenradträger Paare miteinander kämmender Planetenräder besitzt, von denen das eine mit dem ersten Sonnenrad und das andere mit dem zweiten Sonnenrad im Eingriff steht, und die Hauptsteuerwelle des Automaten antreibt.

Der erfindungsgemäße Drehautomat kann zum Langdrehen oder zum Formdrehen eingerichtet sein. Beim Langdrehen wird der Werkstoff während der Bearbeitung allmählich vorgeschoben. Beim Formdrehen lösen dagegen Bearbeitungs- und Vorschubvorgänge einander ab; die Steuerkurven für Werkzeug- und Werkstoffvorschub werden nacheinander wirksam. Das ruckartige Vorschieben des Werkstoffs beim Formdrehen erfordert eine bestimmte, von Form und Größe des Werkstücks praktisch unabhängige Zeit. Bei Formdrehautomaten ist es daher zweckmäßig und üblich, die Steuerkurven für Werkstoffvorschub und -spannung auf einer Hilfssteuerwelle anzuordnen, die einen eigenen Antrieb hat, der von der Hauptsteuerwelle jeweils nach Beendigung der eigentlichen Bearbeitungsvorgänge in Gang gesetzt wird.

Bei bekannten Formdrehautomaten mit Hilfssteuerwelle ist es nachteilig, daß die Hauptsteuerwelle sich zwischen dem Ein- und Ausschalten der Hilfssteuerwelle weiterdreht, so daß für unmittelbar von der Hauptsteuerwelle gesteuerte, vor dem Einschalten der Hilfssteuerwelle stattfindende Bewegungen des Automaten, insbesondere die Zustellbewegungen der Werkzeuge im umlaufenden Werkzeugkopf, ein bestimmter Teil der vollen Hauptsteuerwellenumdrehung verlorengeht. Infolgedessen müssen bei bekannten Formdrehautomaten für Werkstücke, die in unterschiedlichen Taktzeiten hergestellt werden, auch unterschiedliche Steuerkurven für die unmittelbar von der Hauptsteuerwelle gesteuerten Bewegungen verwendet werden.

Bei den erfindungsgemäßen Drehautomaten läßt sich dieser Nachteil gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch vermeiden, daß der Antrieb des zweiten Sonnenrades des Subtrahiergetriebes durch das Regelgetriebe auskuppelbar und statt dessen ein direkter Antrieb von der Hauptantriebswelle einkuppelbar ist, der das gleiche Übersetzungsverhältnis hat wie der Antrieb des ersten Sonnenrades von der Hauptantriebswelle. Diese Anordnung macht es möglich, die Hauptsteuerwelle und die Relativbewegung zwischen der Kurventrägerspindel und der Hauptspindel bei weiterhin mit unveränderter Drehzahl umlaufenden Werkzeugkopf stillzusetzen, ohne daß das Regelgetriebe verstellt zu werden braucht; während dieser Stillsetzung kann eine getrennt angetriebene Hilfssteuerwelle umlaufen, die nach dem Ablauf aller von ihr gesteuerten Vorgänge den Antrieb des zweiten Sonnenrades des Subtrahiergetriebes durch das Regelgetriebes wieder einkuppelt ίο und gleichzeitig den direkten Antrieb von der Hauptantriebswelle wieder auskuppelt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemaüscher Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt eines Drehautomaten, von dem einzelne Baugruppen nur angedeutet sind,

F i g. 2 einen waagerechten Längsschnitt längs der Linie H-II in F i g. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten senkrechten Längsschnitt durch den Spindelstock des Drehautomaten und

F i g. 4 eine perspektivisch gezeichnete Einzelheit aus Fig. 3.

Der dargestellte Drehautomat umfaßt ein kastenförmiges Maschinengestell 1, dessen Oberseite einen Maschinentisch 2 bildet. Am hinteren, in Fig. 1 linken Teil des Maschinentisches 2 ist eine sich in Längsrichtung des Drehautomaten erstreckende Prismenführung 3 angeordnet, auf der eine insgesamt mit 4 bezeichnete Einrichtung zum Vorschieben des Werkstoffs 5 geführt ist. Der mittlere Teil des Maschinentisches 2 trägt einen teilweise in das Maschinengestell 1 hineinragenden Spindelstock 6, und auf dem vorderen, in F i g. 1 rechten Teil des Maschinentisches sind zwei parallele, ebenfalls längsverlaufende Prismenführungen 7 und 8 angeordnet, auf denen eine Gegenspannvorrichtung 9 bzw. eine Abtrennvorrichtung 10 feststellbar geführt sind. Auf dem rechten Teil des Maschinentisches 2 läßt sich auch noch ein Trommelrevolver mit zusätzlichen Bearbeitungsvorrichtungen anordnen.

Im Maschinengestell 1 ist ein elektrischer Hauptantriebsmotor 11 angeordnet, der eine Hauptantriebswelle 12 über auswechselbare Zahnräder 13 und 14 und einen Zahnriemen 15 antreibt. Auf der Hauptantriebswelle 12 sind drei weitere Zahnräder 16, 17 und 18 angeordnet. Das Zahnrad 16 ist frei drehbar, kann aber mittels einer Elektromagnetkupplung 19 mit der Hauptantriebswelle 12 gekuppelt werden. Das Zahnrad 17 ist auf der Hauptantriebswelle 12 befestigt und über einen Zahnriemen 20 mit dem Antriebszahnrad 21 eines Regelgetriebes 22 verbunden, dessen Übersetzungsverhältnis an einem Handrad 23 stufenlos verstellbar ist. Auf der Abtriebswelle 24 des Regelgetriebes 22 sind zwei miteinander fest verbundene Zahnräder 25 und 26 gelagert und mittels einer Elektromagnetkupplung 27 mit der Abtriebswelle kuppelbar. Das Zahnrad 25 ist durch einen Zahnriemen 28 mit dem Zahnrad 16 verbunden.

Die Hauptantriebswelle 12 ist ferner über das Zahnrad 18, ein Zahnrad 30 und einen beide Zahnräder umschlingenden Zahnriemen 31 mit einer Zwischenwelle 29 verbunden, die im unteren Teil des Spindelstocks 6 gelagert ist. Auf der Zwischenwelle 29 sind zwei weitere Zahnräder 35 und 36 befestigt, von denen das erste über einen Zahnriemen 37 mit

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einem Zahnrad 38 auf einer hohlen Hauptspindel 39 Am in Fig. 3 rechten Ende des Planetenradträgers verbunden ist. Die Hauptspindel 39 ist an ihrem 61 ist ein Kettenrad 76 befestigt,
hinteren, in Fig. 3 linken Ende im Spindelstock 6 Im oberen rechten Teil des Maschinengestells 1 gelagert und an ihrem vorderen Ende mit einem ist gemäß F i g. 1 und 2 querliegend eine Hauptzylindrischen, ebenfalls im Spindelstock gelagerten 5 steuerwelle 77 gelagert, die über eine Schneckenrad-Werkzeugkopf 42 verschraubt. Untersetzung 78 von einer Zwischenwelle 79 ange-Auf dem äußeren Umfang der Hauptspindel 39 trieben wird. Auf der Zwischenwelle 79 ist ein ist gleichachsig mit ihr eine sich nach vorn topfförmig Kettenrad 80 befestigt, das über eine Rollenkette 81 erweiternde Hülse gelagert, die im folgenden als vom Kettenrad 76 am Planetenradträger 61 angetrie-Kurventrägerspindel 45 bezeichnet wird. An der io ben wird. Die Hauptsteuerwelle 77 trägt eine Kurvenhinteren Stirnfläche der Kurventrägerspindel 45 ist scheibe 82, die über einen im Maschinengestell 1 ein Sonnenrad 46 eines mit der Hauptspindel 39 gelagerten Winkelhebel 83 die Zustellbewegung der gleichachsigen Planetengetriebes 47 festgeschraubt. Abtrennvorrichtung 10 steuert. Weitere Kurven-Das Planetengetriebe 47 umfaßt noch ein zweites scheiben 85 auf der Hauptsteuerwelle 77 sind zur Sonnenrad 48, das an der vorderen Stirnseite einer 15 Steuerung nicht dargestellter, beispielsweise an einem auf der Hauptspindel 39 festsitzenden Büchse 49 Revolverkopf angeordneter Zusatzvorrichtungen vorfestgeschraubt ist. An der hinteren Stirnseite der gesehen. Die Hauptsteuerwelle 77 trägt ferner einen Büchse 49 ist das erwähnte Zahnrad 38 festge- Schaltnocken 86, der mit einem elektrischen Schalter schraubt. 87 zusammenwirkt.

Die beiden Sonnenräder 46 und 48 sind durch 20 Mit der Hauptsteuerwelle 77 ist über ausrückbare mehrere Planetenradsätze 50, 51 miteinander ver- Kegelräder 88 und 89 eine Hilfssteuerwelle 90 verbunden, von denen in F i g. 3 nur einer sichtbar ist. bunden, die sich über die gesamte Länge des Maschi-Die Planetenradsätze umfassen je zwei Planetenräder nengestells 1 erstreckt. Das Kegelrad 89 der Hilfs-' 50 und 51 mit gemeinsamer Planetenradwelle 52, steuerwelle 90 kann, statt in der dargestellten Weise von denen das erste mit der Planetenradwelle aus 25 mit dem Kegelrad 88 der Hauptsteuerwelle 77 zu einem Stück besteht und das zweite auf der Planeten- kämmen, mit einem Kegelritzel 91 eines im Maschiradwelle befestigt ist. Die Sonnenräder 46 und 48 nengestell 1 angeordneten Bremsmotors 92 gekuppelt haben geringfügig voneinander abweichende Zähne- sein, der über den Schalter 87 mit Strom versorgt zahlen, das Sonnenrad 46 beispielsweise die Zähne- wird. Die Hilfssteuerwelle 90 trägt einen Nocken 93, zahl ζ = 49 und das Sonnenrad 48 die Zähnezahl 30 der nach jeder Umdrehung der Hilfssteuerwelle einen ζ = 50. Die beiden Planetenräder 50 und 51 jedes die Stromzufuhr zum Bremsmotor 92 unterbrechen-Planetenradsatzes haben dagegen gleiche Zähne- den Schalter 94 betätigt. An den Stromkreis des zahlen. Die Planetenradwellen 52 sind in einem Bremsmotors 92 sind auch die erwähnten Elektro-Planetenradträger 53 gelagert, der seinerseits im magnetkupplungen 19 und 27 derart angeschlossen, Spindelstock 6 gelagert ist. Mit dem Planetenrad- 35 daß bei laufendem Bremsmotor 92 die Kupplung 19 träger 53 ist ein Antriebszahnrad 56 verschraubt. eingeschaltet und somit das Zahnrad 16 mit der Im unteren Teil des Spindelstocks 6 ist ein weite- Hauptantriebswelle 12 gekuppelt ist, die Kupplung 27 res, als Subtrahiergetriebe ausgebildetes Planeten- aber ausgeschaltet ist, so daß das Zahnradpaar 25,26 getriebe 57 angeordnet. Dieses Planetengetriebe um- auf der Abtriebswelle 24 des Regelgetriebes 22 frei faßt eine zentrale Welle 58, die an ihrem in Fig. 3 40 umläuft. Bei stillstehendem Bremsmotor ist die linken Ende im Spindelstock 6 und an ihrem rechten Schaltstellung der Kupplungen 19 und 27 umgekehrt. Ende in einem im Spindelstock gelagerten Planeten- Am rechten Teil der Hilfssteuerwelle 90 ist eine radträger 61 gelagert ist. Die Welle 58 wird über ein Kurvenscheibe 95 befestigt, von der die Gegenspannan ihrem rechten Ende befestigtes Zahnrad 64 und vorrichtung 9 gesteuert wird. Am linken Teil der über einen Zahnriemen 65 von dem in Fig. 1 dar- 45 Hilfssteuerwelle 90 sind eine Kurventrommel 99 gestellten Zahnrad 26 auf der Abtriebswelle 24 des sowie Kurvenscheiben 100 und 101 befestigt. Die Regelgetriebes 22 angetrieben und treibt ihrerseits Kurventrommel 99 steuert die längs der Prismenüber ein an ihrem linken Ende befestigtes Zahnrad führung 3 hin- und hergehende Bewegung der Vor-66, das durch einen Zahnriemen 67 mit dem erwähn- Schubvorrichtung 4. Die Kurvenscheiben 100 steuern ten Zahnrad 56 verbunden ist, den Planetenradträger 50 gemeinsam die Öffnungs- und Schließbewegungen 53 des ersten Planetengetriebes 47 an. Im mittleren einer in der Vorschubvorrichtung 4 angeordneten Bereich der Welle 58 ist ein Sonnenrad 68 des Pia- Spannzange, die den Werkstoff 5 jeweils bei der netengetriebes 57 befestigt. Vorwärtsbewegung der Vorschubeinrichtung mit-Gleichachsig mit der Welle 58 ist im Planetenrad- nehmen und ihn während der Rückzugsbewegung träger 61 und im Spindelstock 6 eine Hohlwelle 69 55 freigeben. Die Kurvenscheiben 101 steuern gemeingelagert. Die Hohlwelle 69 weist an ihren Enden sam die Öffnungs- und Schließbewegungen einer Stirnzahnräder 72 und 73 auf. Das Zahnrad 72 ist Spannvorrichtung 108, mit der sich der Werkstoff 5 dem Sonnenrad 68 auf der Welle 58 in Zähnezahl innerhalb des umlaufenden Werkzeugkopfes 42 und Modul gleich und bildet ein zweites Sonnenrad genau zentrisch einspannen läßt,
des Subtrahier-Planetengetriebes 57. Das Zahnrad 73 60 Im Werkzeugkopf 42 sind, in Drehrichtung gegenkämmt mit dem erwähnten Zahnrad 36 auf der Zwi- einander versetzt, drei achsparallele Zapfen 111 axial schenwelle 29. Im Planetenradträger 61 sind Plane- unverschiebbar gelagert, an denen je ein Kurventenradsätze 74, 75 gelagert, die — wie F i g. 4 deut- folgehebel 114 und ein Werkzeughalter 119 belicher zeigt — je zwei miteinander kämmende, in festigt ist.

Drehrichtung des Planetenradträgers gegeneinander 65 Am rechten Ende der Kurventrägerspindel 45 ist

versetzte Planetenräder 74 und 75 umfassen, von eine ringförmige Kurvenscheibe 122 befestigt, an

denen das erste mit dem ersten Sonnenrad 68 und deren Innenfläche die freien Enden der Kurvenfolge-

das zweite mit dem zweiten Sonnenrad 72 kämmt. hebel 114 unter der Wirkung der Fliehkraft bei um-

laufendem Werkzeugkopf 42 anliegen. Die Kurvenscheibe 122 kann derart gestaltet sein, daß sie bei jeder vollständigen Relativumdrehung gegenüber dem Werkzeugkopf 42 die drei Kurvenfolgehebel 114 und damit auch die drei Werkzeughalter 119 nacheinander je einmal radial nach innen schwenkt und dann wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehren läßt. In diesem Fall kann bei jeder Relativumdrehung ein Werkstück fertiggestellt werden. Die Kurvenscheibe 122 kann aber auch drei gleiche, in gleichen Winkelabständen gegeneinander versetzte Abschnitte aufweisen; in diesem Fall werden die Werkzeughalter 119 bei jeder vollständigen Relativumdrehung zwischen der Kurvenscheibe und dem Werkzeugkopf 42 dreimal jeweils gleichzeitig nach innen geschwenkt, so daß jeweils nach einer drittel Relativumdrehung ein Werkstück fertig gedreht ist. An Stelle einer gemeinsamen Kurvenscheibe 122 können den drei Werkzeughaltern 119 und ihren Kurvenfolgehebeln 114 drei verschiedene, axial nebeneinander angeordnete Kurvenscheiben zugeordnet sein; eine solche Anordnung ist vor allem zum Langdrehen vorteilhaft.

Der beschriebene Drehautomat arbeitet beispielsweise als Formdrehautomat folgendermaßen:

Der Werkstoff 5 durchläuft nacheinander die Vorschubvorrichtung 4, den Spindelstock 6 mit dem umlaufenden Werkzeugkopf 42 und die Gegenspannvorrichtung 9. Es sei angenommen, ein fertig bearbeitetes Werkstück sei mit der Abtrennvorrichtung 10 vom Werkstoff 5 abgetrennt worden, der Werkstoff sei dann um eine Werkstücklänge nach rechts vorgeschoben worden, und die Vorschubvorrichtung 4 sei anschließend in ihre in F i g. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurückgekehrt. Die Spannvorrichtung 108 und die Gegenspannvorrichtung 9 halten den Werkstoff 5 festgespannt. Die Hauptspindel 9 wird vom Hauptmotor 11 über die Hauptantriebswelle 12 und die Zwischenwelle 29 angetrieben, beispielsweise mit der konstanten Drehzahl von viertausend U/min. Die Kupplung 19 ist ausgerückt und die Kupplung 27 eingerückt, so daß der Planetenradträger 53 des ersten Planetengetriebes 47 von der Hauptantriebswelle 12 über das Regelgetriebe 22 und die Welle 58 mit beispielsweise 3000 U/min angetrieben wird.

Wenn ferner angenommen wird, das mit der Hauptspindel 39 umlaufende Sonnenrad 48 habe 49 Zähne, das mit der Kurventrägerspindel 45 umlaufende Sonnenrad 46 dagegen 50 Zähne, dann bleibt die Kurventrägerspindel jeweils um Vao Umdrehung gegenüber der Hauptspindel zurück, wenn der Planetenradträger 53 eine Relativumdrehung gegenüber der Hauptspindel ausführt. Die Relativdrehzahl der Kurventrägerspindel 45 gegenüber der Hauptspindel 39 beträgt daher bei den angenommenen Drehzahlen (4000 — 3000): 50 = 20U„,/min.

Weiter werde angenommen, die Zahnradpaare 35, 38 sowie 36, 73 und 56, 66 hätten jeweils das Übersetzungsverhältnis 1:1. Im Subtrahier - Planetengetriebe 57 läuft dann das Sonnenrad 72 mit der Drehzahl der Hauptspindel um, also mit 4000 U/min, während sich das Sonnenrad 68 mit der Drehzahl des Planetenradträgers 53 des ersten Planetengetriebes 47 dreht, also mit 3000 U/min. Wegen der Drehrichtungsumkehrung durch die unmittelbar miteinander kämmenden Zahnräder 36, 73 drehen sich die Sonnenräder 72 und 68 gegenläufig. Die Drehzahl des Planetenradträgers 61 des Subtrahiersetriebes 57 ist daher gleich der halben Differenz der Drehzahlen der Sonnenräder 72 und 68, im Beispiel also

(4000-3000): 2 = 50 U/min .

Die Drehung des Planetenradträgers 61 wird vom Kettentrieb 76 bis 80 auf die Zwischenwelle 79 und von dort durch die Schneckenraduntersetzung 78 auf die Hauptsteuerwelle 77 übertragen.

Zur Vereinfachung wird schließlich angenommen,

ίο die Kurvenscheibe 124 habe nur ein einziges Maximum, so daß nach jeder Relativumdrehung zwischen Hauptspindel 39 und Kurventrägerspindel 45 ein Arbeitstakt des Drehautomaten vollendet ist. Die Drehzahl der Hauptsteuerwelle 77 muß in diesem Fall der Relativdrehzahl 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 Drehzahl der Hauptsteuerwelle 77 ist demnach im beschriebenen Beispiel

500 : 25 = 20 U/min .

Wenn die Steuerkurve 122 dagegen drei in gleichen Drehwinkelabständen gegeneinander versetzte Maxima aufweist, so daß jeder Werkzeughalter 119 während jeder Relativumdrehung drei vollständige Zustell- und Rückzugsbewegungen ausführt, dann müssen die Übersetzungen 76, 80 und 78 derart gewählt sein, daß die Drehzahl der Haupisteuerwelle 77 das Dreifache der Relativdrehzahl zwischen Kurventräger- und Hauptspindel beträgt.

In jedem Fall führt die Hauptsteuerwelle 77 während einer vollständigen Zustell- und Rückzugsbewegung der Werkzeughalter 119 eine vollständige Umdrehung aus. Während der Einwirkung der Drehwerkzeuge auf den Werkstoff 5 trennt die von der Hauptsteuerwelle 77 gesteuerte Abtrenneinrichtung 10 ein in einem vorangegangenen Arbeitstakt bearbeitetes Werkstück vom Werkstoff ab.

Bei der aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Schaltstellung der Kegelräder 88 und 91 läuft die Hilfssteuerwelle 90 ständig mit der Hauptsteuerwelle 77 um. Bei der dargestellten Verwendung des Drehautomaten als Formdrehautomat sind die auf der Hilfssteuerwelle befestigten Kurven 95, 99, 100 und 101 so gestaltet, daß die Stellung der von ihnen gesteuerten Vorrichtungen während der Bearbeitungszeit (Maschinenhauptzeit) unverändert bleibt. Nach Abschluß der eigentlichen Bearbeitung werden die Spannvorrichtung 108 und die Gegenspannvorrichtung 9 geöffnet, während gleichzeitig der Werkstoff 5 in der Vorschubvorrichtung 4 festgespannt wird. Anschließend wird die Vorschubvorrichtung 4 mit dem Werkstoff 5 um eine Werkstücklänge nach rechts vorgeschoben. In ihrer vorderen Endstellung gibt die Vorschubvorrichtung 4 den Werkstoff 5 frei, gleichzeitig spannen die Spannvorrichtung 108 und die Gegenspannvorrichtung 9 den Werkstoff in seiner neuen Stellung fest. Schließlich geht die Vorschubvorrichtung 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 Hilfssteuerwelle.90 zweckmäßigerweise nicht mehr mit der Hauptsteuerwelle 77, son-

dem mit dem Bremsmotor 92 gekuppelt. Während der Maschinenhauptzeit steht der Bremsmotor 92 und mit ihm die Hilfssteuerwelle 90 still, und die Hauptsteuerwelle 77 führt eine volle Umdrehung aus. Am Ende dieser Umdrehung betätigt der Nocken 86 den Schalter 87. Hierdurch wird der Bremsmotor 92 in Betrieb gesetzt; gleichzeitig wird durch die Kupplungen 19 und 27 das Regelgetriebe 22 überbrückt, so daß die Welle 58 mit dem Sonnenrad 68 des Subtrahierplanetengetriebes 57 unmittelbar von der Hauptsteuerwelle 12 angetrieben wird, und zwar mit gleicher Drehzahl, aber weiterhin in umgekehrter Drehrichtung wie das Sonnenrad 72. Der Planetenradträger 61 bleibt deshalb stehen und mit ihm die Hauptsteuerwelle 77. Außerdem läuft die Kurventrägerspindel 45 jetzt mit gleicher Drehzahl um wie die Hauptspindel 39. Sämtliche Werkzeugvorschubbewegungen des Drehautomaten sind somit während des Umlaufs der Hilfssteuerwelle 90 unterbrochen.

Nach einer vollen Umdrehung der Hilfssteuerwelle 90 betätigt der Nocken 93 den Schalter 94. Hierdurch wird der Bremsmotor 92 und mit ihm die Hilfssteuerwelle 90 selbst augenblicklich stillgesetzt. Gleichzeitig wird das Regelgetriebe 22 wieder in den Antrieb der Welle 58 und der Kurventrägerspindel 53 eingeschaltet. Der ursprüngliche Zustand ist somit wieder hergestellt, und ein neuer Arbeitstakt beginnt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehautomat, bei dem ein an einem umlaufenden Werkzeugkopf radial zustellbar angeordneter Werkzeughalter seine Zustellbewegung über eine mit dem Werkzeugkopf gleichachsige Kurvenscheibe erhält, die ihre in der Drehzahl von der Werkzeugkopfdrehung abweichende Drehbewegung von einem Planeten-Differentialgetriebe mit zwei gleichachsigen Sonnenrädern ungleicher Zähnezahl erhält, von denen das eine Sonnenrad mit dem Werkzeugkopf umläuft und mit dem zweiten Sonnenrad durch mindestens ein Paar an einer gemeinsamen Welle befestigter, in einem drehbaren Planetenradträger gelagerter Planetenräder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Sonnenrad (46) am Träger (45) der Kurvenscheibe (122) fest ist und der Planetenradträger (53) über ein stufenlos verstellbares Regelgetriebe (22) mit einer Hauptantriebswelle (12) verbunden ist, von der unter Umgehung des Regelgetriebes auch der umlaufende Werkzeugkopf (42) angetrieben wird.

2. Drehautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise aneinander befestigten Planetenräder (50,51) die gleiche Zähnezahl haben und der Zähnezahlunterschied der Sonnenräder (46, 48) nur einen oder wenige Zähne beträgt.

3. Drehautomat nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Subtrahier-Planetengetriebe (57), dessen eines Sonnenrad (72) mit dem Hauptspindelantrieb (31, 30, 29) und dessen zweites Sonnenrad (68) mit dem Abtrieb (24, 26, 65) des Regelgetriebes (22) verbunden ist und dessen Planetenradträger (61) Paare miteinander kämmender Planetenräder (75, 74) besitzt, von denen das eine (75) mit dem ersten Sonnenrad (72) und das andere (74) mit dem zweiten Sonnenrad (68) im Eingriff steht, und die Hauptsteuerwelle (77) des Automaten antreibt.

4. Drehautomat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des zweiten Sonnenrades (68) des Subtrahiergetriebes (57) durch das Regelgetriebe (22) auskuppelbar und statt dessen ein direkter Antrieb (28) von der Hauptantriebswelle (12) einkuppelbar ist, der das gleiche Übersetzungverhältnis hat wie der Antrieb des ersten Sonnenrades (72) von der Hauptantriebswelle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen