DE1502017A1 - Werkstueckspindelantrieb fuer voneinander unterschiedliche Drehzahlen der Werkstueckspindeln bei Mehrspindelautomaten,insbesondere bei Mehrspindel-Futterautomaten mit Kolbenspannung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkstückspindelantrieb, mit dem voneinander unterschiedliche Drehzahlen der Werkstückspindeln bei Mehrspindelautomaten zu verwirklichen sind. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen derartigen Werkstückspindelantrieb bei Mehrspindel-Futterautomaten.

Es ist bereits bekannt, voneinander unterschiedliche Drehzahlen der Werkstückspindeln bei Mehrspindelautomaten dadurch zu erzielen, daß man zentral an die in einer Spindeltrommel gelagerten Spindeln eine Antriebswelle heranführt, auf der mehrere unterschiedlich große Zahnräder befestigt sind, die mit entsprechenden, auf jeder Spindel angeordneten Zahnrädern dauern im Eingriff stehen, wobei auf den Spindeln des weiteren Kupplungen vorgesehen sind, mit denen die Spindelzahnräder wahlweise mit ihrer jeweiligen Spindel zu verbinden sind.

Die Nachteile dieser bekannten Anordnung bestehen in Folgendem:

Das einmal eingebaute Verhältnis der unterschiedlichen Drehzahlen zueinander ist unveränderbar.

Der gesamte Leistungsfluß geht durch die Zentralwelle, die beim üblichen Aufbau der Mehrspindelautomaten lang baut und somit eine geringe statische und dynamische Steifigkeit aufweist. Das Auskragen der Zentralwelle über die Spindeltrommel hinaus wird noch vergrößert, so daß gegebenenfalls eine weitere Lagerung der Zentralwelle erforderlich ist.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß zusätzlich zu einem von der Vorderseite der Spindeln her durch die Spindeltrommel hindurch zentral an die entsprechenden, wahlweise mit den Spindeln kuppelbaren Spindelzahnrädern herangeführten Antriebszug, der im wesentlichen aus einem Motor, Mitteln zur Drehzahländerung mit der zentralen Antriebswelle besteht, ein weiterer, von dem erstgenannten Antrieb unabhängiger, im wesentlichen aus einem Motor, Mitteln zur Drehzahländerung und einer zentralen Antriebswelle bestehender Antriebszug vorgesehen ist, dessen Antriebswelle von der Rückseite der Spindeln her zentral an die entsprechenden, wahlweise mit den Spindeln kuppelbaren Spindelzahnräder herangeführt ist.

Der wesentliche Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die beiden Antriebszüge völlig unabhängig voneinander sind und so die unterschiedlichen Spindeldrehzahlen in weiten Grenzen beliebig variiert werden können. Hierin ist inbegriffen, daß die Spindeln nicht nur in ihrer Größe unterschiedliche Drehzahlen erhalten können, sondern auch in verschiedener Drehrichtung angetrieben werden können. Desweiteren bringt die Anordnung der beiden Antriebszüge auf verschiedenen Seiten der Maschine eine erhebliche räumliche Freizügigkeit mit sich, so daß entsprechend kräftig dimensionierte Konstruktionselemente und große, leistungsstarke Antriebsmotore verwenden werden können, die eine außerordentliche Leistungsverstärkung bei dieser Maschine mit sich bringen. Insbesondere der von der Rückseite der Maschine an die Spindeln herangeführte Antriebszug ist durch die relative Kürze seiner zentralen Antriebswelle für die Übertragung sehr hoher Drehmomente besonders geeignet.

Schaltet man den durch die Spindeltrommel hindurchgeführten Antriebszug aus, hat man einen reinen Hochleistungsantrieb für die Drehspindeln.

Die räumliche Freizügigkeit wirkt sich auch dahingehend sehr günstig aus, daß, jeweils auf beiden Seiten der Maschine, die Getriebeelemente zu einer Drehzahländerung, z.B. Wechselräder, frei und bequem zugänglich angeordnet werden können.

Die Einschaltung der unterschiedlichen Drehzahlen erfolgt über die Kupplungen der Spindelzahnräder zugeordnete Schaltmuffen. Zur Betätigung dieser Schaltmuffen ist erfindungsgemäß jeweils ein kurvengesteuerter, auf einem Bolzen hin- und herbeweglicher Schieber vorgesehen, der mit einer Nase in die entsprechende Schaltmuffe eingreift. Diese Anordnung nimmt sehr wenig Raum für sich in Anspruch und bietet so die Möglichkeit, an dieser Stelle Zusatzeinrichtungen anzubringen und mit den Schaltmitteln zu kombinieren. Da ist es ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß die Schaltmuffen zur Betätigung der Kupplungen als Teil einer Punktstillsetzeinrichtung ausgebildet sind. Damit ist in hervorragender Weise die Variabilität der Maschine gesteigert, da nun in einer oder mehreren Spindellagen die entsprechende Spindel auch die Drehzahl 0 erhalten kann und in bestimmter Lage orientiert werden kann.

Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung sind die Ausbildung und die Anordnung der Punktstillsetzvorrichtung in Anpassung an die räumlichen Gegebenheiten sowie die zweckentsprechende Ausbildung der Schaltmuffen. Das Einschalten der Punktstillsetzvorrichtung geschieht entweder über ein eigenes Antriebsmittel nach dem Schwenken der Spindeltrommel oder aber, gemäß eines besonders vorteilhaften Ausführungsbeispieles der Erfindung, selbsttätig unter Ausnutzung der Schwenkbewegung der Spindeltrommel, wodurch gesonderte Antriebsmittel gespart sind und der Aufbau weiter vereinfacht ist.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in einer oder mehreren Spindellagen eine zusätzliche Verstellvorrichtung vorgesehen ist, mit der bei indexierter Spindeltrommel gleichzeitig die beiden einer Spindeltrommel zugeordneten, in die Schaltmuffen eingreifenden Schieber verschoben werden können. Das hat den größten Vorteil, daß auch während der Bearbeitung des Werkstückes die Drehzahl geändert werden kann, wodurch die Anpassungsmöglichkeit an die Belange der Fertigung noch ganz erheblich gesteigert ist.

In den beigefügten Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Mehrspindel-Futterautomaten mit Kolbenspannung gemäß der Erfindung in schematischer Seitenansicht;

Fig. 2 den an der Spindeltrommel befestigten Stützkörper gemäß Fig. 1 in Teilansicht;

Fig. 3 die Ausbildung der Schaltglieder zum Betätigen einer Spindelzahnradkupplung in Kombination mit einer fremdkraftbetätigten Punktstillsetzeinrichtung;

Fig. 4 die Ausbildung der Schaltglieder zum Betätigen einer Spindelzahnradkupplung in Kombination mit einer selbsttätig unter Ausnutzung der Schwenkbewegung der Spindeltrommel einschaltenden Punktstillsetzeinrichtung;

Fig. 5 die Lagerung der federnd abgestützten Steuerkurve gemäß Fig. 4;

Fig. 6 die Ausbildung der Schaltglieder zum Betätigen der Spindelzahnradkupplungen in Kombination mit einer Verstellvorrichtung zur Drehzahländerung bei arbeitender Drehspindel.

In dem Spindelständer 1 der Maschine ist die Spindeltrommel 2 schwenkbar gelagert. In Spindeltrommel 2 sind eine Mehrzahl von Drehspindeln 3 drehbar gelagert, auf denen jeweils ein Spindelzahnrad 4 sowie ein Spindelzahnrad 4a drehbar angeordnet ist, welchen Spindelzahnrädern Kupplungen 5 bzw. 5a zugeordnet sind, mit denen die entsprechenden Spindelzahnräder mit ihrer Drehspindel 3 kuppelbar sind.

Erfindungsgemäß wird den Spindelzahnrädern 4 und 4a die Drehzahl von zwei voneinander unabhängigen Antriebszügen zugeleitet, von denen einer von der Vorderseite der Spindeln her durch die Spindeltrommel 2 hindurch zentral an die Spindelzahnräder 4 herangeführt ist, während der andere Antriebszug von der Rückseite der Spindeln und der Maschine her zentral an die Spindelzahnräder 4a herangeführt ist.

Der von der Vorderseite her zugeführte Antriebszug besteht aus einem auf dem Maschinengestell aufgesetzten Motor 7, einem Keilriementrieb 8, den Zahnrädern 9 und 10, den Wechselrädern 11, der durch die Spindeltrommel 2 hindurchgeführten Zentralwelle 12 mit ihrem Zentralrad 13, das mit den Spindelzahnrädern 4 laufend in Eingriff steht.

Der von der Rückseite der Maschine her herangeführte Antriebszug besteht erfindungsgemäß aus einem auf den rückseitigen Maschinengestell aufgestellten Motor 14, einen Keilriemenantrieb 15, einer Zwischenwelle 16a sowie frei zugänglich an der Rückseite der Maschine angeordneten Wechselrädern 16, desweiteren aus den Zahnrädern 17 und 18, und einer Zentralwelle 19 mit ihrem Zentralrad 20 das mit den Spindelzahnrädern 4a dauernd in Eingriff steht.

Bei einem Mehrspindel-Futterautomaten mit Kolbenspannung ergibt sich eine sehr gute Raumausnutzung dadurch, daß die Zentralwelle 19 durch den Druckmittelverteiler 6 hindurchgeführt ist.

Anstelle der Wechselräder 16 kann auch ein schaltbares Stufengetriebe vorgesehen sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in einem der beiden Antriebszüge ein stufenlos regelbares Getriebe vorgesehen, so daß über eine entsprechende Steuerung bei Plandreharbeiten eine konstante Schrittgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die von der Rückseite der Maschine her herangeführte Zentralwelle 19 erheblich kürzer als die von der Vorderseite der Maschine her herangeführte Zentralwelle 12. Zentralwelle 19 ist daher besonders für die Übertragung hoher Drehmomente geeignet.

Das vordere Ende der Zentralwelle 19 ist in einem Stützkörper 21 gelagert, der an der Spindeltrommel 2 gefestigt ist. Dazu weist nach Fig. 2 der Stützkörper 21 einen Flansch 21a auf, der mit einer koaxialen Eindrehung 21b zur Aufnahme des Zentralrades 13 und an seinem Umfang mit Ausnehmungen 21c zur Aufnahme der Spindelzahnräder 4 versehen ist. Die nun noch vorhandenen Teilstücke des Flansches 21a lassen sich durch die Lücken zwischen den genannten Zahnrädern hindurch bis zur Spindeltrommel 2 führen. Sie sind mit Bohrungen 21d zum Durchstecken von Schrauben, Bolzen, od. dgl. versehen. Der Flansch 21a weist ferner noch eine Zentrierung 21e auf, die Spindeltrommel 2 eine entsprechende Eindrehung.

Der Stützkörper 21 ist mit einer Tragscheibe 22 versehen, in der die Drehspindeln 3 gelagert sind. An Tragscheibe 22 sind zugleich die Spindelbremsen 23 befestigt. Die Zentralwelle 19 ist des weiteren in einem Stützkörper 24 gelagert, der den gleichen

Flansch 21a wie Stützkörper 21 aufweist und der in analoger Weise wie der Stützkörper 21 an der Spindeltrommel 2 seinerseits an den Stützkörper 21 befestigt ist. Stützkörper 24 ist ferner in einer Tragscheibe 25 gelagert, die ihrerseits in einem am Maschinengestell befestigten Ring 26 schwenkbar gelagert ist. In Tragscheibe 25 ist zugleich der Druckmittelverteiler 6 gelagert. Auch die Drehspindeln 3 erfahren in Tragscheibe 25 eine weitere Lagerung. Auf dem Stützkörper 25 ist eine weitere Tragscheibe 27 angeordnet, in der ebenfalls die Drehspindeln gelagert sind. Diese mehrfache Lagerung der Drehspindeln in den drei Tragscheiben 22, 25 und 27 gewährleisten eine sehr gute Steifigkeit der relativ langen Drehspindeln.

Das Einschalten der in den jeweiligen Spindellagen gewünschten Spindeldrehzahl geschieht mittels einer Kurvensteuerung, wobei außerhalb des Schwenkkreises der Spindeln Steuerkurven ortsfest, jedoch auswechselbar, befestigt sind, die beim Schwanken der Spindeltrommel und der Drehspindeln die erforderlichen Verstellbewegungen einleiten.

Zur Übertragung dieser Verstellbewegungen sind erfindungsgemäß Schieber 30 bzw. 30a vorgesehen, die einerseits an den Steuerkurven entlanglaufende Rollen 31 aufweisen, die andererseits mit Nasen 32 in umlaufende Ausnehmungen 33 von Schaltmuffen 34 bzw. 35, 35a eingreifen, die auf den Drehspindeln verschieblich gelagert sind und mit denen die Kupplungen 5 und 5a betätigt werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weisen erfindungemäß die Tragscheibe 22 und die Tragscheibe 27 für jede Drehspindel 3 jeweils hervorstehende Bolzen 36 auf, auf denen die Schieber 30 bzw. 30a hin- und herbeweglich angeordnet sind. Aus Fig. 1 geht deutlich hervor, daß diese Anordnung außerordentlich wenig Raum in Anspruch nimmt, so daß an diesen Stellen noch Raum genug für weitere Einrichtungen vorhanden ist.

In Ausnutzung dieses Raumes und in Anpassung an die Belange der Fertigung ist erfindungsgemäß eine der Schaltmuffengruppen zum Betätigen der Spindelzahnradkupplungen zugleich als Teilstück einer Punktstillsetzvorrichtung ausgebildet, mit der in einer oder mehreren Spindellagen die entsprechende Drehspindel in genau definierter Stellung stillgesetzt werden kann, hier also auch die Drehzahl 0 erteilt werden kann. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Kombination der vorhandenen Schaltmittel mit einer Punktstillsetzvorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Danach ist erfindungsgemäß die dem Schieber 30a zugeordnete Schaltmuffe 35, die als Kugelschalter die Kupplung 5a des Spindelzahnrades 4a betätigt, auf ihrer der Tragscheibe 27 zugewandten Seite mit einem Teil einer Einzahnkupplung 37 versehen, während ihre andere Seite als Zahnrad 38 ausgebildet ist, das mit im Schleichgang angetriebenen Getriebegliedern kuppelbar ist. Der andere Teil der Einzahnkupplung 37 ist erfindungsgemäß an Tragscheibe 27 befestigt. In den Spindellagen, in denen eine Punktstillsetzung erfolgen soll, ist in Unterbrechung der Steuerkurven in den Kurvenhaltern 39 ein Gleitstück 40 axial verschieblich geführt das eine Ausfräsung 41 für die Rolle 31 des Schiebers 30a aufweist. Es versteht sich, daß die Ausfräsung 41 im Ruhezustand der Punktstillsetzvorrichtung fluchtend zur unterbrochenen Steuerkurve angeordnet ist. An Gleitstück 40 ist ein Achszapfen 42 angeordnet, auf dem ein Zahnrad 43 frei drehbar und verschieblich gelagert ist. Zahnrad 43 steht mit einem breiten Zahnrad 44 in dauerndem Eingriff, das seinerseits mit einem Kettenzahnrad 45 verbunden ist, das mittels einer Kette 46 laufend im Schleichgang angetrieben wird. Die Kette 46 ist um alle Spindeln herum geführt und läuft dabei über verschiedene Stützrollen. Am vorderen Ende des Gleitstückes 40 sowie am Ende des Achszapfens 42 sind Seitenarme 47 angeordnet, in deren oberen Enden eine Führungsstange 48 befestigt ist, die durch Bohrungen im Kurvenhalter 39 hindurchgeführt ist. In Führungsstange 48 ist ein Gabelhebel 49 schwenkbar gelagert, der in eine umlaufende Mitnehmernut 50 des Zahnrades 43 eingreift. Gabelhebel 49 steht unter der Einwirkung einer Feder 51, die an dem entsprechenden Seitenarm 47 befestigt ist. Führungsstange 48 dient neben der Lagerung des Gabelhebels 49 auch als Verdrehsicherung für das zylindrisch ausgebildete Gleitstück 40. Gabelhebel 49 weist einen Vorsprung 52 auf, in dessen Bewegungsbahn am Kurvenhalter 39 ein Anschlag 53 befestigt ist.

Hervorzuheben ist, daß die Ausfräsung 41 im Gleitstück 40 mindestens um die Breite des Zahnrades 43 breiter ist als die Rolle 31 des Schiebers 30a.

Der Antrieb des Gleitstückes 40 erfolgt über einen hydraulischen oder pneumatischen Kolbenantrieb 54, dessen Kolbenstange 55 am Gleitstück 40 befestigt ist. Der Antrieb kann aber auch mechanisch erfolgen.

Die obenbeschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt:

Nach Verschwenken und Indexieren der Spindeltrommel liegt die Rolle 31 des Schiebers 30a in der Ausfräsung 41 des Gleitstückes 40, und zwar an der dem Kolbenantrieb 54 zugewandten Seitenwand der Ausfräsung 41. Beim Schwenken in diese Spindellage ist die Drehspindel 3 über den Schieber 30, die Schaltmuffe 34 und die Bremse 23 (Fig. 1) gebremst sowie die Bremse bereits wieder gelüftet worden. Gleitstück 40 wird nun mittels des Kolbenantriebes zu verschoben, wobei zunächst der Schieber 30a in Ruhe bleibt, da erst der tote Weg der Ausfräsung 41 durchlaufen wird. Dabei wird das Zahnrad 38 der Schaltmuffe 35 mittels des abgefederten Gabelhebels 49 mit dem Zahnrad 43 gekuppelt, so daß die Schaltmuffe 35 und die Drehspindel 3 mit der Schleichgangdrehzahl angetrieben werden. Bei weiterem Verschieben des Gleitstückes 40 werden auch der Schieber 30a und die Schaltmuffe 35 verschoben, wobei aber unter Einwirkung der Feder 51 die Zahnräder 38 und 43 laufend in Eingriff bleiben. Die Teile der Einzahnkupplung 37 nähern sich an, bis sie mit der Schleichgangdrehzahl als Relativgeschwindigkeit aufeinander zum Gleiten kommen. Dadurch findet der Zahn der Einzahnkupplung sehr schnell seine Lücke und rückt auf volle Tiefe in diese Lücke ein, wobei gleichzeitig während dieser letzten Phase der Verschiebung die Schaltmuffe 35 und die Drehspindel 3 vom Schleichgangantrieb dadurch entkuppelt werden daß der Vorsprung 52 des Gabelhebels 49 vor den Anschlag 53 am Kurvenhalter läuft und unter Zurückdrängen des Gabelhebels 49 gegen die Kraft der Feder 51 Zahnrad 43 mit dem Zahnrad 38 der Schaltmuffe 35 außer Eingriff gebracht wird.

Der Einschaltvorgang der Einzahnkupplung ist durch die Abschrägung des Zahnes und die Elastizität des Mediums im Kolbenantrieb absolut betriebssicher. Um das Zahnrad 38 der Schaltmuffe 35 beim Einrücken des Zahnrades 43 in seiner Lage zu halten, ist erfindungsgemäß in dem Bolzen 36 eine federbetätigte Kugelraste 56 angeordnet, die den Schieber 30a und damit die Schaltmuffe 35 in der Ruhelage festhält.

Es versteht sich, daß die Punktstillsetzvorrichtung in ihre Ruhelage zurückgefahren sein muß, bevor die Spindeltrommel weitergeschwenkt werden kann.

Das Einschalten der in Fig. 4 dargestellten, mit den Schaltmitteln der Drehzahleinschaltung kombinierten Punktstillsetzvorrichtung geschieht erfindungsgemäß selbsttätig durch eine federnd angeordnete Steuerkurve, die beim Schwenken der Spindeln zurückgedrängt wird, so daß ihre Schaltenergie bei der Spindelschwankung gespeichert wird. Einmal kommen dadurch gesonderte Antriebsmittel in Fortfall, zum anderen läßt sich hiermit ein schneller und einfacher Wechsel der Spindellage, in denen eine Punktstillsetzung erfolgen soll, lediglich durch Umsetzen des Kurvenhalterstückes mit der federnden Steuerkurve erreichen.

Die Schaltmuffe 35a ist als beidseitig wirkender Kugelschalter ausgebildet, mit dessen einer Seite die Kupplung 5a des Spindelzahnrades 4a betätigt, mit dessen anderer Seite die Drehspindel 3 mit im Schleichgang angetriebenen, axial federnd gelagerten Getriebegliedern gekuppelt werden kann. Die Betätigung der Schaltmuffe 35a erfolgt über den Schieber 30a und Schaltmuffe 35a ist auf ihrer der Tragscheibe 27a zugewandten Seite mit einem Teil einer Einzahnkupplung 37 versehen, deren anderer Teil an der Tragscheibe 27a befestigt ist.

Frei drehbar um Drehspindel 3 ist in der Tragscheibe 27a eine Muffe 57 axial federnd gelagert, die an ihrem zur Schaltmuffe 35a weisenden Ende einen Konus 58, an ihrem anderen Ende einen Kettenzahnkranz 59 aufweist, über den eine im Schleichgang angetriebene Kette 60 gelegt ist.

Auf der Drehspindel 3 ist erfindungsgemäß eine mittels der Schaltmuffe 35a über die Kugel 61 verschiebbare Hülse 62 drehfest, aber axialverschieblich gelagert, die einen Konus 63 aufweist, der mit dem Konus 58 der Muffe 57 in Reibschluß gebracht werden kann. In Ruhestellung werden der Konus 58 und der Konus 63 dadurch außer Eingriff gehalten, daß sich Hülse 62 mittels einer Feder 64 gegen die Muffe 57 abstützt. Zur besseren Abstützung der Hülse 62 ist die Feder 64 zweiteilig ausgebildet und ein entsprechendes Lager, beispielsweise ein Axialkugellager 64a, zwischengeschaltet.

Die Muffe 57 weist einen Vorsprung 65 auf, gegen den sich eine Feder 66 abstützt, die andererseits in der Tragscheibe 27a abgestützt ist. Dieser Vorsprung 65 ist zugleich in der Bewegungsbahn eines Anschlages 67 an Schaltmuffe 35a angeordnet.

Die Kette 60 ist kreisförmig um alle Spindeln herumgeführt und als Gelenkkette ausgebildet, deren Gelenkbolzen so breit sind, daß der Kettenzahnkranz 59 der Muffe 57 bei Verschieben der Muffe 57 diese Bewegung innerhalb der Kette 60 einwandfrei vollführen kann. Dazu ist die Spurbreite der Gelenkbolzen mehr als doppelt so groß wie die Breite des Kettenzahnkranzes 59. Die Kette 60 wird an einer Stelle von einem Kettenzahnrad im Schleichgang angetrieben, das, wie in Fig. 4 angedeutet, auf der entgegengesetzten Seite wie die Kettenzahnkränze 59 der Muffen 57 in die Gelenkbolzen in der Kette 60 eingreift. Die Spurbreite der Kette verhindert dabei eine Kollision der Zahnkränze 59 mit dem Antriebskettenzahnrad beim Verschwenken der Spindeltrommel.

Die Steuerkurve 68 für den Schieber 30a ist erfindungsgemäß federnd in dem Kurvenhalter 39a gelagert. Dazu weist sie eine Bohrung 69 auf, in der sich eine Feder 70 befindet, die sich an dem Kurvenhalter 39a abstützt. Desweiteren ist die Steuerkurve mittels eines Bolzens 68a schwenkbar in dem Kurvenhalter 39a gelagert und sie weist einen Zapfen 68b auf, der in Zusammenwirken mit einem Anschlag 68c an dem Kurvenhalter 39a das Ausschwenken der Steuerkurve begrenzt.

Die obenbeschriebene Vorrichtung hat folgende Funktionsweise:

Beim Schwenken der Spindeltrommel werden Schieber 30a und Schaltmuffe 35a mittels der Rolle 31 durch die Steigung der Steuerkurve 68 auf die Tragscheibe 27a zu verschoben. Desweiteren wird auch hier wieder beim Schwenken der Spindeltrommel in der geschilderten Weise die Drehspindel gebremst und die Bremse gelüftet. Infolge der genannten Verschiebung wird auch die Hülse 62 verschoben, bis ihr Konus 63 mit dem Konus 58 der Muffe 57 in Reibschluß gelangt, wodurch die Schleichgangdrehzahl über Kette 60, Muffe 57 und Hülse 62 auf die Drehspindel 3 und die Schaltmuffe 35a übertragen wird. Bei weiterem Verschieben der Schaltmuffe 35a kommen dann die Teile der Einzahnkupplung 37 mit der Schleichgangdrehzahl als Relativgeschwindigkeit aufeinander zu gleiten. Nun wird über Schaltmuffe 35a, Schieber 30a und Rolle 31 die Steuerkurve 68 gegen die Kraft der Feder 70 zurückgedrängt und dabei die Schaltenergie gespeichert. Findet der Zahn der Einzahnkupplung seine Lücke, so bewirkt die Feder 70 sein Einstoßen auf volle Tiefe. Dabei stößt der Anschlag 67 gegen den Vorsprung 65 der Muffe 57 und schiebt die Muffe 57 gegen die Kraft der Feder 66 zurück, wodurch der Konus 63 der Hülse 62 außer Eingriff mit dem Konus 58 der Muffe 57 gebracht und die Drehspindel 3 von dem Schleichgangantrieb entkuppelt wird.

Um in Anpassung an die Belange der Fertigung auch während der Bearbeitung der Werkstücke die Drehzahl einer oder mehrerer Drehspindeln ändern zu können, ist in einer oder mehreren Spindellagen erfindungsgemäß eine Vorrichtung angeordnet, die bei stehender, indexierter Spindeltrommel die beiden einer Drehspindel zugeordneten Schieber 30 und 30a verschiebt. Dazu sind in den entsprechenden Kurvenhaltern 39a Gleitstücke 40a und 40b verschieblich gelagert, die jeweils eine Ausfräsung 41a für die Rollen 31 der Schieber 30 und 30a aufweisen, und die untereinander mittels eines Gestänges verbunden sind, wobei einem der Gleitstücke ein Antriebsmittel zugeordnet ist. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist am Gleitstück 40a die Kolbenstange 55 eines Kolbenantriebes 54 befestigt.

Ist eine gleichsinnige Verschiebung der Gleitstücke 40a und 40b und damit der Schieber 30a und 30b sowie der Schaltmuffen 34 und 35a für das Einschalten der einen Kupplung und das Ausschalten der anderen Kupplung erforderlich, sind die beiden Gleitstücke 40a und 40b mit einer zwecks Einstellbarkeit in ihrer Länge veränderbaren Stange miteinander verbunden (nicht dargestellt).

Ist für das Ausschalten der einen und das Einschalten der anderen Kupplung eine gegensinnige Bewegung der Gleitstücke 40a und 40b erforderlich, ist gemäß einer vorteilhaften, der konstruktiv sehr einfachen Ausführungsform der Erfindung zwischen den Gleitstücken 40a und 40b ein am Maschinengestell befestigter Bock 71 vorgesehen, in dem ein Schwenkhebel 72 in der Hebelmitte drehbar gelagert ist, an dessen oberem Ende und unterem Ende jeweils ein Arm 73 angelenkt ist. Mit ihrem anderen Ende sind die Arme 73 jeweils mit einem der Gleitstücke 40a und 40b verbunden.

Es versteht sich, daß in der Ausgangsstellung dieser Vorrichtung die Ausfräsungen 41a der Gleitstücke 40a und 40b fluchtend zu den jeweils unterbrochenen Steuerkurven in den entsprechenden Kurvenhaltern angeordnet sind, so daß beim Verschwenken der Spindeltrommel die Rollen 31 der Schieber 30 und 30a in die Ausfräsungen 41a eintreten können. Vor Weiterschaltung der Spindeltrommel muß diese Drehzahlumschaltung rückgängig gemacht sein.

Claims (30)

1. Werkstückspindelantrieb für voneinander unterschiedliche Drehzahlen der Werkstückspindeln, bei dem auf jeder Spindel jeweils mehrere Spindelzahnräder und Kupplungen zum Einschalten der unterschiedlichen Drehzahlen angeordnet sind, insbesondere für Mehrspindel-Futterautomaten, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einem von der Vorderseite der Drehspindeln (3) her durch die Spindeltrommel (2) hindurch zentral an die entsprechenden, wahlweise mit den Drehspindeln (3) kuppelbaren Spindelzahnräder (4) herangeführten Antriebszug, der im wesentlichen aus einem Motor (7), Mitteln zur Drehzahländerung und der zentralen Antriebswelle (12) besteht, ein weiterer, von dem erstgenannten Antriebszug unabhängiger, im wesentlichen aus einem Motor (14), Mitteln zur Drehzahländerung und einer zentralen Antriebswelle (19) bestehender Antriebszug vorgesehen ist, dessen zentrale Antriebswelle (19) von der Rückseite der Drehspindeln und der Maschine her zentral an die entsprechenden, wahlweise mit den Spindeln kuppelbaren Spindelzahnräder (4a) herangeführt ist.

2. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Antriebswelle (19) durch den Druckmittelverteiler (6) hindurchgeführt ist.

3. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (14) auf dem rückseitigen Maschinengestell befestigt ist und er über einen Keilriemenantrieb (15) und eine Welle (16a) mit an der Rückseite der Maschine angeordneten Wechselrädern (16) verbunden ist, mit denen die zentrale Antriebswelle (19) über Zahnräder (17, 18) in Verbindung steht, auf deren vorderem Ende ein Zentralrad (20) befestigt ist, das mit den Spindelzahnrädern (4a) in Eingriff steht.

4. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der beiden Antriebszüge ein stufenlos regelbares Getriebe vorgesehen ist.

5. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der zentralen Antriebswelle (19) in einem Stützkörper (21) gelagert ist, der an der Spindeltrommel (2) befestigt ist und der eine Tragscheibe (22) aufweist, in der die Spindeln (3) gelagert sind und an der die Spindelbremsen (23) angeordnet sind.

6. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Antriebswelle (19) in einem Stützkörper (24) gelagert ist, auf dem eine Tragscheibe (27, 27a) befestigt ist, in der die Spindeln (3) gelagert sind und der seinerseits in einer in einem Ring (26) drehbar gelagerten Tragscheibe (25) abgestützt ist, in der der sowohl der Druckmittelverteiler (6) wie auch die Spindeln (3) gelagert sind.

7. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (21) einen Flansch (21a) aufweist, der mit einer koaxialen Eindrehung (21b) und an seinem Umfang mit Ausnehmungen (21c) versehen ist, wobei die so gebildeten Teilstücke des Flansches (21a) jeweils eine Bohrung (21d) aufweisen.

8. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Tragscheiben (22) und (27, 27a) jeweils Bolzen (36) befestigt sind, auf denen jeweils Schieber (30) bzw. (30a) hin- und herbeweglich angeordnet sind, die jeweils mit Nasen (32) in umlaufende Ausnehmungen (33) der den Kupplungen (5 und 5a) zugeordneten Schaltmuffen (34) bzw. (35, 35a) eingreifen und die jeweils mittels einer Rolle (31) durch außerhalb des Schwenkkreises der Spindeln ortsfest angeordnete Steuerkurven steuerbar sind.

9. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmuffen (35, 35a) zum Betätigen der Kupplungen (5a) zugleich als Teilstücke einer Punktstillsetzvorrichtung ausgebildet sind.

10. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 und 9, gekennzeichnet durch eine Schaltmuffe (35), deren der Tragscheibe (28) zugewandten Ende als Teil einer Einzahnkupplung (38) ausgebildet ist und deren anderes Ende als Zahnrad (38) ausgebildet ist, das mit im Schleichgang angetriebenen Getriebegliedern kuppelbar ist, wobei zur Betätigung der Schaltmuffe (35) im Sinne einer Punktstillsetzung ein antreibbares, in dem Kurvenhalter (39) axialbeweglich geführtes Gleitstück (40) vorgesehen ist, das eine Ausfräsung (41) für die Rolle (31) des Schiebers (30a) aufweist und das federkraftbetätigte Getriebeglieder zum An- und Auskuppeln des Schleichgangantriebes trägt.

11. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (40) einen Achszapfen (42) aufweist, auf dem ein Zahnrad (43) drehbar und verschieblich gelagert ist, das eine Mitnehmernut (50) aufweist, in die ein schwenkbar an einer Führungsstange (48) des Gleitstückes (40) gelagerter Gabelhebel (49) eingreift, der unter der Einwirkung einer Feder (51) steht.

12. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen Ende des Gleitstückes (40) und am Ende des Achszapfens (42) Seitenarme (47) angeordnet sind, in deren oberen Enden eine durch Bohrungen in dem Kurvenhalter (39) geführte Führungsstange (48) befestigt ist und an welchem an den Achszapfen (42) angrenzenden Seitenarm (47) die Feder (51) befestigt ist.

13. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Gabelhebel (49) einen Vorsprung (52) aufweist, in dessen Bewegungsbahn an Kurvenhalter (39) ein Anschlag (53) befestigt ist.

14. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (43) in dauerndem Eingriff mit einem breiten Zahnrad (44) steht, das mit einem Kettenzahnrad (45) verbunden ist, das mittels einer um alle Spindeln herumgeführten Kette (46) im Schleichgang antreibbar ist.

15. Werkstückspindel nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsung (41) des Gleitstückes (40) um mindestens die Breite des Zahnrades (43) breiter ist als die Rolle (31) des Schiebers (30a).

16. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Einzahnkupplung (37) an der Tragscheibe (27) befestigt ist.

17. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gleitstück (40) die Kolbenstange (55) eines hydraulischen oder pneumatischen Kolbenantriebes (54) befestigt ist.

18. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bolzen (36) eine federbetätigte Kugelraste (56) angeordnet ist, in die der Schieber (30a) in seiner Ruhestellung eingerastet ist.

19. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8 bis 9, gekennzeichnet durch eine Schaltmuffe (35a), deren der Tragscheibe (27a) zugewandtes Ende als Einzahnkupplung (37) ausgebildet ist und die als beidseitig wirkender Kugelschalter ausgebildet ist, über dessen eine Seite die Drehspindel (3) mit im Schleichgang angetriebenen, axial federnd gelagerten Getriebegliedern kuppelbar ist, wobei zur Betätigung der Schaltmuffe (35a) im Sinne einer Punkstillsetzung in dem Kurvenhalter (39a) eine Steuerkurve (68) federnd gelagert ist.

20. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8, 9 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Tragscheibe (27a) eine Muffe (57) axial federnd gelagert ist, die an ihrem zu der Schaltmuffe (35a) weisenden Ende einen Konus (58) aufweist und die an ihrem anderen Ende einen Kettenzahnkranz (59) aufweist, über den eine im Schleichgang angetriebene Kette (60) gelegt ist.

21. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8, 9, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Drehspindel (3) eine Hülse (62) drehfest, aber axialverschieblich gelagert ist, die einen Konus (63) aufweist, der mit dem Konus (58) der Muffe (57) in Reibschluß zu bringen ist.

22. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8, 9, 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich Hülse (62) mittels einer geteilten Feder (64), zwischen deren Teilstücken ein Axiallager (64a) angeordnet ist, gegen die Muffe (57) abstützt.

23. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8, 9, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß Muffe (57) einen Vorsprung (65) aufweist, gegen den sich eine Feder (66) abstützt, die andererseits in der Tragscheibe (27a) abgestützt ist, wobei der Vorsprung (65) in der Bewegungsbahn eines Anschlages (67) an Schaltmuffe (35a) angeordnet ist.

24. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8, 9, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (60), die um alle Spindeln (3) herumgeführt ist, als Gelenkkette ausgebildet ist, deren Gelenkbolzen eine Spurbreite aufweisen, die mehr als doppelt so breit wie die Breite des Kettenzahnkranzes (59) der Muffe (57).

25. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 8, 9 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (68) mittels eines Bolzens (68a) schwenkbar in dem Kurvenhalter (39a) gelagert ist und sie eine Bohrung (69) aufweist, in der sich eine Feder (70) abstützt, die sich andererseits gegen den Kurvenhalter (39a) abstützt.

26. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (68) einen Zapfen (68b) aufweist, in dessen Bewegungsbahn an dem Kurvenhalter (39a) ein Anschlag (68a) vorgesehen ist.

27. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder mehreren Spindellagen zum Verschieben der beiden einer Drehspindel zugehörigen Schieber (30) und (30a) in den entsprechenden Kurvenhaltern verschieblich gelagerte, mit einer Ausfräsung (41a) für die Rollen (31) der Schieber (30, 30a) versehene Gleitstücke (40a) und (40b) vorgesehen sind, die untereinander mittels eines Gestänges verbunden sind, wobei einem der Gleitstücke ein Antriebsmittel zugeordnet ist.

28. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schieber (30) und (30a) durch eine in ihrer Länge veränderbare Stange verbunden sind.

29. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch ein an und zwischen den Gleitstücken (40a) und (40b) angeordnete Verstellgestänge (72, 73) für eine gegenläufige Verstellbewegung der Gleitstücke.

30. Werkstückspindelantrieb nach Anspruch 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gleitstück (40a) die Kolbenstange (55) eines hydraulischen oder pneumatischen Kolbenantriebes (54) befestigt ist.