DE1502018B2

DE1502018B2 - Werkstueck-spanntrommel fuer mehrspindeldreh- und -bohrautomaten mit zwei beiderseits der spanntrommel angeordneten werkzeugspn mit zwei beiderseits der spanntrommel angeordneten werkzeugsp

Info

Publication number: DE1502018B2
Application number: DE19651502018
Authority: DE
Inventors: Kurt 4951 Dützen; Lehmann Otto 4814 Senne Wüsteney
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1965-01-13
Filing date: 1965-01-13
Publication date: 1972-06-08
Also published as: FR1464410A; US3385138A; DE1502018A1; GB1094491A

Description

Die Erfindung betrifft eine auf einer schaltbaren Zentralwelle befestigte, mit mehreren durch ein Druckmittel betätigbaren Spanneinheiten ausgestattete Werkstückspanntrommel für Mehrspindeldreh- und -bohrautomaten mit zwei beiderseits der Spanntrommel angeordneten Werkzeugspindelträgern.
Bei einem bekannten Mehrspindel-Drehautomaten dieser Art sind die auf die Spannmittel einwirkenden Druckmittelkolben und deren Zylinder in der schaltbaren Zentralwelle angeordnet und keinerlei Mittel vorgesehen, die bei Störungen in der Druckmittelzufuhr ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen der

ίο Spannbacken verhindern.

Ein weiterer Nachteil bekannter Automaten dieser Art besteht darin, daß alle Spannstellen der Trommel mit gleichgearteten Spanneinheiten ausgestattet sind und die Umstellung auf andersgeartete Spanneinheiten entweder sehr schwierig oder überhaupt nicht möglich ist.

Außerdem besitzt bei den bekannten Automaten jede Spanneinheit nur ein Paar Spannbacken, so daß ein sicheres und genau zentrisches Spannen längerer Werkstücke Schwierigkeiten bereitet.

Es sind ferner Spanntrommeln mit mehreren Spannstellen bekannt, bei denen die Spannbacken aller Spannstellen über eine in der Zentralwelle längsverschieblich gelagerte Stange und Spreizelemente mechanisch betätigt werden. Diese mechanische Betätigung hat den Nachteil, daß die auf die Spannelemente einwirkenden Kräfte in jedem Fall konstant und dabei relativ gering sind, so daß einerseits nicht in jedem Fall ein sicheres Spannen der Werkstücke gewährleistet ist, während andererseits bei dünnwandigen Werkstücken durch die mechanisch betätigten Spannelemente leicht Werkstück-Verformungen verursacht werden können.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Werkstück-Spanntrommel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der auch bei Störungen in der Druckmittelzufuhr ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen der Spannbacken nicht vorkommen kann, ferner die einzelnen Spanneinheiten auf einfache Weise ohne Demontage der Zentralwelle oder der Trommelseitenwände gegen andere Spanneinheiten austauschbar sind, die Verwendung von Spannmitteln mit unterschiedlichen Abmessungen möglich und außerdem die Möglichkeit gegeben ist, in jeder Spanneinheit gleichzeitig zwei Werkstücke koaxial zu spannen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die mit einheitlichen Anschlüssen für die Druckmittelzu- und -abfuhr ausgestatteten Spanneinheiten leicht auswechselbar in der Spanntrommel und in jeder Spanneinheit zwei koaxial angeordnete Spannstellen vorgesehen, sowie mindestens zwei Hydraulikzylinder mit darin bewegbaren Kolben angeordnet sind, deren Bewegungen über selbsthemmende Keilflächen auf die Spannelemente übertragen werden.

Austauschbare Einheiten sind im Werkzeugmaschinenbau an sich bekannt, nicht dagegen auswechselbare Spanneinheiten der vorstehend beschriebenen Art.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Automaten weist jede Spanneinheit zwei Paar in bekannter Weise gegenläufig bewegbare Spannbackenträger sowie zwei Paar rechtwinklig zur Zentralwelle verschiebbare Spannleisten auf, die über Keilstücke mit den Spannbackenträgern im Eingriff stehen sowie über Zahnstangen und Zahnritzel derart paarweise miteinander gekuppelt sind, daß sie sich stets gleich-

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mäßig und in gleicher Richtung bewegen. Durch folge dieser Anordnung werden bei jeder Bewegung diese Anordnung ist erstmalig die Möglichkeit gege- der Kolben 12 in Richtung zur Zentralwelle 1 die ben, längere Werkstücke an vier Spannpunkten mit Leisten 11 in gleicher Richtung und damit die Spanngroßer Spannkraft sehr sicher und genau zentrisch zu schieberpaare 9 zueinander hinbewegt, ein zwischen den Werkstückspindeln in der Trommel zu span- 5 die nicht dargestellten Spannbacken eingeführtes nen. Werkstück also festgespannt. Bei Umkehrung der

Gegenläufig bewegbare Spannbackenpaare sind Druckmittelzufuhr zu den Zylindern 13 werden die bereits bekannt, jedoch haben diese Spannbacken- Kolben 12 und damit die Leisten 11 nach außen bepaare den Nachteil, daß sie in ihrer gegenläufigen Be- wegt und damit die Spannbacken wieder geöffnet, wegung nicht zwangsschlüssig gekoppelt sind, so daß io Die jeweils einem Spannschieberpaar zugeordneten sich Ungenauigkeiten bei der Werkstückspannung er- Spannleisten 11 sind durch an ihren einander zugegeben können, kehrten Seiten vorgesehene Verzahnungen 11' und

In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand. zwei miteinander sowie mit den Verzahnungen 11' in

einiger Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es Eingriff stehende, auf ortsfesten Zapfen 18 gelagerte

zeigt 15 Zahnritzel 19 derart zwangläufig miteinander gekup-

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Zentralwelle pelt, daß sie sich nur gleichmäßig und in gleicher

mit einer Ansicht gegen die äußere Stirnseite einer Richtung bewegen können. Auf diese Weise ist in je-

auf dieser Welle befestigten sechskantigen Spann- dem Fall ein exaktes zentrisches Einspannen der

trommelscheibe für sechs Spanneinheiten, Werkstücke zwischen den beiden Spannbackenpaaren

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Zentralwelle, 20 einer Spanneinheit gewährleistet,

die in dieser Zentralwelle verlegten Druckmittellei- Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 und 6 ent-

tungen und zwei auf der Zentralwelle mit Abstand spricht im wesentlichen der vorstehend beschriebe-

voneinander angeordneten Spanntrommelscheiben, nen, in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform,

F i g. 3 einen rechtwinklig zur Zentralwelle verlau- jedoch ist hier jede Spanneinheit mit nur zwei Hy-

fenden Schnitt durch zwei in einer Spanntrommel ne- 25 draulikzylindern 13 und zwei Kolben 12 ausgestattet,

beneinander angeordnete Spanneinheiten mit je zwei Die beiden Kolbenstangen 14 sind mit Querschlitzen

gegenläufig bewegbaren Spannschieberpaaren, versehen, in denen Wippen 20 begrenzt schwenkbar

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der gelagert sind, deren abgerundete Enden in Ausspa-

Fig. 3, rungen je zweier zu beiden Seiten der Spannkolben

F i g. 5 und 6 eine andere Ausführungsform der 30 12 angeordneter Spannleisten 11 eingreifen, die mit je

Spanneinheiten in einem rechtwinklig und einem par- einem Spannschieber 9 der beiden Spannschieber-

allel zur Zentralwelle verlaufenden Schnitt, paare gekuppelt sind. Auch bei dieser Ausführungs-

F i g. 7 bis 9 parallel zur Zentralwelle verlaufende form sind die je einem Spannschieberpaar zugeordne-

Schnitte durch drei weitere Ausführungsformen von ten Spannleisten 11 durch Verzahnungen 11' und

Spanneinheiten. 35 miteinander sowie mit den Verzahnungen 11' im Ein-

Gemäß F i g. 2 sind auf der schaltbaren Zentral- griff stehende Ritzel 19 derart miteinander gekuppelt,

welle 1 eines Mehrspindel-Drehautomaten zwei daß sie sich nur gleichmäßig und in gleicher Richtung

sechskantige Spanntrommelscheiben 2 unabhängig bewegen können.

voneinander stufenlos verstellbar angeordnet, die am Die vorstehend beschriebenen Spanneinheiten be-

Umfang mit je sechs Aussparungen 2' versehen sind. 40 wirken eine sichere Vierpunktauflage der Spannbak-

Zwischen diesen Scheiben 2 werden sechs hydrau- ken, weil jedes der beiden Spannschieberpaare für

lisch betätigte Spanneinheiten oder -einsätze leicht sich alle Werkstücktoleranzen in der Auflageebene

auswechselbar angeordnet, deren Ausbildung ver- der Spannbacken mittig ausgleicht,

schieden sein kann. Da über spitzwinklig zur Bewegungsrichtung der

Die Druckmittelzufuhr zu den hydraulisch betätig- 45 Spannleiste 11 und der Spannschieber 9 verlaufende

ten Spanneinheiten erfolgt durch Hydraulikleitun- Keilstücke 10 gespannt wird, ist die Spannung weitge-

gen 3 und 4, die im Innern der hohlen Zentralwelle 1 hend selbsthemmend.

verlegt und mit ihren Enden mit einem Verteiler- Die F i g. 7 zeigt im Längsschnitt eine Spanneinkopf 5 verbunden sind, der längsverschiebbar in der heit, bei welcher in den auf der Zentralwelle 1 befe-Bohrung der Zentralwelle 1 gelagert ist und von dem 50 stigten Trommelscheiben 2 zwei symmetrisch ausgeaus einheitliche Zweigleitungen 6 und 7 durch in der staltete und gegeneinander abgedichtete Grundkörper Zentralwelle vorgesehene Längsschlitze 8 zu den ein- 21 befestigt sind, die je eine parallel zur Zentralzelnen Spanneinheiten führen. welle 1 verlaufende zylindrische Bohrung 22 aufwei-

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 und 4 weist sen. In jeder der koaxial verlaufenden Bohrungen 22 jede Spanneinheit im Bereich jeder Aussparung 2' 55 ist ein ringförmiger Kolben 23 in axialer Richtung be-

zwei in bekannter Weise in Führungsnuten gegenläu- grenzt verschiebbar gelagert. Zwischen den beiden

fig verschiebbar gelagerte Spannschieberpaare 9 auf, zylindrischen Bohrungen 22 der Grundkörper 21 ist

an denen in bekannter Weise die nicht dargestellten eine Stützscheibe 24 angeordnet, die eine Aussparung

Spannbacken befestigt werden. Jeder der Spannschie- 25 aufweist, durch die die beiden Zylinder 22 miteinber9 ist über ein Keilstück 10 mit einer etwa in ra- 60 ander in Verbindung stehen. Die Axialbewegung der

dialer Richtung geradlinig verschiebbaren Leiste 11 Ringkolben 23 ist nach außen hin durch Zentralbol-

gekuppelt. Jeder Leiste 11 bzw. jedem Spannschie- zen 26 begrenzt, deren einander zugekehrte Enden

ber 9 ist ein Hydraulikkolben 12 zugeordnet. Diese durch eine Schraube 27 mit der Stützscheibe 24 ver-

Hydraulikkolben 12 sind in Hydraulikzylindern 13 spannt sind.

beweglich gelagert. Die Stangen 14 der Hydraulikkol- 65 Die Ringkolben 23 weisen in ihrem äußeren Teil je

ben 12 tragen an ihren der Zentralwelle 1 zugekehr- drei um 120° gegeneinander versetzte rechteckige

ten Enden Muffen 15, die mit seitlichen Vorsprüngen Aussparungen 28 zur Aufnahme je einer Grundbacke

16 in Querschlitze 17 der Leisten 11 eingreifen. In- 29 auf. Die Grundbacken 29 sind in radial verlaufen-

den Einschnitten 30 von Scheiben 31 geführt, die vor der äußeren Stirnseite des Grundkörpers 21 befestigt sind. Auf den Grundbacken 29 sind in bekannter Weise die Aufsatzspannbacken 32 befestigt.

Die Ringkolben 23 sind im Bereich der Aussparungen 28 mit gehärteten Keilstücken 33 versehen, die je zur Hälfte in Nuten oder Einbettungen der Kolben 23 und der Grundbacken 29 eingreifen und derart winklig zu der Mittenachse der Spannfutter verlaufen, daß die Backen 29 und 32 bei gegenläufiger Axialbewegung der Kolben 23 nach außen, in radialer Richtung nach innen und bei entgegengesetzter Axialbewegung der Kolben 23 in radialer Richtung nach außen bewegt werden.

Beim Spannvorgang, d. h. wenn die Ringkolben 23 gegenläufig nach außen und die Backen 29 und 32 in radialer Richtung nach innen bewegt werden sollen, wird den Zylindern 22 durch die Zweigleitungen 6 Druckmittel zugeführt, während das auf der anderen Seite der Kolben 23 in den Zylindern 22 befindliche Druckmittel durch die Zweigleitungen 7 zurückfließt. Zum Lösen der Spannbacken erfolgt in bekannter Weise eine Umsteuerung des Druckmittels in den Zylindern 22, d. h., das Druckmittel wird jetzt durch die Leitungen 7 zugeführt und die Leitungen 6 abgeleitet.

Gemäß F i g. 8 sind in den zylindrischen Bohrungen 22 der Grundkörper 21 zwei Ringkolben 23' begrenzt axial verschiebbar gelagert, die je einen Innenkonus aufweisen. Innerhalb dieser Innenkonen der Ringkolben 23' ist je eine an sich bekannte Spannzange 34 gelagert. Zwischen den beiden Spannzangen

34 ist eine Buchse vorgesehen. Durch diese Buchse

35 sowie durch in Gewindebohrungen von Deckeln 37 eingeschraubte Kappen 36 sind die Spannzangen 34 gegen Axialverschiebung gesichert. Die Deckel 37 sind mit den Grundkörpern 21 fest verschraubt. Bei Druckmittelzufuhr durch die Leitungen 6 in die sich an die Kolbenrückseite anschließenden Zylinderräume werden die Kolben 23' gegenläufig nach außen bewegt und somit ein in die Spannzangen 34 und die Buchse 35 eingeführtes zylindrisches Werkstück in den Zangen 34 festgespannt, während bei Druckmittelzufuhr durch die Leitungen 7 die Kolben 23' zueinander hinbewegt werden und damit die Spannzangen das bis dahin eingespannte Werkstück freigeben.

ίο Die F i g. 9 zeigt eine Ausführungsform, welche zum Spannen von Werkstücken mit einer Innenbohrung bestimmt ist. Hier sind in den Bohrungen 22 der Grundkörper 21 zylindrische Kolben 23" gelagert und vor den äußeren Stirnseiten der Grundkörper 21 Deckel 36 befestigt, die mit Ansätzen 36' versehen sind, welche mehrere gleichmäßig auf den Umfang verteilt angeordnete Nuten oder Aussparungen aufweisen. In den Nuten oder Aussparungen der Deckelansätze 36' sind Spreizbacken 37 radial bewegbar gelagert, die durch elastische Ringe 38 mit ihren abgeschrägten Innenflächen gegen Kegelstumpfe 39 angedrückt werden, die an den Außenseiten der Kolben 23" vorgesehen sind.

Bei Druckmittelzufuhr durch die Leitungen 6 werden die Kolben 23" gegenläufig nach außen bewegt und somit die Backen 37 durch die Kegelstumpfe 39 gespreizt. Diese Spreizung der Backen 37 bewirkt ein Spannen der vorher auf die Deckelansätze 36' aufgesteckten Werkstücke.

Zum Lösen der gespannten Werkstücke wird den Zylindern 22 durch die Leitungen 7 Druckmittel zugeführt, so daß die Kolben 23' zueinander hin und die Spreizbacken 37 durch die elastischen Ringe 38 nach innen bewegt werden.

Wie die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, läßt sich die Erfindung auf vielfache Weise verwirklichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auf einer schaltbaren Zentralwelle befestigte, mit mehreren durch ein Druckmittel betätigbaren Spanneinheiten ausgestattete Werkstückspanntrommel für Mehrspindeldreh- und -bohrautomaten mit zwei beiderseits der Spanntrommel angeordneten Werkzeugspindelträgern, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einheitlichen Anschlüssen für die Druckmittelzu- und -abfuhr ausgestatteten Spanneinheiten leicht auswechselbar in der Spanntrommel befestigt und in jeder Spanneinheit zwei koaxial zueinander angeordnete Spannstellen vorgesehen sowie mindestens zwei Hydraulikzylinder (13 bzw. 22) mit darin bewegbaren Kolben (12 bzw. 23, 23', 23") angeordnet sind, deren Bewegungen über selbsthemmende Keilflächen auf die Spannelemente (9 bzw. 29, 34, 37) übertragen werden.

2. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spanneinheit zwei Paar gegenläufig bewegbare Spannbackenträger (9) sowie zwei Paar rechtwinklig zur Zentralwelle (1) verschiebbare Spannleisten (11) aufweist, die über Keilstücke (10) mit den Spannbakkenträgern (9) im Eingriff stehen sowie über Zahnstangen (H') und Zahnritzel (19) derart paarweise miteinander gekuppelt sind, daß sie sich stets gleichmäßig und in gleicher Richtung bewegen.

3. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannleisten (11) in die Spanntrommel bildenden Scheiben (2) in radialer Richtung längsverschiebbar geführt sind.

4. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spannleiste (11) ein Hydraulikorgan (12, 13) zugeordnet ist.

5. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbackenträger (9) in parallel zu den Außenflächen der mehrkantigen Spanntrommel (2) verlaufenden Nuten gegenläufig verschiebbar gelagert sind.

6. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spanneinheit mit nur zwei Hydraulikorganen (12, 13) ausgestattet ist und in den Stangen (14) der Hydraulikkolben (12) Wippen (20) begrenzt schwenkbar gelagert sind, deren abgerundete Enden in Aussparungen je zweier beiderseits der Kolben (12) in gleicher Radialebene angeordneter, verschiedenen Spannstellen zugeordneter Spannleisten (11) eingreifen.

7. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spanneinheit zwei in koaxial angeordneten Zylindern (22) gegenläufig bewegbare Kolben (23, 23', 23") aufweist, die in an sich bekannter Weise über Keilstücke (33), Innen- oder Außenkonen od. dgl. auf in radialer Richtung bewegbare Spannelemente (29, 34, 37) einwirken.