DE1552401A1

DE1552401A1 - Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung (Translationsvorrichtung),insbesondere an Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1552401A1
Application number: DE19661552401
Authority: DE
Inventors: Sinclair Cunningham; Donald Firth; Hugh Hair
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1965-08-10
Filing date: 1966-08-09
Publication date: 1970-02-12
Also published as: AT279307B; SE352833B; GB1159381A; US3456533A; BE685250A; NL6611221A; CH477936A

Description

National Research Development Cor^orcition, Kingsgate House, 66-74 Victoria Street, London 3. W. 1». inland und Hugh Hair, Universität von Strath Clyde, Schotxla-nd.

"Yorschub- .bawv Versohiebungaeinriclixung (Translationsvorrichtung), insbesondere an Werkzeugmaschinen.'¹

Die vorliegende ürfindurie betrifft einerseits Vorschub- bzw. Vörschiebuneseini'ichtungen (translational devices bzw, Translationsvorrichtungen), insbesondere aur Verv/endung an Werkzeugmaschinen,

Bei konventionellen Yierkzeugraaschinen mit einem Y/erkzeug und einem Werkstüak wird üblicherweise eines dieser Glieder in eine drehende Bewegung versetzt und eine relative Verschiebebewegung zwischen diesen Gliedern bewirkt. So wir,d zum Beispiel bei einer Drehbank das Y/erkstück üblicherweise in einer Einspannvorrichtung festgespannt, die um ihre eigene Achse rotiert, während das-Werkzeug zur Erzeugung einer Vorschub- bzw. Verschiebungsbev.e^ung auf Schlitten und Querführungenbegestigt wird.

Bei den meisten. Formen konventioneller Werkzeugmaschinen verlangt die erforderliche Vorschub- bzw. Verschiebungsbe-

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wegung die Verwendung von Schlitten und Querführungen, ferner Spindelvorschübe in jeder der drei linearen, rechtwinklig zueinander liegenden Hiehtungen, sowie einzelne Steuer- bzw. Kontrollorgane für jede der drei Bewegungen, die zusammen die erforderliche Bewegung erzeugen.

Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Vorschub- bzv/.

,, . . . . . (Tran3lationsvorri.chtung) ... Verschiebungseinrichtunfc/vorgeschlagen, die exn Gehäuse und einen drehbaren Y/erkzeughalter bzw. i/erkstückhalter aufweist, der drehbar in oder an dem Gehäuse angebracht ist, sowie Kittel bzw. eine Vorrichtung zur Bewegung bzw. Verschiebung oder Verstellung des genannten Halters relativ zum Gehäuse in Pachtung seitlich bzw. quer zum Gehäuse. Der Halter ist vorzugsweise drehbar in bzw. an einem zylindrischen Mittel- bzw, Zwischenglied und mit seiner Achse exzentrisch zur Achse des genannten Mittelbzw. Zwischenglieds angebracht, wobei das Kittel- bzv/. Zwischenglied seinerseits drehbar in einem zylindrischen Außenglied und mit seiner Achse exzentrisch zur Achse des genannten Außenglieds angebracht ist und wobei das zylindrische Außenglied drehbar in dem Gehäuse angebracht ist, wodurch die Achse des Halters durch eine Drehbewegung bzw. durch Drehbewegungen des Mittel- bzw. Zwischenglieds und/oder des zylindrischen Außengiieäs seitlich bzw. in Querrichtung bewegt werden kann.

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BAD OR

Das Kittel- bzw« Zwischenglied und das Außenglied sind vorzugsweise..mechanisch gemeinsam in Drehbewegung versetzbar. Der Halter kann ferner auch in Richtung seiner Achslänge relativ zum Gehäuse bewegbar ausgebildet sein»

Bei dieser Anordnung wird eine sehr kompakte, dabei aber wirksame Antriebseinheit erzielt, die auf Grund der ineinander angeordneten zylindrischen Glieder in sich starr ist. -Die ineinander angeordneten zylindrischen Glieder arbeiten über ihre gesamte axiale Länge zusammen und bieten dadurch eine starre Abstützung für das asu tragende Objekt. Die derart für ein Werkzeug oder ein Werkstück geschaffene Lagerung bzw. Abstützung ist viel starrer als die durch konventionelle Vorschub-, Verstell- bzw* ' Verschiebungseinrichtungen für Werkzeuge oder Werkstücke auf Werkzeugmaschinehhetten oder Befestigiingssäulen erzielbare Abstützung, da die Einrichtung auf wirksame Weise direkt mit dem Werkzeugmaschinenrahmen verbunden ist. Schon aus diesem Grunde allein, ist die Einrichtung vorzuziehen. Ferner ist die Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung auch viel kompakter als konventionelle Einrichtungen, deren Glieder für lineare Bewegungen in drei Richtungen vorgesehen sind und bei denen Führungen, Hüten und Keilnuten zur führung der Glieder in ihrer relative η Beweg ung zue i nand er in j e d e r d e r dre i Ri chtungeη vorgesehen sind. Bei der vorliegenden Einrichtung sind keine solchen Führungen, Keilnuten und Nuten erforderlich.

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Vorzugsweise sind ferner Mittel vorgesehen, um den genannten. Halter relativ zum Mittel- bzw. Zwischenglied unabhängig um seine eigene Achse in Drehung zu versetzen.

Bei konventionellen Werkzeugmaschinen wird ein Antrieb verwendet, um entweder das Werkstück oder das Werkzeug in eine Drehbewegung um seine eigene Achse zu versetzen. Ferner wird eine unabhängig angetriebene Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtmig verwendet, um die seitliehe bzw. in Querrichtung erfolgende Translationsbewegung des Werkstücks bzw. des Werkzeugs relativ zum sich drehenden Teil zu bewirken. Durch Verwendung einer gemeinsamen Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung, die sowohl das Werkzeug oder das Werkstück um seine eigene Achse dreht und auch die seitliche Translationsbewegung des gleichen Werkzeugs oder Werkstücks relativ zum Werkzeugmasehinenrahmen während der Drehung bewirkt» wird eine noch kompaktere Antriebsanordnung geschaffen. Ferner i0t erkenntlich, daß die Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung in einer einzigen Einheit untergebracht werden kann, wodurch sich.beträchtliche Einsparungen an Kosten, Gewicht und Platz ergeben*

In seiner bevorzugten Ausfub.ru.ngsform erfolgt der Antrieb vollhydraulisch· So können geeignete hydraulische Kiagjelaotoreft swp Erzeugung der relativen 3)rehbewegii|g fischen

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dem Gehäuse und dem Außenglied baw. Außenglied und Mittel-

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bzw. Zwischenglied vorgesehen werden. Auf ähnliche Weise kann eine hydraulische Kolben- und Zylindervorrichtung zur Erzeugung der.vorstehend erwähnten axialen Verschiebungsbewegung, vorgesehen sein sowie ein hydraulischer Motor, z.B. nach Art eines !aumelscheiben-Hotationsmotors od.dgl*.,* für die Drehbewegung des Halters. Sämtliche vorstehend erwähnten hydraulischen Antriebe können mit Druckflüssigkeit aus einer gemeinsamen Druckölquelle von konstantem Druck gespeist werden, so daß die gesamte Operation der Werkzeugmaschine durch einfache Steuerventile, die den einzelnen Hydraulikelementen zugeordnet sind» gesteuert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Y/erkzeugmaschine,

(Translationsyorrichtung) die mit einer Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung/xn der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgestattet ist. -

Bei einer solchen Werkzeugmaschine kann der Werkzeughalter fest und der Werkstückhalter dazu relativ beweglich angeordnet sein, wobei der Werkzeughalter eine Anzahl Werkzeughalteglieder aufweist, die innerhalb des oben genannten Gehäuses der erfindungsgemäßen Einrichtung angeordnet sind, und wobei ein Werkstück an einer ausgewählten Stelle fosw» Arbeitsstation durch den Werkstückhalter in Eingriff mit einem Werkzeug gebracht und relativ zum V/erkzeug in gine Drelib@w0gu.Qg versetzt werdea kauri, um den gewünschten Bearbeitimgsv.oygang durchzixfuferen«>

- SQ 9 -8 07 SM 2 §
- .. bad öNföitiftfeaiHo cm

Eine Werkzeugmaschine nach der Erfindung eignet sich besonders fur Computer-Programmsteuerung. Der Betrieb der Haschine kann vollautomatisch erfolgen und die Steuerung ist relativ einfach, da die Steuerung verhältnismäßig weniger Ventile alle Bewegungen der für jeden Bearbeitungsvorgang erforderlichen Werkzeugmaschinenelemente bewirken kann.

Bei der Anpassung der· Maschine fur Computer-Steuerung können Luftmeßgeräte (air gauges) zum Abtasten der Form und Größe z.B. eines auf der Werkzeugmaschine bearbeiteten Teils verwendet werden» wobei Signale von den Meßgeräten zum Vergleich mit festgelegten Modellen, Formen od.dgl. zmt Computer weitergeleitet werden, wodurch weitere Bearbeitungsgänge zur Schaffung einer festgelegten Form und Größe automatisch im Computer gesteuert werden können. Solche Prüfanordnungen mit Luftmeßgeräten sind besonders nützlich zum Ausgleich der Werkzeugabniitzung, wenn viele Teile gleicher Form und Größe ohne Werkzeugwechsel hergestellt werden sollen. Während bei konventionellen Werkzeugmaschinen das Werkzeug oder Werkstück zum Ausgleich der V/erkseugabnützung von Hand nachgestellt, werden suß, können solche Nachstellungen ößtöii? ¥©rweeäimg ü<¥£ T^rXis^va&^ot i.^ränursg- I automatisiert W€-2cm<* Da ferner -5 is i€'->^;" λ·^?'τγ* '■-.'-·'■"■: ■:? ■· ti gps Im: wog ir 9g eoE «ezfc5eii§s odes/ Vo;-ißp ^-"ai— Mt γ,ϊγ Xu eag;!if:5 Ccm üg^hgr^;:: -γ»4θγ Werfear-'tioJcs koabiniert ist»

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BAD ORfGI

kann, bei der Vorschub- bzw. Verschiebungseihrichtung gemäß vorliegender Erfindung die Steuerung der Werkzeugmaschine bo ausgelegt werden, daß automatisch eine konstante Schnittgeschwindigkeit für sieh ändernde Durchmesser bewirkt wird. Bei konventionellen Werkzeugmaschinen muß der Bedienungsmann die Schnittgeschwindigkeit entsprechend dem sich änclcitndöii Durchmesser des Werkstücks ändern» wenn eine wirksame Bearbeitung erzielt werden soll. Bei der vorliegenden Erfindung kann für alle Bearbeitungsvorgänge und Burchmesseränderungen die optimale Schnittgeschwindigkeit aufrechterhalten werden. ·

Vorzugsweise kann £ertier eine Anzahl von in gleie&em - - <· Winkelabstand voneinaM^r aiageordtietön gliedern an axial im Abstand voneipaßder Stellen innerhalb des erfiadungsgemaSea Ö gesehen sein. Bei einer möglichen AuafühT«Ägöfotm hält das Gehäuse eine im wesentlichen zylindrische Arbeitskammer, wobei der Werkstückhalter ättrch eine Stirnfläche derselben ragt und wobei die genannten Werkzeug- ,; halteglieder entlang der.zylindrischen Innenfläche der Arbeitskammer im Abstand voneinander angeordnet sind. Das andere Snde der genannten Kammer katitt of f eh se in» wobei die Arbeitskammer vorzugsweise dretibar an Stütz-gliedern gelagert ist, derart, daß eia$ 3ewegüög zwi- ; /:- sehen einer im wesentlichen horizontaltniagej in der '

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die Maschine eingerichtet werden kann, und einer vertikalen Lage, in welcher die Werkzeugmaschine betrieben wird, möglich ist. In dieser vertikalen Lage ist das offene Ende der Arbeitskammer zuunterst angeordnet, wodurch Metallspäne, Kühlflüssigkeit und andere Abfallstoffe aus der Arbeitskammer fallen können. Jtäei einer solchen' Anordnung wird ein ernstes Problem der Werkzeugmaschinenindustrie sofort gelöst, da Abfallstoffe kontinuierlich und wirksam aus der Arbeitskammer entfernt werden.

Bei der speziellen Ausführungsform der erfindungegemäßen Werkzeugmaschine als Drehbank kann die zylindrische Arbeitskammer, innerhalb derer das Werkstück zum BearbeitungsVorgang angeordnet ist, etwas mehr als den doppelten Durchmesser des Werkstücks haben· Zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Durchmesser von z.B. 30 cm (12 "inches") kann somit die Arbeitskammer und damit sogar die gesamte Werkzeugmaschine einschließlich des Antriebs in einem Zylinder mit einem Durchmesser von z.B. 60 cm (2 "feet") angeordnet werden.

Bei der bevorzugten Ausbildung der Werkzeugmaschine als Drehbank und insbesondere bei Unterbringung der Werkzeuge in einer zylindrischen Arbeitskammer, die das Werkstück umgibt, wird eine äußerst kompakt« An-

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Ordnung erzielt, Da durch geeignete Programmsteuerung jede Translationsbewegung des Werkstücks innerhalb der Arbeitskammer durchgeführt werden kann, können zusammengesetzte Tonnen mit einem einzigen Standardwerkzeug und in einem einzigen Arbeitsgang am Werkstück erzeugt werden. Somit kann jeweils ein konventionelles Werkzeug für Kopierdrehen beliebiger Formen verwendet werden, während bei konventionellen Werkzeugmaschinen ein Spezialwerkzeug verwendet werden muß oder aber zwei oder mehr Arbeitsgänge erforderlich sind, um die Kopierdreharbeit durchzuführen.

Bei anderen möglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Maschine für andere Verwendungsart kann der Halter (support) aus einer Spannzange od.dgl. zur Aufnahme der Werkzeuge bestehen, wobei keine Arbeitskammer vorhanden ist. Das Werkzeug kann in seiner Arbeitsstellung im Bereich gegenüber einem Förderband od.dgl. angeordnet sein, auf dem die zu bearbeitenden Teile laufen. Sowie jedes Teil in seine Stellung im Bereich des Werkzeugaggregates befördert ist, kann der Arbeitsgang durchgeführt und das Teil dann zu einem weiteren Bearbeitungsvorgang weitertransportiert werden. Durch Anordnung einer Vorratsserie von Werkzeugen an der Spannzange kann der Antrieb auf geeignete Weise zur Durchführung der erforderlichen Werkzeugwechsel programmiert werden. Auf diese Weise können verschiedene Bearbeitungsvorgänge mit der gleichen Werkzeugaggregat durchgeführt oder

alternativ das Werkzeug nach Abnutzung ausgewechselt werden. 909887/0129

BAD ORIGINÄR:* .Μ3Λ4

Die Erfindung ist in den Begleitzeichnungen nur beispielsweise dargestellt. Die Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Vorschub- bzw. Verschieburieseinrichtung nach der Erfindung, wobei der Schnitt entsprechend der Linie 1-1 der Pig. 2 verläuft,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht entsprechend Pfeile richtung II der Pig. 1 mit der Anordnung einiger Bauteile der in Pig. I gezeigten Einrichtung,

Pig. 3 einen Schnitt bzw. eine Ansicht einiger der in

. Pig. I gezeigten Bauteile, entsprechend Linie III -III der Pig. I₁

Pig. 4 ein Teilschnitt der Antriebskonstruktion der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung,

Pig. 5 eine Ansicht einer Einrichtung ähnlich der in Pig. 1 bis 4 gezeigten Einrichtung, die jedoch für Zwecke kontinuierlicher Produktion etwas abgeändert ist,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die in Pig. 5 gezeigte Einrichtung,

Pig. 7 eine Präsmaschine mit einer Einrichtung nach vorliegender Erfindung,

Pig. 8 eine Bohrmaschine für eine Fertigungsstrasse mit einer Einrichtung nach der Erfindung, sowie

Fig. 9 in vergrößertem Maßstab einen teilwsiseB i*-->imitt einea Hydraulik-Kugelmotors, der tür langsamlau-

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BAD

fenden Antrieb eines Teils einer Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung gemäss vorliegender Erfindung verwendet wird.

In den Pig* 1 bis 4 der Begleitzeichnungen ist ein Drehaggregat lü mit einem starren, im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 11 gezeigt, das mit einer zylindrischen Bohrung 12 versehen ist und einen Teil der neuartigen Yorschubfczw. Versohlebungseinrichtung 13 der Erfindung bildet. In der Bohrung 12 ist ein zylindrisches Außenglied 14 mit einer Symmetrie-Achse 14a drehbar gelagert. Das Aussenglied 14 ist mit einer zylindrischen Bohrung 15 versehen, die in Bezug auf das Gehäuseglied 14 exzentrisch angeordnet ist und in der ein Mittelglied 16 mit einer Symmetrieachse 16a drehbar und axial gleitbar gelagert ist. Eine Antriebswells 17, die einen Werkstückhalter bzw· ein Spannfutter 18 trägt, ist exzentrisch auf dem Mittelglied 16 befestigt, wobei die Symmetrieachse der Welle 17 und des Spannfutters 18 bei 18a dargestellt ist. Bas Spannfutter 18 ist zur Aufnahme eines in Pig. 1 bzw. als massives zylindrisches Glied gezeigten Werkstücks 20 ausgebild-et. Das Spannfutter 18 und das Werkstück 20 sind im Innern einer im wesentlichen zylindrischen Arbeitskammer 21 angeordnet, deren Wände einen Teil des starren Gehäuses 11 bilden· Die zylindrische Kammer 21 wird durch die zylindrische Seitenwand 22 und eine geschlossene Stirnband 23 begrenzt, wobei das gegenüberliegende Ende der zylindrischen Kammer 21 offen ist, um die Antriebswelle 17 . des Spannfutters 18 aufzunehmen.

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8ADQRÄ4 ;

Wie aus Fig. 1 und 3 klar ersichtlich ist, ist die zylindrische Kammer 21 mit zwei axial im Abstand voneinander angeordneten Feldersätzen bzw. Anordnungen von Vorsprüngen od.dgl. 24, 24' ausgebildet, die jeweils Werkzeughalter bilden. Feld-bzw/. Vorsprunganordnung 24, das bzw. die der geschlossenen Stirnwand 23 der Kammer 21 am nächsten liegt, 13t mit vier Werkzeughaltern 25, 26, 27, 28 versehen, die im Winkelabstand voneinander rings um die zylindrische Kammer angeordnet sind. Der Werkzeughalter 26 ist so ausgebildet, daß er einen Bohrer so aufnehmen kann, daß dessen Achse parallel zur Achse des Werkstücks 20 und der Drehbank verläuft. Der Werkzeughalter 27 hat die Form einer zylindrischen Stange, die an ihrem Ende mit einem Stahl 30 versehen ist. In Fig. 3 sind die Werkzeughalter 25, 28 mit Werkzeugen 31, 32 versehen dargestellt. Feld bzw. Vorsprunganordnung 24 · ißt mit zv/ei Sätzen Werkzeughaltern 34, 35 versehen, die jeweils mit Sätzen 37, 38 von drei Werkzeugen ausgestattet sind.

Auf der def Feld-bzw. Vorsprunganordnung 24' gegenüberliegenden Seite der zylindrischen Kammer 21 ist die zylindrische Seitenwand 22 der Kammer 21 abgeschnitten, um eine Werkstück-Einführöffnung 40 zu bilden.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sämtliche Werkzeuge fest in Werkzeughalter eingebettet sind, die am starren Maschinenkörper starr befestigt sind, so

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daß Werkzeugrattern od.dgl. und ähnliche Schwingungen während der Bearbeitungsvorgänge nicht auftreten.

Da die Werkzeuge fest angeordnet sind, muß offensichtlich das Werkstück20 bezüglich der Werkzeughalter linear bewegt werden, damit zufriedenstellende Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden können. Das Mittelglied 16 enthält einen Motor, um das Spannfutter 18 und das Werkstück 20 um die Achse 18a in drehende Bewegung zu versetzen; ferner sind geeignete Bauteile, die nachstehend beschrieben werden, vorgesehen, um das Werkstück in der Kammer 21 linear sowohl entlang der Kammerachse und quer dazu zu bewegen.

Es sind ferner nachstehend ausführlicher beschriebene Mittel vorgesehen, um das Außenglied 14 in einer Bohrung 12 um eine Achse 14a zu drehen und um ferner das Mittelglied 16 relativ zum Aüßenglied 14 unabhängig um die Achse 16a zu drehen. Wenn in der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Abstand zwischen den Achsen 14a und 16a gleich χ ist und der Abstand zwischen den Achsen 16a und 18a gleich y, wird bei relativer Drehung zwischen dem Außenglied 14 und dem Gehäuse 11 das Spannfutter 18 um die Achse I4a gedreht, wobei die Achse 18a des Spannfutters sich auf einer Kreisbahn bewegt, deren Mittelpunkt bei 14a liegt und die einen Radius (x + y) hat. Wenn andererseits das Mittelglied 16 relativ zum Außenglied 14 gedreht wird« dreht sich das Spannfutter

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BADORiQiNAt

um die Achae 16a, wobei der Mittelpunkt 18a des Spannfutters 18 eine Kreisbahn urn die Achse I6a beschreibt, de-r-en liadius gleich y ist. Es versteht sich, daß die relative !Drehung zwischen den drei Gliedern 14, 16, 18 in jeder dichtung erfolgen kann und daß durch geeignete Dre.hung zwischen diesen Gliedern das Spannfutter 18 in jede beliebige einer unendlichen Zahl von Stellungen quer zur Achse 14a des Reitstocks bzw. Arbeite- oder Spindelkopfs 13 gebracht werden kann.

Der Antrieb der Glieder 14_f 16, 18 erfolgt vorzugsweise so, daß jeweils durch eine Drehung des Außenglieds 14 von einem Grad relativ zum Gehäuse 11 in einer Drehrichtung zusammen mit einer Drehung des Mittelglieds 16 von zwei Grad relativ zum Außenglied 14 in entgegengesetzter üichtung die Achse 18a des Spannfutters 18 bezüglich der Achse 14a entlang dem gemeinsamen Durchmesser 5ü -wie in Fig. 2 gezeigt- linear verschoben, wird. Bei einem Durchmesser des Gehäuses 11 in der Größenordnung von z.B. 2 "feet" (entspricht etwa 61 cm) kann eine solche Drehung eine lineare Verschiebung von z.B. 0,001" (entspricht etwa 0,025 mm) ergeben.

Es versteht sich, daß durch geeignete Steuerung der relativen Drehungen der Glieder 14, 16, sowie 18 das Werk stück in Bezug auf die Achse der Drehbank in Querbewe gung und in Bezug auf die Werkzeuge in der Kammer 21 in

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ORlGlNAt

lineare Bewegung versetzt werden kann. Bezugnehmend auf Fifi. 1, kann das Werkstück 20 somit von der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung entweder in Richtung auf die Werkzeuge 38 oder von den Werkzeugen 38 hinweg in die beispielsweise in unterbrochenen Linien bei 20' gezeigte Stellung bewegt werden, in der es seinen grüi3ten Abstand von den Werkzeugen 38 erreicht hat. Wenn sich das Werkstück in der bei 20' gezeigten Stellung befindet, befinden sich die Bauteile 14» 16» 18 in der in Fi_b·. 2 gezeigten relativen Stellung.

Das Liittelglied 16 ist zylindrisch und an einer Stelle seiner Längenerstreckung mit einem ringförmigen Plansch ,51. verseilen. Der Plansch 51 ist innerhalb einer zylindrischen Kut 52 angeordnet, die in die Bohrung 15 des Außenglieds 14 geschnitten ist. An den axialen Enden der zylindrischen Hut 52 sind Öleinlass- und Auslassöffnungen 53» 54 angeordnet. Man erkennt, daß durch Einführung von Drucköl durch die Öffnungen 53 und Ableitung des Öls durch die Öffnungen 54 das Zwischenglied 16 axial aus der in Pig. 1 gezeigten Stellung bewegt werden kann, bis sich das Werkzeug von der in Pig. 1 in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung in die bei 20'' in gestrichelten Linien gezeigte Stellung bewegt hat. In dieser Stellung befindet sich der Plansch 51 im Bereich neben der Öffnung 54.

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Indem die Offnungen 54 mit Drucköl beaufschlagt werden und das öl durch die Öffnungen 53 wieder abgeleitet wird, kann das Littelglied 16 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückbewegt werden. Das V/erkstück 20 ist somit in eine lineare Bewegung relativ zu den Werkzeugen in Kammer 21 und parallel zur Achse der Kammer 21 versetzbar. Zwischen der Bohrung 15 und dem Mittelglied 16 sind hydrostatische Lager 55 angeordnet, um die relative axiale Gleitbewegung zwischen denselben zu erleichtern.

Es versteht sich somit, daß das Werkstück 20 eine lineare relative Bewegung sowohl parallel als auch quer zur Achse der Kammer 21 ausführen kann, so daß das Werkstück 20 in jede Stellung innerhalb der Kammer 21 gebracht und in dieser Stellung in Drehung versetzt werden kann, damit geeignete Bearbeitungsvorgänge durch innerhalb der Kammer ausgewählte Werkzeuge durchgeführt werden können. Es versteht sich ferner, daß die Bearbeitung zu beliebiger Zeit durch mehr als ein Werkzeug gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden kann, vorausgesetzt, dafs sich das Werkstück in Bezug auf diese Werkzeuge in der geeigneten Stellung befindet.

Wie vorstehend bereits ausgeführt, werden alle Werkzeuge starr in Werkzeughaltern gehalten, die relativ zum starren Körper der Iiaschine fest angeordnet sind, so daß Werkzeugschwingungen vermieden werden. Auf ähnliche Weise

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ist das Werkstück als in einem Spannfutter oder einer Spannzange festgehalten gezeigt, die durch die Glieder 14 und 16 getragen wird, welche zylindrisch ausgebildet sind und daher über eine wesentliche axiale länge innerhalb einer starren Bohrung des !.las chine nkörpers gelagert sind. Angesichts der weitgehenden bzw. über große Längenerstreckung vorgesehenen Lagerung der zylindrischen Glieder unterliegt das Spannfutter 18 und somit das Werstück 20 nur sehr geringen Schwingungen, da die Lageranordnung im wesentlichen schwingungsfrei ist.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung 13 mit Mitteln zur axialen Verschiebung des Mittel- bzw. Zwischenglieds 16 relativ zum Außenglied 14 sowie mit Litteln zur Drehung des genannten Außenglieds 14 relativ zum Gehäuse 11 und des Mittelglieds 16 relativ zum Außenglied 14 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Pig. 4 beschrieben :

Auf der rechten Seite der Mg. 4 ist der Antrieb für das Spannfutter 18, der dazu dient, dieses in drehende Bewegung um seine eigene Achse zu versetzen, ausführlich dargestellt. Man erkennt, daß das Mittelglied 16 die Form eines hohlen Zylinders hat, in welchem eine Antriebsspindel 60 mit ihrer Achse auf der Linie der Achse 18a liegend drehbar gelagert ist. Die Spindel 60 ist mit einem konischen Teil 60a ausgebildet und mit einem Hydraulikmotor 61, z.B. einem zusammengesetzten -

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Zwillings-Taumelscheibenmotor od.dgl., versehen, der exzentrisch zum Mittelglied 16 befestigt und so ausgebildet ist, daß er die Spindel 60 über ein auf der Motorwelle 63 des Taumelscheibenmotors befestigtes Zahnrad 62 um ihre Symmetrieachse in Drehung versetzt.

Die Spindel 60 ist an ihrem hinteren 3nde in einer Lagerbuchse 64 und nahe ihrem vorderen 3nde in zv/ei axial geneigten Lagerbüchsen 65t 66 gelagert. Die Lagerbüchsen 64» 65 und 66 bilden hydrostatische Lager für die Zentrierung der Spindel 60, v/obei die hydrostatischen Lager nach der in Zusammenhang mit Fig. 7 bis 10 der britischen Patentschrift l-.o. 893 beschriebenen und dort gezeigten Art ausgebildet sind. Durch in den Zeichnungen nicht gezeigte Öldruckleitungen wird Drucköl zu den Lagern 64', 65' und 66· geführt .

Die axial geneigten Lagerbüchsen 65, 66 sind auf beiden Seiten einer Nabe 67 angeordnet, die an ihrem Umfang mit einem Zahnkranz 68 versehen ist. Der Zahnkranz 68 greift in die Zähne des Zahnrads 62 ein und überträgt dadurch die Antriebskraft von der gemeinsamen Welle des zusammengesetzten Zwillings-Taumelseheibenmotors auf die Spindel 60.

Der Taumelscheibenmotor 61 ist in. einem zylindrischen Gehäuse 70 eingeschlossen, das dort als integraler Be-

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stand teil des zylindrischen Gehäusemantels des Llittelbaw. Zwischenglieds 16 ausgebildet ist, wo es mit diesem Hantel zusammentrifft, d.h. im obersten Seil des Glieds 16 wie in Fig. 4 gezeigt. In diesem zylindrischen Mantel 70 sind zwei Taumelscheibenmotoren 61', 61'' untergebracht, die parallel arbeiten und miteinander den zusammengesetzten Zwillings-iaumelscheibenmotor 61 bilden. Der Lotor 61V ist mit einer Antriebswelle 63' und Iaotor 61' ' mit einer Antriebswelle 63' ' ausgerüstet, wobei die Wellen 63' und 63'' miteinander verbunden sind und die gemeinsame Antriebswelle 63 bilden.

Die lüotoren 61', 61' ' sind symmetrisch zu. einer zentralen Trennwand 71 angeordnet, die die Einlass- und Auslasskanäle und -öffnungen für die Taumelscheibenmotoren. enthält. Eine solche Öffnung ist bei 72gezeigt. An den beiden axial gegenüberliegenden Seiten der v/and 71 siKd Platten 73'» 73" mit (Ventil-) Öffnungen angeordnet. Diese Platten können vorher in eine Winkelsteilung eingestellt werden oder im Betrieb in eine solche einstellbar ausgebildet sein (für die in Patentschrift 893 848 beschriebenen Zwecke), um den Flüssigkeitsstrom von und zu den Kanälen 74', 74" zu verändern, die zu einer Anzahl von in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten Zylindern 75'» 75" gehören, welche ihrerseits in den ■ Zylinderblöcken 76', 76'' ausgebildet sind.

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Gleitbar in jedem der Zylinder 75', 75'' ist eine Anzahl von Kolben 77^!, 77'' vorgesehen, die an ihren Enden an Gleitschuhe 78', 78·· angelenkt sind. Die Gleitschuhe 78', 78'' sind gleitbar auf ringförmigen Gleitschuhplatten 8Ü¹, 80'' angebracht, die jeweils auf der Stirnfläche einer 'taumelscheibe 81' baw. 81'^f befestigt sind. Die winkelverstellung der Taumelscheibeη 81' bzw. öl¹' um eine Achse in der Ebene der Zeichnung und senkrecht zur Achse der gemeinsamen V/elle 63 ist durch (nicht gezeigte) hydraulische Mittel regelbar, jjurch Änderung der Winkelsteilung der Taumelscheiben 81', öl'¹, kann der Hub der Kolben 77', 77'' unabhängig geregelt v/erden, wodurch die Leistung der Taümelscheibenmotoren ebenfalls unabhängig geregelt werden kann.

Durch geeignete Steuerung des Druckülstroms von und zu den Zylindern 75', 75''» werden die Motoren 61', 61'' veranlaßt die gemeinsame Welle 63 in Drehung um ihre Achse zu versetzen und drehen somit das Spannfutter 18 um seine eigene Achse. An Stelle eines einzigen Taumelscheibenmotors werden zwei Motoren verwendet, da dann für relativ kleine Leistungsabgaben nur einer der Motoren auf Grund seiner Konstruktionsbeschaffenheit verwendet werden kann, was dem Betrieb eines einzelnen Motors, der nur mit halber Leistungsabgabe arbeitet vorzuziehen ist, da letzteres unwirtschaftlich ist.

Eine ausführlichere Beschreibung der Konstruktion und

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Funktionsweise der Taumelscheibenmotoren'61', 61'' ist in den Beschrei Düngen der britischen Patente Np. 893 und 952 841 enthalten. Die Taumelscheibenmotoren 61', 61'· sind im wesentlichen mit den in diesen Patentschriften beschriebenen Lotoren identisch, mit der Ausnahme, daß die Taumelscheibeη der vorliegenden Motoren nicht wie in den Patentschriften 893 848 und 952 841 beschrieben an Drehzapfen befestigt 3ind. Zum Schwenken der Taumelscheiben relativ zur Achse der gemeinsamen V/elle ist eine getrennte hydraulische Steueranordnung vorgesehen, die hier nicht beschrieben oder dargestellt ist.

Es wird jetzt die Anordnung beschrieben, durch welche das Mittel- bzw. Zwischenglied 16 relativ zum Aui3englied 14 und Glied 14 relativ zur Bohrung 12 im Gehäuse 11 in Drehbewegung versetzt werden kann. Wie vorstehend beschrieben, ergeben diese relativen Drehbewegungen die lineare Querbewegung des Spannfutters 18 relativ zu den Werkzeughaltern in der Kammer .21.

Auf der linken Seite von. Fig. 4 sind die Einzelheiten von zwei Hydraulik-Kugelmotoren dargestellt, wobei diese Kugelmotoren zur Drehung der Glieder 14 und 16 re-

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lativ zueinander und zum Gehäuse/dienen· Wie aus Pig. 4 ersichtlich, ist das Mittel- bzw. Zwischenglied 16 innen mit einer zylindrischen Buohae 80 versehen, die auf der äußeren zylindrischen Fläche auf Stegen 81 gelagert ist.

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BAD $£^

Die Buchse 80 ist auf ihrer Innenseite :.,it einer Lehrzahl von axial verlaufenden Lu ten bzv.-. Federn &2 versehen, die in L Uten bzw. Federn 83 eingreifen, die ;*uf der Außenfläche eines exzentrischen Kurvenrings 84 ausgebildet sind. Die I.uten bzw. Federn können mit hydrostatischen Lagerkissen versehen werden, um den Verschleiß zu verringern. Der exzentrische Kurvenring 84 ist als Teil eines Zapfenlagers 85 eines Hydraulik-Kugelnotors 86, der zur Drehung des Mittel- bzw. Zwischenglieds 16 relativ zum Außenglied 14 ausgebildet ist, mit den Zapfenlager verbunden. Eine Anzanl von Kugeln 87 ist gleitbar und drehbar in einer Anzahl von im gleichen Winkelabstand voneinander angeordneten Zylindern 88 in ' einem ringförmigen Zylinderblock 90 angeordnet.

Durch einen Satz üldrucknuten und Kanäle in Zapfenlager 85 stehen die radialen Innenseiten der Zylinder 88 entweder mit einem oder zwei üldruckkanälen 92, 92' in Verbindung, die im Zylinderblock 9ü ausgebildet sind und mit einem elektrisch betätigten Hydraulikventil 95» wie z.B. dem von der Firma iioog Servo Controls Co. Inc. gelieferten Ventil, in Verbindung. Das ¹¹IIo og"-Ventil 95 ist auf dem Zylinderblock 90 befestigt und wird durch ein elek trisches Steuergerät 95' gesteuert; um nach Bedarf Druckflüssigkeit in die entsprechenden Zylinder 88 einzubringen oder daraus abzuführen. Durch Zufuhr und Abfuhr von Druckfluid um aus bestimmten Zylindern 88 rings um den Zylinderblock 90, können die auf die entsprechenden Kugeln

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87 einwirkenden Kräfte so geregelt werden, daß der exzentrische Kurvenring 84, gegen den die JLUgeln 67 sich. aTDstataen, relaxiv zuiii 2ylindergehäuse 90 in Drehung versetzt werden kann. Da der exzentrische Kurvenring 8*4 ΐίίϊΐ der .Buchse 80 des Littel- bzw. Zwischenglieds 16 verlteilt ist,--wird das Glied 16 relativ zum Zylindergehäuse 90 und somit zum Außenglied 14 gedreht, ralt. dem das Zylindergehäuse 90 durch das radial angeordnete Randteil 91 und die frusto-konische (kegelstumpfförmige) Öffnung 91 · verbunden ist.

Die Konstruktion des hydraulischen Kugelmotors und eine ausführlichere Betrachtung seiner Arbeitsweise ist in der britischen Patentschrift Ko.. 906 553 enthalten.

Die Buchse 80 ist mit dem exzentrischen Kürvenring 84 durch Feder- bzw. lötverbindung 82, 83 verbunden, so daß Kraftübertragung bzw. Antrieb auch dann aufrecht erhalten werden kann, wenn das Kittel— bzw. Zwischenglied 16 in Bezug auf das AuiSenglied 14 axial verschoben wird. Zur Srmoglichung einer relativen axialen Bewegung zwischen dem Mittel- bzw. Zwischenglied 16 und dem Außenglied 14 sind ferner Zuführleitungen 93 zur Einleitung und zur Abfuhr von Öl unter Druck aus dem Taumelscheiben-Zwillingsmotor 61 und den hydrostatischen Lagern 64'» 65', 66· ausgebildet. Die Leitungen umfassen konzentrische Hohre 94» 94'* die an einem Ende mit

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Öffnungen 96 bzw. 97 und am anderen Ende innerhalb des Zwischenglieds 16 mit Öffnungen lud bzw. löl versehen sind. Zwischen den Bohren 94, 94' wird ein ringförmiger Kaum 102 begrenzt, in dem das Drucköl von der Öffnung 96 zur Öffnung lüO und umgekehrt fließen kann. Das Rohr 94' begrenzt darin eine zylindrische Bohrung 103, die" einen Durchgang für die Druckflüssigkeit von der öffnung 97 zur Öffnung 101 und umgekehrt bildet. Um die Bohrenden 94, 94' ist im Bereich der Öffnungen 96, 97 ein sphärisch-kugelförmiges Verbindungselement 104 vorgesehen, um die öffnungen 96., 97 mit Anschlüssen für flexible Schläuche von der konstanten Druckflüssigkeitsquelle zu verbinden. Das Verbindungselement 104 erlaubt eine relative Drehung zwischen den flexiblen Schläuchen und den Rohren 94, 94% so daß die Beschickung der. Rohre 94, 94' mit Druckflüssigkeit und die Abführ derselben aus diesen Rohren auch dann aufrecht erhalten wird, wenn das Mittel- bzw. Zwischenglied 16 relativ zum Außenglied 14 gedreht wird.

Die durch die Öffnungen 100, 101 ein- und austretende Druckflüssigkeit läuft zu und von den Lagern 64% 65', 66' und Öffnungen 72 des Taumelscheiben-Hydraulikmotors 61 zur Betätigung dieses Motors. Bei relativer axialer Bewegung zwischen dem Mittel- bzw. Zwischenglied 16 und dem Außenglied 14 bewegt sich das Glied

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16 wie in Pig. 4 gezeigt nach rechts und das Verbindungsglied 104 nimmt eine bei 104' in gestrichelten Linien dargestellte neue Stellung ein, in welcher es sich innerhalb des' frusto-konischen (kegelstumpfförmigen) Teils 91' des Mittel- bzw, Zwischenglieds

16 befindet.

Sin im.Aufbau dem Kugelmotor 86 ähnlicher Hyäraulik-Kugelmotor 110 ist zur Drehung des Außenglieds. 14 relativ zum Gehäuse 11 vorgesehen. Wie aus Pig. 4 ersichtlich umfaßt der Hydraulik-Kugelmotor 110 einen exzentrischen Kurvenring 111, der mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. Auf dem exzentrischen Kurvenring 111 gelagert ist eine Anzahl von Kugeln 112, die jeweils innerhalb eines radial verlaufenden zylindrischen Fluidzylinders 113 angeordnet sind. Eine Anzahl dieser in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten Zylinder

113 ist innerhalb eines ringförmigen Zylindergehäuses

114 angeordnet, das mit der Stirnseite de3 Auflenglieds 14 verbunden ist. Auf der radialen Innenseite des Zylindergehäuses 114 ist ein Zapfenlager 115 angeordnet. Das Zapfenlager 115 ist mit Kanälen versehen, die mit entsprechenden Zylindern, 113 zur Einspeisung von Druckflüssigkeit in und deren Abfuhr aus den genannten Zylindern in Verbindung stehen. Zur Steuerung des Druckflüssigkeitsstromes von und zu den Zylindern ist z.B. ein "Moog"-Vent11 116 vorgesehen, wobei das "Moog"-Ven-

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JBADOBiGJNAt,

til 116 durch ein elektrisches Steuergerät 117 gesteuert wird.

Durch Einspeisung von !Druckflüssigkeit in bestimmte Zylinder 113 und Abfuhr von Druckflüssigkeit aus anderen Zylindern 113 v/erden Kugeln 112 gegen den exzentrischen Kurvenring 111 geurUckt, so daü eine iteaktion zwischem dem Gehäuse 11 und dem Außenglied 14 zur Drehung beider Teile gegeneinander ausgelost wird. Auf Grund dieser Reaktion, v/erden das Zylindergehäuse 114 und aus damit verbundene Glied 14 relativ zum Gehäuse 11 und zum Zapfenlager 115 gedreht, die natürlich mit dem starren Gerippe der Laschine verbunden sind.

i/ie beim i:ydraulik-ku^eln.otor 66, is τ eine ausführlichere Beschreibung des KugelmoOors Ho in der Beschreibung des britischen Patents iio. 906 553 enthalten.

Das Druckfluidum bzw. Druckol für die Betätigung des Taumelscheibenmotors 61 zur Drehung des Werksticks um

das

seine eigene Achse, ferner/zu den öffnungen 53» 54 geleitete Druckfluidum zur Verschiebung des V/erkstücks parallel zur Achse der Maschine und das auf die Kugelmotoren 86 und 110 beaufschlagte Druckfluidum zur Drehung der Glieder 11, 14 und 16 gegeneinander wird insgesamt von einer (nicht gezeigten) gemeinsamen j>ruckfluidquelle geliefert. Drucköl für der». Ta^ielscheibenmotor 61 und für die Öffnungen 53? 54 wird durch die

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BAD ORIGINAL ,

"Bohre 94j 94' geliefert, Drucköl für den Hydraulik-Kugelmotor 86 durch, die Einlassöffnungen bei 120 am Ende des frusto-konischen Glieds 92 und öl für den Kugelmotor 110 durch die Öffnungen bei 121 an der Stirnseite des Gehäuses 11.

Bei den vorstehend beschriebenen Steueranordnungen kann das Werkstück am Ende des Spannfutters 18 sowohl um die Achse des Spannfutters gedreht als auch axial bzw. q^uer zur Maschine und somit linear zu den Werkzeugen in der Kammer 2l· bewegt werden» Ss ist ferner ersichtlich, daß sowohl die drehende als auch die lineare Bewegung des Werkstücks, abgesehen vom elektrischen Anschluß für die Steuerungen 95 und 117» vollkommen durch hydraulische > Mittel erfolgt,"wobei der einzige mechanische Antrieb im Aggregat 13 zwischen dem Zahnrad 62 und der Antriebsspindel 60 erfolgt, V _: ;'

Obwohl für die Steuerung des Saumelseheibenmotors 61, der Hydraulik^Kugelmotoren 86 und-110, sowie der Kolben- und Zylinderanordnung 51» 52 eine Handsteuerung vorgesehen werden kann, kann auch ein geeignetes Computer-Programm für die Steuerung all dieser Torgänge zur Erzielung des gewünschten Arbeitsablaufs für die Bearbeitung eines gegebenen Y/erkstücks ausgearbeitet werden-. Es versteht sich, daß die Steuerung des Druckflüssigkeits-

yorschub- bzw. '

stroms zu und von der/Yerschiebungseinrichtung 13 zur

§0900*7/0129
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— do —

,,Steuerung aller Arbeitsgänge äer Haschine einschließlich der Drehgeschwindigkeit und der Universal-Verschiebungsbewegung und Yerschiebungsgescnwindigkeit benutzt werden kann. \

Pur bestimmte- Zwecke kann es erwünscht sein} die Spindel 60 um gewisse Drehwinkel zu verstellen bzw. zu positionieren, ohne eine kontinuierliche Drehung der Spindel zu erzeugen, z.B. dann, wenn das Werkstück ύοώ. der Spannzange 18 in einer vorbestimmten festen Lage gehalten werden soll, in der Bearbeitungsvorgänge ausgeführt werden. Die ■i'aumelscheibenmotoren 61', 61* ' sind für diesen Zweck nicht ideal geeignet, da sie fLir relativ hohe Umdrehungszahlen gebaut sind, während hier ein langsamlaufender Antrieb mit hohem Drehmoment benötigt wird. Ein Hydraulik-ICugelmotor im wesentlichen nach der Art des Kugelmotors 86 ist besser geeignet.

Ein im LIittel- bzw. Zwischenglied 16 für den Antrieb der Spindel 60 befestigter Kugelmotor 120 ist gestrichelt im Umriß in JUg. 4 und im Schnitt in vergrößertem Maßstab in 3¹Ig. 9 gezeigt. Der Motor 120 besitzt einen exzentrischen Kürvenring 121, der am Mittel- bzw. Zwischenglied 16 befestigt ist, und einen drehbaren Zylinderblock 122, der an das Ende der Spindel 60 angeschraubt ist. Der

Zylinderblock 122 ist mit einer Anzahl von Zylindern/versehen, in denen entsprechende Kugeln 124 gleitbar befestigt sind, wobei die Zylinder 123 mit Druckfluid beauf-

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schlagt werden, das von einem elektrisch■■ betätigten Hydraulikventil 125 über Kanäle gesteuert wird, die in einem zentralen festen Zapfenlager 126 vorgesehen sind.

Wenn¹ das Spannfutter 18 positioniert oder langsam gedreht werden soll,"'befinden sich die Taumelscheibenmotoren 61·, 61·' außer Betrieb während der Kugelßiotor 120 in Betrieb ist. Die Kugeln 124 greifen in den Kurvenring 121 ein und die Zylinder 123 werden nacheincinder mit Druckflüssigkeit beschickt, um die Drehung des Kurvenrings 121 und der Spindel 60 in die gewünschte Winkelstellung- zu bewirken. An den Kugeln 124 vqrbeiströ'mende Flüssigkeit füllt ein Gehäuse 127 des Kugelmotors, wobei der Flüssigkeitsdruck im Gehäuse 127 mittels eines (nicht gezeigten) Ventils entlüftet wird.

Um ein unnötiges LIitnehmen der. Spindel 60 zu vermindern, wenn die. Taumelscheibenmotoren 61', 61'' in Betrieb sind, werden die Kugeln 124 radial nach innen und damit außer Eingriff mit dem Kurvenring 121 gebracht, wenn der Kurvenmotor 120 außer Betrieb ist. Dies wird durch einen Druckaufbau im Gehäuse 127 durch Drosselung des Flüssigkeitsabflusses aus dem Gehäuse und durch Betätigung des Ventils 125zum Anschluss aller Zylinder 123aneinen niedrigen Flüssigkeitsdruck erzielt.

In Fig. 5 wird eine ebenfalls mögliche Ausfuhrungsform

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der Erfindung gezeigt, bei der das i/erkzeuc,aggregat 10 einschließlich der Vorschub- bzw. /ersehiebungseinrichtung 13 und der Kammer 21 drehbar auf Drehzapfen 150 an zwei Ständern 151, 152 befestigt ist. Die Arbeitskammer 21 ist an einem 3nde der ,/ei-kzeugmaschine 16 angeordnet, door; ist uie dtirnplatte 23 der Kammer 21 abgenommen, uaiait die flammer ein freies offenes ünde 153 hut.

Die Jerkzeugnascnine 10 kann aus der in rig. 5 in ausgezogenen Linien gezeigten horizontalen stellung um Drehzapfen 150 in die in rig. 5 gestrichelt gezeigte stellung gedreht werden. In der Horizontalen Stellung können aas Werkstück und üie i/erkzeuge von einem Bedienungsmann eingestellt werden. In der vertikalen Stellung befindet sich das offene Ende 153 und 153', so da,3 Späne, Kühlflüssigkeit und andere Abfallstoffe frei durch das of^ende Ende der Kammer 21 aus dem Arbeitsbereich innerhalb der Arbeitskammer heraus und somit auf einen förderer oder in einen (nicht gezeigten) geeigneten Behälter zur Aufnahme der Abfallstoffe fallen können. Dadurch wird ein wesentlicher Vorteil gegenüber konventionellen Werkzeugmaschinen erzielt, bei denen die Entfernung der Späne und der Kühlflüssigkeit ein ernstes Problem darstellt. Bei der vorliegenden einfacnen Llontageanordnung für diese Werkzeugmaschine werden Späne, Kühlflüssigkeit und andere Abfall-

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stoffe automatisch und schnell entfernt.

In Fig. 5 und 6 ist ferner ein Förderer 16ü gezeigt, auf demj/erkütücke 2o der »Werkzeugmaschine lü zugeführt und von dieser v/ieder angefahrt v/erden. Die t/erkstücke 2ü können vom förderer 160 über einen Schwingförderer 161 od.dgl. in die Arbeitskammer 21 eingeführt und Über eine Gleitbahn Itutsche od.dgl, aus der Arbeitskammer 21 entnommen und dein Förderer 160 zugeführt werden. Das Laden und Entladen der Werkstücke 20 ,zwischen den Bearbeitungsvorgängen kann rein automatisch" erfolgen, so da^ die LIaschine 10 ohne Überwachung kontinuierlich betrieben werden kann.

Jn Pig.- T zeigt die Anwendung der Vorschub- bzw. Versehiebungseinrichtung 13 allein, d.h., ohne Arbeitskammer '2I, an einer Frasiaaschine. Die Einrichtung 13 ist vertikal im fräsmaschinenrahmen 17G gelagert. Ein Maschinenbettisch 171 ist im Rahmen 170 als Auflage für ein Werkstück 172 vorgesehen. Ein Fräswerkzeug ist in eine das Spannfutter 18 nach der Ausführungsform von Jig. 1 bis 4 ersetzende Spannzange 174 eingespannt und wird durch die Einrichtung 13 angetrieben. Das Werkstück 172 ist auf dem Tisch 171 festgespannt, während das Fräswerkzeug 174 in einer Ebene parallel zum Werkstück 172 sowie senkrecht dazu beweglich ist, so daß jeder Fräsvorgang am Werkstück ausgeführt werden kann, ohne daß eine Bewegung am V/erkstück durch-

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geführt wird. Wie vorstehend in Bezug auf die Anwendung der Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung 13 bei einer Drehbank erläutert, ist das Präswerkzeug 174 relativ starr gelagert bzw. abgestützt und auch das Werkstück 172 wird relativ zum Maschinenrahmen starr gehalten» so daß i/erkzeugrattern und relative Schwingungen zwischen den Bauelementen vermieden werden.

In Fig. 8 ist die mögliche Anwendung der Vorschub -■ bzw. Verschiebungseinrichtung 13 an einer !Bohrmaschine gezeigt. Die Einrichtung 13 ist im Maschinenrahmen 180 so untergebracht, daß sie sich in einer horizontalen Lage befindet. Ein Bohrwerkzeug 181 ist in der Spannzange der Einrichtung 13 festgespannt, so daß Bearbeitungsvorgänge an den Seilen 182 beim Vorbeitranspört an der Bohrmaschine auf einem förderband 183 durchgeführt werden können. Ein Arm 184 trägt eine Anzahl von Werkzeugen 185* wobei die Spannzange der Einrichtung 13 in eine Stellung im Bereich des Arms 184 bewegt werden kann, so daß .das Werkzeug 181 wie erforderlieh durch ein weiteres Werkzeug 185 ersetzt werden kann. ,

Obwohl die Einrichtung 13 vorstehend unter Bezug auf besondere Anwendungsmöglichkeiten an Drehbänken, Fräemaechi-

nen und Bohrmaschinen beschrieben wurde, ist offensichtlich,

% daß der Antrieb, der die universelle Translationsbewegung "'

eines Werkstücks oder Werkzeugs, sowie dessen Drehung be-

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wirkt, an jeder'Werkzeugmaschine und für beliebige andere Zwecke verwendet werden kann» ■ wenn eine solche Bewegung eines Gegenstands erforderlich ist. Die Erfindung ist insbesondere für Werkzeugmaschinen geeignet, da sie die für das Werkstück und/oder das Werkzeug erforderliche Steuerung weitgehend vereinfacht. Somit sind Werkzeugmaschinen, welche die Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung verwenden, besonders geeignet zur Steuerung durch ein Computer-Programui. Ferner können durch Verwendung einer Einrichtung nach der Erfindung Schwingungen und Werkzeugrattern im wesentlichen ausgeschaltet und ein gleichzeitig starrer und zwangsläufiger bzw. sicherer Antrieb erzielt werden.

Weitere Vorteile der Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung nach vorliegender Erfindung bei Anwendung an Werkzeugmaschinen sind die relative KompajrcneiT der Erfindung, die Ausschaltung von Fehlern auf Grund abgenützter Führungen oder des Spiels in Vorschubspindeln od.dgl., sowie die beträchtlichen Einsparungen an Fabrikationskosten durch die Verwendungsmöglichkeit einfacher Lauf- bzw. Gleitflächen (d.h. einfacher zylindrischer Oberflächen) in der Einrichtung im Gegensatz zu den relativ komplizierten T-förniigeη Führungen und Nuten, die in den Hüten und Führungsbahnen konventioneller Vorschub- bzw, Verschiebungseinrichtungen erforderlich sind.

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Claims

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Ansprüche:

1. Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung (translational device bzw. Translationsvorrichtung) zur Verwendung beispielsweise in oder an einer Werkzeugmaschine, mit einem Gehäuse und einem drehbaren Werkzeughalter bzw. Werkstückhalter, der drehbar in oder an dem Gehäuse angebracht ist, gekennzeichnet durch Mittel bzw. eine Vorrichtung (14, 16) zur Verschiebung bzw. Bewegung des Halters (18) relativ zum Gehäuse (11) in Richtung seitlich bzw. quer zur Achse des Halters.

2. Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der Halter (18) drehbar in oder an einem zylindrischen Mittel- bsw. Zwischenglied (16) und mit seiner Achse (18a) exzentrisch zur Achse (16a) des Mittel- bzw. Zwischengliedes angebracht ist, daß ferner das Mittel- bzw. Zwischenglied (16) seinerseits drehbar in einem zylindrischen Außenglied (14) und mit seiner Achse (16a) exzentrisch zur Achse (14a) des genannten Außengliedes angebracht 1st, sowie daß das zylindrische Außenglied drehbar in dem Gehäuse (11) angebracht 1st, derart, daß die Achse (18a) des Halters (18) durch eine Drehbewegung bzw. durch Drehbewegungen des Mittel- bzw. Zwischenglieds und/oder des zylindrische^ Außenglieds seitlich bzw. in Querrichtung verschoben bzw. bewegt werden kann.

3. Vorschub- bzw. Verschiebungseinr-Ichtung »&ch ..^spruch 2, dadurch gekennzeichnet., daß das Mittel- bsw, Zwischenglied (16) und das Außenglied (14) gemeinsam mechanisch in Drehbewegung versetzbar sind.

9Ö9887/0129 · . . BADORIGIWAL

■.-. 4» .-"■: .;■■■■■ v,!. ferBüfeiebu.ngseiririeb.turig nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch einen oder mehrere hydraulische Motoren o. dgl. (86, Ho) zur Erzeugung der seitlichen bzw. cLUergeiiciiteten Bewegung des Halters (18),

5· «Vorschub- bzw. Verschiebungsainrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen^ ^^ gekennzeichnet, daß der Halter (18) auch in Richtung seiher Aehslänge relativ zum Gehäuse (11) beweglich angeordnet ist,

6. Vorsöhub- bzw. Yerschiebungseinrichtung nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet» daß eine hydraulische Kolben- und Kylindervorrieh-cung {51,52) zur Verschiebung bzw. Bewegung des Halters (18) in der Eiehtung seiner Achslange vorgesenen

■γ· v^:üi'söiiuo— dew·. Vöj'aaiii-euUiigöeinrienuuug uacn

2 und 6, dadurch gefcennzeiehnet, daß das zylindrische -',Mittel- bzw. Zviischenglied (16) gleitbar in einer axial Terläufenden Bohrung (15) im zylindrischen Auöenglied (14) angeordnet ist, v/bbei das Mittel- bzw.. Zwischenglied mit einem sich ringförmig um.den Umfang desselben erstreckenden Außenflansch (51) versehen ist, der gleitbar in ei- φ-'- iier ringförmigen Ausnehmung (52) in der genannten Boh-

--ÖO ^T "■■-■-"■.■■.-. "" - .-■""""■".■"■

ob. rung angeordnet ist und nach Art eines Kolbens arbeitet

^ und daß ferner Zufuhrleitungen bzw. -öffnungen o. dgl.

rt (53» 54) vorgesehen sind, die an den Enden der Ausneh- ^^r müng Hydraulikfluidum zuführen, bzw. abführen, derart, daß das Mittel- bzw. Zwischenglied (16) zum AuSenglied

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3fc

(14) axial verschoben bzw. bewegt wird'., so daß eine Verschiebung bzw. Bewegung des Halters (18) in Eichtung seiner Achslänge relativ zum Gehäuse erfolgt.

8. Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte hydrostatische Lager (64-66) zwischen dem Gehäuse (11), dem Außenglied (14) und dem M_sittel- bzw. Zwischenglied (16) vorgesehen sind.

9· Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (61·, 61··)» um den genannten Halter (18) relativ zum Mittel- bzw» Zwischenglied (16) unabhängig um s*eine eigene Achse in drohende Bewegung zu versetzen. ,

10« Vorsehub- bzw/ Verschiebungseinrichtung nach. An4prue}i 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der Drehung des Halters mindestens einen hydraulischen laumelsoheiben-Rotationsmotor (61·) o.dgl. aufweist.

11. Vorschub- baw. Verschiebungseinrichtung nach Anspruch 9 ^ ί bzw. 10, dadurch, gekennzeichnet! daß ein hydraulischer . '· Ή Kugelmotor (120) vorgesehen !Ist, um den Halter (J8)'iiit ' -\

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, '■■■ "i". '

relativ langsamen Hotationsgeschwindigkeiten in Drehbewegung zu versetzen.

12, Vorschub- bzw. Verschiebungseinrichtung nach Anspruch 4 bis 11| dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Motors (86| 11o), die Kolben- und Zylindervorrichtung (51, 52}, die hydrostatischen Lager (64-66} der Taumelscheibenmotor (61 ·-, 61 · ·) und der Kugelmotor (120) jeweils mit Druckfluidum aus einer gemeinsamen Druckfluidquelle, die konstanten Fluiddruck erzeugt _t beaufschlagt werden.

1.3· Werkzeugmaschine, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Vorschub- bzw. Verschiebungseiniichtung (Trans-•lationsvorrichtung) nach dem vorhergehenden Ansprüchen zur Erzeugung einer relativen Translationsbewegung zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück. .

14. v/erkzeugmasohine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter fest angeordnet und der Werkstückhalter (18) dazu relativ beweglich ist, wobei der Werkzeughalter mehrere Werkzeughalteglieder (27»'.35) aufweist, die innerhalb des Gehäuses (11, 22) angeordnet sind, uad wobei ein Werkstück (18a) an einer ausgewählten. Stelle baw.. Arbeitsstation durch den Werkstückhalter in Eingriff mit einem Werkzeug (30, 38) gebracht und relativ zum

8Öä88?/ÖU9

Werkzeug in Drehbewegung versetzt v/erden kann, um den gewünschten Bearbeitungsvdr₆ang auszuführen.

15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in gleichem Winkelabstand voneinander angeordnete Werkzeughalteglieder (28, 34, 35) axial im Abstand voneinander an Stellen innerhalb des Gehäuses (11, 22) vorgesehen sind.

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gehäuse (11) eine im wesentlichem zylindrischeArbeitskammer (22) umschlieiBt, wobei der "Werkstückhalter (18) durch eine Stirnfläche derselben rt-gt, und die genannten Werkzeüehcltetlieder (28, 34, 35) entlang der zylindrischen Innenfläche der Kammer im Abstand voneinander eingeordnet sind.

17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der genannten Kammer offen (153) und die Haschineneinheit (10) mit der Kammer drehbar an Stutzgliedern (151) befestigt ist, derart, da3 eine Bewegung zwischen einer im wesentlichen horizontalen La^e, in der · die Werkzeugmaschineneinheit eingerichtet werden kann, und einer vertikalen Lage iaöglich ist, in welcher die Maschineneinheit sich in Betriebszustand befindet, und das offene Ende der genannten Kammer (153¹) seine

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Stellung einnimmt, so daß Späne, Kühlflüssigkeit und andere Abfallstoffe aus der Arbeitskammer fallenkönnen.

18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Werkzeughalteglieder an der anderen Stirnseite (23) der genannten zylindrischen Arbeitskammer (22)

, vorgesehen sind. _ , .

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