DE1602943C - Drehautomat mit Mehrspindelapparat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehautomat mit einem schrittweise fortschaltbaren Mehrspindelapparat und einer Steuerwelle sowie einer Hilfssteuerwelle, wobei auf ersterer eine mit einem Vorschubhebel zum Verschieben der in Arbeitsstellung befindlichen Werkzeugspindel zusammenarbeitende Kurvenglocke angeordnet ist, während letztere dem Fortschalten der Spindeltrommel dient.

Für Automaten vorstehender Gattung sind schon verschiedene Maßnahmen bekanntgeworden, um eine Steigerung der Leistungsfähigkeit zu erreichen. So ist man bei diesen Automaten schon dazu übergegangen, die dem Weiterschalten der Spindeltrommel dienende Hilfssteuerwelle zur Verkürzung der Schaltzeit mit einer relativ schnellen Drehzahl anzutreiben. Ein unnötiger Zeitverlust ist bei diesen Maschinen aber immer noch dadurch gegeben, daß nach jeder Schaltung die den Arbeitsvorgang ausführende Werkzeugspindel aus ihrer Grundstellung bis unmittelbar vor das Werkstück mit der gleichen Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird wie beim nachfolgenden Bearbeitungsvorgang selbst.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Leistungsfähigkeit von Drehautomaten der eingangs genannten Art unter Gewährleistung einer höchstmöglichen Bearbeitungsgenauigkeit auf einfache und unverwickelte Weise sowie ohne nennenswerten zusätzlichen baulichen Aufwand zu steigern. Außerdem soll eine einfache Möglichkeit zum Justieren des Mehrspindelapparats in bezug auf die Achse der Arbeitsspindel des Drehautomaten geschaffen werden.

Eine Lösung der gestellten Aufgabe ist gemäß der Erfindung darin zu sehen, daß die Kurvenglocke auf der ständig rotierenden Steuerwelle drehfest, jedoch axial verschiebbar angeordnet und mittels eines Betätigungsorgans hin- und herbewegbar ist, das von einer auf der intermittierend angetriebenen Hilfssteuerwelle sitzenden Nockenscheibe antreibbar ist. Damit sind die Voraussetzungen geschaffen worden, um die nach einem Schaltvorgang zum Einsatz kornmende Werkzeugspindel mittels des mit der Kurvenglocke zusammenarbeitenden Vorschubhebels aus der Grundstellung zunächst mit einem relativ schnellen Vorschub gegen das Werkstück zu bewegen und unmittelbar danach die eigentliche langsame Vor-Schubbewegung für die Bearbeitung des Werkstücks folgen zu lassen, so daß zwischen der Beendigung der Schaltung und dem Beginn des Bearbeitungsvorgangs nur noch eine relativ kurze Zeit liegt.

Zur Erzielung einer schnellen und sicheren Ver-Schiebung der Kurvenglocke ist das Betätigungsorgan als Hebel ausgebildet, der unter Federwirkung an der Nockenscheibe in Anlage gehalten wird und in formschlüssiger Verbindung mit der Kurvenglocke steht.

Eine einfache und raumsparende Anordnung der Hilfssteuerwelle läßt sich erreichen, wenn die die Nockenscheibe sowie gegebenenfalls weitere Kurvenscheiben tragende Hilfssteuerwelle als Hohlwelle ausgebildet und auf der Steuerwelle drehbar gelagert, ferner mittels eines separaten Antriebs antreibbar ist. Hierbei dient als Antrieb für die Hilfssteuerwelle zweckmäßigerweise ein Bremsmotor, da dieser mit seiner Abschaltung augenblicklich die Hilfssteuerwelle zum Stehen bringt.

Um den mit der axialen Verschiebbarkeit der Kurvenglocke erzielten Schnellvorschub der jeweiligen Werkzcugspindel auch bei der Bearbeitung von Werkstücken mit unterschiedlicher Länge voll ausnützen zu können, ist ferner vorgesehen, daß außer der Kurvenglocke auch der Mehrspindelapparat zusammen mit den seiner schrittweisen Fortschaltung sowie dem Vorschub der Werkzeugspindel dienenden Mitteln axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Mehrspindelapparat auf zwei im Maschinengestell des Automaten angeordneten, parallel zur Achse der Arbeitsspindel verlaufenden Stangen geführt ist. Dadurch kann der Mehrspindelapparat in bezug auf die jeweils zu bearbeitenden Werkstücke so eingestellt werden, daß das Bearbeitungswerkzeug auch bei Werkstücken unterschiedlicher Länge mit dem Schnellvorschub bis unmittelbar vor das Werkzeug herängefahren werden kann. Die verschiedenen Werkstücklängen brauchen nicht mehr durch unterschiedlich lange Werkzeuge ausgeglichen zu werden, sondern der Ausgleich kann in einfacher Weise lediglich durch Verschieben des Mehrspindelapparats erfolgen. Hierdurch wiederum werden radiale Ausschlagbewegungen der Werkzeugspitze weitestgehend vermieden, so daß im Endergebnis eine Erhöhung der Arbeitsgenauigkeit erreicht ist.

In der Zeichnung ist ein nachstehend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 den Mehrspindelapparat in Draufsicht sowie teilweise im Schnitt, wobei mit strichpunktierten Linien die Kurvenglocke in der Grundstellung angedeutet ist,

F i g. 2 in einem teilweisen Querschnitt durch den Mehrspindelapparat entlang der Linie II-II in F i g. 1 die Mittel zum Verrasten der Spindeltrommel,

F i g. 3 ebenfalls in einem Querschnitt entsprechend der Linie III-III in F i g. 1 den Schalthebel und die beiden mit diesem zusammenarbeitenden sinusförmigen Steuerscheiben, wobei mit strichpunktierten Linien die Ausgangsstellung des Schalthebels angedeutet ist,

F i g. 4 einen weiteren teilweisen Querschnitt durch den Mehrspindelapparat gemäß der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 die exzentrisch ausgebildete Führungsstange in Draufsicht.

In der Zeichnung bedeutet 1 das Gehäuse eines Mehrspindelapparats, welcher auf dem Maschinenbett eines nicht weiter gezeigten Drehautomaten angeordnet ist. Im Gehäuse 1 ist eine Spindeltrommel 2 drehbar gelagert, die ihrerseits vier symmetrisch angeordnete Werkzeugspindeln 3 bis 6 trägt. Jede Spindel wird wiederum von einer Lagerhülse 8 aufgenommen, die in der Spindeltrommel 2 längsverschiebbar, jedoch unverdrehbar geführt sind. Während in den Werkzeugspindeln 3 bis 6 einenends Bearbeitungswerkzeuge, wie Bohrer od. dgl., eingespannt sind, sitzt am anderen Ende je ein Zahnrad 9. Als gemeinsamer Antrieb für die Spindeln 3 bis 6 dient eine Welle 10, die ein mit den Zahnrädern 9 im Eingriff stehendes Ritzel 11 trägt und mit einem nicht gezeigten Antrieb zusammenarbeitet.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuerwelle des Drehautomaten zweiteilig ausgebildet und besteht aus den Teilen 12 a und 12 b, die über Zahnräder 12 c und 12 d auf Drehmitnahme miteinander in Drehverbindung stehen. Der Steuerwellenteil 12b ist in Armen la und Ib des Gehäuses 1 gelagert. Auf diesem Wellenteil sitzt drehfest, jedoch axial verschiebbar eine Kurvenglocke 14, mittels welcher der Vorschub der jeweils für die Bearbeitung

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zum Einsatz kommenden Spindel bewerkstelligt wird. Ordnung so getroffen, daß die Stange 49 von zwei Hierzu ist der Kurvenglocke 14 ein von einer Feder Ansätzen Ic des Gehäuses 1 des Mehrspindelappa-15 im Uhrzeigersinn beaufschlagter zweiarmiger Vor- rates aufgenommen wird und in einem ortsfesten, schubhebel 16 zugeordnet, dessen Lagerstelle mit 17 relativ breiten Lagerteil 51 der Maschine geführt ist, bezeichnet ist. Der eine Arm des Vorschubhebels 16 5 wobei als Sicherung gegen unbeabsichtigte Axialverarbeitet mit einer an der Kurvenglocke 14 angeord- Schiebung eine Schraube 52 dient. Die Führungsneten axialen Vorschubkurve 14 α zusammen, wäh- stange 50 ruht in einem verhältnismäßig schmalen rend der andere Arm des Vorschubhebels an einem ortsfesten Lagersteg 53 des Maschinengestells, ferner Anschlag 8a derjenigen Lagerhülse 8 angreifen kann, in den beiden Ansätzen Id des Gehäuses 1. Wähdie gerade mit der Achse der Arbeitsspindel bzw. des io rend die Führungsstange 49 durchgehend zylindrisch zu bearbeitenden Werkstücks 18 fluchtet. ist, weist die Stange 50 in dem Teil, welcher vom

Die Stellkraft für die bereits erwähnte axiale Ver- Lagersteg 53 aufgenommen wird, einen exzentrischen Schiebung der Kurvenglocke 14 wird von einer Hilfs- Abschnitt 50 a auf. Dadurch kann der Mehrspindelsteuerwelle 20 abgeleitet, die außerdem noch die Im- apparat, wenn die Stange 50 gedreht wird, in gewispulse zum Weiterschalten der Spindeltrommel 2 so- 15 sen Grenzen um die Führungsstange 49 geschwenkt wie zum Verriegeln derselben gibt. Die Hilfssteuer- und somit die Spindeltrommel 2 in bezug auf die welle 20 ist als Hohlwelle ausgebildet und auf dem Achse der Arbeitsspindel eingestellt werden. Nach Steuerwellenteil 126 frei drehbar. Auf dem der Kur- der Einstellung wird eine in den Lagersteg 53 eingevenglocke 14 zugekehrten Ende der Hilfssteuerwelle drehte Schraube 54 angezogen, so daß die eingestellte 20 ist eine Nockenscheibe 22 drehfest angeordnet, an ao Lage des Mehrspindelapparates durch Erschütterunderen Umfang unter dem Einfluß einer Feder 23 ein gen bei der Bearbeitung nicht verändert wird,
zweiarmiger Betätigungshebel 24 mit einer Rolle 25 Die Stange 50 könnte auch wie die Stange 49 zyanliegl. Der Betätigungshebel 24 lagert, wie beson- lindrisch ausgebildet und in einer exzentrischen Hülse ders aus Fig. 1 und 4 ersichtlich, auf einem Stift26 geführt sein, die ihrerseits im Lagersteg53 angeord- und greift einenends mit einem Mitnehmerstift 27 in 35 net ist. Im Bedarfsfalle können auch beide Stangen eine Ringnut 14 ft, die in die Nabe 14 c der Kurven- 49 und 50 exzentrisch ausgebildet sein, so daß sich glocke 14 eingearbeitet ist. noch mehr Einstellmöglichkeiten für den Mehrspin-

Der Betätigungshebel 24 steht mit einem einarmi- delapparat ergeben.

gen Zwischenhebel 28, welcher auf einem Stift 30 Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Anordnung

lagert, in formschlüssiger Verbindung. Der Zwischen- 30 ist folgendermaßen:

hebel28 wiederum ist mit einer in einem ortsfesten In der Darstellung gemäß Fig. 1 kommt die Lager 31 längsverschiebbar und drehbar geführten Werkzeugspindel 4 zum Einsatz, wobei durch deren Stange 32 formschlüssig, beispielsweise durch Stift- Vorschub mittels der Kurvenglocke 14 am Werkzeug Schlitzanordnung verbunden. Am freien Ende ist auf 18 beispielsweise eine Axialbohrung angebracht wird, der Stange 32 ein Schalthebel 34 drehfest angeordnet, 35 Am Ende des Bearbeitungsvorgangs verläßt die Vordessen Ausgestaltung aus Fig. 3 ersichtlich ist. schubkurve 14a den Vorschubhebel 16, und dieser Einenends trägt der Schalthebel 34 einen Mitnehmer- kehrt unter Wirkung der Feder 15 in die gezeigte stift 35, der jeweils in eine von vier stirnseitig an der Stellung zurück, wobei auch die Werkzeugspindel 4 Spindeltrommel 2 angeordneten Radialnuten2a ein- die Zwischenstellung gemäß Fig. 1 wieder einnimmt, greifen kann. Anderenends arbeitet der Schalthebel 40 Unmittelbar hierauf wird durch einen auf dem Steuer-34 mittels Rollen 36 und 37 mit zwei als Sinuskurven wellen teil 12 b festsitzenden Steuernocken 55 ein ausgebildeten Steuerscheiben 38 und 39 zwangläufig Schalter 56 betätigt, der den Bremsmotor 47 einschalzusammen, die auf der Hilfssteuerwelle 20 drehfest tet. Dieser setzt die Hilfssteuerwelle 20 in Bewegung, sitzen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die die nach einer Umdrehung mittels der Steuerscheibe Steuerscheibe 38 den Schalthebel 34 von der in F i g. 3 45 44 den Schalter 45 betätigt und dadurch den Bremsmit strichpunktierten Linien angedeuteten Ausgangs- motor 47 wieder abschaltet. Mit Beginn der Drehstellung im Uhrzeigersinn bewegt, während die bewegung der Hilfssteuerwelle 20 gibt die Nocken-Steuerscheibe 39 den Schalthebel in die Ausgangslage scheibe 22 den Betätigungshebel 24 frei, so daß sich zurückführt. dieser unter dem Einfluß der Feder 23 im Uhrzeiger-

Zum Verrasten der Spindeltrommel 2 ist gemäß 50 sinn drehen kann. Hierbei wird die Kurvenglocke 14 F i g. 2 ein am Gehäuse 1 gelagerter zweiarmiger in die mit strichpunktierten Linien angedeutete und Rasthebel 41 vorgesehen, der mittels eines Fingers 42 durch einen einstellbaren Anschlag 57 fixierte Ausin jeweils eine von vier am Umfang der Spindeltrom- gangslage verschoben. Dieser Axialbewegung der mel angeordneten Ausnehmungen 2 ft einrasten kann. Kurvenglocke 14 folgt der Vorschubhebel 16 bis zu Zur Steuerung des Rasthebels 41 dient eine mit der 55 einem nicht gezeigten Anschlag nach, so daß die Hilfssteuerwelle 20 drehfest verbundene Nocken- Werkzeugspindel 4 in die Grundstellung zurückkehscheibe 43. Auf dieser Welle sitzt ferner eine Steuer- ren kann, wie sie in F i g. 1 von den Spindeln 3 und 5 scheibe 44, die mit einem Ausschalter 45 zusammen- eingenommen wird. Die vorbeschriebene Drehbewearbeitet. Die Hilfssteuerwelle 20 wird über ein gung des Betätigungshebels 24 im Uhrzeigersinn hat Schneckengetriebe 46 von einem separaten Antrieb, 60 ferner zur Folge, daß der Schalthebel 34 unter Verzweckmäßigerweise von einem Bremsmotor 47 an- mittlung der Teile 28 und 32 mit Bezug auf F i g. 1 getrieben. nach links gezogen und der Stift 35 mit einer Radial-

Der Zeichnung ist weiter entnehmbar, daß der ge- nut 2 α in Eingriff gebracht wird. Der Schalthebel 34

samte Mehrspindelapparat auf zwei zur Achse der nimmt hierbei die in F i g. 3 mit strichpunktierten

Arbeitsspindel des Drehautomaten parallel verlaufen- 65 Linien angedeutete Grundstellung ein. Hierauf wird

den Führungsstangen 49 und 50 angeordnet ist, die der Rasthebel 41 durch die Nockenscheibe 43 aus-

ihrerseits vom Maschinengestell des Automaten ge- gerastet. Der Kurvenabschnitt 38 α der Steuerscheibe

tragen werden. Im Ausführungsbeispiel ist die An- 38 läuft jetzt an der Rolle 36 des Schalthebels 34 auf

und schwenkt diesen im Uhrzeigersinn, der hierbei der Spindeltrommel 2 eine im gleichen Drehsinn verlaufende Drehbewegung um 90° vermittelt, so daß nunmehr die Werkzeugspindel 5 mit der Arbeitsspindel bzw. dem Werkstück 18 fluchtet. Nach dem Schaltvorgang gibt die Nockenscheibe 43 den Rasthebel 41 frei, der mit seinem Finger 42 in die nächste Ausnehmung 26 eingreift und somit die Spindeltrommel 2 wieder verrastet. Inzwischen hat sich die Hilfssteuerwelle 20 soweit gedreht, daß die Nockenscheibe 22 wieder auf den Betätigungshebel 24 einwirken und diesen im Gegenuhrzeigersinn in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückführen kann, wobei einerseits der Schalthebel 34 an der Spindeltrommel 2 außer Eingriff gebracht, andererseits die Kurvenglocke 14 in die mit vollen Linien dargestellte Arbeitsstellung zurückgeschoben wird. Bei dieser Verschiebung wird gleichzeitig die mit dem Werkstück 18 fluchtende Werkzeugspindel 5 mittels des Vorschubhebels 16" in die Zwischenstellung, welche der gezeigten Stellung ao der Werkzeugspindel4 in Fig. 1 entspricht, rasch vorgeschoben. Nachdem der Schalthebel 34 durch den zurückschwenkenden Betätigungshebel 24 an der Spindeltrommel 2 außer Eingriff gebracht worden ist, kommt der Kurvenabschnitt39a der-Steuerscheibe 39 an der Rolle 37 zur Wirkung, was die Rückführung des Schalthebels34 in die in Fig.3 strichpunktiert angedeutete Stellung zur Folge hat. Schließlich betätigt die Steuerscheibe 44 am Ende der vollen Umdrehung der Hilfssteuerwelle 20 den Schalter.45, weleher den Bremsmotor 47 abschaltet, der unmittelbar hierauf die Hilfssteuerwelle anhält.

Während des vorbeschriebenen Schaltvorgangs der Spindel trommel 2 läuft die Steuerwelle 12 a, Ub weiter. Die Kurvenglocke 14 hat sich daher so weit gedreht, daß anschließend an den durch die Verschiebung der Kurvenglocke erzeugten Schnellvorschub der von der Vorschubkurve 14 a abgeleitete langsamere Bearbeitungsyorschub der Werkzeugspindel 5 erfolgen kann. Durch geeignete Auswahl der einzelnen Bauelemente der Einrichtung zum Weiterschalten der Spindeltrommel 2 können äußerst kurze Schaltzeiten erzielt werden, die in der Größenordnung von 1 see oder sogar noch darunter liegen.

Kommen Werkstücke zur Bearbeitung, die langer als das in der Zeichnung dargestellte Werkstück 18 sind, so wird der gesamte Mehrspindelapparat so weit mit Bezug' auf F i g. 1 nach rechts gerückt, daß die Verschiebung der Werkzeugspindeln von der Grundstellung in die Zwischenstellung wiederum mittels des Schnellvorschubs erfolgt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehautomat mit einem schrittweise fortschaltbaren Mehrspindelapparat und einer Steuerwelle sowie einer Hilfssteuerwelle, wobei auf ersterer eine mit einem Vorschubhebel zum Verschieben der in Arbeitsstellung befindlichen Werkzeugspindel zusammenarbeitende Kurvenglocke angeordnet ist, während letztere dem Fortschalten der- Spindeltrommel dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenglocke (14) auf der ständig rotierenden Steuerwelle (12 a, 12 b) drehfest, jedoch axial verschiebbar angeordnet und mittels eines Betätigungsorgans (24) hin- und herbewegbar ist, das von einer auf der intermittierend angetriebenen Hilfssteuerwelle (20) sitzenden Nockenscheibe (22) antreibbar ist.

2. Drehautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan als Hebel (24) ausgebildet ist, der unter Federwirkung an der Nockenscheibe (22) anliegt und in formschlüssiger Verbindung mit der verschiebbaren Kurvenglocke (14) steht.

3. Drehautomat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Nockenscheibe (22) sowie gegebenenfalls weitere Kurvenscheiben tragende Hilfssteuerwelle (20) als Hohlwelle ausgebildet und auf der Steuerwelle (12 a, 12 b) drehbar gelagert und mittels eines separaten Antriebs antreibbar ist.

4. Drehautomat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für die Hilfssteuerwelle (20) ein Bremsmotor (47) dient.

5. Drehautomat nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Kurvenglocke (14) der Mehrspindelapparat zusammen mit den seiner schrittweisen Fortschaltung sowie dem Vorschub der jeweiligen Werkzeugspindel (3 bis 6) dienenden Mitteln axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Mehrspindelapparat auf zwei im Maschinengestell (51, 53) des Automaten angeordneten, parallel zur Achse der Arbeitsspindel verlaufenden Stangen (49 und 50) geführt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen