DE2043856A1 - Drehmaschine - Google Patents

Description

• Drehmaschine Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine für die Bearbeitung von WerkstUc#en, die an mehreren Seiten bearbeitet werden und zwischen den Bearbeitungsstellen einen Spannbereich aufweisen, welche einen kurzen Spindelstook hat, in den das Werkstück von beiden Seiten zugänglich einspannbar ist und welchem auf beiden Seiten Bearbeitungwerkzeuge zur gleichzeitigen Bearbeitung von auf einer Achse gegenüberliegend angeordneten Bearbeitungastellen zugeordnet sind.
• Für die Bearbeitung von mehrarmigen Werkstücken, wie Armaturen, Gelenkkreuzen usw. sind Sondermaschinen entwickelt worden, welche die gleichzeitige Bearbeitung aller Arme am gleichen Werkstück in einer Aufspannung ermöglichen, wobei das Werkstück stillsteht und die Werkzeuge umlaufen. Bei dieser Art der Bearbeitung werden nicht nur teure Maschinen, sondern auch wesentlich teurere Werkzeuge als bei der Bearbeitung mit umlautendem Werkstück benötigt. Außerdem ist die Instandhaltung, Wartung und Einrichtung dieser Maschinen aufwendiger und damit kostspieliger.
• Als Zusatz zu üblichen Drehbänken oder Drehmasohinen sind nun auch Spindelstöcke mit Mittenantrieb geschaffen worden. Diese ermöglichen unter bestimmten Voraussetzungen die gleichzeitige Bearbeitung eines umlaufenden Werkstückes von zwei Seiten. Es können also beiepielsweise hiermit zwei in einer Achse liegende Arme eines Gelenkkreuzes oder eines anderen Werkstückes, beispielsweise die beiden Enden eines Tellerventiles oder zwei Achsstummel einer Achse gleichzeitig bearbeitet werden.
• Eine wesentliche Voraussetzung ist, daß im Mittelteil des Werkstückes eine genügende Partie, die bei diesem Bearbeitungsgang nicht bearbeitet wird, zum Spannen zur Verfügung steht. Für die automatische Bearbeitung mehrarmiger Werkstücke sind diese mit mitten auf dem Drehbankbett angeordneten Spindelstöcken und beiderseits mit Längs- und/oder Planechlitten oder Koplereinrichtungen sowie Reitstöcken und/oder Pinolen ausgestatteten Drehmaschinen nicht geeignet, da es einerseits die räumhohen Verhältnisse und andererseits die zur VerfUgung stehenden Steuermittel nicht erlauben, auf dem kleinen Raum ein Schwenken der Werkstücke durchzuführen.
• Außerdem sind für übliche, von einer Seite die Bearbeitungswerkzeuge zuführende Drehmaschinen Schwenkfutter gebaut worden, in welche mehrarmige Werkstücke eingesetzt werden können. In ihnen wird ein Arm nach dem anderen bearbeitet, wobei das mit dem Futter rotierende Werkstück nach Bearbeitung des ersten Armes im Lauf geschwenkt wird, so daß der zweite Arm in Bearbeitungsposition kommt und dann der dritte undeofort. Die hierfür erforderlichen Steuer- und Betätigungselemente nehmen in der Nähe der Rotationsachse sehr viel Raum in Anspruch. Die Zuführung der einzelnen Hydraulikströme erfolgt über weit zurückliegende und relativ weit aus einander liegende Anschlußelemente. Für den Einbau in beidseitig zugängliche Drehepindeln sind diese Futter nicht geeignet. Für die Bearbeitung von beispielsweise vier Armen sind viermal die Schnittzeit Je Arm und zusätzlich die Tot- und Nebenzeiten für drei Schwenkungen und Zufuhr und Abfuhr der einzelnen Werkzeuge erforderlich.
• Durch die Erfindung sollen vor allem die vorerwähnten Nachteile vermieden, Vorteile bekannter Vorrichtungen möglichst erhalten und kombiniert sowie u.a. die unten genannten Vorteile erzielt werden. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, Yerkstücke, die vier und mehr zu bearbeitende Arme oder sonstige Bearbeitungestellen haben, von denen Jeweils zwei in einer Achse liegen, schneller und damit billiger sowie ggf. auch präziser zu bearbeiten und dazu die Vorteile des Mittenantriebepindelstockes und des Schwenkfutters zu vereinigen.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei der eingangs genannten Drehmaschine im Spindelstock ein an sich bekanntes, ohne Lösen der Spannung im Lauf schaltbares Schwenkfutter für das Werkstück angeordnet ist, dessen Spann-und Betätigungselemen# innerhalb des Spindelstockes nur in dem um den Spann- und Bearbeitungsbereich liegenden Ringbereich angeordnet sind.
• So können beispielsweise bei einem vier- oder mehrarmigen Werkstück zwei auf einer Achse liegende Arme gleichzeitig bearbeitet werden, das Werkstück kann dann im Lauf geschwenkt werden, so daß zwei weitere, auf einer anderen Achse liegende Arme oder sonstige Bearbeitungestellen in der Bearbeitungsachse liegen und wiederum gleichzeitig bearbeitet werden können. Die reine Schnittzeit wird dadurch gegenüber dem bekannten Schwenkfutter um die Hälfte herabgesetzt. Außerdem werden sonstige Tot-und Nebenzeiten verringert. Die Erfindung ermöglicht diese Kombination zweier an sich bekannter Prinzipien dadurch, daß die Spann- und Betätigungselemente nicht mehr teilweise hinter dem Spann- und Bearbeitungebereich liegen, sondern um diesen herum verteilt angeordnet sind.
• Dabei kann die konstruktive Gestaltung dieser Spann- und Schwenkelemente in vielerlei Weise gelöst werden. Wichtig ist dabei, daß das Werkstück ohne Lösen der Spannbacken im Tauf um einen der Lage der verschiedenen Bearbeitungsachsen entsprechenden, vorher festgelegten Winkel geschwenkt werden kann.
• Um nicht allzu lange Wege von den einzelnen Teilen der Spann- und Schwenkelemente zu den einzelnen Spannbacken oder -halteteilen zu haben und dadurch die Stabilität der Gesamtanordnung und die Präzision der Bearbeitung zu beeinträchtigen und um eine möglichst kompakte Anordnung der zahlreichen Elemente zu ermögliohen, andererseits Jedoch die freie Zugänglichkeit und gü£#tige Bearbeitbarkeit nicht zu beeinträchtigen, sieht ein weiteres merkmal der Erfindung vor, daß die beiderseits der Spamistelle liegenden Zuführräume für die Bearbeitungswerkzeuge.etwa Kegelform mit einem Kegelwinkel von ca. 90 Grad aufweisen. So können auch relativ kleine Werkstllcke mit kleinem Spannbereich zwischen den Bearbeitungszonen gleichzeitig von zwei Seiten bearbeitet werden. Die eigentlichen Spann- und Schwenk- sowie Lagerung Steuer-und Zuführelemente werden dann in einem Ringbereich von etwa dreieckförmigem Querschnitt untergebracht und lassen so bei guter, räumlicher Ausnutzung des an sich nur eparsam zur Verfügung stehenden Raumes dort, wo es iür die Aufbringung erforderlicher, hoher Kräfte notwendig ist, auch die Unterbringung relativ großvolumiger Teile zu und gestatten dadurch, eine hohe Präzision, günstige Lagerung und sichere Funktion zu erzielen.
• Um auf dem sehr engen Raum bei möglichst geringer Unwucht günstig die Spann- und Betätigungselemente ausbilden zu können, werden diese vorzugsweise als hydraulische Elemente vorgesehen, obwohl es nicht ausgeschlossen ist, diese wenigstens teilweise mechanisch zu betätigen. Derartige Spannfutter müssen, um günstige Bearbeitungezeiten und sonstige günstige Bearbeltungabedingungen zu schaffen, hochtourig laufen. Dabei bereitet die Zuführung der einzelnen für die verschiedenen Schalt- und Spannvorgänge erforderlichen Hydrauliketröme nicht unbeträchtliche Schwierigkeiten. Bei den üblichen Schwenkfuttern für einseitige Bearbeitung können die ffbergänge vom rotierenden zum feststehenden Teil auf relativ kleinem Durchmesser hinter der Bearbeitungszone und dem Bchwenkfutter liegend vorgesehen werden. Dadurch ergeben sich geringere Durchmesser und folglich bei gleicher Drehzahl geringere Umfangsgeschwindigkeiten. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung in dem Ringraum um die Spannwerkzeuge herum kann der Obergang vom feststehenden zum rotierenden Teil nur auf relativ großem Durchmesser und damit bei sehr großer Urnfangsgeschwindigkeit durchgeführt werden. Praktische Ausführungen solcher erfindungsgemäß er Futter laufen bei einer Umdrehungszahl von 2000 Upm mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 30 m/s an der Diohtstelle. Bei derartigen Umfangsgeschwindigkeiten und den auftretenden Drücken können keine gleitenden Dichtungen mit Metall- oder elastischen Kunststoff- oder Gummiringen verwandt werden. Die Erfindung sieht deshalb nach einem weiteren Merkmal vor, daß die Hydraulikströme über nur durch Spaltdichtungen voneinander getrennte, dicht nebeneinander liegende Ringnuten zugeführt werden.
• Um auch sehr kleine, mehrarmige Werkstücke bearbeiten zu können, darf das Futter und damit die Gesamtspindel nicht allzu lang ausgeführt werden. Folglich müssen die einzelnon Nuten auch relativ dicht aneinander herangerückt werden. Bei dieser Art der Dichtung können einfache und damit relativ preiswert herzustellende, glatte Dichtflächen mit lediglich eingestochenen Nuten verwandt werden. Gut brauchbare Ergebnisse lassen sich mit einer Spalt stärke von ca. 0,03 bis 0,06 mm erzielen. Um derart geringe Spaltstärken auch nach längerer Zeit und bei Erwärmung des Hydraulikmediums und des ganzen Futters mm ersdgllv chen, sollte dafür gesorgt werden, daß im Bereich dieser Dichtungen die Qualität der Dichtung und die Laufeigenschaften beeinträchtigende Deformationen vermieden werden. Da. für die aufzubringenden hohen Spannkräfte auch beträchtliche hydraulische Drücke erforderlich sind, müesen geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um einen eohädigenden Einfluß dieser beträchtlichen Kräfte auf die Wandteile, die unmittelbar den Spalt begrenzen, zu vermeiden. Bezüglich der ortsfesten Wände bestehen dabei keine eo beträchtlichen Schwierigkeiten, da außerhalb des rotierenden Teiles ausreichend Raum für eine stabile Konstruktion und damit einwandfreie Abstützung vorhanden ist. Schwierigkeiten ergeben sich lediglich im Innern des rotierenden Teiles. Diesen begegnet man erfindungegemäß dadurch, daß die den ortsfesten Spaltwänden gegenüberliegenden, umlaufenden Wandbereiche von Gegenkräften entlastet werden. So wirkt der Hydraulikdruck höchstens im Sinne einer Vergrößerung des Spaltes, Jedoch in keinem Falle im Sinne einer Verkleinerung des Spaltes. Hinzu kommt, daß diese Wandbereiche gekrümmt sind und ihre Teile dadurch eine größere Formsteifigkeit aufweisen als einfache ebene Teile. Die Kraftentlastung dieser Wandbereiche ist in den Bereichen vorzusehen, in welchen sich im Inneren nachträglich einzusetzende und vom Hydraulikdruck beaufschlagte Elemente befinden, während die übrigen Wandbereiche ohnehin als Bestandteil des rotierenden Gehäuses ziemlich massiv ausgebildet sind.
• In dem die Spann- und Schwenkelemente enthaltenden Umfangebereich des rotierenden Teiles sieht man zweckmäßig entlastete Deckel vor, unter denen weitere abgedichtete und sich an dem rotierenden Teil fest abstützende, die Kräfte auffangende Deckel od. dgl. liegen. Durch diese Anordnung von zwei getrennt eingesetzten Deckeln, swischen denen noch eine Entlastungsbohrung vorgesehen wird, welche die hydraulische Entlastung in Jedem Fall sichert, kann auf einfache Weise eine ungünstige Veränderung des Spaltquerschnittes vermieden werden.
• In dem engen Ringraum innerhalb der Spindel steht nur verhältnismäßig wenig Platz für die einzelnen Steuerleitungen zur Verfügung. Um trotzdem möglichst kurze und großvolumige Hydraulikleitungen und damit schnelle und einwandfreie Schaltungen zu ermöglichen, kann man für die Zuführung der Steuerströme zu den einzelnen Druckräumen der Spann- und Schwenkelemente jeweils wenigstens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, mit den entsprechenden Nuten fluchtende Bohrungen vorsehen. Da die konstruktive Anordnung der Spann- und Schwenkelemente in der Regel symmetrisch erfolgen wird, um Unwuchten gering zu halten, läßt sich diese vorteilhafte Anbringung der Bohrungen gut verwirklichen.
• Die engen Platzverhältnisse in dem Schwenkfutter lassen sich bei Vermeidung allzu großer Unwuchten gut ausnutzen, wenn auf der einen Seite des Werkstückes die Spannelemente und auf der anderen Seite des Werkstückes die Schwenkelemente angeordnet sind. Durch diese Aufteilung auf die beiden gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes erzielt man einerseits gute Möglichkeiten für die Zuführung der einzelnen Hydraulikströme und schafft andererseits einen Gewichtsausgleich und hat ferner mehr Raum für die eindenen Elemente zur Verfügung, als wenn Spann- und Schwenkelemente auf einer Seite untergebracht werden müßten. Dabei sieht man zweckmäßig einen gegen Verdrehung gesichert geführten, radial im Futter verschiebbaren, beidseitig beaufschlagbaren Spannkolben vor. Dieser sollte entsprechend schwenkbare Weikstückspannhalteteile tragen.
• Als Schwenkeinrichtung sieht man zweckmäßig ein um die gemeinsame, senkrecht zur Rotationsachse des Futters liegende Schwenkachse schwenkbares, im Bezug auf die Schwenkachse radial und axial unverschiebbar, vorzugsweise mit Nadellagern geführtes, WerkstWokepar.X- und -sohwonk- Halteteil vor, an welches ein Schwenkantrieb angreift und welchem eine Indexeinrichtung zugeordnet ist. Dadurch ist gesichert, daß die Spannbewegung nur vom Spannkolben aufgebracht wird, während das Gegenstück im Futter einwandfrei und fest geführt ist und sich unter der Spannkraft nicht verschieben kann, so daß eine genaue Zentrierung des Werkstückes möglich ist. Die Indexeinrichtung sorgt für die einwandfreie Winkellage des Werketückes.
• Der Indexeinrichtung kommt bei diesem Futter große Bedeutung zu. Es sind zwar grundsätzlich auch Indexeinrichtungen mit Indexbolzen möglich. Diese können auch federbelastet sein oder mit einem hydraulischen Kolben in eine im Schaltteller befindliche Öffnung eingedrückt und aus dieser herausgehoben werden. Die Verwendung von Indexbolzen birgt jedoch die Gefahr in sich, daß die Indexeinrichtung nach längerem Gebrauch und bei Auftreten erhöhter Kräfte nicht mehr mit der erforderlichen Präzision arbeitet. Deshalb sieht ein weiteres Merkmal der Erfindung vor, daß die Indexeinrichtung in an sich bekannter Weise von zwei auf den Stirnflächen verzahnten oder mit anderen Eingriffelementen versehenen Scheiben gebildet ist, die zum Schwenken voneinander abgehoben, um den erforderlichen Winkel verdreht und zur genauen Fixierung der neuen Stellung wieder ineinander gedrückt werden. Die Verzahnung wird vorteilhaft nach Art der sog. Hirth-Verxahnung ausgeführt. Bei dieser Art der Indexierung geht auch im Dauerbetrieb und trotz des häufigen Schaltens die äußerst hohe Genauigkeit nicht verloren.
• Die Schwenkung des Werketückes um die entsprechenden Winkel kann man auf vielerlei Weise, beispielsweise mit Hilfe kleiner hydraulischer Arbeitekolben in Zylindern, die über Hebel wirken, oder auch mit anderen teil- oder vollmechanischen Mitteln, wie z.B. Zahnstangen und/oder Zahnrädern, erzielen. Diese würden jedoch zu beträchtlichen Unwuchten führen, die man durch entsprechende Anordnung von Gegengewichten und Gegenhohlräumen ausgleichen müßte. Außerdem beanspruchen längsverschiebbare Elemente mit Umlenkhebeln u. dgl. verhältnismäßig viel Platz. Sie wären deshalb nur bei verhältnismäßig großen Spannfuttern unterzubringen. Eine sich für kleinere, vorteilhaft jedoch auch für größere Spannfutter eignende Anordnung sieht deshalb zweckmäßig einen hydraulischen Drehkolbenmotor als Schwenkantrieb vor.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind zur Verkürzung der Beschreibungseinleitung in den Uteransprüchen und der nachfolgenden, anhand der Zeichnungen gegebenen Beschreibung des Prinzips und einer Ausführungsform der Erfindung behandelt.
• Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines von beiden Seiten zu bearbeitenden, schwenkbaren Gelenkkreuzes mit Andeutung der verschiedenen Bearbeitungswerkzeuge und der Verteilung der einzelnen Räume um das Werkstück; Fig. 2 einen Schnitt durch eine schematische Darstellung eines beidseitig zugänglichen Schwenkfutters; Fig. 3 die linke Hälfte eines Schnittes durch eine genauer dargestellte Ausführungsform eines Sahwenkfutters mit Antrieb; Fig. 4 die rechte Hälfte eines Schnittes durch das genauer dargestellte Ausführungsbeispiel eines angetriebenen Schwenkfutters und Fig. 5 einen Teilschnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3 durch den hydraulischen Drehkolbenmotor für den Schwenkantrieb.
• Die Fig. 1 veranschaulicht sehr schematisch, wie ein Werkstück 10, beispielsweise ein Gelenkkreuz mit vier Armen A, zur Bearbeitung eingespannt ist. Dabei ist es zwischen einem Werketückepannhalteteil li und einem Werkstückspann und Schwenkhalteteil 12 mit entsprechender Profilierung eingespannt. Dafür weist das Werkstück 10 einen mittleren Bereich 13 auf, der nicht bearbeitet wird, oder der zumindest in den in diesem Futter durchzuführenden Bearbeitungsgängen nicht bearbeitet wird. Die Werkstückspann- und Schwenkhalteteile 11 und 12 sind Bestandteil eines rotierenden Futters 14, welches um die Rotationsachse RA drehend angetrieben wird. Das Werkstück 10 ist um die senkrecht zur Rotationsachse RA liegende Achse SA schwenkbar, eo daß von seinen vier Armen kl, A2, A3, A4 Jeweils zwei einander gegenüberliegende Arme, s.B. Al und ASt in der Rotations- und Bearbeitunge achse RA liegen.
• Beiderseits des Werketückes 10 befinden sich die Bearbeitungeräume 16 und 17. Diese sind durch die Linien L von dem Ringraum R getrennt. Die Linien L verlaufen unter einem Winkel p von etwa 90 Grad zueinander, so daß sich zwei kegelförmige Bearbeitungsräume 16, 17 und ein Ringraum R mit dreieokförmigem Querschnitt ergeben. Der Ringraum R liegt um den Spann- und Bearbeitungebereich herum verteilt. In diesem Ringraum R befinden sich die in fig. 1 nicht näher dargestellten Spann- und Schwenkelemente f das Werkstück. In jedem der Bearbeitungsräume 16 und 17 findet man einen Bohrer 20, der auf einer Bohrpinole oder einem Bohrreitstock in üblicher Weise angeordnet ist, ferner je einen Stahlhalter 21 eines Längs-und Plane¢hlittens mit Je einem Drehstahl 22 und auf der anderen Seite des Bohrers je einen Stahlhalter 23 eines hydraulisch betätigten Schlittens einer Kopiereinrichtung mit einem Kopierstahl 24. Die üblichen Vorschubwege sind durch entsprechende Pfeile eingezeichnet. Wie die Fig. 1 veranschaulicht, können die Arme Al und A3 gleichzeitig bearbeitet werden, wobei die Werkzeuge stehend ausgebildet sind, während das Werkstück um die Achse RA rotiert, wodurch verhältnismäßig einfache und preiswerte Werkzeuge verwendet und hohe Schnittneistungen erzielt werden können. Nach der Fertigbearbeitung der Arme Al und A3 wird das Werkstück um 90 Grad geschwenkt und die beiden anderen Arme A2 und A4 kommen in die Bearbeitungslage und können so ebenfalls gleichzeitig bearbeitet werden. Da alle Spann- und Schwenkelemente sowie die Antriebselemente in dem Ringraum R untergebracht sind, behindern sie die einwandfreie Bearbeitung nicht und ermöglichen trotz kleiner Abmessungen des Werkstückes die vorteilhafte, bisher nicht mögliche Kombination des Schwenkfuttere mit der beidseitig zugängigen Spindel.
• Die Fig. 2 veranschaulicht sehr schematisch die sehr kurze Spindel 30, die in einem Spindelstock 31 mit Hilfe der Kegelrollenlager 32 drehbar gelagert und über ein Außenzahnrad 34 und einen Za<-nrlemen 35 um die Rotation achse RA drehend angetrieben wird. Ste ist zu einer Einheit mit dem Spannfutter 14 vereinig%, dessen drehender Teil in dem Ringraum R liegt und' auf einer Seite - in Fig. 2 oben - die Spannelemente 37 und auf der anderen Seite - in Fig. 2 unten - die Schwenkelemente 38-aufweist.
• Die Spannelemente 37 weisen#einen relativ großflächigen Kolben 39 auf, der in einer Zylinderbohrung 40 in nicht näher dargestellter Weise abgedichtet geführt ist. Die Kolbenstange 41 hält mittels des um die Schwenkachse SA drehbaren Werkstückspannhalteteiles 11 das Werkstück auf sein Widerlager gepresst. Der Zylinder 40 ist mit Hilfe eines ersten in nicht näher dargestellter Weise abgedichteten Deckels 42 dicht verschlossen. Dieser wird von einem Sicherungsring 43 in der Zylinderbohrung 40 gehalten. Nach außen ist die Zylinderwand mit einem weiteren Deckel 44 verschlossen, dessen Außenfläche 45 Bestandteil der Umfangsfläche des rotierenden Teiles 46 des Futters 14 ist.
• Der rotierende Teil 46 des Futters läuft in einer zylindrischen Bohrung 47 des feststehenden Spindelstockes 31, die in einer Ringbüchse 48 ausgebildet ist und in welcher über die Mitte SA verteilt sechs Ringnuten F, B, D, E, A und C im gleichen Abstand voneinander eingelassen sind.
• Zwischen diesen sind die Dicht chen 49 stehen gelassen, welche zusammen mit der Oberfläche 45 des rotiei renden Teiles 46 Spaltdichtungen bilden, um die einzelnen Nuten untereinander einwandfrei zu trennen, Die Spaltstärke beträgt in der Praxis etwa 0,03 bis 0,06 mm, ist hier Jedoch der Übersichtlichkeit halber stark vergrößert dargestellt. Die Nuten Bind ueber Kanäle 50 mit entsprechenden Einsohraubbohrungen 51 und entsprechenden Anschlußeinrichtungen mit der hydraulischen St euer-und Versorgungsanlage in einer dem Fachmann geläufigen Weise verbunden. Die Kreuze 52 und 53 stellen die Querbohrungen in dem rotierenden Teil 46 des Futters dar, die zu den Ringnuten E und C führen. Sie erstrecken sich quer durch den ganzen Körper 46, so daß sich zwei Anschlüsse ergeben. Sie liegen beiderseits des Kolbens 39, so daß dieser über die Ringnut E und die Bohrungen 52 zum Spannen von oben mit Hydraulikmedium beaufschlagt werden kann, so daß er in Richtung des Pfeiles 54 auf das Werkstück 10 gepresst wird. Dabei stützt sich der Hydraulikdruck im Raum 55 an dem Deckel 42 und über diesen mittels des Sicherungsringes 43 am rotierenden Teil 46 ab, ohne daß der Deckel 44 belastet wird. Evtl. Lecköl fließt über eine Entlastungsbohrung 56 ab, so daß der Deckel 44 in jedem Falle völlig entlastet ist und ein Durchwölben in Richtung auf die Nuten mit Sicherheit vermieden ist. Wird der Kolben 39 über die Ringnut C und die Querbohrungen 53 von unten beaufschlagt, so wird die Spannvorrichtung in Richtung des Pfeiles 58 geöffnet.
• Für das Schwenken des Werkstückes um die Achse SA ist einerseits unten an der Kolbenstange 41 das Werkstückspannhalterteil 11 drehbar eingesetzt und andererseits auf der dem Werkstück gegenüberliegenden Seite - in Fig. 2 unten - die Schwenkeinrichtung 38 vorgesehen. Diese besteht aus einem in Fig. 2 nicht näher dargestellten, Jedoch anhand der Figuren 3 - 5 erläuterten Drehkolbenmotor 60, dessen Drehkolben 61 über eine Gleitfeder mit der Schwenkwelle 62 verbunden ist. Die Dichtscheiben 63 bilden zusammen mit den übrigen Teilen des Drehkolbenmotors einen längsverschiebbaren hydraulischen Kolben, der in einer zylindrischen Bohrung 64 geführt ist und in Richtung des Doppelpfeiles 65 zum Ver- und Entriegeln verschoben werden kann. Er trägt einen Indexbolzen 66, der in entsprechende Gegenausnehmungen des rotierenden Teiles 46 des Futters einrasten kann, wodurch die Indexeinrichtung gebildet wird. Eine Verschlußscheibe 67, die sich an einem Sicherungsring 43 abstützt, verschließt die Zylinderbohrung 64. Zum weiteren ist diese Zylinderbohrung 64 ebenfalls mit einem zweiten Deckel 44 verschlossen, der die gleiche Ausgestaltung, Eigenschaften und Funktion hat wie der Deckel 44 über dem Spannkolben.
• Die der tbereichtldchkeit halber hier nicht im einzelnen mit Bezugszeichen versehenen Kreuze stellen ebenfalls die Querverbindungen von den Ringnuten zu den einzelnen Druckräumen der Schwenkeinrichtung dar.
• Diese arbeitet folgendermaßen: Die Schwenkwelle 62 ist axial unverschiebbar festgelegt. Wird über die Ringnut D die in der Zeichnung obere Scheibe 63 von oben beaufschlagt, so hebt der Hydraulikinotor 60, welcher als Xubkolben gestaltet ist, ab. Der Indexbolzen 66 rückt aus.
• Nun kann über die Leitungen A und B der Drehkolben 61 von der Jeweils gewünschten Seite beaufschlagt werden, so daß die Schwenkwelle 62 um 90 Grad dreht und gleichzeitig das Werkstück 10 unter Drehung des Werkstückspannhalte teiles 1i mitnimmt, so daß nunmehr die Arme A2 und A4 in die Bearbeitungsstellung gelangen. Daraufhin wird über die Ringnut F und die zugehörige Bohrung der den Drehkolbenmotor enthaltende Schiebekolben von der anderen Seite beaufschlagt und verschiebt sich derart, daß der Indexbolzen 66 in die andere, aus der Zeichnung im einzelnen nicht ersichtlichen Indexbohrung einrastet und so mehr die genaue Lage des Werketückes 10 sichert. Dabei sind die Ringnuten A und B und somit der Drehkolbenmotor 60 hydraulisch entlastet, so daß der Drehkolben 61 ggf. etwas verschwenkt werden kann, damit die Indexeinrichtung richtig einrastet. All diese Schaltfunktionen können im Lauf des Futters ausgeführt werden, so daß die Bearbeitung der beiden anderen Zapfen unmittelbar anschließend erfolgen kann.
• Die Fig. 3, 4 und 5 veranschaulichen die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen, beidseitig zugänglichen Schwenkfutters in weiteren Einzelheiten, wobei dieses im wesentlichen so arbeitet, wie es anhand der Fig. 2 beschrieben wurde. Gleiche, jedoch genauer ausgeführt dargestellte Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• Die Fig. 4 veranschaulicht die Spannelemente 37 noch genauer. Dabei ist zu erkennen, daß der Kolben 59 mit Hilfe eines Pass-Stiftes 80 gegen Verdrehung gesichert ist. In die Kolbenstange 41 ist eine Gleitbüchse 81 eingesetzt, in welcher das Werkstück-Spannhalteteil 11 drehbar, Jedoch seitlich nicht verschiebbar geführt ist. Dieses Werkstückhalteteil i1 ist austauschbar, damit entsprechende Teile mit anderen Haltenasen 82 od. dgl. eingesetzt werden können. Für das austauschbare Festhalten ist eine Schraube 83 vorgesehen. Zur verdrehbaren Abstützung ist ein Axial-Nadellager 84 vorgesehen. Eine federbelastete Kugel 85 sichert die Einrastung dieses Teiles in die verschiedenen möglichen Stellungen.
• Zum Ausgleich der durch die hohen Drehzahlen auftretenden, beträchtlichen Fliehkräfte, die auf den Kolben 39 und die Kolbenstange 41 wirken, sind zwischen diesen und dem Deckel 42 Entlastungsfedern 87 angeordnet. Die Ver bindungsbohrungen C und E sind einerseits an ihren Lage# stellen mit Kreuzen C und E, die den Kreuzen 55 und 52 der Fig. 2 entsprechen, gekennzeichnet und in einer in die Zeichenebene gedrehten Darstellung im Schnitt veranschaulicht, um ihre Lage im Bezug auf Kolben 39 und Deckel 42 genauer zu zeigen, damit man sieht, daß infolge der verschiedenen Absätze in jeder der beiden Endlagen des Kolbens 39 ein einwandfreier Eintritt des Öles und damit eine einwandfreie Funktion gesichert sind. Die verschiedenen Dichtungen sind nicht im einzelnen mit Bezugszeichen versehen. Sie ergeben sich aus den kreuzschraffiert en Darstellungen.
• Die Fig. 3 und 5 veranschaulichen die andere Seite des Schwenkfutters.
• Hier ist in weiteren Einzelheiten dargestellt, daß der eigentliche Hydraulikmotor 60 in einem eigenen, in Richtung der Achse SA verschiebbaren Kolben 90 untergebracht ist, der aus zwei Kolbenteilen 90a und 90b gebildet ist, die in nicht näher dargestellter Weise miteinander verschraubt sind und über den Pass-Stift 91 gegenüber dem rotierenden Teil 46 des Futters unverdrehbar, jedoch verschiebbar gesichert sind, indem dieser in einer Abdeckplatte 92 sitzt, die in nicht näher dargestellter Weise an dem Teil 46 festgeschraubt ist. Innerhalb der beiden Kolbenteile 90a und 90b befinden sich die beiden Deckscheiben 63 des Drehkolbenmotors 60, zwischen denen sich das unverdrehbare Segmentteil 95 und der Schwenkkolben 96 befinden. Das unverdrehbare Segment 95 ist mit Hilfe eines konischen Stiftes 97 in dem Kolbenteil 90a gesichert und des weiteren mit einer Schraube 98 befestigt.
• Der Schwenkkolben 96 des Drehkolbenmotors 60 ist an dem einen Teil der Schwenkwelle 62a über eine PaB£eder 97 und eine Schraube 98 unverdrehbar befestigt und an der Schwenkwelle 62a zudem öldicht angelötet, In der einen Ecke hat er eine Ausnehmung 99, die den Öleintritt.durch die Bohrung B' ermöglicht, auch wenn der Schwenkkolben in seiner Endlage ist. Bei 100 ist eine Eckausnehmung in dem unverdrehbaren Segment 95 vorgesehen, damit auch in der anderen Endlage ein Öleintritt durch die Bohrung A' ermöglicht wird. Der mögliche Schwenkwinkel OC ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit 91 Grad gewählt.
• Abflachungen 101 und 102 ermöglichen den Ölübertritt in allen Lagen des Hubkolbens 90 von den Bohrungen A und B zu den Bohrungen A' und B'.
• Der Schwenkwellenteil 62a ist mit Hilfe der Kugellager 103 in dem Hubkolben 90 gelagert. Über eine Gleitfeder 104 wird die drehende, jedoch axial verschiebbare Verbindung zu dem Schwenkwellenteil 62b hergestellt. Dazu ist eine Zwischenscheibe 105 eingesetzt. Das Schwenkwellenteil 62b hat einen Flansch 62c, der zwischen Axial-Nadellagern 106 und 107 in axialer Richtung unverschiebbar geführt ist.
• Die radiale Lagerung übernimmt ein Nadellager 108. An dem Schwenkwellenteil 62b ist das Werkstückspann- und echwenkhalteteil 12 mit Hilfe der Schraube 110 und einer Klauenverbindung oder Stirnverzahnung 111 austauschbar, jedoch eindeutig in seine Lage bringbar befestigt.
• Der Flansch 62c trägt auf seiner dem Werkstück abgewandten Seite eine Stirnverzahnung 115, der eine entsprechende Gegenverzahnung-116 an dem Kolbenstangenteil 117 des Hubkolbens dieser Anordnung gegenübersteht. Diese beiden nach Art der Hirth-Verzahnung ausgeführten Stirnverzahnungen 115 und 116 werden durch axiale Verschiebung in Richtung des Pfeil es 65 zum Eingriff oder Außer-Eingriff gebracht und stellen die auch im Dauerbetrieb besonders präzise Index-Einrichtung dieses Ausführungsbeispieles dar, die in besserer Form dem Bolzen 66 mit zugehöriger Bohrung des Ausführungebeispieles nach Fig. 2 entspricht.
• Der Schwenkwinkel des Schwenkkolbzene 96 ist um 1 Grad größer gewählt als es für die Bearbeitung von vierarmigen, rechtwinkligen Kreuzstücken erforderlich ist und zwar, um eindeutig sicherzustellen, daß die Stirnverzahnung 115-11G die genaue Lage sichert und nicht der Schwenkkolben.
• Auch bei dieser Darstellung ist die Lage der einzelnen Verbindungsbohrungen zu den Nuten durch Kreuze angedeutet, während die Schnittdarstellungen der Bohrungen D, F und B in die Zeichenebene geschwenkt sind.
• Die Schwenkvorrichtung arbeitet folgendermaßen: In der dargestellten Lage ist die rechte Seite des Kolbenteiles 90b über die Nut D und die Querbohrungen D vom Hydraulikdruck beaufschlagt und damit der Kolben 90 nach links verschoben, so daß die Index-Stirnverzahnung 115 -116 ausgerückt ist. In dieser Lage kann der Schwenkkolben 96 durch Beaufschlagung über die Nut B und die Bohrungen B, B' beaufschlagt werden, so daß er um einen Winkel oC von 91 Grad verschwenkt. Dabei wird das Hydrauliköl aus der einen Kammer über die Bohrungen A', A und die Nut A verdrängt. In der Endlage angekommen, wird der Schwenkkolben 96 hydraulisch entlastet. Außerdem wird die Nut D entlastet und über die Nut F und die Querbohrungen F der linken Seite des Hubkolbenteiles 90& Hydrauliköl zugeführt, so daß der Hubkolben 90 sich samt Drehkolbenmotor 60 nach rechts verschiebt und dabei die Stirnverzahnung 115 - 116 zum Eingriff kommt und die genaue Position der Schwenkwelle 62a/62b bestimmt, indem der nun freie Schwenkkolben 96 um das eine Grad zurückgeschwenkt wird. So ist eine absolut genaue Schwenkung des Werkstückes 10 gewährleistet. Alle diese Schaltvorgänge können im vollen Lauf durchgeführt werden.
• Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen zeigen, wie der relativ kleine Ringraum R, welcher etwa Dreieckprofil besitzt, optimal ausgenutzt ist, um möglichst große Flächen für die Hydraulikkolben und möglichst einfache Einzelteile zu ermöglichen. Dabei wird eine kompakte, konstruktiv äußerst ansprechende und sicher funktionierende Lösung auf kleinstem Raum ermöglicht. Da das Werkstück umläuft, kann mit verhältnismäßig einfachen und billigen Werkzeugen gearbeitet werden. Deren Instandhaltung bzw. Nachsohärfen ist ebenfalls weniger aufwendig als bei umlaufenden Werkzeugen. Das Umrichten dieser Maschine ist wesentlich einfacher und in kürzerer Zeit zu machen als bei einer Sondermaschine, insbesondere bei den bekannten mehrepindligen Maschinen. Gegenüber mehrspindligen Maschinen besteht auch der Vorteil, daß weniger Werkzeuge benötigt werden, z.B. nur 1 Satz Spannbacken gegen x Satz bei x-spindligen Maschinen.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Auefthrungebeispiele beschränkt, insbesondere können andere Spann- und Schwenkeinrichtungen verwendet werden. Anstelle des Drehkolbenmotors mit einem schwenkenden Kolben kann auch eine Hebelanordnung mit geradliniger Verschiebung eines Kolbens in einem Arbeitszylinder gewählt werden.
• Auch können andere Indexeinrichtungen vorgesehen sein, und die Lagerung der einzelnen Teile kann in vielerlei Weise abgewandelt werden. Auch kann man mehr als vier Arme bearbeiten und dann die Sohwenkwinkel und die entsprechenden Indexeinrichtungen unter Berücksichtigung der verschiedenen, zu bearbeitenden Stellen auswählen, wobei jedoch zur sinnvollen Ausnutzung der Vorrichtung Jeweils zwei Bearbeitungsstellen einander gegenüberliegen müssen, so daß Werkstücke bearbeitet werden konnen, die gerade Zahlen von Bearbeitungsstellen haben, die einander auf gleichen Achsen gegenüberliegen.

Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Drehmaschine für die Bearbeitung von Werkstücken, die an mehreren Seiten bearbeitet werden und zwischen den Bearbeitungsstellen einen Spannbereich aufweisen, welche einen kurzen Spindelstock hat, in den das Werkstück von beiden Seiten zugänglich einspannbar ist und welchem auf beiden Seiten Bearbeitungswerkzeuge zur gleichzeitigen Bearbeitung von auf einer Achse gegenüberliegend angeordneten Bearbeitungsstellen zugeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Spindelstock (31) ein an sich bekanntes, ohne Lösen der Spannung im Lauf schaltbares Schwenkfutter (14) für das Werkstück (10) angeordnet ist; dessen Spann- und Betätigungselemente (37, 38) innerhalb des Spindelstockes (31) nur in dem um den Spann- und Bearbeitungsbereich (10, 13, 16, 17) liegenden Ringbereich (R) angeordnet sind.

   2. Drehmaschine nach Anspruch 1, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiderseits der Spannstelle (10; 11, 12) liegenden Zuführräume (16, 17) für die Bearbeitungswerkzeuge (20, 22, 24) etwa Kegelform mit einem Kegelwinkel von ca 900 aufweisen.

   3. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß hydraulische Spnnn- und Betätigungselemente (37, 38) vorgesehen sind.

   4. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die einzelnen Hydraulikströme dem auch hochtourig laufenden Futter (14) über nur durch Spaltdichtungen (45, 47, 49) voneinander getrennte, dicht nebeneinander liegende Ringnuten (C, A, E, D, B, F) zugeführt werden.

   5. Drehmaschine nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Spaltstärke (47, 49) ca 0,03 bis 0,06 mm beträgt.

   6. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die den ortsfesten Spaltwänden (47, 48) gegenüberliegenden, umlaufenden Wandbereiche (44, 45) von Gegenkräften entlastet (42, 43, 56) sind.

   7. Drehmaschine nach Anspruch 6, d a d u r e h g e -k e n n z e i c h n e t, daß in dem die#Spann- und Schwenkelemente (37, 38) enthaltenden U#fangsbereioh des rotierenden Teiles (46) des Futters (14) entlastete Deckel (44) angeordnet sind, unter denen weitere, abgedichtete und sich am rotierenden Teil (46) abstützende, die Kräfte auffangende Deckel od. dgl.

   (42, 67) liegen.

   t. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d -a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß für die Zuführung der hydraulischen Steuerströme zu den einzelnen Druckräumen der Spann- und Schwenkelemente (37, 38) jeweils wenigstens zwei, vorzugsweise einander gegenüberliegende, mit den entsprechenden Nuten (A, B, C, D, E, F) fluchtende Bohrungen (A, B, C, D, E, F, 52, 53) vorgesehen sind.

   9. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß auf der einen Seite des Werkstückes (10) die Spannelemente (37) und auf der anderen Seite des Werkstückes (10) die Schwenkelemente (38) angeordnet sind.

   10. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h -n e t, daß ein gegen Verdrehung gesichert geführter, radial (SA) im Futter (14) verschiebbarer, beidseitig beaufschlagbarer Spannkolben (39) vorgesehen ist.

   11. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die in den Spannbereich (10, 11, 12) ragende Eolbenstange (41) ein um die Spann- und Schwenkachse (SA) schwenkbares, vorzugsweise aus tauschbares Werkstückspannhalteteil (11) trägt.

   12. Drehmaschine nach einem oder mehreren der dbrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Spannkolben (39) in einer großen Radialbohrung (40) des Futters (14, 46) gleitet, in welche ein erster abgedichteter Zylinderbegrenzungsdeckel (42) gleichen Durchmessers eingesetzt ist, welcher vorzugsweise mittels. eines Sicherungsringes (43) gehalten ist, und daß in die Bohrung (40) ein weiterer, die Spaltbegrenzungswand (45) mit bildender, entlasteter Deckel (44) eingesetzt ist und der Zwischenraum mit einer Entlastungsboh rung (56) ausgestattet ist.

   13. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g #k e n n z e i c h -n e t, daß am Spannkolben (39) den Fliehkräften entgegenwirkende Entlastungsfedern (87) angeordnet sind.

   14. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h 5 e k e n n z e i c h -n e t, daß die Schwenkeinrichtung (38) ein um die gemeinsame, senkrecht zur Rotationsachse (RA) des Futters (14, 46) liegende Schwenkachse (SA) schwenkbares, im Bezug auf die Schwenkachse (SA) radial und axial unverschiebbares, vorzugsweise mit Nadellagern (106, 107, 108) geführtes Werkstück Spann- und Schwenk-Halteteil (12, 62b, 62c) aufweist, an welches ein Schwenkantrieb (60) angreift und welchem eine Indexeinrichtung (66; 115, 116) zugeordnet ist.

   15. Drehmaschine nach Anspruch 14, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schwenkantrieb von einem hydraulischen Drehkolbenmotor (60) gebildet ist.

   16. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c Ii -n e t, daß der Drehkolbenmotor (60, 63, 95, 96) in einem in Schwenkachsenrichtung (SA, 65) verschiebbaren Hydraulikkolben (63; 90, 90a, 90b) angeordnet ist und die Motorwelle (62a) über eine Schiebekeilanordnung (104) mit dem Werkstück-Bpann- und ichwenk-Halteteil (12, 62b) gekuppelt ist und die Indexeinrichtung (66; 115, 116) durch Verschieben (65) des den Drehkolbenmotor (60) enthaltenden Hydraulikkolbens (90) ein- und ausrückbar ist.

   17. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u -r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Hubkolben (90, 90a, 90b) der Schwenkeinrichtung (38) in einer radialen, großen Bohrung (64) geführt ist, die mit einem gleichgroßen, vorzugsweise mit einem Sicherungsring (43) abgestützten, im Abstand vom Ende der Bohrung liegenden, abgedichteten Deckel (67) verschlossen ist, über dem ein die Spaltwand (45) mit bildender, entlasteter Deckel (44) angeordnet ist, wobei der Zwischenraum eine Entlastungsbohrung (56) aufweist.

   18. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c b g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Drehkolbenmotor (60) mit zwei äußeren Dichtscheiben (63) und einem dazwischen liegenden, unverdrehbaren Segment (95) und einem im Restraum schwenkbaren Schwenkkolben (96) gebildet ist, welcher mit der Motorwelle (62a) fest verbunden ist.

   19. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Indexeinrichtung in an sich bekannter Weise von zwei auf den Stirnflächen verzahnten (115, 116) oder mit anderen Eingriffelementen versehenen Scheiben (62c, 90b) gebildet ist, die zum Schwenken voneinander abgehoben, um den erforderlichen Winkel (sc) verdreht und zur genauen Fixierung der neuen Stellung wieder ineinander gedrückt werden.

   20. Drehmaschine nach einem oder mehreren der übrigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t,-daß der Antrieb in an sich bekannter Weise mittels eines außen am Futter (14, 46) angreifenden (34) Zahnriemens (35) erfolgt.

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