DE2107735B2 - Mehrspindel-drehautomat - Google Patents

Mehrspindel-drehautomat

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DE2107735B2
DE2107735B2 DE19712107735 DE2107735A DE2107735B2 DE 2107735 B2 DE2107735 B2 DE 2107735B2 DE 19712107735 DE19712107735 DE 19712107735 DE 2107735 A DE2107735 A DE 2107735A DE 2107735 B2 DE2107735 B2 DE 2107735B2
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Rudolf 4801 Babenhausen Jacoby Hans Dipl Ing 4800 Biele feld Crachy
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Werkzeugmaschinen Fabrik Gildemei ster & Co, AG, 4800 Bielefeld
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Description

D'.: Erfindung betrifft einen Mehrspindel-Drehuutomaten. dessen drehschaltbare und in den Arbeitslauen der Spindeln indexierbare Spindeltrommel mittels Wälzlager im Maschinenständer gelagert
Bei bekannten Mehrspindel-Drehautomalen. K.-i denen die Spindeliromme! radial und axial in <",i..-it- !a;:eiii neiülm ist. muß das Lagerspiel wegen, der V/ärmedehinini! relativ groß gewählt werden, um ivi
Kl
fortsehi eilender
g g
Erwärmung ein Klemmen
Spiiulelirommel in ihren Lagern zu \ermeiden. Inl'olüedessen ist i'i·· ntsächliche Lage der Spi: JeI-iRMiimeliViitte und danvl die Lage der Drehspii.deln während der Betriebs/eil des Automaten steten Veränderungen unterworfen. Zu diesen Lage\er;ir:derunuen trafen außer den unerwähnten thermi- -h.en fZiiillühsen auch die a if die SpindeUiommel und die Dreii--pindeln einwirkenden Kräfte, wie die bei der Zerspanun» auftretenden Schnittkräfte, die Anschktgkrälte derdierschliu.en im Endpunkt der Beaih.-ituii'j lind insbesondere die einseitig wirkenden Kräfte der Trommel-Indexiereinrichtung bei.
Infolue dieser bei bekannten Mehrspindel-Diehautomaten mit in Gleitlagern geführter Spindeln ominel unvermeidbaren Nachteile ist die Fertigungsuenauiiikeit bei der Werkstückbearbeitung vergleichsweise geringer als bei anderen Drehmaschinen-Bauarten. Darüber hinaus erfordert die bei Gleitlagern aiiftielende Gleitreibung beim Schalten der Spindeltrommel einen zusätzlichen Leistungsaufwand, der am.!'! die maximal erreichbare Schaltgeschwindigkeit nachteilig beeinflußt.
F.s ist zwar schon vorgeschlagen worden, zur Lagerung der Spindeltrommel im Spindelständer eines Drehautomaten spielfrei vorgespannte Kegelrollenlager zu verwenden, um die Lagerreibung zu verringern. Ferner ist es bekannt, die Spindeltrornmel während der Werkstückbearbeitung im Spindelständer in axialer Richtung festzuklemmen. Diese bekannten Maßnahmen sind aber nicht geeignet, samtliche eingangs wiedergegebenen Nachteile zu beheben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meiirsnindel-Drehautomaten mit einer Spindeltrommellagerung zu schaffen, die ein leichtes und schnelles Schalten ermöglicht und die nach jeder Schaltung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung stets die gleiche Lage einnimmt, die von der Indexiereinrichtung nicht beeinflußt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung im wesentlichen darin, daß zur Lagerung der Spindeltrommel im Maschinenständer zwei Radiallager mit zylindrischen Wälzkörpern (Nadeln oder Rollen) und zwei einen außerhalb des vorderen Radiallagers auf dem Trommelmantel vorgesehenen Bund zwischen sieh einschließende Axiallager mit
siindrischen Wälzkörpern (Nadeln oder Rollen) oigesehen sind, von denen sich das äußere gegen ine Planfläehe des Maschinenständers und das nncre gegen eine Stirnfläche eines von zwei in axiaer Richtung federnden und in radialer Richtung ;lemmenden Ringen abstützt, wel:he die äußeren -aufflächen der Radial·.,älzlager bilden und/oder die in diese Lager angrenzenden Mantelflächen der Spindel trommel umschließen.
Die Einrichtung zum Indexieren der Spindeltrommel in den Arbeitslagen der Drehspindeln besteht eifindungsgemälj aus einem am oder im Maschinenständer in radialer Richtung bewegbar gelagerten Zahnsegment, das im Bereich einer am Trommelumfang vorgesehenen Verzahnung liegt und durch Radialbewegung m\\ dieser in bzw. außer Eingriff gebracht werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Spindeltioinmellagerung und der Trommel-Indexiereinrichuing ergeben sich folgende Vorteile:
a) die beim Schalten der Spindeltrommel auftretende Lagerreibung ist sehr gering und damit eine erheblich höhere Schaltgeschwindigkeit erzielbar als bei bekannten Mehrspindel-Drehautomaten.
h) die Spindeltrommel ist während des Arbeitsablaufs in axialer Richtung gegenüber einer festen, nahe an den Bearbeitungsstellen liegenden Stirnfläche sowie in radialer Richtung in einer genau konzentrisch zur Ständerbohrung verlaufenden Lage fixiert,
c) die Wärmedehnung sowie die während des Arbeitsablaufs auftretenden seitlichen Kräfte üben keinen F.influß auf die Spindeltrommellage aus.
d) die lndexiereinrichtung hat keinen Einfluß auf die Spindeltrommcllagerung.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt
F i g. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch den Spindelständer eines Mehrspindel-D rchautomaten mit darin gelagerter Spindel·rommel.
F i g. 2 die Anordnung nach Fig. 1 im Querschnitt.
F i g. 3 und 4 zwei weitere Ausführungsformen der Vorrichtung zum Aufheben des radialen und axialen Wälzlagerspieles der Spindeltrommel.
Im Ständer 1 des Mehrspindel-Drehautomatcn ist eine Spindeltrommel 2 drehschaltbar gelagert, die in den Arbeitslagen der in der Trommel gelagerten Drehspindeln 3 indexierbar ist. Die Spindcltrommcl 2 ist in der Nähe ihres vorderen Endes mit einem Bund 4 versehen. Zwischen der vorderen Stirnfläche dieses Bundes und einer dieser gegenüberliegenden Planfläche des Maschinenständers 1 ist ein Axialdrucklager 5 angeordnet, das aus in einem Käfig geführten zylindrischer. Wäl/.körpern (Nadeln oder Rollen) besteht. Ein entsprechend ausgebildetes zweites Axialdrucklagcr 6 ist zwischen der hinteren Stirnfläche des Bundes 4 und einem in einer zylindrischen Bohrung der vordren Wandung des Ständers 1 axial verschiebbar gelagerten Klemmring 7 vorgesehen, der in an sich bekannter Weise abwechselnd innen und außen offene Ringnuten 8 aufweist, von denen jede tiefer ist als die halbe Wandstärke des Ringes 7. Die Innenfläche des Klemmringes 7 bildet die äußere Lauffläche für das vordere Radiallager 9 der Spindeltrommel 2, das ebenso wie die vorerwähnten Axiallager aus in einem Kälig geführten zylindrischen Nadeln oder Rollen besteht.
In einer zylindrischen Bohrung der hinteren Wandung des Ständers 1 ist ein zweiter Klemmring 10 gelagert, der sich stirnseitig gegen einen mit dem Ständer! fest verbundenen Ringflansch 11 abstüt/t
ίο und die äußere Lauffläche für das hintere Radiallager 12 der Spindeltrommel 2 bildet, das ebenso wie das vordere Radiallager aus in einem Käfig geführten Nadeln oder Rollen besteht. Zwischen den beiden infolge der beschriebenen Ausgestaltung in axia-
ler Richtung federnden und in radialer Richtung klemmenden Ringen 7 und 10 sind in den AusführungsbeispieU ,. nach F i g,. I bis 3 sechs gleichmäßig auf den Trommelumfang \erteilte Hydraulikzylinder
13 mit darin angeordneten Kolben!- vorgesehen. und zwar sind die Zylinder 13 mit eier; hinteren
Klemmring 10 und die Stangen 15 der Kolben 14 mit dem vorderen Klemmring 7 fest verschraubt. Zu diesem Zwe: k sind die Klemmringc 7 und IO an den einander zugekehrten Stirnseiten durch in sich starre Bunde 71 bzw. 101 verstärkt.
Alle Hydraulikzylinder 13 sind durch zwei Druckmittelleitungen. \on denen in F i g. 2 ein·: angedeutet und mit 16 bezeichnet ist. an ein gemeinsames hyd. aulisches Steuerorgan angeschlossen.
Bei Druckmittelzufuhr zu den hinter den Kolben
14 liegenden Zylinderräumen 131 stützt sich der hintere Klemmring 10 mit seiner äußeren Stirnfläche gegen den am Ständer 1 befestigten Ringflansch 11 ab und der vordere Klemmring 7 wird zunächst zu den Wälzlagern 5 und 6 hin axial verschoben, infolgedessen jegliches Spiel in diesen Lagern aufgehoben und somit die Lage des vorderen Endes der Spindeurommel 2 in axialer Richtung genau festgelegt, wihrcnd sich eine Wärmedehnung in Längsrichtung zum freien hinteren Ende der Trommel hin auswirken kann.
Da die Innenflächen der Klemmringe 7 und 10 gleichzeitig die äußeren Laufflächen der Radiallager 9 und 12 bilden, wird bei Druckmittelzufuhr zu den Zylinderräumen 131 auch jegliches Spiel in diesen Lagern aufgehoben und damit die Spind-.ltrommel 2 im Ständer 1 genau zentrisch zur Ständerbohrung festgelegt.
Wie aus F i g. 2 der Zeichnung ersichtlich, werden die Hydraulikzylinder 13 derari auf den Umfang der Spindeltrommel verteilt angeordnet, daß sie in den indexierten Lagen der Spindeltrommel jeweils zwischen zwei benachbarten Drehspindeln 3 liegen, so daß die Zugänglichkeit zu den Drehspindeln nicht beeinträchtigt ist.
Die Indcxicrung der Spindeltrommel 2 in den Arbeitslagen der Drehspindcln 3 erfolgt gemäß F i g. 1 und 3 ebenfalls hydraulisch, und zwar ist zu diesem Zweck an der hinteren Stirnwand des Ständers 1 ein Hydraulikzylinder 17 befestigt, der zwei Anschlußstutzen für DruckmiUcllcitungen aufweist und einen Steucrkolbcn 18 enthält, dessen Stange 19 beiderseits aus dem Zylinder 17 herausragt und am unteren Ende ein mit einer Verzahnung versehenes Segmentstück 20 trägt, das durch Axialverschiebung des Kolbens 18 mit dem auf dem hinteren Ende der Spindeltrommel 2 befestigten Schaltzahnrad 21 in und außer Eingriff gebracht werden kann. Am äuße-
ar-
5 6
-en Ende der Kolbenstange 19 ist ein Schaltbund 22 Klcmmringc 70 und 100 nur innerhalb der beiden
befestigt, in dessen Bewegungsbereich zwei Kontroll- Radiallager 9 und 12 federnd ausgebildet und klcrn-
schaltcr 23 und 24 angeordnet sind. inen bei Druckmittelzufuhr zu den Räumen 25 die
Bei Druckmittelzufuhr in den oberhalb des KoI- Spindcltrommcl 2 unmittelbar im Stander 1, während bens 18 befindlichen Raum des Zylinders 17 und der 5 die Lager 9 und 12 entlastet bleiben,
dadurch bewirkten Abwärtsbewegung des Zahn- Während des Schaltens der Spindeltrommcl 2 Segmentes 20 kommt dieses mit dem Schaltzahnrad wird der Kolben 18 der IndexicreinrichUing durch 21 in Eingriff und indexiert dadurch die Spindel- Druckmittelzufuhr zu dem unterhalb des Kolbens trommel 2 im Ständer 1. Die Indexiergenauigkeit liegenden Raum des Zylinders 17 aufwärts bewegt wird durch diese Ausgestaltung der Indexiereinrich- io und dadurch das Zahnsegment 20 mit dem Schalttung auch bei etwaigen Verlagerungen der Spindel- zahnrad 21 außer Eingriff gebracht. Den Zylindertrommel während des Klemmvorganges beibehalten. räumen 132 wird Druckmittel zugeführt, bis sie in
Es ist auch möglich, eine Indexiereinrichtung der einer Anschlagstellung die Klemmringe 7 und 10 so vorstehend beschriebenen Art im Bereich des im weit gelüftet haben, daß die Wälzlager 5, 6, 9 und vorderen Teil der Spindeltrommel 2 vorgesehenen 15 12 bei jedem Temperaturzustand ein leichtes Schal-Bundes 4 anzuordnen. In diesem Fall ist es lediglich ten der Spindeltrommel 2 zulassen. Sobald die erforderlich, den Bund 4 mit einer Außenverzahnung Trommelschaltung beendet ist, wird dem oberhalb bzw. mit aufgesetzten Zahnsegmenten für den Ein- des Indexkolbens 8 liegenden Raum des Zylinders 17 griff des Indexier-Zahnsegmentes 20 zu versehen. Druckmittel zugeführt, so daß das am unteren Ende Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Indexie- ao des Kolben« 19 befestigte Zahnsegment 20 mit der rung ebenso wie die axiale Klemmung der Spindel- Verzahnung des Schaltzahnrades 21 in Eingriff trommel im Bereich der axialen Trommellagerung kommt und somit die Spindeltrommel 2 indexiert erfolgt. wird. Jetzt gibt der Kontrollschalter 23 Befehl für
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind die die Zuführung des Druckmittels zu den Zylinder-Klemmringe 7 und 10 im Bereich der Radiallager 9 »5 räumen 131, wodurch die Kolben 14 in den Zylinder und 12 als starre Lager-Außenringe ausgebildet und 13 nach rechts (Fig. 1 und 3) verschoben werden, nur in ihren innerhalb dieser Lager liegenden Teilen Bei dieser Kolbenbewegung legt sich der hintere mit umlaufenden Nuten 8 versehen. Diese genuteten Klemmring 10 gegen den Ringflansch 11. während und somit federnden Teile der Ringe 7 und 10 um- der vordere Klemmring 7 durch Axialverschiebung schließen die Spindeltrommel in der Ruhelage mit 30 ein bis dahin vorhandenes Spiel in den Axialdruckgeringem radialen Spiel. Bei Druckmittelzufuhr zu lagern 5 und 6 aufhebt. Bei weiter ansteigendem den Zylinderräumen 131 wird die Spindeltrommel 2 Druck in den Zylinderräumen 131 wird die Spindelunmittelbar im Ständer 1 geklemmt, während die trommel 2 über die Axiallager 5 und 6 und den Radiallager 9 und 12 entlastet bleiben. Bund 4 gegen die Schulter der Wandung des Spindel-
Die F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel 35 Ständers gedrückt. Anschließend wird die Spindel-
der Klemmeinrichtung für die Spindeltrommel 2. trommel 2 durch die Klemmwirkung der Ringe 7 und
Hier sind die Klemmringe 70 und 100 als Hydraulik- 10 auf Mitte Ständerbohrung angehoben und radial
kolben mit ringförmigen Druckräumen 25 ausgebil- sowie axial geklemmt. Die konzentrische Lage der
det. die stirnseitig durch Deckel 26 begrenzt sind. Spindeltrommel 2 zur Spindeltrommelbohrung im
Das Druckmittel wird diesen DrucVräumen 25 über 40 Ständer 1 wird auch dann erreicht, wenn im Bereich
eine gemeinsame Leitung 27 gleichzeitig zugeführt. des vorderen Radiallagers 6 und des hinteren Radial-
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die lagers 12 unterschiedliche Temperaturen herrschen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Melirspindel-Drehautomat. dessen dreh-Schallbure und in den Arbeitslagen der Spindeln imdex.icrba.re Spindeltrommel mittels Wälzlager im Maschinenständer gelagert und im Bereich des vorderen Lagers axial festgelegt ist. d a durch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Spindeltrommel (2) im Maschinenständer (1) zwei Radiallager (9 i<nd 12) mit zylindrischen Wälzkörpern (Nadeln oder Rollen) und zwei einen außerhalb des vorderen Radiallagers (9) auf dem Trommelmantel vorgesehenen Bund (4) zwischen sich einschließende .Axiallager 15 und 6) mit zylindrischen Wälzkörper« (R'1"* η oder NaJ-In) \orgcsehen sind. \on denen sich das äußere (5) gegen eine Plunfläche ties Ständers (I) und das innere (6) gegen die äußere Stirnfläche eines von zwei an sieh bekannten in axialer Richtung federnden und in radialer Richtung klemmenden Ringen (7 und 10) abstützt, welche die äußeren Laufflächen der Radialwäl/-lager (9 und 12) bilden und/oder die ar, diese Lager angrenzenden Mantelflächen der Spindeltrormiel (2) umschließen.
    2. Mehrspindel-nrehautomat nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch eine Trornmel-Indexiereinriehuing. die ein im Bereich eines auf der Spindeltrommel (2) angeoruneien Zahnkranzes liegendes, mit einer Innern erzahiu;..g versehenes sowie in radialer Richtung bewegbares Segmentstück (20) aufweist.
    3. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Klenimringen (7 und 10) mehrere, gleieumäßig auf den Trommelumfung verteilte, an gemeinsame Druckmittelleitungen angeschlossene Hydraulikzylinder (.13) mit darin angeordneten Kolben (14) vorgesehen sind.
    4. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 und 3. dadurch gekennzeichnet, da!? die Hydraulikzylinder (13) mit einem Klemmring (7 oder 10) und die Stangen (15) der in den Zylindern (13) angeordneten Kolben (14) mit dem anderen Klemmring (10 oder 7) fest verschraubt sind.
    Z. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1. 3 und 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmringe (7 und 10) an den einander zügekehrten Stirnseiten mit starren Bunden (71 bzw. 101) /um Befestigen der Kolbenstangen (15) bzw. der Hydraulikzylinder (13) versehen sind.
    6. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Klcmmringe (70 und 100) als Hydraulikkolben mit ringförmigen Druckräumen (25) ausgebildet sind, die stirnseitig durch am Maschinenständer (1) befestigte Deckel (26) abgeschlossen sowie an gemeinsame Diuckmiltelleitungen (27) angeschlossen sind.
    7. Melirspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Trommel-lndexiersegmenl (20) im Bereich des Trommeisch illrndes (21) angeordnet isi.
    5. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 und 2, dad lieh gekennzeichnet, daß das Troinniel-lndexier-Zahnsegment (201 im Bereich des /.mischen den Axiallagern (5 und 6) liegenden
    Troinmelbundes (4) angeordnet ist und der Bund (4) eine Außenverzahnung aufweist.
    9. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Trommel-Indexiersegment (20) an der Stange 119) eines in einem am Maschinenständer befestigten Zylinders (17) angeordneten Kolbens (18) V-festiet ist.
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