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Mehrfachspindel-Befestigungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine
Die Erfindung befaßt sich mit Mehrfachspindel-Befestigungseinrichtungen für die
Verwendung an Werkzeugmaschinen, insbesondere an Bohrmaschinen, wodurch eine Werkzeugmaschinenspindel
für den Antrieb einer Vielzahl von Werkzeugspindeleinheiten benutzt werden kann,
wobei jede Einheit eine einzelne Werkzeugspindel für die Anbringung eines entsprechenden
drehbeweglichen Schneidwerkzeuges enthält, wodurch alle anmontierten Werkzeuge so
betrieben werden können, daß sie gleichzeitig (simultan) in vorgewählten Stellungen
auf ein Werkstück oder auf mehrere Werkstücke wirken.
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Es ist bekannt, eine Anordnung vorzusehen, die eine Vielzahl von
Spindeleinheiten enthält, von denen jede so ausgeführt ist, daß sie eine Zwischenachse
aufweist, die ein Antriebselement trägt, welches mit der zugehörigen Werkzeugspindel
der Einheit antriebsverbunden ist, wie z. B. durch ein Getriebe. Hierdurch ist die
Achse der zuletzt genannten Spindel von der parallelen Achse der Zwischenachse versetzt.
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Spindeleinheiten dieser Ausführung sind im folgenden als "versetzte
Spindeleinheiten bezeichnet. Durch Verwendung dieser Einheiten kinn jede zugehörige
Werkzeugspindel in irgendeiner Winkelstellung auf einem festgelegten Bereich, der
konzentrisch
zur Zwischenachse der Einheit liegt, angeordnet werden;
eine weitere Einstellung der Lage relativ zur Anordnung im ganzen wird jedoch eingeschränkt
durch die Befestigungsvorrichtung und durch das Anbringen der Spindeleinheiten sowie
durch die Notwendigkeit, den Antrieb darauf zu übertragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfachspindel-Befestigungseinrichtung
zu schaffen, die besonders vielseitig und anpassungsfähig bei ihrer Benutzung ist
und durch die die Zahl der Spindeleinheiten und die Relativstellung ihrer Werkzeugspindeln
entsprechend den Erfordernissen in einem weiten Bereich leicht geändert werden kann.
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Die Erfindung geht aus von einer Nehrfachspindel-Befestigungseinrichtungür
eine Werkzeugmaschine, mit einer Hauptantriebswelle, die in Betriebsstellung einen
Teil einer Werkzeugmaschinenspindel bildet oder von dieser zwecks eines Antriebseingriffes
aufgenommenst, sowie mit einem Tragelement, in dem diese Welle für eine Drehbewegung
relativ zu ihm gelagert ist.
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Bei einer derartigen Einrichtung besteht die Erfindung im wesentlichen
darin, daß das Tragelement eine konzentrisch zur Achse der Hauptantriebswelle liegende,
durchlaufende kreisförmige Befestigungsausbildung enthält, an der Spineleinheiten
in beliebigen Stellungen relativ zueinander um die genannte Achse anbringbar und
befestigbar sind, und daß ein Antriebsorgan vorgesehen ist, durch das die Hauptantriebswelle
mit jeder einzelnen Spindeleinheit und mit allen Spineleinneiten antriebsverbunden
ist, welche in Betriebsstellung an der Befestigungsausbildung angeordnet ist bzw.
sind, und zwar ungeachtet ihrer winkligen Stellung da herum.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 eine zum Teil geschnittene Längsansicht (entlang der Linie I-I
in Fig. 2) einer erfindungsgemässen Mehrfachspindel-Befestigungseinrichtung mit
mehreren daran versetzt angeordneten Spindeleinheiten; Fig. 2 eine Stirnansicht
der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung; Figuren 3 bis 7 schematische Stirnansichten
(ähnlich wie Fig. 2), in denen eine Auswahl von verschiedenen Möglichkeiten für
die Anordnung von Spindeleinheiten an der Einrichtung veranschaulicht sind.
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Die in der Zeichnung veranschaulichte Einrichtung, die in erster
Linie für die Benutzung an einer Ständerbohrmaschine dient, enthält eine Hauptantriebswelle
10 mit einem konischen Schaft 11, der im Betrieb durch seinen Eingriff mit einer
eine (Konus-)Hülse aufweisenden Spindel der Maschine rotierend angetrieben wird.
Die Welle 10 ist in zwei Kegelrollenlagern 12 gelagert, die in einem Körper bzw.
Tragelement 13 der Eintichtung angeordnet sind, der bzw. das bei Benutzung gegenüber
einer Drehbewegung relativ zur Maschine festgehalten ist.
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Das Tragelement 13 besitzt einen etwa kreisförmigen Querschnitt (konzentrisch
zur Welle 10) und weist einen in der Nähe des Schaftes 11 befindlichen Rückflansch
14 auf, an dem eine zylindrische Schutzabdeckung 15 (in Fig. 1 durch strichpunktierte
Linien dargestellt) festgeklemmt werden kann.
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Ein Hauptteil 16 des Tragelements, der sich auf der entfernt vom
Schaft 11 liegenden Seite befindet, ist durch einen im Durchmesser kleineren Halsteil
17 vom Flansch 14 getrennt.
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Ein Nasenteil 18 der Welle 10 ragt aus diesem Hauptteil heraus und
besitzt ein Sonnenrad (sonnengetrieberad) 19, das fest darauf angeordnet ist.
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Der Hauptteil 16 des Tragelements besitzt einen zylindrischen Umfang,
der so bearbeitet ist, daß sich eine kreisförmige Befestigungsausbildung ergibt,
welche einen gleichmäßig verlaufenden T-förmigen Schlitz 20 enthält, der durch zwei
parallele, einen axialen Abstand voneinander aufweisende innere und äußere Flansche
21a, 21b mit kreisringförmigen Rändern 22a, 22b definiert ist, die sich axial zueinander
erstrecken, wobei sich die Mündung des T-Schlitzes 20 zwischen ihnen radial nach
außen (vom Tragelement 13) öffnet.
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Eine Vielzahl von versetzten Spindeleinheiten 30, 30a, 30b usw. ist
für die Befestigung an der Einrichtung vorgesehen (in Fig. 2 sind Vier Einheiten
dargestellt). In Fig. 1 ist eine der Einheiten (die Einheit 30) im Querschnitt dargestellt,
die im folgenden in Einzelheiten beschrieben wird; die anderen Einheiten sind identisch
ausgeführt.
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Eine Spindeleinheit enthält eine Werkzeugspindel 31, die in Nadelrollenlagern
32 in einem Körper 33 gelagert und an der ein übliches Spannfutter 34 angeordnet
ist, das während des Gebrauchs ein Werkzeug, gewöhnlich einen Bohrer, aufnimmt.
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Das von dem Spannfutter 34 entfernt liegende Ende der Spindel 31 trägt
ein Antriebsritzel 35, das mit einem Zahnrad bzw.
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Planetenrad 36 eines Planetengetriebes in Eingriff ist, das sich frei
drehbar auf einer Zwischenachse 37 der Einheit befindet. Die Zwischenachse ist in
dem Körper 33 parallel zur Spindel 31 jedoch mit Abstand von ihr angeordnet und
mittels
einer Schraube 38 im Körper festgeklemmt. Der Teil des Körpers
33, der einen Teil der Zwischenachse umgibt, ist mit Ausnahme des aufbauenden Teiles,
der die Spindel 31 trägt, im Querschnitt abgerundet ausgeführt, so daß, so weit
als möglich, seine äußeren Abmessungen nicht über den Radius des Planetenrades 36
nach außen hervortreten.
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Eine sich entfernt vom Körper 33 befindliche Verlängerung der Zwischenachse
37 ist so geformt, daß sie einen Befestigungsansatz 39 ergibt, damit sie dicht passend
am Umfang des Hauptteiles 16 des Tragelements 13 der Einrichtung und an einer äußeren
radialen Fläche des Flansches 21b des Hauptteiles anliegt. Die Verlängerung der
Zwischenachse ist in einer ausgewählten Winkelstellung längs der kreisförmigen Befestigungsausbildung
an der genannten Einrichtung festgeklemmt, und zwar mittels eines Schraubenbolzens
40, der mit einer quadratischen Mutter 41 in Schraubeingriff ist, die innerhalb
des weiteren, radial inneren Teils des T-Schlitzes festgehalten ist. In dem Flansch
21b ist eine Durchgangsöffnung 42 vorgesehen, so daß ein Einsetzen oder Entfernen
der Mutter 41 in den bzw. aus dem T-Schlitz ermöglicht wird. Eine Federklemme 43,
die auf das Ende des Ansatzes 39 aufgeschraubt ist, wirkt auf eine radiale Fläche
des inneren Flansches 21a.
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Am zugänglichen Ende der Zwischenachse 37 ist ein Nippel 44 vorgesehen,
der mit #lkanälen zum Schmieren der Spindel 31 und des Planetenrades 36 verbunden
ist.
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Wenn die Spindeleinheit in irgendeiner Winkelstellung rund um das
Tragelement angeordnet und festgeklemmt ist, befindet sich sein Planetenrad 36 mit
dem Sonnenrad 19 der Hauptantriebswelle in Eingriff; durch die Rotation des Sonnenrades
wird die Werkzeugspindel 31 und somit jedes daran befestigte Werkzeug in Drehbewegung
versetzt. Irgendeine erforderliche
Einstellung der Zahneingriffstiefe
des Planetenrades 36 mit dem Sonnenrad 19 kann dadurch herbeigeführt werden, daß
(nicht dargestellte) Beilagen an der Zwischenfläche zwischen dem Ansatz 39 und dem
zylindrischen Umfang des Hauptteiles 16 des Tragelements eingesetzt oder von da
entfernt werden.
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Durch Lockern der Klemmutter 38 der Spindeleinheit kann der Körper
33 relativ zum Ansatz 39 und der zugehörigen Zwischenachse 37 gedreht werden, so
daß die Achse der Werkzeugspindel 31 irgendwo an einem kreisförmigen Ort rund um
die Zwischenachse in Stellung gebracht werden kann. Es kann somit eine Einstellung
der radialen Stellung der Werkzeugspindelachse relativ zur Achse der Hauptantriebswelle
10 vorgenommen werden. Gleichzeitig kann durch Lösen der Klemmschraube 40 die ganze
Spindeleinheit winklig um die Hauptantriebswelle 10 in irgendeine ausgewählte Winkelstellung
bewegt werden; ihre Stellung relativ zu anderen Spindeleinheiten, die an der Einrichtung
befestigt sind, kann somit eingestellt werden Bei der Benutzung wird der Druck in
Längsrichtung der Spindeleinheiten (wie z. B. beim Bohren) durch das Anliegen an
der radialen Fläche des Flansches 21b auf das Tragelement 13 übertragen.
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Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Konstruktion kann die
Werkzeugspindel jeder Einheit 30, 30a, 30b usw. irgendwo innerhalb eines kreisringförmigen
Bereiches" der die Achse der Hauptantriebswelle umgibt, in Stellung gebracht werden.
Der Körper 33 ist mit einem ausreichenden Abstand axial längs der Zwischenachse
derart versetzt angeordnet, daß sich ein Spielraum zwischen dem Antriebsritzel 35
der Werkzeugspindel und dem Sonnenrad 19 der Hauptantriebswelle ergibt, wenn eine
Spindel so in Stellung gebracht ist, daß ihr Körper radial nach innen gedreht ist,
wie es in Fig. 2 anhand der Einheit 30c veranschaulicht ist.
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In den Figuren 3 bis 7'sind einige mögliche Anordnungen der Spindeleinheiten
dargestellt. A bezeichnet die kreisringförmige Befestigungsausbildung und B bezeichnet
die Werkzeugspindeln der benutzten, entsprechend versetzten Einheiten.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen zwei weitere Anordnungen mit vier Spindeleinheiten;
die Figuren 5 und 6 veranschaulichen alternative Anordnungen mit sechs Spindeleinheiten
und Fig. 7 zeigt acht Spindeleinheiten, die an der Einrichtung befestigt sind, wobei
ihre Werkzeugspindeln in gleichen Winkelstellungen rundherum um die Hauptantriebswelle
arbeiten, von der alle gleichzeitig angetrieben werden.
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An Stelle des verwendeten T-Schlitzes 20 (in der oben beschriebenen
Ausführung dargestellt) kann auch ein schwalbenschafzförmiger Schlitz benutzt werden.
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Bei einer abgewandelten Ausführungsform der beschriebenen Konstruktion
ist der versetzte Radius der Werkzeugspindelachse von der Zwischenachse einer jeden
Einheit wenigstens gleich dem Versetzungsradius zwischen der (geometrischen) Achse
der Zwischenachse und der Achse der Hauptantriebswelle 10, so daß ein an der Werkzeugspindel
befestigtes Werkzeug für den Betrieb in irgendeiner Stellung innerhalb eines kreisförmigen
Feldes angeordnet werden kann, dessen Radius von der Achse der Hauptantriebswelle
gleich der Summe der beiden versetzten Radien ist. Das Anordnen ist lediglich durch
den Spalt begrenzt, der durch irgendeine andere Spindeleinheit eingenommen wird,
die von der Einrichtung getragen wird