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'Plan- und Ausdrehkopf' Der Gegenstand der Erfindungtezieht sich
auf einen Plan und Ausdrehkopf, welcher motorisch steuer- oder regelbar und von
einer über Elektromotor od. dgl. angetriebenen Arbeitsspindel getragen ist.
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Drehköofe zum Aus- und Plandrehen sind als allgemein zum Stand der
Technik gehörend bekannt und sind zur Fixierung der erforderlichen Planschieber-Endstellungen
mit Anschlägen versehen.
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Auf diese Anschläge läuft der Planschieber bei Betätigung der Einstellvorrichtung
sowohl beim Verschieben in einer ersten Uerstellrichtung als auch beim Verschieben
in der entgegengesetzten Richtung auf, so daß der Planschieber ohne Änderung der
Lage der Anschläge lediglich zwei Stellungen mit der erforderlichen Genauigkeit
einnehmen kann. Eine LageändErung dieser Anschläge und somit eine Änderung der Planschieber-Endstellungen
kann jedoch nur bei stehender Antriebsspindel erfolgen, und zwar auch bei solchen
Maschinen, die an sich ein Verstellen des Planschibers bei umlaufender AntriebsspindEl
zulassen. Diese Eigenschaft der
zum Stand der Technik zählenden
Drehköpfe hat als Nachteil eine erhebliche Minderung der Maschinenkapazität zur
Folge. Außerdem erfordert ein Neueinstellen eines solchen Anschlages, insbesondere
bei Feindrehoperationen mit kleinen Maßtoleranzen, eine erfahrene Bedienungsperson
und einen erheblichen Aufwand an Zeit. Ein weiterer Nachteil der Fixierung der Planschieber-Endstellungen
mittels Anschläge liegt darin begründet, daß geringfügige Lageänderungen dieser
Anschläge, wie sie bei Schlichtoperationen häufig auftreten, nicht gezielt, d.h.
nicht mit einer einzigen Einstellung, mit genügender Exaktheit vorgenommen werden
können, was zu einer hohen Ausschußstückzahl oder zumindest zu großen Toleranzen
führt.
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Nach der Offenlegunschrift 1477394 ist ein von einer Antriebsspindel
getragener Drehkopf bekanntgeworden, der sich dadurch auszeichnet, daß die im wesentlichen
spielfreie Einstellvorrichtung über einen Stellmotor betätigbar ist, der über ein
einstellbares und insbesondere mit einer Programmsteuervorrichtung versehenes Drehwinkelmeßorgan
steuerbar ist. Hierbei ist der Planschieber einerseits in Verstellrichtung mit einer
minimalen Kraft leicht verschiebbar, jedoch ist derselbe in der jeweiligen Stellung
in seinen Führungen so gehalten, daß Schwingungen des Planschiebers nicht gegeben
sind. Der Planschieber ist zwischen seinen Führungen mit Hilfe einer geraden Wälzlagerung
gelagert, die unter einer gewissen Vorspannung steht. Beim Gegenstand der Offenlegungsschrift
1477394 kann der Planschieber auch um außerordentlich
kleine Verschiebestrecken
nachgestellt werden.
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Bei den zum Stand der Technik gehörenden Plan- und Ausdrehkäpfen ist
der Verstellmechanismus so ausgelegt, daß die Köpfe in einer gesonderten Spindel
aufgenommen werden müssen und nicht gegen ein anderes Werkzeug auswechselbar sind.
In jüngster Zeit sind jedoch auch Plandreh- und Ausbohrköpfe bekanntoeuorden, wo
ein Auswechseln des Kopfes gegen ein anderes Werkzeug jederzeit möglich ist. Derartige
Kopfe werden motorisch gesteuert oder geregelt. In Verbindung mit einer Istwertaeeige
und Dekadenschaltern zur Einstellung des Sollwert es und des Vorschubes ergibt sich
hier ein als universell zu bezeichnendes Werkzeug zum Plandrehen, Passungsbohren,
Nuteneinstechen und Konischdrehen und -boren. Der Anschluß an eine NC-Steuerung
als zusätzliche Achse ist jederzeit möglich und für die Praxis interessant.
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Die Vorteile eines solchen Plan- und Auedrehkopfes sind vilfältig.
Bereits währen des Positioniervorganges in die gewünschte Koordinate fährt der voreingestellte
Kopf numerisch gesteuert auf das Sollmaß. Beim Plandrehen sowie beim Nuteneinstechen,
Konischdrehen und -boren ist ein kontinuierlicher Vorschub innerhalb der vom Sollwertgeber
festgelegten Wegstrecken gewährleistet. Das gesteuerte Positionieren und die variable
Vorschubeinstellung ermöglichen somit eine nicht unwesentliche Einsparung an Nebenzeiten,
ganz abgesehen davon, daß durch das Vorhandensein eines einzigen Plan- und Ausdrehkopfes
eine erhebliche Anzahl von Werkzcugerl und Sonderwerkzeuyen eingespart
werden
kann.
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Bei dem für die manuelle Betätigung gebauten Plandrehkopf erfolgt
die radiale Zustilung des Stahls über ein Umlauf-R#dergetriebe, das in einem stationären
Gehäuse untergebracht istt Die Erweiterung des Plan- und Ausdrehkopfes auf numerisch
gesteuerten Betrieb erfolgt in einfacher Weise dadurch, daß die Welle zur manuellen
Zustellung mit einem elektrischen Stell- -motor verbunden ist.
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Die aufgezeigten, zum Stand der Technik zählenden Plan- und Ausdrehköpfe
weisen einen gemeinsamen Nachteil auf, der darin zu erblicken ist, daß dieselben
einen beschränkten Arbeitsbereich besitzen. Da beim Ausbohren von relativ kleinen
Bohrungen die Antriebsspindel eine höhere Drehzahl hEben muß, darf der Drehkopf
nicht größer als nötig ausgeführt werden. Bei relativ großen Bohrungen und niedrigen
Drehzahlen kann der Drehkopf entsprechend größer gehalten sein. Daraus ist zu ersehen,
daß für die Bearbeitung eines Werkstückes mit unterschiedlichen Bohrungen verschiedene
Ausbohrköpfe erforderlich werden. Hier eine Abhilfe zu schaffen hat sich der Erfinder
zur Aufgabe 5erstellt, indem er einen Antrieb offenbart, der es ermöglicht, handelsübliche
Drehköpfe motorisch zu Steuern oder zu regeln und verschiedene Drehköpfe in den
Werkzeugwechsel einer Bearbeitungsstation einzubeziehen.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zwischen
Elektromotor und Arbeitsspindel ein Getriebe zwecks motorischer Steuerung oder Regelung
des Plan- und Ausdrehkopfes, welches mit der Arbeitaspindel kuppelbar ist und dessen
Übersetzung im V#rhältnis 1 : 1 einen Antrieb der sonst feststehenden Halterung
des Drehkopfes ermöglicht, angeordnet ist.
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Nach der Erfindung weist das Getriebe einen zusätzlichen separaten
steuerbaren Stellmotor auf, um einen Planzug des Ausbohrkopfes zu ermöglichen, Es
besteht auch die Möglichkeit, daß das Getriebe zwischen Elektromotor und Arbeitespindal
ein Übersetzungsverhältni s aufweist, welches derart ausgelegt ist, daß eine Planbewegung
des Ausbohrkopfes nicht gegeben ist.
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Bei der Nullpunkt-Stellung der Arbeidspindel ist selbsttätig eine
fixierte Stellung des Getriebes beim Lösen der Einzahnkupplung bzw. Herausnehmen
des Platz und Ausdrehkopfes aus der Arbeitsspindel vorhanden. Letztlich soll noch
erwähnt werden, daß rlas Getriebe mit der Arbeitsspindel durch Einführen des Plan-und
Ausdrehkopfes und mit der die Vorschubbewegung bewi rk enden Halterung des Plan-
und Ausdrehkopfes über einen Mitnehmer kraftschlüssig verbunden ist.
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Die nachstehende Beschreibung dttrit zur Erläuterung des erfindungsgemäß
an Gegenstandes, von dem ein Asführungsbeispiel in deri
Zeichnungen
dargestellt ist; es zeigen: Fig. 1 einen Plan- und Ausdrehkopf, teilweise im Schnitt,
bei dem das Sersteligetriebe vor dem Hauptgetriebe angeordnet ist und Fig. 2 den
Plan- und Ausdrehkopf gem. Fig. 1, jedoch mit teilweise im Hauptgetriebe angeordnetem
Verstellgetriebe.
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Die Arbeitsweise des Plan- und Ausdrehkopfes, welcher mit 1 bezeichnet
ist, ist dem Fachmann allgemein bekannt und soll demzufolge im einzelnen nicht näher
beschrieben werden.
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Der Plan- und Ausdrehkopf 1 wird durch eine bekannte Werkzeugwechseleinrichtung
2 oder von Hand in die Spindel 3 einer Bearbeitungsatation eingeführt und mittels
bekannter Vorrichtungen wie z.B. Zugstange 4 od. dgl. befestigt. Die die Vorschubbewegung
bewirkende Halterung 5 des Plan- und Ausdrehkopfes 1 wird über einen Mitnehmer6
mit dem erfindungsgemäßen Getriebe verbund an.
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Der Stift 7 (vgl. Ausführungsbeispiel in Fig. 1) sitzt fest in dem
Mltnehmerflansch 1' des Plan- und Ausdrehkopfes 1 und drückt beim Einsetzen des
Kopfes 1 in die Spindel 3 einen Betätigungsbolzen 8 gegEn dl FL'der 11 und damit
über eine Schräge des Bnlzens 8 den Arretierungsbolzer 3 nach außen in die Mitnehmerundes
Antriebsrades lO. Der bolzen 9 wird durch eine nicht dargestellte Feder hierbei
nach innen gedrückt. Dreht sich der
Kopf 1 mit der Spindel 3, wird
von dem Antriebsrad 10 der Steg 12 über das Umlaufrad 13, welches sich in den feststehenden
Zahnkranz 14 abwälzt, angetrieben. Das Umlaufrad 15, welches gleichfalls drehbar
auf dem Steg 12 gelagert ist, wälzt sich in dem Zahnkranz 16 ab und treibt das Stirnrad
17 an. Die Übersetzung ist erfindungsgemäß so ausgelegt, daß das Stirnrad 17 und
der damit verschraubte Mitnehmer 6 synchron mit der Spindel 3 läuft. Damit der Zahnkranz
16 nicht durch die Zahnreibung gedreht werden kann, wird derselbe 16 über ein Stirnrad
18 und Bremse 19 gehalten. In diesem Zustand erfolgt an dem Plan- und Ausdrehkopf
1 keine radiale Verstellung. Mit dem -Still motor 20 kann der Plan- und Ausdrehkopf
1 über Stirnrad 18, Zahnkranz 16, Umlaufrad 15, Stirnrad 17 und Mitnehmer 6 radial
verstellt werden, wenn die Creme 19 gelöst ist. Es ist somit möglich, dem Plan-
und Ausdrehkopf 1 einen Planvorschub zu erteilen oder auf ein bestimmtes Maß zum
Ausbohren einzustellen. Die entsprechenden Werte können von der NC-Steuerung über
einen Resolver 21 gesteuert bzw. überwacht werden. Die Grundstellung des Plan- und
Ausdrehkopfes 1 wird durch entsprechende Mittel, wie z.B. einen berührungslosen
Endschalter 22 od.dgl. überwacht.
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Bei dem Plan- und Ausdrehkopf wie in Fig. 2 dargestellt, ist das erfindungsgemase
Verstellgetriebe teilweise im Hauptgetriebe angeordnet. Gleiche Teile sind hier
mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Das Antriebsrad 10 ist drehbar auf der Spindel 3 gelagert und wird
über eine Einzahnkupplung 23 drehfest mit derselben 3 verbunden.
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Die Betätigung erfolgt hier durch eine Schaltklaue 24, die von dem
Zylinder Z5 durch einen Siehl von der Steuerung vermittels nicht dargestellter Mittel
verschoben wird. Die Kupplungkannauch hierähnlich wie vorbeschrieben, d.h. durch
einen Stift 7 und Verschiebebolzen 8.
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Das Antriebsrad 10 treibt bei der Ausführung gern. Fig. 2 über einesn
Zwischenblock 26 den Steg 12 an. Das auf dem Steg 12 gelagerte Umlaufrad 13 wälzt
sich hier gleichfalls in dem Zahnkranz 14 ab, welcher über das Stirnrad 18 von der
Bremse 19 an einem Verdrehen gehindert wird. Demzufolge wird von dem Umlaufrad 13
das mit erer Welle 27 drehfest verbundene Stirnrad 28 angetrieben. Das gleichfalls
mit der rille 27 drehfest verbundene Stirnrad 29 überträgt dabei die Drehbewegung
auf das Stirnrad 17 und demzufolge auf den Mitnehmer 6. Auch bei der Ausführungsart
gern. Fig. 2 ist die Übersetzung zwischen der Spindel 3 und dem Stirnrad 17 so ausgelegt,
daß. eine Umdrehung der Spindel 3 eine Umdrehung des Stirnrades 17 und damit des
Mitnehmers 6 ergibt.
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Der Vorteil beim Gegenstand der Erfindung gegenüber dem Bekannten
ist darin zu erblicken, daß von einem beschränkten Arbeitsbereich des Plan- und
Ausdrehkopfes nicht mehr die Rede sein kann.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu erblicken, daß mit einem Stellmotor
im Getriebe ein zusätzlicher Antrieb überlagert werden kann,
der
von einem Resolver überwacht un#/oder gesteuert werden kann.
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Letztlich soll noch als Vorteil hervorgehoben werden, daß verschiedene
Plan und Auedrahkdpfe durch einen Werkzaugwechslar mit dem erfindungsgemäßen Getriebe
kuppelbar sind. Die Grundstellung des Plan- und Ausdrehkopfes kann dabei überwacht
werden.