DE2224202A1

DE2224202A1 - Spindeleinheit, insbesondere spindelstock einer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2224202A1
Application number: DE19722224202
Authority: DE
Inventors: Erich Vogelmann
Original assignee: LUDWIGSBURGER MASCH BAU
Current assignee: LUDWIGSBURGER MASCH BAU
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1972-05-18
Publication date: 1973-11-29

Description

Spindeleinheit, insbesondere Spindelstock, einer Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Spindeleinheit, insbesondere Spindelstock, einer Werkzeugmaschine, mit einem Gehäuse, in dem mindestens eine Arbeitsspindel drehbar und antreibbar gelagert ist.
Um das in der Arbeitsspindel einer Spindeleinheit eingesetzte Werkzeug an einer vorbestimmten Stelle eines Werkstückes zum Einsatz zu bringen, wird üblicherweise zur Werkzeugeinstellung sowohl der Spindelstock als auch der das Werkstück tragende Maschinentisch verstellt, wobei der Spindelstock in der Regel vertikal und der Maschinentisch horizontal verstellbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Spindeleinheit zu schaffen, die ohne Notwendigkeit einer Vertikal- und/oder Horizontalverstellung von Spindelstock und/oder Maschinentisch über einen größeren Bereich eine beliebige Spindeleinstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsspindel in einem im Gehäuse verdrehbar und feststellbar angeordneten Lagerkörper vorgesehen und in diesem achsparallel zu dessen Längsachse verstellbar ist.
Bei dieser Konstruktion kann somit durch eine Veränderung des Radialabstandes der Arbeitsspindel von der Drehachse des Lagerkörpers, ausgehend von einer koaxialen Zuordnung von Arbeitsspindel und Lagerkörper bzw. durch Veränderung deren Exzentrizität sowie durch Verdrehen des Lagerkörpers, in einem bestimmten Durchmesserbereich des letzteren die Arbeitsspindel bzw. das Werkzeug in jede beliebige Stellung eingestellt werden. Die erfindungsgemäße Konstruktion führt damit zu einer erheblichen Vereinfachung des Gesamtaufbaues entsprechender Werkzeugmaschinen, indem lediglich noch der Spindelstock oder der Maschinentisch zur Durchführung einer Vorschubbewegung antreibbar vorzusehen ist. Die Verstellung der Exzentrizität der Arbeitsspindel sowie die Veränderung ihrer Winkelstellung bzw.
des Exzenterwinkels kann durch eine geeignete Steuerung, insbesondere mittels einer numerischen Steuerung, vorgenommen werden, so daß eine programmgesteuerte Spindeleinheit entsteht, die für den Aufbau einer vollautomatisch arbeitenden Werkzeugmaschine mit einem Maschinentisch, mit einem Werkzeugmagazin und mit einem Werkzeugwechsler zu kombinieren ist.
Durch eine geeignete Kombination mehrerer Maschineneinheiten lassen sich so Ein- und Mehrwegemaschinen, Rundschalttischmaachinen und Transferstrassen als numerisch gesteuerte Bearbeitungsanlagen für die Bearbeitung verschiedenster'Werkstücke zusammenstellen.
Die Einstellung der Arbeitsspindel kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß diese entlang eines Radius des Lagerkörpers verstellbar ist. Eine weitere, mit Vorzug zu gebrauchende Konstruktion sieht vor, die Arbeitsspindel in einer im Lagerkörper exzentrisch gelagerten Lagertrommel achsparallel bzw. exzentrisch zu deren Prehachse zu lagern. Um bei dieser .Konstruktion auch eine koaxiale Zuordnung der Arbeitsspindel zum Lagerkörper des Spindelstockes zu ermöglichen, ist es günstig, wenn der Abstand der Achse der Arbeitsspindel von der Drehachse der sie tragenden Lagertrommel dem Abstand der Lagertrommelachse von der Drehachse des Lagerkörpers entspricht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten Spindelstock, dessen Führungsbett geschnitten dargestellt ist, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Spindeleinheit.
In Fig. 1 ist eine Spindeleinheit als Ganzes mit 10 bezeichnet, die auf Führungswangen 12, 14 eines Führungsbettes 16 senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar angeordnet ist. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß für den Antrieb der Spindeleinheit deren einen Schlitten bildendes Gehäuse 18 an seiner Unterseite einen Mitnehmer 20 trägt, an dem eine Kolbenstange 22 eines Zylinderaggregates 24 befestigt ist, das seinerseits im Führungsbett angeordnet ist.
Im Gehäuse 18 der Spindeleinheit ist ein um eine horizontale Achse drehbarer und feststellbarer Lagerkörper 26 vorgesehen, dessen Achse sich parallel zur Kolbenstangenachse erstreckt.
Zum Antrieb des Lagerkörpers 26 dient ein Getriebemotor 28 der ein Ritzel 30 antreibt, das mit einem am Hinterende des Lagerkörpers an dessen Aussenumfang angeformten Zahnkranz 32 kämmt. In: diesem Lagerkörper 26 ist achsparallel bzw. exzentrisch eine Lagertrommel 34 drehbar und feststellbar gelagert, zu deren Verdrehung ein an der hinteren Stirnwand des Lagerkörpers angeordneter Antriebsmotor 36 dient, der über eine Welle 38 ein Ritzel 40 antreibt, das seinerseits mit einem am Umfang der Lagertrommel 34 angeformten Zahnkranz 42 kämmt.
Innerhalb der Lagertrommel ist achsparallel bzw. exzentrisch zu dieser eine Arbeitsspindel 44 gelagert, die in einem die Lagertrommel durchdringenden Lagergehäuse 46 drehbar angeordnet und mittels eines Antriebsmotors 48 antreibbar ist. Oberhalb des Lagerkörpers 26 ist auf dem Gehäuse 18 der Spindeleinheit ein an sich bekanntes, als Ganzes mit 50 bezeichnetes Werkzeugmagazin angeordnet, das um eine senkrecht zur Drehachse des Lagerkörpers liegende Achse drehbar und feststellbar ist. Das Umschalten dieses Werkzeugmagazines, das am Außenumfang eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmeöffnungen 52 aufweist, erfolgt mittels einer nicht näher dargestellten Schalt- und Verriegelungsvorrichtung. Zwischen dem Werkzeugmagazin und dem Lagerkörper ist außerdem am Gehäuse 18 noch ein an sich bekannter Werkzeugwechselarm 54 um eine horizontale Achse schwenkbar angeordnet, mit dessen Hilfe sich in bekannter Weise gleichzeitig ein Werkzeug des Werkzeugmagazines und ein in die Arbeitsspindel 44 eingesetztes Werkzeug erfassen, aus der betreffenden Magazinaufnahme bzw. der Arbeitsspindel herauslösen und nach Durchführung einer 180 ° Schwenkung wieder einsetzen lassen, wobei das in der Arbeitsspindel vorhanden gewesene Werkzeug in die Aufnahme des Werkzeugmagazines und das aus demselben entnommene Werkzeug in die Arbeitsspindel eingesetzt wird.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Spindeleinheit ein als Ganzes mit 56 bezeichneter Drehtisch zugeordnet, auf dem eine Bohrvorrichtung 58 aufgespannt ist, die beispielsweise eine zylindrische Werkstückaufnahmevorrichtung 60 aufweist, an deren Umfang eine Vielzahl von Böhrbuchsen 62 in unterschiedlichep Ebenen und mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet ist.
Durch die beschriebene Kombination und gegenseitige Zuordnung.
von Lagerkörper 26 und Lagertrommel 34 sowie durch die exzentrische Anordnung der Arbeitsspindel 44 in der Lagertrommel 34 läßt sich das in die Arbeitsspindel eingesetzte Werkzeug im Bereiche einer Kreisfläche in jede beliebige Stellung und damit in fluchtende Lage zu den einzelnen Bohrbuchsen 62 einstellen.
Die erwähnte Kreisfläche, deren Mittelpunkt auf der Drehachse des Lagerkörpers 26 liegt, ist durch die strichpunktiert eingetragene Kreislinie 64 umschrieben. Deren Radius R ist durch die größtmögliche Exzentrizität der Arbeitsspindel'~44 von der Drehachse des Lagerkörpers 26 bestimmt, d.h., der Abstand der Achse der Arbeitsspindel von der Drehachse der sie tragenden Lagertrommel 34 entspricht dem Abstand der Lagertrommelachse von der Drehachse des Lagerkörpers. Durch Drehen der Lagertrommel 34 läßt sich die Exzentrizität bzw; der Radialabstand r von der Drehachse des Lagerkörpers 26 stufenlos verändern, während sich durch Drehen des Lagerkörpers 26 die Arbeitsspindel 44 entlang einer Kreislinie bewegen und sich damit in eine beliebige Wink.elstellung# steuern läßt. Es läßt sich somit durch entsprechende Überlagerung der sich bei Verdrehen von Lagerkörper und Lagertrommel ergebenden Kreisbewegungen der Arbeitsspindel 44' die letztere in jed#e gewünschte Stellung einstellen, wobeidie entsprechenden Einstellgrößen bei der Verstellung von Lagerkörper und Lagertrommel in einfacher Weise, z.B. durch eine numerische Steuerung, bewerkstelligt werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Spindeleinheit~, insbesondere Spindelstock einer Werkzeugmaschine, mit einem Gehäuse, in dem mindestens eine Arbeitsspindel drehbar und antreibbar gelagert ist, d a d u r c hg e k e n n z e i c h n e t , daß'die Arbeitsspindel (44) in einem im Gehäuse (18) verdrehbar und feststellbar angeordneten Lagerkorper (26) vorgesehen und in diesem achsparallel zu dessen Längsachse verstellbar ist.

2. Spindeleinheit nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel (44) entlang eines Radius R des Lagerkörpers (26) verstellbar ist.

3. Spindeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel (44) in einer im Lagerkörper (26) exzentrisch gelagerten Lagertrommel (34) achsparallel bzw.

exzentrisch zu deren Drehachse gelagert ist.

4. Spindeleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, ~daß der Abstand der Achse der Arbeitsspindel (44) von der Drehachse der sie tragenden Lagertrommel (34) dem Abstand der Lagertrommelachse von der Drehachse des Lagerkörpers (26) entspricht.

5. Spindeleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein Werkzeugmagazin (50) und eine Werkzeugwechselvorrichtung (54) vorgesehen ist zum gleichzeitigen Erfassen und Herauslösen eines ausgewählten Werkzeuges aus dem Werkzeugmagazin (50) und des in der Arbeitsspindel (44) eingesetzten Werkzeuges und zum Einsetzen des dem Werkzeugmagazin entnommenen Werkzeuges in die Arbeitsspindel bei gleichzeitigem Einsetzen des aus der Arbeitsspindel herausgelösten Werkzeuges in das Werkzeugmagazin.

L e e r s e i t e