DE2327463A1 - Spanneinrichtung fuer werkzeugmaschinen mit einem schwenkfutter - Google Patents
Spanneinrichtung fuer werkzeugmaschinen mit einem schwenkfutterInfo
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Description
D-4000 DÜSSELDORF 1 PATENTANWÄLTE
Malkastenstraße 2 DIPL.-ING. ALEX STENGER
UnserZeichen: 13 461 Datum: 28. Mai 1973
Paul Forkardt KG, 4ooo Düsseldorf, Rosenstrasse 44-46
Spanneinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem Schwenkfutter
Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für Werkzeugmaschinen
mit einem Schwenkfutter zur Bearbeitung von Zapfenkreuzen oder ähnlichen Werkstücken unter mehreren sich kreuzenden Achsen.
Schwenkfutter zur Bearbeitung von Zapfenkreuzen oder ähnlichen
Werkstücken, die im eingespannten Zustand zusammen mit den Spanneinsätzen des Schwenkfutters nacheinander in mehrere Bearbeitungsstellungen gedreht werden, sind bekannt. Sie besitzen den Vorteil,
daß die Werkstücke/ beispielsweise die vier Zapfen des Zapfenkreuzes,
mit denselben Werkzeugen der Werkzeugmaschine und in derselben Einspannung bearbeitet werden können, so daß sich eine
einwandfreie Symmetrie und eine hohe Genauigkeit bei einfacher Werkzeugeinstellung ergeben. Da die Verschwenkung der das Werkstück haltenden Spanneinsätze während des Umlaufes des Schwenkfutters
erfolgt, werden darüber hinaus die Stillstandszeiten der Werkzeugmaschine verringert.
Ih der Automobilindustrie werden beispielsweise kleinere Zapfenkreuze
für die Kardanwelle von Personenkraftwagen in einer Gesamtzeit von ca 35 Sekunden pro Zapfenkreuz bearbeitet. Das
Ein- und Ausspannen des Zapfenkreuzes von Hand erfordert etwa die gleiche Zeit. .Um diese Stillstandszeit der Werkzeugmaschine
zu verringern, ist es bekannt, die Werkzeugmaschine mit einer automatischen Ladeeinrichtung auszustatten, bei der die Zuführung
des Zapfenkreuzes aus einem Magazin selbsttätig durch einen Ladearm
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erfolgt. Ein derartiger Ladevorgang erfordert jedoch eine genaue Positionierung des Futters im Verhältnis zum Ladearm, damit das
zu bearbeitende Zapfenkreuz den Spanneinsätzen des Schwenkfutters in der richtigen Lage zugeführt wird.
Obwohl durch die automatischen Ladeeinrichtungen das Verhältnis
der Be- und Entladezeit zur Bearbeitungszeit auf etwa 1:2 verbessert
werden kann, stellen die kurzen Bearbeitungszeiten durch das ständige Anfahren und Beschleunigen sowie Abbremsen und Positi«
onieren besondere Anforderungen an den Antrieb der Werkzeugmaschine und sind darüber hinaus mit einem hohen Energieverbrauch verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unter mehreren sich kreuzenden Achsen zu bearbeitenden Werkstücke dem Schwenkfutter
während des Umlaufes zuzuführen und zu entnehmen, so daß die Spindel der Werkzeugmaschine ständig mit der zur Bearbeitung des
Werkstückes erforderlichen Drehzahl umlaufen kann.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die das
Schwenkfutter tragende Spindel als Hohlspindel ausgeführt und mit Führungen für die Werkstücke versehen ist,welche mittels eines
Ladestockes aus einem Magazin über eine Synchronislervorrichtung der umlaufenden Hohlspindel zugeführt und durch die Hohlspindel
hindurch in die Spanneinsätze des Schwenkfutters weitergeleitet werden·
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vor dem Schwenkfutter
ein Fangkorb drehbar gelagert, der aus einer Fangstellung vor dem Schwenkfutter in eine Entleerungsstellung verschwenkbar ist.
Mit der Erfindung wird eine Spanneinrichtung für mit einem Schwenkfutter
ausgestattete Werkzeugmaschinen geschaffen, die das bisher zum Beladen erforderliche Abbremsen und zum Bearbeiten erforderliche
Beschleunigen der Werkzeugmaschinenspindel vermeidet und die zwischen den Bearbeitungszeiten aufeinanderfolgender Werkstücke
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liegenden Zeiten, in denen die Werkzeuge außer Eingriff sind, auf ein Minimum verringert. Es wird somit nicht nur die pro
Werkstück aufzuwendende Gesamtzeit herabgesetzt,sondern auch der Antrieb der Werkzeugmaschine geschont und der Energieverbrauch
erheblich gesenkt.-
Gemäß-einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Synchronisiervorrichtung
und der Fangkorb annähernd auf die Drehzahl der Hohlspindel gebracht und nach Übergabe bzw.Übernahme eines Werkstückes
bis zum Stillstand in einer bestimmten Übergabeposition bzw. bis auf geringe Drehzahlen zwecks Verschwenken abgebremst.
Die Beschleunigung der Synchronisiervorrichtung bzw. des Fangkorbes erfolgt gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung durch
Reibberührung mit dem Ende der Hohlspindel bzw. mit dem Schwenkfutter. ..-■·"
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Schwenkfutter erfindungsgemäß
ein auswechselbares Profilmundstück mit durch Steuerkolben betätigbaren Führungs zungen angeordnet, welche die Werkstücke
in der Art einer Weiche in die Spanneinsätze führen. Die Steuerkolben, sind hierbei im Futterkörper des Schwenkfutters angeordnet
und mit Druckmittelleitungen verbunden, die ebenso wie
die Druckmittelleitungen zur Betätigung des Schwenkfutters von
einer ortsfesten Druckmittelquelle über ein stillstehendes Druckmittelüberleitungsge.
häuse mit Druckmittel versorgt werden. Das Druckmittelüberleitungsgehäuse ist.erfindungsgemäß zwischen den
Hauptlagern der Hohlspindel unmittelbar auf deren Mantelfläche angeordnet,.
Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, die Synchronisiervorrichtung
mit einem der Form der jeweils zu bearbeitenden Werkstücke angepaßten Lagereinsatz zu versehen, der ebenso wie
die Führungen der Hohlspindel auswechselbar ist.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäs·
sen Spanneinrichtung dargestellt, und zwar zeigen:
40985G/0185
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Spindelkasten einer mit
einem Schwenkfutter versehenen Werkzeugmaschine,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Schwenkfutter gemäß der
Schnittlinie ΙΙ-ΪΙ in Fig.l,
Fig. 5 einen Querschnitt durch das Schwenkfutter gemäß der
Schnittlinie III-III in Fig.l,
Fig. 4
-7 anhand eines schematisierten Längsschnittes entsprechend der Fig.l verschiedene Arbeitsstellungen der
Spanneinrichtung.
Der Grundaufbau der Spanneinrichtung ist in den Figuren 1 bis 3>
dargestellt, wobei die Figuren 2 und 3 darüber hinaus den Aufbau und die Wirkungsweise des Schwenkfutters erkennen lassen.
Der Längsschnitt nach Fig.l zeigt einen Spindelkasten 1 einer im übrigen nicht dargestellten Werkzeugmaschine, in dem eine Hohlspindel
2 durch zwei Wälzlager J gelagert ist. Diese als Hauptlager dienenden Wälzlager j5 sind über Lagerträger 4 am Spindelkasten
1 abgestützt, der durch einen Deckel la oben verschlossen ist. Der Antrieb der Hohlspindel 2 erfolgt duroh eine Keilriemenscheibe 5 von einem nicht dargestellten Motor.
Zwischen den Wälzlagern 3 ist unmittelbar auf der Hohlspindel 2
ein Druckmittelüberleitungsgehäuse 6 gelagert, welches nicht zusammen mit der Hohlspindel 2 umläuft, sondern feststeht, so
daß einem am vorderen Ende der Hohlspindel 2 befestigten Schwenkfutter 7 auch während des Umlaufes Druckmittel von einer Druckmittelquelle
zugeführt werden kann. Die Druckmittelzuleitungen für das Druckmittelüberleitungsgehause 6 sind in Fig.l strichpunktiert
eingezeichnet. Sie münden in Ringkanälen 6a auf der Innenfläche des Druckmittelüberleitungsgehäuses 6. Diese Ringkanäle
6a stehen über Bohrungen in der Hohlspindel 2 und im Futterkörper 7a des Schwenkfutters 7 mit den jeweils anzutreibenden
Teilen des Schwenkfutters 7 ständig in Verbindung.
Das Schwenkfutter 7 besitzt ein Spannwerk 8 sowie ein Schwenkwerk 9, an denen jeweils ein Spanneinsatz 7b befestigt ist.Durch
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die radiale Bewegung eines im Spannwerk 8 vorhandenen Spannkolbens
8a erfolgt das Ein»- und Ausspannen des Werkstückes W
zwischen den Spanneinsätzen 7b. Das Verschwenken des eingespannten
Werkstückes W geschieht mittels des Schwenkwerkes 9, welches mit einer Schwenkwelle 9a versehen ist. Diese beim
dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt quadratisch ausgeführte Schwenkwelle 9a wird durch zwei Stößel 9*>
gedreht, die jeweils an einem Schwenkkolben 9c befestigt sind und mit
ihren vorderen angeschrägten Enden mit der Schwenkwelle 9a. zusammenwirken.
Die Schwenkkolben 9c sind in einer zylindrischen
Bohrung im Futterkörper 7a verschiebbar gelagert, die mit den entsprechenden Zuleitungsbohrungen für das Druckmittel verbunden
sind.
In der Hohlspindel 2 sind gemäß Fig.l Führungen Io für die Werkstücke
W angeordnet. Die Werkstücke W werden mittels eines Ladestockes 11 aus einem Magazin 12 einem Lagereinsatz IJa einer
Synchronisiervorrichtung 13 zugeführt, die sich zum Zuführungszeitpunkt im Stillstand befindet, zur Übergabe des Werkstückes W
an die Hohlspindel 2 jedoch auf die Drehzahl der Hohlspindel 2 beschleunigt wird. Sobald die Synchronisiervorrichtung 13 die
Drehzahl der Hohlspindel 2 erreicht hat,wird das Werkstück W aus dem Lagereinsatz Ij5a der Synchronisiervorrichtung 13 mittels
des Ladestockes 11 in die Führungen Io der Hohlspindel 2 weitergeschoben.
Während die Fig.4 die Lage eines Werkstückes W im Magazin 12 bei
zurückgezogenem Ladestock 11 zeigt, ist in Fig.5 die Übergabe
des zu bearbeitenden Werkstückes W in den Lagereinsatz 13a der
Synchronisiervorrichtung 13 bereits erfolgt. Die Fig.6 läßt schließlich erkennen,wie der Ladestock 11 das Werkstück W durch
die Führungen Io der Hohlspindel 2 zum Schwenkfutter 7 befördert.
Im Schwenkfutter 7 ist ein Profilmundstück 16 für die Zuführung
des Werkstückes W zu den Spanneinsätzen 7b angeordnet. Außerdem enthält der Futterkörper 7a zwei Steuerkolben 17 (s.Fig.3), die
jeweils über einen Stößel 18 eine Führungszunge 19 betätigen.Die
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Pührungszungen 19 führen in der Art einer Weiche die Werkstücke W
den Spanneinsätzen 7b zu. Die Steuerkolben 17 stehen über eine
gemeinsame Druckmittelleitung 2o und durch das Druckmittelüberleitungsgehäuse
β mit einem weiteren Druckmittelanschluß 21 in Verbindung, so daß die Führungszungen 19 von außen angesteuert
und betätigt werden können.
Das zu bearbeitende Werkstück W wird dem Schwenkfutter 7 über die Synchronisiervorrichtung 13 und durch die Hohlwelle 2 zugeführt,
solange das in den Spanneinsätzen Jh befindliche Werkstück W
bearbeitet wird. Sobald die Bearbeitung abgeschlossen ist,wird
der am Spannwerk 8 befestigte Spanneinsatz 7b zurückgezogen, so
daß das fertigbearbeitete Werkstück W nach vorn aus dem Schwenkfutter 7 herausfallen kann. Um· ein exaktes Zuleiten des zu bearbeitenden
Werkstückes W in den Spanneinsatz 7b des Spannwerkes 8
zu gewährleisten, werden die Führungs zungen 19 betätigt, so daß das vom Ladestock 11 vorgeschobene Werkstück W mit Sicherheit
ordnungsgemäß zwischen die Spanneinsätze 7b gelangt. Ein evt.nicht
aus dem Schwenkfutter 7 herausgefallenes fertig bearbeitetes Werkstück W wird beim Vorschieben des nachfolgenden Werkstückes W
automatisch nach vorn aus dem Schwenkfutter 7 herausbefördert.
Vor dem Schwenkfutter 7 ist ein Fangkorb 14 angeordnet, der an
einem Träger 15 drehbar gelagert ist. Der Fangkorb νψ ist auf
diese Weise zwischen einer Fangstellung vor dem Schwenkfutter 7 und einer Entleerungsstellung verschwenkbar. Da das fertig bearbeitete
Werkstück W bei umlaufendem Schwenkfutter 7 ausgestoßen wird^
nimmt der Fangkorb 14 das herausfliegende Werkstück W auf. Da der Fangkorb 14' annähernd auf die Drehzahl des Schwenkfutters 7
gebracht worden ist,werden jegliche Beschädigungen vermieden.Der
Träger 15 mit dem sich drehenden Fangkorb 14 wird nunmehr in die Entleerungsstellung verschwenkt;gleichzeitig wird die Drehzahl des
Fangkorbes 14 vermindert, so daß das Werkstück W aus der vorderen
Öffnung des nunmehr langsam um eine senkrechte Achse rotierenden Fangkorbes 14 herausfallen kann.
A09850/018S
Der Lagereinsatz IJa, die Führungen Io und das Profilmundstück
16 sind vorzugsweise aus verschleißfestem Kunststoff hergestellt
und auswechselbar angeordnet, so daß die Spanneinrichtung für die Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke umgerüstet werden kann.
Die Beschleunigung des Lagereinsatzes 13a der Synchronisiervorrichtung
15 und des Fangkorbes ΐΛ auf die Drehzahl der ständig
umlaufenden Hohlspindel 2 kann entweder durch Reibschluß oder
durch entsprechend ausgebildete Kupplungen erfolgen, wobei sich für den letzteren Fall die Verwendung von elektromagnetischen
Kupplungen anbietet.
409850/0186-
Claims (8)
- - ο Patentansprüche :ί1. !Spanneinrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem Schwenkfutter zur Bearbeitung von Zapfenkreuzen oder ähnlichen Werkstücken unter mehreren sich kreuzenden Achsen, d ad u r c h gekennzeichnet, daß die das Schwenkfutter (7) tragende Spindel als Hohlspindel (2) ausgeführt und mit Führungen (lo) für die Werkstücke (W) versehen ist,welche mittels eines Ladestockes (11) aus einem Magazin (12) über eine Synchronisiervorrichtung (13) der umlaufenden Hohlspindel (2) zugeführt und durch die Hohlspindel (2) hindurch in die Spanneinsätze (7b) des Schwenkfutters (7) weitergeleitet werden.
- 2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß vor dem Schwenkfutter (7) ein Fangkorb (I2O drehbar gelagert ist, der aus einer Fangstellung vor dem Schwenkfutter (7) in eine Entleerungsstellung verschwenkbar ist.
- 3· Spanneinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiervorrichtung (13) und der Fangkorb (14) annähernd auf die Drehzahl der Hohlspindel (2) gebracht und nach übergabe bzw.Übernahme eines Werkstückes (W) bis zum Stillstand in einer bestimmten Übergabeposition bzwo bis auf geringe Drehzahlen zwecks Verschwenken abgebremst werden.
- 4. Spanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Synchronisiervorrichtung (13) bzw.des Fangkorbes (14) durch Reibberührung mit dem Ende der Hohlspindel (2) bzw. mit dem Schwenkfutter (7) erfolgt.
- 5. Spanneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Schwenkfutter (7) ein auswechselbares Profilmundstück (16) mit durch Steuerkolben (17) betätigbaren Führungszungen (19) angeordnet ist,welche die Werkstücke (W) in der Art einer Weiche in die Spanneinsätze (7b) führen.409850/0185
- 6. Spanneinrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkolben (17) im Futterkörper (7a) des Schwenkfutters (7) angeordnet und mit Druckmittelleitungen (2o) verbunden sind, die ebenso wie die Druckmittelleitungen zur Betätigung des Schwenkfutters (7) Von einer ortsfesten Druckmittelquelle über ein stillstehendes Druckmittelüberleitungsgehäuse (6) mit Druckmittel' versorgt werden.
- 7. Spanneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittelüberleitungsgehäuse (6) zwischen den Hauptlagern (3) der Hohlspindel (2) unmittelbar auf deren Mantelfläche angeordnet ist.
- 8. Spanneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiervorrichtung (13) mit einem der Form der jeweils zu bearbeitenden Werkstücke (W) angepaßten Lagereinsatz (IJa) versehen ist, der ebenso wie die Führungen (lo) der Hohlspindel (2) auswechselbar ist.. 40-985Q./Q18S
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1974
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: PAUL FORKARDT GMBH & CO KG, 4000 DUESSELDORF, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |