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Werkstück-Bearbeitungseinheit zur Bestückung von Mehrwegeautomaten,
Transferstraßen oder auch Sondermaschinen Die Erfindung betrifft eine elektromechanisch
oder numerisch gesteuerte Werkstück-Bearbeitungseinheit zum Bohren, Drehen, Fräsen
oder Gewindeschneiden0 Bekannte Bearbeitungseinheiten mit elektromechanischem Antrieb
und Vorschub haben folgenden Aufbau: (sh. TZ f. praktische Metallbearbeitung 58.
Jahrgang 1964, Heft 1, Seite 38). Der als Schlitten ausgebildete Werkzeugspindelträger
trägt zugleich den Antriebsmotor und besitzt nachstellbare Führungsatcke. Die Gleitbahnführungen
sind mit Leisten belegt, auf ihnen läuft der Schlitten. Am hinteren Ende liegt der
Eilgangantrieb mit dem Bremsmotor (Bild 2). Die Werkzeugspindel dreht sich in Wälzlagern.
Eilvorschub und Eilrücklauf erfolgen über eine Leitspindel mit Mutter; eine flache,
abgestufte Nockenscheibe betätigt die Schalter der elektrischen Steuerung und damit
den automatischen Ablauf des Arbeitszyklus. Die Leitspindel liegt zwischen den Führungsbahnen,
die satter ist fest mit dem Werkzeugträger verbunden.
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Nach dem Einschalten bringt die vom Bremsmotor angetriebene Leitepindel
den Spindeiträger in seine Arbeitsstellung; nun bewirkt- der Werkzeugspindelmotor
den langsamen rbeitsvorschub, da er auBer der Werkzeugspindel auch -und zwar
für
ein Getriebevorgelege mit austauschbaren Wechsele rädern- die Mutter antreibt. Diese
dreht sich um die durch die Bremse festgehaltene Leitepindel und schiebt so den
Werkzeugspindelträger vor. Ist der Arbeitshub beendet, so führt der Leitspindelmotor
den Schlitten in seine Ausgangsstellung zurück. Zwischen Werkzeugspindel und Antriebsmotor
kann ein Untersetzunge -Wechselgetriebe eingebaut werden. (Bile 3) Die oben beschriebenen
Bearbeitungseinheiten mit der Aufteilung in Werkzeugspindelträger und Vorschubantrieb
Führungskörper haben den Nachteil, daß die mehrachsige Anordnung sehr viel Platz
beansprucht und der außermittige kraftangriff zusätzliche Momente hervorruft, die
von den F2hrungsbahnen aufgenommen werden müssen.
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Außerdem sind hydraulische und pneumatische Einheiten bekannt, in
denen der Vorachubantrieb mittels Zylinder ausgeführt wird.
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Hydraulische und pneumatische Bearbeitungseinheiten sind aufwendiger
in der Steuerung des Mediums, sind im Hinblick auf Geräuschentwicklung und Wartung
weniger niweltfreundlich, erfordern mehr Energie und bieten weniger Sicherheit.
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uer Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische
oder numerisch gesteuerte Bearbeitungs einheit zu schaffen, die wenig Platz beansprucht
und eine it geringen Momenten belastete Yorschubfffhrung Pinolenführung)ermöglicht.
Die Bearbeitungseinheit soll aus Baukastenteilen zusammensetzbar sein, aber auch
als Einheit mit anderen Bearbeitungseinheiten und entsprechenden Maschinenständern
zusammen ein Baukastensystem bilden.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Antriebs-und Führungselemente
koaxial angeordnet werden.
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Die erfinungsgemäße Bearbeitungseinheit hat folgende vorteile: Durch
die toatiale Anordnung der elemente hat sie sehr Kleine Abmessungen.
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(+egenilber dem DIN-Baukastensystem sind weniger und einfachere Gehäuseteile
erforderlich. Bei Zylinderaus führung tann das Gehäuse aus Rohren hergestellt werden.
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Darum geringe Kosten.
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Die Vorschubführungen sind weitgehendst frei von sippmomenten.
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Alle Stellglieder für den Hub sind von hinten zugänglich.
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Als einfache Ausführung mit analogem einstellbarem Programmspeicher:
Nockensteuerung Als Ausführung für höhere Ansprüche bezüglich Flexibilität mit digitalem
Brogrammspeicher: Numerische Steuerung Einheitliche Grundausführung beim Bohren
und Gewindeschneiden ohne Verwendung von kurven oder eitpatronen Beim Plandrehen
(Kopieren) in Zug- und Druckrichtung der Zugstange gleiche angreifende Schnittkräfte.
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Auf Wunsch kdnnen für den Drehantrieb statt E-Zotoren Hydraulik- oder
Pneumatikmotoren verwendet werden.
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Drehen oder kopieren mittels Schrittmotoren möglich.
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Die zylindrische Ausführung bietet folgende Vorteile: Es können komplette,
voreingestellte Einheiten aus der Maschine gezogen, also schnell ausgewechselt werden.
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Zusätzliche, neue mit Bearbei tungseinhe i ten nicht gbliche Arbeiten
können mit der zylindrischen Ausführung durchgeführt werden, wenn der Zylindermantel
zusätzlich von Lagern umgeben wird, in denen sich die einheit während der Binolenvorschub-
und Spindel-Drehbewegung dreht.
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Das zylindrische gehäuse kann durch einen Lagerbock ersetzt werden,
dadurch schnelles Austauschen der Elemente möglich.
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Der Erfindungegegenstand wird unter Bezug auf die Zeichnung an Hand
von Ausführrngsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt: Pigur 1 einen Schnitt in Achsrichtung durch eine Bearbeitungeeinheit
nit zylindrischer Außenform.
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Figur 1a wie Figur 1, jedoch Außenkörper als offener Lagerbock ausgebildet.
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Figur 2 einen Schnitt durch eine weitere Ausführung einer Bearbeitungseinhtit
nach Fig. 1, mit einer Zugstange zum Zustellen eines Plandrehschiebers.
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Figur @ Ausschnitt aus figur 1; Darstellung der Stromzuführug.
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Figur @ Ausschnitt aus Figur 1; Darstellung der Länge vorschubabschaltung
auf Anschlag.
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Eine Bearbeitungseinheit wie in Figur 1 (1a) dargestellt, besteht
aus dem Außenkörper 1 la, der außen so ausgebildet sein soll, daß er auf einer maschine
zur kehrseitenbearbeitung von Werketücsen befestigt und verstellt werdenkann. Die
Innenform ist so ausgebildet, daß sie in einem Freiraum eine Längsverschiebung der
miteinander als Block verbundenen Teile Antriebsmotor 10 , Getriebegehäuse 9 und
12 Binote 7 und 13 zuläßt, und auf den Teilen 7 und 13 führt, Paßfeder 16 sichert
den Teilblock gegenüber Außenkörper 1 la gegen Verdrehung.
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Der Antriebsmotor 10 treibt über Blanetengetriebe 11 die Spindel 14
an. Auf der anderen Seite des Motors 10 treibt dieser das Vorschubgetriebe 8 ans
Mit dem vorechubgetriebe 8 fest verbunden ist die Spindelmutter 6 vorschubgewindespindel
5 ist fest mit ffiilgangmotor 2 verbunden, der rückasitig mit Bremse 3 versehen
ist.
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Mit dem Anßen@örper 1- la ist Gewindehülse 20 drehbar verbunden. in
dem darin befindlichen innengewinde kann Anschlagmutter 19 mittels Drehung der Wetindehülse
20 verstellt werden.
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Schalterstange 22 ist mit Pinole 7 verbunden. Der Schalter 21 wird
mit dem Motor 2 oder dessen flansch 4 verschraubt.
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Figur 1 unterscheidet sich von Figur L dadurch, daß durch die Antriebs-
und Führungsglieder mittig eine Zugstange 29 geführt wird, die mittels übergreifendem
Lager 28 mit der mittig im Eilgangnotor untergebrachten Schaltstange 33 verbunden
ist.
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Beschreibung der Bearbeitungseinheit nach Figur 1 und la.
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Bohren oder Langdrehen: In dem Gehäuse 1 oder Lagerblock la werden
die miteinander verbundenen Teile Antriebsmotor 10 , Getriebegehäuse 9 und 12 ,
Pinole 7 und 13 längsver schieblich geführt. Die Paßfeder 16 am Motor 10 und Paßfederführungsnute
im Gehäuse 1 sichert diesen Teileblock gegen Verdrehung.
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Der Antriebsmotor 10 hat beidseitig Wellenstümpfe 17 und 18 . Der
Wellenstumpf 17 treibt über Untersetzungsgetriebe 11 die Drehspindel 14 und somit
das Werkzeug 15 an. Der Wellenstumpf 18 läuft mit gleicher Drehgeschwindigkeit wie
Wellenstumpf 17 und treibt über Untersetzungsgetriebe 8 die Gewindehülse 6 an.
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Vorschub vor: Motor 10 und Motor 2 eingeschaltet.
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Eilgangmotor 2 dreht Gewindespindel 5 so herum, daß über Gewindehülse
X der block 10/9/12/7/13 in Pteilrichtung tAw fährt. Die Begrenzung der Eilgangvorschubbewegung
wird durch Schalter 21 und in Bahn 22 verstellbarer Nocke 23 erreicht. Bremse 3
fällt ein nach Abschalten des Eilgangmotors 2 , somit dreht sich wesindespindel
% nicht mehr. @etzt läuft nur noch Motor lu über untersetzungsgetriebe 8 mit Gewindehälse
6 Gewindehülse 6 dreht sich auf der stehenden Wesindespindel 5 und schibet den teilblock
10/9/12,7/13 vor bis siehe figur 4) Schalterstößel 24 und Stößelgehäuse 25 gegen
den über futter 20 verstellbaren Sestanschlag 19 gefahren sind. Stößel 24 hat Grenztaster
26 betätigt und schaltet den Eilgangmotor 2 in entgegengesetzter Drehrichtung wieder
ein, somit fährt der ieileblock zurück. (Beim Bohren)
Beim Gewindeschneiden
wird im Gegensatz zum Bohren nach Erreichen der Gewindelänge, der Motor 10 auch
reversiert.
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Beim Lanadreblen wird über Zeitrelais im Getriebe 8 eine KUpplUng
so lange gelöst, also der Arbeitsvorschub bei laufendem rotor abgeschaltet, bis
gedrehte Stirnringfläche eben ist. Dann wird Bremse 3 gelöst, Motor 2 in entgegengesetzter
Drehrichtung geschaltet wie für Richtung ttA" erforderlich war, somit wird Teileblock
in Richtung 3" zurückgefahren, Nocke 23 schaltet die Bearbeitungseinheit ab, oder
Vorschub vor ein, wie eingangs bescshrieben.
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Bohren mit Entsoänen Bei Bohren tiefer Löcher mit Spiralbohrer wird
die Bohrungstiefein Abschnitten nacheinander gebohrt, also der Bohrer nach jeder
Stufe wieder zurückgezogen zwecks Späneentleerung. Für diese Bearbeitung wird die
Nocke 23 als sogenannter Schleppanschlag ausgeführt (nicht dargestellt), d.h. er
wird mittels einer so starken Federspannung in der Führungsbahn 22 gehalten, daß
beim Betätigen des Grenztasters keine Verschiebung auftritt.
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Verschoben wird der als Schleppanschlag ausgeführte Nocken 25 erst,
wenn er gegen Flansch 4 fährt, und zwar so lange wie das vom Schalter 21 betätigte
Zeitrelais zuläßt. Die Wegstrecke zwischen Schalter und Anschlag im Arbeitsgang
schützt die Bohrerschneide beim Einfahren in die nächste Bohrstufe vor Beschädigung.
Hat der Bohrer 15 die gewünschte Bohrtiefe erzeugt, wurde also gegen Pestanschlag
19 gefahren und über Stößel 24 und Schalter 26 an Stößelgehäuse 25 geschaltet, fährt
quer hinter Glocke 23 ein Elektro-Magnetstößel und hält diese fest, bis Block zurückgefahren
ist, Nocke 23 also Schalter 21 betätigt hat. Somit wird für die Erzeugung der nächsten
Bohrung Nocke 23 in Ausgangsstellung gebracht.
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Plandrehen mittels auf Spindelkopf befestigtem Plandrehschieber eh.
Figur 2 Ein Plandrehschiebergehäuse wird am Spindelkopf befestigt. In diesem Gehäuse
wird ein quer zur Spindel verschiebbarer Drehmeißelhalter mit schiefer Ebene oder
A Zahnstange und Ritzel verschoben. Die Zahnstange kann mittels Schraube im Gewindelochbefestigt
werden.
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(Planschieber sind bekannt, darum nicht dargestellt).
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Während der Drehbewegung der Spindel ohne Vorschubbewegung wird in
der Spindel 14 a die mit Paßfeder 30 gegen Verdrehung gesicherte Zugstange 29 verschoben.
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Die Verschiebung wird über Untersetzungsgetriebe 8a und Gewindehülse
6 a ermöglicht. Mit Zugstange 29 wird die Schaltstange @@ ## mittels eines übergreifenden
Axiallagers 28 verbunden und also in Vorschubrichtung mitgenoflen. Die Begrenzung
des Plandrehvorschubes erfolgt über Nocke 31 und Grenztaster 32 Drehen (Kopieren)
mittels Schrittmotoren, sh. Figur 2 .
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Wenn der Vorschubantrieb mit Schrittmotoren erfolgen soll, ist Pos.
8a als Schrittmotor zum Antrieb der Zugetange 29 für den Planvorschub zu verstehen
und Pos. 2 als Schrittmotor für den Längsvorschub.
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Die Schaltetangen und die Schaltnocken und Schalter am rechten Ende
der Bearbeitungseinheit entfallen, ebenso der einstellbare Anschlag 19 a