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Antrieb der Werkstückspindeln eines Mehrspindel-Drehautomaten Die
Erfindung betrifft den Antrieb der Werkstückspindeln eines Mehrspindeldrehautomaten,
wobei diese in gerader Anzahl in einer Spindeltrommel gelagert sind und der Antrieb
durch eine zentrale Antriebswelle erfolgt.
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Der Antrieb, der in einer Spindeltrommel gelagerten Werkstückspindeln
eines Mehrspindeldrehautomaten erfolgt im Normalfalle von einer zentralen Antriebswelle
aus, die im Bereich der Spindeltrommel ein zentrales Antriebszahnrad aufweist, das
in entsprechende Gegenräder auf den Spindeln eingreift. Hierbei ist Drehrichtung
und Drehzahl aller Spindeln gleich.
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Es sind auch Antriebe bekannt, bei denen es möglich ist, einzelne
Spindeln mit von den anderen abweichender Drehzahl und auch anderer Drehrichtung
umlaufen zu lassen. Letzteres wird üblicher Weise über einen zusätzlichen Antrieb
mittels einer Kupplung am Spindelende eingeleitet. Die jeweils so angetriebene Spindel
ist dabei vom normalen Spindelantrieb abgekuppelt.
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Die tberleitungskupplung des Zusatzantriebes ist dabei ortsfest und
muß bei jedem Weiterschalten der Spindeltrommel von
der jeweiligen
Spindel abgekuppelt und aus dem Schwenkbereich der schaltenden Massen herausgefahren
werden, Bei einer weiterhin bekannten Ausführung sind innerhalb des Spindeltrommelkörpers
zusätzliche Umkehrantriebswellen angeordnet, Die mit zwei Kupplungen ausgerüstete
Werkstückspindel kann wahlweise direkt von der Zentralwelle oder von dieser über
die Umkehrwelle angetrieben werden, Während das Umschalten auf entgegengesetzten
Drehsinn einfacher als bei der vorher beschriebenen Lösung durchzuführen ist, wird
zur Unterbringung der Umkehrwellen ein größerer Spindeltrommelrahmen benötigt, der
wiederum eine wesentliche Vergrößerung der zu schaltenden Massen und damit verbunden
eine Verlängerung der Nebenzeiten nach sich zieht.
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Die Drehrichtung der Spindeln und die damit zwangsläufig sich ergebende
Richtung der Zerspanungskräfte ist von erheblicher Bedeutung für die erreichbare
Bearbeitungsgenauigkeit. Beim normalen, wie eingangs beschriebenem Antrieb der Spindeln
mit gleichem Drehsinn ruft die Resultierende der Zerspanungskräfte ein Moment hervor,
das zum Teil von dem bzw. den Verriegelungsbolzen der Spindel trommel aufgenommen
werden muß, und bei der die oft beträchtliche Größe der Kräfte die Lagegenauigkeit
der Trommel und damit der Spindeln während des Bearbeitungsvorganges an den Werkstücken
beeinträchtigt, da die Trommel nie vollkommen spielfrei im Gestell der Maschine
zu lagern ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei Mehrspindeldrehautomaten mit gerader
Werkstück spindel zahl den Einfluß der Zerspanungskräfte
auf die
Lage der Spindeltrommel zu vermeiden und damit die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen.
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Dies wird dadurch erreicht, daß die Spindeln miteinander verzahnt
sind und dementsprechend abwechselnd mit entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen.
Dadurch heben sich die Zerspanungskräfte in Bezug auf den Verriegelungsbolzen weitgehend
auf und infolgedessen wird ein, der Lagegenauigkeit der Spindeltrommel abträgliches
auf sie einwirkendes Moment vermieden. Der Antrieb der Spindeln ist gemäß einem
weiteren Merkmal der Spindel einfach, da höchstens eine zusätzliche Doppelkupplung
auf der zentralen Antriebswelle erforderlich ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert und
zwar zeigt Fig. 1 den herkömmlichen Antrieb der Werkstückspindeln eines Mehrspindeldrehautomaten
Fig. 2 den Antrieb gemäß der Erfindung mit Doppelkupplung auf der Zentralwelle Fig.
3 den gleichen Antrieb wie Fig.2 in einer anderen Ansicht Fig. 4+5 den Antrieb gemäß
der Erfindung ohne Doppelkupplung auf der Zentralwelle. Diese Lösung ist immer dann
vorteilhaft einsetzbar, wenn die Spindeltrommel nach jedem Arbeitszyklus um zwei
Bearbeitungspositionen weiter geschaltet wird.
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Fig. 5 die Räderanordnung bei einem Automaten mit einem Zweipositionen-Schaltschritt.
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Im Spindelstock 1 eines Mehrspindeldrehautomaten ist die Spindeltrommel
2 drehschaltbar gelagert. Die konzentrisch in gleichem Abstand voneinander in der
Trommel 2 gelagerten Werkstückspindeln 3 werden gemäß Fig.1 vom zentralen Antriebsrad
4 über die entsprechenden - im Beispiel sechs -Gegenräder 5 angetrieben und erhalten
dadurch alle die gleiche Drehrichtung, wie sie durch die, an jeder Spindel gezeichneten
Pfeile 6 dargestellt ist. Durch die Zerspanungskräfte, die den Drehrichtungen 6
der Spindeln entgegenwirken, wirkt auf die Spindeltrommel 2 ein Drehmoment, dargestellt
durch das Kräftepaar 7a und 7b. Dieses Moment wird einmal von dem unter dem Druck
der Feder 8 stehenden Indexbolzen 9 aufgefangen, zum anderen verlagert sich die
Trommel 2 selbst entsprechend dem Lagerspiel im Spindelstock 1.
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Gemäß Fig. 2 + 4 ist jede Werkstückspindel mit der benachbarten verzahnt,
wodurch die Spindeln 5a, 5b, 5c bzw. 5d, Se, 5f, 5g den gleichen Drehsinn haben,
die Spindeln 6a, 6b, 6c bzw. 6d, 6e, 6f, 6g dagegen in umgekehrter Richtung umlaufen.
Die jeweilige Drehrichtung ist wie in Fig.1 durch Pfeile neben den Spindeln dargestellt,
Die entsprechenden Zerspanungskräfte heben sich weitgehend auf und es entsteht kein
mit Wirkung auf die Lagerung der Spindeltrommel 2 im Spindelstock 1 schädliches
Drehmoment.
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In Fig.3 ist dargestellt, wie einem weiteren Merkmal der Erfindung
zufolge die Werkstückspindeln bei einem Automaten mit einem Einpositions-Schaltschritt
angetrieben werden.
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Fig.5 zeigt die Räderanordnung bei einem Automaten mit einem Zweipositionen-Schaltschritt.
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf einen Automaten mit einfachem
Schaltschritt ! Von den in der Spindeltrommel 2 gelagerten Spindeln sind jeweils
nur zwei, mit entgegengesetztem Drehsinn laufend, dargestellt. Das Bild zeigt zwar
zwei Spindeln der sechsspindeligen Ausführung in diametral gegenüberliegenden Spindellagen,
die gezeichnete Antriebssituation gilt aber auch für zwei benachbarte Spindellagen.
Auf letzteres bezieht sich die folgende Beschreibung.
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Durch die Zahrräder iOa und 10b sind die beiden Spindeln 5a und 6a
wie alle benachbarten Spindeln gemäß Fig.2 miteinander verzahnt und haben entgegengesetzte
Drehrichtungen.
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Die zentrale Antriebswelle 11 weist im Bereich der Spindeltrommel
2 eine Doppelkupplung 12 auf mit zwei zentralen Antriebsrädern 13a und 13b gleichen
Durchmessers. Bei Antrieb über das zentrale Antriebsrad 13a erhält die Spindel 5a
umgekehrte Drehrichtungo Sie läuft beispielsweise links herum.
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Die mit ihr über die Räder 10a und 10b verzahnte Spindel 6a läuft
somit rechts herum. Das Antriebsrad 13b der Doppelkupplung 12 läuft leer mit, wenn
auch in umgekehrter Richtung als das treibende zentrale Antriebsrad 13a.
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Beim Weiterschalten der Spindeltrommel 2 tritt in der Darstellung
gemäß Fig.3 die Spindel 6a an die Stelle der Spindel 5a und umgekehrt. Der Antrieb
erfolgt nunmehr über das zentrale Antriebsrad 13b bei Leerlauf des Rades l3a.
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Auf diese Art und Weise bleibt die Drehrichtung in allen Bearbeitungsstationen
konstant, obwohl alle Spindeln nacheinander
beim Weiterschalten
der Spindeltrommel 2 diese Lagen durchlaufen. Angetrieben wird somit jeweils die
Hälfte der miteinander verzahnten Spindeln.
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Bei einem Automaten mit verdoppeltem Schaltschritt entfällt die Doppelkupplung
auf der Zentralwelle und das zweite Zentralrad mit den damit verzahnten Spindelrädern.