DE3991731C2 - Mehrspindeldrehautomat f}r Werkst}ckstangen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrspindeldrehautomaten für Werkstückstangen mit einer im Spindelstock drehschaltbar gelagerten Spindeltrommel und mit einem Elektromotor, dessen Abtriebswelle gleichachsig mit der Spindeltrommel und der in dieser gelagerten Spindelantriebswelle angeordnet ist, die über eine Übertragungseinrichtung in Antriebsverbindung mit jeder Arbeitsspindel steht.

Ein solcher Mehrspindeldrehautomat ist bekannt (DE 32 26 105 A1). Dabei hat die gleichachsige Anordnung der Motorabtriebswelle mit der Spindelantriebswelle den Vorteil, daß diese beiden Wellen einfach miteinander gekuppelt werden können, ohne daß eine aufwendige sowie räumlich störende Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen werden muß.

Beim bekannte Mehrspindeldrehautomaten ist der Elektromotor an der stirnseitigen Außentür eines Wechselrädergehäuses angeflanscht, wobei diese Tür aufgeschwenkt oder axial abgezogen werden kann, um die mit einem von der Spindelantriebswelle angetriebenen zentralen Rad kämmenden Wechselräder für die Werkzeuge zugänglich zu machen. Auf der türabgewandten Seite des Wechselrädergehäuses schließen sich ein Getriebekasten, der freie Zerspanungsraum und der mit entsprechendem Axialabstand zum Getriebekasten angeordnete Spindelstock mit der Spindeltrommel an.

Bei dieser Ausbildung liegt der Antriebsteil des Drehautomaten auf der den Arbeitsspindeln gegenüberliegenden Seite des Zerspanungsraums.

Dies bedingt bei einem Drehautomaten für Werkstückstangen einer relativ großen Platzbedarf. Außerdem ist bei dem bekannten Mehrspindeldrehautomaten eine lange, den Zerspanungsraum durchsetzende Antriebswelle erforderlich.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, den Mehrspindeldrehautomaten kompakter auszubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Statorteil des Motors Durchgangsöffnungen vorgesehen sind, die gleichachsig auf die zentralen Öffnungen der Arbeitsspindeln ausgerichtet sind und der Aufnahme und Durchführung der Werkstückstangen dienen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung kann der gleichachsig mit der Spindelantriebswelle angeordnete Elektromotor in kompakter Bauweise in axialer Nähe zum Spindelstock bzw. den Arbeitsspindeln angeordnet werden. Die einspannbaren Werkstückstangen erstrecken sich nicht nur durch die hohlen Arbeitsspindeln sondern sind zusätzlich auch in jeweils einer der Durchgangsöffnungen des Motors geführt. Dabei ergeben sich keine Einschränkungen hinsichtlich der Abmessungen des Elektromotors, sofern nur dessen Rotor mit seiner radialen Ausdehnung innerhalb des Kranzes der Arbeitsspindelöffnungen bleibt. Infolge der zusätzlichen Abstützung der Werkstückstangen in den Durchgangsöffnungen des Motors eignet sich der erfindungsgemäße Mehrspindeldrehautomat insbesondere zur Be- und Verarbeitung von langen Werkstückstangen. Dabei ist es auch nicht erforderlich, von der zentralen Anordnung des Elektromotors abzugeben und diesen radial außerhalb des Kranzes der Werkstückstangen bzw. Arbeitsspindeln anzuordnen, um die Möglichkeit zu einem weiten axialen Überstehen der Werkstückstangen zu schaffen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform sind sechs Durchgangsöffnungen gleichmäßig über den Umfang des Stators des Motors verteilt. Dann sind ebenfalls sechs Arbeitsspindeln vorgesehen. Es hat sich gezeigt, daß ein Drehautomat mit sechs Arbeitsspindeln den auftretenden Bearbeitungsanforderungen im allgemeinen entspricht und daß die Anbringung der sechs Durchgangsöffnungen im Stator des Motors keine entscheidenden Schwierigkeiten bereitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die teilweise nach Linie I-I in Fig. 2 längsgeschnittene Vorderansicht durch den Motor des Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1; und

Fig. 3 eine teilweise längsgeschnittene Vorderansicht des Hauptteils des Mehrspindelstangenautomaten mit dem Motor gemäß Fig. 1 und 2.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt sind die Enden einer Welle 21 eines Elektromotors 20 frei drehbar an dessen Stirnplatten 24 und 25 mittels Lagern 22 und 23 gelagert, und ein Rotor 26 mit einer Wicklung 27 ist am mittleren Abschnitt der Welle 21 befestigt.

Ein Stator 29 mit einer Wicklung 28 ist rings um den Außenumfang des Rotors 26 angeordnet, wobei seine Enden an den Stirnplatten 24 und 25 mittels Schrauben 30 befestigt sind. Ein bestimmter Abstand ist zwischen dem Außenumfang des Rotors 26 und dem Innenumfang des Stators 29 eingehalten.

Werden die Wicklungen 27 und 28 erregt, so drehen die erzeugten magnetischen Kräfte den Rotor 26 gegenüber dem Stator 29 und damit die Welle 21. Die Ausbildung des vorstehend beschriebenen Teils des Motors stimmt mit bekannten Motoren überein, und daher wird auf eine weitergehende detaillierte Erläuterung dieses Teils verzichtet.

Um den Außenumfang der Stirnplatten 24 und 25 sowie um den Stator 29 sind ein Außenzylinder 31 und an diesem mittels Schrauben 35 befestigte Rahmenteile 32 und 33 angeordnet. Die Stirnplatten 24 und 25 und der Stator 29 sind mittels Lagern 34 an diesem Außenzylinder 31 mit den Rahmenteilen 32 und 33 um die Welle 21 frei drehbar gelagert.

Ein Ende der Welle 21 erstreckt sich von der Stirnplatte 24 nach außen und dient als Antriebsquelle. Das entgegengesetzte Ende der Welle 21 ist durch einen Deckel 36 abgedeckt, der an der Stirnplatte 25 befestigt ist.

Sechs Durchgangsöffnungen 37 erstrecken sich parallel zur Achse des Motors 20 durch die Abdeckung 36, die Stirnplatten 24 und 25 und den Stator 29. Die Durchgangsöffnungen 37 sind mit Hülsen 38 ausgekleidet, um die Werkstückstangen W (Fig. 3) aufzunehmen und abzustützen.

Zwar sind sechs Durchgangsöffnungen 37 in Umfangsrichtung des Motors verteilt vorgesehen, jedoch können die Anzahl, die Anordnungsstellen und die Gestaltungen den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden.

Nunmehr wird ein Mehrspindeldrehautomat mit dem vorbeschriebenen Motor 20 unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.

Fig. 3 zeigt die Hauptteile des Mehrspindeldrehautomaten in einer zum Teil längsgeschnittenen Ansicht, wobei insbesondere der obere Teil des Mehrspindeldrehautomaten 50 mit dem angeschlossenen Motor 20 veranschaulicht ist.

Eine Spindeltrommel 52 ist frei drehbar über Lager 53 im Spindelstock 51 des Mehrspindeldrehautomaten 50 gelagert. Der Außenzylinder 31 und die Rahmenteile 32 und 33 des Motors 20 sind durch (nicht dargestellte) Befestigungseinrichtungen mit dem Mehrspindeldrehautomaten 50 so verbunden, daß sich die Welle 21 des Motors 20, die einstückig verlängert die Motorabtriebswelle und die Spindelantriebswelle umfaßt, durch den zentralen Teil der Spindeltrommel 52 erstreckt. Die Welle 21 ist durch Lager 54 an der Spindeltrommel 52 abgestützt. Eine Übertragungseinrichtung 56, 57 aus angetriebenen Zahnrädern 56 und einem mit diesen in Eingriff stehenden und mit der Welle 21 des Motors 20 verkeilten Antriebszahnrad 57 dient dem Antrieb der Arbeitsspindeln 55.

Sechs Spindeln 55 sind mittels Lager 58 drei drehbar in der Spindeltrommel 52 gelagert, wobei die Spindeln 55 den Durchgangsöffnungen 37 im Motor 20 gegenüberliegen. Diese Spindeln 55 erstrecken sich parallel zur Welle 21. Daher ist jede Durchgangsöffnung 37 im Stator 29 des Motors 20 geradlinig auf eine in der Spindeltrommel 52 gelagerte Spindel 55 ausgerichtet.

Jede Spindel 55 weist einen hohlen Spindelkörper 59 mit einem durchgeführten Werkstück W, ein am einen Ende des Spindelkörpers 59 angeordnetes Spannfutter 60 zum Einspannen eines Werkstücks W und ein angetriebenes Zahnrad 56 auf, das mit dem Antriebsrad 57 in Eingriff steht, das am äußeren Abschnitt des Spindelkörpers 59 angeordnet ist. Dreht sich die Welle 21 des Motors 20, so drehen sich auch das mit ihr verkeilte Antriebszahnrad 57 und die mit diesem kämmenden angetriebenen Zahnräder 56, was eine gleichzeitige Drehung aller Spindeln 55 bewirkt.

Die Spindeltrommel 52 ist mit einem Indexzahnrad 61 versehen, das dazu dient, den mittels der Spindeln 55 eingespannten Werkstücken W eine Indexbewegung zu erteilen. Dieses Indexzahnrad 61 kämmt mit dem Antriebszahnrad einer (nicht dargestellten) Indexiereinrichtung. Mit Hilfe dieser Indexiereinrichtung dreht sich die mit dem Indexzahnrad 61 in fester Verbindung stehende Spindeltrommel 52 um einen bestimmten Winkel, um jeweils das Werkstück W einer der Spindeln 55 nacheinander in vorbestimmte Indexstellungen zu bewegen. Die Spindeltrommel 52 ist somit drehschaltbar.

Der Mehrspindeldrehautomat 50 weist Werkzeugsupporte 62 auf, die jeweils ein Bearbeitungswerkzeug 63 tragen, das der Bearbeitung des in der betreffenden Spindel 55 eingespannten Werkstücks W dient. Die Zahl der Werkzeugsupporte 62 entspricht der Zahl von Werkstücken W, wobei jeder Werkzeugsupport 62 ein entsprechend unterschiedliches Bearbeitungswerkzeug trägt.

Nunmehr wird die Wirkungsweise des Mehrspindeldrehautomaten 50 mit dem angebauten Motor 20 beschrieben.

Die Werkstücke W werden in die Spindeln 55 und die Durchgangsöffnungen 37 eingeführt, worauf die Spannfutter 60 betätigt werden, um die Werkstücke W in den Spindeln 55 festzuklemmen, was alles erfolgt, während die Durchgangsöffnungen 37 im Motor 20 auf die Spindeln 55 der Spindeltrommel 52 ausgerichtet sind. Somit können die Werkstücke W zusammen mit den Spindeln 55 gegenüber der Spindeltrommel 52 gedreht werden, während gleichzeitig die Spindeltrommel 52 zusammen mit dem fest angeschlossenen Stator 29 des Motors 20 gegenüber dem Spindelstock 51 des Mehrspindeldrehautomaten 50 um die Achse der Welle 21 gedreht werden kann. Es sind insgesamt sechs Werkstücke W jeweils mittels einer Spindel 55 eingespannt.

Nach dem Einsetzen der Werkstücke W in den Mehrspindeldrehautomaten wird die (nicht dargestellte) Indexiereinrichtung betätigt, um einer jeden der Spindeln 55 eine Indexdrehung zu erteilen und so das betreffende Werkstück W in eine passende Bearbeitungsstellung gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug zu bringen. Bei dieser Indexbewegung wird auch der Stator 29 des Motors 20 über die Werkstücke W zusammen mit der Spindeltrommel 52 gedreht.

Wird darauf der Motor 20 erregt, um die Welle 21 zu drehen, werden auch die Werkstücke W in Drehung gesetzt, so daß ein Arbeiter die rotierenden Werkstücke W mit dem Werkzeug 63 bearbeiten kann, das am Werkzeugsupport 62 angebracht ist. Der Motor 20 wird abgeschaltet, nachdem die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge an den sechs Werkstücken W durchgeführt sind. Damit ist ein Bearbeitungszyklus abgeschlossen.

Nachdem dann dem Spindelträger 62 mittels der Indexiereinrichtung wieder eine Indexdrehung über einen Winkel von 60° erteilt wurde, wird der Motor 20 erneut betätigt, um die Spindeln 55 zu drehen und die Werkstücke W zu bearbeiten. Dieses Verfahren wird fortschreitend wiederholt, um die Werkstücke W zu bearbeiten. In sechs unterschiedlichen Bearbeitungsvorgängen für jedes Werkstück W werden fertig bearbeitete Werkstücke W hergestellt, womit das gesamte Verfahren vollständig durchgeführt ist.

Nach der Fertigbearbeitung der Werkstücke W werden diese abgetrennt und das Spannfutter 60 der Spindel 55 wird gelöst. Dann werden (neue) Werkstücke W gemäß Fig. 3 nach rechts bewegt und zugeführt, die dann wie vorstehend beschrieben mittels des Spannfutters 60 der Spindeln 55 eingespannt werden.

Wie im einzelnen zuvor beschrieben ist es beim Installieren des Motors 20 mit den sich in axialer Richtung durch den Stator 29 erstreckenden Durchgangsöffnungen 37 an Werkzeugmaschinen wie Mehrspindeldrehautomaten möglich, den Motor 20 in Ausrichtung auf den Spindelstock 51 des Mehrspindeldrehautomaten anzuordnen, wobei seine Antriebswelle direkt mit der Motorabtriebswelle verbunden sein kann, so daß die Notwendigkeit für ein zwischenliegendes Übertragungsteil wie eine Antriebsübertragungseinrichtung und dergleichen entfällt, was zu einem Mehrspindeldrehautomaten mit verringerten Herstellungskosten und mit einer kompakten Gestaltung führt. Als Folge davon ist auch der Raumbedarf zum Installieren des Drehautomaten geringer.

Da erfindungsgemäß die Drehachse der Spindeltrommel auf einer gemeinsamen Achse mit der Welle des Motors liegt und dessen Durchgangsöffnungen gleichachsig mit den Spindeln ausgebildet sind, lassen sich Werkstücke in diese Durchgangsöffnungen einführen, ohne daß es zu einer Überschneidung zwischen den Werkstücken und dem Motor kommt, so daß der Motor nahe der Spindeltrommel angeordnet werden kann. Diese Anordnung führt zu einem Mehrspindeldrehautomaten von unkomplizierter und kompakter Ausbildung.

Claims (2)

1. Mehrspindeldrehautomat für Werkstückstangen mit einer im Spindelstock (51) drehschaltbar gelagerten Spindeltrommel (52) und mit einem Elektromotor (20), dessen Abtriebswelle (21) gleichachsig mit der Spindeltrommel (52) und der in dieser gelagerten Spindelantriebswelle (21) angeordnet ist, die über eine Übertragungseinrichtung (56, 57) in Antriebsverbindung mit jeder Arbeitsspindel (55) steht, dadurch gekennzeichnet, daß im Stator (29) des Elektromotors (20) Durchgangsöffnungen (37) vorgesehen sind, die gleichachsig auf die zentralen Öffnungen der Arbeitsspindeln (55) ausgerichtet sind und der Aufnahme und Durchführung der Werkstückstangen (W) dienen.

2. Mehrspindeldrehautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sechs Durchgangsöffnungen (37) gleichmäßig über den Umfang des Stators (29) des Elektromotors (20) verteilt sind.