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Vorrichtung zum Drehen exzentrischer Teile auf selbsttätigen Drehbänken
Auf Drehbänken. lassen sich gewöhnlich ,nur solche Drehflächen herstellen, die während
der Bearbeitung gleichachsig zur Drehbankspindelachse sind. Soll an einem Werkstück
beispielsweise ein zylindrischer, dabei aber exzentrischer Zapfen angedreht werden,
so muß das Werkstück derart exzentrisch zur Drehbankspindel eingespannt werden,
daß .die Achse des zu drehenden Zapfens in der Spindelachse liegt, oder es muß bei
Werkstücken, die während ihrer Bearbeitung keine Drehung ausführen, das Werkzeug
selbst exzentrisch umlaufen oder in radialer Richtung in Abhängigkeit von der Umdrehung
des Werkstückes hin und her bewegt werden, oder es sind hierfür andere umfangreiche
Sondereinrichtungen erforderlich. Soweit derartige Einrichtungen überhaupt zur Verwendung
bei selbsttätigen Drehbänken geeignet sind, die stangenförmigen Werkstoff verarbeiten,
erfordern sie gerade an der Bearbeitungsstelle, d. h. dort, wo gute Sicht, gute
Späneabführung usw.. notwendig sind, viel Raum und sind dabei regelmäßig selbst
sehr umständlich und teuer. Die meisten erlauben es auch nicht, an einem und demselben
Werkstück bzw. derselben Werkstoffstange nacheinander konzentrische und exzentrische
Flächen oder Flächen verschiedener Exzentrizität zu drehen.
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Die Erfindung macht es möglich, mit Hilfe einer einfachen und so gut
wie keinen besonderen Raum an der Bearbeitungsstelle benötigenden Einrichtung auf
einer selbsttätigen Drehbank an der zur Verarbeitung kommenden Werkstoffstange nacheinander
Flächen von verschiedener Achsenlage, also beispielsweise außer einem zur Werkstoffstangenachse
konzentrischen Zapfen einen hierzu exzentrischen Zapfen zu drehen oder nacheinander
zwei zur Werkstoffstangenachse verschieden exzentrische Zapfen.
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Die Erfindung macht dabei unter Verzicht auf genau parallele Lage
der Achsen von Werkstoffstange bzw. herzustellendem Zapfen
Gebrauch
von exzentrischen Aufnahmebohrungen in Teilen, die selbst derart gedreht werden
können, daß dadurch die Lage oder Größe der Exzentrizität verändert werden kann,
und zwar ist die die Drehbewegung der Arbeits spindel mitmachende Spannzange mit
einer exzentrischen Bohrung versehen, in der ein Zwischenbüchse mit einer Bohrung
gleicher Exzentrizität gelagert und gegenüber der Spannzange, falls diese geöffnet
ist, begrenzt drehbar ist z. B. durch von der Maschine gesteuertes Abbremsen, so
daß :dadurch die Exzentrizität der den stangenförmigen Werkstoff aufnehmenden Bohrung
verstellbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt. Fig. i ist ein Längsschnitt durch die Arbeitsspindel der selbsttätigen
Drehbank mit der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Fig.2 ist die Abwicklung zweier steuernder Mantelkurven, die aus Fig.
i .in Ansicht erkennbar sind.
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Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie A-13 der Fig. i.
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Fig. d. ist eine Vorderansicht der Spannzange mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung bei geklemmtem Arbeitsstück.
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Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie C-D der Fig. q. bei abgestochenem
Werkstück.
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Fig.6 zeigt in Vorderansicht, ähnlich der Fig, q., die erfindungsgemäße
Vorrichtung für eine andere Arbeit eingerichtet.
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Fig. 7 ist ein Schnitt nach Linie E-F der Fig. 6 bei abgestochenem
Werkstück.
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Die hohle Drehbankspindel i wird in bekannter Weise mittels des auf
ihr befestigten Doppelreibkegels 2 und der mit je einer dazu passenden Hohlkegelfläche
ausgestatteten Kupplungsmuffe 3 und .I, über die ein offener bzw. gekreuzter Antriebsriemen
5 bzw. 6 läuft, abwechselnd rechts und links angetrieben. Die hierzu dienende Umsteuerungseinrichtung
ist der Einfachheit halber nicht gezeichnet.
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Im Hohlraum der Arbeitsspindel i liegt die Werkstoffspannung, welche
aus Zwischenbüchse 7, Spannzange 8 und Druckhülse 9 besteht, die in bekannter Weise
durch den Ring Io axial verschoben wird, an dem ein entsprechend gegabelter zweiarmiger,
- um Zapfen i i schwingbarer Hebel 12 angreift, der mit einem Zapfen oder einer
Rolle 13 in der sogenannten Spannkurve 1.1. einer Kurventrommel 15 läuft und durch
diese Kurve veranlaßt wird, je nach Erfordernis die Druckhülse 9 nach rechts zu
bewegen, wodurch diese über den Außenkegel der axial unverschiebbaren Spannzange
8 geschoben und die Werkstoffstange 16 mittels der als Klemmfutter ausgebildeten
Zwischenbüchse 7 festgespannt wird. Durch entgegengesetzte Bewegung des Ringes Io
wird Spannzange 8 und Zwischenbüchse 7 ,geöffnet und die Werkstoffstange 16 entspannt.
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,: .. Innerhalb der hohlen Zwischenbüchse 7 ist, Dixie ebenfalls bekannt,
die Vorschubzange 17 :angeordnet, die in einem parallel der Spindelse beweglichen
Schlitten 18 gelagert ist, der mittels eines zweiarmigen Hebels i9 und einer Vorschubkurve
2o einer Kurventrommel 21 abwechselnd nach links und rechts verschoben wird, um
bei geschlossener Spannzange über den Umfang der Werkstoffstange 16 zurückzugleiten
und später bei geöffneter Spannzange die Werkstoffstange nach rechts vorzuschieben.
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Erfindungsgemäß ist in der exzentrischen Bohrung der Spannzange 8
eine geschlitzte Zwischenbüchse 7 angeordnet, die zur Aufnahme der Werkstoffstange
16 gleichfalls eine exzentrische Bohrung besitzt. Die Spannzange 8 wird mittels
des Stiftes 22 von der Arbeitsspindel i mitgenommen, während die geschlitzte Zwischenbüchse
7 mit ihrer hohlzylindrischen Verlängerung 23 in einen mit dem Verbindungsrohr 24
gekuppelten Zwischenring 25 eingreift, welcher beiderseitig Mitnehmerzapfen 26 besitzt,
die eine axiale Verschiebung zulassen.
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An seinem rückwärtigen Ende ist dieses Verbindungsrohr mit einem Reibkegel
27 und einer Anschlagnase 28 versehen, die in eine etwa über den halben Kreisumfang
sich erstreckende Unterbrechung eines Bundes 29 auf der Arbeitsspindel i eingreift.
Dem Reibkegel 27 ist ein Hohlreibkegel 30 zugeordnet, der im Schlitten 18 undrehbar,
jedoch gegen die Wirkung von Druckfedern 31 axial verschiebbar liegt.
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Fig. 2 läßt erkennen, in welcher Weise die Spannzange und die Vorschubzange
zusammenwirken.
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Die in Fig. i veranschaulichte Stellung der Kurvenzapfen oder Kurvenrollen
13 bzw. 32 :der Hebel 12 bzw. i9 entspricht der durch die Linie a-a in Fig. 2 angedeuteten
Lage in der Spannkurve 14 bzw. der Vorschubkurve 2o. Die Drehrichtung der Kurventrommeln
15 und 21 bzw. die Verschiebebewegung der Kurvenabwicklungen sind in den Fig. i
und 2 durch Pfeile angedeutet.
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Der .nachfolgend beschriebene Arbeitsablauf erfolgt fortlaufend und
ohne Unterbrechung während einer ganzen Umdrehung der Kurventrommeln 15 und
21, die in bekannter Weise von der Hilfssteuerwelle aus mittels einer Kupplung mitgenommen
werden, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt durch Nocken auf der Hauptsteuerwell-e
betätigt werden kann.
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Bewegen sich die Kurven zunächst so weit, daß die Zapfen 13 bzw. 32
in die Liiiie b-)
zu liegen kommen, so ist auf diesem Wege von :dem
schrägen Teil der Vorschubkurv e 20 der Hebel I9 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers
ausgeschwungen worden, so daß die Vorschubzange 17 über der Werkstoffstange 16 nach
links gezogen ist, während .die Werkstoffstange 16 durch die in Spannstellung befindliche
Spannzange 8 und Zwischenbüchse 7 festgehalten wurde. Auf dem Wege zwischen Linie
b-b und c-c bleibt die Vorschubzange 17 in ihrer rückwärtigen Stellung, und die
Spannzange wird, veranlaßt durch den schräg ansteigenden Teil der Spannkurve 14.,
geöffnet. Dann folgt auf dem Wege von Linie c-c zu d-d bei geöffneter Spannzange
ein Vorschieben des Schlittens 18 und der Vorschubzange 17 samt dein von der Zange
erfaßten Werkstoff, bis der Hohlreibkegel 30 in Reibungsschluß mit dem Reibkegel
a7 auf dem Verbindungsrohr 2¢ der Zwischenbüchse 7 gekommen ist.' Etwa , um diese
Zeit erfolgt Drehsinnwechsel der Arbeitsspindel i. Die Spannzange ist auf dem Weg
von Linie d-d bis e-e noch offen, d. h. der Werkstoff ist entspannt und eine Relativdrehung
der Teile 7 und 8 möglich. Die Zwischenbüchse 7 wird nun durch den Reibungsschluß
zwischen 27 und 3o an einer Drehung gehindert, während die Arbeitsspindel i und
,die damit verbundene-Spannzange 8 sich jetzt um die festgehaltene Zwischenbüchse
7 jeweils in wechselnder Richtungsfolge dreht. Dadurch kommt der über etwa den halben
Kreisumfang reichende Bund 29 aus der in Fig. 3 mit vollen Linien gezeichneten Anlagestellung
an die Anschlagnase 28 in die mit gestrichelten Linien in Fig. 3 angedeutete Anlagestellung
2g'. Gleich hinterher, auf dem Wege von e-e zu f-f, wird die Spannzange geschlossen
und die Werkstoffstange in der neuen exzentrischen Lage gespannt. Hierauf, auf dem
Weg von f-f zur Anfangsstellung a-a, hebt die wieder etwas nach rechts verlaufende
Vorschubkurve 2o mittels des Hebels. I9 und Schlittens i8 den Reibungsschluß zwischen
27 und 3o auf.
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Es hat also eine Verdrehung von Arbeitsspindel und der mit ihr undrehbar
gekuppelten Spannzange 8 einerseits gegenüber dein Verbindungsrohr 24 und der Zwischenbüchse
7 andererseits stattgefunden.
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Während in der in Fig. i gezeichneten Stellung,die beiden Exzentrizitäten
der Spannaänge 8 und der Zwischenbüchse 7 je von der Größe A/2 sich addierten und
dadurch der Werkstoffstange 16 eine Exzentrizität ihrer Achse 33 zur Spindelachse
34 von der Größe A gaben, sind nach der jetzt erfolgten Verdrehung die beiden Exzentrizitäten,
-jede von der Größe A/2, entgegengesetzt gerichtet, sie lieben einander also auf.
Die Achse der Werk-Stoffstange 16 liegt jetzt in der Arbeitsspindelachse 34., und
es kann nun, wie in Fig. q und 5 dargestellt, an das Werkstück ein zentrisch zur
Werkstoffstange liegender Bund 35 sowie ein ebenfalls zentrischer Zapfen 36 angearbeitet
werden ohne dazwischen das Werkstück von der Werkstoffstange zu trennen, wobei der
Zapfen 37, welcher vor der mittlerweile erfolgten Teildrehung der Spannzange 8 gegenüber
der Zwischenbüchse 7 angedreht wurde, um das Maß A exzentrisch sitz.
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Ist die konzentrische Bearbeitung beendet, so kann das Werkstück abgestochen
und sodann unter Umkehrung der Drehrichtung der Arbeitsspindel durch das Zusammenarbeiten
der Spannkurve mit der Vorschubkurve und die bremsende Wirkung des Hohlreibkegels
30 wieder eine Verdrehung der Arbeitsspindel gegenüber Verbindungsrohr
a.4 und Zwischenbüchse 7 im umgekehrten Drehsinn um eine halbe Umdrehung und damit
eine Wiederherstellung der ursprünglichen exzentrischen Lage bewirkt werden.
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Die Fig.6 und 7 erläutern, wie es außerdem möglich ist, zwei zueinander
exzentrische Zapfen 38 und 39 an einem zentrischen Bund 35 anzudrehen, nämlich
dann, wenn der Bund 35 unbearbeitet bleiben kann und einen der Werkstoffstange entsprechenden
Querschnitt besitzt, der ein Verdrehen der Werkstoffstange 16 in der Zwischenbüchse
7 ausschließt.
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In diesem Fall sind Spannzange 8 und Zwischenbüchse 7 so beschaffen
und angeordnet, daß *sie in der einen durch die selbsttätige Umsteuerung zu erreichenden
Stellung eine Exzentrizität von der Größe A/2 und in der anderen eine ebensolche
Exzentrizität, jedoch in entgegengesetzter Richtung der Werkstoffsüangenachse ergeben.
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Der Erfindungsgedanke - läßt sich abweichend von dem gezeichneten
Ausführungsbeispiel auch noch in anderer Weise verwirklichen, beispielsweise derart,
daß nicht die Spannzange 8 um die Zwischenbüchse 7, sondern umgekehrt die Zwischenbüchse
7 in der Spannzange 8 um je eine halbe Umdrehung oder gegebenenfalls auch um andere
Teildrehungen verdreht werden.