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Vorschub- und Spannvorrichtung für mehrspindlige selbsttätige Drehbänke
zur Verarbeitung von stangenförmigem Werkstoff Bei mehrspindligen selbsttätigen
Drehbänken (Vollautomaten) mit schaltender Werkstückspindeltrommel werden die zur
Verarbeitung gelangenden Werkstoffstangen nach Lösen der Spannzangen zur gegebenen
Zeit mittels Vorschubzangen um das gewünschte Stück vorbewegt. Die Spannzange schließt
sich hierauf, und die Vorschubzange wird zurückgezogen. k Sind die Werkstoffstangen
allmählich so kurz geworden, daß die Vorschubzange beim Zurückgehen von der Werkstoffstange
abgleitet, so wird der Stangenrest nur noch von der Spannzange gehalten. Beim nächstfolgenden
Werkstoffvorschub wird das Reststück jedoch nicht mehr weit genug vorgeschoben,
so- daß- dann häufig z. B. infolge Ausfalles des Ankörnens wertvolle, insbesondere
dünne Werkzeuge beschädigt oder zerstört werden. Es kann ferner der Fall eintreten,
daß der Stangenrest durch die vorgehende eintreten-, einen Stoß erhält; er gelangt
dabei zwar bis an den Werkstoffanschlag, jedoch wird er vor der Spannzange außermittig
gespannt. Dies führt fast immer zum Werkzeugbruch. Diesem Übelstand will die Erfindung
dadurch begegnen, daß die Spannzangen sich von dem Zeitpunkt ab nicht mehr öffnen,
in welchem die Vorschubzangen von einem zu kurzen Reststück abgeglitten sind. Der
Bedienungsmann wird bei der Überwachung der Maschine also entlastet.
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Es sind schon - Vorschub- und Spannvorrichtungen für mehrspindlige
selbsttätige
Drehbänke zur Verarbeitung von stangenförmigem Werkstoff
bekannt, deren Spannfutter von einem Schieber gesteuert wird, welcher seinen Antrieb
über Hebel von einer Kurventrommel aus erhält, die gleichzeitig eine Vorschubzange
bewegt, welche beim Abgleiten vom Ende eines Stangenrestes zusätzlich längs verschoben
wird und dadurch eine Steuerung auslöst. Bei der bekannten Maschine wird diese Steuerung
dazu benutzt, die Drehbank stillzusetzen. Zur Weiterarbeit- muß hierbei die Maschine
nach jedem Stillstand wieder in Gang gesetzt werden. Ein ununterbrochenes Festhalten
des Stangenrestes in den einzelnen Spindeln, bis auch die längste Werkstoffstange
verarbeitet ist, ist bei der bekannten Maschine also nicht vorgesehen. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in die sonst kraftschlüssige Verbindung zwischen
der Spannkurve und dem das Spannfutter bedienenden Schieber eine Verriegelung eingeschaltet
ist, die über Hebel durch die zusätzliche Längsbewegung der den Stangenrest nicht
mehr erfassenden Vorschubzange ausgelöst wird. Durch diese Anordnung wird erreicht,
daß die Spannvorrichtungen ununterbrochen die Werkstoffstange festhalten, sobald
sie so weit aufgebraucht ist, daß sie von der Vorschubzange nicht mehr erfaßt wird,
die Stangen in den übrigen Spindeln werden aber so lange in üblicher Weise weiterverarbeitet,
bis auch bei ihnen die Vorschubzange den Stangenrest nicht mehr erfaßt.
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Hierbei können die Betätigungsmittel für die Spannzange allein durch
eine Gestänge-und Hebelanordnung oder es kann die ganze Kurventrommel für die Betätigung
des Spannens und des Verschiebens abgekuppelt werden, womit im letzteren Falle gleichzeitig
die Vorschubeinheit stillgesetzt wird. Außerdem kann diesen Mitteln auch eine Stillsetzeinrichtung
für die Maschine in Zusammenarbeit mit .dem .abwechselnden Stangenrest und mit ihrem
Wiederöffnen bei ausreichend langen Werkstoffenden in Gestalt eines Schaltwerkes
angegliedert werden. Hierdurch wird der Automat, wenn -sämtliche Stangen aufgearbeitet
sind, selbsttätig stillgesetzt, während gleichzeitig sämtliche zu kurzen Stangenreste
zuverlässig festgehalten werden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen in
der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt Fig. i die Vorderansicht eines Mehrspindlers
mit Einrichtung zum Abkuppeln der Spannzangenbetätigung, Fig. 2 in vergrößerter
schematischer Darstellung die Vorderansicht mit teilweisem Längsschnitt des benötigten
Getriebes, Fig. 3 eine schaubildliche Teildarstellung der Getriebeteile nach Fig.
2, Fig. 4. eine vergrößerte Seitenansicht mit teilweisen Längsschnitten der Einrichtung
zur Spannzangenbetätigung sowie zur Abkupplung, Fig. 5 eine vergrößerte Vorderansicht
des Schaltwerkes zum Stillsetzen der Maschine, Fig. 6 einen Mehrspindler mit Einrichtung
zum Abkuppeln der Spannzangen- und Vorschubzangenbetätigung in Vorderansicht. Fig.
7 eine vergrößerte schematische Darstellung des für die Anordnung nach Fig. 6 benötigten
Getriebes, Fig. 8 eine vergrößerte Seitenansicht mit teilweisen Längsschnitten des
gleichen Getriebes und Fig.9 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Kurventrommel.
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Auf dem- Bett i (Fig. i) eines Sechsspindlers befindet sich der Spindelstock
2 mit der die Werkstückspindeln 3. aufnehmenden, von einer Stellung in die andere
schaltenden Spindeltrommel; die Hauptsteuerwelle 4 befindet sich im Bettunterteil.
Auf ihr sitzt die Kurventrommel 5 mit den Werkstoff-, Spann-und Vorschubkurven 6
und 7 nebst den entsprechenden, nicht dargestellten Gegenkurven. Die Spannkurve
6 arbeitet über die Hebel 8, 9, Io (Fig. 4) auf den Spannschieber i i. Letzterer
bewirkt in bekannter Weise mittel des jeweilig in Eingriff befindlichen Spannfutters
12 (Fig.2) und seines Spannrohres 13 das Öffnen und Schließen der Spannzange 14.
Die Vorschubkurve 7 (Fig. i) treibt über den Segmenthebel I5 und den Materialvorschubschieber
16 die entsprechende Vorschubpatrone 17 an; diese trägt vorne die Vorschubzange
18 (Fig. 2).
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In zurückgezogener Stellung liegt die Vorschubpatrone 17 mit der Muffe
i9 am Flansch 2o an, der als Anschlag für sämtliche Vorschubpatronen dient. Der
verschiebbare Flansch 2o sitzt auf einer in der Spindeltrommelmitte gelagerten unverschiebbaren
Welle 21; der Flansch wird dabei mittels einer Feder 22 gegen einen Stellring 23
auf Welle 21 im Bildfelde der Fig. 2 nach rechts gedrückt.
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Außerhalb der Spindeltrommel ist eine längs verschiebbare, nicht :drehbare
Stange 24 (Fig. i und 2) mit ihrem linken Ende in einem Lagerbock 25, mit ihrem
rechten Ende in einem Lagerbock 26 gelagert bzw. geführt. Auf der Stange 24 sitzt
links ein Hebel 27 (Fig. 2), dessen Ende in die Muffenrinne 19 der Vorschubpatrone
17 eingreift. Rechts befindet sich auf der Stange a4 ein Stellring 28 und hinter
ihm eine Feder 29, die bestrebt ist. die Stange nach links zu drücken. Das linke
Kopfende der Stange 24 stützt sich gegen einen Hebel 3o, der durch die auf der Hauptsteuerwelle
4 sitzende Trommel 31 betätigt
wird. Auf der mittleren Strecke der
Stange 24 ist ein Steuerteil 32 (Fig. 2 und 3) befestigt, welcher einen Stift 33
trägt. Der Stift 33 greift in .die Schraubennut 34 eines Hebels 35 ein,-der auf
einer festen Stange 36 (Fig. 2) drehbar, aber nicht verschiebbar gelagert ist.
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Im Ende des Hebels 35 (Fig. 2 und 3) befindet sich ein längs verschiebbarer
Bolzen 37, der durch eine Feder gegen den Kopf einer Sperrklinke 38 gepreßt wird.
Diese Sperrklinke ist im einen Ende des Hebels 8 (Fig.2) drehbar gelagert und verriegelt
mit einer Nut 39 die auf gemeinsamer Achse sitzenden Hebel 8 und 9. Beide Hebel
drücken mit Nasen 55, 56 auf die zugehörigen federnden Steuerbolzen 40 und 41 des
Schaltwerkes 42.
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Am Steuerbolzen 40 (Fig. 5) des Schaltwerkes ist eine schwenkbare
Schaltklinke 43 gelagert, die in ein Schaltrad 44 des Gehäuses 42 eingreift. Das
Rad 44 ist bestrebt, durch Vermittlung einer Drehfeder sich im Uhrzeigersinn zu
drehen. Hieran wird es gehindert durch eine zweiarmige Sperrklinke 45, die im Gehäuse
42 schwenkbar gelagert,ist. Der zweite Arm der Sperrklinke 45 greift in eine Nut
46 des federnden Bolzens 41 ein. An dem Schaltrad 44 befindet sich ein Anschlag
47, der sich bei Ausschwingen der Schalt- bzw. Sperrklinken 45 und 43, also auch
beim Drehen des Rades 44 im Uhrzeigersinn gegen einen ortsfesten Anschla948 des
Gehäuses 42. legt. An der Innenwand des Gehäuses 42 ist ein elektrischer Kontakt
49 vorgesehen, welcher bei Drehung -des Rades 44 entgegen dem Uhrzeigersinn durch
den Anschlag 47 unterbrochen wird. Die Arbeitsweise der geschilderten Anordnung
ist folgende: Sobald eine der Werkstoffstangen so weit aufgebraucht ist, daß aus
ihr kein Werkstück mehr angefertigt werden kann, ist die Vorschubpatrone 17 in ihrer
zurückgezogenen Stellung von dem Stangenrest abgeglitten. Das findet statt in der
Spindelstellung 50 (Fig.4). Die Spindeltrommel schaltet aber im Uhrzeigersinn weiter.
Ist die Werkstückspindel in Stellung 51 angekommen, so wird, wie noch näher zu schildern
sein wird, bewirkt, daß bei der Trommelschaltung von der Spindelstellung 51 nach
5o keine Losspannung des Stangenrestes 52 (Fig. 2) erfolgt.
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Während der Drehung der Hauptsteuerwelle 4 im Arbeitsgang wird auf
kurze Zeit der im Bildfelde der Fig.2 untenliegende Arm des Hebels 3o durch Eintreten
in eine Aussparung 53 der Trommel 3 z freigegeben, so daß die stärkere Feder 29
die Stange 24 mit dem Hebel 27 samt ,der reit letzterem in Eingriff stehenden Vorschubpatrone
17 entgegen der Kraft der schwächeren Feder 22 nach links -verschiebt. Dieses 'Verschieben
der Stange 24 ist aber nur möglich, wenn die Vorschubzange r8 der Patrone 17 den
Stangenrest 52 nicht mehr umschließt. Ist ein solcher Zustand jedoch noch nicht
eingetreten, dann vermag die Feder 29 die Stange 24 trotz Freigabe nicht nach links
zu schieben, weil die Haltekraft der federnden Vorschubzange 18 auf der Werkstoffstange
bedeutend größer ist als die Kraft der Feder 29. Durch die Längsbewegung der Stange
24 nach links wird der Stift 33 (Fig. 3) mittels der Schraubennut 34 den Hebel 35
um einen gewissen Winkel ausschwenken. Der Federbolzen 37 wird dabei unter den Ansatz
54 der Sperrklinke 38 springen. Bei dem nun folgenden Zurückschwenken des Hebels
35 wird die Sperrklinke 38 um ihren Drehpunkt hochgehoben, wodurch Hebel 8 von Hebel
9 (Fig.2) abgekuppelt wird. Das Hochheben der Sperrklinke 38 wird bewirkt durch
Wiederherausschwingen des Hebels 3o aus der Aussparung 53 in der Trommel
31; die Stange 24 wird hierbei auch wieder nach rechts geschoben, und der
Steuerteil 32 wird den Arm des Hebels 3,5 nach oben zurückbewegen. Durch
die Rechtsverschiebung der Stange 24 und die Leerbewegung des oberen Endes des Hebels
8 sinkt die- frei gewordene Klinke 38 auf den Hebel 9 herab; durch Einfallen der
Nut 39 in das obere Ende des Hebels 9 wird dabei auch die Verriegelung der Hebel
$, 9 wiederhergestellt.
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Dadurch, daß der Hebel 8 von 9 (Fig.4) entkuppelt wurde, hat die Spannkurve
6 in der Trommel 5 keinen Einfluß mehr auf das Öffnen der Spannzange; vielmehr schwing!:
der Hebel 8 lose um seine Drehachse. Das hat zur Folge, daß der Stangenrest
52 in seiner Spindel ständig festgespannt bleibt, während die weiter hin
und her gehende Vorschubzange 18 keinen Einfluß auf das Reststück hat. Sobald eine
folgende Werkstoffstange aufgearbeitet worden ist, wiederholt sich der beschriebene
Vorgang, bis alle Stangenreste von den geschlossen bleibenden Spannzangen erfaßt
sind, ohne Schäden anrichten zu können.
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Das Schaltwerk 42 (Fig: 2 und 5) dient dem Zweck, die Maschine stillzusetzen,
wenn alle Werkstoffstangen aufgearbeitet sind. Es arbeitet wie folgt: Solange alle
Stangen noch genügend lang sind, werden die Nasen 55 und 56 (Fig.2) der Hebel 8
bzw.9 nach unten gedrückt, da die Hebel durch die Sperrklinke 38 ja miteinander
gekuppelt sind. Es werden also auch die Steuerbolzen 40 und 41 (Fig. 5) nach unten
gedrückt, wobei der längere Bolzen 41 etwas voreilt. Dabei wird zunächst mittels
einer Nut 57 im Bolzen 41 die mit einer -der Nut'57- entsprechenden Nase versehene
Schaltklinke 43 aus der Zahnung des Rades 44 abgehoben ;'bei dem gleich hierauf
folgenden
Niederdrücken des Bolzens 4o kann das Rad 44 also nicht gedreht werden. Hierbei
wird angenommen, daß der Anschlag 47 des Rades 44 am festen Anschlag 48 anliegt,
das Rad also in seiner Anfangsstellung steht.
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Anders werden die Vorgänge, wenn eine Werkstoffstange zu kurz geworden
ist. In diesem Falle wird lediglich der Hebel 8, ohne ein Entspannen zu bewirken,
mittels der Nase 55 den Bolzen 40 nach unten drücken. Hierdurch wird Rad 44 um einen
Zahn entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wobei Sperrklinke 45 das Rad in dieser
Stellung festhält. Kommt nun wieder ein ausreichend langes Stangenende, so werden
beide Bolzen 4o und 41 nach unten gedrückt. Mittels der :Tuten 57 und 46 im Bolzen
41 wird jetzt, wie schon beschrieben, durch Abheben der beiden Schalt- bzw. Sperrklinken
43 und 45 das Rad 44 ganz freigegeben, d. h. es wird in seine Ausgangsstellung zurückschnellen.
Ersteres geschieht auch dann, wenn bereits über mehrere Zähne geschaltet war, also
bereits mehrere Werkstoffstangen in ununterbrochener Spindelfolge zu kurz waren.
Erst wenn sämtliche Werkstoffstangen zu kurz geworden :sind, wird die Sperrung durch
Inruhebleiben des Bolzens 41 nicht mehr freigegeben, vielmehr erfolgt durch Herunterdrücken
allein des Bolzens 40 ein Drehen des Rades 44 um jeweils einen Zahn entgegen dem
Uhrzeigersinn. Nach einer gewissen Anzahl von Schaltschritten der Spindeltrommel
entsprechend der Spindelzahl, stößt der Anschlag 47 gegen die elektrische Kontaktfeder
58 und unterbricht dadurch den Kontakt 49, wodurch über einen Motorselbstschalter
die Maschine stillgesetzt ist.
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Soll mit der beschriebenen Einrichtung gleichzeitig außer der Spannzangenbetätigung
die Werkstoffstangenvorschubbewegung stillgesetzt werden, so sind gemäß Fig. 6 bis
9 in der Hauptsache folgende Elemente vorgesehen Am Bett i (Fig. 6 und 8) befindet
sich, auf dem Bolzen 61 drehbar gelagert, der Hebel 62. Dieser wird mittels der
fest auf der längs verschiebbaren, nichtdrehbaren Stange 24 (Fig. 7) sitzenden Muffe
63 ausgeschwenkt. Am unteren Ende des Hebels 62 befindet sich eine schräge Steuerfläche
65 (Fig. 8). Die auf der Hauptsteuerwelle 4 (Fig.6 und 9) sitzende Kurventrommel
5 für die Spann- und Vorschubkurv en ist in diesem Falle lose gelagert. Neben dieser
Trommel 5 sitzt aber fest auf der Hauptsteuerwelle 4 ein Flansch 68, und in diesem
befindet sich ein unter Federdruck stehender, radial verschiebbarer Sperriegel 69,
der mit seiner im Bildfelde der Fig. 7 linken Hälfte in eine Nut des Randes der
Kurventrommel 5 eingreift. Die rechte Hälfte des Sperriegels 69 läuft oben in eine
Nase aus, die je nach Stellung des Hebels 62 (Fig.8) gegen dessen schräge Steuerfläche
65 läuft oder sie nicht berührt.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Sobald
eine der Werkstoffstangen bis auf einen zu kleinen Rest aufgearbeitet ist, wird,
wie bei der zuerst behandelten Ausführung bereits ausführlich dargelegt wurde, die
Stange 24 im Bildfelde der Fig. 7 infolge ihrer Freigabe etwas nach links geschoben.
Der untere Arm des Hebels 62 ist dadurch nach rechts ausgeschwenkt worden, so daß
die schräge Steuerfläche 65 in den Bereich der Nase des Sperriegels 69 kommt. Im
Verlauf der Drehung der Hauptsteuerwelle 4 wird der Riegel 69 nach einwärts gedrückt
und dadurch die Kurventrommel 5 zum Flansch 68 entkuppelt. Es tritt also weder der
Spann- noch der Vorschubmechanismus in Wirksamkeit.
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Gelangt jedoch nach der nächsten Kurventrommelumdrehung infolge eines
ausreichend langen Werkstoffstangenrestes der Hebel 62 nicht in die Bahn des Riegels
69, so vermag der Riegel 69 wieder in die Nut der KurventrOmmel5 einzuspringen.
In diesem Falle findet also der Spann- und Vorschubvorgang statt.