DE1477897C3 - Werkstuckspindelantrieb fur einen Mehrspindel Drehautomaten - Google Patents

Description

lichkeit gegeben, ursprünglich mit nur einem einzigen, allen Werkstückspindeln gemeinsamen Arbeitsantrieb ausgestattete Maschinen mit dem erfindungsgemäßen zweiten Arbeitsantrieb auszustatten und diesen zweiten Antrieb jeder beliebigen Spindellage zuzuordnen, wie es auch möglich ist, einige Spindellagen des Drehautomaten mit je einem erfindungsgemäßen zweiten Arbeitsantrieb auszustatten. Schließlich werden durch die Anordnung eines nach der Erfindung ausgebildeten zweiten Arbeitsantriebes die Abmessungen und das Gewicht der Spindeltrommel nicht nennenswert erhöht, so daß die Schaltgeschwindigkeit der Spindeltrommel nicht verringert zu werden braucht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform fluchtet die Abtriebswelle des zweiten Arbeitsantriebes mit dem hinteren Ende einer Werkstückspindel, ist ferner axial verschiebbar und mittels einer formschlüssigen Kupplung mit dieser Spindel kuppelbar. Diese Anordnung eignet sich insbesondere für Mehrspindel-Drehautomaten zur Ausführung von Futterarbeiten und ermöglicht eine verhältnismäßig einfache Ausgestaltung des zweiten Arbeitsantriebes sowie durch den dadurch erzielten kurzen Kraftweg die Ausführung besonders schwerer Zerspannungsarbeiten.

Durch die Ausbildung der vorerwähnten formschlüssigen Kupplung als Zahnkupplung und die Zuordnung einer Synchronisiereinrichtung zu dieser Zahnkupplung ist ferner die Möglichkeit gegeben, eine vorher mit dem ersten Arbeitsantrieb der Maschine gekuppelte Werkstückspindel ohne zwischenzeitliches Stillsetzen mit dem zweiten Arbeitsantrieb zu kuppeln.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Werkstückspindelantrieb ausgestatteten Mehrspindel-Futter-Drehautomaten,

F i g. 2 einen nach der Erfindung ausgebildeten zweiten Arbeitsantrieb teils in Seitenansicht und teils im Längsschnitt.

Nach F i g. 1 besteht der zentral an die Spindeltrommel 6 herangeführte Arbeitsantrieb aus einem Motor 1, Wechselrädern 2, einer durch den Arbeitsraum der Maschine hindurchgeführten Zentralwelle 3 und einem innerhalb der Spindeltrommel 6 auf der Zentralwelle 3 befestigten Zentralrad 4, das ständig mit auf den Werkstückspindeln 7 festsitzenden Zahnrädern 5 im Eingriff steht. Zwischen den Zahnrädem 5 und den sie tragenden Werkstückspindeln 7 sind Lamellenkupplungen 37 vorgesehen, durch die die Zahnräder 5 mit den Werkstückspindeln 7 kuppelbar und einzeln von diesen abkuppelbar sind.

Außer dem vorstehend beschriebenen, zentral an die Spindeltrommel 6 herangeführten Arbeitsantrieb ist ein zweiter Arbeitsantrieb zur Erzielung von vom ersten Arbeitsantrieb unterschiedlichen Spindeldrehzahlen vorgesehen. Dieser zweite Arbeitsantrieb weist einen eigenen Motor 8 auf, der dem Arbeitsraum entgegengesetzten Seite des Spindelkastens ortsfest angeordnet und über eine Abtriebswelle 14 mit jeweils einer der Werkstückspindeln 7 kuppelbar ist. Der zweite Arbeitsantrieb weist ferner zwei Wechselräder 9 und 10 auf, mit deren Hilfe die Drehzahl der Abtriebswelle 14 in einem weiten Bereich veränderbar ist. Das Wechselrad 10 sitzt fest auf einer Welle 11, die außerdem ein Zahnrad 12 trägt, das seinerseits ständig mit einem mittels einer Mutter 17 auf der Welle 14 befestigten Zahnrad 13 im Eingriff steht.

Die Abtriebswelle 14 ist mittels eines Kugellagers 18 in einer Buchse 19 gelagert, die ihrerseits axial verschieblich, aber undrehbar in einer im Maschinengestell festliegenden Flanschhülse 20 gelagert ist. Der Außenring des Kugellagers 18 ist durch eine Mutter 21 in der Buchse 19 festgeklemmt. Die Buchse steht mit einem Ende eines durch einen Schlitz der Flanschhülse 20 hindurchgeführten zweiarmigen Hebels 22 im Eingriff, dessen anderes Ende mit der Stange eines in einem Hydraulikzylinder 44 angeordneten Kolbens verbunden ist.

Auf dem der Werkstückspindel 7 zugewandten Ende der Welle 14 ist das Teilstück 15 einer formschlüssigen Kupplung befestigt, das in einer Bronzebuchse 24 gelagert ist. Die Buchse 24 ist in der Hülse 25 einer Konuskupplung angeordnet, die ihrerseits in einer Bronzebuchse 26 des Maschinengestells gelagert ist. Eine weitere Lagerung erfährt die Hülse 25 durch einen an ihr befestigten Ring 27, der mittels zweier Axialkugellager 28 und 29 drehbar mit der Flanschhülse 20 verbunden und durch eine Mutter 30 gegen Axialverschiebung gegenüber der Hülse 20 gesichert ist.

Die Hülse 25 der Konuskupplung trägt auf ihrem der Werkstückspindel 7 zugewandten Ende einen Bronzekonus 31 und besitzt einen Zahnkranz 32, der mit einem auf der Welle 11 angeordneten Zahnrad 33 im Eingriff steht. Dieses Zahnrad 33 ist durch eine Überholkupplung 34 mit der Welle 11 verbunden und durch zwei mittels Radialkugellager auf der Welle 11 abgestützte Deckel 35 und 36 in seiner Lage fixiert.

Die den Konus 31 tragende Hülse 25 ist über die Getriebewelle 11 und die Überholkupplung 34 mit einer Drehzahl antreibbar, die etwas niedriger ist als die der Abtriebswelle 14.

Auf dem hinteren Ende jeder Werkstückspindel 7 ist ein als Zahnkranz ausgebildetes Zahnkupplungs-Teilstück 16 befestigt. Ferner ist auf jeder Werkstückspindel 5 eine Lamellenkupplung 37 vorgesehen. Diese Lamellenkupplungen 37 werden durch auf den Spindeln 7 axial verschiebliche, drehfest mit den Spindeln verbundene Schalthülsen 38 betätigt.

Gemäß F i g. 2 ist eine Schalthülse 38 an ihrem hinteren Ende mit einem Innenkonus 39 versehen, der bei Verschiebung der Schalthülse 38 nach außen den Konus 31 der Kupplungshülse 25 übergreift. Ferner ist jede Schalthülse 38 mit einer Nut 40 versehen, in die beim Einschwenken einer Werkstückspindel 7 vor die Abtriebswelle 14 des zweiten Arbeitsantriebes eine Mitnahmerolle 41 eingreift, die auf einer im Maschinengestell axial verschieblich gelagerten Achse 42 drehbar angeordnet ist.

Wird durch Weiterschalten der Spindeltrommel eine Werkstückspindel 7 vor die Abtriebswelle 14 des zweiten Arbeitsantriebes geschwenkt, so kommt die Mitnahmerolle 41 mit der Nut 40 der auf der Spindel 7 befestigten Schalthülse 7 in Eingriff. Wird jetzt der in einem Hydraulikzylinder 43 angeordnete und mit der Achse 42 gekuppelte Kolben derart gesteuert, daß die Achse 42, die Mitnahmerolle 41 und damit die Schalthülse 38 zur Abtriebswelle 14 hin verschoben werden, so kommt der Außenkonus 31 der Kupplungshülse 25 mit dem Innenkonus 39 der Schalthülse 38 zum Eingriff. Dadurch wird der

Werkstückspindel 7 die Drehzahl der Hülse 25 und damit die der Abtriebswelle 14 erteilt. Gleichzeitig wird durch diese Verschiebung der Schalthülse 38 die Lamellenkupplung 37 gelöst und damit die Werkstückspindel 7 von dem Arbeitsantrieb für die s allen Spindeln gemeinsame^ Drehzahl entkuppelt.

Die Zähne der Teilstücke 15 und 16 der Zahnkupplung rotieren jetzt mit einer geringen Relativdrehzahl voreinander her. Wenn nun dem vorderen Teil des Hydraulikzylinders 44 Druckmittel zügeführt wird und damit über den Hebel 22, die Buchse 19 und das Kugellager 18 die Abtriebswelle 14 und das auf dieser befestigte Teilstück 15 der Zahnkupplung zur Werkstückspindel 7 hin axial verschoben werden, so kommen die Teilstücke 15 und 16 der Zahnkupplung miteinander in Eingriff. Da die der Werkstückspindel 7 über die Überholkupplung 34 und die Reibungskupplung 25, 31, 38, 39 erteilte Drehzahl nur etwas niedriger ist als die Drehzahl der Abtriebswelle 14, ist das Einrücken der formschlüssi- ao gen Kupplung 15, 16 absolut betriebssicher. Mit dem Einrücken dieser Kupplung erhält die Spindel 7 die Drehzahl der Abtriebswelle 14. Gleichzeitig wird diese Drehzahl über. die Reibungskupplung dem Zahnrad 33 aufgezwungen, so daß die Überholkupplung 34 zur Wirkung kommt.

Stellt man den zweiten Arbeitsantrieb so ein, daß dessen Abtriebswelle 14 mit der gleichen Drehzahl umläuft wie die auf den Werkstückspindeln gelagerten Zahnräder 5 und verschiebt nach dem vorerwähnten Einschalten des zweiten Arbeitsantriebes die Hülse 28 der Reibungskupplung durch Umsteuerung der Druckmittelzufuhr zum Zylinder 43 wieder rückläufig, d.h. zur Lamellenkupplung 37 hin, so wird der von der Zentralwelle 3 abgeleitete erste Arbeitsantrieb zusätzlich eingeschaltet. Auf diese Weise ist eine besonders große Zerspannungsleistung erzielbar, die der Gesamtleistung der beiden Antriebsmotoren 1 und 8 entspricht.

Naturgemäß sind die Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung durch das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht erschöpft. So ist es beispielsweise möglich, dem zweiten Arbeitsantrieb an Stelle der Wechselräder 9 und 10 ein stufenlos regelbares Getriebe zuzuordnen. Ferner ist es möglich, als Antriebsmotor für den zweiten Arbeitsantrieb einen stufenlos regelbaren Gleichstrommotor zu verwenden. In beiden Fällen kann die von der gemeinsamen Spindelzahl unterschiedliche und unabhängige Drehzahl des zweiten Arbeitsantriebes auch während der Arbeit der betreffenden Werkstückspindel geändert werden. Steuert man diese Drehzahländerung beispielsweise durch ein Potentiometer, so ist beispielsweise bei Plandreharbeiten eine konstante Zerspanungsleistung erzielbar.

Die formschlüssige Kupplung 15, 166 wird vorzugsweise als Einzahnkupplung ausgebildet. Dadurch ist eine winkeltreue Übertragung der Drehbewegungen von der Abtriebswelle 14 des zweiten Arbeitsantriebes auf die damit gekuppelte Werkstückspindel 7 gewährleistet, was bei der Zusammenarbeit mit synchronlaufenden Vorrichtungen sehr wichtig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 nengestell axial verschiebbar gelagerten Achse Patentansprüche: (42) angeordnet ist, die mit einem in einem Hydraulikzylinder (43) angeordneten Steuerkolben

1. Werkstückspindelantrieb für einen Mehr- in Wirkverbindung steht.
spindel-Drehautomaten, bei dem die in einer 5

drehschaltbaren Trommel gelagerten Werkstückspindeln von einem zentral an die Spindeltrom-

mel herangeführten ersten Arbeitsantrieb für eine
allen Spindeln gemeinsame Drehzahl einzeln abkuppelbar sind und bei dem mindestens ein mit io Die Erfindung betrifft einen Werkstückspindelaneinem Drehzahlwechselgetriebe versehener, trieb für einen Mehrspindel-Drehautomaten, bei dem außerhalb des Spindelkastens angeordneter zwei- die in einer drehschaltbaren Trommel gelagerten ter Arbeitsantrieb zur Erzielung von vom ersten Werkstückspindeln von einem zentral an die Spindel-Arbeitsantrieb unterschiedlichen Spindeldrehzah- trommel herangeführten ersten Arbeitsantrieb für len vorgesehen ist, dadurch gekenn- 15 eine allen Spindeln gemeinsame Drehzahl einzeln abzeichnet, daß der zweite Arbeitsantrieb einen kuppelbar sind, und bei dem mindestens ein mit eigenen Antriebsmotor (8) aufweist und auf der einem Drehzahlwechselgetriebe versehener, außerdem Arbeitsraum entgegengesetzten Seite des halb des Spindelkastens angeordneter zweiter Ar-Spindelkastens angeordnet und über seine Ab- beitsantrieb zur Erzielung von vom ersten Arbeitsantriebswelle (14) mit einer der Werkstückspindeln 20 trieb unterschiedlichen Spindeldrehzahlen vorgese-(7) kuppelbar ist. hen ist.

2. Werkstückspindel-Antrieb nach Anspruch 1, Bei einem bekannten Werkstückspindelantrieb diedadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle ser Art ist für beide Arbeitsantriebe ein gemeinsamer (14) des zweiten Arbeitsantriebs axial verschieb- Antriebsmotor vorgesehen, und die Abtriebswellen bar ist und mit dem hinteren Ende einer Werk- 25 beider Antriebe sind von der dem Spindelständer abstückspindel (7) fluchtet und mittels einer form- gewandten Seite des Arbeitsraumes aus durch diesen schlüssigen Kupplung (15, 16) mit dieser kuppel- Raum hindurch zentral in die drehschaltbare Spinbar ist. deltrommel eingeführt und weisen infolge ihrer da-

3. Werkstückspindel-Antrieb nach Anspruch 2, durch bedingten beträchtlichen Länge nur eine verdadurch gekennzeichnet, daß der als Zahnkupp- 30 hältnismäßig geringe Steifigkeit auf, so daß die den lung — vorzugsweise als Einzahnkupplung — Werkstückspindeln durch diese Abtriebswellen zugeausgebildeten, formschlüssigen Kupplung (15, führte Leistung begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil 16) eine Synchronisiereinrichtung zugeordnet ist. dieses bekannten Werkstückspindelantriebes besteht

4. Werkstückspindel-Antrieb nach Anspruch 3, darin, daß durch die Abtriebswelle des zweiten Ardadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisier- 35 beitsantriebes bei der Fertigung eines Werkstückes einrichtung aus einer Reibungskupplung (25, 31, jeweils nur eine bestimmte, allen Werkstückspindeln 38, 39) besteht, deren eine Hälfte von jeweils gemeinsame Drehzahl zugeführt werden kann. Fereiner auf den Werkstückspindeln (7) drehfesten, ner sind die Mittel zum wahlweisen Ein- und Ausjedoch axial verschiebbaren Schalthülse (38, 39) schalten beider Arbeitsantriebe in der Spindeltrombesteht und deren andere Hälfte aus einer ko- 40 mel untergebracht, wodurch sich zwangsläufig gröaxial über der Abtriebswelle (14) des zweiten Ar- ßere Abmessungen und ein höheres Gewicht der beitsantriebes drehbar, aber axial nicht ver- Spindeltrommel ergeben, und somit die Schaltgeschiebbar gelagerten Hülse (25, 31) gebildet ist, schwindigkeit der Spindeltrommel entsprechend verdie von einer Getriebewelle (11) des zweiten Ar- ringert werden muß. Außerdem läßt sich bei dem bebeitsantriebes unter Zwischenschaltung einer 45 kannten Werkstuckspindqlantrieb der zweite Arbeits-Überholkupplung (34) mit einer Drehzahl an- antrieb nicht nachträglich an die Maschine anbauen, treibbar ist, die etwas niedriger ist als die der Ab- da er mit dem ersten Arbeitsantrieb eine bauliche triebswelle (14) des zweiten Arbeitsantriebes. Einheit bildet.

5. Werkstückspindel-Antrieb nach Anspruch 4, Der Erfindung liegt daher im wesentlichen die dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schalthülse 50 Aufgabe zugrunde, für einen Werkstückspindelan-(38, 39) der Reibungskupplung wechselweise trieb der eingangs erwähnten Art einen zweiten Arauch die Hauptantriebskupplung (37) der Werk- beitsantrieb zu schaffen, der die Auswahl an möglistückspindel betätigbar ist. chen Spindeldrehzahlen in einer Spindellage be-

6. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 trächtlich vergrößert und die Ausführung schwerer bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebs- 55 und schwerster Zerspannungsarbeiten an dem in welle (14) des Getriebes in einer Buchse (19) diese Spindel eingespannten Werkstück ermöglicht,
drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert ist, Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgedie ihrerseits in einem im Maschinengestell befe- maß darin, daß der zweite Arbeitsantrieb einen eigestigten Hülse (20) axial verschiebbar gelagert und nen Antriebsmotor aufweist und auf der dem Arüber einen Hebel (22) mit einem in einem Hy- 60 beitsraum entgegengesetzten Seite des Spindelkastens draulikzylinder (44) angeordneten Steuerkolben angeordnet sowie über seine Abtriebswelle mit einer gekuppelt ist. der Werkstückspindeln kuppelbar ist.

7. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 Durch diese Ausbildung und Anordnung des zweibis4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- ten Arbeitsantriebes ist nicht nur die Auswahl an hülse (38) eine Ringnut (40) aufweist, in die bei 65 möglichen Spindeldrehzahlen in einer Spindellage koaxial zur Ausgangswelle (14) des Getriebes beträchtlich vergrößert und die Ausführung schwerer verlaufender Werkstückspindel (7) eine Rolle und schwerster Zerspannungsarbeiten in dieser Spin-(41) eingreift, die drehbar auf einer im Maschi- dellage ermöglicht, sondern darüber hinaus die Mög-