DE2103776A1

DE2103776A1 - Mehrspindelige automatische Werkzeug maschine

Info

Publication number: DE2103776A1
Application number: DE19712103776
Authority: DE
Inventors: Harold James Coventry Warwickshire Gilbert (Großbritannien) M B23q 5 22
Original assignee: Wickman Machine Tool Sales Ltd
Current assignee: Wickman Machine Tool Sales Ltd
Priority date: 1970-01-31
Filing date: 1971-01-27
Publication date: 1971-09-02
Also published as: GB1340854A; US3744354A; FR2077176A5

Description

WICKMAN MACHINE TOOL SALES LIMITED,

Banner Lane, Tile Hill, Coventry, Warwickshire, Grossbritannien

Mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine mit den Arbeitsspindeln entsprechenden Antrieben und Kupplungen.

Bei derartigen Werkzeugmaschinen ist es üblich, daß die Antriebe für jede der Arbeitsspindeln eine Kupplung enthalten, die während geeigneter Abschnitte des Arbeitsablaufs der Maschine in Eingriff und außer Eingriff gebracht werden können, um die jeweilige Spindel je nach Erfordernis anzutreiben oder anzuhalten.

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Für diesen Zv/eck wurden mechanische Kupplungen verwendet; neben den hierfür benötigten komplexen Eetätigungsmitteln bestehen Nachteile in Bezug auf die erreichbare Steuergenauigkeit. Es wurden auch elektrische Kupplungen vorgesehen, doch Kupplungen dieser Art und der erforderlichen Leistung fallen verhältnismäßig.groß aus und lassen sich in der Trommel, in welcher die Arbeitsspindeln der Maschine vorgesehen sind, nur schwer unterbringen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrspindel!ge automatische Werkzeugmaschine mit einer besonders geeigneten und wirksamen Art und V/eise des Spindelantriebes zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine mit Antriebsmechanismen für die entsprechenden Arbeitsspindeln derart ausgeführt wird, daß die Antriebe wenigstens mit einer hydraulisch betätigten Kupplung ausgeführt sind.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:

Figur 1 eine Querschnittsansicht einer nach den Merkmalen der Erfindung ausgeführten Werkzeugmaschine,

Figur 2 eine Ansicht entsprechend der Schnittlinie 2-2 der Figur 1, wobei einige Einzelheiten aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind, und

Figur 3 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung von Teilen der mit einer der Spindeln verbundenen Kupplung.

Die Werkzeugmaschine, von welcher ein geeigneter Abschnitt dargestellt ist, ist eine mehrsρindeIige automatische Werkzeugmaschine mit einer Grundplatte Λ^ auf welcher zwei beab-

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standete Aufbauten 11 und 12 angeordnet sind. Die Aufbauten 11 und 12 sind durch eine Brücke 13 miteinander verbunden.

Der Aufbau 11 nimmt den zu beschreibenden Antrieb auf, während im Aufbau 12 eine Trommel 14 mit einer Verlängerung drehbar angeordnet ist, in welcher sich bei diesem Ausführungsbeispiel sechs Spindeln in gleichwinklig beabstandeter Anordnung um die zentrale Trommelachse befinden. Zwei oder mehr Schlitten einschließlich ihrer zugehörigen Mechanik sind bei der Werkzeugmaschine vorgesehen, doch wurden sie in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht wiedergegeben.

Von den sechs Spindeln 17 ist jede mit einem Versorgungsrohr 15 ausgeführt, welches sich in einer Klemmhülse 16 befindet, die mit Einspannbacken 16a endigt. Jede Spindel 17 ist hohl ausgeführt und mittels der Lager 18 in der Trommel 14 gelagert. Das Versorgungsrohr 15 kann stabförmiges Material aufnehmen, das durch die Einspannbacken vorgeschoben und darin festgehalten werden kann, so daß man daran einen oder mehrere Bearbeitungsvorgänge ausführen kann.

In der Trommel 14 ist im Lager 19 die rohrförmige Antriebswelle 21 gelagert. Sie befindet sich in einer Hülse 79, die am einen Ende der Trommel 14 befestigt ist. Das andere Ende ist in einem im Aufbau 11 angeordneten Lager 81 abgestützt. Die Antriebswelle 31 trägt an ihrem von der Trommel 14 entfernten Ende ein Zahnrad 82, das mit einem Antriebsrad 8 3 kämmt, welches seinerseits in zeichnerisch nicht dargestellter Weise über ein geeignetes Getriebe von einem im Aufbau 11 vorgesehenen Antrieb angetrieben ist. An ihrer in der Trommel 14 liegenden Ende trägt die Antriebswelle 21 ein Zahnrad 22, welches mit sechs mit den entsprechenden Spindeln 17 verbundenen Zahnrädern kämmt. Figur 1 zeigt ein derartiges Zahnrad

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am einen Teil 24 einer Kupplungsmechanik, die zu einer der Spindeln 17 gehört, wobei-das Teil 24 auf der Spindel 17 mittels des Lagers 27 angeordnet ist. Ein weiteres gleiches Teil 25 ist gleichfalls auf der Spindel 17 mittels Lager 26 angeordnet.

Auf der Spindel 17 ist eine Hülse 29 aufgekeilt. Der Keil trägt das Bezugszeichen 30. Weiterhin ist ein die Hülse 29 konzentrisch umgebendes Teil 31 vorgesehen. Da die Hülse 29 mit der Spindel 17 verkeilt ist, rotiert sie im Teil 31. Der Keil 30 sichert gleichfalls ein Paar Kupplungsringe 33 und 34 auf der Spindel 17, wobei auf jeder Seite der Hülse 2 9 einer vorgesehen ist. Jeder Kupplungsring 33, 34- trägt einen Ring 35, 36. Auf dem Kupplungsring 33 und dem Ring 35 ist ein ringförmiger Kolben 37 axial verschieblich. Gleichfalls ist auf dem Kupplungsring 34 und dem Ring 3 6 ein gleicher Kolben 38 angeordnet, wie Figur 3 zeigt. Jeder der Kolben 37 und 38 ist gegenüber den konzentrischen zylindrischen Oberflächen der Kupplungsringe 33, 34 und den Ringen 35 und 36 mittels Dichtungen 39 abgedichtet.

Das Teil 31 hat zwei Einlaßöffnungen 40, 4-1, durch die eine Verbindung über ringförmige Nuten 41a und Durchtritte 42 im Ring 29 und weitere Durchtritte 4 3 in den entsprechenden Kupplungsringen 33 und 34· mit Spalten geschaffen wird, die in Figur 3 mit 44 bezeichnet wird. Der Eintritt von Druckflüssigkeit bewirkt, daß der Kolben 38 sich nach links verschiebt, wie aus den Figuren 1 und 3 erkennbar ist. Der andere Kolben 37 kann unabhängig davon in gleicher Weise durch Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit über die andere Leitungsanordnung verschoben werden. Die Außenflächen jedes der Kupplungsringe 33, 34 sind für den Eingriff mit inneren Ausbildungen eines entsprechenden Satzes von Kupplungsplatten 45, 46 genutet. Eine in Figur 3 erkennbare Endplatte 4-7 dient

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hierfür als Druckplatte. Zwischen die Platten 45, 46 sind entsprechende weitere Sätze von Kupplungsplatten 48, 49 gesetzt, wobei ein Satz im Eingriff mit dem Teil 24 und der andere Satz im Eingriff mit dem entsprechenden Teil 25 steht. Das Teil 25 ist mit einem Zahnrad 51 ausgeführt, welches in zeichnerisch nicht dargestellter Weise mit einem Räderwerk auf einer Zwischenwelle kämmt, die vom Zahnrad 2 auf der Antriebswelle 21 angetrieben ist. Dieses Räderwerk ermöglicht jedoch ein Geschwind!gkeitsverhältnis zwischen der zentralen Antriebswelle 21 und den einzelnen Spindeln 17, welches von demjenigen abweicht, daß durch das Kämmen des Getrieberades 22 mit dem Zahnrad 2 3 ermöglicht wird.

Der Kupplungsmechanismus, der mit dem Kolben 38 betätigt wird$ steht nur dann im Eingriff, wenn der Kupplungsmechanis- f mus mit dem Kolben 37 außer Eingriff ist und umgekehrt.

Jede Spindel 17 besitzt eine hydraulisch betätigte Bremsvorrichtungjbestehend aus inneren und äußeren Teilen 52, 5 3, mit denen entsprechende Sätze von Kupplungsplatten 54, 55 verbunden sind. Das innere Teil 52 ist mittels des Keiles 5 6 mit der Spindel 17 verkeilt, während das äußere Teil 5 3 verdrehungssicher mit dem Ende der Trommel 14 verbunden ist. Das Teil 53 bildet zusammen mit einem Ring 57 eine Kammer, die einen ringförmigen Kolben 58 aufnimmt, der gegen die Kupplungsplatten 54, 55 derart wirken kann, daß die Bremse in Eingriff gebracht wird, wenn Flüssigkeit durch jj eine öffnung 59 eintritt.

Der Zutritt der Flüssigkeit zu den Einlaßöffnungen 40, 41 und 59 erfolgt über in den Figuren 1 und 2 erkennbare Leitungen, Der Flüssigkeitszutritt zu den Kupplungen und zur Bremse erfolgt über die Leitungen 51, während der Flüssigkeitsaustritt über die Leitungen 62 stattfindet. Man erkennt in Figur 2 die Leitungsverzweigungen 61 und 62 für die entsprechenden Arbeitsspindeln,

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Die Zweigleitungen sind mit entsprechenden Kammern 63, 64 im Kupplungsteil 65 verbunden, welches sich an der Endplatte der Trommel 14 befindet.

Das Kupplungsteil 65 ermöglicht eine Verbindung zwischen den beiden Kammern 63, 64 mit zwei konzentrischen Durchtritten, die von den Rohrleitungen 66, 67 gebildet sind, welche konzentrisch verlaufen und sich durch das Innere der Antriebswelle 21 bis zu einem drehbaren Verbindungsteil 68 im Aufbau 11 der Werkzeugmaschine erstrecken. Im Gehäuse ist einerseits eine Versorgungsöffnung 69 vorgesehen, während der Austritt durch öffnungen 71 in der Wand des äußeren Rohres 67 in Nähe des drehbaren Anschlußteils 68 möglich ist.

Die Bremsen jeder Arbeitsspindel werden über weitere in Figur 1 dargestellte Leitungen 72 versorgt.

Für die Steuerung der Arbeitsweise der Kupplungen und Bremsen sind entsprechende Sätze von Ventilkolben 7 3 vorgesehen, die in mit dem Teil 31 jeder entsprechenden Spindel 17 verbundenen Ventilblöcken 74 angeordnet sind. Die Ventilblöcke 74 dienen auch der Aufnahme der Verbindungen zwischen den Rohrleitungen 61 und 6 2 mit dem Einlaßöffnungen 40 und 41 für den Zutritt der Flüssigkeit zu den Kupplungen und für den Austritt der Flüssigkeit aus diesen.

Die Ventilkolben 73 werden durch Sätze von Nocken 75 betätigt, die sich auf Armen 76 des Aufbaus 12 befinden. Wenn die Trommel 14 zwischen einer Winkelstellung und der nächsten eingestellt wird, gelangen die Ventilkolben 73 mit den Nocken 75 in Eingriff, um zeichnerisch nicht dargestellte Ventile in den Ventilblöcken 74 zu betätigen, die den Zutritt oder den Ausfluß von Flüssigkeit zu den Kupplungen steuern.

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Die Nocken 75 können so angeordnet werden, daß sie an geeigneten Ventilkolben 73 dann angreifen, wenn die Trommel ihre neue Stellung erreicht, oder alternativ dann, bevor diese Stellung erreicht wird. Im letztgenannten Fall öffnet die Betätigung eines Ventilkolbens das Ventil, welches dann offen bleibt, bis eine weitere Bewegung der Trommel stattfindet .

Eine andere Anordnung für die Betätigung der Ventilkolben ist auch der Figur 2 zu entnehmen. Dabei ist eine mittels Flüssigkeit zu betätigende Kolben-Zylindereinheit 7 7 mit

einem drehbaren Hocken 78 vorgesehen. Die Betätigung der j

Einheit 77 dreht den Nocken 78, um mit dem Ventilkolben 73 "

in Eingriff oder äußer Eingriff zu geraten. Bei dieser Anordnung kann ein Wechsel in der Arbeitsweise einer speziellen Spindel 17 erreicht werden, während die Trommel steht.

Die vorstehend beschriebenen Anordnungen ermöglichen die Steuerung der Spindelbetätigung der Werkzeugmaschine individuell in irgendeiner von mehreren Möglichkeiten, wobei die Kupplungsmechanik, obgleich sie sehr vielseitig ist, in der Trommel IH nur eine Minimum an Raum benötigt.

Die Mittel für den Zu- und Ablauf der Flüssigkeit durch das

Innere der Welle 21 können durch Rohrleitungen einer Pumpe a

ersetzt sein, die auf der Grundplatte 10 in Nähe der Trommel 14 befestigt ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Kupplungen und eine Bremse vorgesehen, doch bei einer anderen Ausführungsform können auch eine Kupplung und eine Bremse oder zwei Kupplungen und keine Bremse oder mehr als zwei Kupplungen Verwendung finden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

fl.yMehrspindeIige, automatische Werkzeugmaschine mit den Arbeitsspindeln entsprechenden Antrieben und Kupplungen, dadurch gekennzeichnet₃ daß die Antriebe wenigstens mit einer hydraulisch betätigten Kupplung ausgeführt sind.

2. Mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet} daß die auf einem Kreis mit gleichen Winkelabständen angeordneten Arbeitsspindelantriebe über ihre Getriebe mit einer zentral zu den Arbeitsspindeln (17) angeordneten Antriebswelle (21) verbunden sind.

3. Mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet_Λ daß jede Arbeitsspindel (17) einen Antrieb mit einem für den Eingriff mit einem Antrieb eingerichteten Eingang sowie ein unverdrehbar mit ihr verbundenes Teil und hiermit sowie mit dem Eingang verbundene Kupplungsplatten besitzt, wobei das mit der Arbeitsspindel (17) verbundene Teil eine Eintrittsöffnung für Druckflüssigkeit und einen Plohlraum für einen Kolben derart aufweist, daß der Eintritt von Druckflüssigkeit durch die Eintritts-Öffnung in den Hohlraum eine Kolbenverschiebung bewirkt, die die Kupplungsplatte in Lingriff mit dem Antrieb bringt.

H. Mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet₃ daß der Antrieb jeder Arbeitsspindel (17) ein Paar hydraulisch betätigter Kupplungen besitzt, von denen eine für den Antrieb mittels eines Zahnradsatzes und die andere mittels eines weiteren Zahnradsatzes mit einer vom ersteren Satz abweichenden Geschwindigkeitsübertragung eingerichtet ist.

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5. Mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet₃ daß jede Arbeitsspindel (17). mit einer hydraulisch betätigten Bremse ausgeführt ist.

6. Mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet_t daß sich die Arbeitsspindeln (17) auf einer drehbar in der Werkzeugmaschine angeordneten Trommel (14·) befinden, die Schalter (7 3, 74) für die Betätigung der entsprechenden hydraulisch- betätigten Kupplungen besitzt, wobei die Schalter (73, 74) mit weiteren Elementen (75) an einem Teil (76) der Werkzeugmaschine zusammen arbeiten, welches in Bezug auf die Trommel (14) ortsfest ist.

7. Mehrspindelige automatische Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet* daß die Antriebswelle (21) hohl ist j und daß sich hydraulische Zuführleitungen (66, 67) für die Flüssigkeitszufuhr zu den hydraulisch betätigten Kupplungen durch sie erstrecken.

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