DE2544074C2 - Vorrichtung an einem Mehrspindeldrehautomaten zum Einfräsen von Schlitzen in Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfräsen von Schlitzen, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches t angegeben ist.

Es handelt sich bei den hier in Betracht kommenden Werkstücken um Dübel; bei der o.g. Vorrichtung handelt es sich um eine Zusatzeinrichtung bei Mehrspindeldrehautomaten, auf denen diese Dübel gefertigt werden.

Da auf einem Mehrspindeldrehautomaten in aller Regel kein Platz für Sägen zum Einfräsen von Schlitzen sowie die Antriebseinrichtungen derartiger Sägen vorgesehen ist, sind nun Einrichtungen bekanntgeworden, die eine Abgreifeinrichtung aufweisen, die die Werkstücke greift und in eine Position transportiert, in der das Einfräsen der Schlitze durch mindestens eine Säge erfolgt (GB-PS 7 15 847). Allerdings ist dort nur eine Säge gezeigt

Zum Anbringen mehrerer Schlitze, insbesondere von vier kreuzförmig angeordneten Schlitzen ist die bekanntgewordene Maschine nicht eingerichtet

Aufgabe der Erfindung ist es, für mit mehreren Schlitzen, insbesondere drei oder mehr Schlitzen versehene Dübel eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sich trotz leichter

ίο Auswechselbarkeit der Werkzeuge und dadurch-üedingten kurzen Umrüstzeiten eine möglichst große Laufruhe und damit hohe Standzeiten der verwendeten Werkzeuge ergeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst

Es werden hier also eine der Zahl der einzufräsenden Schlitze entsprechende Zahl von Antriebseinheiten vorgesehen. Diese bestehen neben dem durch eine

Kreissäge gebildeten Werkzeug aus der diese tragenden Antriebsspindel, einem Schneckenrad und einer mit ihrer Achse zu diesem Schneckenrad senkrecht stehenden Schnecke. Gleichzeitig ist die Schnecke auf einer Welle angeordnet die an ihrem einen Ende einen steckfähigen Außensechskant aufweist Mit diesem Außensechskant kann jede Antriebseinheit mit der Kreissäge in den Innensechskant eines Zahnrades eingesteckt und somit besonders leicht ausgewechselt werden. Infolge der Tatsache, daß die Kreissägen als Fräswerkzeuge alle so angeordnet sind, daß ihre Achsen in einer Ebene liegen und daß ferner durch die Verbindung Schneckenrad/Schnecke eine Bewegungsumleitung um 90° erfolgt können die Antriebseinheiten in die Innensechskante von Zahnrädern eingesteckt werden, die ihrerseits wieder alle in einer Ebene liegen und somit in besonders einfacher Wei.se gemeinsam über Zahnräder angetrieben werden. Diese Verbindung sichert eine besonders hohe Laufruhe und damit bei hoher Schnittleistung gleichzeitig lange Standzeiten.

Die Steckfähigkeit ermöglicht es ferner in der dargestellten Weise, die Antriebseinheiten als solche in sehr kurzer Zeit auszuwechseln und dann entsprechend ohne Stillstand der Maschine für das Auswechseln vorzubereiten, da zu dieser auswechselbaren Antriebs-

« einheit die Kreissägen selbst gehören, die also an der Antriebseinheit bereits justiert werden können.

Aus der DE-PS 9 38 404 ist eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Einfräsen von schräg verlaufenden Nuten mittels Fingerfräser in drehangetriebene Werkstücke bekannt Diese Vorrichtung steht jedoch mit vorliegender Aufgabe in keinem näheren Zusammenhang und konnte die erfinderische Lösung nicht nahelegen.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 schafft eine Führungsvorrichtung, die zusätzliche Sicherheit und damit Exaktheit bei der Bearbeitung garantiert, in dem sie eine Führungshülse schafft, die den Dübel an seinem freien Ende (das nicht von der Abgreifeinrichtung erfaßt wird) umfaßt und, da gegen die Kraft einer Feder gelagert, mit dem Vorschub des Dübels zurückweicht, wobei die Kreissägen auf den Dübel, der von dem Führungsstift umfaßt wird, dennoch einwirken können, da der Führungsstift zu diesem Zwecke Schlitze aufweist.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß

M Anspruch 3 ermöglicht es, möglichst viele Aggregate des Mehrspindeldrehautomaten zu verwenden. Unter anderem soll das für die üblicherweise an einem Mehrspindeldrehautomaten vorgesehenen Antriebs-

weüen für Transport -und Halteeinrichtungen gelten. Im vorliegenden Falle ist jedoch der Abstand zwischen der maschinenseitig bereits üblicherweise vorgesehenen Antriebswelle und der Position, aus der die Abgreifeinrichtung den Dübel von einer Werkstückspindel 5 abnimmt, zu kurz. Dieser Abstand muß größer sein; entsprechend muß auch der Schwenkradius der Abgreifeinrichtung größer sein, um die geschilderten Elemente der Schlitzfräsvorrichtung unterbringen zu können. Zu diesem Zweck sieht Anspruch 3 vor, daß nicht die Antriebswelle selbst den Greiferarm dreht, sondern daß man den Schwenkradius dadurch verlängert, daß man ein Zahnrad an einer anderen Stelle vorsieht, welches jedoch durch die Antriebswelle angetrieben wird.

Insgesamt schafft die Erfindung eine geglückte Kombination verschiedener einzelner Merkmale, die besonders bei mit mehreren Schlitzen versehenen ring- oder zylinderförmigen Werkstücken, wie sie auf Mehrspindeldrehautomaten bearbeitet werden, eine kompakte Zusatzeinrichtung darstellt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Dübels;

Fig.2 eine Ansicht des Dübels nach Fig. 1, in Richtung der Pfeile H-II;

Fig.3 eine schernatische Draufsicht auf einen Mehrspindelautomaten;

F i g. 4 eine schematische Ansicht einer Abgreifeinrichtung, in Richtung der Pfeile IV-IV in F i g. 3; F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in F i g. 4; Fig.6 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Schlitzfräskopf;

Fig.7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6.

Die F i g. 1 und 2 zeigen als Beispiele von Werkstükken, die geschlitzt werden sollen, einen Dübel 1 mit vier Schlitzen 2. Die Herstellung des Dübels erfolgt auf einem Sechsspindeldrehautomat, wie er in Fig.3 in « Draufsicht schematisch dargestellt ist Auf einem Grundgestell befindet sich ein Trommelständer 3, der eine Trommel 4 mit sechs Werkstückspindeln 5 aufnimmt. Die Trommel 4 ist schrittweise drehbar, so daß die Werkstückspindeln 5 nacheinander die Positionen I bis VI einnehmen. In Fig. 3 sind drei Werkstückspindel 5 zu sehen die mit Indices entsprechend der Position-(IV, V, VI), in der sie sich gerade befinden, bezeichnet sind. Die Werkstückspindeln 5 nehmen die Werkstoffstangen 6 auf, aus denen die Dübel hergestellt wercten. Gegenüber den Werkstückspindeln 5 sind ortsfest sechs Werkzeugspindeln 7 angeordnet, von denen in Fig.3 zwei Werkzeugspindeln zu sehen sind Die eine davon hält den Gewindebohrer 8, die andere den Bohrer 9 zur Ausbohrung des konischen Bereichs des Dübels 1. Eine weitere Spindel wäre in der Draufsicht an sich zu sehen, ist jedoch der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden, da in der Draufsicht ungefähr über ihr eine Abgreifeinrichtung 10 angeordnet ist. Diese greift den Dübel 1 in Position VI der Werkstückspindel 5 und führt ihn, nachdem er auf dem Schneidstahl 15 Von der Stange 6 abgeschnitten worden ist, zum Fräsen der Schlitze 2 an den Schlitzfräskopf 11 heran. Die Stellung, in der sich die Abgreifeinrichtung 10 während des Schlitzvorgangs befindet, ist in Fi g. 3 strichpunktiert eingezeichnet. Die für diesen Transport erforderlichen Schwenk- und VerschiebebewegungfP werden durch (nicht gezeigte) Kurvenscheiben gesteuert, die im Antriebsständer 12 angeordnet sind, Abgreifeinrichtungen dieser Art sind bekannt. Auch das Ausführungsbeispiel verwendet eine Abgreif einrichtung, die bereits an dem Mehrspindeldrahautomaten vorhanden, jedoch für den vorliegenden Zweck gemäß den weiter unten gegebenen Erklärungen modifiziert ist

Der Bearbeitungsablauf ist folgender: In einer Position I (nicht gezeigt) wird das Kernloch für das Gewinde 13 im Dübel 1 (vgl. F i g. 1) vorgebohrt, in einer Position II (nicht gezeigt) fertig gebohrt In einer Position III (nicht gezeigt) wird der kleine Durchmesser der durch den Dübel hindurchgehenden Bohrung, in Position IV mit dem Bohrer 9 die konische Bohrung 14 gebohrt: in Position V wird das Gewinde 13 vom Gewindebohrer 8 eingeschnitten. In Position VI wird der Dübel 1 von der Abgreifeinrichtung 10 gegriffen und abgestochen. Danach erfolgt die Schlitzung.

F i g. 4 zeigt die Abgreifeinrichtung 10. Am Ende des Greiferhebels 16 ist eine Greiferhülse 17 oder auch eine Spannzange zur Aufnahme des Dübels 1 angeordnet Der Greiferhebel 16 ist mit c,r.er Welle 18 fest verbunden, die im Getriebegehäuse IC- drehbar ist Die Welle 18 ist mit dem Zahnrad 20 fest verbunden, das über ein ebenfalls im Getriebegehäuse 19 drehbar gelagertes Zwischenrad 21 von einem Zahnrad 22 angerieben wird, das auf einer Welle 23 fest angeordnet ist Das Getriebegehäuse 19 ist auf der Stange 24, die am Antriebsständer befestigt ist, verschiebbar und kann somit nicht verdreht werden.

Wird nun durch einen im Antriebsständer 12 vorgesehenen (nicht gezeigten) Antrieb die Welle 23 gedreht, so erfolgt eine Schwenkung des Greiferhebels

16 und der Greiferhülse 17, in der der Dübel 1 aufgenommen ist, von einer Stellung, in der die Greiferhülse 17 koaxial zur Werkstückspindelachse A in deren Position VI ist, in eine Stellung (in Fig.3 und F i g. 5 gestrichelt eingezeichnet), in der die Greiferhülse

17 koaxial zur Achse B des Schlitzfräskopfes 11 ist. Mit Verschiebung der Welle 23 in axialer Richtung erfolgt auch eine entsprechende Verschiebung der Abgreifeinrichtung 10 in axialer Richtung.

Die Schwenkbewegung des Greiferhebels um die Achse der Welle 18 erfolgt also nicht direkt durch Antrieb der Welle 23, sondern über das Zahnrad 22 und das Zwischenrad 21. Dadurch entsteht eine Übersetzung, durch die für den Schlitzfräskopf 11 (F i g. 5) mehr Platz gewonnen wird, da dadurch der Abstand der Achse B von der Achse der Welle 23 länger sein kann als der Abstand der Welle 23 von der Achse A der Werkstückspindel. Es erfolgt dadurch also eine Verlängerung des Schwenkradius und — je nach der Übersetzung der Zahnräder — auch eine Vergrößerung des Schwenkbereiches.

Ler Schlitzfräskopf 11 ist in den Fig.6 und 7 dargestellt. In einem durch die beiden Platten 25 und 26 gebildeten Antriebsgehäuse 27 ist ein Stirnrad 28 drehbar gelagert, das über eine Antriebswelle 29 von einem Elektromotor 30 angetrieben wird. Der Elektromotor 30 ist an «lern Antriebsgehäuse 27 mit Hilfe des Flansches 31 befestigt. Das Stirnrad 28 treibt ein Zahnrad 32, das seinerseits wieder ein zentrales Antriebsrad 33 antreibt, an. Dieses treibt drei weitere Zahnräder 32 an. Wie aus F i g. 7 zu ersehen, ist jedes der Zahnräder 32 mit einer inneren Sechskant-Öffnung 34 vei.^'hen. In d^:ose Sechskant-Öffnung 34 ra;;t eine mit einem Außensechskant 35 versehene Welle 36 hinein, die mit einer Schnecke 37 verbunden ist. Die

Schnecke 37 ist in einem Gehäuse 38 drehbar gelagert, Has mit dem Antriebsgehäuse 27 leicht trennbar verschraubt ist. Wie aus Fig. 6 zu ersehen, treibt die Schnecke 37 ein ebenfalls im Gehäuse 38 angeordnetes Schneckenrad 39. Das Schneckenrad 39 treibt die Antriebsspindel 40 an, auf der als Fräswerkzeug eine Kreissäge 41 befestigt ist. Die Antriebsspindel 40 ist im Spindelgehäuse 42 mit Nadellagern 43 und im Gehäuse 38 mit Kugellagern 44 gelagert. Der Antrieb von drei weiteren Kreissägen 41 erfolgt in gleicher Weise.

Der Antrieb der Kreissägen erfolgt dadurch, daß in einer Ebene das Stirnrad 28 die Zahnräder 32 antreibt, und zwar ein Zahnrad 32 direkt und die weiteren drei Zahnräder über das zentrale Antriebsrad 33. Gleichzeitig erfolgt durch die Übersetzung eine starke Erhöhung der Drehgeschwindigkeit. Dadurch wird die beim Antrieb der Schneckenräder 39 erfolgende Untersetzung ausgeglichen. Gleichzeitig erfolgt die Bewegungsumleitung um 90°. Dieser Antrieb ergibt bei hoher Drehgeschwindigkeit der Kreissägen 41 eine hohe Laufruhe und — dadurch bedingt — hohe Schnittleistungen, d. h. längere Lebensdauer der Kreissägen und damit verringerte Werkzeug- und Umrüstkosten.

Wie aus F i g. 5 und 6 zu ersehen, sind vier Kreissägen 41 zueinander kreuzförmig angeordnet. In einen Dübel 1, der koaxial zur Achse ödes Schlitzfräskopfes Il auf diesen zugeführt wird, können gleichzeitig alle vier Schlitze 2 eingefräst werden. Durch die Steckverbindung, die durch den Außensechskant 35 und die innere Sechskant-Öffnung 34 zwischen dem Zahnrad 32 und der Schnecke 37 gegeben ist, kann die gesamte Antriebseinheit ausgewechselt werden, die durch den Außensechskant 35, die Welle 36, die Schnecke 37, das Gehäuse 38, das Schneckenrad 39, das Gehäuse 42. die Antriebsspindel 40 und die Kreissäge 41 leicht ersetzt werden; es können auch die ganzen Antriebseinheiten ausgewechselt werden.

Um den Dübel 1 sicher zu führen, ist der Schlitzfräskopf 11 mit einer Dübelführung versehen, die, wie aus F i g. 7 ersichtlich, eine Hülse 45 aufweist, in der ein Führungsstift 46 gegen die Kraft einer Feder 47 verschiebbar ist. Der Führungsstift 46 weist vier Schlitze 48 sowie ferner an seinem (in F i g. 7) rechten Ende eine Ausnehmung 49 auf. In die Ausnehmung 49 wird der Dübel 1 von der Greifhülse 17 bei deren Vorschubbewegung in Richtung des Pfeiles 50 eingesetzt. Bei weiterem Vorschub drückt der Dübel 1 den Führungsstift 46 entgegen der Feder 47 nach unten. Währenddessen werden die vier Schlitze 2 eingeschnitten. Die Kreissägen 41 laufen dabei in den Schlitzen 48. Nach dem Sch'itzvorgang beim Rückfahren der Abgreifeinrichtung 10 mit der Greifhülse 17. entgegen der Richtung des Pfeiles 50, drückt die Feder am Führungsstift 46 den Dübel 1 wieder in die in Fig. 7 gezeigte Stellung zurück.

Der Dübel 1 kann anstatt in einer Greifhülse auch in einer Spannzange aufgenommen werden. Dann kann die Dübelführung, wie sie oben beschrieben worden ist, entfallen. Sie bringt jedoch in jedem Falle eine zusätzliche Stabilisierung des Fräsvorganges.

Der Bewegungsablauf ist folgender:

Sind die Bearbeitungsvorgänge mit Hilfe der Werkzeugspindeln — mit Ausnahme des Abstechens des Dübels 1 — beendet, befindet sich der Greiferhebel 16 in der in F i g. 3 und 5 in durchgezogenen Linien gezeigten Stellung. Durch axiale Verschiebung der Welle 23 (nach links in F i g. 3, 4; nach unten senkrecht zur Bildebene in Fig. 5) wird die Greiferhülse 17 auf den Dübel 1 aufgeschoben. Dann wird der Dübel 1 durch den Schneidstahl 15 abgestochen. Der Dübel ist dann in der Greiferhülse 17 aufgenommen. Dann wird der Greiferhebel 16, wie oben beschrieben, in die Stellung geschwenkt, in der die Achse der Greiferhülse 17 koaxial zur Achse B des Schlitzfräskopfes liegt. Dann wird dur?h axiale Verschiebung der Welle 23 der Dübel 1 in Vorschubrichtung (Pfeil 50) im Eilgang in die Position gefahren, in der der Dübel 1 mit seinem vorderen Ende in der Ausnehmung 49 aufgenommen ist. Diese Stellung ist in Fig. 7 in strichpunktierten Linien dargestellt. Dann werden mit verlangsamtem Vorschub die Schlitze 2 eingefräst. Daraufhin wird der Greiferhebel zurückbewegt, wobei der Führungsstift den Dübel aus dem Bereich zwischen den Kreissägen 41 drückt. Der Greiferhebe! wird dann in axialer Richtung in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben und gleichzeitig auch durch Drehung der Welle 23 wieder in die Ausgangslage verschwenkt. Währenddessen wird der Dübel 1 in bekannter Art aus der Greiferhülse 17 herausgedrückt und fällt über eine (nicht gezeigte) Rutsche o. dgl. in einen Teilebehälter. Der gesamte Schlitzvorgang erfolgt am Mehrspindeldrehautomaten während einer Taktzeit.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung an einem Mehrspindeldrehautomaten zum Einfräsen von Schlitzen in Werkstücke mit zumindest einer Säge, bei der eine Abgreifeinrichtung des Mehrspindeldrehauiomaten die Werkstükke während einer Taktzeit in einer bestimmten Position, die die Werkstückspindeln nacheinander einnehmen, greift und in eine Position transportiert, in der das Einfräsen der Schlitze erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Einfräsen mehrerer Schlitze (2) eine gleiche Zahl von mit ihren Achsen in einer Ebene liegenden Kreissägen (41) vorgesehen ist, die je Bestandteil einer Antriebseinheit sind, die durch eine zur Kreissäge (41) koaxiale und mit ihr verbundene Antriebsspindel (40), ein diese antreibendes Schnekkenrad (39) und eine mit ihrer Achse zu diesem (39) senkrecht stehende Schnecke (37) gebildet wird, wobei die Schnecke (37) auf einer Welle (36) angeordnet ist, die an ihrem einen Ende einen sieckfähigen Außensechskant (35) aufweist, und daß ferner am Mehrspindeldrehautomaten in einer Ebene liegend eine der Zahl der Antriebseinheiten entsprechende Anzahl von Zahnrädern (32) vorgesehen ist, die je einen zur Aufnahme eines Außensechskantes (35) bestimmten Innensechskant (34) aufweisen und die von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung (30,31,29,28,33) antreibbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Werkstücke (1) beim Einfräsen der Schlitze eine Führungsvorrichtung (45, 46) vorgesehen ist, die durch einen Führungsstift (46) gebildet wird, der eine Ausnehmung (49) zur Aufnahme des Werkstückes (1) aufweist, der ferner gegen die Kraft einer Feder (47; bei Vorschub des Werkstückes (1) verschiebbar ist und der Schlitze (48) aufweist, in denen die Kreissägen (41) laufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Abgreifeinrichtung einen Greiferhebel aufweist, der mit einer Welle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (18) von der am Mehrspindeldrehautomaten für eine Abgreifeinrichtung (10) vorgese henen stationären Antriebswelle (23) derart angetrieben wird, daß der Schwenkradius des Greiferhebels (16) größer als der Abstand von der am Mehrspindeldrehautomaten vorgesehenen Antriebswelle (23) zu der Position (5 VI) ist, in der das Abgreifen der Werkstücke (1) erfolgt.