DE2626694A1 - Indexing chuck for turning indexed diameters - has hydraulic distributor and chuck on common drive shaft - Google Patents

Abstract

The drive unit is used for workpieces to be machined on several different locations. Such components can be universal joint crossheads. This component requires turning of four diameters of pins at right angles to each other and is indexed round in the chuck. The latter continues to rotate at the cuttin g speed. Heavy braking is eliminated as well as need for accelerating to cutting speed resulting in reduced cycle time. The indexing chuck (1), its distribution system (2, 9, 11, 12) for hydraulic fluid for actuation and the drive unit (4) are mounted on a common shaft (3). Part of this shaft (3) is formed as distributor component and it supports the indexing chuck.

Description

Antriebseinheit für an mehreren Stellen zu bearbeitendeDrive unit for to be processed in several places

Werkstücke Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für an mehreren Stellen zu bearbeitende Werkstücke.Workpieces The invention relates to a drive unit for several Place workpieces to be machined.

Zur Bearbeitung solcher Werkstücke, insbesondere auch solcher mit sich schneidenden Achsen wie z.B. Zapfenkreuze, Armaturenteile und dergleichen werden Drehbänke eingesetzt, die mit Schwenkfuttern versehen sind. Ein solches Schwenkfutter verdreht das Werkstück nach jeder Teilbearbeitung, sodass sämtliche Stellen des Werkstückes, die entweder an verschiedenen Enden des Werkstückes oder in verschiedenen Achsen liegen, nacheinander dem Werkzeug zugeführt werden. Die Verschwenkung erfolgt üblicherweise hydraulisch, wobei die Druckflüssigkeit durch die Drehspindel hindurch dem Schwenkfutter zugeleitet wird. Diese Art der Futterkonstruktion hat sich bestens bewährt und wird auf Drehbänken verschiedenster Ausführung eingesetzt. Dadurch war es auch möglich, die Bearbeitung von Werkstücken dieser Art von den teuren Sondermaschinen sowie den Transferstrassen mit ihren zum Teil sehr langen Umrüstzeiten wieder zurück auf die einfacheren Drehmaschinen zu verlegen.For processing such workpieces, especially those with intersecting axes such as journal crosses, fittings and the like Lathes are used, which are provided with swivel chucks. Such a swivel chuck rotates the workpiece after each partial machining, so that all points of the Workpiece, either at different ends of the workpiece or in different Axes lie, successively fed to the tool. The pivoting usually takes place hydraulically, with the pressure fluid passing through the rotating spindle is fed through the swivel chuck. This type of lining construction has has proven its worth and is used on a wide variety of lathes. This also made it possible to machine workpieces of this type from the expensive special machines and the transfer lines, some of which are very long Shifting changeover times back to the simpler lathes.

Da für den Arbeitsablauf, der meistens noch die Betätigung einer automatischen Ladeeinrichtung für die Drehbank einschliesst, eine umfangreiche elektrohydraulische Steuerung notwendig ist, werden die damit verbundenen Drehbänke praktisch zu Einzweckmaschinen, d.h. sie bleiben ausschliesslich für die Bearbeitung stets derselben Werkstücke reserviert. Andererseits sind die genannten Werkstücke, namentlich die Zapfenkreuze, die vor allem in der Automobilindustrie verwendet werden, ausgesprochene Massenartikel, sodass kürzeste Bearbeitungszeiten angestrebt werden. Aus diesem Grunde werden die Werkstückrohlinge heute mit geringsten Bearbeitungszugaben nachmatriziert, sodass hohe Schnittgeschwindigkeiten bei langer Standzeit der Werkzeuge möglich werden. Es wäre wünschenswert, die Bearbeitungsdrehzahl sogar bis auf 3000 Umdrehungen pro Minute zu steigern und damit die Gesamtbearbeitungszeit beispielsweise eines Zapfenkreuzes, das während seiner Gesamtbearbeitung viermal verschwenkt werden muss, auf etwa 15 Sekunden herabzusetzen. Dies ist jedoch bei den jetzt verwendeten Bearbeitungsmaschinen sehr unzweckmässig, weil die Drehspindeln rasch auf diese Drehzahl hochzufahren und innert weniger Sekunden wieder abzubremsen sind. Es würden also trotz der bei diesen Werkstücken geringen Zerspanungsleistung unverhältnismässig grosse Energien für das Beschleunigen und Abbremsen der Drehbankspindel verbraucht, welche zu einer hohen Beanspruchung des Antriebes und zu hohen Energiekosten führen.As for the workflow, which usually still involves the actuation of an automatic Charging device for the lathe includes an extensive electro-hydraulic Control is necessary, the associated lathes practically become single-purpose machines, i.e. they always remain the same workpieces exclusively for machining reserved. On the other hand, the workpieces mentioned, namely the journal crosses, which are mainly used in the automotive industry, extremely mass-produced items, so that the shortest possible processing times are strived for. For this reason, the Workpiece blanks are re-mattressed today with the smallest machining allowances, so that high cutting speeds with long tool life become possible. It would be desirable to increase the machining speed even up to 3000 Revolutions per minute and thus the total processing time, for example one Journal cross, which has to be swiveled four times during its overall machining, to about 15 seconds. However, this is the case with the processing machines now used very inexpedient because the turning spindles quickly run up to this speed and can be braked again within a few seconds. So it would be in spite of the disproportionately large energies for these workpieces with low cutting performance consumed for accelerating and decelerating the lathe spindle, which leads to a high stress on the drive and high energy costs.

Es liegt also nahe, die anzutreibenden Massen einschliesslich der Drehspindel, des Getriebes usw. zu verringern und damit die Summe der Massenträgheitsmomente aller umlaufenden Teile auf ein Minimum zu bringen.So it makes sense to consider the masses to be driven, including the Turning spindle, gear, etc. to reduce and thus the sum of the mass moments of inertia to bring all rotating parts to a minimum.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Antriebseinheit, welche ein hydraulisch betätigbares Schwenkfutter und ein Antriebsaggregat aufweist, dadurch gelöst, dass das Schwenkfutter, die zu seiner Betätigung notwendige Verteileinrichtung für die Hydraulikflüssigkeit und das Antriebsaggregat auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.This object is achieved by the drive unit according to the invention, which has a hydraulically actuated swivel chuck and a drive unit, thereby solved that the swivel chuck, the distribution device necessary for its actuation for the hydraulic fluid and the drive unit on a common shaft are arranged.

Die beiliegende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel, teilweise im Schnitt, der erfindungsgemässen Antriebseinheit, sowie ein bearbeitetes Werkstück.The accompanying drawing shows an embodiment, partially in section, the drive unit according to the invention, as well as a machined workpiece.

Ein hydraulisches Schwenkfutter 1 von an und für sich bekannter Bauweise ist direkt auf einem Teil 2 einer Welle 3 angeordnet, ohne Verwendung von Dichtungselementen. Diese Welle 3 trägt auch ein Antriebsaggregat 4, üblicherweise einen Elektromotor. Das Gehäuse 5 dieses Aggregats 4 geht in ein weiteres Gehäuse 6 über, in welchem die beiden Lager 7, 8 für die Welle 3 gelagert sind. Das Gehäuse 6 ist so ausgeführt, dass es die hintere Mantelfläche des Schwenkfuttersl aufnehmen kann, sodass die gesamte Baulänge der Antriebseinheit verkürzt wird.A hydraulic swivel chuck 1 of a construction known per se is arranged directly on a part 2 of a shaft 3, without the use of sealing elements. This shaft 3 also carries a drive unit 4, usually an electric motor. The housing 5 of this unit 4 merges into a further housing 6 in which the two bearings 7, 8 for the shaft 3 are mounted. The housing 6 is designed so that it can accommodate the rear surface of the swivel chuck so that the overall length of the drive unit is shortened.

Zwischen den Lagern 7, 8 sind Ringkanäle 9 vorgesehen, denen in bekannter und daher nicht näher dargestellter Weise von einer Flüssigkeitsquelle ausserhalb der Antriebseinheit über eine Nut 10 Flüssigkeit, üblicherweise Oel zugeführt wird.Between the bearings 7, 8 annular channels 9 are provided, which in known and therefore not shown in detail from a liquid source outside the drive unit is supplied with liquid, usually oil, via a groove 10.

Die Ringkanäle 9 dienen auch zur hydrostatischen Lagerung der Welle 3; im weiteren führen innerhalb des Teils 2 von diesen Ringkanälen aus zahlreiche Verteilkanäle 11 zu Gewinden 12 auf dem Schwenkfutter 1, welche die Flüssigkeit weiter verteilen, sowie zum nicht dargestellten hydraulischen Schwenkmechanismus des Futters 1. Das Oel wird also sowohl zur Lagerung der Welle, zur Schmierung der Lager sowie auch zur Betätigung des Schwenkfutters verwendet. Der Teil 2 weist somit auch die Funktion eines Oelverteilers auf.The ring channels 9 also serve for the hydrostatic bearing of the shaft 3; in the further lead within the part 2 of these ring channels from numerous Distribution channels 11 to threads 12 on the swivel chuck 1, which the liquid distribute further, as well as to the hydraulic pivoting mechanism, not shown of the chuck 1. The oil is used both for bearing the shaft and for lubricating the Camp as well used to operate the swivel chuck. Of the Part 2 thus also has the function of an oil distributor.

Durch die direkte Kupplung zwischen dem Schwenkfutter 1 und dem Antriebsaggregat 4 mittels der gemeinsamen Welle 3 kann die zur Bearbeitung des Werkstückes 13 notwendige hohe Drehzahl leicht erreicht werden. Das Werkstück, das beispielsweise die in grösserem Massstab dargestelle Form haben kann, mit je zwei zu bearbeitenden Zapfen auf zwei sich schneidenden Achsen, wird nach Bearbeitung jedes seiner Teile automatisch verschwenkt, wie dies durch den Pfeil 14 angegeben ist. Die Verschwenkung erfolgt, wie dies bereits bekannt ist, während der Rotation der ganzen Antriebseinheit; diese braucht also nicht mehr stillgesetzt zu werden.Due to the direct coupling between the swivel chuck 1 and the drive unit 4 by means of the common shaft 3 can be used for machining the workpiece 13 high speed can easily be achieved. The workpiece, for example, the larger Scale can have the shape shown, with two studs to be machined on two intersecting axes, each of its parts is automatically swiveled after machining, as indicated by arrow 14. The pivoting takes place, as has already been done is known during the rotation of the whole drive unit; so this needs no longer to be stopped.

Durch die schon erwähnte direkte Kupplung fallen auch im weiteren alle bei einer Drehbank sonst üblichen dazwischengeschalteten Teile wie Getriebe usw. weg, sodass sich eine bedeutende Einschränkung an zu beschleunigenden und wieder abzubremsenden Massen ergibt. Damit reduzieren sich auch die Beanspruchungen, sodass der Durchmesser der Welle 3 kleiner als derjenige einer entsprechenden Drehbankspindel sein kann.Due to the direct coupling already mentioned, the following are also applicable all of the intervening parts normally used in a lathe, such as gears etc. away, leaving a significant limitation on being accelerated and returned results to be braked masses. This also reduces the stresses, so that the diameter of the shaft 3 is smaller than that of a corresponding lathe spindle can be.

Dies wiederum ermöglicht höhere Drehzahlen, ohne dass die Lager 7, 8 deswegen höher beansprucht werden. Vor allem aber kann durch die beträchtliche Herabsetzung der Schwungmassen die Antriebsleistung erheblich geringer gewählt werden, sodass mit den geringeren Kosten für die Antriebsleistung und der im Vergleich zu einer Drehbank geringeren Herstellungskosten eine erheblich wirtschaftlichere Bearbeitung ermöglicht wird.This in turn enables higher speeds without the bearings 7, 8 are therefore subject to higher demands. But most of all, by the considerable Reduction of the flywheel mass the drive power is considerably lower be chosen so that with the lower costs for the drive power and the Compared to a lathe, lower manufacturing costs are considerably more economical Editing is made possible.

Die Welle 3 kann im elektromotorseitigen Ende mit einer Verlängerung 15 versehen werden, auf welcher Zusatzelemente zur Steuerung der Antriebseinheit angebracht werden können, insbesondere zur Stillsetzung derselben in genau vorbestimmten Stellungen zwecks automatischer Entfernung des bearbeiteten Werkstückes und Nachladung mit einem neuen Werkstück.The shaft 3 can have an extension in the end on the electric motor side 15 are provided on which additional elements for controlling the drive unit can be attached, in particular to stop the same in exactly predetermined Positions for the purpose of automatic removal of the machined workpiece and reloading with a new workpiece.

Claims (5)

P atentansprüche S Antriebseinheit für an mehreren Stellen zu bearbeitende Werkstücke, mit einem hydraulisch betätigbaren Schwenkfutter und einem Antriebsaggregat, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkfutter (1), die zu seiner Betätigung notwendige Verteileinrichtung (2, 9, 11, 12) für die Hydraulikflüssigkeit und das Antriebsaggregat (4) auf einer gemeinsamen Welle (3) angeordnet sind. P atent claims S Drive unit for to be processed in several places Workpieces with a hydraulically operated swivel chuck and a drive unit, characterized in that the swivel chuck (1), the necessary for its actuation Distribution device (2, 9, 11, 12) for the hydraulic fluid and the drive unit (4) are arranged on a common shaft (3). 2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (2) der Welle (3) als Bestandteil der Verteileinrichtung ausgebildet ist und das Schwenkfutter (1) trägt. 2. Drive unit according to claim 1, characterized in that a part (2) of the shaft (3) is designed as part of the distribution device and the swivel chuck (1) carries. 3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung eine Anzahl von Ringkanälen (9) für die hydrostatische Lagerung dieses Wellenteils (2) aufweist, wobei diese Ringkanäle <9) mit dem Schwenkmechanismus des Schwenkfutters (1) in Verbindung stehen. 3. Drive unit according to claim 2, characterized in that the distribution device a number of ring channels (9) for the hydrostatic bearing this shaft part (2), these annular channels <9) with the pivoting mechanism of the swivel chuck (1) are in connection. 4. Antriebseinheit nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanäle (9) zwischen den beiden Lagern (7, 8) der Welle (3) angeordnet sind. 4. Drive unit according to claim 3, characterized in that the Annular channels (9) are arranged between the two bearings (7, 8) of the shaft (3). 5. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle am antriebsaggregatseitigen Ende eine Verlängerung (15) zum Antrieb von Zusatzeinrichtungen für die Steuerung der Antriebseinheit aufweist.5. Drive unit according to claim 1, characterized in that the Shaft at the end of the drive unit side an extension (15) for driving additional devices for controlling the drive unit.