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Titel: Vorrichtung zum Verstellen von Werkzeug-
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haltern eines umlaufenden Werkzeugkopfes
Beschreibung
Vorrichtung zum Verstellen von Werkzeughaltern eines umlaufenden Werkzeugkopfes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Werkzeughaltern eines
umlaufenden Werkzeugkopfes mit einer Hohlwelle, an der eine Steuerhülse axial verstellbar
geführt ist, die Konusflächen aufweist, mit denen sie bei ihrer axialen Verstellung
die Werkzeughalter längs radialer Führungen des Werkzeugkopfes verstellt.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung (DT-PSen 1 149 587, 1
188 413, 1 602 689, 2 059 565 und DT-AS 2 060 760) weist die Steuerhülse eine die
Werkzeughalter umschließende topfförmige Erweiterung auf, an deren Innenseite eine
oder mehrere Konusflächen ausgebildet sind, die unmittelbar auf Rollen oder komplementäre
Konusflächen an den radial äußeren Enden der Werkzeughalter einwirken. Die topfförmige
Erweiterung der Verstellhülse ist gegen den Bereich, in dem ein durch die Hohlwelle
hindurchgeführter draht- oder stangenförmiger Werkstoff zerspant wird, nicht abgekapselt,
so daß vom Werkstoff abgetragene Späne und andere Fremdkörper leicht zu den Konusflächen
gelangen können, wo sie durch Fliehkräfte festgehalten werden. Beim Schälen, für
das die bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen in erster Linie oder auschließlich
vorgesehen sind, mag dies hingenommen werden, weil dabei Verstellungen der Werkzeuge,
die eine Relativbewegung zwischen Steuerhülse und Werkzeughaltern voraussetzen,
während
des Betriebes nicht besonders häufig sind und im allgemeinen
nur in Form geringer radialer Nachstellungen zum Ausgleich der Werkzeugabnutzung
stattfinden. Bei komplizierten Drehbearbeitungen, bei denen die radiale Stellung
der Werkzeughalter für jedes einzelne Werkstück meist mehrfach, sprunghaft und in
beiden Richtungen, radial nach innen und nach außen, verändert werden muß, stellt
die bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen unvermeidliche Verschmutzung
der Konusflächen die Werkstückgenauigkeit dagegen ernsthaft infrage.
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Ein weiterer, die Werkstückgenauigkeit zumindest im Laufe der Zeit
vermindernder Faktor ist bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen eine hohe
Flächenpressung, mit der die Werkzeughalter infolge von Fliehkräften an den Konusflächen
anliegen, so daß bei jeder axialen Relativverstellung zwischen Steuerhülse und Werkzeughaltern
an den Konusflächen und auch an den damit zusammenwirkenden Flächen der Werkzeughalter
selbst Verschleiß auftritt, der durch die beschriebene Verschmutzung noch gefördert
wird. Es ist zwar eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt (DT-PS 1 602 689), bei
der die Werkzeughalter durch Stangen mit je einer ihnen in bezug auf die Drehachse
des umlaufenden Werkzeugkopfes diametral gegenüterliegenden Ausgleichsmasse verbunden
sind; dabei können sich die Fliehkräfte bei gegebener Größe der Ausgleichsmassen
aber nur in einer ganz bestimmten radialen Stellung jedes Werkzeughalters gegenseitig
aufheben. Jede radial nach außen gerichtete Verstellung eines Werkzeughalters läßt
die Fliehkraft, mit der dieser sich an der Konusfläche der Steuerhülse abstützt,
anwachsen. Auch dies mag beim Schälen aus dem genannten Grund hingenommen werden,
daß dabei ein Bedürfnis, die Werkzeughalter während des Betriebes um größere Beträge
radial nach außen zu verstellen, normalerweise nicht besteht. Beim Drehen von Werkstücken
mit großen Durchmesserunterschieden ist dagegen ein Fliehkraftausgleich mit der
bekannten Vorrichtung nicht gewährleistet, so daß mit hohen und stark wechselnden
Flächenpressungen zwischen den Werkzeughaltern und der Verstellhülse gerechnet werden
muß.
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Von daher ist die bei den bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen
zulässige Drehzahl des umlaufenden Werkzeugkopfes auch so begrenzt,
daß
eine wirtschaftliche Drehbearbeitung von Werkstücken, die Abschnite von stark unterschiedlichem
Durchmesser aufweisen, nicht möglich ist.
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Die erreichbare Zerspanungsleistung ist bei mehreren der bekannten
gattungsgemäßen Vorrichtungen zum Verstellen der Werkzeughalter auch noch dadurch
begrenzt, daß der erhebliche Platzbedarf der topfförmigen Erweiterung der Steuerhülse
eine günstige Lagerung des umlaufenden Werkzeugkopfes verhindert, da ein vorderes
Lager für den Werkzeugkopf nur entweder axial hinter oder radial außerhalb der topfförmigen
Erweiterung angeordnet sein kann. Im ersten Fall haben die Kräfte, mit denen die
Werkzeuge auf den Werkstoff einwirken, in bezug auf das vordere Lager einen erheblichen
Hebelarm, so daß Biegeschwingungen bei einem im Hinblick auf hohe Drehzahlen schlank
gestalteten Werkzeugkopf nicht zu vermeiden sind. Im zweiten Fall ist die höchst
zulässige Drehzahl des Werkzeugkopfes durch den großen Durchmesser des vorderen
Lagers begrenzt.
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Die im Vorstehenden beschriebenen Beschränkungen des wirtschaftlichen
Einsatzes bekannter Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung bestehen auch bei
einer bekannten Einstecheinheit (Druckschrift Nr.2755/40 600 374 der Fa.Hahn &
Kolb, Stuttgart, Betriebsanleitung Variomatik T3), bei der an der freien StirnflAche
eines aus dem Vollen gearbeiteten umlaufenden Werkzeugkopfes ein Planschieber, der
einen Stahlhalter trägt, in einer diametralen Führung geführt und mittels eines
Winkelhebels verstellbar ist, der auf einer quer zur Drehachse des Werkzeugkopfes
angeordneten Achse gelagert ist, mit einem Schenkel gegen einen achsparallelen Ansatz
des Planschiebers drückt und sich mit seinem zweiten, radial nach außen gerichteten
Schenkel an einer zur Drehachse des Werkzeugkopfes normalen Stirrifläche einer Vorschubstange
abstützt, die längs der Drehachse des Werkzeugkopfes verstellbar ist. Auch hier
ist ein Fliehkraftausgleich mittels eines am Planschieber angeordneten Gegengewihts
nur in einer bestimmten Stellung des Planschiebers möglich;
jede
Verstellung des Planschiebers, durch die der Stahlhalter einen größeren Abstand
von der Drehachse des Werkzeugkopfes erhält, läßt eine Fliehkraft entstehen, die
über den Winkelhebel auf die Stirnfläche der Vorschubstange übertragen wird, so
daß mit einer erheblichen axialen Kraft auf die Vorschubstange eingewirkt werden
muß, wenn der Stahlhalter während des Betriebes radial nach innen verstellt werden
soll. Eine feinfünlige Werkzeugverstellung ist dadurch ebenso erschwert wie bei
den oben beschriebenen bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung. Außerdem
sind infolge der asymmetrischen Fliehkräfte Schwingungen des ganzen Werkzeugkopfes
bei höheren Drehzahlen unvermeidlich, so daß auch von daher Wirtschaftlichkeit und
Qualität der Werkstoffbearbeitung begrenzt sind.
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Schließlich sind Vorrichtungen zum Verstellen von Werkzeughaltern
eines umlaufenden Werkzeugkopfes bekannt (DT-PS 1 652 692, CH-PS 330 217 und GB-PS
777 196), bei denen zwei oder drei Werkzeughalter am vorderen Ende je einer im umlaufenden
Werkzeugkopf parallel zu dessen Drehachse gelagerten Welle befestigt sind, an deren
hinterem Ende ein Hebel befestigt ist, der sich an einer äußeren Konusfläche abstützt.
Die mit den einzelnen Hebeln zusammenwirkenden Konusflächen sind entweder Bestandteil
eines einzigen Außenkonus einer Verstellhülse (GB-PS 777 196) oder an je einem Schieber
ausgebildet, der unabhängig von dem bzw.
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jedem anderen Schieber axial verstellbar ist, so daß die einzelnen
Werkzeughalter unabhängig voneinander schwenkbar sind (CH-PS 330 217 und DT-PS 1
652 692). Wegen des im Vergleich mit radial verstellbaren Werkzeughaltern großen
Platzbedarfs der schwenkbaren Werkzeughalter ist es in der Praxis nicht möglich,
mehr als drei Werkzeughalter in einer Ebene an einem umlaufenden Werkzeugkopf unterzubringen,
so daß die mit einem solchen Werkzeugkopf erreichbare Zerspanungsleistung schon
von daher begrenzt ist. Hinzukommt, daß die Wellen, an denen die Werkzeughalter
befestigt sind, eine erhebliche Länge haben müssen, da sie im Werkzeugkopf nicht
nur möglichst starr gelagert sein müssen, sondern
auch den erforderlichen
Raum für die axiale Verstellbewegung der Steuerhülse bzw. Schieber mindestens zu
einem erheblichen Teil überbrücken müssen. Bei großen Zerspanungsleistungen und
dadurch hervorgerufenen großen Drehmomentbeanspruchungen sind deshalb Torsionsschwingungen
der Wellen und damit zusammenhängende Pendelschwingungen der Werkzeughalter unvermeidlich.
Ein gewisser Fliehkraftausgleich ist zwar dadurch gegeben, daß Werkzeughalter und
Hebel in verschiedenen Richtungen von der zugehörigen Welle wegragen; die Drehmomente
der Fliehkraft des Werkzeughalters samt Werkzeug einerseits und des Hebels andererseits
in bezug auf die Welle ändern sich aber bei jeder Schwenkung des Systems Hebel-Welle-Werkzeughalter
gegenläufig, so daß die Hebel bei gegebener Drehzahl des umlaufenden Werkzeugkopfes
sehr unterschiedliche Flächenpressungen auf die Konusflächen der Steuerhülse bzw.Steuerschieber
ausüben, je nachdem ob ein Werkstückabschnitt großen oder kleinen Durchmessers gedreht
wird. Die bei komplizierten Drehbearbeitungen unvermeidlichen Änderungen dieser
Flächenpressung können nicht ohne Einfluß auf die Genauigkeit der Werkzeugverstellung
bleiben, zumal für die voneinander unabhängige Verstellung der einzelnen Werkzeuge
eine entsprechende Anzahl von Schiebern mit je einer zugehörigen Antriebsvorrichtung
erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verstellen
von Werkzeughaltern eines umlaufenden Werkzeugkopfes derart zu gestalten, daß sie
die zum wirtschaftlichen Bearbeiten von Drehteilen, auch solcher, die große Durchmesserunterschiede
aufweisen, erforderlichen hohen Drehzahlen des umlaufenden Werkzeugkopfes und großen
Zerspanungskräfte zuläßt und dabei eine feinfühlige und genaue radiale Verstellung
der Werkzeughalter ermöglicht.
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Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen
Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Konusflächen an der Außenseite der
Steuerhülse angeordnet sind, und daß jeder Werkzeughalter gelenkig mit einem vorderen
Arm eines zweiarmigen Stellhebels verbunden ist, der auf einer quer zur Hohlwelle
am Werkzeugkopf angeordneten Achse schwenkbar gelagert ist, und dessen
hinterer
Arm mit der Steuerhülse zusammenwirkt und mit einem Gegengewicht zum Ausgleich der
Fliehkraft des zugehörigen Werkzeughalters verbunden ist Damit wird vorallem folgendes
erreicht: Da die Konusflächen an der Außenseite der Steuerhülse angeordnet sind,
können sich an ihnen Späne und andere Verunreinigungen selbst dann nicht fangen,
wenn der Raum, der die Steuerhülse enthält, nicht gegen die Stelle abgekapselt ist,
an der eine Werkstoffbearbeitung stattfindet. Im übrigen ist es aber ohne weiteres
möglich, den für die Steuerhülse erforderlichen Raum abzukapseln, da die Steuerhülse
nicht unmittelbar mit den Werkzeughaltern zusammenwirkt, sondern über die zweiarmigen
Stellhebel. Diese erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Drehachse des Werkzeugkopfes,
was sich einerseits aus der Anordnung der Achse jedes Stellhebels quer zur Drehachse
des Werkzeugkopfes ergibt und andererseits aus der Bezeichnung der Arme jedes Stellhebels
als vorderer und hinterer Arm. Die Stellhebel ermöglichen also eine Anordnung der
Steuerhülse im Abstand hinter den Werkzeughaltern.
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Die Kraft, mit der die Stellhebel sich an der Steuerhülse abstützen,
läßt sich beliebig klein und vorallem im wesentlichen konstanthalten, da der Gesamtschwerpunkt
des von einem Werkzeughalter, dem zugehörigen Stellhebel und dem zugehörigen Gegengewiht
gebildeten Systems durch entsprechende Bemessung der Arme des Stellhebels und der
Größe des Gegengewichts in beliebiger Nähe der Achse des betreffenden Stellhebels
angeordnet werden kann und seine Lage bei radialer Verstellung des Werkzeughalters
nicht oder nur unwesentlich ändert. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn dieser
Gesamtschwerpunkt in geringem Abstand von der Achse des Stellhebels zwischen dieser
Achse und dem Werkzeughalter angeordnet ist, so daß die Fliehkraft des Werkzeughalters
samt zugehörigem vorderen Arm des Stellhebels die Fliehkraft des hinteren Arms samt
Gegengewicht geringfügig überwiegt, also ein resultierendes Moment auf den Stellhebel
einwirkt, das dessen hinteren Arm in Anlage an der Steuerhülse hält. Auf jeden Fall
wirkt nur ein beliebig geringer Teil der Fliehkraft jedes Systems Werkzeughalter-Stellhebel-Gegengewicht
auf die Steuerhülse,
der bei weitem überwiegende Teil wird über
die Achse, auf der der Stellhebel gelagert ist, in den Werkzeugkopf abgeleitet.
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Dabei ist es ferner von Vorteil, daß die Stellhebel wegen ihrer zur
Drehachse des Werkzeugkopfes im wesentlichen parallelen Anordnung nur einen geringen
Platzbedarf in radialer Richtung haben, so daß der Werkzeugkopf unmittelbar hinter
den Werkzeughaltern mit einem Lager von verhältnismäßig geringem Durchmesser in
einem Gehäuse od.dgl. gelagert werden kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind an der Außenseite der Steuerhülse zwei oder mehrere *im Winkel gegeneinander
versetzte Paare einander diametral gegenüberliegender Konusflächen vorgesehen, die
über je ein Paar Stellhebel je einem Paar einander diametral gegenüberliegender
Werkzeughalter zugeordnet sind. Damit wird der weitere Vorteil erzielt, daß durch
bloßes axiales Verstellen der einzigen Steuerhülse zeitlich und/oder größenmäßig
unterschiedliche Radialverstellungen zweier oder mehrerer Paare einander diametral
gegenüberliegender Werkzeughalter bewirkt werden können.
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Beispielsweise können die zwei oder mehreren Paare Konusflächen gegeneinander
axial versetzt sein, während die Achsen aller Stellhebel in einer gemeinsamen, zur
Drehachse des Werkzeugkopfes normalen Ebene angeordnet sind. Damit wird erreicht,
daß die Konusflächen bei einer axialen Verstellung der Steuerhülse nacheinander
auf die zugehörigen Stellhebel einwirken.
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Wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an der Außenseite der
Steuerhülse zwei Paar Konusflächen mit gegensinnigen Steigungen vorgesehen sind,
können auf einfache Weise durch Langdrehen Werkstücke hergestellt werden, die an
ihren beiden Enden Zapfen oder andere Abschnitte von vermindertem Durchmesser aufweisen.
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Die Steigungswinkel verschiedener Paare von Konusflächen können unterschiedlich
sein, doch ist es im allgemeinen vorzuziehen, wenn sie ihrem Betrag nach gleichgroß
sind; die damit *verschiedene,
erreichte genaue Proportionalität
zwischen Axialverstellung der Steuerhülse und Radialverstellung der Werkzeughalter
erleichtert den Einsatz einer numerischen Steuerung entscheidend.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn sich an jede Konusfläche an der Außenseite
der Steuerhülse mindestens eine achsparallele Steuerfläche für den zugehörigen Stellhebel
anschließt. Damit wird beispielsweise die Möglichkeit geschaffen, durch axiales
Verstellen der Steuerhülse in einem bestimmten Bereich ein Paar Steuerhebel und
zugehörige Werkzeughalter unbewegt zu lassen, während ein oder mehrere weitere Paare
von Steuerhebeln samt Werkzeughalter Verstellbewegungen ausführen. Achsparallele
Steuerflächen können auch als Unterbrechungen der Konusflächen vorgesehen sein und
bestimmte Stellungen der zugehörigen Steuerhebel samt Werkzeughaltern bestimmten
Bereichen der Axialverstellung der Steuerhülse zuordnen, so daß zum Verstellen der
Steuerhülse ein Antrieb von geringer Genauigkeit ausreicht; die Stellungsgenauigkeit
der Werkzeughalter hängt dann allein davon ab, daß beim Herstellen der achsparallelen
Steuerflächen der Steuerhülse ein bestimmter Achsabstand genau eingehalten worden
ist.
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Als Konusflächen im Sinne der Erfindung wie im Sinne des vorausgesetzten
Standes der Technik sind neben Flächen ~die in einer Kegelfläche liegen, auch alle
anderen Flächen zu verstehen, die sich unter einem Winkel zur Drehachse des Werkzeugkopfes
erstrecken, beispielsweise schmale ebene Flächen, die sich im wesentlichen längs
einer Mantellinie einer KegelfEche erstrecken.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus den erläuterten Gründen
an einem Werkzeugkopf vorgesehen sein, der unmittelbar hinter den radialen Führungen
für die Werkzeughalter mittels eines vorderen Lagers in einem Gehäuse gelagert ist.
Dabei ist es im Sinne einer von Biegemomenten weitgehend freien Ableitung der auftretenden
Fliehkräfte zweckmäßig, wenn die Achsen der Stellhebel radial innerhalb des vorderen
Lagers angeordnet sind.
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Die Gegengewichte können an den hinteren Armen der Stellhebel starr
befestigt oder von diesen selbst gebildet sein. Dabei muß
jedoch
in Kauf genommen werden, daß sich der Hebelarm der an jedem Gegengewicht angreifenden
Fliehkraft in bezug auf die Achse des betreffenden Stellhebels bei dessen Verschwenkung
ändert, wenngleich diese Änderung im allgemeinen nicht erheblich sein wird. Will
man eine solche Änderung vermeiden, so kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung
jedes Gegengewicht gelenkig mit dem zugehörigen Verstellhebel verbunden und in einer
radialen Führung des Werkzeugkopfes geführt sein.
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Schließlich ist es vorteilhaft, wenn jedes Gegengewiht einen auswechselbaren
Baflastkörper enthält, womit die Möglichkeit geschaffen wird, die Masse des Gegengewichts
an die Masse unterschiedlicher Werkzeuge, die an den Werkzeughaltern befestigt sein
können, anzupassen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen erläutert. Es zeigt: Fig.1 einen Axialschnitt durch eine Bearbeitungseinheit
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verstellen von Werkzeughaltern; Fig.2
eine vergrößerte Einzelheit aus Fig.1, dargestellt als Schnitt II-II in Fig.3; Fig.3
die Ansicht in Richtung des Pfeils III in-Fig.2; Fig.4 den Schnitt IV-IV in Fig.3
und Fig.5 Varianten zu Fig.2.
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Die in Fig.1 dargestellte Bearbeitungseinheit 10 ist in Richtung
des Doppelpfeils A in einer Führung 12 verschiebbar geführt; die Führung 12 kann
an einem nicht dargestellten Maschinenbett, Drehtisch od.dgl. einer Werkzeugmaschine
ausgebildet sein.
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Zum Verschieben der Bearbeitungseinheit 10 ist parallel zur Führung
12 eine Vorschubspindel 14 angeordnet, die einerseits mit einem Schrittmotor 16
gekuppelt und andererseits in eine Kugelumlaufbüchse 18 eingeschraubt ist, welche
in einem Gehäuseteil 20 der Bearbeitungseinhei#t 10 befestigt ist.
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Die Bearbeitungseinheit 10 weist einen Werkzeugkopf 22 auf, der in
bezug auf eine Drehachse B rotationssymmetrischgestaltet und um diese Achse drehantreibbar
ist. Zum Werkzeugkopf 22 gehört eine Hohlwelle 24, die mit zwei Kugellagern 26 im
Gehäuseteil 20 gelagert ist und an ihrem vorderen, in Fig.1 linken Ende einen Flansch
28 aufweist. Am Flansch 28 ist eine Führungsplatte 30 festgeschraubt und mittels
eines zylindrischen Ansatzes 32 zentriert.
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An der Vorderseite der Führungsplatte 30 sind vier Werkzeughalter
34 um je 900 gegeneinander versetzt angeordnet, so daß sie einander in bezug auf
die Drehachse B paarweise gegenüberliegen. Jeder der Werkzeughalter 34 ist an der
Führungsplatte 30 radial verschiebbar geführt, was für zwei in der Zeichnungsebene
der Fig.1 liegende Werkzeughalter durch Doppelpfeile C angedeutet ist. An jedem
Werkzeughalter 34 ist ein Drehwerkzeug 36 befestigt, das einen im dargestellten
Beispiel draht- oder
stangenförmigen Werkstoff D spanabhebend bearbeitet.
Anstelle eines solchen Werkstoffs, aus dem einzelne Werkstücke erst durch die Bearbeitung
entstehen, können die Drehwerkzeuge 36 auch einzeln zugeführte und von einer nicht
dargestellten Spannvorrichtung festgehaltene Werkstücke bearbeiten.
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Jedem Werkzeughalter 34 ist einer von vier Stellhebeln 38 zugeordnet,
die ebenfalls um je 90° gegeneinander versetzt und einander paarweise in die Drehachse
B enthaltenden Ebenen gegenüberliegend auf je einer Achse 40 gelagert sind. Die
vier Achsen 40 liegen in einer gemeinsamen, zur Drehachse B normalen Ebene E und
kreuzen die Drehachse B in gleichen radialen Abständen. Die Stellhebel 38 sind zweiarmig
und erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Drehachse B. Jeder Stellhebel 38
greift mit seinem vorderen, in Fig.1 linken Arm 42 in den zugehörigen Werkzeughalter
34 ein und bildet mit diesem eine Wälzverbindung. Der hintere Arm 44 jedes Stellhebels
38 ist etwa doppelt so lang wie der vordere Arm 42 und stützt sich an einer Steuerhülse
46 ab, die zu diesem Zweck für jeden Stellhebel 38 eine Konusfläche 48 aufweist.
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Die Konusflächen 48 sind an durch Zwischenräume 50 voneinander getrennten
Stegen der Steuerhülse 46 ausgebildet und können sich gemäß Fig.2 und 4 an je eine
oder mehrere achsparallele Steuerflächen 52 anschließen und/oder gemäß Fig.5 durch
solche Steuerflächen 52 unterbrochen sein.
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Der hintere Arm 4 jedes Stelihebels 38 ist gelenkig mit einem zylindrischen
Gegengewicht 54 verbunden, das in bezug auf die Drehachse B radial verschiebbar
in einem Führungsring 56 geführt ist, der für die insgesamt vier Gegengewichte 54
vier um je 900 gegeneinander versetzte radiale Bohrungen aufweist und durch eine
Mutter 58 zusammen mit dem Innenring des vorderen Kugellagers 26 auf dem vorderen,
im Durchmesser größeren Abschnitt der Hohlwelle 24 festgespannt ist. In jedes Gegengewicht
54 ist ein Ballastkörper 60 eingeschraubt, der zur Anpassung an Drehwerkzeuge 36
oder sonstige Bearbeitungswerkzeuge unterschiedlicher Masse auswechselbar ist. Zum
Auswechseln der Ballastkörper 60
weist das Gehäuseteil 20 eine
Öffnung auf, die normalerweise mit einem Stopfen 62 verschlossen ist.
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Auf dem hinteren, im Durchmesser kleineren Teil der Hohlwelle 24
24 ist eine Riemenscheibe für den Drehantrieb der Hohlwelle angeordnet und zusammen
mit dem inneren Ring des hinteren Kugellagers 26 durch eine Mutter 66 festgespannt.
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Die Steuerhülse 46 ist am vorderen Ende eines Rohrkörpers 68 befestigt,
der in der Hohlwelle 24 längs der Drehachse B verschiebbar geführt und durch eine
Paßfeder 70 mit der Hohlwelle zu gemeinsamer Drehung verbunden ist. Auf dem Rohrkörper
68 ist eine Schiebemuffe72 mit Nadellagern 74 und Axiallagern 76 drehbar, jedoch
axial unverschiebbar gelagert; die Anordnung ist durch eine Mutter 78 zusammengehalten
und von einem Gehäuseteil 80 umschlossen, das mit dem Gehäuseteil 20 verschraubt
ist. An der Schiebemuffe 72 ist ein zur Drehachse C paralleler Stift 82 befestigt,
der in den Gehäuseteilen 20 und 80 verschiebbar geführt ist und die Schiebemuffe
am Drehen hindert.
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Die Schiebemuffe 72 ist mit einer Kugelumlaufbüchse 84 verschraubt,
auf der ein Schneckenrad 86 befestigt ist. Das Schneckenrad 86 ist mit Kugellagern
88 im Gehäuseteil 80 gelagert und kämmt mit einer ebenfalls in diesem Gehäuseteil
gelagerten Schnecke 90, die mit einem Schrittmotor 92 gekuppelt ist.
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Im Rohrkörper 68 ist ein Führungsrohr 94 angeordnet, das an seinem
vorderen Ende eine den Werkstoff D zentrierende Führung büchse 96 enthält. Die Führungsbüchse
96 ist mittels eines im Führungsrohr 94 angeordneten Stellrohrs 98 verstellbar.
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In Fig.1 ist die Steuerhülse 46 samt Rohrkörper 68 und Schiebemuffe
72 in einer vorderen Endstellung gezeichnet, in der sie die hinteren Arme 44 der
beiden in der #tichnungsebene der Fig.1 liegenden Stellhebel 38 in ihrer radial
äuße#. en Stellung hält, wobei die zugehörigen Werkzeughalter 34 ihre radial innerste
Stellung einnehmen. Dreht die Schnecke 90 das Schneckenrad 86 mit der Kugelumlaufbüchse
84 derart, daß die Schiebemuffe 72 nach
hinten, in Fig.1 nach rechts
verschoben wird, so wird der Rohrkörper 68 samt Steuerhülse 46 nach rechts mitgenommen,
so daß die in der Zeichnungsebene der Fig.1 liegenden Stellhebel 38 die Möglichkeithaben,
gegensinnige Schwenkungen auszuführen, bei denen die zugehörigen Werkzeughalter
34 sich radial nach außen bewegen. Daß diese Bewegungen stattfinden, ist dadurch
gwährleistet, daß das Drehmoment der Fliehkraft jedes Werkzeughalters 34 samt zugehörigem
Drehwerkzeug 36 und vorderem Arm 42 des zugehörigen Stellhebels 38 in bezug auf
dessen Achse 40 etwas größer ist als das Drehmoment der Fliehkraft des hinteren
Arms 44 samt zugehörigem Gegengewicht 54.
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Während den beiden in der Zeichnungsebene der Fig. 1 liegenden und
in dieser Ebene radial verstellbaren Werkzeughaltern 34 die beiden in Fig.1 und
2 als Kontur sichtbaren Konusflächen 48 zugeordnet sind, gehören zu den beiden übrigen,
nicht dargestellten Werkzeughaltern, die in einer zur Zeichnungsebene der Fig.1
senkrechten Ebene angeordnet und in jener Ebene radial verstellbar sind, zwei weitere
Konusflächen 48', deren Konturen in Fig.4 sichtbar sind. Die Konusflächen 48' sind
gegen die Konusflächen 48 gemäß Fig.3 um je 90e versetzt und außerdem in axialer
Richtung versetzt, wie ein Vergleich der Fig.2 und 4 erkennen läßt.
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Die Steigung der Konusflächen 48' ist der Steigung der Konusflächen
48 entgegengesetzt; die Steigungswinkel sind aber bei allen Konusflächen 48 und
48' gleichgroß.
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Zu Beginn der Drehoperation steht die Steuerhülse 46 in ihrer hinteren,
in Fig.1 rechten Endstellung, so daß die mit den Konusflächen 48' zusammenwirkenden,
in Fig.1 nicht sichtbaren Stellhebel die Konusflächen 48' an den Punkten I berühren.
Die entsprechende Stellung der zugefhörigen Drehwerkzeuge ist im rechten Teil der
Fig.4 ebenfalls mit I bezeichnet. In dieser Steigung der Drehwerkzeuge findet ein
axialer Vorschub des Werkstoffs D statt.
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Anschließend wird die Steuerhülse 46 um einen Schritt nach links verschoben,
so daß die mit den Konusflächen 48' zusammenwirkenden Steuerhebel diese Konusflächen
an den Punkten II berühren, was der im rechten Teil der Fig.4 mit II bezeichneten
Stellung der
Drehwerkzeuge entspricht. Nach einem weiteren axialen
Vorschub des Werkstoffs D wird die Steuerhülse 46 erneut um einen Schritt nach links
verschoben, so daß die Konusflächen 48' von den zugehörigen Stellhebeln an den Stellen
III berührt wird und die zugehörigen Drehstähle die im rechten Teil der Fig.4 mit
III bezeichnete Stellung einnehmen. Nach einem weiteren Axialvorschub des Werkstoffs
D und anschließender Verstellung der Steuerhülse 46 nach links gleiten die zu den
Konusflächen 48' gehörigen Stellhebel von diesen Konusflächen ab und gelangen auf
sich daran anschließende achsparallele Steuerflächen 52', so daß die zugehörigen
Drehwerkzeuge die im rechten Teil der Fig.4 mit IV bezeichnete unwirksame Stellung
einnehmen. Anschließend wird der Werkstoff D weiter vorgeschoben. Daran schließt
sich eine weitere Verschiebung der Steuerhülse 46 nach links an, wodurch die in
der Zeichnungsebene der Fig. 1 und 2 angeordneten Stellhebel 38 über die Stellung
V in die Stellung VI gelangen; die entsprechenden Stellungen der von diesen Stellhebeln
betätigten Drehwerkzeuw 36 sind im rechten Teil der Fig.2 mit V bzw. VI bezeichnet.
In der Stellung VI findet ein weiterer Vorschub des Werkstoffs D statt.
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Anschließend wird die Steuerhülse 46 um einen weiteren Schritt nach
vorne, in Fig.1,2 und 4 also nach links verschoben, so daß die von den Konusflächen
48 gesteuerten Drehwerkzeuge 36 in die Stellung VII gelangen. Schließlich findet
nach einem weiteren Vorschub des Werkstoffs D eine letzte Verschiebung der Steuerhülse
46 nach vorne statt, so daß die von den Konusflächen 48 gesteuerten Drehwerkzeuge
36 in die Stellung VIII gelangen, in der sie einen tiefen Einstich erzeugen, an
dem der Werkstoff D anschließend mit einer getrennten Vorrichtung, beispielsweise
einer Kreissäge, vollständig abgetrennt wird.