DE3410575A1

DE3410575A1 - Mehrkantdrehmaschine

Info

Publication number: DE3410575A1
Application number: DE19843410575
Authority: DE
Inventors: Jörg 7060 Schorndorf Bitterling; Adolf 7050 Waiblingen Klingler
Original assignee: Hahn and Kolb GmbH and Co
Current assignee: Hahn and Kolb GmbH and Co
Priority date: 1984-03-22
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1985-10-03

Description

Mehrkantdrehmaschine
Die Erfindung betrifft eine Mehrkantdrehmaschine mit einer Werkstückspindel und einem Werkzeugträger, der um eine parallel zu und im Abstand von der Achse der Werkstückspindel verlaufende Werkzeugträgerachse antreibbar ist und an seinem Umfang mindestens einen Mehrkantdrehmeißel aufweist, und mit Antriebseinrichtungen für die Werkstückspindel und den Werkzeugträger, deren Drehzahlen derart synchronisiert sind, daß ein vorgegebenes Drehzahlverhältnis der beiden angetriebenen Elemente aufrechterhaltbar ist.
Eine derartige Mehrkantdrehmaschine ist beispielsweise aus der DE-PS 30 29 893 bekannt. Bei der bekannten Mehrkantdrehmaschine wird durch die exakte Synchronisierung des Antriebs für die Werkstückspindel einerseits und für den Werkzeugträger andererseits erreicht, daß die Kanten der am Werkstück erzeugten Flächen exakt parallel zur Längsmittelachse des Werkstücks verlaufen.
Bei Mehrkant-, insbesondere Sechskant-Werkstücken ist es ferner bekannt, die Flächen am Werkstück derart herzustellen, daß ihre Kanten längs einer Schraubenlinie verlaufen bzw. derart, daß sich für jede der am Werkstück hergestellten Flächen ein Drall ergibt, was dann günstig ist, wenn das Mehrkantwerkstück bei beengten räumlichen Verhältnissen mit Hilfe eines Schlüssels verdreht werden soll, der aufgrund des Dralls in Längsrichtung des Werkstücks stets in einer günstigen Position an diesem angesetzt werden kann. Die Herstellung von derartigen, einen Drall aufweisenden Mehrkantwerkstücken erfolgt derzeit durch Fräsen, was relativ teuer und aufwendig ist.
Ausgehend vom Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkantdrehmaschine dahingehend zu verbessern, daß auf ihr Mehrkantwerkstücke mit einem Drall bzw. mit schraubenlinienförmig verlaufenden Kanten herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einer Mehrkantdrehmaschine der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in die Antriebsverbindung für eines der angetriebenen Elemente ein Planetenradgetriebe mit einem Sonnenrad, mit einem der Lagerung der Planetenräder dienenden Planetenradträger und mit einem äußeren Zahnkranz als Getriebeelementen eingefügt ist und daß zusätzliche Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, durch die eines der Getriebeelemente des Planetenradgetriebes derart zu einer Drehbewegung antreibbar ist, daß durch die dadurch bewirkte überlagerte Drehbewegung des zugeordneten angetriebenen Elementes ein schraubenförmiger Verlauf der Kanten des Werkstücks herbeiführbar ist.
Es ist ein besonderer Vorteil der Mehrkantdrehmaschine gemäß der Erfindung, daß einerseits Mehrkantwerkstücke mit einem Drall der Werkstückflächen schnell und vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden können und daß auf derselben Maschine dann, wenn der zusätzliche Antrieb nicht betätigt wird, auch Mehrkantwerkstücke mit ebenen Flächen erzeugt werden können.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Planetenradgetriebe in die Antriebsverbindung für den Werkzeugträger eingefügt ist und wenn durch die zusätzlichen Antriebseinrichtungen der Planetenradträger antreibbar ist.
Bei dieser bevorzugten Lösung wird nämlich bei dem allgemein bevorzugten Vorschub des Werkzeugträgers gegenüber der Werkstückspindel bzw. dem Werkzeug eine besonders einfache Umsetzung der Vorschubbewegung in eine entsprechende Drehbewegung der zusätzlichen Antriebseinrichtungen ermöglicht.
Als vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die zusätzlichen Antriebseinrichtungen einen Hydraulikmotor umfassen, für den die Menge der zugeführten Hydraulikflüssigkeit mit Hilfe eines Kopierlineals gesteuert wird, dessen Vorschub gleich der Relativbewegung zwischen Werkzeugträger und Werkstückspindel ist und das mit einem Kopierfühler zusammenwirkt, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn der Kopierfühler über eine Zahnstange mit einem Ritzel starr gekuppelt ist, welches drehfest mit einem von dem Hydraulikmotor angetriebenen Getriebeteil gekuppelt ist, derart, daß der Kopierfühler rechtwinklig zur Vorschubrichtung des Kopierlineals entsprechend der Geschwindigkeit der Relativbewegung verfahrbar ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Draufsicht der wesentlichen Elemente einer bevorzugten Ausführungsform einer Mehrkantdrehmaschine gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine Seitenansicht der Mehrkantdrehmaschine gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch die Mehrkantdrehmaschine gemäß Fig. 1 längs der Linie 3-3 in dieser Figur und Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch die Drehmaschine gemäß Fig. 1 längs der Linie 4-4 in dieser Figur.
Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 eine Mehrkantdrehmaschine 10 mit einem Hauptantriebsmotor 12, welcher über einen Riemen 14 eine Welle 16 treibt, welche über eine Bremse 18 und eine Kupplung 20 eine Welle 22 antreibt, die über ein Kegelrad 24 und ein weiteres Kegelrad 26 eine Welle 28 antreibt, auf der eine Schnecke 30 sitzt, die ein Schneckenrad 32 antreibt, welches drehfest mit einer Zahntrommel 34 verbunden ist, die mit einem Zahnrad 36 kämmt, welches dem Antrieb einer Werkstückspindel 38 dient, von der über einen Spindelkopf 39 ein Werkstück 40 zu einer Drehbewegung antreibbar ist.
Die Welle 22 treibt außerdem ein Zahnrad 42, welches mit einem Zahnrad 44 kämmt, das eine Welle 46 antreibt, die fest mit dem Zentral- bzw. Sonnenrad 48 eines Planetengetriebes 50 verbunden ist. Das Sonnenrad 48 treibt Planetenräder 52, die an einem Planetenradträger 54 gelagert sind und ihrerseits einen äußeren Zahnkranz 56 antreiben, von dem eine Welle 58 angetrieben wird, auf der ein Zahnrad 60 sitzt.
Das Zahnrad 60 treibt ein. Zahnrad 62, welches eine Welle 64 antreibt, von der über Kegelräder 66, 68 und eine Welle 70 eine weitere Schnecke 72 angetrieben wird, die mit einem Schneckenrad 74 kämmt, welches drehfest mit einer Zahntrommel 76 verbunden ist, mit der ein Zahnrad 78 kämmt, welches über eine Welle 79 einen Werkzeugträger 80 antreibt, der beim Ausführungsbeispiel zwei in Umfangsrichtung um 1800 gegeneinander versetzte Plehrkantdrehmeißel 82 trägt, mit deren Hilfe an dem zunächst im allgemeinen runden Werkstück 40 beispielsweise sechs Flächen 84 erzeugt werden. Die Welle 79, das heißt die Spindel des Werkzeugträgers 80, ist mit dem Kolben 86 eines Vorschubzylinders 88 verbunden. Ferner ist mit dem Kolben 86 ein Gestänge 90 verbunden, welches an seinem freien Ende ein Kopierlineal 92 trägt, dessen Winkel s bezüglich der Vorschubrichtung einstellbar ist und mit dem ein Kopierfühler 96 zusammenwirkt.
Der Kopierfühler 96, der ein Kopierventil in Form eines Vierkantensitzventils darstellt, steuert die Menge der Hydraulikflüssigkeit.bzw. des Hydrauliköls, welche einem Hydraulikmotor 98 zugeführt wird, der, wie dies besonders aus Fig. 3 deutlich wird, über eine Schnecke 100 ein Schneckenrad 102 antreibt, welches drehfest mit dem Planetenradträger 54 verbunden ist. Außerdem treibt die Schnekke 100 ein zweites Schneckenrad 104, welches über eine Welle 106 mit einem Ritzel 108 verbunden ist, welches mit einer Zahnstange 110 kämmt, die starr an dem Kopierfühler 96 befestigt ist. Die Elemente 104 bis 110 bilden dabei gewissermaßen eine Rückkopplungsschleife, die dafür sorgt, daß der Hydraulikmotor 98 den Planetenradträger 54 exakt entsprechend der Aus lenkung des Kopierfühlers 96 verdrehen muß, wobei zu beachten ist, das der Getriebezug mit den Elementen 104 bis 108 nicht von der Zahnstange 110 angetrieben werden kann, da das Schneckenrad 104 in diesem Fall durch die Schnecke 100 gesperrt wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Mehrkattdrehmaschine wird der Drall der am Werkstück 40 hergestellten Flächen 84 entsprechend dem Vorschub in Abhängigkeit von der Schrägstellung bzw. vom Anstellwinkel « des Kopierlineals 94 erzeugt, so daß ein Werkstück mit Kanten erhalten wird, die einen schraubenlinienförmigen Verlauf haben.
Dabei ist anzumerken, daß die in den Antrieb für den Werkzeugträger 80 eingefügten Zusatzeinrichtungen mit dem Planetengetriebe 50, den Kopiereinrichtungen 94, 96 und dem Hydraulikmotor 98 bei Bedarf auch in anderer geeigneter Weise ausgebildet werden können. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, die überlagerte Drehbewegung eines ausgewählten Getriebeelements des Planetengetriebes mit Hilfe eines Gewindespindel-Gleichstrommotors in Verbindung mit einer NC-Steuerung herbeizuführen. Ferner könnte die überlagerte Drehbewegung mit Hilfe eines Linearzylinders mit einem Nachlaufregelsystem herbeigeführt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, für die Erzeugung der überlagerten Drehbewegung einen durch eine CNC-Steuerung gesteuerten Schrittmotor einzusetzen.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß durch die Verwendung eines geraden Kopierlineals 94, welches unter einem gewissen Winkel Oc geneigt ist, ein schraubenlinienförmiger Verlauf der Kanten des Werkstücks erreicht werden kann. Dabei wird aber auch deutlich, daß bei Verwendung eines Kopierlineals mit gegenüber der horizontalen, unterschiedlich steil geneigten Abschnitten ganz allgemein an einem Werkstück Kanten erhalten werden können, die nicht parallel zur Werkstückachse verlaufen. Die Erfindung ist also mit anderen Worten nicht auf die Schaffung von Werkstücken mit schraubenlinienförmig verlaufenden Kanten beschränkt.
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Claims

Patentansprüche Mehrkantdrehmaschine mit einer Werkstückspindel und einem Werkzeugträger, der um eine parallel zu und im Abstand von der Achse der Werkstückspindel verlaufende Werkzeugträgerachse antreibbar ist und an seinem Umfang mindestens einen Mehrkantdrehmeißel aufweist, und mit Antriebseinrichtungen für die Werkstückspindel und den Werkzeugträger, deren Drehzahlen derart synchronisiert sind, daß ein vorgegebenes Drehzahlverhältnis der beiden angetriebenen Elemente aufrechterhaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Antriebsverbindung für eines der aragetriebenen Elemente (40,80) ein Planetenradgetriebe (50) mit einem Sonnenrad (48), mit einem der Lagerung der Planetenräder (52) dienenden Planetenradträger (54) und mit einem äußeren Zahnkranz (56) als Getriebeelementen eingefügt ist und daß zusätzliche Antriebseinrichtungen (98,100,102) vorgesehen sind, durch die eines der Getriebeelemente (48,54, 56) des Planetenradgetriebes (50) derart zu einer Drehbewegung antreibbar ist, daß durch die dadurch bewirkte über lagerte Drehbewegung des zugeordneten angetriebenen Elementes (40,80) ein schraubenförmiger Verlauf der Kanten des Werkstücks herbeiführbar ist.
2. Mehrkantdrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenradgetriebe (50) in die Antriebsverbindung für den Werkzeugträger (80) eingefügt ist und daß durch die zusätzlichen Antriebseinrichtungen (98,100,102) der Planetenradträger (54) antreibbar ist.
3. Mehrkantdrehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Antriebseinrichtungen einen Hydraulikmotor (98) umfassen, für den die Menge der zugeführten Hydraulikflüssigkeit mit Hilfe eines Kopierlineals (94) gesteuert wird, dessen Vorschub gleich der Relativbewegung zwischen Werkzeugträger (80) und Werkstück (40) ist und das mit einem Kopierfühler (96) zusammenwirkt.
4. Mehrkantdrehmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopierfühler (96) über eine Zahnstange (110) mit einem Ritzel (108) starr gekuppelt ist, welches drehfest mit einem von dem Hydraulikmotor (98) angetriebenen Getriebeteil (104) gekuppelt ist, derart, daß der Kopierfühler (96) rechtwinklig zur Vorschubrichtung des Kopierlineals (94) entsprechend der Geschwindigkeit der .Relativbewegung verfahrbar ist.