Kurt Tauscher, Karl-Marx-Stadt (Deutschland), ist als Erfinder genannt worden Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannein richtung an einem Drehautomat zur Bearbeitung von Drehteilen mit mittigen wie auch aussermittigen Drehflächen in einem Arbeitsgang.
Spanneinrichtungen für eine derartige Bearbei tung an Drehteilen sind bekannt und bestehen im wesentlichen darin, dass dafür Spannfutter Anwen dung finden, deren an dem Futterflansch anliegende Stirnfläche verschiebbar zu diesem angeordnet ist. Hierbei sind einmal die Stirnflächen des Spannfutters wie auch die des Futterflansches mit radial oder auch mit spiralförmig angeordneten Nuten versehen. Für eine seitliche Veränderung der in diesem Spann futter gehaltenen Werkstücke, zwecks Bearbeitung mittiger als auch aussermittiger Sitze, ist in jedem Falle ein Stillstand der Arbeitsspindel erforderlich. Dann erst kann diese Verstellung vorgenommen wer den, die mit Hilfe von Schneckentrieben als auch mittels konischer und exzentrisch zueinander ge arbeiteter Büchsen, die verschraubbar sind, erfolgt.
In jedem Falle gestatten derartige Spannvorrichtun gen keinesfalls eine kontinuierliche Fertigung von Kleinteilen mit teilweise aussermittig angeordneten Sitzen.
Diese Spannvorrichtungen sind erst recht nicht anwendbar auf Drehautomaten, bei denen der Ar beitsablauf selbsttätig erfolgt und die Arbeitsspindel nur in Ausnahmefällen während der Bearbeitung stillsteht. Daher ist es auf Drehautomaten wie auch auf anderen Drehmaschinen üblich, Drehteile mit mittigen und mit aussermittigen Sitzen in mindestens zwei Arbeitsgängen zu bearbeiten. Das bedeutet, dass diese Drehteile halbfertig auf Drehautomaten vorge fertigt werden und in mindestens einem weiteren Arbeitsgang auf einer Drehmaschine einzeln und von Hand eingespannt und bearbeitet werden müssen. Die Nachteile dieser Bearbeitung sind offensichtlich, speziell bei der Herstellung von derartigen Dreh teilen auf Drehautomaten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spann einrichtung an Drehautomaten zu schaffen, die vor zugsweise unter Verwendung von Stangenmaterial das Drehen von mittigen wie auch aussermittigen Sitzen oder Bohrungen an einem Drehteil (Dreh flächen) gestattet. Zweckmässig soll dabei der Wech sel der Werkstückspannung, ohne Stillstand der Ar beitsspindel, in gesteuerter und wählbarer Folge vom Drehautomaten aus erfolgen, bei gleichzeitiger Auf rechterhaltung des an derartigen Drehautomaten be kannten Materialvorschubes, um damit zugleich einen vollautomatischen und rhythmischen Arbeits ablauf zu gewährleisten.
Die Lösung der vorstehend beschriebenen Auf gabe besteht darin, dass eine Arbeitsspindel des Drehautomaten zwei exzentrisch gefertigte Druck hülsen aufnimmt, wobei die äussere Druckhülse in der Arbeitsspindel längsverschiebbar geführt ist ; dass eine an einem Vorschubrohr drehbar befestigte Rolle in einem Kurvenstück der Arbeitsspindel glei tet ;
dass das Vorschubrohr mit der inneren Druck hülse über eine gefederte Zahnkupplung verbunden ist, die in Verbindung mit dem Kurvenstück eine von dem Drehautomaten gesteuerte axiale Schlittenbewe gung in eine drehende Relativbewegung zur Arbeits spindel umformt, wobei in einer Bewegungsrichtung des Schlittens die Zahnschrägen der Kupplungs stücke sich bis zum folgenden Zahnpaar gegeneinan der verschieben und in entgegengesetzter Bewegungs richtung des Schlittens die Zahnflanken der Kupp lungsstücke als Mitnehmer wirken und damit die Spannzange zur Arbeitsspindel bei jeder Schaltung um einen vorgegebenen Winkel verdrehen. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Spanneinrichtung wird an Hand von Zeichnungen nachfolgend beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 einen Gesamtschnitt der Arbeitsspindel mit der erfindungsgemässen Einrichtung, Fig. 2 Teile der Zahnkupplung in auseinander gezogener Darstellung, Fig. 3 eine Gesamtansicht der Arbeitsspindel mit eingezeichnetem Vorschubhebel, Fig. 4 den vorderen Teil der Arbeitsspindel in vergrösserter Darstellung, und Fig. 5 den hinteren Teil der Arbeitsspindel in vergrösserter Darstellung.
Eine in Drehautomaten gebräuchliche Arbeits spindel 1 ist in bekannter Art und Weise in Radial kugellagern 2 und 3 gelagert und wird axial gegen Verschiebung mit Hilfe zweier Kontermuttern 4 be grenzt. Am Kopf der Arbeitsspindel 1 ist eine Über wurfmutter 5 aufgeschraubt, die zugleich als vordere Begrenzung für eine Spannzange 6 dient. Diese Spannzange 6 ist verschiebbar und wenn erforderlich auch verdrehbar in einer inneren Druckhülse 7 ge lagert, deren äusserer Durchmesser um die Hälfte der erforderlichen maximalen Exzentrizität des zu fer tigenden Werkstückes aussermittig angeordnet ist. Eine weitere Druckhülse 8 umgreift die Druckhülse 7 und besitzt eine aussermittig angeordnete Bohrung, die ebenfalls um die Hälfte der maximal erforder lichen Exzentrizität des zu fertigenden Werkstückes versetzt ist.
Während die innere Druckhülse 7 in der äusseren Druckhülse 8 verschieb- und verdrehbar ge lagert ist, wird die äussere Druckhülse 8 in der Arbeitsspindel 1 längsverschiebbar mit Hilfe eines Bolzens 9 in einer Nut 10 der Arbeitsspindel 1 ge führt. In die innere Druckhülse 7 ist ein vorderes Kupplungsstück 11 eingeschraubt und eine ebenfalls darin befindliche Druckfeder 12 ist bestrebt, die Spannzange 6 zu öffnen. In das vordere Kupplungs stück 11 ist, zusammen mit einem kurzen Kupplungs stück 13 und einer Druckfeder 14, eine Führungs hülse 15 eingeschraubt. Beiderseits an dem kurzen Kupplungsstück 13 befindliche Führungsnocken 16 gleiten in Nuten 17 eines vorderen Vorschubrohres 18, welches in ein Vorschubrohr 19 eingeschraubt ist.
Am Ende des Vorschubrohres 19 ist ein weiteres Rädialkugellager 20 aufgezogen, welches, mit einer Begrenzungsmutter 21 zusammen, eine formschlüs sige Verbindung mit einem axial verschiebbaren, auf einem Bett 22 des Drehautomaten gleitenden Schlit ten 23 herstellt.
Auf beiden Vorschubrohren 18 und 19 gleitet ein in derartigen Drehautomaten bekanntes Druck rohr 24, welches mit einer Stirnfläche an der äus- seren Druckhülse 8 und am anderen Ende an zwei Schaltknaggen 25 anliegt. Diese Schaltknaggen 25 liegen lose in Längsaussparungen 26 der Arbeitsspin del 1, wobei die vorderen abgewinkelten Teile 27 der Schaltknaggen 25 in einer halbrundförmigen Rille 28 einer auf der Arbeitsspindel 1 befestigten Druckscheibe 29 anliegen. Ein axial verschiebbarer Kupplungsring 30 umgreift die Arbeitsspindel 1 und damit zugleich die Schaltknaggen 25.
Dieser Kupp lungsring 30 besitzt an einem Bohrungsende eine Schräge 31, die sich, bei entsprechender Schaltbewe gung eines in eine Rille 32 des Kupplungsringes 30 eingreifenden Vorschubhebels 33, über die Schalt- knaggen 25 schiebt.
Die Begrenzung für diese Verschiebebewegung des Kupplungsringes 30 bilden zwei Kontermuttern 34, die in bekannter Art und Weise eine Justage der Werkstückspannung gestatten.
Der Vorschubhebel 33 wie auch der Schlitten 23 sind mit dem Drehautomaten Steuer- und einstellbar verbunden.
Das hintere Ende der Arbeitsspindel 1 trägt ein Kurvenstück 35, welches mit einer Kontermutter 36 einstell- wie auch auswechselbar auf dieser befestigt ist. In einer Kurvenbahn 37 des Kurvenstückes 35 gleitet eine Rolle 38, die mit Hilfe einer Ansatz schraube 39 drehbar am Vorschubrohr 19 befestigt ist. Damit besteht eine der Form der Kurvenbahn 37 entsprechende gleitende Verbindung zwischen der Arbeitsspindel 1 und dem Vorschubrohr 19.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Ein richtung, in Zusammenarbeit mit der bereits bekann ten Vorschub- und Werkstückspanneinrichtung, soll im folgenden beschrieben werden. Hierbei wird an genommen, dass das zu bearbeitende Werkstück der besseren Erklärung wegen nur eine aussermittig an geordnete Form besitzen soll. Die dieser Exzentrizi tät entsprechenden Druckhülsen 7 und 8 befinden sich im vorderen Teil der Arbeitsspindel 1 und in Verbindung mit den Kupplungsstücken 11 und 13 kann die innere Druckhülse 7, und damit die Spann zange 6, zur äusseren Druckhülse 8 zwei Stellungen einnehmen. In einer dieser beiden Stellungen heben sich die Exzentrizitäten der beiden Druckhülsen 7 und 8 auf, so dass die Spannzange 6 zentrisch zur Arbeitsspindel 1 läuft.
Bei 180 Drehung der inneren Druckhülse 7 zur äusseren Druckhülse 8 addieren sich die aussermittigen Sitze der beiden Druckhülsen 7 und 8, so dass die Spannzange 6 zur Arbeitsspindel 1 um das an dem Werkstück geforderte Mass ausser Mitte läuft.
Eine in den Zeichnungen nicht eingezeichnete Materialstange wird in der Spannzange 6 aufgenom men und liegt frei in den Bohrungen der Kupplungs stücke 11 und 13 und des Vorschubrohres 19. Zum Materialvorschub dient ein an derartigen Drehauto maten bekannter Materialgewichtsvorschub in Ver bindung mit der von dem Drehautomaten steuer- und einstellbaren Vorschub- und Werkstückspann einrichtung.
Diese Einrichtung arbeitet in der Weise, dass, bei einer in Uhrzeigerrichtung erfolgenden Ver- schwenkung des Vorschubhebels 33, der Kupplungs ring 30 die Schaltknaggen 25 freigibt, womit das Druckrohr 24 die Spannung zwischen den Druck hülsen 7 und 8 und der Spannzange 6 löst. Damit kann sich die in der Spannzange 6 unter Druck an liegende Materialstange bis zu dem am Drehautoma- ten in bekannter Weise einstellbaren Material anschlag verschieben.
Wird der Vorschubhebel 33 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, dann schiebt sich der Kupplungsring 30 mit seiner Schräge 31 derart über die verstärkt ausgeführten Enden der Schalt- knaggen 25 bis zu den als Anschlag wirksamen Kon termuttern 34, dass die mit ihren abgewinkelten Tei len 27 ausgeführten Schaltknaggen 25 in der Rille 28 der Druckscheibe 29 einen Drehpunkt bilden. Dadurch verschieben an den Schaltknaggen 25 be findliche Nasen 40 das Druckrohr 24 in Richtung Spindelkopf und das Druckrohr 24 drückt auf die äussere Druckhülse B. Mit der Druckhülse 8 wird zugleich die innere Druckhülse 7 verschoben, die sich über die Spannzange 6 schiebt und mit dieser die Materialstange wieder festspannt.
Innerhalb dieser Schaltbewegungen für den Ma terialvorschub liegt die Schaltbewegung der erfin- dungsgemässen Einrichtung, deren Schaltdauer an derartigen Maschinen bei ca. 1/4 sek liegt. Beide Schaltbewegungen laufen dabei während der Um drehung der Arbeitsspindel 1 ab.
Bei geöffneter Spannzange 6 erhält der Schlitten 23 eine Vorwärtsbewegung in Richtung Spindelkopf. Dabei erfährt das Vorschubrohr 19 mit Hilfe der in der Kurvenbahn 37 gleitenden Rolle 38 eine Relativ bewegung zur Arbeitsspindel 1, die über das vordere Vorschubrohr 18 mittels der Nut 17 und die Füh rungsnocken 16 auf das kurze Kupplungsstück 13 übertragen wird. Die axiale Bewegung des Vor schubrohres 18 wird durch die Nut 17 am Kupplungs stück 13 aufgehoben, während die drehende Bewe gung auf das kurze Kupplungsstück 13 wirkt. Das kurze Kupplungsstück 13 verschwenkt zum Spindel kopf gesehen in Uhrzeigerrichtung um etwas mehr als 180 .
Die als Sägezähne ausgebildeten Stirnflächen des kurzen wie auch der vorderen Kupplungsstückes 13 und 11 laufen auf ihren Zahnschrägen 41 und 42 auf, und auf Grund der Verschwenkung um etwas mehr als 180 erfolgt hierauf ein Einrasten in das nächste Zahnpaar. Damit ist zugleich die Vorwärts bewegung des Schlittens 23 beendet und derselbe wird in seine Grundstellung zurückgeführt. Das kurze Kupplungsstück 13 verschwenkt hierauf im Gegenuhrzeigersinn und wirkt, nunmehr mit Hilfe der Druckfeder 14, als Mitnehmer für das vordere Kupplungsstück 11, wobei das Kupplungsstück 13 zugleich die die Spannzange 6 aufnehmende innere Druckhülse 7 mitnimmt.
Durch die in der Arbeits spindel 1 gegen Verdrehung gesicherte äussere Druckhülse 8 und die axial verlaufenden und anlie genden Zahnflanken 43 und 44 der zusammenarbei tenden Kupplungsstücke 11 und 13 ist in dem ge schilderten Beispiel eine präzise Verdrehung um je weils 180 gegeben.