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Mehrstationen-Dreh- und Bohrautomat Die Erfindung betrifft einen Mehrstationen-Dreh-und
Bohrautomaten mit zwei Werkzeugspindelkästen und einer zwischen diesen Kästen auf
einer zentral zu den Werkzeugspindeln angeordneten Mittelwelle befestigten, mit
Werkstückspannvorrichtungen ausgestatteten Schalttrommel.
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Bei einem bekannten Bohrautomaten dieser Art sind die Träger der Werkzeugspindeln
auf der die Schalttrommel tragenden Mittelwelle axial verschiebbar gelagert und
mit einem exzentrisch zur Mittelwelle angeordneten Druckstab ausgestattet, der durch
zwischen dem Werkzeugträger und der. Schalttrommel angeordnete Schraubendruckfedern
gegen eine konzentrisch zur Mittelwelle verlaufende Steuerkurve angedrückt wird
und im Zusammenwirken mit dieser Steuerkurve die Vorschubbewegungen der Werkzeugträger
steuert. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Vorschubkräfte in ihrer Wirkungsachse
gegenüber dem Schnittdruck der Werkzeuge versetzt sind, was sich naturgemäß nachteilig
auf den Genauigkeitsgrad der auf der Maschine bearbeiteten Werkstücke auswirkt.
Infolgedessen sind die bekannten Bohrautomaten dieser Art nur zum Bohren von Löchern
in solchen Werkstücken geeignet, die keinen besonderen Genauigkeitsgrad in der Bearbeitung
erfordern.
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Der Erfindung liegt daher zunächst die Aufgabe zugrunde, einen Mehrstationen-Dreh-
und Bohrautomaten der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sich damit auch
Dreh- und Bohrarbeiten an Werkstücken ausführen lassen, bei denen ein hoher Genauigkeitsgrad
in der Bearbeitung gefordert wird.
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Erfindungsgemäß ist das dadurch erreicht, daß die Mittelwelle gegenüber
dem Maschinenbett gegen axiale Verschiebung gesichert und in den in Richtung der
Mittelwelle auf dem Maschinenbett verschiebbar geführten Werkzeugspindelkästen radial
in axialer Richtung frei beweglich gelagert ist, daß in jedem Werkzeugspindelkasten
konzentrisch zur Mittelwelle ein Hydraulikzylinder angeordnet und innerhalb jedes
Zylinders auf der Mittelwelle ein Hydraulikkolben befestigt ist, und daß die Vorschubbewegungen
der Werkzeugspindelkästen durch auf der Mittelwelle konzentrisch angeordnete, in
Längsrichtung verstellbare, an sich bekannte Anschläge begrenzbar sind.
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Bei dieser Anordnung greifen die Vorschubkräfte konzentrisch zur Mittelwelle
an den Werkzeugspindelkästen an, so daß mit der Maschine ein hoher Genauigkeitsgrad
in der Bearbeitung erzielbar ist.
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Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Fluchtgenauigkeit
zwischen den Werkzeugspindeln 'und den im Werkstückträger angeordneten Spannvorrichtungen
auch bei Erwärmung der Spindelkästen während des Betriebes oder bei einem Verschleiß
der Führungsbahnen der Spindelkästen erhalten bleibt.
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Darüber hinaus liegen die den Vorschub bewirkenden Teile vollständig
innerhalb der Werkzeugspindelkästen, so daß sie nicht mit den bei der WerkstÜckbearbeitung
anfallenden Spänen in Berührung kommen können und somit die Bearbeitungsgenauigkeit
auch nicht durch die anfallenden Späne beeinträchtigt werden kann.
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Die Betätigungselemente zum öffnen und Schließen der an oder in der
Schalttrommel vorgesehenen Werkstückspannvorrichtungen werden vorzugsweise in an
sich bekannter Weise in der als Hohlwelle ausgebildeten Mittelwelle angeordnet.
Als für diesen Zweck besonders vorteilhaft haben sich in der hohlen Mittelwelle
beiderseits der Schalttrommel vorgesehene Hydraulikzylinder und darin angeordnete
Kolben erwiesen, die auf zum öffnen und Schließen der Werkstückspannvorrichtung
dienende, axial verschiebbare Stangen einwirken. Auf diese Weise ist mit denkbar
einfachen Mitteln ein sicheres und selbsttätiges Spannen und Entspannen der Werkstücke
in der Schalttrommel möglich.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist an Hand der Zeichnungen ein
Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt F i g.1 den Oberteil eines nach der Erfindung
ausgebildeten Mehrstationen-Dreh- und Bohrautomaten im Längsschnitt,
F
i g. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch die Mittelwelle mit den darin angeordneten
Betätigungselementen für die Spannvorrichtung, F i g. 3 einen Querschnitt nach der
Linie III-III der F i g. 2, F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der
F i g. 2, F i g. 5 eine Ansicht gegen die Stirnseite der Mittelwelle in Pfeilrichtung
A (F i g. 2), F i g. 6 eine Stirnansicht der Schalttrommel mit Längsschnitten durch
die Spannvorrichtungen, F i g. 7 eine Seitenansicht der Schalttrommel, F i g. 8
die in der Mittelwelle angeordneten Betätigungselemente für die Spannvorrichtungen
im Längsschnitt.
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Der dargestellte Mehrstationen-Dreh- und Bohrautomat ist mit zwei
Werkzeugspindelkästen 5 und 6 ausgestattet, die auf dem nicht näher dargestellten
Maschinenbett geführt sind. Jeder dieser Spindelkästen weist mehrere Werkzeugspindeln
7 bzw. 8 auf, die über nicht gezeigte Zentralräder und Zwischenräder von in den
Kästen 5 und 6 eingebauten Elektromotoren 9 und 10 angetrieben werden.
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Zwischen den beiden Werkzeugspindelkästen 5 und 6 ist auf einer zentral
zu den Werkzeugspindeln 7 und 8 verlaufenden, in Gleitlagern 3 der Kästen 5 und
6 radial gelagerten Mittelwelle 2 eine mit meh--reren Werkstückspannvorrichtungen
ausgestattete Schalttrommel 18 befestigt. Die Mittelwelle ist durch auf dem
Maschinenbett angeordnete Lagerböcke 4 gegen axiale Verschiebung gesichert, so daß
sich beim Vor- und Rücklauf der Spindelkästen 5 und 6 deren Gleitlager 3 auf der
Mittelwelle in axialer Richtung verschieben.
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Die Vorschub- und Rücklaufbewegungen der Spindelkästen 5 und 6 werden
hydraulisch gesteuert. Zu diesem Zweck ist in jedem der Werkzeugspindelkästen 5
und 6 konzentrisch zur Mittelwelle 2 ein Hydraulikzylinder 17 angeordnet und innerhalb
jedes Hydraulikzylinders 17 auf der Mittelwelle 2 ein Hydraulikkolben
13 befestigt.
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Bei der Vorschubbewegung in Richtung zur Schalttrommel 18 werden die
Kolben 13 durch Drucköl beaufschlagt, das durch je einen Kanal 16 in die
Zylinder 17 einströmt. Zum Rücklauf der Spindelkästen in ihre Ausgangsstellung wird
das Drucköl den Zylindern 17 auf der gegenüberliegenden Seite der Kolben 13 zugeführt.
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Die Trommel 18 hat in bekannter Weise die Aufgabe, die in ihre
Spannvorrichtungen eingespannten Werkstücke nach jedem Bearbeitungsvorgang um eine
Bearbeitungsstation weiterzuschalten. Zu diesem Zweck wird die Mittelwelle durch
eine nicht dargestellte Schalteinrichtung jeweils um eine Teilung weitergedreht
und in der neuen Stellung indexiert.
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Die Betätigungselemente zum Öffnen und Schließen jeweils einer der
in der Schalttrommel 2 angeordneten Werkstückspannvorrichtungen sind in an sich
bekannter Weise in der als Hohlwelle ausgebildeten Mittelwelle 2 angeordnet und
bestehen im wesentlichen aus zwei durch die Enden der Hohlwelle gebildeten Hydraulikzylindern
20 und 21 und zwei darin angeordneten Hydraulikkolben 22 und 23. Der in dem Zylinder
20 angeordnete Kolben 22 dient zum Schließen, der in dem Zylinder 21 angeordnete
Kolben 23 dagegen zum öffnen der Spannvorrichtung. Das zum Steuern der Hydraulikkolben
22 und 23 benötigte Drucköl wird den Zylindern 20 und 21 durch in den Kolben 22
und 23 vorgesehene Querbohrungen 24 und in den Kolbenstangen 26 vorgesehene Längsbohrungen
25 zugeführt und das Rücköl entsprechend abgeleitet. Die Manschetten 27 dienen zur
Abdichtung der Kolben 22 und 23 gegenüber den Zylinderinnenwandungen.
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Die Hydraulikzylinder 20 und 21 sind außen durch je
eine mit Schrauben 29 befestigte Platte 30 abgeschlossen. Diese Platten sind in
der Mitte mit Durchtrittsöffnungen für die Kolbenstangen 26 versehen und dienen
gleichzeitig zum Befestigen von Kolbenstangenabdichtungen 19.
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Die Enden der Mittelwelle 2 sind von Hülsen 28 umgeben, die an den
Spindelkästen 5 und 6 befestigt und mit je einem Längsschlitz 43 versehen
sind. Diese Schlitze dienen zur Führung von Hebelarmen 42, die auf den außerhalb
der Hydraulikzylinder liegenden Enden der Kolbenstangen 26 befestigt sind.
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Der das Öffnen der Spannvorrichtungen bewirkende Kolben 23 weist an
seiner Bodenfläche eine Anschlagnase 31 auf, durch die je nach Stellung des Kolbens
23 wahlweise eine oder mehrere Stangen 32 gedrückt und somit wahlweise eine oder
mehrere in der Spanntrommel angeordnete Werkstück-Spannvorrichtungen gelöst werden
können. Die jeweils gewünschte Lage der Anschlagnase 31 kann durch Verdrehen und
entsprechendes Festlegen der zur geradlinigen Führung des Kolbens 23 dienenden Hülse
28 eingestellt werden, die in der aus den F i g. 3 bis 5 ersichtlichen Weise mittels
durch Schlitze 14 hindurchgeführter Schrauben 44 in verschiedenen Winkellagen
am Spindelkasten 6 feststellbar ist.
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Gemäß F i g. 8 sind die im Wirkungsbereich der Hydraulikkolben 22
bzw. 23 liegenden Betätigungsstangen 32 mit Segmentstücken 33 verbunden, die je
eine Axialkurve 46 aufweisen. Die Axialbewegungen der Segmentstücke 33 werden durch
die Kurven 46 über Rollen 34 auf Führungsstücke 35 übertragen, die ihrerseits mit
Tellerfedern 37 versehene Kniehebel betätigen. Diese wiederum bewegen die übertragungshebel36
und bewirken damit das Verschieben der Spannbacken 38 bzw. 39. Die Übertragungshebel
36 sind durch spielfreie Verzahnungen 41 miteinander gekuppelt, so daß ihre Bewegung
völlig gleichlaufend ist.
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Die F i g. 6 zeigt rechts eine Spannvorrichtung in gespannter und
links eine Spannvorrichtung in gelöster Stellung. Die Werkstücke werden über die
übertragungshebe136 durch die Kraft der Tellerfedern 37, welche auch Maßabweichungen
der Werkstücke ausgleichen können, zwischen den Spannbacken 38 und 39 gehalten.
Die gespannten Backen 38 und 39 werden durch Einrasten der Rollen 34 in Raststellen
40 (F i g. 8) der Segmente 33 mechanisch verriegelt. In dieser Raststellung
wird die Trommel 18 jeweils weitergeschaltet.
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Damit die Werkzeugspindelkästen 5 und 6 beim jeweiligen Vorlauf genau
die gewünschte Endstellung erreichen, sind auf der Mittelwelle 2 beiderseits der
Schalttrommel 18 verstellbare Anschlagmuttern 45 vorgesehen, welche die Vorschubbewegungen
der Werkzeugspindelkästen in Richtung zur Schalttrommel 18 begrenzen.
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Sofern mit der vorstehend beschriebenen Maschine Stangenmaterial verarbeitet
werden soll, wird auf dem Maschinenbett an Stelle eines Werkzeugspindelkastens eine
Trommel mit Stangenführungs- und -vorschuborganen angeordnet.