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Hydraulische Schalt- und Spanneinrichtung für den Revolverkopf von
Drehmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Schalt- und Spanneinrichtung
für den Revolverkopf von Drehmaschinen, bei der der Revolverkopf mit dem Querschieber
der Maschine durch eine Stirnverzahnung od. dgl, verbunden ist.
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Bei Revolverdrehbänken und Drehautomaten ist es notwendig, einen Werkzeugträger,
der als Sechskantrevolverkopf, als Trommelrevolverkopf oder als Drehtisch ausgebildet
sein kann, in vier, sechs oder noch mehr Stellungen zu fixieren, um ein Werkstück
mit verschiedenen Werkzeugen nacheinander in einer Aufspannun@g fertig bearbeiten
zu können. Im folgenden wird der Einfachheit halber immer nur der Ausdruck »Revolverkopf«
für den Werkzeugträger verwendet.
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Durch die modernen Hartmetallwerkzeuge werden die Zerspanungskräfte
immer höher, und gleichzeitig steigt auch die Anforderung an die Genauigkeit der
zu bearbeitenden Werkstücke ständig an. Die seither üblichen Revolverkopfschaltungen
mittels Malteserkreuz oder Schaltklinken usw. sind insbesondere für größere Maschinen
wegen ihres Raumbedarfes in einem gedrängten Schlittenschieber schlecht unterzubringen.
Die normalerweise übliche Fixierung des Revolverkopfes in mehreren Stellungen mittels
Indexbolzen oder Indexkeil hat große Nachteile bezüglich der Umschaltgenauigkeit
wegen des relativ geringen Abstandes zwischen dem Mittelbolzen, der den Revolverkopf
zentriert, und dem Indexbolzen oder Indexheil. Außerdem hat sowohl der Mittelbolzen
als auch der Indexbolzen oder Indexkeil ein gewisses Spiel nötig, um überhaupt funktionsfähig
zu sein. Dieses Spiel wiederum wirkt sich auf die Umschaltgenauigkeit nachteilig
aus. Infolge -der relativ großen Kräfte, die am Werkzeugträger einer modernen Hartmetallwerkzeugmaschine
wirken, sind auch dieFlächenbeansprüchungen der genannten Elemente sehr hoch, so
daß sie einem relativ schnellen Verschleiß unterliegen, was sich wiederum nachteilig
auf die Lebensdauer dieser wichtigen Maschinenelemente auswirkt. Die Klemmung des
Revolverkopfes erfolgt bisher hauptsächlich durch Klemmringe oder ähnliche Mittel.
Neben dem Platzbedarf solcher Elemente ist die Klemmkraft häufig nicht ausreichend
für eine große Beanspruchung des Werkzeugträgers.
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Bei der bekannten Verbindung des Revolverkopfes mit dem Querschieber
der Drehmaschine durch eine Stirnverzahnung od. dgl., aus der der Revolverkopf durch
Anheben gelöst oder mit der er durch Senken zum Eingriff gebracht werden kann, ist
auch schon vorgesehen, zum Heben bzw. Senken des Revolverkopfes eine auf der Nabe
desselben drehbar, aber axial nicht verschiebbar gelagerte und mit dem Querschieber
im Gewindeeingriff stehende Gewindehülse zu verwenden. Hierbei wird die Betätigung
der Gewindehülse durch mechanische Mittel automatisch vorgenommen.
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Demgegenüber wird durch die Erfindung bezweckt, die Betätigung der
Ge-,vindehülse durch in den Querschieber eingebaute, hydraulisch betätigte Kolben
vorzunehmen und die gesamte Schalt- und Spanneinrichtung so gedrängt auszuführen,
daß sie in dem Querschieber Platz findet.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Nabe des Revolverkopfes
unmittelbar oder über ein Zahnrädergetriebe mit einer Taumelscheibe verbunden ist,
auf die durch verschiebbar gelagerte Druckölkolben ein Axialschub ausgeübt wird,
der durch die Kurvensteigung der Taumelscheibe in ein Drehmoment umgewandelt wird,
und daß die Gewindehülse über ein mit ihr verbundenes Zahnrad mittels Zahnstangen
drehbar ist, die in Bohrungen des Querschiebers verschiebbar gelagert und mit Druckölkolben
verbunden sind, die durch abwechselnd vor und hinter die Kolben einströmendes Drucköl
in jeweils entgegengesetzter Richtung bewegt werden.
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Dadurch wird erreicht, daß in einen Querschlittenschieber oder Sattelrevolversch.ieber
eine vollständige, automatisch arbeitende Schalt- und Spanneinrichtung für den Revolverkopf
eingebaut werden kann, wobei der Revolverkopf mit dem Schieber so verbunden ist,
daß beide Teile als ein Ganzes betrachtet werden können. Eine Vergrößerung des Schiebers
ist dabei nicht erforderlich, vielmehr kann der Schieber seine üblichen Abmessungen
im wesentlichen beibehalten.
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Gegenüber den bekannten Einrichtungen hat die Erfindung den Vorteil,
daß die Kraft für das Klemmen Lind Lösen sowie für das Weiterdrehen des Revolverkopfes
nicht aus der Bewegungskraft des Schlittenschiebers entnommen werden oder durch
einen komplizierten
mechanischen Antrieb zugeführt werden muß.
Es ist vielmehr trotz der beschränkten Raumverhältnisse und trotz der notwendigen
Festigkeit des Schlittenschalters möglich, den Revolverkopf auf diese Weise mit
hydraulischen _ Mitteln zu klemmen, zu lösen und zu schalten. Trotz dieser gedrängten
Anordnung bleiben den tragenden Schieber- und Schlittenteilen ausreichend große
Querschnitte erhalten, die eine große Starrheit ergeben.
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Der Erfindungsgegenstand ist in einem Ausführungsbeispiel in den Fig.
1 bis 6 dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Schalt- und Spanneinrichtung in einem Längsschnitt
nach der Linie g-B der Fig. 3, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Schalt- und Spanneinrichtung
nach der Linie C-D der Fig. 3, Fig. 3 einen weiteren Längsschnitt nach der Linie
E-F der Fig. 1, Fig. 4 einen weiteren Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 3, Fig.
5 eine Hirth-Stirnverzahnung in vergrößertem Teilschnitt und Fig. 6 eine Abwicklung
der Taumelscheibe mit der in ihre Kerbe eingreifenden Rolle.
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Auf dem Querschieber 1 einer Drehmaschine sitzt der Revolverkopf 2.
Die Verbindung beider Teile wird in bekannter Weise durch eine Hirth-Stirnverzahnung
3 oder eine ähnliche Verzahnung hergestellt (Fig. 1, 5). Sowohl die Zentrierung,
als auch die Fixierung gegen Verdrehung wird durch diese gehärtete und geschliffene
Verzahnung übernommen. Mit dem Revolverkopf ist die Nabe 4 mittels der Schrauben
5 verbunden. Die Nabe 4 ist mit einer Verzahnung 6 versehen, auf die beim Umschlagen
des Drehtisches oder Revolverkopfes in eine andere Stellung die Antriebskraft wirkt.
Zwischen dem Revolverkopf 2 und einem Absatz der Nabe 4 ist ein weiteres Zahnrad
7 drehbar gelagert. Eine Klauenv erzahnung des Zahnrades 7 greift in eine entsprechende
Verzahnung der ebenfalls zwischen dem Revolverkopf und dem Zahnrad 7 gelagerten
Gewindehülse 8 ein, so daß das Zahnrad 7 und die Gewindehülse 8 gemeinsam auf der
Nabe 4 drehbar, jedoch nicht axial verschiebbar gelagert sind. Die Gewindehülse
8 greift mittels eines Flachgewindes in den Schieber 1 ein. Wird das Zahnrad 7 und
damit die Gewindehülse 8 verdreht, so tritt eine axiale Verschiebung des Revolverkopfes
2 zusammen mit der Nabe 4 ein: -Durch diese Verschiebung wird der Revolverkopf aus
der Verzahnung 3 ausgehoben.
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Die Verdrehung des Zahnrades 7 geschieht durch zwei Zahnstangen 9
und 10, die in die Verzahnung des Rades 7 eingreifen. An ihrem einen Ende sind die
Zahnstangen 9 und 10 mit hydraulisch beaufschlagten Arbeitskolben 11 bzw. 12 ausgerüstet.
Die Zahnstangen 9 und 10 mit ihren Kolben 11 und 12 sind im Schlittenschieber 1
axial verschiebbar gelagert. Der Kolben 11 kann dabei in dem Zylinderraum 13 und
der Kolben 12 in dem Zylinderraum 14 mittels Drucköl axial verschoben werden. Das
Zahnrad 7 verbindet dabei die beiden Zahnstangen 9 und 10 miteinander, so daß die
Bewegung der beiden Zahnstangen 9 und 10 zwangläufig gekuppelt wird.
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Die Verschiebung wird dadurch ausgelöst, daß Drucköl in die Bohrungen
15 und 16 eingelassen wird. Diese beiden Bohrungen sind miteinander verbunden. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zahnstange 10 nach rechts und die
Zahnstange 9 nach links in ihrer äußersten Lage dargestellt. In dieser Lage ist
beim Ausführungsbeispiel das Gewinde der Hülse 8 so in den Schieber 1 eingezogen,
daß die Stirnverzahnung 3 zur Anlage gepreßt wird. Wird Drucköl .durch die Bohrungen
1-7 und 18, die ebenfalls miteinander verbunden sind, eingelassen, so verschieben
sich die beiden Zahnstangen 9 und 10 in der entgegengesetzten Richtung, bis die
Zahnstange 10 an der Anschlagschraube 19 zur Anlage kommt. Mit der Anschlagschraube
19 kann der Weg des Kolbens 10 reguliert werden.
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Durch die Bewegung der Zahnstange 10 gegen die Anschlagschraube 19
und durch die entsprechende Bewegung der Zahnstange 9 wird das Gewinde der Gewindehülse
aus dem Schieber 1 so weit herausgeschraubt, daß die Verzahnung 3 außer Eingriff
kommt, worauf sich der Revolverkopf 2 gegenüber dem Schieber 1 verdrehen läßt. Um
in jedem Fall ein sicheres Lösen der Gewindehülse 8 zu erreichen, ist ein Hammer
20 vorgesehen, der beim Spannen der Gewindehülse durch die Wirkung der Feder 21
auf den verschiebbaren Bolzen 22 gegenüber dem Kolben 11 einen Abstand erhält. Wird
durch die Bohrung 17 Drucköl zugeführt, so wird zunächst dem Hammer 20 gegen die
Wirkung der Feder 21 eine Geschwindigkeit und damit eine Schlagkraft gegeben. Beim
Auftreffen des Hammers 20 auf den Kolben 11 wird der Gewindehülse ein leichter Schlag
vermittelt, so daß sie sich mit Sicherheit löst. Durch das wechselweise Einlassen
von Drucköl in die Zylinderräume 13 und 14 durch die Bohrungen 15 und 16 oder 17
und 18 werden die Zahnstangen 9 und 10 in axialer Richtung verschoben und dadurch
das mit der Verzahnung dieser beiden Zahnstangen im Eingriff stehende Zahnrad 7
verdreht. Die Verdrehkraft, die auf das Zahnrad 7 wirkt, kann durch eine relativ
große Kolbenfläche in Verbindung mit einem hohen Druck des Öles sehr hoch sein.
Dadurch wird im gespannten Zustand die Verzahnung 3 mit großer Sicherheit in Eingriff
gepreßt.
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Das Drehen des Revolverkopfes 2 erfolgt nach dem Lösen der Gewindehülse
8 dadurch, daß vier oder mehr axial verschiebbare Kolben 23 durch Drucköl wahlweise
nacheinander in beliebiger Reihenfolge beaufschlagt werden. Diese Kolben 23 wirken
ihrerseits über die Rolle 24 auf eine axiale Taumelscheibe 25 in der Weise, daß
durch die Steigung der Taumelscheibe 25 ein Drehmoment auf dieselbe so lange ausgeübt
wird, bis die Rolle 24 am tiefsten Punkt der Taumelscheibe 25 angelangt ist. In
diesem tiefsten Punkt ist die Taumelscheibe 25, deren Abwicklung in Fig. 6 dargestellt
ist, mit einer Vertiefung 26 versehen, in die ein Teil der Rolle 24 genau hineinpaßt.
Durch diese Anordnung wird erreicht, daß der jeweils beaufschlagte Kolben 23 die
Taumelscheibe 25 durch seine Axialkraft so lange verdreht, bis .die Taumelscheibe
25 mit ihrer tiefsten Stelle bzw. mit der Vertiefung 26 genau auf die Mitte des
Kolbens 23 gedreht hat, worauf die Rolle 24 des Kolbens 23 mittels der Vertiefung
26 die Taumelscheibe 25 grob fixiert. Eine weitere Verdrehung erfolgt dadurch, daß
ein weiterer Kolben 23 Drucköl erhält; während der zuerst beaufschlagte Kolben entlüftet
wird, wobei sich dasselbe Spiel wiederholt.. Die Taumelscheibe 25 besteht aus einem
Stück mit dem Zahnrad 27, das auf dem feststehenden Lagerzapfen 28 drehbar, jedoch
nicht axial verschiebbar gelagert ist. Die Drehung des Zahnrades 27 wird durch weitere
Zahnräder 29 auf das Zahnrad 7 übertragen und damit der Revolverkopf 2 in die jeweils
gewünschte Arbeitsstellung gedreht. Sobald die neue Arbeitsstellung erreicht ist,
wird durch Drucköl der Kolben 11 und 12 über die Bohrungen 15 und 16 beaufschlagt,
so .daß die Gewindehülse 8 die Verzahnung 3 in Eingriff zieht.