DE1077505B

DE1077505B - Hydraulic switching and clamping device for the turret head of lathes

Info

Publication number: DE1077505B
Application number: DEM24482A
Authority: DE
Inventors: Alois Moosmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-09-13
Filing date: 1954-09-13
Publication date: 1960-03-10

Description

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.Hydraulic switching and clamping device for the turret head of Lathes The invention relates to a hydraulic switching and clamping device for the turret head of lathes in which the turret head with the cross slide the machine is connected by a spur gear or the like.

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.With turret lathes and automatic lathes, it is necessary to have a tool carrier, designed as a hexagonal turret head, as a drum turret head or as a rotary table can be to fix a workpiece in four, six or even more positions Finish machining with different tools one after the other in one clamping to be able to. In the following, for the sake of simplicity, only the expression "turret head" is used used for the tool carrier.

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.The cutting forces are reduced by the modern carbide tools always higher, and at the same time the requirement for the accuracy of the workpieces to be processed. The revolver head circuits that have been common since then by means of a Maltese cross or ratchets etc. are especially useful for larger machines difficult to accommodate because of their space requirements in a crowded carriage pusher. The usual fixation of the turret head in several positions by means of Index bolts or index wedges have major disadvantages in terms of switching accuracy because of the relatively small distance between the central bolt that holds the turret centered, and the index bolt or index heal. In addition, both the center bolt has as well as the index bolt or index wedge a certain amount of play is necessary in order to function at all to be. This play in turn has a detrimental effect on the switching accuracy the end. As a result of the relatively large forces exerted on the tool holder of a modern hard metal machine tool the surface stresses of the elements mentioned are very high, see above that they are subject to relatively rapid wear, which in turn is disadvantageous affects the life of these important machine elements. The clamping of the Turret head has so far mainly been done by clamping rings or similar means. In addition to the space required by such elements, the clamping force is often insufficient for heavy loads on the tool carrier.

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.With the known connection of the turret head with the cross slide the lathe by a face gear or the like. From which the turret head through Lifting is released or with which it can be brought into engagement by lowering also already provided, one on the hub for raising or lowering the turret head the same rotatably, but axially not displaceably mounted and with the cross slide to use threaded sleeve standing in thread engagement. Here is the actuation the threaded sleeve is made automatically by mechanical means.

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.In contrast, the aim of the invention is to operate the Threaded sleeve through hydraulically operated pistons built into the cross slide and make the entire switching and tensioning device so compact, that it finds space in the cross slide.

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.The invention consists essentially in that the hub of the turret head is connected to a swash plate directly or via a gear train, on which an axial thrust is exerted by displaceably mounted pressure oil pistons, which is converted into a torque by the curve slope of the swash plate, and that the threaded sleeve has a toothed wheel connected to it by means of toothed racks is rotatable, which is slidably mounted in bores of the cross slide and with pressure oil piston are connected by alternating pressure oil flowing in front of and behind the pistons be moved in the opposite direction.

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.This ensures that in a cross slide slide or Sattelrevolversch.ieber a complete, automatically operating switching and clamping device for the turret head can be installed, whereby the turret head is connected to the slide in such a way that that both parts can be considered as a whole. An enlargement of the slide is not necessary, the slide can have its usual dimensions essentially retained.

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.Compared to the known devices, the invention has the advantage that the force for clamping and loosening as well as for turning the turret head further cannot be taken from the moving force of the slide or by a complicated one mechanical drive must be supplied. Rather, it is in spite of the limited space available and in spite of the necessary Strength of the slide switch possible using the turret in this way hydraulic _ means of clamping, releasing and switching. Despite this crowded Arrangement, the load-bearing slide and slide parts remain sufficiently large Get cross-sections that give a great rigidity.

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.The subject matter of the invention is shown in one embodiment in FIGS. 1 to 6 shown. It shows Fig. 1 the switching and tensioning device in a longitudinal section according to the line g-B of Fig. 3, Fig. 2 shows a cross section through the switching and tensioning device along the line C-D of FIG. 3, FIG. 3 shows a further longitudinal section along the line E-F of Fig. 1, Fig. 4 shows a further section along the line G-H of Fig. 3, Fig. 5 shows a Hirth spur toothing in an enlarged partial section and FIG. 6 shows a development the swash plate with the roller engaging in its notch.

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.The turret 2 sits on the cross slide 1 of a lathe. The connection between the two parts is established in a known manner by means of a Hirth toothing 3 or a similar toothing made (Fig. 1, 5). Both the centering, as well as the fixation against rotation is hardened and ground by this Toothing taken over. With the turret is the hub 4 by means of the screws 5 connected. The hub 4 is provided with a toothing 6 on which when turning over of the turntable or turret head in a different position the driving force acts. Between the turret 2 and a shoulder of the hub 4 is another gear 7 rotatably mounted. A Klauenv toothing of the gear 7 engages in a corresponding one Toothing of the also mounted between the turret head and the gear 7 Threaded sleeve 8, so that the gear 7 and the threaded sleeve 8 together on the Hub 4 are rotatable, but not axially displaceable. The threaded sleeve 8 engages the slide 1 by means of a flat thread. If the gear 7 and so that the threaded sleeve 8 rotates, an axial displacement of the turret head occurs 2 together with the hub 4: -This shift turns the turret head off the toothing 3 excavated.

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.The gear wheel 7 is rotated by two toothed racks 9 and 10, which mesh with the toothing of the wheel 7. At one end they are Gear racks 9 and 10 are equipped with hydraulically actuated working pistons 11 and 12, respectively. The racks 9 and 10 with their pistons 11 and 12 are in the slide pusher 1 axially displaceable. The piston 11 can be in the cylinder space 13 and the piston 12 can be axially displaced in the cylinder space 14 by means of pressurized oil. That Gear 7 connects the two racks 9 and 10 together so that the Movement of the two racks 9 and 10 is necessarily coupled.

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.The shift is triggered by the fact that pressurized oil enters the bores 15 and 16 is admitted. These two holes are connected to each other. In the illustrated embodiment, the rack 10 is to the right and the Rack 9 shown to the left in its outermost position. In this situation is In the exemplary embodiment, the thread of the sleeve 8 is drawn into the slide 1, that the spur gearing 3 is pressed to rest. Is pressure oil .through the bores 1-7 and 18, which are also connected to each other, let in, so move the two racks 9 and 10 in the opposite direction until the Rack 10 comes to rest on the stop screw 19. With the stop screw 19 the path of the piston 10 can be regulated.

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.By moving the rack 10 against the stop screw 19 and by the corresponding movement of the rack 9, the thread of the threaded sleeve unscrewed from the slide 1 so far that the teeth 3 are out of engagement comes, whereupon the turret 2 can be rotated relative to the slide 1. Around To achieve reliable loosening of the threaded sleeve 8 in any case is a hammer 20 is provided, which when the threaded sleeve is tensioned by the action of the spring 21 on the displaceable bolt 22 relative to the piston 11 receives a distance. Will supplied through the bore 17 pressure oil, the hammer 20 is first against the Effect of the spring 21 given a speed and thus an impact force. At the The impact of the hammer 20 on the piston 11 is a light blow to the threaded sleeve mediated so that it will certainly come off. By alternately letting in of pressurized oil into the cylinder spaces 13 and 14 through the bores 15 and 16 or 17 and 18, the racks 9 and 10 are displaced in the axial direction and thereby the gear 7 engaged with the teeth of these two racks twisted. The twisting force that acts on the gear 7 can by a relative large piston area in connection with a high pressure of the oil can be very high. As a result, the toothing 3 is in engagement with great reliability in the tensioned state pressed.

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.The revolver head 2 is rotated after the threaded sleeve has been loosened 8 in that four or more axially displaceable pistons 23 can be selected by means of pressurized oil can be applied one after the other in any order. These pistons 23 act in turn via the roller 24 on an axial swash plate 25 in such a way that exerted a torque on the same for so long by the slope of the swash plate 25 until the roller 24 has reached the lowest point of the swash plate 25. In This lowest point is the swash plate 25, the development of which is shown in FIG is provided with a recess 26 into which part of the roller 24 fits exactly. By this arrangement it is achieved that the respectively acted upon piston 23 the Swash plate 25 rotated by its axial force until .the swash plate 25 with its deepest point or with the recess 26 exactly in the middle of the Piston 23 has rotated, whereupon the roller 24 of the piston 23 by means of the recess 26 the swash plate 25 roughly fixed. A further rotation takes place in that another piston 23 receives pressure oil; while the piston that is acted upon first vents is, with the same game repeated .. The swash plate 25 consists of a Piece with the gear 27, which is rotatable on the fixed bearing pin 28, however is not axially displaceable. The rotation of the gear 27 is further Gears 29 transferred to the gear 7 and thus the turret 2 in the respective desired working position rotated. As soon as the new working position is reached, the piston 11 and 12 is acted upon by pressure oil via the bores 15 and 16, so .that the threaded sleeve 8 pulls the toothing 3 into engagement.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydraulic switching and clamping device for the turret head of lathes, in which the turret head is connected to the cross slide of the machine by a spur toothing or the like, from which the turret head is released by lifting and with which it is brought into engagement by lowering is, wherein a on the hub of the turret head rotatably, but axially not displaceably mounted and is in thread engagement with the cross slide is used to raise or lower the turret head, characterized in that the hub (4) of the turret head (2) directly or above a gear mechanism (29) is connected to a swash plate (25) , on which an axial thrust is exerted by displaceably mounted pressure oil pistons, which is converted into a torque by the curve slope of the swash plate, and that the threaded sleeve (8) via a gear wheel connected to it (7) can be rotated by means of toothed racks (9, 10) which slide into bores in the cross slide (1) bar and are connected to pressure oil pistons (11 or 12), which are moved in opposite directions by alternating pressure oil flowing in front of and behind the piston.

2. Hydraulic switching and clamping device according to claim 1, characterized in that a hammer (20) is provided to solve the Geiv indehülse (8) , which when pressure oil flows through the associated bore (z. B. 17) against a blow one of the pressure oil pistons (11, 12) exerts. Documents considered: German Patent No. 365 851; British Patent No. 561412; U.S. Patent No. 2,669,006.