DE1502018C - Werkstuck Spanntrommel fur Mehrspindel dreh und bohrautomaten mit zwei beider seits der Spanntrommel angeordneten Werk zeugspindeltragern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine auf einer schaltbaren Zentralwelle befestigte, mit mehreren durch ein Druckmittel betätigbaren Spanneinheiten ausgestattete Werkstückspanntrommel für Mehrspindeldreh- und -bohrautomaten mit zwei beiderseits der Spanntrommel angeordneten Werkzeugspindelträgern.

Bei einem bekannten Mehrspindel-Drehautomaten dieser Art sind die auf die Spannmittel einwirkenden Druckmittelkolben und deren Zylinder in der schaltbaren Zentralwelle angeordnet und keinerlei Mittel vorgesehen, die bei Störungen in der Druckmittelzufuhr ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen der Spannbacken verhindern.

Ein weiterer Nachteil bekannter Automaten dieser Art besteht darin, daß alle Spannstellen der Trommel mit gleichgearteten Spanneinheiten ausgestattet sind und die Umstellung auf andersgeartete Spanneinheiten entweder sehr schwierig oder überhaupt nicht möglich ist.

Außerdem besitzt bei den bekannten Automaten jede Spanneinheit nur ein Paar Spannbacken, so daß ein sicheres und genau zentrisches Spannen längerer Werkstücke Schwierigkeiten bereitet.

Es sind ferner Spanntrommeln mit mehreren Spannstellen bekannt, bei denen die Spannbacken aller Spannstellen über eine in der Zentralwelle längsverschieblich gelagerte Stange und Spreizelemente mechanisch betätigt werden. Diese mechanische Betätigung hat den Nachteil, daß die auf die Spannelemente einwirkenden Kräfte in jedem Fall konstant und dabei relativ gering sind, so daß einerseits nicht in jedem Fall ein sicheres Spannen der Werkstücke gewährleistet ist, während andererseits bei dünnwandigen Werkstücken durch die mechanisch betätigten Spannelemente leicht Werkstück-Verformungen verursacht werden können.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Werkstück-Spanntrommel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der auch bei Störungen in der Druckmittelzufuhr ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen der Spannbacken nicht vorkommen kann, ferner die einzelnen Spanneinheiten auf einfache Weise ohne Demontage der Zentralwelle oder der Trommelseitenwände gegen andere Spanneinheiten austauschbar sind, die Verwendung von Spannmitteln mit unterschiedlichen Abmessungen möglich und außerdem die Möglichkeit gegeben ist, in jeder Spanneinheit gleichzeitig zwei Werkstücke koaxial zu spannen. .- · ■ ■

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die mit einheitlichen Anschlüssen für die Druckmittelzu- und -abfuhr ausgestatteten Spanneinheiten leicht auswechselbar in der Spanntrommel und in jeder Spanneinheit zwei koaxial angeordnete Spannstellen vorgesehen, sowie mindestens zwei Hydraulikzylinder mit darin bewegbaren Kolben angeordnet sind, deren Bewegungen über selbsthemmende Keilflächen auf die Spannelemente übertragen werden. .. ....:··

Austauschbare Einheiten sind im Werkzeugmaschinenbau an sich bekannt, nicht dagegen auswechselbare Spanneinheiten der vorstehend beschriebenen Art.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfonn des Automaten weist jede Spanneinheit zwei Paar in bekannter Weise gegenläufig bewegbare Spannbackenträger sowie zwei Paar rechtwinklig zur Zentralwelle verschiebbare Spannleisten auf, die über Keilstücke mit den Spannbackenträgern im Eingriff stehen sowie über Zahnstangen und Zahnritzel derart paarweise miteinander gekuppelt sind, daß sie sich stets gleich-

mäßig und in gleicher Richtung bewegen. Durch diese Anordnung ist erstmalig die Möglichkeit gegeben, längere Werkstücke an vier Spannpunkten mit großer Spannkraft sehr sicher und genau zentrisch zu den Werkstückspindeln in der Trommel zu spannen.

Gegenläufig bewegbare Spannbackenpaare sind bereits bekannt, jedoch haben diese Spannbackenpaare den Nachteil, daß sie in ihrer gegenläufigen Bewegung nicht zwangsschlüssig gekoppelt sind, so daß ίο sich Ungenauigkeiten bei der Werkstückspannung ergeben können.

In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand, einiger Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch die Zentralwelle mit einer Ansicht gegen die äußere Stirnseite einer auf dieser Welle befestigten sechskantigen Spanntrommelscheibe für sechs Spanneinheiten,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Zentralwelle, die in dieser Zentralwelle verlegten Druckmittelleitungen und zwei auf der Zentralwelle mit Abstand voneinander angeordneten Spanntrommelscheiben,

F i g. 3 einen rechtwinklig zur Zentralwelle verlaufenden Schnitt durch zwei in einer Spanntrommel nebeneinander angeordnete Spanneinheiten mit je zwei gegenläufig bewegbaren Spannschieberpaaren,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3,

F i g. 5 und 6 eine andere Ausführungsform der Spanneinheiten in einem rechtwinklig und einem parallel zur Zentralwelle verlaufenden Schnitt,

F i g. 7 bis 9 parallel zur Zentralwelle verlaufende Schnitte durch drei weitere Ausführungsformen von Spanneinheiten.

Gemäß F i g. 2 sind auf der schaltbaren Zentralwelle 1 eines Mehrspindel-Drehautomaten zwei sechskantige Spanntrommelscheiben 2 unabhängig voneinander stufenlos verstellbar angeordnet, die am Umfang mit je sechs Aussparungen 2' versehen sind. Zwischen diesen Scheiben 2 werden sechs hydraulisch betätigte Spanneinheiten oder -einsätze leicht auswechselbar angeordnet, deren Ausbildung verschieden sein kann.

Die Druckmittelzufuhr zu den hydraulisch betätigten Spanneinheiten erfolgt durch Hydraulikleitungen 3 und 4, die im Innern der hohlen Zentralwelle 1 verlegt und mit ihren Enden mit einem Verteilerkopf 5 verbunden sind, der längsverschiebbar in der Bohrung der Zentralwelle 1 gelagert ist und von dem aus einheitliche Zweigleitungen 6 und 7 durch in der Zentralwelle vorgesehene Längsschlitze 8 zu den einzelnen Spanneinheiten führen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 und 4 weist jede Spanneinheit im Bereich jeder Aussparung 2' zwei in bekannter Weise in Führungsnuten gegenläufig verschiebbar gelagerte Spannschieberpaare 9 auf, an denen in bekannter Weise die nicht dargestellten Spannbacken befestigt werden. Jeder der Spannschieber 9 ist über ein Keilstück 10 mit einer etwa in radialer Richtung geradlinig verschiebbaren Leiste 11 gekuppelt. Jeder Leiste 11 bzw. jedem Spannschieber 9 ist ein Hydraulikkolben 12 zugeordnet. Diese Hydraulikkolben 12 sind in Hydraulikzylindern 13 beweglich gelagert. Die Stangen 14 der Hydraulikkolben 12 tragen an ihren der Zentralwelle 1 zugekehrten Enden Muffen 15, die mit seitlichen Vorsprüngen 16 in Querschlitze 17 der Leisten 11 eingreifen. Infolge dieser Anordnung werden bei jeder Bewegung der Kolben 12 in Richtung zur Zentralwelle 1 die Leisten 11 in gleicher Richtung und damit die Spannschieberpaare 9 zueinander hinbewegt, ein zwischen die nicht dargestellten Spannbacken eingeführtes Werkstück also festgespannt. Bei Umkehrung der Druckmittelzufuhr zu den Zylindern 13 werden die Kolben 12 und damit die Leisten 11 nach außen bewegt und damit die Spannbacken wieder geöffnet. Die jeweils einem Spannschieberpaar zugeordneten Spannleisten 11 sind durch an ihren einander zugekehrten Seiten vorgesehene Verzahnungen 11' und zwei miteinander sowie mit den Verzahnungen 11' in Eingriff stehende, auf ortsfesten Zapfen 18 gelagerte Zahnritzel 19 derart zwangläufig miteinander gekuppelt, daß sie sich nur gleichmäßig und in gleicher Richtung bewegen können. Auf diese Weise ist in jedem Fall ein exaktes zentrisches Einspannen der Werkstücke zwischen den beiden Spannbackenpaaren einer Spanneinheit gewährleistet.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 und 6 entspricht im wesentlichen der vorstehend beschriebenen, in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform, jedoch ist hier jede Spanneinheit mit nur zwei Hydraulikzylindern 13 und zwei Kolben 12 ausgestattet. Die beiden Kolbenstangen 14 sind mit Querschlitzen versehen, in denen Wippen 20 begrenzt schwenkbar gelagert sind, deren abgerundete Enden in Aussparungen je zweier zu beiden Seiten der Spannkolben 12 angeordneter Spannleisten 11 eingreifen, die mit je einem Spannschieber 9 der beiden Spannschieberpaare gekuppelt sind. Auch bei dieser Ausführungsform sind die je einem Spannschieberpaar zugeordneten Spannleisten 11 durch Verzahnungen 11' und miteinander sowie mit den Verzahnungen 11' im Eingriff stehende Ritzel 19 derart miteinander gekuppelt, daß sie sich nur gleichmäßig und in gleicher Richtung bewegen können.

Die vorstehend beschriebenen Spanneinheiten bewirken eine sichere Vierpunktauflage der Spannbakken, weil jedes der beiden Spannschieberpaare für sich alle Werkstücktoleranzen in der Auflageebene der Spannbacken mittig ausgleicht.

Da über spitzwinklig zur Bewegungsrichtung der Spannleiste 11 und der Spannschieber 9 verlaufende Keilstücke 10 gespannt wird, ist die Spannung weitgehend selbsthemmend.

Die F i g. 7 zeigt im Längsschnitt eine Spanneinheit, bei welcher in den auf der Zentralwelle 1 befestigten Trommelscheiben 2 zwei symmetrisch ausgestaltete und gegeneinander abgedichtete Grundkörper 21 befestigt sind, die je eine parallel zur Zentralwelle 1 verlaufende zylindrische Bohrung 22 aufweisen. In jeder der koaxial verlaufenden Bohrungen 22 ist ein ringförmiger Kolben 23 in axialer Richtung begrenzt verschiebbar gelagert. Zwischen den beiden zylindrischen Bohrungen 22 der Grundkörper 21 ist eine Stützscheibe 24 angeordnet, die eine Aussparung 25 aufweist, durch die die beiden Zylinder 22 miteinander in Verbindung stehen. Die Axialbewegung der Ringkolben 23 ist nach außen hin durch Zentralbolzen 26 begrenzt, deren einander zugekehrte Enden durch eine Schraube 27 mit der Stützscheibe 24 verspannt sind.

Die Ringkolben 23 weisen in ihrem äußeren Teil je drei um 120° gegeneinander versetzte rechteckige Aussparungen 28 zur Aufnahme je einer Grundbacke 29 auf. Die Grundbacken 29 sind in radial verlaufen-

den Einschnitten 30 von Scheiben 31 geführt, die vor der äußeren Stirnseite des Grundkörpers 21 befestigt sind. Auf den Grundbacken 29 sind in bekannter Weise die Aufsatzspannbacken 32 befestigt.

Die Ringkolben 23 sind im Bereich der Aussparungen 28 mit gehärteten Keilstücken 33 versehen, die je zur Hälfte in Nuten oder Einbettungen der Kolben 23 und der Grundbacken 29 eingreifen und derart winklig zu der Mittenachse der Spannfutter verlaufen, daß die Backen 29 und 32 bei gegenläufiger Axialbewegung der Kolben 23 nach außen, in radialer Richtung nach innen und bei entgegengesetzter Axialbewegung der Kolben 23 in radialer Richtung nach außen bewegt werden.

Beim Spannvorgang, d. h. wenn die Ringkolben 23 gegenläufig nach außen und die Backen 29 und 32 in radialer Richtung nach innen bewegt werden sollen, wird den Zylindern 22 durch die Zweigleitungen 6 Druckmittel zugeführt, während das auf der anderen Seite der Kolben 23 in den Zylindern 22 befindliche Druckmittel durch die Zweigleitungen 7 zurückfließt. Zum Lösen der Spannbacken erfolgt in bekannter Weise eine Umsteuerung des Druckmittels in den Zylindern 22, d. h., das Druckmittel wird jetzt durch die Leitungen 7 zugeführt und die Leitungen 6 abgeleitet.

Gemäß F i g. 8 sind in den zylindrischen Bohrungen 22 der Grundkörper 21 zwei Ringkolben 23' begrenzt axial verschiebbar gelagert, die je einen Innenkonus aufweisen. Innerhalb dieser Innenkonen der Ringkolben 23' ist je eine an sich bekannte Spannzange 34 gelagert. Zwischen den beiden Spannzangen

34 ist eine Buchse vorgesehen. Durch diese Buchse

35 sowie durch in Gewindebohrungen von Deckeln 37 eingeschraubte Kappen 36 sind die Spannzangen 34 gegen Axialverschiebung gesichert. Die Deckel 37 sind mit den Grundkörpern 21 fest verschraubt. Bei Druckmittelzufuhr durch die Leitungen 6 in die sich an die Kolbenrückseite anschließenden Zylinderräume werden die Kolben 23' gegenläufig nach außen bewegt und somit ein in die Spannzangen 34 und die Buchse 35 eingeführtes zylindrisches Werkstück in den Zangen 34 festgespannt, während bei Druckmittelzufuhr durch die Leitungen 7 die Kolben 23' zueinander hinbewegt werden und damit die Spannzangen das bis dahin eingespannte Werkstück freigeben.

ίο Die F i g. 9 zeigt eine Ausführungsform, welche zum Spannen von Werkstücken mit einer Innenbohrung bestimmt ist. Hier sind in den Bohrungen 22 der Grundkörper 21 zylindrische Kolben 23" gelagert und vor den äußeren Stirnseiten der Grundkörper 21 Deckel 36 befestigt, die mit Ansätzen 36' versehen sind, welche mehrere gleichmäßig auf den Umfang verteilt angeordnete Nuten oder Aussparungen aufweisen. In den Nuten oder Aussparungen der Deckelansätze 36' sind Spreizbacken 37 radial bewegbar gelagert, die durch elastische Ringe 38 mit ihren abgeschrägten Innenflächen gegen Kegelstumpfe 39 angedrückt werden, die an den Außenseiten der Kolben 23" vorgesehen sind.

Bei Druckmittelzufuhr durch die Leitungen 6 werden die Kolben 23" gegenläufig nach außen bewegt und somit die Backen 37 durch die Kegelstumpfe 39 gespreizt. Diese Spreizung der Backen 37 bewirkt ein Spannen der vorher auf die Deckelansätze 36' aufgesteckten Werkstücke.

Zum Lösen der gespannten Werkstücke wird den Zylindern 22 durch die Leitungen 7 Druckmittel zugeführt, so daß die Kolben 23' zueinander hin und die Spreizbacken 37 durch die elastischen Ringe 38 nach innen bewegt werden.

Wie die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, läßt sich die Erfindung auf vielfache Weise verwirklichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Auf einer schaltbaren Zentralwelle befestigte, mit mehreren durch ein Druckmittel betätigbaren Spanneinheiten ausgestattete Werkstückspanntrommel für Mehrspindeldreh- und -bohrautomaten mit zwei beiderseits der Spanntrommel angeordneten Werkzeugspindelträgern, dadurch gekennzeichnet,, daß . die mit einheitlichen Anschlüssen für die Druckmittelzu- und -abfuhr ausgestatteten Spanneinheiten leicht auswechselbar in der Spanntrommel befestigt und in jeder Spanneinheit zwei koaxial zueinander angeordnete Spannstellen vorgesehen sowie mindestens zwei Hydraulikzylinder (13 bzw. 22) mit darin bewegbaren Kolben (12 bzw. 23, 23', 23") angeordnet sind, deren Bewegungen über selbsthemmende Keilflächen auf die Spannelemente (9 bzw. 29, 34, 37) übertragen werden.

2. Werkstückspanntrommel nach Anspruch!, ao dadurch gekennzeichnet, daß jede Spanneinheit zwei Paar gegenläufig bewegbare Spannbackenträger (9) sowie zwei Paar rechtwinklig zur Zentralwelle (1) verschiebbare Spannleisten (11) aufweist, die über Keilstücke (10) mit den Spannbakkenträgern (9) im Eingriff stehen sowie über Zahnstangen (H') und Zahnritzel (19) derart paarweise miteinander gekuppelt sind, daß sie sich stets gleichmäßig und in gleicher Richtung bewegen.

3. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannlei- · sten (11) in die Spanntrommel bildenden Scheiben (2) in radialer Richtung längsverschiebbar geführt sind.

4. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spannleiste (11) ein Hydraulikorgan (12, 13) zugeordnet ist.

5. Werkstückspanntrommel nach Anspruch l· und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbackenträger (9) in parallel zu den Außenflächen der mehrkantigen Spanntrommel (2) verlaufenden Nuten gegenläufig verschiebbar gelagert sind.

6. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spanneinheit mit nur zwei Hydraulikorganen (12, 13) ausgestattet ist und in den Stangen (14) der Hydraulikkolben (12) Wippen (20) begrenzt schwenkbar gelagert sind, deren abgerundete Enden in Aussparungen je zweier beiderseits der Kolben (12) in gleicher Radialebene angeordneter,, verschiedenen Spannstellen zugeordneter Spannleisten (11) eingreifen. . .

7. Werkstückspanntrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spanneinheit zwei in koaxial angeordneten Zylindern (22) gegenläufig bewegbare Kolben (23, 23', 23") aufweist, die in an sich bekannter Weise über Keilstücke (33), Innen- oder Außenkonen öd. dgl. auf in radialer Richtung bewegbare Spannelemente (29, 34, 37) einwirken.