DE1960175A1 - Automatische Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

• Automatische Werkzeugmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische, z.B. als Drehbank, Bohrmaschine oder dgl. ausgeführte Werkzeugmaschine mit einer oder mehreren Arbeitsspindeln sowie einem oder mehreren Werkzeugschlitten, die während des Betriebes der Maschine in die Nähe des oder der Werkstücke vor- und anschließend aus dieser zurückgeführt werden, wobei die Werkstücke drehbar in der Maschine in einer Einspannvorrichtung bzw. in Einspannvorrichtungen gehalten sind und die Vor- und Rückbewegungen des oder der=Werkzeugschlitten mittels eines oder mehrerer, drehbarer, von einem an der Maschine vorgesehenen Antrieb betätigter Nocken gesteuert sind. Der bzw. jeder der Werkzeugschlitten ist entweder quer zur Achse oder zu den Achsen der Einspannvorrichtung bzw. Einsparinvorrichtungen oder in Längsrichtung dieser Achse oder Achsen beweglich. Die Werkzeugschlittenbewegung besteht aus einer schnellen Annäherung, einer langsamen Vorschubperiode und einer schnellen Rückbewegung. Eine derartige Maschine wird nachstehend als die vorbeschriebene Ausführungsform bezeichnet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der vorbeschriebenen Ausführungsform in einer geeigneten Weise weiter auszubilden, um die Einstellungen des bzw. der Werkzeugschlittenhübe leicht und schnell-vornehmen zu können.
• Erfindungsgemäß wird dies bei einer Werkzeugmaschine der vorbeschriebenen Ausführungsform dadurch erreicht> daß e;n oder mehrere der Nockensteuerungen für die Schlittenbewegung ein auf einer Antriebswelle befestigtes, drehbares Organ und wenigstens ein einstellbar hierauf zu befestigendes Element aufweisen, das wenigstens eine einen Arbeitsnocken bildende Kante besitzt, wobei die Einstellung dieses Elementes den Abstand der Kante in -Bezug auf die Drehachse des Elementes verändert und daß ein Nockenstößel mit dem zugehörigen Schlitten verbunden ist, der an der den Nocken bildenden Kante angreift.
• Die Erfindung sei weiterhin anhand eines A-usführungsbeispi'elesunter Bezugnahme auf die Zeichnungen veranschaulicht.
• Darin zeigen: Fig. 1 eine schematische, in kleinem Maßstab gehaltene perspektivischeAnsicht eeiner-,den Gegenstand der vorliegenden Erfindung aufweisenden Maschine, Fig. 2 die Ansicht eines Nockens der Flaschine und Fig. 3 eine Querschnittsansicht des in Fig. 2 dargestellten Nockens.
• Die in Fig. 1 dargestellte Maschine ist eine mehrspindelige Werkzeugmaschine mit einer Grundplatt 10, an deren gegenüberliegenden Enden Aufbauten 11 und 12 vorgesehen sind. Der Au-fbau 11 trägt eine mit 13 bezeichnete Spindeltrommel. Diese Spindeltrommel hat mehrfache Arbeitsspindeln, die mit zu'= einander parallelen Achsen angeordnet s'ind und von denen jede' unabhängig drehbar ist, während die Spindeltrommel 13 in aufeinanderfolgende Stellungen derart einstellbar ist, da'ß aufeinanderfolgende Arbeiten an Werkstücken ausgeführt werden, die in entsprechenden Einspannvorrichtungen der Arbeitsspindeln gehalten sind.
• Im Aufbau 12 sowie in der sich zwischen den oberen Abschnitten'der Aufbauten 11 und 12 erstreckenden Brücke 15 sind die Mechanismen für die Betätigung der Werkzeugschlitten der Maschine angeordnet.
• Die dargestellte Maschine besitzt vier in Querrichtung' beweglicheWerkzeugschlitten, von denen drei mit 16-, 17 und 18 bezeichnet sind. Weiterhin ist ein Werkzeugblock 19 vorgesehen, der in'längsrichtung der Maschine parallel zu den Spindelachsen beweglich ist. Weiterhin ist ein in Längsrichtung beweglicher Schlitten 20 bei dieser Maschine zu erkennen.
• Der Block 19 ist auf einer befestigten Welle 21 angeordnet, die einendig durch die Mitte der Spindeltrommel 13 im Aufbau 11 und anderendig im Aufbau 12 angeordnet ist.
• Die Werkzeugschlitten 16, 17, 18, 19 und 20 werden in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen, automatisch gesteuerten Ablauf in Richtung auf die in den Einspannvorrichtungen befindlichen Werkstücke und entgegengesetzt zu dieser Richtung bewegt. Der für die Steuerung des Blockes 19 vorgesehene Mechanismus wird nachstehend'beschrieben.
• Der Block 19 trägt an seinem der Spindeltrommel 13 gegenüberliegenden Ende eine horizontale Stange 22, deren Achse parallel zur Welle 21 verläuft. Die Stange 22 ist in im Aufbau 12 angeordneten Lagern gleitverschieblich und im Bereich dieses Aufbaues mit einem Nockenstößel 23 verbunden.
• Der Nockenstößel 23 besteht aus einer auf die Stange 22 aufgesetzten Hülse und einer Rolle, die an einer. sich nach unten erstreckenden Spindel befestigt ist.
• Der Nockenstößel 23 steht mit einem auf der vertikalen Welle 24 angeordneten Nocken in Eingriff. Ein hier nicht dargestellter Antriebsmechanismus steht mit der Welle 24 in Verbindung und treibt diese während des Betriebes der maschine in einer bestimmten Beziehung zum Maschinenablauf umlaufend an.
• Die Nockenbahn besteht aus drei Elementen, und zwar aus der auf der Welle 24 angeordneten Scheibe 25 und einem Paar Nockenelemente 26 und 27, die einstellbar auf der Scheibe angebracht sind.
• Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist das Element 26 so ausgeführt , daß sich eine Arbeitskante 28 ergibt, an der der Nockenstößel angreift, um den Block 19 in Richtung auf die Einspannvorrichtungen zu führen. Die anfängliche Bewegung aus der zurückgezogenen Lage verläuft schnell und wird durch den Abschnitt 28 a der Kante 28 gesteuert. Sodann verlangsamt sich die Bewegung des Blockes zum Zwecke des Werkzeugvorschubes, wobei die Steuerung durch den Abschnitt 28 b erfolgt.
• Das Element 27 umgibt das Element 26 teilweise und besitzt eine Arbeitskante 29, mit welcher der Nockenstößel 23 während der Rückwärtsbewegung des Blockes 19 im Eingriff steht. Die Kante 28 hat einen weiteren Abschnitt 28 c, durch den eine Verweillage gebildet wird, in welcher keine Bewegung des Blockes 29 für einen vorgegebenen Drehwinkel des Nocken erfolgt.
• Das Element 26 ist, wie die Fig. 2 und 3 erkannen lassen, mit dem Organ 25 durch Bolzen 30 verbunden, die in entsprechende Schitze 31 des Elementes 26 eingreifen. Insgesamt sind vier Bolzen 30 und vier Schlitze 31 mit zueinander Parallelen Längsachsen vorgesehen. Um die Bewegung des Elementes 26 in Bezug auf das Element 25 zu führen, besitzt das Element 25 zwei weitere Schlitze 32 in seiner nach oben weisenden Fläche, in die das Element 26, eingreift, welches zu diesem Zweck ein Zapfenpaar 33 trägt, welche in die entsprechenden Schlitze hineinragen. Die Schlitze 32 haben parallele-, A,chsen zu denen der Schlitze 31. Weiterhin sind die Schlitze 32 länger als die darin eingreifenden,Zapf,en,-33a Der Abschnitt der Fläche 28 des Elementes 26,, ,d'er'die Verweillage steuert, ist im wesentlichen im Bezug auf die Schlitzachsen senkrecht ausgeführt, so daß bei der Einstellung des Nockens stets die gleiche Verweilzeit während des Arbeitsablaufes erreicht wird.
• Das Element 26 ist mit einem profilierten Ausschnitt 34 ausgeführt, durch den sich die Welle 24 erstre,'ckt,, wobei der Ausschnitt 34 derart profiliert ist, daß sich das Tseil 26 relativ zur Welle 24 innerhalb der Grenzen bewegen läßt, die durch die Länge der Schlitze 31 und 32,gegeben sind.
• Zur Steuerung der Gleitbewegung,des Elementes 26 in Bezug auf das Organ 25 ist zwischen dem Element 26 und dem Organ 25 ein Nockenmechanismus vorgesehen. Der Nockenmechanismus besteht aus einem zylindrischen Teil 35 mit einem damit verbundenen, nach oben vorstehenden sechseckigen Abschnitt 36, dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Zylinders übereinstimmt. An der entgegengesetzten. Seite des Zylinders des Teils 35 ist dem gegenüber eine versetzte zylindrische Verlängerung 37 vorgesehen, die in einen Schlitz 38 a eingreift, der sich, in einer,Lagerbuchse 38 des Organs 25 b,efind'et.-Der Schlitz 38 a erstreckt sich senkrecht zur Achse der Zapfen 33.
• Der Zylinder des TEils 25 greift in eine zylindrische Fassung 39 des Elementes 26 ein und ist darin in jeder gewählten Winkellage, mittels eines Bolzens 40 verriegelt, derzdurch eine Öffnung 41 im Element 26 zugänglich ist.
• Um das Element 26 relativ zum Organ 25 zu verstellen, wird der Bolzen 40 gelöst und das Teil 35'mittels seines Sechskantes 36 verdreht. Da die Drehung sich über die Verlängerung 37 des Teils 35 überträgt, wird das Element 26 innerhalb der Grenzen verschoben, die durch die Schlitze 3,1 und 32 sowie durch die Exzentrizität des Teils 35 gegeben sind.
• Die äußerst möglichen Bewegungswege des Mittelpunktes des Nockenstößels 23 unter der Einwirkung der'Kanten 28 und 29 sind in Fig. 2 mit den Linien 23 a und 23 b dargestellt.
• Die Nockenkanten sind so gestaltet, daß sich bei der dargestellten winkeligen Arretierung des Teils 35 der maximale Hub des Blockes 19 erzielen läßt. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht dies einem Hub von 55 mm.
• Der minimale Hub des Blockes 19 ist durch die Linie 23 b veranschaulicht. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der minimale Hub 5 mm.
• Das Element 27 ist gleichfalls in Bezug auf das Organ 25 in ähnlicher Weise einstellbar, wie dies bezüglich des Elementes 26 beschrieben wurde. In Fig. 1 sind de Bolzen für die Befestigung des Elementes 27 auf dem Organ 25 mit 42 bezeichnet, während der Nockenmechanismus mit 43 bezeichnet wurde.
• In der in Fig. 1 dargestellten Maschine werden die Schlitten 16, 17 und 18 ebenfalls mittels entsprechender Nocken 44 im Brückenabschnitt 15 der Maschine gesteuert, wobei die Nocken 44 auf sich in horizontaler Richtung durch die Brücke 15 erstreckenden Wellen befestigt sind. Diese Nocken 44 sind je weils mit einstellbaren Elementen ähnlich den Elementen 26 und 27 der Nockensteuerung des Blockes 19 versehen.
• Die Nockenstößel für die Nocken 44 sind mit entsprechenden Gestängen für die zugehörigen Schlitten versehen; der derartiges Gestänge ist in Bezug auf den Schlitten 16 wiedergegeben.
• Dieses Gestänge besteht aus einem Nockenstößelarm 45, der an der Stelle 46 gelenkig mit der Maschine im Bereich des Aufbaus 11 verbunden ist. Das dem Nocken 44 gegenüberliegende Ende des Arms 45 ist gelenkig mit der Stange 47 verbunden,, die ihrerseits über den Winkelhebel 48 am Schlitten 16 angreift.
• Wenn es erforderlich ist, längere oder kürzere Hübe irgendeines der Schlitten zu erzeugen, als es mit dem dargestellten, einstellbaren Nocken möglich ist, kann man den Nocken gegen einen anderen austauschen, bei welchem der passende Einstellbereich vorgesehen ist.
• Die speziell dargestellte Maschine sieht gleichfalls trommelförmige Nocken 49 vor, die im Aufbau 12 und in der Brücke 15 angeordnet sind. Diese sind von der üblichen Form und ermöglichen einen fixierten, unveränderlichen Hub für den Schlitten 20 sowie für weitere in der Maschine vorgesehene, jedoch nicht dargestellte Schlitten.
• Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, ist die Welle, auf der das scheibenförmige Organ 25 angeordnet ist, vertikal angeordnet. Man kann es jedoch auch mit horizontaler oder geneigter Achse verwenden. Bei einigen abgewandelten Ausführungsformen der Maschine ist der Block 19 mit dem Nockenstößel 23 durch ein Zwischengestänge verbunden.
• Für das scheibenförmige Organ können weitere Elemente vorgesehen sein, um weitere Nockenkanten zu bilden, die ggfs. der Steuerung des zugehörigen Blockes 19 dienen. Z.B. kann man das Element 27 in Form zweier getrennter und unabhängig von einander einstellbarer Elemente ausführen.
• Wie ohne weiteres verständlich ist, läßt sich die Erfindung auch bei einspindeligen automatischen Dre.hbä.nken> B.-.ohra.schinen oder anderen automatischen Werkzeugmaschinen verb wenden, Wenn die Rüc.kwärtsbewegung des Schlittens durch Federn oder durch hydraulische Mittel gesteuert wird, kann man das Nockenelement 27 fortlassen.
• Andererseits kann man das Nockenelement 27 auch nur teilweise vorsehen und einen getrennten Rücklaufnocken in Verbindung mit einem zweiten Nockenstößel, der an der Stange 22 befestigt ist, verwenden, um den anfänglichen Rücklauf des Schlittens aus seiner äußersten Vorwartslage sicherzustellen.
• Die in den beschriebenen Konstruktionen vorgesehenen Schlitten sollen Werkzeuge tragen, doch können sie wahlweise auch Werkstücke aufnehmen, die in Bezug auf Werkzeuge bewegt werden.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Automatische, z.B. als Drehbank, Bohrmaschine oder dgl.

ausgeführte Werkzeugmaschinejeiner oder mehreren Arbeitsspindeln sowie einem oder mehreren Werkzeugschlitten, die während des Betriebes der Maschine in die Nähe des oder der Werkstücke vor- und anschließend aus dieser zurückgeführt werden, wobei die Werkstücke drehbar in der Maschine in einer Einspannvorrichtung bzw. in Einspannvorrichtungen gehalten sind und die Vor- und Rückbewegungen des oder der Werkzeugschlitten mittels eines oder mehrerer drehbarer, von einem an der Maschine vorgesehenen Antrieb betätigter Nocken gesteuert sind, dadurch gekenezeiahnet, daß eine oder mehrere der Nockensteuerungen für die Schlittenbewegung ein auf einer Antriebswelle(24) befestigtes, drehbares Organ (25) und wenigstens ein einstellbar hierauf zu befestigendes Element (26, 27) aufweisen, das wenigstens eine einen Arbeitsnocken bildende Kante besitzt, wobei die Einstellung dieses Elementes den Abstand der Kante in Bezug auf die Drehachse des Elementes verändert, und daß ein Nockenstößel (23) mit dem zugehörigen Schlitten (19) verbunden ist, der an der den Nocken bildenden Kante angreift.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (25) auf einer Antriebswelle (24) befestigt ist, wobei eine Drehung um eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens (9) liegende Achse besteht und das Element (26, 27) auf dem Organ (25) in einer zur Bewegungsrichtung des Schlittens (19) parallelen Ebene einstellbar ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nockenstößel (23) mit dem Schlitten (19) mittels eines Gestänges (22) verbunden ist.

4. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet> daß für die Einstellung des Elementes (26, 27) auf dem Organ <25) Exzenter vorgesehen, sind.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter aus einem exzentrischen, schwenkbar mit dem Organ (25) verbundenen Teil (37) bestehen, das in eine Öffnung (39) in dem einstellbar auf dem Organ (25) zu befestigenden Element (26) eingreift und derart'verdrehbar ist, daß sich zwischen ihm und dem Organ (25) eine Relativbewegung ergibt.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (26, 27) mit die Exzenterteile gegen Verdrehung verriegelnden Sperren ausgeführt sind.

7. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiteres Element' einstell-bar auf dem Organ (25) zu befestigen ist, das nockenbildende Kanten für den Angriff des Nockenstößels besitzt.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnetß daß für die relative Einstellung des oder der weiteren Elemente Exzenter vorgesehen sind.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter für jedes weitere Element aus einem verschwenkbar mit dem Organ (25) verbundenen Teil bestehen, das in eine Öffnung des weiteren, einstellbar auf dem Organ (25) zu befestigenden Elementes eingreift und derart verdrehbar ist, daß sich zwischen ihm und dem Organ (25) eine Relativbewegung ergibt.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Element mit das Exzenterteil gegen Verdrehung verriegelnden Sperren ausgeführt ist.

11. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 10, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß der Nockenstößel fest mit dem Schlitten verbunden ist, L e e r s e i t e