DE2245994A1

DE2245994A1 - Mehrspindel-drehautomat

Info

Publication number: DE2245994A1
Application number: DE19722245994
Authority: DE
Inventors: Kenji Nemoto; Fumihiro Ozawa
Original assignee: Seiko Seiki KK
Current assignee: Seiko Seiki KK
Priority date: 1971-09-23
Filing date: 1972-09-20
Publication date: 1973-04-19
Also published as: JPS4840090A; CH563827A5; CH564394A5; JPS5210231B2

Description

Mehrspindel-Drehautomat Die Erfindung betrifft einen Mehrspindel-Drehautomat, der zur Herstellung kleiner Werkstücke mit hoher Genauigkeit dient.
Mehrspindel-Drehautomaten haben beispielsweise 6-8 Spindein, die an einer Spindeltrommel angeordnet sind, welche die Spindeln aufeinanderfolgend in die jeweilige Arbeitslage führen.
In jeder Arbeitslage ist mindestens ein Werkzeug angeordnet, um jede Werkstückstange gleichzeitig zu bearbeiten, die von jeder Spindel getragen wird. Wenn die Werkzeuge Drehwerkzeuge sind, handelt es sich um eine Mehrspindel-Drehbank, während es sich bei der Verwendung von Werkzeugen zum Walzfräsen anstelle einiger Drehwerkzeuge um eine Mehrspindei-Werkzeugmaschine zum Herstellen von Drehlingen oder Ritzeln handelt, so daß eine derartige Maschine vielseitig verwendbar ist.
Bekannte Mehrspindel-Drehautomaten haben eine verhältnismäßig komplizierte Konstruktion, weil eine größere Anzahl von Spindeln an der Spindeltrommel vorgesehen sind. Insbesondere war es bisher nicht möglich, eine Gleitbewegung des Spindelkopfs in Längsrichtung wie bei Längsspindel-Drehautomaten durchzuführen.
Durch die Erfindung soll deshalb ein Mechanismus geschaffen werden, der einen konstanten relativen Abstand zwischen einer Führungsbuchse und einem Werkzeug einhält und dadurch die Werkstückstange in einer radialen Richtung ausrichtet und die Genauigkeit des Mehrspindel-Drehautomaten zu verbessern. Es besteht also die Schwierigkeit, daß sich der Abstand zwischen der Lage einer Spannvorrichtung am Ende der Spindel, welche das Werkstück ergreift, und der Lage eines Werkzeugs, welches den Schneidwiderstand verursacht, in einem großen Bereich ändert.
Wenn die Lage des Werkstücks weiter entfernt von der Lage der Spannvorrichtung ist, oder wenn der Durchmesser des Werkstücks kleiner wird, wird die Verschiebung des Werkstücks durch den Schneidwiderstand erhöht, was zu einer Verringerung der Bearbeitungsgenauigkeit führt. Wenn bei einer derartigen Maschine die Anzahl der Spindeln erhöht wird, wird die Konstruktion komplizierter und die sich addierenden Fehler hinsichtlich der Anordnung der Trommel, welche die Spindeln trägt, werden verhältnismäßig groß, wodurch sich eine weitere Verringerung der Bearbeitungsgenauigkeit ergibt Insbesondere ein zu kleiner durch messer des Werkstücks ergibt eine wesentliche Verringerung der Genauigkeit.
Es wurde bereits vorgeschlagen (Japanische Patentanmeldung 1968 - 92540), bei einem Mehspindel-Drehautomat zu verhindern, daß sich bearbeitete Werkstückstangen durch die Schneidkräfte ausbiegen, was der erste Grund für die erwähnten Ungenauigkeiten ist. Bei dieser Maschine sollen auch Fehler vermieden werden, die durch das Schalten der Spindeltrommel verursacht werden. Ein derartiger Drehautomat enthält eine Spindeltrommel mit einer Anzahl von Spindeln in gleichen Abständen entlang einer Kreislinie in der Trommel, einer Anzahl von Führungsbuchsen, die entlang einer entsprechenden Spindelachse angeordnet sind und in axialer Richtung verschiebbar sind, um eine Werkstückstange in der Spindel zu führen. Die Werkzeugträger sind in axialer und in radialer Richtung in eine Arbeitslage vor der betreffenden Führungsbuchse verschiebbar. Die relative Lage jeder Führungsbuchse zu dem entsprechenden Werkzeugträger wird durch eine entsprechende Steuerkurve konstant gehalten, um den zuerst genannten Nachteil zu vermeiden. Ein Halter jeder Führungsbuchse ist mit zwei Anordnungsgliedern versehen. Das eine Glied ist in der radialen Richtung und das andere in der tangentialen Richtung der Trommel vorgesehen.EIn jeder Werkzeugträger ist an zwei Anordnungsstiften angeordnet. Ein Stift steht in Berührung mit dem radialen Anordnungsglied und der andere mit dem tangentialen Anordnungsglied, um die relative Lage jeder Werkzeugkante zu einer betreffenden Werkstückstange an deren nächstem Bereich einzujustieren,, um dadurch den zweiten genannten Grund für Ungenauigkeiten zu vermeiden.
Eine derartige Maschine ist jedoch verhältnismäßig kompliziert, weil die Synchronisation der Bewegungen des Führungsbuchsenhalters entlang deren Achsen auf der Trommel und die Bewegungen des Werkzeughalters in der radialen und axialen Richtung der Trommel an dem Maschinenkörper und die Drehung der Trommel unter Berücksichtigung der Werkzeugträger einen sehr komplizierten Mechanismus erfordert, welcher den antreibenden Stauerkurvenmechanismus enthält. Weil die Führungsbuchsen und die Werkzeugträger in einem kleinen Bereich vor einer Spindelnase angeordnet werden,müssen, sind ihre Glieder so kompliziert und dünn, daß eine aufwendige Bearbeitung zu deren Herstellung erforderlich ist, so daß die Bearbeitungskosten erhöht und die Stabilität der Maschine verringert werden.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Mehrspindel-Drehautomat mit in Längsrichtung verschiebbaren Spindeln so auszubilden, daß ein genauer Schneidvorgang in jeder Arbeitslage wie bei Einspindel-Drehautomaten (Schweizer Art) durchgeführt werden kann, wobei eine Anzahl von in Längsrichtung verschiebbaren Spindeln vorgesehen sind, die in gleichen Abständen entlang einer gemeinsamen Kreislinie in einer Trommel angeordnet sind. Eine Anzahl von Führungsbuchsenhaltern, die jeweils eine Führungsbuchse tragen, die in Längsrichtung an der Trommel entlang einer entsprechenden Spindelachse befestigt sind, und wobei eine Anzahl von Werkzeugträgern nur in der radialen Richtung der Trommel verschiebbar ist, die an dem Maschinenkörper vorgesehen und in einer bestimmten Lage zu einer entsprechenden Führungsbuchse und außerhalb des Drehbereichs der Trommel vorgesehen sind. Bei einem Drehautomaten gemäß der Erfindung finden Hohlwellenspindeln entsprechend dem älteren Patent (P 21 64 388.9) Verwendung. Eine Spannvorrichtung in der Welle einer derartigen Hohlwellenspindel kann bei großer Drehzahl der Welle von außen geöffnet und geschlossen werden. Die Hohlwellenspindel enthält eine Hohlwelle, eine verschiebbar und drehbar in der Hohlwelle angeordnete äußere Hülse, die mit einer äußeren Verzahnung,- die in Eingriff mit einer Verzahnung außerhalb der Hohlwelle steht, und wobei ein Gewinde mit einem Innengewinde der Hohlwelle in Eingriff steht. Eine innere Hülse ist drehbar in der genannten Hülse angeordnet und kann eine zur inneren Hülse konzentrische Bohrung mit einer mittleren Schulter aufweisen. Eine Spindelwelle ist drehbar in der Hohlwelle gelagert und hat eine Spannhülse in der Nase und eine Gleithülse, von der ein Ende in Berührung mit der Spannhülse durch eine Feder gehaltert wird. Die Welle ist mit einer Anzahl von Öffnungen versehen, die radial um die Gleithülse angeordnet sind. Der mit Öffnungen versehene Endteil der Weile steht mit der Schulter der inneren Hülse in Eingriff. Jede der Öffnungen, die etwas in der axialen Richtung verschoben sind, stehen mit einer der sich verjüngenden Öffnungen der Gleithülse in Eingriff. Die Verschiebungsglieder, die beispielsweise Stahlkugeln sein können, sind jeweils in einer der Öffnungen in der Welle angeordnet. Die Spannvorrichtung wird bei laufender Maschine dadurch geöffnet, daß eine gewisse Drehbewegung der äußeren Hülse, die durch die äußere Verzahnung angetrieben wird, eine kleine axiale Bewegung davon verursacht, die eine Art schraubenförmige Bewegung ist, entsprechend dem Gewinde der äußeren Hülse, zusammen mit der inneren Hülse, die mit der Welle, der Gleithülse und der Spannhülse umläuft. Die Schulter der inneren Hülse drückt alle Verschiebeglieder zu der Spindelachse. Die Glieder drücken gegen eine Seite der sich verjüngenden Öffnungen, so daß sich die Gleithülse von der Spannhülse entgegen'der Federkraft wegbewegt und die Spannhülse ihre Spannvorrichtung öffnet, während bei der entgegengesetzten Bewegung die Spannvorrichtung geschlossen wird.
Jede der Hohlwellenspindeln gemäß der Erfindung ist in axialer Richtung verschiebbar in jeder der beispielsweise 6-8 Bohrungen der Spindeltrommel angeordnet. Die Achse jeder Bohrung verläuft parallel zu der Trommelachse. Eine Antriebseinrichtung,- beispielsweise ein HF-Elektromotor, ist an der Rückseite jeder Hohlwellenspindel in der Bohrung angeordnet. Eine Einrichtung zur Übertragpng der Drehung jeder Antriebseinrichtung auf die entspredhende Spindelwelle während der Verschiebung oder dem Anhalten der Hohlwelle ist zwischen jedem Paar aus einer Antriebseinrichtung und einer Hohlwellenspindel angeordnet.
Die Maschine gemäß der Erfindung enthält ferner einen Steuerkurvenmechanismus zur Zufuhr jeder Hohlwellenspindel, so daß zwei Zuführrollen für Spangen in und außer Eingriff gebracht werden können, um die Spannvorrichtung in jeder Spindelwelle zu öffnen oder zu schließen. Ferner sind ein Malteserkreuz-Mechanismus, Zahngetriebe, ~ Steuerkurven und Antriebseinrichtungen dafür, sowie andere, an sich bekannte Einrichtungen vorgesehen, um die Spindeltrommel zu schalten und die betreffenden Werkzeugträger zu betätigen etc.
Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, Anordnungseinrichtungen zur Einjustierung der Werkzeugkante auf einem Werkzigträger zu der Achse der entsprechenden Spindel mit einer Werkstückstange vorzusehen, um einen Schaltfehler der Trommel zu vermeiden.
Die Maschine gemäß der Erfindung enthält eine Scheibe, die am vorderen Ende der Trommel befestigt ist, eine Anzahl von Bohrungen, die in gleichen Abständen entlang einer Kreislinie um die Trommelachse angeordnet sind und deren Zahl gleich der Zahl der Spindeln ist. Die Achse jeder Bohrung fällt angenähert mit der entsprechenden Spindelachse zusammen, da gewisse geometrische und Fortschaltfehler der Spindelbohrungen der Trommel durch die Herstellung gegeben sind Ein FührungsbuchsenhalteiStn jeder der Bohrungen befestigt. An jede#m Halter ist eine V-förmige Nut gegenüber einem entsprechenden Werkzeugträger vorgesehen, ebenso ein Anschlag gegenüber dem Werkzeugträger auf dem Boden der Nut. Alle Entfernungen zwischen einer Führungsbuchsenachse und der zugeordneten V-förmigen Nut sind untereinander gleich.
Alle Abstände zwischen einerFührungsbuchsenachse und dem zugeordneten Anschlag sind ebenfalls untereinander gleich. Gegenüber dem Anschlag ist auf einem Schlitten jedes Werkzeugträgers ein Anordnungsstift vorgesehen, welcher zu dem Anschlag durch eine an dem Schlitten angeschraubte Schraube einstellbar ist. Eine Hülse für eine Winkelfeineinstellung umgibt jeden dieser Stifte, welche selbst nicht drehbar ist, sondern nur durch eine Feder verschiebbar auf dem Schlitten gelagert ist und eine sich verjüngende Nabe aufweist, die mit der V-förmigen Nut des entsprechenden Werkzeugträgers in Eingriff gelangen kann und etwas vor dem Anordnungsstift liegt, wenn die Nase von der Nut getrennt ist.
Wenn der Schlitten eines Werkzeugträgers sich der entsprechenden Führungsbuchse nähert, mit der ein Eingriff erfolgen soll, damit eine Backe an dem Schlitten die Werkstückstange bearbeitet, gelangt die sich verjüngende Nase zuerst in Berührung mit der V-förmigen N#ut des Führungsbuchsenhalters, wobei die Berührung umso stärker wird, je stärker die Feder in Verbindung mit dem Werkzeugträger zusammengedrückt ist. Die Annäherung verursacht eine kleine Verschwenkung des Werkzeugträgers auf der Welle, welche den Träger haltert, so daß die Werkzeugkante der Backe sich zu der Führungsbuchsenachse nach Beseitigung des Fortschaltfehlers der Trommel dreht. Dann gelangt der Einstellstift in Berührung mit dem Anschlag auf der Führungsbuchsse, um den Abstand zwischen der Werkzeugkante und der Führungsbuchsenachse zu bestimmen.
Ferner soll ein Mehrspindel-Drehautomat der eingangs genannten Art so ausgebildet werden, daß sich eine höhere Genauigkeit der Bearbeitungsanordnung von Werkstückstangen ergibt, von denen jede durch eine Spindel und eine Führungsbuchse gehaltert wird, so daß eine vereinfachte Arbeitsweise der Maschine ermöglicht werden kann.
Die fortschaltbare Spindeltrommel ist verhältnismäßig groß und lang, so daß sehr genau angeordnete Bohrungen (mit einem Fehler von weniger als 0,01 mm) der Spindelbohrungen in der Trommel nicht erzielt werden können.-Ferner besteht die Trommel aus Gußeisen und Alterungseffekte nach dem Bohren können gewisse Deformationen der Trommelbohrungen verursachen.
Die Maschine gemäß der Erfindung enthält eine getrennte Scheibe mit sehr genauen Führungsbuchsenöffnungen, die an der Spindeltrommel angeordnet ist. Diese Scheibe kann leichter hergestellt werden als die Trommel, weil sie einfacher und#kleiner ausgebildet ist. Als Folge davon werden Werkstückstangen in der Bearbeitungslage trotz gewisser Anordnungsfehler der Trommel genau angeordnet, wodurch ein Austausch abgenutzter Führungsbuchsen vereinfacht ist.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht eines Mehrspindel-Drehautomaten gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Seitenansicht; Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch dieses Ausführungsbeispiel, welches die Trommel zeigt, die auf einer Welle in der Maschine gelagert ist; Fig. 4 einen Teilschnitt durch den Bereich der Führungsbuchse; Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht von der rechten Seite; Fig. 6 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht von der linken Seite; Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1, woraus die -relative Lage der Trommel, der Führungsbuchsen und der Werkzeugträger in den Arbeitslagen Nr. 1, Nr. 2 ... Nr. 8 ersichtlich ist; Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht der Maschine, woraus die einen Werkzeugträger tragende Welle und ein Regelglied der betreffenden Spindelhohlwelle ersichtlich sind; Fig. 9 eine Endansicht eines der Werkzeugträger; Fig. 10(a) einen Längsschnitt durch die Maschine, woraus zin Werkzeugträger und eine Führungsbuchse mit einer entsprechenden Spindelhohlwelle ersichtlich ist; Fig. 10(b) einen Teilschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 11, woraus eine Einstelleinrichtung für die Anordnung des Werkzeugträgers zu der Führungsbuchse ersichtlich ist; Fig. 11 eine Schnittansicht von rechts entsprechend Fig.
lO(a); Fig. 12 eine Vorderansicht einer Zuführeinrichtung für die Arbeitslage Nr. 1; Fig. 13 eine Fig. 12 entsprechende Seitenansicht von rechts; Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Mechanismus zum Einspannen eines Futters einer Spindel der Hohlwelle; und Fig. 15 eine perspektivische Ansicht der Gesamtkonstruktion der Nockenwellen und des Fortschaltmechanismus der Maschine.
Zunächst soll der Gesamtaufbau eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung anhand der Fig. 1 und 2 erläutert werden, danach die Spindeln, die Werkzeugträger, die Zuführeinrichtungen für Werkstückstangen, die Fortschalteinrichtung der Spindeltrommel, und dann der Nockenmechanismus unter Bezugnahme auf die Fig. 3-15.
In den Fig. 1 und 2 ist an einer Basis 1 eine Nockenwelle 2 angeordnet, ein Elektromotor 5 zum Antrieb der Welle 4 einer Spindeltrommel 3, ein nicht dargestellter Kühlmitteltank und Schmiereinrichtungen, sowie ein Hauptrahmen 6, der auf einer Hälfte der Basis 1 angeordnet ist. Die Spindeltrommel ist an dem Rahmen 6 angeordnet und ein Stützrahmen 7 ist gegenüber dem Rahmen 6 auf dem anderen Teil der Basis 1 angeordnet. Der Hauptrahmen 6 ist mit Werkzeugeinrichtungen 8 versehen, die zur Bearbeitung der Werkstücke dienen, die in Spindeln gehaltert sind.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Hauptrahmens 6 ist eine Speichereinrichtung 9 für Werkstücke vorgesehen.
Die Speichereinrichtung 9 besteht aus Führungsrohren 10, die entlang einer Kreislinie angeordnet sind, um eine Verbindung mit jeweils einer Spindel der Trommel 3 zu ermöglichen. An dem freien Ende der Speichereinrichtung 9 ist eine Stütze 11 für die Speichereinrichtung 9 vorgesehen. Die Rohre 10 werden gleichzeitig mit der Spindeltrommel schrittweise gedreht. Die Arbeitslagen sind in Fig. 2 mit Nr. 1 bis Nr. 8 bezeichnet.
Anhand der Fig. 3 soll der Antriebsmechanismus der Spindeln erläutert werden. Die Trommel 3 ist in Lagern 6a und 6b in einer Bohrung des Hauptrahmens 6 gelagert. Eine Hohlwelle 4 ist koaxial in der Trommel 3 angeordnet und daran durch eine Mutter auf der einen Seite befestigt, während das andere Ende in einem Lager 12 auf dem Rahmen 7 drehbar gelagert ist. Der von dem Rahmen 7 vorragende Teil der Welle 4 ist mit Gleitfingern 13 für die Stromversorgung der Elektromotoren 18 zum Antrieb der Spindeln versehen. Die Leitung 14 in der Hohlwelle 4 dient zur Zufuhr von zerstäubtem Öl.
Eine Anzahl von Spindelhohlwellen 17 sind entsprechend den Werkzeugeinrichtungen 8 in gleichen Abständen entlang einer Kreislinie der Trommel 3 angeordnet. Jede Hohlwelle 17 ist gleitend verschiebbar in zwei Lagern 16 in einer Bohrung 15 in der Trommel 3 gelagert, die parallelzu der Trommelachse verläuft.
Eine Anzahl von HF-Elektromotoren -18, die gleich der Anzahl der Hohlwellen ist, sind hinter den Hohlwellen in der Tromi 3 gelagert. Der Rotor jedes Motors ist mit einer Hohlwelle versehen, durch die eine Werkstückstange hindurchgeführt werden kann, und ist über eine Keilwellel7b mit der Spindel 17a in der Spindelhohlwelle 17 verbunden, so daß der Motor 18 die Spindel 17a während einer axialen Bewegung der Spindel antreiben kann. Elektrische Leitungen verlaufen durch die Bohrung der Welle 4 zwschen den Motoren und den zugeordneten Schleifringen 13. Eine der Anzahl der Hohlwellen 17 entsprechende Anzahl von Steuerstangen 20 sind gleitend verschiebbar in der Trommel 3 angeordnet und stehen jeweils mit ihrem Halsteil mit einer Nut an dem Ansatz 19 der betreffenden Hohlwelle 17 (Fig. 14) in Eingriff, so daß sie in Längsrichtung mit der Hohlwelle verschiebbar sind.
Jede Steuerstange 20 wird gegen den Stützrahmen 7 durch eine der Federn 21 gedrückt, die zwischen den Steuerstangen 20 und Stellschrauben 22 an der Trommel 3 eingespannt sind.
Eine Scheibe 23 ist an der Stirnfläche der Trommel 3 durch Bolzen 24 befestigt. Die Scheibe weist entsprechend der Spindelachse, aber mit größerer Genauigkeit angeordnete Öffnungen auf, von denen jeweils ein Führungsbuchsenhalter 26 fest gehaltert wird, indem eine Führungsbuchse 25 angeordnet ist. Jeder der Halter 26 ist an der Scheibe 23 mit Bolzen 27 befestigt und mit zwei zu der V-förmigen Nut 51 (Fig. 4 und 5) symmetrischen Ebenen versehen, an welchen Ebenen eine Schraube 28a bzw. 28b angreift, die an einem Ansatz der Scheibe 23 (Fig. 5) angeordnet sind, so daß durch das Verdrehen der Schrauben 28a und 28b die V-förmigen Nuten 51 aller Halter 26 mit gleicher Winkelachse auf der Trommelachse eingestellt werden können.
Jede Führungsbuchse steht aus zwei Spannbacken und einer Differentialmutter 30 hinter den Spannbacken (Fig. 4), von der ein Gewinde mit dem Gewinde der äußeren Spannbacke und das andere Gewinde mit dem Gewinde der inneren Spannbacke in Eingriff steht. Die Mutter 30 ist durch eine Feder 29 (Fig. 6) so vorgespannt, daß sie die Backenöffnung zu schließen versuchen, durch die eine Werkstückstange gehaltert wird und gegen eine Verbiegung während eines Bearbeitungsvorgangs geschützt wird.
Diese Maßnahme ist zum Ausgleich von Durchmesserabweichungen von Werkstückstangen bekannt. In der Zuführlage Nr. 1 in Fig. 7 ist eine Einrichtung zum Verdrehen der Mutter 30 und zum Öffnen der Spannbacken der Führungsbuchse 25 vorgesehen, um eine glatte Zuführung zu ermöglichen.
Eine Werkstückstange in einem Führungsrohr wird in die entsprechende Führungsbuchse durch den Rotor eines Motors 18, die Spindel 17a und einen Spannkopf (nicht dargestellt) in den Nasenteil der Spindel 17a eingeführt.
Eine Abdeckung 31 ist an einer Endfläche des Hauptrahmens 6 angeordnet und umgibt die Trommel mit der Scheibe .23, um den inneren Mechanismus gegen Metallspäne und verschmutzte Kühlmittel zu schützen. Für diesteuerstangen 20 sind Anschläg#e 32 vorgesehen, von denen jeder in Längsrichtung auf einem Ansatz der Scheibe 23 mit einer Schraube einstellbar ist. Ein Ende jeder Steuerstange 20 kann mit einem Anschlag 32 bei einem freien Vorschub der Stange 20 durch die Feder 21 in Berührung gelangen.
Am vorderen Ende des Ansatzes 19 jeder Hohlwelle 17 ist ein Anschlag befestigt, der mit einem Arm 33 (Fig. 10) in Eingriff steht, der zum Verschieben der Hohlwelle 17 entgegen der Wirkung der Feder 21 dient.
Eine Anzahl von oben erwähnten Armen 33 ist in Abständen entsprechend den Werkzeugeinrichtungen an den Stellen Nr. 2 bis Nr. 8 angeordnet. Jeder der Arme 33 (Fig. 8) ist verschwenkbar und gleitend an der Welle 34 eines Werkzeugträgers 40 angeordnet, der parallel zu der Trommelachse drehbar an dem Hauptrahmen 6 angeordnet ist und mit einem Hebel 33' in Verbindung steht, der von einem später zu beschreibenden Nocken angetrieben wird, um eine Verschiebungskraft für die Hohlwelle 17 zu übertragen, welche durch die Nockenführung über den Ansatz 19 verursacht wird, während in der Lage Nr. 1 die Hohlwelle 17 nicht verschoben werden muß und deshalb kein Arm 33 vorgesehen ist.
Jede der Wellen 34 ist in Längsrichtung derart angeordnet, daß eine Mutter 122 einstellbar mit dem Gewinde an einem Teil der Welle 34 in der Nähe des Werkzeugträgers 40 befestigt ist.
Ein Drucklager 123 ist zwischen der Mutter 122 und eine Endfläche des Rahmens 6 eingesetzt. Die andere Mutter 125 ist an dem gegenüberliegenden Endteil der Welle 34 an dem Werkzeugträger befestigt. Das andere Drucklager 124 ist zwischen der Mutter 125 und einer Druckfeder 126 eingesetzt, wovon ein Ende an dem Boden einer Öffnung in dem Rahmen 6 anliegt, welche Öffnung koaxial zu der Welle 34 verläuft und die Feder 126 in der in Fig.
8 dargestellten Weise aufnimmt. Deshalb wird die Welle immer nach hinten gedrückt, so daß die Ausdehnung der Welle durch ihren Temperaturanstieg nur das hintere Ende der Welle 34 mit der Mutter 125 bewegt, ohne daß die Längslage des Werkzeugträgers 40 verändert wird.
Ein Stift 53 ragt von jedem Führungsglied 35 zu der Stirnfläche des Hauptrahmens 6. Zwei Ansätze mit einer Schraube 54 bzw. 55 am vorderen Ende des Rahmens 6 weisen zu dem Stift 53 (Fig. 9). Die eine Schraube 54 hat eine Blindbohrung entlang der Achse, eine getrennte, auf der Schraube verschiebbare Spitze und eine Feder in der Bohrung zwischen der Spitze und dem Boden der Blindbohrung. Deshalb wird die Schraube 54 kürzer, wenn die Spitze herabgedrückt wird. Zwischen den Schrauben 54 und 55 ist der Stift 53 eingesetzt, wodurch die Winkellage des Werkzeugträgers 40 auf der Welle 34 derart beibehalten wird, daß eine Einstellung für einen Eingriff mit dem Halter 26 erfolgen kann, so daß der Träger 40 nicht zu weit verschwenkt wird.
An dem vorstehenden Teil 34a jeder Welle 34 ist ein Führungsglied 35 fest angeordnet. Ein Schlitten 36 ist an jedem der Glieder 35 in der radialen Richtung einer Werkstückstange verschiebbar angeordnet, welche in der betreffenden Führungsbuchse 25 gehaltert wird. Der Schlitten wird in die Werkstückstange durch die Spannung von zwei Federn 37 gedrückt, die zwischen dem oberen Scheitel des Schlittens 36 und dem Glied 35 angeordnet sind, wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist. Ein Werkzeugträger 40 ist an jedem der Schlitten 36 um einen Zapfen 38 verschwenkbar angeordnet. Der andere von dem Werkzeugträger vorragende Zapfen 41 paßt lose in eine Öffnung 36' an dem Schlitten 36, und der Zapfen 41 wird entsprechend der Darstellung in Fig. 10b zwischen einer Schraube 43 und einem Zapfen 42 mit einer Feder und einer Stellschraube gehaltert, die an dem Schlitten 36 angeordnet ist und in die Öffnung 36' vorragt. Deshalb kann der Werkzeugträger 40 um einen kleinen Winkel auf dem Zapfen 38 verschwenkt und durch die Schraube 43 so eingestellt werden, daß die Kante des Werkzeugs 39 an dem Träger 40 grade zu der entsprechenden Führungsbuchsenachse weist, während der Werkzeugträger mit der Führungsbuchse in Eingriff steht und eine Bearbeitung durchgeführt wird. In dem unteren Teil einer Öffnung an jedem Führungsglied 35 entlang einem Radius der entsprechenden Führungsbuchse ist eine Hülse 34 für eine Winkelfeineinstellung verschiebbar angeordnet. Eine Nut 46 in Längsrichtung der Hülse 44 steht mit einem Stift 47 an dem Schlitten 36 in Eingriff. Dieser Eingriff gibt den maximalen Hub für die Hülse 44. Die Hülse wird gegen die entsprechende Führungsbuchse 25 durch eine Feder 45 gedrückt, die zwischen dem oberen Ende der Hülse 44 und dem Boden der Öffnung in dem Führungsglied 35 vorgesehen ist. Die Nase jeder Hülse 44 weist sich einen verjüngenden Eingriffsteil 50 auf. Ein Anordnungsstift 48 ist in jedem der Schlitten 36 mit einer Gewindekombination 48' verbunden und wird drehbar und verschiebbar in der Hülse 44 gehaltert.
Der Stift 48 ist mit einem Eingriffsende gegenüber der entsprechenden Führungsbuchse und mit einem Griff 49 am anderen Ende versehen. Das Gewinde 48' wird so eingestellt, daß ein geeigneter Abstand in der Werkzeugkante und der Werkstückstange erzielt wird. Jeder der Halter 26ist mit einer V-förmigen Nut 51 versehen, wie bereits erwähnt wurde, die auf der Außenfläche vorgesehen ist. Ein Anschlag 52 ist im Boden der Nut 51 vorgesehen. Die V-förmige Nut 51 gelangt mit der sich verjüngenden Nase der entsprechenden Anordnungshülse 44 und der Anschlag 52 mit dem Ende des Anordnungsstifts 48 in Eingriff.
Das Angriffsende des Stifts 48 wird mit der Hülse zurückgeschoben, während der Werkzeugträger 40 sich von dem Halter 26 trennt und die Anordnungshülse 44 durch die Feder 45 vorgedrückt wird. Der Stift 48 gelangt in Berührung mit dem Anschlag 52, nachdem die Hülse 44 in Berührung mit der Nut 51 gelangt und etwas in den Schlitten 36 eingesenkt ist, wenn eine Fortschaltung der Trommel beendet wurde und die Schneidzufuhr beendet ist. Deshalb drückt zuerst das sich verjüngende Ende jeder Anordnungshülse 44 gegen die Seitenfläche 51' der entspre(*ienden V-förmigen Nut, so daß der Werkzeugträger 40 leicht in eine geeignete Lage auf der Welle 34 gebracht wird, so daß jede Werkzeugkante zu der entsprechenden Werkstückachse trotz eines Fehlers bei der Fortschaltung der Trommel weist. Dann schlägt jeder der Anordnungsstifte 48 gegen den entsprechenden Anschlag 52 an, so daß nach einer Einwärtsbewegung des Werkzeugs jeder der schließlichen Abstände zwischen einer Werkzeugkante und einem Werkstück die Sollgröße erreicht.
Die Einführung jedes Werkzeugs erfolgt durch eine derartige Einrichtung, daß jeder der Schlitten 36 mit einem Stift auf dem äußeren Teil versehen ist, daß Hebel 56 entsprechend den Schlitten 36 vorgesehen sind, von denen jeder an dem Hauptrahmen 6 angelenkt ist, daß der Stift mit einer Rolle an einem Ende des entsprechenden Hebels 56 in Eingriff gelangt, und daß jeder Hebel 56 in durch einen Nocken an einer der Nockenwellen 2 gesteuert wird, wobei jeder der Nocken ein gewünschtes Programm für eine Einführung hat, wie bei derartigen Drehautomaten an sich bekannt ist.
In der Lage Nr. 1 der Werkstückzuführeinrichtung ist ein Führungsglied 127 an dem Hauptrahmen 6 zwischen der Hohlwelle 17 und der Führungsbuchse 25 befestigt und trägt einen verschiebbaren Schlitten 57, wie in Fig. 12 und 13 dargestellt ist. An einem Teil nahe der Trommelachse des Schlittens 57 sind zwei Hebel 58 angeordnet, von denen jeder symmetrisch an dem Schlitten 57 angelenkt ist. An einem Ende in der Nähe der Trommelachse jedes Hebels 58 ist eine Zuführrolle 59 symmetrisch angelenkt.
Die Anßenseitender Rollen 59 können miteinander auf der Führungsbuchsenachse in Eingriff gelangen, um ein Werkstück zwischen dem entsprechenden Spindelspannkppf und der Führungsbuchse zu ergreifen. Die Bewegung der Rollen 59 kann durch eine Einrichtung mit Gestängen 63 gesteuert werden, die mit den gegenüber liegenden Enden der beiden Hebel 58 verbunden sind, sowie durch einen Hebel 64, der an dem Rahmen 6 angelenkt ist und durch einen Nocken angetrieben wird, der mit den Gestängen 63 über verschiebbare Glieder 57 mit einer Feder des Schlittens 57 in Eingriff steht. Der Hebel 64 steht ebenfalls mit einem Anschlag auf dem Schlitten 57 in Eingriff.
Die Rollen 59 werden durch einen Elektromotor 61 an dem Schlitten 57 über einen Getriebezug 62 und ein Universalgelenk 60 angetrieben. Ein Anschlag 65 ist an dem Schlitten 57 so angeordnet, daß er das durch die Rollen 59 zugeführte Werkstück ergreift. Für eine Weiterbewegung der Trommel beginnt der Hebel 64 eine Schwenkbewegung im entgegengesetzten Uhrzeigersinne, die verschiebbaren Glieder 57' werden zuerst nach oben bewegt und die Rollen 59 geben das Werkstück frei, wonach der Hebel 64 in Berührung mit dem Anschlag des Schlittens 57 gelangt und der Schlitten 57 zu den Rollen 59 und der Anschlag 65 von dem Werkstück wegbewegt wird.
Zwischen der Trommel 3 und dem Stützrahmen 7 ist ein achteckiger Tisch 67 der in Fig. 3 dargestellten Art drehbar auf der Welle 4 angeordnet und an dem Rahmen 7 (nicht dargestellt) befestigt. Die Anzahl der Winkel des vieleckigen Tischs 67 entspricht der Anzahl der Spindeln 17a. Jede Seite des Tischs 67 dient zur Installation einer gewünschten Werkzeugeinrichtung.
Wie in Fig. 15 dargestellt ist, ist ein Zahnrad 66 an dem hinteren Ende der Trommel 3 befestigt und steht über ein Zahnrad an 70 mit einem Zahnrad 69 an einer Welle 68 in Eingriff, der ein Malteserkreuz 71 befestigt ist, das an einem Antriebsarm 73 und einem Sperrglied 74 angreift, die an einer Antriebswelle 72 befestigt ist. Ein Schneckenrad 75 an der Welle 72 steht mit einem Schneckenrad 76 an einer Welle 77 in Eingriff. Eine elektrische Kupplung 78 mit einer Riemenscheibe ist an der Welle 77 angeordnet und eine Riemenscheibe an der Welle des Motors 5 steht mit der Riemenscheibe der Kupplung 78 in Eingriff. Deshalb wird die Trommel 3 durch den Motor 5 über die Kupplung 78, die Schneckenräder 76 und 75, das Gesperre 73, 74 und 71 und den Getriebezug 69, 70 und 66 angetrieben, und zwar jeweils um 1/8 einer Umdrehung der Welle 68 in einem entgegengesetzten Uhrzeigersinne. Auf der Welle 72 sind ferner zwei Nocken 79 und 84 befestigt. Die Nocken 79 dienen zur Betätigung eines Anschlags, während der Nocken 84 an der Trommel angreift. Der Nocken 79 steht mit einem Hebel 80 an einer Welle 81 in Eingriff. Ein Anschlagstift 83 für das Verdrehen der Trommel ist verschiebbar an dem Rahmen 6 angeordnet und wird durch den Nocken 79 über einen Hebel 82, der an der Welle 81 befestigt ist, und den Hebel 80 bewegt. Der Nocken 84 steht mit einem Hebel 85 in Eingriff, der von der Welle 68 über eine Sperrklinke gehaltert wird. Nach 1/8 Umdrehung der Trommel 3 beginnt eine konkave Kurvenfläche des Nockens 84 zu dem Hebel 85 zu weisen, und die Welle 68 wird im entgegengesetzten Uhrzeigersinne durch die Sperrklinke gedreht, so daß eine Seite eines nicht dargestellten Fortschaltschlitzes an der Trommel 3 gegen den Fortschaltstift 83 der Trommel anschlägt, der in der Eingriffslage gehalten wird, so daß auf diese Weise das Fortschalten der Trommel beendet wird.
An einer der Nockenwellen 2 sind Nockenpaare 87, 88-93, 94 angeordnet, welche die Hohlwellen 17 in axialer Richtung bewegen und die Schlitten 36 der Positionen Nr. 1 bis Nr. 4 zuführen. Die andere Welle 2 trägt Paare von Nocken 95, 96-101, 102 für die Hohlwellen 17 und die Schlitten 36 der Positionen Nr. 5 bis Nr. 8. Das Nockenpaar 87 und 88 steuert die Werkstückzufuhr und ist drehbar an der Welle 2 angeordnet, die durch Drehung der Welle 72 über ein Kettenrad 104 auf der Welle 72, ein Kettenrad 103 an dem Nockenpaar 87 und 88 und ein Kettenrad angetrieben wird, das mit diesen Kettenrädern in Eingriff steht, so daß eine Werkstückzufuhr während der Schaltzeit einer Trommel erfolgt, in welcher der Spannkopf der Spindel in der Position Nr. 1 geöffnet wird, wobei das Rollenpaar 58, 58 das Werkstück in die Spindel mit einer bestimmten Länge einführt, wonach der Spannkopf geschlossen wird. Die Nocken 89, 91, 93, 96, 98, 100 und 102 dienen zur Einführung der Werkzeuge zu den betreffenden Werkstücken, während die Nocken 90, 92, 94, 95, 97, 99 und 101 zur Bewegung der Spindeln dient. Die Nockenwellen 2 wird durch den Motor 5 über Riemenscheiben, eine elektrische Kupplung 11 an der Welle 110 und über die Schneckenräder 109, 107 und 108, 106 eingeführt. Eine Oldham-Kupplung 112-ist an einer der Nockenwellen 2 und eine Verbindung 113 an der anderen angeordnet. Die Nocken 114 auf der einen Nockenwelle 2 und Nocken 115 auf der anderen Nockenwelle dienen zur Betätigung der Werkzeuge. Die Nocken 116 dienen zur Folgesteuerung durch Betätigungvon Begrenzungeschaltern. Die beschriebenen Nockenmechanismen und das Malte serkreuzge sperre sind an sich bekannte Einrichtungen.
Fig. 14 zeigt eine Betätigungseinrichtung für den Spindelspannkopf in der Position Nr. 1. Ein Hebel 117 ist an dem Rahmen 6 angelenkt, von dem ein Ende mit dem erwähnten Nocken 88 und das andere Ende, welches ein Zahnsegment trägt, mit einem Zahnrad 119 in Eingriff steht, das ebenfalls an dem Rahmen 6 drehbar gelagert ist. An dem Ansatz 19 jeder Spindelhohlwelle 17 ist ein Zahnrad 120 drehbar angeordnet, welches mit einem Zahnrad an der Außenseite einer Spannhülse 121 in Eingriff steht und in der Position Nr. 1 mit dem Zahnrad 119 in Eingriff gelangt. Vor einer Drehung der Trommel wird der Hebel 117 durch den Nocken 88 verschwenkt, so daß das Zahnsegment 118 nicht mehr mit dem Zahnrad 119 in Eingriff steht. Deshalb wird der Spannkopf der Spindel in der Position Nr. 1 für eine Werkstückzufuhr durch den Nocken 88 nach einer Bewegung der Trommel geöffnet und geschlossen, wobei das Zahnrad 119 nicht an dem Zahnsegment 118 angreift #und mit dem nächsten der Zahnräder 120 in Eingriff gelangen kann.
Im folgenden soll die Arbeitsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Position Nr. 8 wird ein Werkstück von der Werkstückstange abgeschnitten und dann wird der Rest der Werkstückstange, der in der Spindel 17a eingespannt ist, in die Position Nr. 1 durch Weiterdrehen der Trommel bewegt. Der Spannkopf in der Spindel 17a wird durch den Nocken 88 geöffnet und die Werkstüd#stange wird freigegeben. Die Rollen 59 nähern sich der Werkstückstange zwischen der Spindel 17a und der Führungshülse 25 und greifen daran an. Der Anschlag 65 blockiert das Öffnen der Führungsbuchse durch den Nocken 87 über den Hebel 64, den Schlitten 57 und die Hebel 58. Dann treibt der Motor 61 die Rollen 59 an, welche die Werkstückstange gegen den Anschlag 65 zuführen. Nach Berührung der Stange mit dem Anschlag wird der Motor 61 wieder angehalten, der Spannkopf ergreift die Werkstückstange durch die Wirkung des Nockens 88 und die Rollen 59 mit dem Anschlag 65 greifen nicht mehr an der Werkstückstange an und befinden sich nicht im Bewegungsbe-EiCh der Trommel.
In den Positionen Nr. 2 bis Nr. 8 werden entsprechende Schneidvorgänge gleichzeitig mit Hilfe der Nockenpaare zur Steuerung der Spindelbewegung und der Werkzeugeinführung durchgeführt. Deshalb fällt in der Position Nr. 8 bei jeder Fortschaltung der Trommel ein fertiges Werkstück an.
Während des Fortschaltens der Trommel bewegen sich alle Spindelhohlwellen in der am weitesten vorgeschobenen Lage, wobei die Steuerstange 20 in Berührung mit den betreffenden Anschlägen 32 gelangen. Dann sind alle Wellen 34 der Werkzeugträger so angeordnet, daß die regulierenden Glieder 33 außer Eingriff mit den Ansätzen 19 der Hohlwellen 17 sind.
Der beschriebene Mehrspindel-Drehautomat ist deshalb dazu geeignet, die Verbiegung der Werkstückstange, die durch die Schneidkraft und die Drehung der Stange verursacht wird, auf ein Minimum zu verringern, indem Führnngsbuchsen und verschiebbare Spindelhohlwellen in der Spindeltrommel verwendet werden, und indem die Arbeitslagen immer in der Nähe der Führungsbuchsen vorgesehen werden, wie bei einem Einspindel-Drehautomat mit einer kontinuierlichen Drahtzufuhr. Im Vergleich mit bekannten Mehrspindel-Drehautomaten mit verschiebbaren Führungsbuchsen ist die Maschine gemäß der Erfindung einfacher, stabiler und zuverlässiger. Die Maschine gemäß der Erfindung ermöglicht eine sehr gute Einjustierung und Orientierung des Werkzeugs zu der betreffenden Werkstückstange, trotz des winkeligen und radialen Ausrichtungsfehlers der Spindeltrommel, indem eine winkelige Einstelleinrichtung und eine radiale Richtungseinstelleinrichtung zwischen den Führungsbuchsen und dem betreffenden Werkzeugträger Verwendung findet. Durch die Erfindung wurde deshalb ein Mehrspindel-Drehautomat geschaffen, der eine rentable Arbeitsweise aufweist, eine höhere Präzision und eine bessere Stabilität bei verhältnismäßig einfacher Konstruktion gewährleistet, so daß derartige Drehautomaten besonders gut für die Herstellung von kleinen und komplizierten Teilen aus Drahtmaterial geeignet ist.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche U Mehrspindel-Drehautomat zur Herstellung von Werkstücken aus Drahtmaterial mit einer Anzahl von drehbaren Spindeln (17a), die in gleichen Abständen entlang einer Kreislinie in einer Spindeltrommel (3) angeordnet sind, welcher Kreis koaxial zu der Drehachse der Trommel verläuft, mit einer gleichen Anzahl von Werkzeugträgern (40), die an der Maschine angeordnet sind, von denen jeder in einer Lage vorgesehen ist, die für eine Zu-Spindel in einer Spindellage geeignet sind, welche Werkzeugträger radial zu der entsprechenden Spindelachse verschiebbar sind, wenn diese sich in einer Spindellage befindet, mit Schneidwerkzeugen an den Werkzeugträgern, von denen jeder relativ zu der betreffenden Spindel beweglich ist, um ein Werkzeug in und aus einer überlappenden Lage relativ zu einer Werkstückstange in einer entsprechenden Spindel gleichzeitig zu bringen, wobei jede der Werkstückstangen in ihrer Spindel zu einer folgenden Werkzeugträgerlage durch schrittweise Drehung der Trommel (3) führbar ist, wobei jede Spindelwelle in einer Hohlwelle (17) angeordnet ist, von denen jede unabhängig in Längsrichtung entlang der Spindelachse verschiebbar ist, mit Spannbacken in jeder der Spindelwellen, die durch eine Betätigungseinrichtung aus der Hohlwelle geöffnet und geschlossen werden können, während sich die Spindelwelle dreht, mit einer Anzahl von Führungsbuchsen (25), von denen jede koaxial zu einer entsprechenden Spindel angeordnet ist, durch die eine Werkstückstange durchführbar ist, welche Führungsbuchsen derart befestigt angeordnet sind, daß sie einen genauen axialen Abstand zu den Werkzeugträgern zwischen den Spindeln und den Werkzeugträgern aufrechterhalten, mit denen eine Umdrehung um die Trommelachse synchron mit der Trommel erfolgen kann, wobei die Werkzeugträger in einer radialen Richtung verschiebbar sind, sowie mit einer Einrichtung zur Bewegung der Hohlwelle in einer axialen Richtung und zur Bewegung der Werkzeugträger in einer radialen Richtung in Abhängigkeit von der vorgesehenen Reihenfolge.
2. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t durch Halter (26) für die Führungsbuchsen (25), von denen jeder in einer der Führungsbuchsen in dessen Zentrum angeordnet ist, und eine V-förmige Rille (51) an der Außenfläche symmetrisch zu einer radialen Ebene der Trommelachse aufweist, welche Ebene durch die Achse der betreffenden Führungsbuchse verläuft, durch einen einstellbaren Anschlag (52) auf dem Boden der Rille, durch Hülsen (44) zur Winkelfeineinstellung entsprechend den Nuten, welche in den Werkzeugträger entlang einer radialen Linie der Trommel verschiebbar sind, und welche Hülsen eine sich verjüngende Nase aufweisen, die in die betreffende Nut weist, durch einen verschiebbar durch die Hülsen ragenden Anordnungsstift mit (48), der einstellbar einem entsprechenden Schlitten des Werkzeugrrägers an einem Ende verbunden ist, durch eine Einrichtung für eine leichte Sicherung jedes Werkzeugträgers um eine entsprechende Welle, die an der Maschine parallel zu der Trommel angeordnet ist, und um die sich verjüngende Nase in Berührung mit der V-förmigen Nut zu bringen, so daß das Werkzeug zu einer entsprechenden Führungsbuchse ausgerichtet ist, und durch eine Einrichtung, um den Anordnungsstift in Berührung mit dem Anschlag zu bringen, wodurch der Abstand zwischen der Werkstückkante und einer entsprechenden Führungsbuchsenachse einjustiert wird.
3. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spindeln in der Spindeltrommel jeweils parallel zu der Trommelachse und in gleichen Abständen auf einem zu der Achse koaxialen Kreis angeordnet sind, daß eine Scheibe (23) an der Stirnfläche der Trommel in einem geeigneten Zwischenraum zwischen den Enden der Trommel und der Scheibe befestigt ist, daß eine Anzahl von Bohrungen in der Scheibe vorgesehen sind, von denen jede koaxial mit der entsprechenden Spindel verläuft, und daß in jeder dieser Bohrungen eine Führungsbuchse angeordnet ist.