Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Innenräummaschine für das Herstellen von Nuten, Schlitzen oder dergleichen in Bohrungen eines Werkstückes mittels einer Räumnadel, die einenends in einem angetriebenen Nadelhalter befestigt ist, unter Verwendung eines Führungsdornes für die Räumnadel, dessen Aussendurchmesser demjenigen der bearbeitbaren Bohrung entspricht, ferner mit einer Werkstückauflage, die eine Öffnung besitzt, durch welche hindurch die Räumnadel bewegbar ist, und einer Vorrichtung für das Zuund Wegführen von Werkstücken zur bzw. von der Bearbeitungsstelle.
Ein gemeinsames Merkmal der bekannten Innenräummaschinen besteht darin, dass das Werkzeug, nach durchgeführtem Räumvorgang, von Hand der Maschine entnommen und durch das neue Werkstück hindurch wieder in den Ziehkopf eingesetzt werden muss, oder dass sie neben dem Ziehkopf, in dem die Räumnadel einenends befestigt ist und der den Arbeitshub der Räumnadel bewirkt, einen sogenannten Nadelheber besitzen. der die Räumnadel an ihrem anderen Ende ergreift und festhält, nachdem das bearbeitete Werkstück der Maschine entnommen und die Räumnadel in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt worden ist. In dieser Stellung wird ein neues. zu bearbeitendes Werkstück an die Bearbeitungsstelle der Maschine gebracht.
Obwohl das Ein- und Ausspannen der Räumnadel in den Ziehkopf und den Nadelhalter weitgehend selbsttätig erfolgen kann, bedeutet dieses Umspannen doch eine ziemliche Komplikation des Räumvorganges und damit erhöhten Zeitaufwand. Ausserdem besteht bei diesem Verfahren für dünne, schlanke Räumnadeln eine erhebliche Bruchgefahr, insbesondere beim erneuten Einführen in den Führungsdorn.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lösung vorzuschlagen, bei der es nicht mehr erforderlich ist, die Räumnadel aus dem Zieh kopf zu entfernen, so dass der Nadelheber völlig entfallen kann. Damit kann nicht nur eine raschere Arbeitsweise erreicht werden, sondern die Maschine kann auch einfacher und kostengünstiger gestaltet werden, und es ist auf einfachste Weise eine mechanische Zu- und Wegführung der Werkstücke zu verwirklichen.
Gemäss der Erfindung wird dies bei einer Maschine der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Führungsdorn in der Bewegungsrichtung der Räumnadel von einer ersten Stellung, in der er sich unterhalb der Ebene der Werkstück auflage befindet, in eine zweite Stellung, in der er sich mit seinem Führungsteil, zumindest teilweise, über der Ebene der Werkstückauflage befindet, verschiebbar ist, und dass das zu bearbeitende Werkstück mittels eines Zubringers der Zufuhrvorrichtung in eine erste, gegenüber dem Führungsdorn exzentrische Position, bei der die Räumnadel durch die Bohrung des Werkstückes berührungsfrei hindurch bewegbar ist, in eine zweite Position verschiebbar ist, bei der die Achse der Bohrung mit der Achse des Führungsdornes zusammenfällt.
Auf beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Innenräummaschine dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die grob schematische Frontalansicht einer bekannten Senkrecht-Innenräummaschine,
Fig. 2 einen Schnitt durch den schraffiert umrandeten Teil gemäss Fig. 1, aber bei einer erfindungsgemäss ausgebildeten Maschine, in einer 1. Phase,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der relativen, gegenseitigen Lage einiger Teile der Maschine von Fig. 2,
Fig. 4 wie Fig. 2, in einer 2. Phase,
Fig. 5 wie Fig. 2, in einer 3. Phase,
Fig. 6 wie Fig. 3, aber in der 3. Phase,
Fig. 7 wie Fig. 2, in einer 4. Phase, und
Fig. 8 wie Fig. 2, in einer 5. Phase.
In Fig. 1 ist eine schematische Frontalansicht einer Senkrecht-Innenräummaschine konventioneller Art dargestellt.
Sie besteht im wesentlichen aus einem, auf einem Fundament 1 gelagerten Rahmen 2, der oben einen Arbeitstisch 3 trägt.
Der Arbeitstisch 3 ist mit einer Öffnung 4 versehen, durch welche sich eine Räumnadel 5 erstreckt. Diese ist an einem Ende in einem Ziehkopf 7 gelagert, welch letzterer am freien Ende einer Kolbenstange 8 einer Kolben-Zylindereinheit 9 befestigt ist. Über dem Arbeitstisch 3 ist ein weiteres Gestell 10 vorhanden, welches zur Lagerung eines Nadelhebers 11 dient. Dieser ist dazu bestimmt, das obere freie Ende 5a der Räumnadel zu ergreifen, diese hochzuziehen, nachdem das geräumte Werkstück 12 entfernt worden ist und der Ziehkopf 7 das andere Ende der Räumnadel 5 freigegeben hat. Während des Bearbeitungsschrittes, bei welchem die Räumnadel 5 durch die zu bearbeitende Bohrung im Werkstück 12 mittels der Kolben-Zylindereinheit 9 in Pfeilrichtung P heruntergezogen wird, ist der Nadelheber 11 vom Ende 5a der Nadel 5, zumindest im unteren Abschnitt des Hubweges, gelöst.
Diese bekannte Arbeitsweise bedingt also ein ständiges Aus- und Einspannen der Nadel 5, was nicht nur einen bedeutenden Zeitverlust mit sich bringt, sondern auch die Gefahr einer Beschädigung des teuren Räumwerkzeuges.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Lösung ist auf den Fig. 2-8 dargestellt. wobei jeweils nur der erfindungswesentliche, sich innerhalb des gestrichelten Rahmens in Fig. 1 befindliche Teil der Maschine gezeichnet ist. Gleiche Teile sind in den Fig. 2-8 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.
Aus Fig. 2 ist deutlich zu sehen, dass der Arbeitstisch 3 eine Öffnung 4 besitzt, welche wesentlich grösser als die grösste Breite der Räumnadel 5 ist. Dies hat den Zweck, die Einführung eines Führungsdornes 13 in die Öffnung 4 des Tisches 3 zu ermöglichen. Dieser Führungsdorn 13 hat die Aufgabe, die Räumnadel 5 zu führen und besitzt einen Aussendurchmesser. der demjenigen der zu bearbeitenden Bohrung im Werkstück 12 entspricht. Letzteres ist gegen Verschiebung nach oben durch einen Niederhalter 14 gesichert, welcher eine mit der Öffnung 4 im Tisch 3 korrespondierende Öffnung 15 besitzt, die ein berührungsloses Hindurchführen der Räumnadel 5 gestattet.
Zum Zu- und Wegführen des Werkstückes ist der Zubringer 16 einer nicht näher dargestellten Zufuhrvorrichtung bestimmt.
In Fig. 2 ist die 1. Phase der Bearbeitung des Werkstückes 12 mittels der Räumnadel 5 dargestellt. Letztere befindet sich in ihrer untersten Endstellung, und der Führungsdorn 13, der in Bewegungsrichtung der Räumnadel verschiebbar ist, befindet sich ebenfalls in seiner unteren Stellung. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass sowohl das obere Ende der Nadel 5 als auch des Führungsdornes 13, unterhalb der Auflageebene des Tisches 3 liegt. Dies ermöglicht eine freie, laterale Verschiebung des Werkstückes 13 unter Einwirkung des Zubringers 16. Wie aus Fig. 3 deutlich wird, ist die Lage des Werkstückes 12 in dieser ersten Phase so, dass die zu bearbeitende Bohrung im Werkstück exzentrisch gegenüber dem Führungsdorn liegt, wodurch ein freies Hindurchbewegen der Räumnadel 5 gewährleistet ist, ohne dass diese die Bohrungswand berührt.
Um dies zu erreichen, ist der Zubringer 16 in eine solche Stellung bewegbar, dass diese Bedingungen erfüllt sind.
Die zweite Phase bei der Bearbeitung des Werkstückes ist aus Fig. 4 ersichtlich. Hier wurde die Räumnadel 5 in ihre obere Endstellung verschoben, währenddem sich der Führungsdorn immer noch in seiner unteren Endstellung befindet.
Nun wird, um die 3. Phase gemäss Fig. 5 zu erreichen, der Zubringer 16 von seiner vorstehend definierten Zwischenstellung in seine Endstellung gebracht, wodurch er bewirkt, dass das Werkstück 12 mit seiner Bohrung genau zentrisch über dem Führungsdorn 13 liegt (Fig. 6). Dies ermöglicht nun, den Übergang zur 4. Phase, bei der der Führungsdorn 13 gegen oben verschoben wird, bis er mit seinem Führungsteil in die Bohrung des Werkstückes 12 eingreift. Der Niederhalter 14 verhindert dabei ein Hochheben des Werkstückes 12.
Nun erfolgt der eigentliche Bearbeitungsschritt, indem die Räumnadel 5 durch Wirkung des Ziehkopfes 7 durch die Bohrung des Werkstückes 12 hindurchgezogen wird. Der Führungsdorn 13 verhindert dabei wirksam eine seitliche Verschiebung des Werkstückes 12 und gewährleistet durch exakte Führung der Nadel 5 eine präzise Bearbeitung. Nach erfolgter Bearbeitung des Werkstückes 12 befindet sich die Einrichtung in der 5. Phase, die in Fig. 8 dargestellt ist.
Nachdem der Führungsdorn 13 wieder nach unten gezogen worden ist, kann die Zufuhrvorrichtung das bearbeitete Werkstück entfernen und ein neues, zu bearbeitendes Werkstück bringen, welches dann in die Zwischenposition gemäss Fig. 2 gebracht wird. Damit ist der Zyklus beendet und die erste Phase wieder erreicht.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Räumnadel nicht mehr dauernd aus- und eingespannt werden muss. Der Nadelheber erübrigt sich, was nicht nur eine preisgünstigere Konstruktion der Maschine gestattet, sondern auch deren Bauhöhe wesentlich verringert. Ausserdem ist der Arbeitszyklus mit einer solchen Maschine wesentlich schneller, was zu einer rationellen Bearbeitung beiträgt.
The present invention relates to an internal broaching machine for producing grooves, slots or the like in bores of a workpiece by means of a broach, which is fastened at one end in a driven needle holder, using a guide mandrel for the broach, the outside diameter of which corresponds to that of the machinable bore, furthermore with a workpiece support which has an opening through which the broach can be moved, and a device for feeding and removing workpieces to and from the processing point.
A common feature of the known internal broaching machines is that the tool, after the broaching process has been carried out, must be removed from the machine by hand and reinserted into the pulling head through the new workpiece, or that it must be next to the pulling head in which the broach is attached at one end and which causes the working stroke of the broach, have a so-called needle lifter. which grips and holds the broach at its other end after the machined workpiece has been removed from the machine and the broach has been moved back to its starting position. In this position a new one becomes. workpiece to be processed brought to the processing point of the machine.
Although the clamping and unclamping of the broaching needle in the pulling head and the needle holder can be done largely automatically, this reclamping is quite a complication of the broaching process and thus an increased expenditure of time. In addition, with this method there is a considerable risk of breakage for thin, slender broaches, especially when reinserting them into the guide mandrel.
It is the aim of the present invention to propose a solution in which it is no longer necessary to remove the broach from the pulling head, so that the needle lifter can be omitted entirely. This not only enables a more rapid mode of operation to be achieved, but the machine can also be designed in a simpler and more cost-effective manner, and the workpieces can be fed in and out mechanically in the simplest possible manner.
According to the invention, this is achieved in a machine of the type mentioned in that the guide mandrel in the direction of movement of the broach from a first position in which it is below the level of the workpiece support, in a second position in which it is with its guide part is located at least partially above the plane of the workpiece support, and that the workpiece to be machined is moved by means of a feeder of the feed device into a first, eccentric position with respect to the guide mandrel, in which the broach can be moved through the bore of the workpiece without contact , is displaceable into a second position in which the axis of the bore coincides with the axis of the guide mandrel.
An exemplary embodiment of an internal broaching machine according to the invention is shown in the accompanying drawings and is described in more detail below. Show it:
1 shows the roughly schematic front view of a known vertical internal broaching machine,
FIG. 2 shows a section through the hatched part according to FIG. 1, but in a first phase with a machine designed according to the invention,
Fig. 3 is a schematic representation of the relative, mutual position of some parts of the machine of Fig. 2,
Fig. 4 like Fig. 2, in a 2nd phase,
Fig. 5 like Fig. 2, in a 3rd phase,
Fig. 6 like Fig. 3, but in the 3rd phase,
7 like FIG. 2, in a 4th phase, and
Fig. 8 like Fig. 2, in a 5th phase.
In Fig. 1 is a schematic front view of a vertical internal broaching machine of a conventional type.
It essentially consists of a frame 2 supported on a foundation 1 and carrying a work table 3 above.
The work table 3 is provided with an opening 4 through which a broach 5 extends. This is mounted at one end in a pulling head 7, the latter being attached to the free end of a piston rod 8 of a piston-cylinder unit 9. A further frame 10, which is used to support a needle lifter 11, is provided above the work table 3. This is intended to take hold of the upper free end 5a of the broach and pull it up after the cleared workpiece 12 has been removed and the pulling head 7 has released the other end of the broach 5. During the processing step in which the broach 5 is pulled down through the bore to be processed in the workpiece 12 by means of the piston-cylinder unit 9 in the direction of arrow P, the needle lifter 11 is released from the end 5a of the needle 5, at least in the lower section of the stroke path.
This known mode of operation therefore requires constant unclamping and clamping of the needle 5, which not only entails a significant loss of time, but also the risk of damage to the expensive broaching tool.
An embodiment of the solution according to the invention is shown in FIGS. 2-8. only the part of the machine that is essential to the invention and located within the dashed frame in FIG. 1 is drawn. The same parts are provided with the same reference numerals as in FIG. 1 in FIGS. 2-8.
From FIG. 2 it can be clearly seen that the work table 3 has an opening 4 which is significantly larger than the greatest width of the broach 5. The purpose of this is to enable a guide pin 13 to be introduced into the opening 4 of the table 3. This guide mandrel 13 has the task of guiding the broach 5 and has an outside diameter. which corresponds to that of the hole to be machined in workpiece 12. The latter is secured against upward displacement by a hold-down device 14 which has an opening 15 which corresponds to the opening 4 in the table 3 and which allows the broach 5 to be guided through without contact.
The feeder 16 of a feed device, not shown in detail, is intended for feeding and removing the workpiece.
In FIG. 2, the first phase of machining the workpiece 12 by means of the broach 5 is shown. The latter is in its lowest end position, and the guide pin 13, which can be displaced in the direction of movement of the broach, is also in its lower position. The arrangement is such that both the upper end of the needle 5 and of the guide pin 13 lie below the support plane of the table 3. This enables a free, lateral displacement of the workpiece 13 under the action of the feeder 16. As is clear from FIG. 3, the position of the workpiece 12 in this first phase is such that the hole to be machined in the workpiece is eccentric with respect to the guide mandrel, whereby a free movement of the broach 5 is guaranteed without it touching the wall of the bore.
In order to achieve this, the feeder 16 can be moved into a position such that these conditions are met.
The second phase in the machining of the workpiece can be seen from FIG. Here, the broach 5 has been moved into its upper end position, while the guide pin is still in its lower end position.
Now, in order to reach the 3rd phase according to FIG. 5, the feeder 16 is brought from its intermediate position defined above into its end position, whereby it causes the workpiece 12 with its bore to lie exactly centrally above the guide mandrel 13 (FIG. 6 ). This now enables the transition to the 4th phase, in which the guide mandrel 13 is moved upwards until its guide part engages in the bore of the workpiece 12. The hold-down device 14 prevents the workpiece 12 from being lifted.
The actual machining step now takes place in that the broach 5 is pulled through the bore of the workpiece 12 by the action of the pulling head 7. The guide mandrel 13 effectively prevents a lateral displacement of the workpiece 12 and ensures precise machining by precisely guiding the needle 5. After the workpiece 12 has been processed, the device is in the 5th phase, which is shown in FIG.
After the guide mandrel 13 has been pulled down again, the feed device can remove the machined workpiece and bring a new workpiece to be machined, which is then brought into the intermediate position according to FIG. This ends the cycle and returns to the first phase.
In this way it can be achieved that the broach no longer has to be continuously unclamped and clamped. The needle lifter is superfluous, which not only allows a more economical construction of the machine, but also significantly reduces its overall height. In addition, the work cycle with such a machine is much faster, which contributes to efficient processing.