-
Die
Erfindung betrifft ein Stangenmagazin für eine an eine Werkzeugmaschine
beistellbare Ladevorrichtung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
-
Massenteile,
wie beispielsweise Schrauben, werden von Drehautomaten aus Materialstangen
gefertigt, die dem Drehautomaten längs der Achse des im Automaten
vorhandenen Spannelementes von hinten durch die Ladevorrichtung
zugeführt
werden. Das vom Drehautomaten hergestellte Fertigteil wird von der
Stange abgetrennt und die Materialstange wird um das Teilefertigmaß nachgeschoben.
-
Bei
diesem Prozess wird die Materialstange, die bis zu 6 Meter lang
sein kann, durch das Spannelement in Umdrehung versetzt, und zwar
mit Drehzahlen, die bis zu 14.000 U/min betragen können. Durch
die damit verbundenen erheblichen Drehbeschleunigungen wird das
Material der Stangen beträchtlichen
Belastungen ausgesetzt und die Stangen selbst zu Vibrationen angeregt.
-
In
dem Dokument DE-A-32 33 692 wird jede zu bearbeitende Materialstange
zur Geräusch-
und Vibrationsdämmung
in einem ölgefluteten
Führungskanal
dem Drehautomaten zugeführt.
In dem Dokument DE-A-23 50 105 ist ein Stangenmagazin, bestehend
aus mehreren übereinander
angeordneten Ebenen, beschrieben, wobei ein Aufzug jeweils eine Materialstange
aus einer Ebene entnimmt und seitlich in das aufklappbare Führungsrohr
einrollen lässt. Die
im Führungsrohr
befindliche Materialstange wird durch einen Schieber, der über ein
drehbares Zwischenstück
mit dem hinteren Ende der Materialstange sowie über eine aus einem seitlichen
Längsschnitt des
Führungsrohres
vorstehende Fahne mit einem Kettentrieb gekoppelt ist, taktweise
vorgeschoben.
-
Aus
der Schrift US-A-4,421,446 ist ein Stangenmagazin in Form eines
Blockes für
einen Drehautomaten bekannt, in welchem mehrere parallele Führungskanäle für je eine
Materialstange unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet sind.
Der Block, der im Wesentlichen die Länge einer Materialstange hat, muss
zum Beschicken mit Materialstangen seitlich abgeschwenkt werden,
so dass Materialstangen von hinten in den Block eingeführt werden
können.
Nachteilig ist der erhebliche Platzbedarf sowohl seitlich wie auch
nach hinten um mindestens eine Materialstangenlänge.
-
Darüber hinaus
ergeben sich für
dünne, drahtähnliche
Stangen mit Durchmessern von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm weitere Probleme:
Derartige Stangen neigen nicht nur stark zum Vibrieren, sondern
auch zum seitlichen Ausknicken im Zuge ihres Vorschubs. Ist in dem
Führungskanal,
wie erwähnt, ein
seitlicher Längsschlitz
für die
Fahne und den Kettentrieb vorgesehen, besteht die Gefahr des seitlichen
Ausknickens der Stange in den Schlitz. Die erheblichen Drehbeschleunigungen
und die daraus resultierenden Torsionsbelastungen der Stange können insbesondere
dann zum Abdrehen der Stange führen,
wenn sie erhöhter
Reibung in der Wandung des Führungskanals
ausgesetzt ist.
-
Aus
der Schrift DE-U-94 14 129 ist es bekannt, für den Vorschub der Materialstange
einen Linearantrieb vorzusehen, der die Benutzung eines seitlich
geschlossenen Führungskanals
erlaubt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bevorratung von Materialstangen
für eine
Ladevorrichtung für
einen Drehautomaten zu vereinfachen.
-
Dazu
ist erfindungsgemäß eine ein
Unterteil und ein Oberteil aufweisende Flachkassette vorgesehen,
wobei in deren Unterteil und in deren Oberteil mehrere parallele,
nebeneinander angeordnete und aufeinander ausgerichtete Halbkanäle ausgebildet sind
und das Oberteil parallel zu den Halbkanälen mit dem Unterteil einseitig
gelenkig verbunden ist derart, dass bei geschlossener Flachkassette
je ein Halbkanal des Oberteils mit je einem Halbkanal des Unterteils
je einen Führungskanal
für eine
aus dem Führungskanal
axial vorzuschiebende dünne
Materialstange bilden. Die geöffnete
Flachkassette kann an beliebiger Stelle außerhalb der Ladevorrichtung
mit den erforderlichen dünnen
Materialstangen beschickt und nach Schließen von Oberteil und Unterteil
in die Ladevorrichtung eingefügt
werden. Das abgearbeitete, das heißt leere Stangenmagazin kann
dann der Ladevorrichtung entnommen und erneut mit Materialstangen
beladen werden.
-
Die
Länge der
Flachkassette ist im Wesentlichen von der Länge der Materialstangen bestimmt und
ihre Breite richtet sich nach der Anzahl der in ihr zu magazinierenden
Stangen.
-
Wenn
in Weiterbildung der Erfindung die lichten Weiten der Führungskanäle unterschiedlich
sind, können
in dem Stangenmagazin Stangen unterschiedlicher Durchmesser bereit
gehalten werden. Zweckmäßig ist
es, die lichte Weite wenigstens einiger der Führungskanäle in der Nähe ihrer rückwärtigen Enden zu vergrößern. Damit
ist innerhalb der aufgeweiteten, für besonders dünne Materialstangen ausgebildeten
Führungskanälen die
Möglichkeit
geschaffen, dass ein drehbar mit der Materialstange kuppelbares
Vorschubelement größeren Durchmessers
als die Materialstange wenigstens teilweise in den Führungskanal
eindringen kann, jedenfalls soweit, dass ein aus der Flachkassette
vorstehendes vorderes Ende der Materialstange von einem vor der Flachkassette
angeordnetem Vorschubantrieb übernommen
werden kann.
-
Zweckmäßig ist
auf die Innenwände
jedes Führungskanals
ein geräuschminderndes
Schmiermittel, beispielsweise Öl,
aufgebracht.
-
Es
empfiehlt sich, den Querschnitt der Halbkanäle halbkreisförmig zu
gestalten, so dass jeder Führungskanal
die in ihn mit wenig Spiel passende Materialstange sicher führen kann.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn zwischen je zwei benachbarten Halbkanälen des
Unter- oder Oberteiles erhabene Stege ausgebildet sind, welche beim
Schließen
der Kassette in Vertiefungen im Ober- oder Unterteil eintauchen. Dadurch
wird ein seitliches Ausweichen oder gar Abknicken der Materialstangen
aus einem Führungskanal
wirksam verhindert.
-
Das
Oberteil kann einen festen Deckel aufweisen, welcher innen einen
oberen Kunststoffeinsatz besitzt, in dem die Halbkanäle und Stege
bzw. Vertiefungen eingeprägt
sind. Entsprechend kann das Unterteil einen Boden besitzen, in welchem
ein passend geprägter
unterer Kunststoffeinsatz gehalten ist.
-
Gegenstand
der Erfindung ist auch eine Ladevorrichtung für vornehmlich dünne Materialstangen,
die in einem erfindungsgemäßen vorstehend
erläuterten
Stangenmagazin enthalten sind, welche einen Querantrieb aufweist,
der mit dem Stangenmagazin koppelbar ist und jeweils einen vorgegebenen Führungskanal
des Stangenmagazins in Ausrichtung mit einer durch die Werkzeugmaschine
vorgegebenen Achse quer zu dieser bewegt. Der Quertrieb kann also
das Stangenmagazin quer zur Achse schrittweise weiterschieben, um
einen mit einer zur Bearbeitung anstehenden Materialstange gefüllten Führungskanal
anstelle eines leeren in Ausrichtung auf die Achse zu bringen. Ist
der Querantrieb programmgesteuert, muss der nächste mit einer Materialstange
beladene Führungskanal
nicht der zu einem leeren Führungskanal
benachbarte sein.
-
Vorteilhafterweise
weist der Quertrieb zwei in Richtung der Achse beabstandete Kettentriebe
auf. Das Beschicken der Ladevorrichtung mit einem oder mehreren
Stangenmagazinen wird erleichtert, wenn in Weiterbildung der Erfindung
der Querantrieb quer zur Achse eine seitliche Ausdehnung besitzt,
die das Ankoppeln mehrerer Stangenmagazine nebeneinander an den
Querantrieb erlaubt. Dann kann auf einer Seite neben einem in Bearbeitung
befindlichen Stangenmagazin ein volles Stangenmagazin auf den Querantrieb
abgesetzt werden, während
auf der anderen Seite ein leeres Stangenmagazin zur Abholung bereit
gehalten ist. Das Beladen eines leeren Stangenmagazins kann außerhalb
der Vorrichtung geschehen.
-
Wie
bereits erwähnt,
empfiehlt es sich, die Ladevorrichtung derart auszubilden, dass
an ihrem vorderen, der Werkzeugmaschine zugekehrten Ende eine Stangenantriebsvorrichtung
vorgesehen ist, welche das vordere jeweils einer aus dem Stangenmagazin
vorgeschobenen Stange kraftschlüssig
ergreift und mit einem Antrieb ausgerüstet ist.
-
Im Übrigen sind
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der beigefügten Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels
im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
-
1:
Eine Seitenansicht einer Ladevorrichtung, die an einen Drehautomaten
beigestellt ist;
-
2:
Eine Draufsicht auf der Anordnung nach 1;
-
3:
Eine schematische rückwärtige Ansicht
der Anordnung nach 1;
-
4:
Eine schematische Darstellung eines Vorschubantriebs für eine aus
der nicht dargestellten Flachkassette austretende Materialstange;
-
5:
Eine perspektivische Ansicht einer Flachkassette;
-
6:
Eine vergrößerte Darstellung
des Ausschnittes C aus 5;
-
7:
Eine perspektivische Darstellung der Flachkassette aus 5 in
geöffnetem
Zustand;
-
8:
Eine vergrößerte Darstellung
eines Ausschnittes A aus 7; und
-
9:
Einen schematischen Vertikalschnitt durch einen gelenknahen Teil
der Flachkassette.
-
Ein
Drehautomat 1 besitzt ein Spannelement 2 in Form
einer Spannzange zum drehfesten Ergreifen einer in 1 nicht
dargestellten von hinten längs der
Mittellinie 5 des Spannelements 2 eingeführten Materialstange
vorgegebener Abmessung. Die Erfindung ist vornehmlich geeignet zur
Verarbeitung von bis zu 6 Meter langen Materialstangen mit einem Durchmesserbereich
von etwa 0,5 mm bis etwa 3 mm.
-
Hinter
dem Spannelement 2 ist außerhalb des Drehautomaten eine
Ladevorrichtung 10 an den Drehautomaten 1 beigestellt,
die einen auf zwei beabstandeten Ständern 11, 12 befestigten
Tisch 14 besitzt. An der dem Drehautomaten 1 zugewandten Stirnseite
des Tisches 14 ist ein Stangen-Vorschubantrieb 15 angeordnet
und an der rückwärtigen Schmalseite
des Tisches 14 befindet sich eine Stangenantriebseinheit 18.
Der Tisch 14 hat eine Länge, die
mindestens gleich der Länge
der längsten
zu verarbeitenden Materialstangen ist, also etwas mehr als 6 Meter
beträgt.
Jeder Ständer 11, 12 enthält eine Kolbenzylindereinheit,
auf deren Kolben 16, 17 der Tisch ruht, so dass
der Tisch 14 relativ zum Drehautomaten auf die gewünschte Höhe eingestellt
werden kann.
-
In
den Tisch ist ein Querantrieb 20 integriert, der im dargestellten
Ausführungsbeispiel
zwei in Längsrichtung
der Mittellinie 5 beabstandete, quer zur Mittellinie 5 sich
erstreckende und parallele Kettentriebe 22, 24 umfasst.
Die Kette 21 beispielsweise des Kettentriebs 22 läuft um zwei
quer zur Mittellinie 5 beabstandete Rollen 23, 25,
von denen eine angetrieben ist. Auf den oberen Trumms der beiden
Kettentriebe 22, 24 finden nebeneinander drei
Flachkassetten 28, 29, 30 Platz, von
denen jede mit den beiden oberen Trumms nach dem Aufsetzen auf diese fest,
das heißt
unbeweglich durch nicht dargestellte Arretiermittel gekoppelt ist.
Durch Steuerung des Antriebs beispielsweise für die Rolle 23, die
zwischen die Kettenglieder eingreift, kann somit beispielsweise die
Flachkassette 30 bezüglich
der Mittellinie in eine gewünschte
Position quer verschoben werden.
-
Die
in den 5-9 dargestellte Flachkassette 30 hat
im Wesentlichen rechteckige Gestalt und eine der Materialstangen
gleiche Länge
und besitzt ein Oberteil 32 sowie ein Unterteil 34.
Oberteil 32 und Unterteil 34 sind an einer Längsseite über ein sich über die
gesamte Länge
der Flachkassette 30 erstreckendes Scharnier 33 gelenkig
miteinander verbunden, so dass die Flachkassette geöffnet (7)
oder geschlossen (5) werden kann. Das Oberteil 32 umfasst
einen flachen Deckel 36 von im Wesentlichen rechteckigem,
wannenförmigem
Querschnitt zur Aufnahme eines oberen Einsatzes 37. Das
Unterteil 34 ist gleich dimensioniert wie das Oberteil 32 und
besitzt demzufolge einen Boden 38 von rechteckigem, wannenartigem
Querschnitt zur Aufnahme eines unteren Einsatzes 39 (9).
Zum festen Verschließen
der Flachkassette 30 ist am Deckel 36 an der dem
Scharnier 33 gegenüberliegenden
Längskante
eine obere Leiste 42 mit mehreren in Längsrichtung beabstandeten Einschnitten
(einer davon ist in 4 mit 43 bezeichnet)
ausgebildet, wohingegen an der dem Scharnier 33 gegenüberliegenden
Längskante
des Bodens eine untere Leiste 44 vorgesehen ist. In Schlitzen
(einer davon ist mit 41 bezeichnet) der unteren Leiste 44,
die mit den Schlitzen 43 in der oberen Leiste 42 bei
geschlossener Flachkassette 30 fluchten, sind jeweils ein
Schließelement
(eines ist mit 45 bezeichnet) um eine Welle 46 drehbar
gehalten und übergreifen
den Deckel 36 in der geschlossenen Stellung der Flachkassette 30. Durch
Anziehen einer an jedem Schließelement 45 befindlichen
Schraube 48 können
Oberteil 32 und Unterteil 34 in der Geschlossenstellung
der Flachkassette 30 gegeneinander verspannt werden.
-
Der
obere Einsatz 37, der aus hartem Kunststoff bestehen kann,
weist auf seiner unteren, zum Unterteil 34 freiliegenden
Fläche
eine Vielzahl von Einprägungen
auf, zu denen nebeneinander angeordnete halbkreisförmige und
parallele Halbkanälen gehören, von
denen zwei benachbarte mit 52 und 54 bezeichnet
sind. Zwischen je zwei benachbarten Halbkanälen 52, 54 ist
ein im Querschnitt V-förmiger Kanal 56 derart
ausgebildet, dass eine seiner Seitenwände mit dem Ende des benachbarten
Halbkanals einen spitz zulaufenden Grat 53 und die andere
Seitenwand des V-Kanals 56 mit dem auf der anderen Seite
benachbarten Halbkanal ebenfalls einen spitz zulaufenden Grat 55 ausbildet.
-
Entsprechend
weisen die Einprägungen
des unteren Einsatzes 39 mehrere parallele untere Halbkanäle 62, 64 an
der auf den oberen Einsatz 37 zuweisenden Fläche auf,
deren innerer Querschnitt halbkreisförmig ist und die dazu bestimmt
sind, nach dem Schließen
der Flachkassette 30 mit den oberen Halbkanälen 52, 54 einen
geschlossenen Führungskanal
zu bilden, der kreisförmigen
Querschnitt und eine Länge
hat, die der in den Führungskanal
einzufügenden
Materialstange im Wesentlichen gleicht. Zwischen je zwei benachbarten
unteren Halbkanälen 62, 64 ist
ein erhabener Steg 66 ausgebildet, welcher beim Schließen der
Flachkassette in die Ausnehmung bzw. den V-Kanal 56 unter
Formschluss eindringt. Beim Schließen der Flachkassette 30 liegen dann
die Grate 53 und 55 an den oberen Flanken des Steges 66 an,
so dass eine Materialstange aus dem Führungskanal seitlich nicht
ausweichen kann.
-
Die
lichte "Weite" bzw. der Innendurchmesser
der oberen Halbkanäle
wie auch der unteren Halbkanäle
und damit jedes Führungskanals
sind nur wenige Hundertstel-Millimeter größer als der Außendurchmesser
einer in einem der Führungskanäle einzubringenden,
runden Materialstange.
-
Nach 9 haben
alle oberen Halbkanäle 52, 54 und
alle unteren Halbkanäle 62, 64 gleichen Innenradius,
so dass die zugehörige
Flachkassette zum Magazinieren von Stangen gleichen Außendurchmessers
dienen kann. 6 zeigt ein Beispiel, bei welchem
benachbarte obere Halbkanäle
verschiedene Innendurchmesser haben, und die benachbarten unteren
Halbkanäle
entsprechend verschiedene Innendurchmesser besitzen. Diese dienen daher
zur Aufnahme von Materialstangen entsprechend unterschiedlichen
Außendurchmessers.
So können
beispielsweise die Führungskanäle 72, 75 zur
Aufnahme von Materialstangen von beispielsweise 0,5 mm Außendurchmesser
dienen, während
in den Führungskanälen 73, 76 Materialstangen
größeren Außendurchmessers
beherbergt werden können und
schließlich
in den Führungskanälen 74, 77 besonders
dicke Materialstangen eingesetzt werden können. Wenn der gemeinsame Antrieb
der Kettentriebe 22, 24 entsprechend programmiert
wird, kann die Flachkassette zunächst
so vor dem Drehautomaten 1 quer verschoben werden, dass
alle Materialstangen aus den Führungskanälen 72, 75,
danach die Materialstangen aus den Führungskanälen 74, 77 usw.
abgearbeitet werden. Alternativ kann auch der Drehautomat so programmiert
sein, dass erst die Materialstange in der Reihenfolge aus den Führungskanälen 72, 73, 74, 75, 76, 77 verarbeitet
werden, so dass die zugehörige
Flachkassette beim Übergang zum
nächsten
Führungskanal
nur um jeweils einen Schritt verschoben werden muss.
-
Nicht
besonders dargestellt ist der Umstand, dass das rückwärtige Ende
der Führungskanäle radial
aufgeweitet ist, beispielsweise rückwärts der in 8 mit 60, 61 bezeichneten
Querlinien im unteren Einsatz 39 bzw. oberen Einsatz 37.
Dadurch kann ein Vorschubelement festen Außendurchmessers mit dem rückwärtigen Ende
jeder Materialstange gekoppelt werden und durch den zugehörigen Führungskanal
vorschieben, auch wenn der Außendurchmesser der
Materialstange wesentlich kleiner als der Außendurchmesser des Vorschubelementes
ist. Der aus dem vorderen Ende des Führungskanals herausgeschobene
vordere Abschnitt der Materialstange 80 (4)
gelangt in den Walzenspalt zweier gegenüberliegender Walzen 82, 84 der
Vortriebeinheit 15, von denen die obere Walze 82 durch
einen Motor 86 angetrieben ist. Dadurch gelangen die Walzen 82, 84 in
Kraftschluss mit der Materialstange 80 und übernehmen
den weiteren Vorschub derselben in den Drehautomaten 1,
so dass sich das Vortriebelement vom hinteren Ende der Materialstange
lösen kann.