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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Führungs- und Schubvorrichtung
für ein
Stangenhalbzeug in einer drehbearbeitenden Maschine mit einer hohlen
Hauptspindel, die an einem Ende ein Spannzeug aufweist sowie ein
Verfahren zum Führen
und Vorschieben eines Stangenhalbzeugs in einer hohlen Hauptspindel
zu einem Spannzeug einer drehbearbeitenden Maschine.
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Bei
bekannten Vorrichtungen der oben genannten Gattung verwendet man
allgemein zur Führung
langer Werkstoffstangen bzw. Stangenhalbzeuge hinter der Drehmaschine
axial zur Drehspindel angeordnete, feststehende Führungsrohre
oder mit der Drehspindel umlaufende Führungsrohre bzw. Hilfsspindeln.
Die Zuführung
neuer Werkstoffstangen erfolgt dabei vorzugsweise auf einem seitlich
hinter dem Zuführrohr
angeordneten Magazin auf einer mit der Drehspindel fluchtenden doppelkegelförmigen Rollenbahn.
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Die
meisten bekannten Drehautomaten verarbeiten stangenförmigen Werkstoff
mit kreisrundem, vier- oder sechseckigem Querschnitt und einer Stangenlänge von
mehreren Metern. Das Verarbeiten von Stangenmaterial bringt hinsichtlich
der Bearbeitungszeiten große
Vorteile. So wird beispielsweise ein vollautomatischer Fertigungsablauf
mit schrittweisem Materialvorschub sowie eine komplette Bearbeitung des
Werkstoffs über
die gesamte Lange ohne eine weitere Einspannung realisiert.
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Drehbearbeitende
Maschinen, wie beispielsweise CNC-gesteuerte Drehautomaten, auf
denen Werkstücke
aus Werkstoffstangen hergestellt werden, besitzen eine nach Art
einer Hohlwelle gestaltete Hauptspindel, durch deren Längskanal
eine Werkstoffstange bei stillstehender Werkstückspindel in Richtung auf einen
Arbeitsraum des Drehautomaten schrittweise um eine im Wesentlichen
von der Länge des
herzustellenden Werkstücks
bestimmte Länge vorgeschoben
oder vorgezogen wird. Die Haupt- bzw. Werkstückspindel besitzt an ihrer
dem Arbeitsraum zugewandten Seite eine Spannvorrichtung zum Einspannen
der Werkstoffstange während
der Bearbeitung.
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Aus
der
DE 75 20 080 U ist
eine Vorrichtung zum Vorschub von stangenförmigen Werkstücken für automatische
Drehbänke
bekannt, wobei das hintere Ende eines zu bearbeitenden Werkstücks in einer Spindel
bis in die Nähe
eines vorderen Spannmechanismus, den die Spindel zum Drehantrieb
des Werkstücks
besitzt, geschoben wird.
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Aus
der
DE 76 35 459 U ist
eine Spann- und Führungseinrichtung
für langgestreckte,
axial bewegte Werkstücke
bekannt, die ein Werkstück
zentrisch zum umlaufenden Messerkopf einer Schälmaschine führt.
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Das
Verschieben der Werkstoffstange in der Werkstückspindel wird auf unterschiedliche
Weise realisiert. So kann die Werkstoffstange mittels einer in der
Werkstückspindel
integrierten Vorschubzange oder durch eine gegen das hintere Ende
der Werkstoffstange angelegte Nachschubzange vorgeschoben werden,
bis das vordere Werkstoffstangenende im Arbeitsraum des Drehautomaten
gegen einen Stangenanschlag anliegt. Es ist weiterhin bekannt, die
Werkstoffstange in den Arbeitsraum des Drehautomaten vorzuziehen.
Die Stangenzuführung
wird überwiegend
mittels mechanischer, pneumatischer oder hydrauli scher Kraftbetätigung realisiert.
Dabei ergeben sich insbesondere dann Probleme, wenn beispielsweise
warmgezogene Stangenhalbzeuge mit verzunderter Oberfläche und
Formfehlern in einem großen
Durchmesserspektrum in einer sehr langen Hauptspindel einer drehbearbeitenden
Maschine geführt
und vorgeschoben werden soll en, da hier der Einsatz von hydrostatischen
bzw. hydrodynamischen Führungen
nicht möglich
ist.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führungs-
und Schubvorrichtung sowie ein Verfahren zum Führen und Vorschieben für ein Stangenhalbzeug,
insbesondere eines warmgezogenen Stangenhalbzeugs, zur Verfügung zu
stellen, mit welchen Stangenhalbzeuge mit sehr unterschiedlichen
Durchmessern in langen Hauptspindeln zentrisch gehalten und bis
zum Spannzeug einer drehbearbeitenden Maschinen sicher geführt werden können.
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Die
Aufgabe wird durch eine Führungs-
und Schubvorrichtung der oben genannten Gattung gelöst, bei
welcher die Führungs-
und Schubvorrichtung eine Vorschubeinheit und eine aus einer Parklage
in eine Arbeitslage auf Drehmitte verstellbare Nachschiebeinrichtung
aufweist, wobei in der Hauptspindel eine in der Hauptspindel verschiebbare
vordere Führungsbuchse
für das
Stangenhalbzeug vorgesehen ist, und die Nachschiebeinrichtung eine
hintere Führungsbuchse
für ein
hinteres Ende des Stangenhalbzeugs aufweist.
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Die
erfindungsgemäße Führungs-
und Schubvorrichtung ist ganz besonders für die Bearbeitung langer Stangenhalbzeuge
geeignet. Ein langes Stangenhalbzeug kann zunächst durch die Vorschubeinheit
in Richtung des Spannzeuges der drehbearbeitenden Maschine geführt und
geschoben werden, wobei zu Beginn der Bearbeitung für den hinteren Bereich
des zu bearbeitenden Stangenhalbzeugs hinter der Hauptspindel ausreichend
Platz ist, da sich die Nachschiebeinrichtung anfangs in einer außerhalb
der Drehmitte befindlichen Parklage befindet.
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Ist
das lange Stangenhalbzeug weit genug zu dem Spannzeug verschoben,
kann die Nachschiebeinrichtung auf Drehmitte positioniert werden und
das Ende des Stangenhalbzeugs geführt weiter in Richtung des
Spannzeugs verschieben. Für
die Bearbeitung eines neuen langen Stangenhalbzeugs kann die Nachschiebeinrichtung
ohne Weiteres wieder in die Parklage gebracht werden.
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Mit
Hilfe der innerhalb der Hauptspindel verschiebbaren vorderen Führungsbuchse
kann das zu bearbeitende Stangenhalbzeug an seinem vorderen Ende
erfasst und geführt
durch die Hauptspindel bis zum Spannzeug bewegt werden, woraufhin
die vordere Führungsbuchse
die Funktion der Stangenführung
nahe des Spannzeugs übernehmen
kann. Durch die hintere Führungsbuchse
kann das hintere Ende des Stangenhalbzeugs erfasst und der Rest des
Stangenhalbzeugs durch die gesamte Hauptspindel geführt und
bis zum Spannzeug vorgeschoben werden.
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Somit
lassen sich mit der erfindungsgemäßen Führungs- und Schubvorrichtung
Stangenhalbzeuge in langen Hauptspindeln über den gesamten Schubweg hinweg
zentrisch halten und bis zum Spannzeug der drehbearbeitenden Maschine
sicher führen.
Die Abfallquote pro Stange entspricht dabei lediglich der Länge des
Spannzeugs und ist somit sehr gering. Darüber hinaus ist keine Vorbearbeitung der
Stange notwenig und sogar warmgezogene Stangenhalbzeuge mit einer
geringen Oberflächengüte und größeren Formtoleranz
können
beim Einsatz der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung ohne Weiteres an Drehmaschinen bearbeitet werden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist
die vordere und/oder die hintere Führungsbuchse eine im wesentlichen
kegelförmige
Haltefläche
für das
vordere Ende bzw. das hintere Ende des Stangenhalbzeugs auf. Durch
die kegelförmige
Ausbildung der Haltefläche
kann sowohl bei der vorderen als auch bei der hinteren Führungsbuchse
eine Zentrierung des zu bearbeitenden Stangenhalbzeugs bei jedem
Stangendurchmesser in einem gegebenen Durchmesserspektrum gewährleistet
werden. Somit können
bei Einsatz der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung Halbzeugstangen mit sehr unterschiedlichen
Durchmessern unter den besonderen Eigenschaften warmgezogener Stangenhalbzeuge
mit verzunderter Oberfläche
und Formfehlern in langen Hauptspindeln zentrisch gehalten werden
und damit sicher zum Spannzeug geführt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist die vordere Führungsbuchse ausklappbar und
durch eine Feder schließbar.
Ist die vordere Führungsbuchse
durch die Feder geschlossen, stellt sie eine sichere Führung für ein vorderes
Ende des zu bearbeitenden Stangenhalbzeugs zur Verfügung. Da
die vordere Führungsbuchse
aufklappbar ist, können
Stangen mit verschiedenen Durchmessern ohne weitere Vorrichtungen
zentrisch durch die vordere Führungsbuchse
hindurch gelassen werden, wodurch die vordere Führungsbuchse die zentrische
Stangenführung
bei einem weiteren Vorschub des Stangenhalbzeugs übernehmen
kann. Da die vordere Führungsbuchse
nach einem Hindurchschieben des Stangenhalbzeugs wieder durch die
Feder schließbar
ist, kann sie bei einer Rückwärtsbewegung
der Führungs-
und Schubvorrichtung in der Hauptspindel mitgenommen und in eine
Ausgangsposition zurückbewegt
werden.
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Entsprechend
einem zweckmäßigen Beispiel
der vorliegenden Erfindung weist die vordere Führungsbuchse an ihrem Umfang
durch die Feder axial vorgespannte und schubkraftabhängig in
ihrer Ausrichtung veränderbare
Haltenocken auf. Die Haltenocken können in einer ersten Ausrichtung
eine geeignete kegelförmige
Anschlagfläche
für das
vordere Ende des zu bearbeitenden Stangenhalbzeugs zur Verfügung stellen,
um einen vorderen Bereich des Stangenhalbzeugs geführt mittels
der vorderen Führungsbuchse
zu dem Spannzeug zu bewegen. Wird die Schubkraft auf die Haltenocken
und damit auf die Feder verstärkt,
kann die Federkraft überwunden werden,
wodurch die Haltenocken in eine andere Ausrichtung gebracht werden
können,
in welcher das Stangenhalbzeug durch die vordere Führungsbuchse
hindurch geschoben werden kann. Die geöffneten Haltenocken können dann
die Funktion der Stangenführung
nahe des Spannzeugs übernehmen.
Da die sich öffnenden
Haltenocken lediglich die Feder betätigen müssen, ist zudem eine gute Zentrierung
des zu bearbeitenden Stangenhalbzeugs durch die vordere Führungsbuchse
gewährleistet.
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In
einer besonders günstigen
Variante der Erfindung weist die hintere Führungsbuchse an ihrem Umfang
durch eine Feder radial vorgespannte und schubkraftabhängig in
ihrer Lage veränderbare Schließelemente
auf. Als Schließelemente
können beispielsweise
vier über
den Umfang der hinteren Führungsbuchse
verteilte Schließsteine
verwendet werden. Die Schließsteine
können
in eine Nut an einem Auswerfer der Vorrichtung einschnappen, um mit
dem Auswerfer in der Hauptspindel der drehbearbeitenden Maschine
bewegt zu werden. Werden die Schließelemente kraftabhängig geöffnet, kann
beispielsweise ein Auswerfer durch die hintere Führungsbuchse hindurch geführt werden.
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Vorzugsweise
weist die Nachschiebeinrichtung einen in der Hauptspindel verschiebbaren
und mit der hinteren Führungsbuchse
federbetätigt
verbindbaren, stangenförmigen
Auswerfer auf. Durch die federbetätigte Verbindung des Auswerfers
mit der hinteren Führungsbuchse
kann bei ausreichend großer
Schubkraft die Federkraft überwunden
werden, so dass der Auswerfer durch die hintere Führungsbuchse
gleiten kann und einen Stangenrest aus dem Spannzeug auswerfen kann.
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Es
ist besonders günstig,
wenn der Auswerfer an seinem dem Spannzeug zugewandten vorderen
Ende eine Nut aufweist, in welche in Abhängigkeit von der Position des
Auswerfers Halteelemente der vorderen Führungsbuchse oder Schließelemente der
hinteren Führungsbuchse
einschnappen können. Dies
ist insbesondere bei einer Rückwärtsbewegung der
erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung von Vorteil, bei welcher sich der Auswerfer rückwärts bewegt.
Sobald die Nut im Auswerfer an den Halteelementen der vorderen Führungsbuchse vorbeigleitet,
schnappen die Halteelemente in die Nut ein. Damit kann die vordere
Führungsbuchse
gemeinsam mit der hinteren Führungsbuchse
auf dem Rückweg
durch die Hauptspindel mitgenommen werden. Bei einer weiteren Rückwärtsbewegung
können die
Halteelemente der vorderen Führungsbuchse durch
die Überwindung
einer Federkraft aus der Nut des Auswerfers wieder ausschnappen,
wonach nach einer weiteren Bewegung des Auswerfers in Rückwärtsrichtung
die Schließelemente
der hinteren Führungsbuchse
in die Nut im Auswerfer einschnappen. Daraufhin können sowohl
der Auswerfer als auch die hintere Führungsbuchse in ihre Ausgangsposition zurückgebracht
werden, von welcher aus eine Bearbeitung eines weiteren Stangenhalbzeugs
möglich ist.
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Es
ist besonders zweckmäßig, wenn
der Auswerfer mit einer Kolbenstange eines Hydraulikzylinders durch
eine zweiseitiges und abgedichtetes Axialkugellager verbunden ist.
Hiermit kann die rotatorische Bewegung des zu bearbeitenden Stangenhalbzeugs
von dem Hydaulikzylinder isoliert werden.
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Vorzugsweise
weist die Nachschiebeinrichtung wenigstens zwei, im Wesentlichen
parallel zueinander angeordnete Hydraulikzylinder auf. Somit ist
es möglich,
die Bewegung der beiden Führungsbuchsen
voneinander zu trennen. Gleichzeitig ist hierdurch die Lage der
vorderen Führungsbuchse
in einer Ausgangs- bzw. Endposition des Führungs- und Verschiebevorgangs
bestimmt.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird ferner durch ein Verfahren zum Führen und Vorschieben eines
Stangenhalbzeugs in einer hohlen Hauptspindel zu einem Spannzeug
einer drehbearbeitenden Maschine gelöst, wobei das Stangenhalbzeug
mit einer Vorschubeinheit durch eine vordere Führungsbuchse in die Hauptspindel
bis zu einem Anschlag eingeführt wird,
die vordere Führungsbuchse
durch die Schubkraft des Stangenhalbzeugs aufgeklappt wird, das Stangenhalbzeug
durch die vordere Führungsbuchse
hindurchgeführt
wird, eine Nachschiebeinrichtung von einer Parklage in eine Arbeitslage
auf Drehmitte positioniert wird, und das Stangenhalbzeug an seinem
hinteren Ende mittels einer an der Nachschiebeinrichtung vorgesehenen
hinteren Führungsbuchse
geführt
und in der Hauptspindel vorgeschoben wird, bis die hintere Führungsbuchse
mit der vorderen Führungsbuchse
in Kontakt kommt.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
können
insbesondere lange Stangenhalbzeuge vorteilhaft in einer sehr langen
Hauptspindel einer drehbearbeitenden Maschine geführt und
zum Spannzeug vorgeschoben werden. Mit Hilfe der vorderen Führungsbuchse
kann ein vorderer Bereich des Stangenhalbzeugs sicher bis zum Spannzeug
geführt werden
und durch das Aufklappen der vorderen Führungsbuchse durch die vordere
Führungsbuchse hindurch
weiter vorgeschoben werden. Ist das Stangenhalbzeug soweit in der
Hauptspindel der drehbearbeitenden Maschine vorgeschoben, dass der
Platz hinter der Hauptspindel durch das hintere Ende des Stangenhalbzeugs
nicht mehr benötigt
wird, kann die Nachschiebeinrichtung in die Arbeitslage positioniert werden,
wobei das hintere Ende des Stangenhalbzeugs mittels der hinteren
Führungsbuchse
geführt und
damit zentriert in der Hauptspindel vorgeschoben werden kann.
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Auf
diese Weise ist ein kontinuierlicher Vorschub bei einer gleichzeitig
sicheren Führung
des Stangenhalbzeugs bis hin zum Spannzeug möglich. Entsprechend ergibt
sich eine sehr geringe Abfallquote pro Stange, welche lediglich
der Länge
des Spannzeugs entspricht. Bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist keine Vorbearbeitung der Stangen notwendig und sogar warmgezogene
Stangenhalbzeuge stellen keine Begrenzung beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
dar.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird beim Aufklappen der vorderen Führungsbuchse
die Schubkraft auf mit einer Feder gekoppelte Haltenocken ausgeübt, welche ihre
Ausrichtung schubkraftabhängig ändern. Die Haltenocken
können
dabei in einer ersten Ausrichtung eine Haltefläche für das in die hohle Hauptspindel
einzuführende
Stangenhalbzeug ausbilden, um es innerhalb der Hauptspindel zentriert
zu führen.
In einer weiteren Ausrichtung können
die Haltenocken die vordere Führungsbuchse öffnen, so
dass das Stangenhalbzeug durch die vordere Führungsbuchse hindurchgeführt werden
kann, wobei die Haltenocken weiter die Zentrierung des Stangenhalbzeugs gewährleisten.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden
Erfindung wird beim Kontakt der hinteren Führungsbuchse mit der vorderen
Führungsbuchse
Kraft durch einen Hydraulikzylinder auf einen stangenförmigen und
mit der hinteren Führungsbuchse
durch Federkraft gekoppelten Auswerfer ausgeübt, bis die Federkraft überwunden
wird und der Auswerfer durch die hintere Führungsbuchse hindurch gelassen
wird. Somit kann die hintere Führungsbuchse
das hintere Ende des Stangenhalbzeugs sicher bis zum Spannzeug führen und
daraufhin als Zentrierung für
den Auswerfer dienen, der durch die hintere Führungsbuchse hindurchgeführt wird.
Auf diese Weise kann ein Stangenrest aus dem Spannzeug sicher ausgeworfen
werden.
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Gemäß einer
günstigen
Ausbildung der Erfindung wird nach einem Auswerfen eines Stangenrestes
des Stangenhalbzeugs der Auswerfer rückwärts bewegt und dabei die vordere
Führungsbuchse und
die hintere Führungsbuchse
durch die Hauptspindel hindurch mitge nommen. Hiermit ist es auf einfache
Weise möglich,
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
die vordere Führungsbuchse,
die hintere Führungsbuchse
und den Auswerfer in ihre Ausgangsposition zurückzubringen, von welcher aus eine
erneute Bearbeitung beginnen kann.
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Es
hat sich zudem als vorteilhaft erwiesen, dass bei der Rückwärtsbewegung
Halteelemente der vorderen Führungsbuchse
in eine an einem Ende des Auswerfers vorgesehene Nut einschnappen.
Damit kann die vordere Führungsbuchse
auf einfache Weise mit dem Auswerfer gekoppelt zurück in ihre Ausgangsposition
bewegt werden.
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Günstigerweise
wird der Auswerfer weiter rückwärts bewegt,
bis die hintere Führungsbuchse an
einen Anschlag schlägt
und durch weitere Ausübung
einer Zugkraft auf den Auswerfer die Halteelemente aus der Nut ausschnappen
und Schließelemente
der hinteren Führungsbuchse
in die Nut einschnappen. Somit kann dann, wenn die vordere Führungsbuchse
in ihrer Ausgangsposition angelangt ist, der Auswerfer die hintere
Führungsbuchse
sicher bis in deren Ausgangsposition beim Rückwärtsbewegen eines Auswerfers
mitnehmen.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren
der Zeichnung erläutert,
wobei
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1 schematisch
einen möglichen
Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung zu Beginn eines Einschiebens eines Stangenhalbzeugs
in eine Hauptspindel einer drehbearbeitenden Maschine zeigt;
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2 einen
Ausschnitt aus 1 zeigt, in welchem eine vordere
Führungsbuchse
der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung vergrößert dargestellt
ist;
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3 einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung aus 1 zeigt, in welchem das Stangenhalbzeug
durch die vordere Führungsbuchse
hindurch geschoben ist;
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4 die
erfindungsgemäße Führungs-
und Schubvorrichtung aus 1 zeigt, bei welcher eine Nachschiebeinrichtung
aus einer Parklage in eine Arbeitslage erstellt wurde;
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5 einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung von 4 zeigt, in welchem eine hintere
Führungsbuchse
vergrößert dargestellt
ist;
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6 die
Führungs-
und Schubvorrichtung aus 4 zeigt, bei welcher das Stangenhalbzeug von
der hinteren Führungsbuchse
aus 5 an seinem hinteren Ende erfasst ist und weiter
in der Hauptspindel vorgeschoben wird;
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7 die
erfindungsgemäße Führungs-
und Schubvorrichtung aus 6 zeigt, bei welcher das Stangenhalbzeug
weiter zum Spannzeug nach vom geschoben ist;
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8 einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung von 7 zeigt, bei welchem die hintere
Führungsbuchse
in Kontakt mit der vorderen Führungsbuchse
kommt;
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9 einen
Ausschnitt der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung aus 7 zeigt, bei welchem ein Auswerfer
einen Stangenrest aus dem Spannzeug ausgeworfen hat;
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10 die
erfindungsgemäße Führungs- und
Schubvorrichtung aus 7 bei einer Rückwärtsbewegung
des Auswerfers zeigt; und
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11 einen
Ausschnitt aus 10 zeigt, bei welchem der Auswerfer
mit Halteelementen der vorderen Führungsbuchse gekoppelt ist
und bei der Rückwärtsbewegung
die vordere und die hintere Führungsbuchse
mitnimmt.
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1 zeigt
schematisch einen möglichen Grundaufbau
einer erfindungsgemäßen Führungs- und
Schubvorrichtung in einer drehbearbeitenden Maschine. Als drehbearbeitende
Maschine kommen alle Arten von Drehmaschinen in Betracht. Die in 1 dargestellte
Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung wird speziell bei einer Bohrungsdruckmaschine
angewendet.
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Die
Führungs-
und Schubvorrichtung aus 1 dient dem Führen und
Vorschieben eines Stangenhalbzeugs 1 in einer hohlen Hauptspindel 3 einer
drehbearbeitenden Maschine, wobei das Stangenhalbzeug 1 zu
einem am Ende der Hauptspindel 3 angeordneten Spannzeug 8 vorzuschieben
ist. Das Spannzeug 8 dient dem Einspannen des Stangenhalbzeugs 1 während der
Bearbeitung.
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Das
Stangenhalbzeug 1 kann in dem gezeigten Beispiel ein warmgezogenes
Stangenhalbzeug mit verzunderter Oberfläche und Formfehlern sein. Der
Durchmesser des Stangenhalbzeugs 1 ist in einem relativ
großen
Durchmesserspektrum variabel.
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In 1 kennzeichnet
der Pfeil A die Bewegungsrichtung, in welcher das Stangenhalbzeug 1 in der
Hauptspindel 3 zu dem Spannzeug 8 vorgeschoben
wird.
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Die
Führungs-
und Schubvorrichtung weist eine unmittelbar vor der Hauptspindel 3 in
einem Stangenmagazin angeordnete und auf Drehmitte D eingestellte
Vorschubeinheit 9 auf, mit welcher ein vorderer Bereich
des Stangenhalbzeugs 1 in die Hauptspindel 3 eingeführt und
darin vorgeschoben wird.
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Die
Führungs-
und Schubvorrichtung weist ferner eine in 1 in Parklage
positionierte Nachschiebeinrichtung 10 auf. Die Nachschiebeinrichtung 10 weist
zwei Vorschubhydraulikzylinder 13, 14 in paralleler
Anordnung auf und ist in dem gezeigten Beispiel durch drei Einschiebeinheiten 11 in
einer Arbeitslage auf Drehmitte D positionierbar.
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Die
erfindungsgemäße Führungs-
und Schubvorrichtung ist insbesondere zum Führen und Vorschieben sehr langer
Stangenhalbzeuge 1 geeignet, welche sich, wie in 1 dargestellt,
zu Beginn der Bearbeitung relativ weit in den Bereich hinter der Hauptspindel 3 erstrecken.
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Zu
Beginn des Einführens
des Stangenhalbzeugs 1 in die Hauptspindel 3 ist
an oder nahe einer Einlassöffnung
der Hauptspindel 3 eine Führungsbuchse 2 für das Stangenhalbzeug 1 vorgesehen.
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2 zeigt
in einem Ausschnitt aus 1 eine vergrößerte Darstellung der Führungsbuchse 2, gegen
welche ein vorderes Ende 21 des Stangenhalbzeugs 1 entsprechend
der durch den Pfeil A gezeigten Bewegungsrichtung drückt. Die
vordere Führungsbuchse 2 weist
an ihrem dem Stangenhalbzeug 1 zugewandten Ende um ihren
Umfang verteilte Haltenocken 5 auf. In dem gezeigten Beispiel
sind zwölf Haltenocken 5 vorgesehen.
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Die
Haltenocken 5 grenzen an einen in den Innenquerschnitt
der Hauptspindel eingepassten Haltering 6 an. Zwischen
dem Haltering 6 und einem Endrand 19 der Führungsbuchse 2 ist
eine Feder 7 vorgesehen. Wirkt keine Schubkraft in der
Richtung des Pfeils A auf die Haltenocken 5, sind diese
so ausgerichtet, dass sie zwischen sich eine in das Innere der Führungsbuchse 2 erstreckende
kegelförmige Haltfläche für das Stangenhalbzeug 1 ausbilden. Wird
eine Schubkraft in der Richtung A auf den Haltenocken 5 ausgeübt, wird
die Kraft durch die Haltenocken 5 in den Haltering 6 und
dann in die Feder 7 weitergeleitet. Sobald die Schubkraft
größer als
die Kraft der Feder 7 wird, drehen sich die Haltenocken 5 in
der durch den Pfeil B gekennzeichneten Richtung und öffnen dabei
die Führungsbuchse 2,
so dass sich das Stangenhalbzeug 1 durch die Führungsbuchse 2 hindurch
bewegen kann.
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3 zeigt
einen Ausschnitt aus der Führungs-
und Schubvorrichtung von 1 bei geöffneter vorderer Führungsbuchse 2,
wobei das Stangenhalbzeug 1 durch die aufgeklappte vordere
Führungsbuchse 2 und
das Spannzeug 8 hindurchgeschoben ist. Die vordere Führungsbuchse 2 liegt
in der in 3 gezeigten Stellung an einem
Anschlag 4 an.
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4 zeigt
schematisch die Führungs-
und Schubvorrichtung aus 1, wobei das Stangenhalbzeug 1 soweit
bei der Bearbeitung nach vom geschoben wurde, dass sein hinteres
Ende 20 nicht mehr in den Raum hinter der Hauptspindel 3 ragt. Stattdessen
zeigt 4 einen Bearbeitungsstatus, in welchem die Nachschiebeinrichtung 10 durch
die Einschiebeinheiten 11 entsprechend der durch die Pfeile
C gekennzeichneten Bewegungsrichtungen in die Arbeitslage auf Drehmitte
D positioniert wurde. In der Arbeitslage befindet sich der untere
Hydraulikzylinder 14 auf einer Höhe mit dem in die Hauptspindel 3 eingeführten Stangenhalbzeug 1.
An einem vorderen Ende der Nachschiebeinrichtung 10 ist
eine hintere Führungsbuchse 12 für das Stangenende 20 des Stangenhalbzeugs 1 vorgesehen.
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5 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
der hinteren Führungsbuchse 12.
Die hintere Führungsbuchse 12 weist
in dem gezeigten Beispiel vier um ihren Umfang angeordnete Schließsteine 15 auf,
welche radial durch Federn 16 in eine Nut 171 eines Auswerfers 17 gedrückt werden.
Weiterhin weist die hintere Führungsbuchse 12 eine
dem hinteren Ende 20 des Stangenhalbzeugs 1 zugewandte
Kegelfläche 121 auf.
In der in 5 gezeigten Position ist die
hintere Führungsbuchse 12 mit
dem Auswerfer 17 durch die in die Nut 171 des
Auswerfers 17 eingreifenden Schließsteine 15 derart
gekoppelt, dass ein vorderes Ende 22 des Auswerfers 17 die
Kegelfläche 121 im Inneren
der hinteren Führungsbuchse 12 begrenzt.
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6 zeigt
die Führungs-
und Schubvorrichtung aus 4, bei welcher die hintere Führungsbuchse 12 an
dem Ende 20 des Stangenhalbzeugs 1 angreift und
dieses in der Hauptspindel 3 zu dem Spannzeug 8 vorschiebt.
Der Vorschub der hinteren Führungsbuchse 12 wird
zuerst von dem oberen Hydraulikzylinder 13 erzeugt. Wenn
dieser völlig
ausgefahren ist, kommt der untere Hydraulikzylinder 14 zum
Einsatz.
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7 zeigt
die Führungs-
und Schubvorrichtung von 6, bei welcher die Nachschiebeinrichtung 10 das
Stangenhalbzeug 1 soweit in der Hauptspindel 3 vorgeschoben
hat, dass sich das Stangenende in dem Spannzeug 8 befindet.
In der in 7 gezeigten Be arbeitungsposition
ist die hintere Führungsbuchse 12 mit
der vorderen Führungsbuchse 2 in
Kontakt. Dies ist vergrößert in 8 dargestellt. Wie
aus 8 hervorgeht, drückt in dieser Position die
Schubkraft des Hydraulikzylinders weiter auf die hintere Führungsbuchse 12.
Bei größer werdendem Druck
wird die Kraft der Feder 16 überwunden, die Schließsteine 15 schnappen
aus der Nut 171 in dem Auswerfer 17 aus und der
Auswerfer 17 bewegt sich, wie in 9 gezeigt,
durch die hintere Führungsbuchse 12 und
die vordere Führungsbuchse 2 hindurch,
um den Stangenrest aus dem Spannzeug 8 in den Arbeitraum
der Maschine auszuwerfen.
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10 stellt
die Führungs-
und Schubvorrichtung von 7 bei einer Rückwärtsbewegung des
Auswerfers 17 durch die Hauptspindel 3 dar.
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11 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
aus 10, bei welcher die Haltenocken 5 der
vorderen Führungsbuchse 2 in
der Nut 171 des Auswerfers 17 eingeschnappt sind.
In der in den 10 und 11 gezeigten
Phase bewegt der Auswerfer 17 bei seiner Rückwärtsbewegung
somit die vordere Führungsbuchse 2 und
die daran angrenzende hintere Führungsbuchse 12 mit
nach hinten, bis die hintere Führungsbuchse 12 an
ein Anschlagrohr 18 anschlägt. Dort rasten die Haltenocken 5 wieder
aus der Nut 171 des Auswerfers 17 aus und die
Schließsteine 15 der hinteren
Führungsbuchse 12 rasten
in die Nut 171 ein, wodurch der Auswerfer 17 sich
ab dieser Position mit der hinteren Führungsbuchse 12 in
seine Ausgangsposition zurückbewegt.
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Im
Folgenden wird anhand der 1 bis 11 die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung erläutert.
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Die
Funktion der erfindungsgemäßen Führungs-
und Schubvorrichtung lässt
sich im Wesentlichen in drei Phasen einteilen.
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Wie
in 1 gezeigt, wird das Stangenhalbzeug 1 in
einer ersten Phase zu Beginn durch die vordere Führungsbuchse 2 in
die Hauptspindel 3 einer drehbearbeitenden Maschine eingeschoben
und dann in der Hauptspindel 3 bis zu einem Anschlag 4 weitergeführt. Nach
dem Kontakt der vorderen Führungsbuchse 2 mit
dem Anschlag 4 wird das Stangenhalbzeug 1 unvermindert
weitergeschoben.
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Wie
in 2 dargestellt, wird dadurch eine Kraft an den
Haltenocken 5 in der vorderen Führungsbuchse 2 erzeugt.
Diese Kraft wird durch die Haltenocken 5 in den Haltering 6 und
dann in die Feder 7 der vorderen Führungsbuchse 2 weitergeleitet.
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Sobald
diese Kraft größer als
die Kraft der Feder 7 wird, öffnen sich, wie in 3 zu
sehen, die Haltenocken 5 und das Stangenhalbzeug 1 kann durch
die Haltenocken 5 hindurchgleiten, wobei die geöffneten
Haltenocken 5 die Funktion der Stangenführung nahe des Spannzeugs 8 übernehmen.
Da die sich öffnenden
zwölf Haltenocken 5 lediglich
den Haltering 6 und die Feder 7 betätigen müssen, ist
die Zentrierung des Stangenhalbzeugs 1 gewährleistet.
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Während dieser
ersten Phase des Stangenvorschubs wird der Vorschub durch die Vorschubeinheit 9 im
Stangenmagazin ausgeübt.
Auf diese Weise wird das Stangenhalbzeug 1 je nach Bedarf
weitergeschoben, bis das Stangenende 20 nicht mehr im Arbeitsbereich
der Vorschubeinheit 9 im Stangenmagazin liegt.
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Nun
beginnt die zweite Phase. Zu Beginn dieser Phase wird die Nachschiebeinrichtung 10 von der
Parklage, die in 1 dargestellt ist, in die in 4 dargestellte
Arbeitslage auf Drehmitte D positioniert. Dies wird durch drei Einschiebeinheiten 11 realisiert.
Wie im Detail in 5 dargestellt, fängt die hintere
Führungsbuchse 12 das
Stangenende 20 in seiner Kegelfläche 121, womit wiederum
die Zentrierung des Stangenendes 20 gewährleistet wird.
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Wie
in 6 gezeigt, wird der Vorschub der hinteren Führungsbuchse 12 zuerst
von dem oberen Hydraulikzylinder 13 erzeugt. Erst wenn
er völlig
ausgefahren ist, kommt der untere Hydraulikzylinder 14 zum
Einsatz.
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Wie
es in den 7 und 8 erkennbar
ist, wird auf diese Weise das Stangenende 20 in der hinteren
Führungsbuchse 12 durch
die gesamte Hauptspindel 3 geführt und vorgeschoben, bis die
hintere Führungsbuchse 12 mit
der vorderen Führungsbuchse 2 in
Kontakt kommt.
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Beim
Kontakt der beiden Führungsbuchsen 2, 12 wird
durch den unten Hydraulikzylinder 14 weiter Kraft aufgebaut,
bis die Schließsteine 15 die
Kraft der Feder 16 in der hinteren Führungsbuchse 12 überwinden
und den Auswerfer 17, wie in 9 dargestellt,
durchlassen. Der Auswerfer 17 schiebt den Rest der Stange 1 aus
dem Spannzeug 8 hinaus in den Arbeitsraum der Maschine.
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Nach
dem Auswerfen des Stangenrestes beginnt die dritte Phase. Der untere
Hydraulikzylinder 14 vollführt nun eine Rückwärtsbewegung
entsprechend der durch den Pfeil E gekennzeichneten Bewegungrichtung,
wodurch sich ebenfalls der Auswerfer 17 rückwärts bewegt.
Sobald die Nut 171 in dem Auswerfer 17 an den
Haltenocken 5 der vorderen Führungsbuchse 2 vorbeigleitet,
schnappen die Haltenocken 5 in die Nut 171 ein.
Damit wird, wie in den 10 und 11 gezeigt,
die vordere Führungsbuchse 2 gemeinsam
mit der hinteren Führungsbuchse 12 auf
dem Rückweg
durch die Hauptspindel 3 mitgenommen.
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Dies
geschieht so lange, bis die hintere Führungsbuchse 12 an
das Anschlagrohr 18 schlägt. Da der untere Hydraulikzylinder 14 weiterhin
zieht, wird die Kraft der Feder 7 in der vorderen Führungsbuchse 2 überwunden
und der Auswerfer 17 bewegt sich, so dass die Haltenocken 5 aus
der Nut 171 ausschnappen und die Schließsteine 15 der hinteren Führungsbuchse 12 wieder
in die Nut 171 in dem Auswerfer 17 einschnappen.
Hiermit endet die durch den unteren Hydraulikzylinder 14 erzeugte
Bewegung. Nun zieht sich ebenfalls der obere Hydraulikzylinder 13 zurück.
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Anschließend wird
die ganze Nachschiebeinrichtung 10 aus der Arbeitslage
auf Drehmitte D in ihre in 1 gezeigte
Parklage verschoben. Nun steht die vordere Führungsbuchse 2 am
Ende der Maschinenspindel 3 bereit für die Bearbeitung des nächsten Stangenhalbzeugs 1 und
der ganze Zyklus beginnt erneut.