DE102012010088A1 - Vorrichtung zum Greifen, Halten und Freigeben von Stangenmaterial - Google Patents

Vorrichtung zum Greifen, Halten und Freigeben von Stangenmaterial Download PDF

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Greifen, Halten und Freigeben von Stangenmaterial für die automatische Herstellung von Drehteilen mit einem Tragkörper (1), an dem mindestens zwei zwischen zwei Endpositionen zueinander bewegliche Greifelemente (3, 4) angeordnet sind vorgestellt, bei der erfindungsgemäß an den Greifelementen (3, 4) jeweils parallel beabstandet mindestens zwei um jeweils eine Mittelachse drehgelagerte Rollenkörper (6, 7, 8, 9) dergestalt angeordnet sind, dass die Mittelachsen der Rollenkörper (6, 7, 8, 9) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Stangenmaterials ausgerichtet sind

Description

  • Technisches Umfeld
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen, Halten und Freigeben von Stangenmaterial für die automatische Herstellung von Drehteilen mit einem Tragkörper, an dem mindestens zwei zwischen zwei Endpositionen zueinander bewegliche Greifelemente angeordnet sind.
  • Stand der Technik
  • Die eingangs beschriebene Vorrichtung wird üblicherweise auch als Stangengreifer bezeichnet und am Werkzeughalter einer Bearbeitungsmaschine vorzugsweise einer Drehmaschine angeordnet. Drehmaschinen sind oftmals so ausgestaltet, dass das für die Herstellung von Drehteilen notwendige Material als Stangenmaterial in der Z-Achse der Drehmaschine programmgesteuert aus einer Mittelbohrung des Backenfutters herausgezogen wird. Zum Zweck des Greifens und Haltens sind Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der beispielsweise drei konzentrisch zueinander angeordnete Greifbacken oder Haken auf einem Tragkörper angeordnet sind, die in geeigneter Weise aufeinander zu bewegt werden können und auf diese Weise das Ende des Stangenmaterials greifen, halten und aus dem Backenfutter herausziehen können.
  • Nach Abschluss dieses Vorganges werden die Greifbacken auseinandergefahren und das Stangenmaterial freigegeben. Für die Herstellung der einzelnen Drehteile wird das Stangenmaterial anschließend in der Spannbacke der Drehmaschine gehalten.
  • Nachteil der beschriebenen Konstruktion ist es, dass die Greifbacken in ihrer Position zueinander einzeln eingestellt werden müssen, um entsprechende unterschiedliche Durchmesser von zu bearbeitenden Stangenmaterial halten zu können. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass der Spannweg der einzelnen Greifbacken konstruktiv begrenzt sein muss, um Beschädigungen des äußeren Umfanges des Stangenmaterials durch zu hohe Spannkräfte zu vermeiden.
  • Darüber hinaus besteht bei diesen Vorrichtungen die Problematik, dass aus dem Stangenmaterial gearbeitete Werkstücke, welche ganz knapp am Backenfutter abgestochen werden, nur noch einen kleinen Stumpf des Stangenmaterials aus dem Backenfutter herausragen lassen. Übliche Stangengreifer sind oftmals nicht in der Lage, dieses nur wenig aus dem Backenfutter herausragende Stangenmaterial aus dem Backenfutter herauszuziehen.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Entwicklungen deren Nachteile zu beseitigen und eine kompakte Vorrichtung zum Greifen, Halten und Freigeben von Stangenmaterial bereitzustellen, die Beschädigungen des Endbereiches des zu greifenden Stangenmaterials vermeidet und die mit einfachen Mitteln auf unterschiedliche Durchmesser von zu bearbeitendem Stangenmaterial einstellbar ist. Darüber hinaus soll auch wenig aus einem Backenfutter herausstehendes Stangenmaterial zuverlässig ergriffen und sicher gehalten werden können und der konstruktive Aufbau der Vorrichtung einfach und somit kostengünstig sein.
  • Lösung der Aufgabe
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Vorrichtung zum Greifen, Halten und Freigeben von Stangenmaterial mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches offenbarte technische Lehre gelöst.
  • Erfindungswesentlich ist dabei, dass an den Greifelementen jeweils parallel beabstandet mindestens zwei um jeweils eine Mittelachse drehbar gelagerte Rollenkörper dergestalt angeordnet sind, dass die Mittelachsen der Rollenkörper im wesentlichen parallel zur Längsachse des Stangenmaterials ausgerichtet sind.
  • Durch die neuartige Gestaltung der Greifelemente sind diese in der Lage, seitlich an das freie Ende des Stangenmaterials heranzufahren, wobei die Greifelemente beim Kontakt mit dem Stangenmaterial aus ihrer zueinander festgelegten Endposition elastisch gegen eine Federvorrichtung sich auf einer gemeinsamen Laufbahn auseinander bewegen. Die drehbar gelagerten Rollenkörper rollen dabei auf der Außenfläche des Stangenmaterials ab, so dass Beschädigungen vermieden werden.
  • Ist der zur Vorrichtung gehörende Tragkörper mit den Greifelementen mittig zur Längsachse des Stangenmaterials gefahren, wobei die Rollenkörper das Ende des Stangenmaterials umgreifen, kann das Stangenmaterial durch eine in Z-Richtung der Drehmaschine vonstatten gehende Bewegung aus dem Backenfutter herausgezogen werden, bis eine Position für die Fertigung des nächsten Drehteiles erreicht ist.
  • Danach wird der Tragkörper mit den Greifelementen wieder seitlich aus dem Arbeitsbereich der Drehmaschine herausgefahren. Hierzu bewegen sich die Greifelemente etwas auseinander und fahren dann federbelastet nach Freigabe des Endes des Stangenmaterials wieder in ihre zueinander eingestellte Endposition. Die Federwirkung, die die Greifelemente in ihrer zueinander ausgerichteten Endposition hält, kann eingestellt werden, so dass immer eine geeignete Anpresskraft zum Herausziehen des Stangenmaterials gegeben ist, gleichzeitig jedoch bei empfindlichen Oberflächen nicht zu große Anpresskräfte der Rollenkörper vorhanden sind.
  • Besondere Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich zusätzlich aus den auf den Hauptanspruch bezogenen Merkmalen der Unteransprüche.
  • Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn die Greifelemente jeweils in einer gemeinsamen Führungsnut im Tragkörper verschieblich sind. Die gemeinsame Führungsnut ist zum einen kostengünstig in den Tragkörper einbringbar und gewährleistet darüber hinaus eine definierte Beweglichkeit der Greifelemente zueinander. Zur Befestigung der Greifelemente in der Führungsnut kann in dieser zu jedem Greifelement korrespondierend ein Nutstein angeordnet sein.
  • Um je nach Stangenmaterial ausreichende Haltekräfte durch die Anpressung der Rollenkörper an der Umfangsfläche des Stangenmaterials zu gewährleisten, kann es darüber hinaus zweckmäßig sein, wenn die Rollenkörper an ihrer Umfangsfläche eine Strukturierung aufweisen. Diese Strukturierung kann aus einer Mehrzahl von in Richtung der Mittellängsachse der Rollenkörper nebeneinander angeordneten konzentrischen Rillen bestehen. Zur leichteren Austauschbarkeit der Rollenkörper können diese darüber hinaus an den Greifelementen mittels einer Verschraubung festgelegt sein, durch die auch die Drehbarkeit der Rollenkörper gewährleistet ist.
  • Eine andere Art der Strukturierung kann in einer Diamantstaubbeschichtung der Umfangsfläche der Rollenkörper bestehen.
  • Es hat sich darüber hinaus als zweckmäßig erwiesen, am Tragkörper für jedes Greifelement eine Messskala zur Einstellung des Abstandes der Greifelemente zueinander anzuordnen. Diese Messskala weist ausgehend von einem mittigen Nullpunkt in zwei beabstandet zueinander angeordneten Bereichen jeweils Skalenwerte auf, an denen der Benutzer der Vorrichtung die Stellung der Greifelemente ablesen kann. Auf diese Weise lassen sich innerhalb einer extrem kurzen Zeitspanne unterschiedliche Abstände der Greifelemente zueinander exakt einstellen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass diese Einstellung in weniger als einer Minute vorgenommen werden kann.
  • Zweckmäßig kann darüber hinaus sein, Tragkörper, Greifelemente und Rollenkörper aus Aluminium herzustellen. Durch diese Maßnahme ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders leicht, wodurch die Gewichtsbelastung am Revolver der Drehmaschine herabgesetzt wird.
  • Figurenbeschreibung
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 eine Abbildung der zur Vorrichtung gehörigen Messskala und
  • 3A bis 3D eine perspektivische Darstellung der Bewegungsabläufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Greifen, Halten und Freigeben des Stangenmaterials.
  • Die in der Figur dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen Tragkörper 1, an welchem eine Werkzeugaufnahme 14 befindlich ist. Die Werkzeugaufnahme 14 dient dazu, die Vorrichtung an einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Werkzeughalter einer Bearbeitungsmaschine, vorzugsweise einer automatisch arbeitenden Drehmaschine, festzulegen. Am Tragkörper 1 sind zwei Greifelemente 2, 3 verschieblich zueinander festgelegt. Die Greifelemente 2, 3 bestehen jeweils aus einer Halteplatte 4, 5, an welcher erfindungsgemäß jeweils zwei Rollenkörper 6, 7 bzw. 8, 9, festgelegt sind.
  • Die Rollenkörper 6, 7, 8, 9 sind an der Halteplatte 4, 5 drehbar gelagert. Sie sind so ausgerichtet, dass ihre Mittellängsachsen im wesentlichen parallel zur Längsachse des zu bearbeitenden Stangenmaterials, d. h. der Z-Achse der Drehmaschine ausgerichtet sind. Die Greifelemente 2, 3 nehmen zueinander federbelastet eine innere Endposition ein. Diese Endposition ist über eine Verschraubung 15 zueinander einstellbar, so dass sich ein veränderlicher Abstand der jeweils parallel nebeneinander angeordneten Rollenkörper 6, 7 zu den Rollenkörpern 8, 9 ergibt.
  • Im Tragkörper 1 ist eine Führungsnut 10 mit im wesentlichen T-förmigen Querschnitt eingebracht. Jeweils zu einem Greifelement 2, 3 gehörig ist in diese Führungsnut 10 jeweils ein Nutstein 11 eingesetzt. Die Verschraubung 15 greift über ein Abstandselement 16, in welchem ein Langloch 17 eingebracht ist, in den jeweiligen Nutstein 11 ein, wobei die Verschraubung 15 das Langloch 17 durchgreift.
  • Die Greifelemente 2, 3 sind durch eine im Inneren des Tragkörpers 1 angeordnete Federvorrichtung belastet, so dass sie jeweils zueinander in der inneren Endposition befindlich sind.
  • Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der 3A bis 3D erläutert.
  • Der Tragkörper 1 wird zum Greifen eines in den Spannbacken einer Drehmaschine befindlichen freien Endes 18 eines Stangenmaterials seitlich an dieses freie Ende 18 herangefahren, was durch den Pfeil B verdeutlicht ist. Der Abstand der Greifelemente 2, 3 mit den daran befindlichen Rollenkörpern 6, 7, 8, 9 ist dabei geringer bemessen als der Durchmesser des Stangenmaterials (siehe 3A).
  • Sobald die parallel beabstandeten Rollenkörper 7 und 9 mit der äußeren Oberfläche des Stangenmaterials in Berührung kommen, rollen die Rollenkörper 7 und 9 auf dieser Oberfläche ab, was durch die Pfeile D verdeutlicht ist. Gleichzeitig werden die Greifelemente 2, 3 gegen ihre Federbelastung auseinandergedrückt. Dies ist in der 3B durch die Doppelpfeile P gekennzeichnet.
  • Da die zur Vorrichtung gehörenden Rollenkörper in sich ein Prisma bilden, werden die Greifelemente 2, 3 nach dem Überfahren des größten Durchmessers des Stangenmaterials wieder etwas aufeinander zufahren und das freie Ende des Stangenmaterials aufgrund der Anpresskräfte der Federvorrichtung fest zwischen sich aufnehmen.
  • Ist dies geschehen, so kann der Tragkörper 1 entsprechend des Pfeiles Z verfahren werden und das Stangenmaterial aus der Öffnung des Backenfutters bis zur nächsten Arbeitsposition herausgezogen werden, was in 3C verdeutlicht ist.
  • Ist das Stangenmaterial entsprechend positioniert, verfährt der Tragkörper 1 in Richtung des Pfeiles C und gibt dessen Ende frei. Hierzu bewegen sich die Greifelemente 2, 3 wieder geringfügig auseinander und fahren anschließend entsprechend dem Abrollen der Rollenkörper (siehe Pfeile D) auf den Außenumfang des Stangenmaterials wieder in ihre innere Endposition.
  • Durch die Drehfähigkeit der Rollenkörper 6, 7, 8, 9 in Verbindung mit dem Bewegungsablauf von Tragkörper und Greifelementen kann eine Beschädigung des freien Endes von Stangenmaterial – auch wenn dieses welch und empfindlich sein sollte – zuverlässig vermieden werden. Gleichzeitig ist ein sicheres Greifen des freien Endes des Stangenmaterials gewährleistet, auch wenn dieses nur wenig aus dem Backenfutter der Drehmaschine herausragt.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Rollenkörper 6, 7, 8, 9 mit den jeweiligen Halteplatten 4, 5 verschraubt. Durch diese konstruktive Gestaltung wird eine einfache Drehbarkeit der Rollenkörper herbeigeführt. Gleichzeitig ist es möglich, bei Bedarf die Rollenkörper auf einfache Weise auszutauschen.
  • Soll mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Stangenmaterial mit besonders kleinem Durchmesser bewegt werden, so besteht die Möglichkeit, durch Klemmen des freien Endes 18 des Stangenmaterials zwischen die gegenüberliegenden Rollenkörper 7 und 9 auch sehr dünnes Stangenmaterial zu händeln, wobei die Drehbarkeit der Rollenkörper eine schonende Behandlung des freien Endes 18 gewährleistet. Zu diesem Zweck wird die Bewegung des Tragkörpers 1 in Richtung des Pfeiles B gestoppt, bevor dieser mittig zum Stangenmaterial positioniert ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung können die Rollenkörper 6, 7, 8, 9 gegebenenfalls mit einer Strukturierung 12 versehen werden. Diese Strukturierung besteht entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung, wie dies aus der 1 deutlich wird, aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, zur Mittellängsachse der Rollenkörper konzentrischen Rillen. Natürlich ist auch eine andere Art der Strukturierung denkbar, die naturgemäß dem entsprechenden Stangenmaterial angepasst werden kann und beispielsweise aus einer Diamantstaubbeschichtung bestehen kann.
  • Wie aus den Zeichnungen ergänzend deutlich wird, ist beidseitig der Greifelemente 2, 3 am Tragkörper 1 jeweils eine Messskala 13 angeordnet. Wie die 2 zeigt, weist eine Messskala dabei ausgehend von einem mittigen Nullbereich in gleichen Abständen nach oben und unten beabstandete Messstriche auf. Diese Messstriche gewährleisten eine überaus leichte Einstellbarkeit der Greifelemente 2, 3 zueinander. Aus dieser 2 ist ersichtlich, dass bei Einstellung der Greifelemente 2, 3 beispielsweise auf den mit 30 bezeichneten Messstrich zuverlässig ausgehend von der Mittelposition als Nullbereich ein nach oben und unten gleicher Abstand der Greifelemente 2, 3 gewährleistet ist.
  • Somit ist eine stufenlose Einstellung des Abstandes der Greifelemente 2, 3 zueinander durch die konstruktive Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Ergänzung mit der am Tragkörper angeordneten Skala gewährleistet. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen lässt sich somit in weniger als einer Minute eine Einstellung auf einen neuen Durchmesser für anderes zu bearbeitendes Stangenmaterial vornehmen.
  • Zur Vermeidung von höheren Gewichtskräften am Revolver der Drehmaschine, an welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Regel festgelegt wird, sind sämtliche Bauteile bis auf die Werkzeugaufnahme 14 aus Aluminium hergestellt. Die Werkzeugaufnahme 14 besteht aus Stahl und ist austauschbar. Sie kann mit einer zylindrischen Aufnahme D25 mit einer entsprechenden Spannfläche versehen sein und somit auf allen herkömmlichen Drehmaschinen eingesetzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Tragkörper
    2
    Greifelement
    3
    Greifelement
    4
    Halteplatte
    5
    Halteplatte
    6
    Rollenkörper
    7
    Rollenkörper
    8
    Rollenkörper
    9
    Rollenkörper
    10
    Führungsnut
    11
    Nutstein
    12
    Riffelung
    13
    Messskala
    14
    Werkzeugaufnahme
    15
    Verschraubung
    16
    Abstandselement
    17
    Langloch
    18
    freies Ende des Stangenmaterials

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Greifen, Halten und Freigeben von Stangenmaterial für die automatische Herstellung von Drehteilen mit einem Tragkörper (1), an dem mindestens zwei zwischen zwei Endpositionen zueinander bewegliche Greifelemente (2, 3) angeordnet sind dadurch gekennzeichnet, dass an den Greifelementen (2, 3) jeweils parallel beabstandet mindestens zwei um jeweils eine Mittelachse drehgelagerte Rollenkörper (6, 7, 8, 9) dergestalt angeordnet sind, dass die Mittelachsen der Rollenkörper (6, 7, 8, 9) im wesentlichen parallel zur Längsachse des Stangenmaterials ausgerichtet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifelemente (3, 4) jeweils in einer gemeinsamen Führungsnut (10) verschieblich sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass in der Führungsnut (10) zu jedem Greifelement (3, 4) ein korrespondierender Nutstein (11) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenkörper (6, 7, 8, 9) an ihrer Umfangsfläche eine Strukturierung (12) aufweisen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung (12) aus einer Mehrzahl von in Richtung der Mittellängsachse der Rollenkörper (6, 7, 8, 9) nebeneinander angeordneten konzentrische Rillen besteht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung (12) aus einer Diamantstaubbeschichtung besteht.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Tragkörper (1) für jedes Greifelement (3, 4) eine Messskala (13) zur Einstellung des Abstandes der Greifelemente (3, 4) zueinander vorhanden ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifelemente (3, 4) mittels einer Federvorrichtung in ihrer Greif- und Halteposition festgelegt sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Tragkörper (1), Greifelemente (3, 4) und Rollenkörper (6, 7, 8, 9) aus Aluminium hergestellt sind.
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