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Die Erfindung betrifft eine automatische Drehmaschine mit einer NC-oder CNC-Steuerung, mit einer von einer Antriebseinrichtung drehbaren Hohlspindel, an deren vorderen Ende ein automatisches Spannfutter befestigt ist, das eine in der Hohlspindel angeordnete, durch ein Vorschubmittel vorschiebbare Rohmaterialstange einspannen kann, so dass ein aus dem Spannfutter herausragendes Stangenende durch wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug bearbeitbar ist.
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Mit einer derartigen Drehmaschine können aus einer Rohmaterialstange Serien gleicher Werkstücke durch Bearbeitung des jeweils vorderen Stangenendes zum Beispiel durch ein Fräs- oder Bohrwerkzeug hergestellt werden. Nach der Fertigbearbeitung eines Werkstücks wird dieses von der übrigen Stange abgetrennt, woraufhin das Spannfutter die Rohmaterialstange freigibt, so dass diese um eine vorbestimmte Länge zur Herstellung eines neuen Werkstücks vorgeschoben werden kann.
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Um die Rohmaterialstange schrittweise durch die Hohlspindel vorzuschieben, sind Stangenzuführungsvorrichtungen bekannt, die einen langgestreckten Führungskanal hinter der Hohlspindel aufweisen, auf dem die Stangen von einer Aufgabestation zu der Bearbeitungsstation vor dem Spannfutter bewegt werden. Dies erfolgt meist durch ein als Stößel oder Stab ausgebildetes, im Führungskanal angeordnetes Element, das mit einem Antriebsmechanismus verbunden ist, so dass der Stößel die Stange vorschieben kann. Eine derartige Stangenzuführung benötigt viel Platz hinter der aufgestellten Drehmaschine und ist zudem mit hohen Anschaffungskosten verbunden.
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Eine Alternative zu einer derartigen Stangenzuführungsvorrichtung ist ein Stangengreifer, der vor der Drehmaschine angeordnet ist und nach dem Abtrennen eines fertigen Werkstücks die Rohmaterialstange aus dem Spannfutter heraus zieht. Damit ein solcher Stangengreifer hierzu die erforderliche Kraft aufbringen kann, müssen seine Zylinder und Kolben ausreichend dimensioniert sein, und außerdem nimmt ein derartiger Stangengreifer den Platz vor der Drehmaschine ein. Außerdem kann er die Materialstange beim Greifvorgang beschädigen.
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Die
US 5 505 584 A offenbart eine automatische Drehmaschine mit einer von einer Antriebseinrichtung drehbaren Hohlspindel, an deren vorderen Ende ein automatisches Spannfutter befestigt ist, das durch ein Vorschubmittel vorschiebbare Werkstücke einspannen kann, so dass ein aus dem Spannfutter herausragendes Werkstückende durch wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug bearbeitbar ist. Die Drehmaschine ist mit einem Lade- Entlademechanismus versehen. Dieser Mechanismus enthält eine Werkstückaufnahmekammer, durch die Werkstücke in die Drehmaschine zugeführt werden. Der das Werkstück aufnehmenden Kammer kann wahlweise Druckluft oder Vakuum zugeführt werden, um in die Kammer eingesetzte Werkstücke entweder der anschließenden Drehmaschine zuzuführen oder dieser fertig bearbeitete Werkstücke durch Vakuum zu entnehmen. In der Kammer ist außerdem ein Kolben mit einer Kolbenstange angeordnet, wobei der Kolben ein in die Kammer aufgenommenes Werkstück vorschiebt.
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Die
DE 10 2017 100 842 B4 offenbart eine Auswurfvorrichtung zum Auswerfen von fertig bearbeiteten Werkstücken sowie eine Drehmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer solchen Auswurfvorrichtung. Die Vorrichtung hat eine Einspanneinrichtung, die in Drehung versetzt wird, während das Werkstück mit einem nicht dargestellten Werkzeug bearbeitet wird. Danach wird das fertig bearbeitete Werkstück in einen Hohlraum geschoben, in den ein Fluid befördert wird, für das beispielsweise ein Maschinenöl oder auch Luft verwendet wird. Das unter Druck stehende Fluid befördert das in dem Hohlraum befindliche Werkstück durch ein zugehöriges Innenrohr, aus dem das Werkstück ausgeworfen wird.
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Die
DE 10 2006 010 359 A1 befasst sich mit einer Vorrichtung zur Halterung von Stangen und mit Drehmaschinen mit einer solchen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst eine Hülse, die in eine Hohlspindel einfügbar ist, in der eine Stange klemmend festlegbar ist. Zur Festlegung der Stange an der Innenseite der Hülse sind elastische Mittel vorgesehen, die durch Druckbeaufschlagung eines Fluides gegen die Stange festklemmbar sind. Diese elastischen Mittel können zum Beispiel elastische Gummischlauchabschnitte sein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Drehmaschine anzugeben, die eine Platzersparnis gegenüber den herkömmlichen rückwärtigen Stangenzuführungsvorrichtungen und den Stangengreifern bietet und mit geringeren Herstellungskosten verbunden ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung sieht vor, dass am rückwärtigen Ende der Hohlspindel eine Drehdurchführung angebracht ist, die aus einem mit der Hohlspindel drehbaren Teil und einem stationären Teil besteht, zwischen denen z. B. ein Gleitgelenk oder ein Kugelgelenk ausgebildet sein kann. In den nicht-drehbaren Teil der Drehdurchführung mündet eine Kühlschmierstoffleitung ein, in die eine Pumpe eingeschaltet ist, die Kühlschmiermittel durch einen Kanal in den beiden Teilen der Drehdurchführung in das rückwärtige Ende der Hohlspindel pumpt. Innerhalb der Hohlspindel ist eine zu bearbeitende Rohmaterialstange angeordnet, die meist eine kreisrunde Querschnittsform hat, aber auch einen rechteckigen oder z. B. sechseckigen Querschnitt haben kann. Die Erfindung sieht ferner vor, dass die Rohmaterialstange als Reaktion auf den unter Druck stehenden Kühlschmierstoff wie ein Kolben wirkt, indem sie von dem Kühlschmierstoff als Vorschubmittel vorwärts bewegt wird, wenn sie von dem Spannfutter freigegeben ist. Die Stange wird vorgeschoben, weil sie bis auf einen kleinen Zwischenraum den Innenraum ausfüllt, in dem sie verschieblich angeordnet ist. Wenn die Stange eine runde Querschnittsform hat, beträgt der Zwischenraum etwa 0,5 - 1,5 mm, vorzugsweise 1 mm, sodass sie von dem Druck des Kühlschmierstoffs vorgeschoben wird, wenn das Spannfutter von der Maschinensteuerung die Rohmaterialstange frei gibt und die Pumpe der Kühlschmiermittelleitung entsprechend gesteuert ist. Die Stange wird vorzugsweise bis zu einem Anschlag aus dem Spannfutter vorgeschoben, wozu der Werkzeugschlitten der Drehmaschine dienen kann. Der Vorschubweg kann aber auch durch zeitliche Steuerung des Spannfutters begrenzt werden.
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Wenn die Hohlspindel beispielsweise einen Innendurchmesser von 66 mm hat, kann eine Rohmaterialstange mit einem Durchmesser von 65 mm auf diese Weise vorgeschoben werden.
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In der Praxis kommen bei einer Drehmaschine der betrachteten Art Rohmaterialstangen unterschiedlicher Durchmesser und auch verschiedener Querschnittsformen zum Einsatz. Damit alle Stangenformen durch den Kühlschmierstoff als Vorschubmittel zuführbar sind, schlägt die Erfindung außerdem vor, dass in die Hohlspindel ein austauschbares Reduzierrohr eingesetzt sein kann, das lösbar in der Hohlspindel befestigt ist und das eine rückwärtige Öffnung zum Eintritt des Kühlschmiermittels hat. Dieses Reduzierrohr kann beispielsweise am rückwärtigen Ende in die Hohlspindel eingeschraubt sein. Zu jeder Form der bearbeitenden Materialstange wird das passende Reduzierrohr in die Hohlspindel eingesetzt. Bei Materialstangen mit kreisrundem Querschnitt hat das zugehörige Reduzierrohr einen kreisrunden Querschnitt mit einem Innendurchmesser, der 0,5 - 1,5 mm, vorzugsweise 1 mm, größer ist als der Außendurchmesser der Rohmaterialstange. Bei eckiger Querschnittsform sollte der Innendurchmesser des zugehörigen kreisrunden Reduzierrohres ebenfalls 0,5 - 1,5 mm, vorzugsweise 1 mm, größer sein als die Außenkontur der eingesetzten Materialstange.
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Bei dieser Ausbildung strömt beim Vorschub der Stange eine kleine Menge des Kühlschmierstoffs am Umfang der Stange entlang, so dass diese in der Hohlspindel oder gegebenenfalls in dem Reduzierrohr glatt geführt und bewegt wird. Dieser überschüssige Kühlschmierstoff kann direkt in den Arbeitsraum der Bearbeitungsmaschine und von dort in den Kühlschmiermitteltank zurück laufen.
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Der Druck des Kühlschmierstoffs wird über die Pumpe erzeugt, die ihrerseits von der NC- oder CNC-Steuerung dabei gesteuert wird.
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Da die Drehmaschine und die Bearbeitungswerkzeuge ohnehin mit einem Kühlschmierstoff-Kreislauf versehen sind, lässt sich dieser mit verhältnismäßig geringem Aufwand auf die oben beschriebene Weise erweitern, um Kühlschmierstoff als Vorschubmittel für die Rohmaterialstangen einzusetzen. Der zusätzliche Rüstaufwand durch Einsatz des jeweils ausgewählten Reduzierrohres ist gering, und die erfindungsgemäße Drehmaschine erfordert insgesamt eine einfachere Programmierung. Die Platzersparnis vor oder hinter der Drehmaschine ermöglicht die Aufstellung der Maschine auf vergleichsweise kleinem Raum, wobei gegenüber einem herkömmlichen Stangengreifer außerdem der Vorteil besteht, dass die Rohmaterialstange direkt an der Spindel abgestochen werden kann.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehmaschine und aus der rein schematischen Zeichnung.
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Die Zeichnung zeigt auf rein schematische Weise eine Drehmaschine mit den erfindungsgemäßen Merkmalen. An einem Maschinengestell ist eine von einem nicht dargestellten Motor drehbare Hohlspindel 1 angeordnet, die an ihrem vorderen Ende mit einem automatischen Spannfutter 2 versehen ist. Die Hohlspindel 1 hat einen kreisrunden Querschnitt. In die Hohlspindel 1 ist ein Reduzierrohr 3 ebenfalls mit kreisrundem Querschnitt in co-axialer Lage eingesetzt, das mit einem rückwärtigen Bund 4 mit einem Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde in der Wand der Hohlspindel 1 eingeschraubt ist. Durch den Bund 4 führt in dessen Mitte ein Kanal 5, der mit einem äußeren Kanal 6 verbunden ist, der durch eine Drehdurchführung 7 hindurch führt. Die Drehdurchführung 7 besteht aus einem drehbaren Teil 8, der drehfest mit der Hohlspindel zur gemeinsamen Drehung verbunden ist, und einem anliegenden, nicht drehbaren Teil 9, in den eine Kühlschmierstoffleitung 10 einmündet, die mit einer Pumpe 11 und einem Kühlschmierstoffbehälter 12 in Verbindung steht.
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In dem Reduzierrohr ist eine Rohmaterialstange 13 angeordnet, deren Außenabmessungen etwas kleiner sind als die Innenabmessungen des Reduzierrohres 3. Die Rohmaterialstange 13 steht in dem dargestellten Zustand mit einem Stangenende über das automatische Spannfutter 2 vor, in dem sie während der Bearbeitung durch ein Bearbeitungswerkzeug 14 eingespannt ist. Das Bearbeitungswerkzeug 14 wird ebenso wie die Pumpe 11 und das Spannfutter 2 von einer NC- oder CNC-Steuerung 15 gesteuert.
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Auf einem Werkzeugbett 16 ist ein Werkzeugschlitten 17 in Richtung des Pfeils Z verschieblich angeordnet, der als Anschlag für die Rohmaterialstange 13 dienen kann, wenn diese aus dem Spannfutter vorgeschoben wird.
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Wenn das aus dem Spannfutter 2 herausragende Stangenende 18 durch das in die Arbeitsposition verfahrene Bearbeitungswerkzeug 14 fertig bearbeitet ist, wird das fertige Werkstück abgetrennt und fällt in einen Aufnahmebehälter. Danach wird die Pumpe 11 aktiviert, die Kühlschmierstoff aus dem Behälter 12 durch die Leitung 10, die Drehdurchführung 7 die anschließenden Kanälen 6 und 5 in den rückwärtigen Innenraum 19 pumpt. Gleichzeitig hat das Spannfutter 2 das Signal zum Öffnen erhalten, sodass die Rohmaterialstange 13 durch den Druck des Kühlschmierstoffs bis zu dem entsprechend positionierten Werkzeugschlitten vorgeschoben wird. Daraufhin wird die Rohmaterialstange durch das Spannfutter zur erneuten Bearbeitung arretiert.
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Die Pumpe 11 und der Kühlschmierstoffbehälter 12 versorgen außerdem in einem weiteren Kühlschmierstoffkreislauf die Bearbeitungsmaschine 14. Das durch den Zwischenraum zwischen der Rohmaterialstange 13 und der Innenwand des Reduzierrohres 3 ablaufende Öl wird ebenso wie das von der Bearbeitungsmaschine ablaufende Öl in einer Wanne des Werkzeugbetts aufgefangen und fließt in den Behälter 12 zurück.
