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Einrichtung zum Führen stangenartiger Werkstücke wie Wellen und Rohre
an Schälmaschinen Die Erfindung bezieht sich :auf eine Einrichtung zum Führen stangenartiger
Werkstücke wie Wellen und Rohre an Schälmaschinen, in denen die gegen Drehung gesicherten
und in Längsrichtung durch den umlaufenden Messerkopf hindurchgeführten Werkstücke
vor und/oder hinter der Schnittstelle durch radial anstellbare Führungsbacken abgestützt
sind, die sich über ein Zwischenglied, an das ein Verstellmittel angreift, in einem
ringförmigen Gehäuse abstützen. Ziel der Erfindung ist es, die bekannten Einrichtungen
so auszubilden, daß die zwischen dem Werkstück und den Führungsbacken zeitweise
auftretenden hohen Anpreßkräfte und der damit verbundene hohe Verschleiß der Führungsbacken
vermieden werden. Auf Schälmaschinen werden bekanntlich überwiegend rohgewälzte
Werkstücke verarbeitet, deren Querschnitte mehr oder weniger von der exakten Kreisform
abweichen, also urrund sind, und die .auch in ihrer Längserstreckung Unebenheiten
aufweisen können. Gelangen urrunde Werkstücke in eine der vorstehend beschriebenen
bekannten Führungseinrichtungen, -deren Führungsöffnung eine genaue Kreisform bildet,
so ist einleuchtend, daß :die Führung :dieser Werkstücke in :einer solchen Führungseinrichtung
nur unvollkommen ist. Es bestimmt dann nämlich jeweils ,der am weitesten von der
Mittelachse des urrunden Werkstückes entfernte Oberflächenpunkt den Führungsdurchmesser
der Führungsbacken, d. h., daß nur diejenige Führungsbacke, die im Augenblick an
diesem Punkt anliegt; Berührung mit dem Werkstück hat, während alle anderen Führungsbacken
frei, :d. h. entweder ohne Berührung mit dem Werkstück oder ohne Berührung mit ihrem
Stützkörper sind. Das bedeutet, däß das Werkstück in einem solchen Augenblick innerhalb
einer Führung eine Anzahl Freiheitsgrade hat, also nicht einwandfrei abgestützt
ist. - I Ein weiterer Nachteil solcher Führungseinrichtungen besteht darin, daß
die radiale Anstellung und das Andrücken der festen, aus Metall gefertigten Führungsbacken
an .das Werkstück durch Betätigungsmittel (Kurvenring, Innenkonus) erfolgt, die,
ebenfalls aus metallischen Werkstoffen, unmittelbar finit den Führungsbacken gekoppelt
sind, d. h. mit .den Führungsbacken Punkt-, Linien= oder Flächenberührung haben
und auf diese Weise die Führungsbacken nach außen abstützen. Infolge der erforderlichen
flachen Anstellung oder Steigung der aufeinandergleitenden, gekoppelten Flächen
der Führungsbacken und ihrer Betätigungsmittel entspricht einer geringen Bewegung
der Führungsbacke, z. B. nach außen, in einem Falle eine größere Drehbewegung des
Kurvenringes, im anderen Falle eine größere Längsverschiebung zwischen Führungsbacken
und Innenkonus, wobei in jedem Falle noch der Zug oder Druck einer Feder überwunden
werden muß, die auf die Führungsbacken im Sinne einer Verengung :ihres Führungsdurchmessers
einwirkt.
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Diese bekannten Führungseinrichtungen haben deshalb den Nachteil,
daß zwischen Werkstück und Führungsbacken große Pressungen besonders dann auftreten,
wenn die Führungsbacken durch urrunde öder verdickte Stellen des Werkstückes aus
einer momentanen Ruhelage oder .aus einer nach innen gerichteten Bewegung heraus
in eine nach außen gerichtete radiale Bewegung .gezwungen werden. Das sogenannte
Los:brechmoment, .d. h. das Moment der Kraft, die zur überwindung der ruhenden Reibung
in einem Bewegungssystem, in dem beinahe Selbsthemmung herrscht, erforderlich-,ist,
kann nur durch eine Pressung zwischen Werkstück und Führungsbacken aufgebracht werden,
die weit über die normalerweise zur Führung des Werkstückes erforderliche Anpreßkraft
der Führungsbacken hinausgeht. Die Reaktionsträgheit und Starrheit dieser Führungseinrichtungen
tragen deshalb erheblich zum schnelleren Verschleiß der Führungsbacken bei. Das
starre Bewegungssystem hat ferner zur Folge, daß die Führungsbacken auf sehr kleine
Werkstückverdickungen bzw. Unrundheiten überhaupt nicht beweglich ansprechen, sondern
nur zu erhöhten Werkstoffpressungen führt.
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Um auch urrunde Werkstücke besser als mit den bekannten Führungseinrichtungen
abstützen zu könneu,
ist bei einer weiteren bekannten Einrichtung
zum Führen der Werkstücke bei Schälmaschinen vorgeschlagen worden, für je zwei gegenüberliegende
Führungsmittel ein Zwischenglied vorzusehen. Als Führungsmittel kommen dabei Rollen
zur Anwendung. Dadurch wird erreicht, &ß bei einer symmetrischen Unrundheit
des Materials dieses mit Sicherheit immer noch an mehreren Punkten abgestützt wird.
Aber auch diese Führungseinrichtung hat den vorstehend beschriebenen Nachteil, daß
zwischen denn Werkstück und den Rollen große Pressungen auftreten, wenn :die Führungsmittel
durch unrunde und verdickte Stellen des Werkstückes aus einer momentanen Ruhelage
oder aus einer nach innen gerichteten Bewegung heraus in eine nach außen gerichtete
Radialbewegung gezwungen werden.
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Ein weiterer Nachteil aller vorstehend beschriebenen Führungseinrichtungen
besteht darin, daß die mit dem Führungsmittel gekoppelten Betätigungsmittel (Kurvenringe,
Innenkonus) und ihre Halterungen ihrerseits Schwinger darstellen, -die, von den
Erschütterungen aus dem Arbeitsprozeß angestoßen, auf die Führungsmittel zurückwirken,
wobei es zu örtlich und zeitlich begrenzten Druckspitzen zwischen Führungsmittel
und Werkstück kommt, die ebenfalls zum hohen Verschleiß der Führungsbacken beitragen.
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Um die genannten Mängel zu beheben, wird nach der Erfindung vorgeschlagen,
als Zwischenglied zur Abstützung der Führungsbacken gegenüber dem ringförmigen Gehäuse
.einen an .sich bekannten elastischen Körper zu verwenden, bei dem durch axiale
oder radiale Formänderungen die Führungsbacken radial anstellbar sind. Es ist dabei
von der Überlegung ausgegangen worden, daß die unmittelbare Kopplung einer Anzahl
metallisch fester, unelastischer, schwingfähiger Glieder sowie deren Anordnung in
einem trägen, starren Bewegungssystem die Ursache der Mängel der genannten bekannten
Führungseinrichtungen ist. Es ist vorteilhaft, wenn man jeder Führungsbacke ein
elastisches Zwischenglied zuordnet. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann
außerdem das elastische Zwischenglied, wie an sich bekannt, ,als Hohlkörper ausgebildet
sein, der über eine Leitung mit einem Druckmittelbehälter in Verbindung -steht.
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Zum Stand der Technik sei bemerkt, daß es bekannt ist, .an einer Werkzeugmaschine
zwei Maschinenteile runden Querschnittes ,durch ein zwischen den Teilen angeordnetes
.dehnfähiges Zwischenglied, das hydraulisch betätigt wird, lösbar ,miteinander zu
verbinden. Die Verbindung dieser Teile soll aber so fest und starr sein, daß beide
Teile wie ein einziges wirken, in dem Sinne, daß jede Kraft, die :auf eines dieser
Teile ausgeübt wird, in vollem Maß auf das andere Teil übertragen werden kann.
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Weiterhin ist bei einem Nadellager bekannt, daß dessen äußerer Laufring
über ein elastisches Zwischenglied am Lagergehäuse abgestützt wird. Dabei war jedoch
die Überlegung maßgebend, durch axiale oder radiale Verformung des elastischen Zwischengliedes
.eine radiale Durchmesseränderung zu erreichen, um das Spiel des Lagers den Gegebenheiten
anpassen zu können.
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Bei einer Gewindeschneidmaschine ist es bekannt, zwischen zwei runden
Bauteilen durch ein zwischengeschaltetes elastisches Bauelement eine feste, starre
Verbindung zweier Bauteile herzustellen mit der Aufgabe, daß eine in das eine Teil
eingeleitete Längsbewegung in vollem Umfang auf das andere Teil übertragen wird.
Alle genannten Beispiele .unterscheiden sich aber in Aufgabenstellung und Wirkung
von der Aufgabe und der Lösung nach der Erfindung.
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An Hand der Zeichnung, :die den A b b. 1 bis 4 zwei Ausführungsbeispiele
für eine Einrichtung nach der Erfindung wiedergibt, ist .deren Aufbau und Wirkungsweise
nachstehend näher erläutert. Die A b b. 1 zeigt einen Schnitt .durch die Führungseinrichtung
senkrecht zur Werkstückachse. In A b b. 2 ist ein Längsschnitt durch ,die Führungseinrichtung
wiedergegeben, die das Zwischenglied im Ruhezustand zeigt, das in A b b. 3 in Arbeitsstellung
dargestellt ist. Die A b b. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung:
Das Werkstück 1 ist in der A b b. 1 .durch die radial bewegbaren Führungsbacken2
in der Messerkopf-Achse zentriert gehalten. Als Betätigungsmittel für die Bewegung
der Führungsbacken dient das Zwischenglied 3, das ein hochelastischer Körper ist,
der ringförmig außen um die Führungsbacken angeordnet ist. Wird das Verstellmittel6,
ein rohrförmiges Druckstück, in Pfeilrichtung bewegt, so wird das gemäß A b b. 2
zunächst noch spannungslose, hochelastische Zwischenglied 3 in Richtung ,der Werkstückachse
zusammengedrückt, vgl. A b b. 3. Sein gesamtes Gefüge erfährt dadurch eine Erhöhung
seiner inneren Druckspannung. Unter dem Einfluß der erhöhten inneren Druckspannung
hat das Zwischenglied 3 das Bestreben, seine äußere Form zu N-erändern. Es legt
sich deshalb abstützend an das ringförmige Gehäuse 4 an und drückt nach innen auf
die bewegbaren Führungsbacken 2, die sich nach innen bewegen, bis sie, gemäß A b
b. 3, zum Anliegen an das Werkstück 1 kommen. Bei der Bewegung der Führungsbacken
2 nach innen werden die Rückholfedern 5 gespannt. Wird das rohrförmige Druckstück
6 in die Ausgangslage :zurückbewegt, so nimmt das Zwischenglied 3 seine ursprüngliche
Form, vgl. A b b. 2, wieder ein, weil die Rückholfedern 5 die Führungsbacken 2 nach
außen bewegen.
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In der Ausführungsform nach Ab b.4 ist das hochelastische Zwischenglied
3 schlauchförmig aus-,gebildet und mittels einer Leitung 7 mit einem Druckbehälter
8 verbunden. Alle diese Hohlkörper sind mit Flüssigkeit gefüllt. Ein einstellbarer
Druck auf die Flüssigkeit wird mittels einer im Druckbehälter 8 befindlichen Gasblase
9 erreicht. Diese kompressible Gasblase 9 sichert die Bewegungselastizität des Systems
während des Arbeitens. Durch Änderung des Durchfluß-Querschnittes der Leitung 7
mittels eines Ventils 10 kann der Elastizitätscharakter des Systems den Bedürfnissen
entsprechend angepaßt werden.