DE1502037A1

DE1502037A1 - Vorschubeinrichtung fuer Drehmaschinen zur Verarbeitung von Werkstoffrohren

Info

Publication number: DE1502037A1
Application number: DE19651502037
Authority: DE
Inventors: Jacoby Dipl-Ing Hans; Spauschus Dipl-Ing Karl
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1965-11-27
Filing date: 1965-11-27
Publication date: 1969-04-10
Also published as: SE315179B; US3435963A; DE1502037C3; DE1502037B2; AT271138B; GB1136062A

Description

j,.S^ tr

7/2

Dr. ExpL

Werkzeugmaschinenfabrik Gildemeister & Comp., Akt.-Ges.,

Sielefeld, Am Hauptbahnhof

Vorschubeinrichtuns für Drehmaschinen _Zur V_erarbeitun_{s V}on

Werkstoffrohren

Ea ist begannt, Stangen oder Rohre kleineren Durchmesser ve» _Spindel_en₄e ne_r in _{41e hO}nle _Bren₃pindel ein.uiün.en, sie -xttele Spannzange oder Honlspannfutter _zu spannen und _mit de_r Drenspindel _zweoks Bearbeitung uMlaufeu _{2U lassen}„ _Das Hintere, _{frele Ende} der Wer_ksto_ifstange wird dabei von ei_ne» stillstehenden Mnrungsrohr umschlossen, das in der flegel

noch »it eine» federnden und dampfenden Mantel ausgekleidet

ist»

Bei Stangen und Bohren größeren Durchmessers ist dieses Verfahren nicht Mehr anwendbar, weil wegen des gröBeren ^asheitsmoMet di

die Stangen und Rohre sehr steif sind bei. traf

das hintere Spindelende ausüben, was unerwünschte wi^unseu auf das Arbeitser^nis und die Lebensdauer der Maschine _zur Folge hat.

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Es sind Vorschubeinrichtungen für Rohre großen Durchmessers bekannt, bei denen das Werkstoff rohr an seinem vorderen Ende in der Spindel gespannt wird und in seinem hinteren Ende ^vauf einem am Ende einer längsverschieblichen Schubstange vorgesehenen, drehbaren Zapfen gelagert ist· Das Werkstoffrohr läuft also zwischen den beiden Lagerstellen ohne weitere ZwischenabStützungen frei um, was auf Grund ^fc der hohen Steifigkeit dieser Rohre bis zum Erreichen der kritischen Drehzahl bezüglich der Biegeeigenschwingung ^ möglich ist β

Diese bekannten Ausführungen haben den Nachteil, daß der Lagerzapfen nicht mit dem Rohrende verspannt ist. Dies verringert die Unfallsicherheit der Einrichtung, da beim Ausfallen des Antriebes für das Vorschieben des Rohres mittels des Lagerzapfens keine Gewähr dafür gegeben ist, daß sich das hintere Ende des Rohres nicht vom Lagerzapfen löst und so ohne jede Führung isto Weiterhin ist es nicht möglich, den Stangenrest mit dem Lagerzapfen zusammen nach hinten aus der Spindel zu entfernen. Dies ist oft wünschenswert, da der Stangenrest wegen seines hohen Gewichtes im engen Werkzeugraum nur schwer zu handhaben ist»

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch behoben, daß bei einer Vorschubeinrichtung der vorerwähnten Art die Schubstange am vorderen Ende einen Spannkopf mit mindestens

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drei sternförmig darin angeordneten, radial nach außen auf die Rohrinnenwand wirkenden Spannelementen, beispielsweise Spannbolzen trägt und mit dem Werkstoffrohr umläuft. Infolge dieser Anordnung können die Rohrenden auch bei einem Ausfall des Antriebes für das Verschieben nicht freikommen und unkontrollierbare Bewegungen ausführen. Es ist also ein Höchstmaß an Unfallsicherheit erreicht. Ferner können die Stangen aus der hohlen Drehspindel nach hinten entfernt werden.

Ein weiterer liachteil bekannter Vorschubeinrichtungen für Werkstoffröhre besteht darin, daß bei ungleicher Rohrwanddicke zur Vermeidung umlaufender Kräfte durch exzentrische Aufnahme des hinteren Rohrendes auf dem Lagerzapfen die Rohrenden außerhalb der Maschine zentrisch zum Außendurchmesser aufgebohrt werden müssen. Die zentrische Führung ist außerdem deshalb erforderlich, weil bei fortschreitender Verarbeitung des Werkstoffrohres der Lagerzapfen mit dem hinteren Rohrende schließlich in die Spindelbohrung eintritt und das Rohr hier beim Vorschieben bis zum Erreichen des Stangenrestes weiter einer zentrischen Führung bedarf.

Um nun das zentrische Aufbohren der Rohrenden außerhalb der Drehmaschine zu vermeiden, besteht die Erfindung weiterhin darin, daß der Träger der Schubstange an seiner der Drehmaschine zugekehrten Stirnfläche mit einer konzentrisch zum Spannkopf umlaufenden Hülse mit Innenkegel ausgerüstet ist, der das Ende des Werkstoffrohres außen umfaßt und dieses nach

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seinem Außendurchmesser zentriert, ferner sind die im Spannkopf vorgesehenen Spannelemente zu diesem Zweck unabhängig voneinander radial bewegbar und nach dem Anlegen an die Rohrinnenwand in dieser Stellung durch eine Sperreinrichtung arretierbar.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht» Ks zeigen:

Figo 1 eine schematische Vorderansicht einer Drehmaschine mit der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung in Arbeitsstellung,

Figo 2 die Vorschubeinrichtung nach Figo 1 in Ladestellung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Schubstange und Schlitten in Arbeitsstellung,

Fig, 4 einen eekaifcfe senkrecht zur Schubstangenachse verlaufenden Schnitt durch die Vorschubeinrichtung nach Fig. 1 und 2,

Figo 5 und 6 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für die Schubstange im Längsschnitt.

Die in Figo 1 dargestellte Drehmaschine 1 ist mit einer Hohlspindel 2 ausgerüstet, in deren Hohlspannfutter 3 das Werkstoffrohr 4 zentrisch gespannt ist. Von dem aus dem Futter herausragenden Teil des Werkstückrohres werden in bekannter Weise Werkstücke abgespant und schließlich abgestochen. Danach wird das Werkstoffrohr 4 um das für

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das nächste Werkstück erforderliche Maß weiter durch die Hohlspindel 2 bis gegen einen hier nicht dargestellten Werkstoffanschlag vorgeschoben.

Das der Bearbeitungsstelle abgewandte Ende des Werkstoffrohres wird von einem Schlitten 5 bzw. von einer in diesem und einem hinteren Schlitten 6 geführten Schubstange 7 getragene Die beiden Schlitten 5 und 6 hängen an einer waagerecht verlaufenden Führungsschiene 8 und werden auf dieser achsparallel zur Hohlspindel 2 geführt. Der Antrieb der Scnlitten 5 und 6 erfolgt durch eine umlaufende Kette 9» deren Umlenkrad 1o über eine Kette 11 ständig mit dem Drehmoment eines Motors 12 beaufschlagt wird. Bei dem Liotor handelt es sich um einen sogenannten Drehfeldmagneten, der auf Grund seiner Bauart geeignet ist, sein Drehmoment auch beim Stillstand im Dauerbetrieb aufrechtzuerhalten.

Im Betriebszustand ist die ochubstange 7 im hinteren Schlitten in einer drehbar gelagerten, längsgeschlitzten Hülse 13 (Fig· 3) geklemmt und im vorderen Schlitten 5 in einer drehbar gelagerten Kegelhülse 14 axial beweglich geführt.

Die Schlitten 5 und 6 sind durch eine Abstandsstange 15 miteinander verbunden. Diese ist am vorderen Schlitten 5 in einem Klemmstück 16 geklemmt und in einer tfiegeleinrichtung 17 des hinteren Schlittens 6 durch einen Riegelstift 18 verriegelt. Der Riegelstift 18 entriegelt die Abstandsstange 15, wenn er durch Abrollen einer mit ihm feat verbundenen Rolle 19 auf

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dem Steigungsteil eines ortsfest angeordneten Kurvenstück^s (Pig. 2) angehoben wird. Dies erfolgt, wenn der vordere Schlitten 5 seine vordere Endlage auf der Führungsschiene erreicht. Das Werkstoffrohr 4 wird dann von der mit der Rohrinnenwand verspannten, im Schlitten 6 geklemmten Schubstange 7 im Arbeitstakt weiter in die Hohlspindel 2 vorgeschoben, bis das Werkstoffrohr 4 bis auf ein für das sichere Spannen erforderliches Reststück aufgebraucht ist und die Drehmaschine automatisch stillgesetzt wird. Die Schlitten 5, 6 und die Schubstange 7 werden jetzt durch Umkehrung des Antriebes nach hinten in die in Figo 2 dargestellte Ladestellung gefahren.

Hach dem Entfernen des Reststückes wird ein neues, auf einer Zuführvorrichtung (Figo 4) bereitliegendes "werkstoffrohr durch Betätigen von Vereinzeiern 23 in Mulden 24 gerollt, die auf Hebeln 25 angeordnet sind, welche einerseits an waagerechten Auflagern 21 schwenkbar gelagert und andererseits an Seilen 28 aufgehängt sind. Durch Betätigen einer Handwinde 26 werden die Hebel 25 mit den Mulden 24 über eine Seilwelle 27 und die Seile 28 so weit angehoben, daß das in den Mulden 24 liegende Werkstoffrohr annähernd in Flucht mit der Hohlspindel 2 und der Schubstange 7 gelangt. Der vordere Schlitten 5 schiebt dann mit seiner xvegelhülse das Werkstoffrohr 4 durch die Hohlspindel 2 gej-en den Werkstoff anschlag, hebt dabei das hintere Rohrende durch den Innenkegel 29 an und zentriert das Rohrende schließlich nach seiner Außenkontur in dem für verschiedene Rohrdurch-

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messer auswechselbaren Innenkegel 29. In dieser stellung wird die Schubstange 7 mit dem Werkstoffrohr 4 verspannt. Der hintere Schlitten 6, der zunächst durch eine Raste in seiner Ladestellung gehalten wurde, wird beim Durchziehen der Schubstange 7 schließlich durch einen auf ihrem hinteren Ende angeordneten klemmring 3o mitgenommene Uie Kette 9 wird nun mit dem hinteren Schlitten b gekuppelt, der Riegelstift 18 in die Abstandsstange 15 eingeschoben und die Schubstange 7 in der ivlemmhülse 13 geklemmt» Damit ist der Ladevorgang beendet, und die Einrichtung wird b^s zum Erreichen des Reststückes automatisch betrieben, wie zuvor beschriebene

Das "Werkstoff rohr 4 wird mit der Schubstange 7 durch drei im Spannkopf 33 der Schubstange 7 sternförmig angeordnete, radial nach außen auf die Rohrinnenwand wirkende Spannbolzen 34 kraftschlüssig verbundene Der Hub der Spannbolzen relativ zur Schubstange 7 ist unabhängig voneinanderβ Nach dem Anlegen an die Rohrinnenwand werden die Spannbolzen 34 in dieser Stellung arretierte Dies geschieht bei der Ausführungsform der Schubstange nach Pig. 5 wie folgt:

Die Spannbolzen 34 sind als hydraulische Kolben ausgebildet, die von einem gemeinsamen Geberkolben 35 über Zuleitungen beaufschlagt werden. Dieser Kolben überfährt am Ende des Spannhubes, der durch Einschrauben eines Gewindeschaftes entsteht, die Zuleitungskanäle 38 von zwei Zuleitungen 36 im

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Verteiler 39 und unterbindet damit die Volumenänderung von zwei Spannbolzen 34. Der dritte Zuleitungskanal 4o bleibt außerhalb des Überdeckungsbereiches und ist ständig über den verbleibenden Ringrauiti 41 und eine im Geberkolben 35 vorgesehene Nut 62 in Verbindung mit dem Geberzylinderraum 42«, Die Druckflüssigkeit im Geberzylinderraum 42 steht unter Vorspannung über eine Bohrung 43, die die Verbindung mit dem Druckspeicherraum 44 herstellte Die Druckspeicherung innerhalb des Geberkolbens 35 gestattet die überbrückung von Unterschieden im Innendurchmesser des Werkstoffrohres und in Verbindung mit dem außerhalb der überdeckung liegenden Zuleitungskanal 4o ein Hachspannen durch den in Fig» '5 nicht sichtbaren dritten Spannbolzen 34, um ein Lockern der Spannung zu verhindern, wobei die relative Lage von Werkstoffrohr 4 zum Spannkopf 33 durch die beiden anderen, gesperrten Spannbolzen 34 gesichert bleibt»

Zur Spannung größerer Innendurchmesser werden längere Spannbolzen 34 eingesetzt oder ein Aufsatzring 45 mit Aufsatzbolzen 46, ähnlich wie in J¹Xg₀ 6 dargestellt, verwendet»

Pig» 6 zeigt eine mechanisch wirkende Ausführungsform der Schubstange 7· Hier stützen sich die drei Spannbolzen 34 auf Keilflächen 4? eines Spannkolbens 48 ab, dessen zylindrischer Schaft 49 in Lamellen 5o geführt wird. Die Lamellen 5o liegen mit radialem Spiel zwischen Lamellen 63, welche mit ihrem Außendurchmesser an der Innenwand des Spannkopfes 33 anliegen.

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Der Spannkolben 48 wird zum Spannen eines Rohres mittels der Zugstange 51 nach links bewegt, wenn die Spannmutter gegenüber dem Zugkolben 55 in Steigungsrichtung des Gewindes verdreht wird, bis die Spannbolzen 34 bzw. Aufsatzbolzen gegen die Rohrinnenwand anliegen. Der Spannkolben 48 wird dann eine entsprechend der Rohrinnenkontur mehr oder weniger exzentrische Lage gegenüber der Achse der Schubstange 7 einnehmen, was durch die radiale Verschieblichkeit der Lamellen gegenüber den Lamellen 63 ermöglicht wird. Diese Lage des Sp_annkolbens 48 wird beim weiteren Anziehen der Spannmutter gesperrt, indem sich nun das zunächst durch die Tellerfedern 5^ zurückgehaltene Druckrohr ^ gegen die Lamellen 5o und anlegt und diese mit der Reaktionskraft der Zugkraft auf den Spannkolben 48, vermindert um die Anpreßkraft der Telleriedern 54» zusammenpreßt.

Der liachspanneffekt und gleichzeitig eine Begrenzung der Zugkraft wird erreicht durch Einschaltung von l'ellerfedern im Kraftflußο

Die Spannbolzen 34 bzw. Aufsatzbolzen 46 werden durch je einen Sprengring 57 bzw. 58, der in eine Nut 59 bzw. 6o

eingreift, gegen Verdrehen gesichert und in Anlage mit den Keilflächen 47 des Spannkolbens 48 gehalten.

Das Kurvenstück 2o kann auch so ausgebildet sein, daß es beim Rücklauf der Schlitten 5, 6 in die Ladestellung die Abstandsstange 15 wieder in der Riegeleinrichtung 17 mit

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-lodern hinteren Schlitten 6 verriegelt, da zunächst der vordere Schlitten 5 i^ seiner vordersten Lage auf der Führungsschiene 8 durch eine Raste gehalten und erst beim Durchziehen der Schubstange 7 mittels des Aufsatzstückes 45 mitgenommen wird, wodurch der richtige Abstand der Schlitten 5» 6 für das Einriegeln gewährleistet ist. Auch das Umkuppeln des Kettenantriebes auf Schlitten 5 oder und das Klemmen der Schubstange 7 i& der Klemmhülse 13 beim Laden entfällt dann,, Die Führungsschiene 18 muß aber mindestens um den lichten Abstand zwischen den Schlitten 5» in Arbeitsstellung langer werden, wenn man gleich lange Werkstoffrohre 4 wie zuvor verarbeiten will. Dadurch ergibt sich ein größerer Raumbedarf für die Gesamtanlage ο

Zwar ragt die Schubstange 7 im ersten Fall um das gleiche Maß über die Führungsschiene 8 hervor, jedoch nur kurzzeitig für einen Teil des Ladevorganges, so daß bei üblicher Aufstellung von Yorschubeinrichtungen für Drehautomaten, nämlich am und im winkel zum Weg in der Werkhalle, eine geringere AufStellinge für die Gesamtanlage benotigt wird, wenn ein kurzzeitiges Hineinragen der Schubstange 7 i den Weg zulässig ist«

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Claims

Patentansprüche

g Einrichtung zum Vorschieben von Werkstoffrohren großen Durchmessers für Drehmaschinen, bei der das der Bearbeitungsstelle abgewandte Ende des Werkst of i'r ohr es von einer »Schubstange getragen wird, die bei fortschreitendem Verbrauch des Werkstoffrohres mit in die Spindelbohrung der Drehmas diine eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (7) am vorderen Snde einen Spannkopf mit mindestens drei im Spannkopf (33) sternförmig angeordneten, raaial nach außen auf die Rohrinnenwand wirkenden Spannelement sr., Z₀B₀ Spannbolzen (34) trägt und mit dem Merkstoff rohr (4-) umläuft ο

2« Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) der ochubstange (7) an seiner der Drehmaschine zugekehrten Stirnfläche mit einer konzentrisch zum Spannkopf (^) umlaufenden hülse (14) mit Innenkegel (29) ausgerüstet ist, der das Ende des .verkstoffröhres außen umfaßt und es nacn seinem Außendurchmesser zentrierte

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Spannkopf (33) vorgesehenen Spannelemente (34) unabhängig voneinander radial bewegbar und nach dem Anlegen

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an die -Rohrinneiiwand in dieser Stellung durch eine Sperreinrichtung arretierbar sind»

Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbolzen (34) als hydraulische Kolben ausgebildet sind, die von einem gemeinsamen Geberkolben (35) beaufschlagt werden, der am Ende des Spannhubes durch überdecken der Zuleitungskanäle (38) eines Verteilerzylinders (39) die Verbindung zu den Spannbolzen (34-) unterbricht und letztere so in der erreichten Stellung arretierte

Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einem der Spannbolzen (34) ein außerhalb der überdeckung liegender Zuleitungskanal (4o) im Verteiler (39) zugeordnet ist, durch den er nacn Beendigung des Spanrihubes mit dem unter Vorspannung stehenden Geberzylinderraum (42) in Verbindung bleibt.

ο«, Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbolzen (34) sich auf Keilflächen (47) eines Spannkolbens (48) abstützen, dessen zylindrischer Schaft (49) zur radialen Einstellung in Lamellen (5o) geführt wird, die mit radialem Spiel zwischen Lamellen (63) liegen, welche mit ihrem Außendurchmesser gegen die Innenwand des Spannkopfes (33) anliegen»

7ο Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (i?o und 63) durch ein sich

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gegen die Spannfutter (52) des Zugkolbens (53) abstützendes Druckrohr (55) mit der Heaktionskraft der auf den Spannkolben (48) ausgeübten Zugkraft gegeneinander preßbar sind,

8ο Einrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrohr (^>^>) gegenüber dem Schubstangenkörper (61) durch ein elastisches Glied, ZoBo Tellerfedern (5^0 * abgefedert ist und sich erst nach dessen Zusammendrücken bei Erreichen einer entsprechend hohen Zugkraft am Spannkolberi (49) an die Lamellen (5o und 63) anlegt und diese schließlich bei weiterem Ansteigen der Zugkraft zusammenpreßt.

Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daiü zum Laden eines werkstoffrohres (4) das Rohrende zunächst durch axiales Anpressen der Kegelhülse (14) mit Innenkegel (29) nach der Außenkontur zentriert, dann durch Betätigen der Spanneinrichtung der Schubstange (7) mittels der Spannbolzen (34) von innen gespannt und von den selbsttätig arretierten Spannbolzen (34) in der so erreichten Zentrierstellung gehalten wird.

1oo Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei welcher die Schubstange von zwei Schlitten getragen wird, die mittels einer waagerecht verlaufenden Führungsschiene achsparallel zur Hohlspindel der Drehmaschine geführt

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werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zum ■Vorschieben der Schubstange (7) , der mittels Kette (9) auf den hinteren Schlitten (6) erfolgt, von hier durch eine Abstandsstange (15) auf den vorderen Schlitten (5) übertragen wird, wobei die Abstandsstange (15) im hinteren Schlitten (6) durch eine Riegeleinrichtung (17) gehalten wird, die mittels eines am Gestell (31) ortsfest angeordneten Kurvenstückes (2o) betätigt wird, wenn der vordere Schlitten (5) seine vordere Endlage erreicht_o

ο Vorrichtung zum Zuführen von Merkstoffrohren zu einer Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch waagerechte auflager (21) mit darin gelagerten Hebeln (25), die unterhalb der Schubstange (7) bzw„ deren Führung (8) Aufnahmemulden (24) tragen und mit ihren über die !'.„uldeii (24-) hinausragenden freien Enden an oeilen (28) aufgehängt sind, die an einer gemeinsamen welle (27) befestigt sind, welche mit einer Handwinde (26) gekuppelt ist ο

β Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach

Anspruch I3 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstoffrohr (4) zum Laden von den Auflagern (21) in die Mulden (24) der Hebel (25) gerollt und in diesen liegend je nach ihrem Außendurchmesser mittels der Handwinde (26) so weit angehoben v/erden, daß sie annähernd in ilucht mit der Hohlspindel (2) der Drehmaschine (1) und der Schubstange (7) liegen, 90981 5/0608