DE19611412C1 - Stangenzuführvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stangenzuführvorrichtung für einen Drehautomaten mit einem längsbe­ weglichen Spindelstock, mit einem abschaltbaren Antrieb für ein längsbewegliches, fest mit einer Materialstange verbindbares und mit einem Übertragungsglied gekoppel­ tes Schiebeteil, wobei das Übertragungsglied über eine ausrückbare Kupplung mit dem längsbeweglichen Spindel­ stock des Drehautomaten koppelbar ist.

Aus der schweizerischen Patentschrift CH 607 842 ist eine Vorschubeinrichtung der eingangs genannten Gattung bekannt. Eine quer zur Vorschubrichtung arbeitende Kupp­ lung wirkt über eine endlos Kette mit einer Vorschub­ stange zusammen. Der Synchronisationsgrad sowie auch die Größe des Schlupfes wirkt sich negativ auf das Dreh­ ergebnis aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, die aus CH-607842 bekannte Vorschubeinrichtung zu verbessern, um eine tatsächliche, schlupffreie Syn­ chronisation der Längsbewegung zwischen Materialstange und Spindelstock zu erzielen.

Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Übertra­ gungsglied eine drehend antreibbar und verschiebefest gelagerte Vorschubspindel aufweist, durch welche das Schiebeteil längsbeweglich geführt antreibbar ist und deren spindelstocknahes Ende über die Kupplung, deren eine Hälfte als Spindelmutter ausgebildet ist, mit dem Spindelstock koppelbar ist. Die erfindungsgemäße Vor­ richtung erweist sich als wesentlich einfacher und platzsparender als die bekannte Vorschubeinrichtung.

Zweckmäßig ist die Vorschubspindel als Kugelrollspindel ausgebildet. Mit Vorteil ist die andere Kupplungshälfte fest an dem Spindelstock befestigt. Dann kann der Spin­ delstock mit einer Axialbohrung für das spindelstocksei­ tige Ende der Vorschubspindel versehen sein und die eine Kupplungshälfte auf dem Ende sitzen. Es ist jedoch auch möglich, auf dem Spindelstock ein Rohrstück fest aufzusetzen, an dessen freiem Ende die andere Kupplungshälfte befestigt ist.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die eine Kupplungshälfte drehbar und im we­ sentlichen verschiebefest auf einer zweckmäßig als Ku­ gelrollspindel ausgebildeten Synchrospindel sitzt, die mit dem Spindelstock fest verbunden ist. Hierbei er­ weist es sich weiterhin als zweckmäßig, wenn das spin­ delstockseitige Ende der Vorschubspindel eine axiale Blindbohrung zum Eindringen des freien Endes der Synchrospindel aufweist, und die andere Kupplungshälfte an dem spindelstockseitigen freien Ende der Vorschubs­ pindel befestigt ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die andere Kupplungshälfte als Scheibe drehbeweglich auf dem freien Ende der Synchrospindel sitzt und mit einem Ketten- oder Riementrieb mit einer an dem spindelkopfseitigen Ende der Vorschubspindel befestigten weiteren Scheibe gekoppelt ist. Bei Bedarf können darüber hinaus die Ganghöhen der Rillen der Vorschubspindel und der Synchrospindel unterschiedlich sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der beige­ fügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Aus­ führungsform wesentlicher Teile einer Stangen­ zuführvorrichtung;

Fig. 2 einen vergrößerten Axialschnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 4 einen vergrößerten Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Auf dem Bett 2 eines nur schematisch dargestellten Dreh­ automaten 1 ist dessen Spindelstock 3 in Richtung des Doppelpfeiles 4 im Zuge der Bearbeitung des stirnseiti­ gen Endes einer dem Spindelstock 3 axial zugeführten Ma­ terialstange 5 durch den Antrieb des Drehautomaten 1 translatorisch verschiebbar. Es ist notwendig, daß die Materialstange 5 den Verschiebebewegungen des Spindel­ stocks 3 exakt folgt.

Dazu ist an der von der Bearbeitungsseite abgewandten Rückseite 6 des Spindelstocks 3 eine Synchrospindel 10 unverdrehbar befestigt, die demzufolge den Bewegungen des Spindelstocks 3 folgt. Wie Fig. 2 zeigt, ist die Synchrospindel 10 als Kugelrollspindel ausgeführt.

Die mit dem Drehautomaten 1 in nicht dargestellter Weise gekoppelte Stangenzuführvorrichtung besitzt ein in axialer Richtung zweigeteiltes und aus einzelnen Abschnitten zusammengesetztes Führungsrohr, im ganzen mit 20 bezeichnet, für die Materialstange 5. Das Füh­ rungsrohr 20 besitzt ein auf dem Gestell der Stangenzuführvorrichtung montiertes rinnenförmiges Un­ terteil 21 sowie ein nach oben abklappbares oder abheb­ bares Oberteil 22, dessen Unterseite in axialer Rich­ tung ausgekehlt ist. In geschlossenem Zustand bilden die Teile 21 und 22 einen geschlossenen, gegebenenfalls von Öl gefluteten Zuführkanal für die Materialstange 5 zum Spindelstock 3.

Wie aus der erwähnten Schrift bekannt, ist das spin­ delstockferne Ende der Materialstange 5 von einer Spann­ zange 23 ergriffen, die drehbar am stirnseitigen Ende einer Vorschubstange 24 befestigt ist. An dem vom Spin­ delstock 3 abgewandten Ende der Vorschubstange 24 ist ein Schiebeteil 25 in Form einer sogenannten Fahne fest an dieser angebracht, die sich radial durch einen Axial­ längsschlitz des Führungsrohrs 20 erstreckt und am frei­ en Ende ein auf die durch den Doppelpfeil 4 symbolisier­ te Vorschubrichtung axial ausgerichtetes Rohrstück 26 trägt.

Als Übertragungsglied der translatorischen Bewegungen des Spindelstockes 3 auf das als Fahne ausgebildete Schiebeteil 25 und die Vorschubstange 24 dient eine Vor­ schubspindel 30, die sich parallel zur Synchrospindel 10 in Richtung des Doppelpfeils 4 erstreckt und bei 32 und 34 auf dem Rahmenwerk der Stangenzuführvorrichtung um ihre Achse drehbar jedoch unverschiebbar gelagert ist. Mit dem spindelstockfernen Ende 36 der Vorchubspin­ del 30 ist über eine nicht dargestellte Kupplung ein nicht dargestellter Antriebsmotor gekoppelt, der bei eingerasteter Kupplung die Vorschubspindel 30 in Umdre­ hung versetzt. In den Rillen der hier als Ku­ gelrollspindel ausgeführten Vorschubspindel 30 läuft eine in dem Rohrstück 26 derart eingefangene Kugel um, daß bei Drehung der Vorschubspindel 30 sich das Rohr­ stück 26 mit dem als Fahne ausgebildeten Schiebeteil 25 und Vorschubstange 24 in Richtung des Doppelpfeils 4 be­ wegen.

Die Kopplung zwischen der Synchrospindel 10 und der Vor­ schubspindel 30 an deren spindelnahen Ende 38 umfaßt in einer ersten Ausführungsform einen Zahnriemen 40, der einerseits mit einem auf das spindelstockseitige Ende der Vorschubspindel 30 drehfest aufgesetzten Scheibe 42 in Eingriff steht, und andererseits von einer Zahnrie­ menscheibe 46 als zweitem Kupplungsteil einer im ganzen mit 50 bezeichneten Kupplung antreibbar ist. Die Zahn­ riemenscheibe 46 sitzt drehbar auf der Synchrospindel 10, ohne jedoch mit dieser in Eingriff zu stehen. Wie Fig. 2 zeigt, durchdringt die Synchrospindel 10 die Zahnriemenscheibe 46.

Die erste Kupplungshälfte 44 der Kupplung 50 hat die Form einer Mutter insofern, als in inneren Nuten 43, 47 und in der spiraligen Rille 11 der Synchrospindel 10 laufende Kugeln derart eingefangen sind, daß die die Synchrospindel 10 umfassende, unverschiebbar gehaltene Mutter bei Verschiebung der Synchrospindel 10 in Rich­ tung des Doppelpfeiles 4 aufgrund entsprechender Bewe­ gung des Spindelstockes 3 in Umdrehung gemäß Pfeil 52 versetzt wird. Zwischen der ersten Kupplungshälfte 44 und der zweiten als Zahnriemenscheibe 46 ausgebildeten Kupplungshälfte ist ein Elektromagnet 48 angeordnet, der bei Aktivierung die beiden Kupplungshälften 44 und 46 reibschlüssig miteinander verbindet, so daß dann die Zahnriemenscheibe 46 an einer Drehung der ersten Kupp­ lungshälfte 44 schlupffrei teilnimmt.

Zur Beschickung des Drehautomaten 1 mit einer Material­ stange 5 wird letztere in das aufgeklappte Führungsrohr 20 eingelegt und das drehautomatenferne Ende der Mate­ rialstange 5 mit der Spannzange 23 ergriffen. Die Vor­ schubstange 24 befindet sich in dieser Situation in der in Fig. 1 dargestellten voll zurückgezogenen Position. Danach wird das Führungsrohr 20 geschlossen und der An­ trieb für die Vorschubspindel 30 eingeschaltet. Dieser dreht die Vorschubspindel 30 solange, bis die Vorschubstange 24 mit Materialstange 5 die erforderli­ che Ausgangsposition bezüglich des Spindelstockes 3 er­ reicht hat. Wenn im Zuge der Bearbeitung durch den Dre­ hautomaten 1 der Vorschubspindelantrieb abgeschaltet wird, wird der Elektromagnet 48 aktiviert, so daß die Zahnriemenscheibe 46 mit der ersten Kupplungshälfte 44 drehfest gekoppelt ist. Bewegt sich der Spindelstock 3 bei der Darstellung in Fig. 1 nach rechts, nimmt an die­ ser Bewegung die Synchrospindel 10 teil, von der die erste Kupplungshälfte 44 in eine Drehbewegung versetzt wird. Die Drehrichtung der Kupplung 50 auf der Synchros­ pindel 10 wird durch die Gangrichtung der Rille 11 und die Drehgeschwindigkeit durch die Ganghöhe der Rille der Synchrospindel 10 bestimmt. Die Drehung der Kupp­ lung 50 wird auf den Zahnriemen 40 übertragen, der die Scheibe 42 sowie die Vorschubspindel 30 zur gleichsinni­ gen Drehung veranlaßt. Mit Drehen der Vorschubspindel 30 wird das als Fahne ausgebildete Schiebeteil 25 mit Vorschubstange 24 und Materialstange 5 entsprechend nach rechts innerhalb des Führungskanals 20 vorgescho­ ben. Die Vorschubgeschwindigkeit bestimmt sich auch nach der Ganghöhe der Rillen in der Vorschubspindel 30.

Bei einer Bewegung des Spindelstockes 3 nach links dreht sich die Kupplung 50 in umgekehrten Drehsinn, der auf die Vorschubspindel 30 übertragen wird, so daß das als Fahne ausgebildete Schiebeteil 25 mit Vorschubstan­ ge 24 und Materialstange 5 entsprechend nach links ver­ schoben werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 3 sitzt auf dem Spindelstock 31 ein Futter 33, in welches eine Synchrospindel 60 dreh- und verschiebefest eingesetzt ist. Auf dem spindelstockfernen Ende der Syn­ chrospindel 60 sitzt unverschiebbar jedoch drehbar eine erste Kupplungshälfte 64, die über einen Elektromagne­ ten 68 mit einer zweiten Kupplungshälfte 66 bei dessen Aktivierung reibschlüssig kuppelbar ist. Die zweite Kup­ plungshälfte 66 ist drehfest an dem spindelstocknahen Ende 73 einer Vorschubspindel 70 befestigt, welches eine axiale Blindbohrung 72 aufweist. Die lichte Weite der Blindbohrung 72 ist größer als der Außendurchmesser der Synchrospindel 60, so daß letztere in die Blindboh­ rung 72, die Kupplungshälften 64, 66 durchdringend, ein­ taucht. Wie dargestellt sind Synchrospindel 60 und Vor­ schubspindel 70 als Kugelrollspindeln ausgeführt. Die Kupplung ist in der Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 65 gekennzeichnet.

Bewegt sich der Spindelstock 31 mit Futter 33 entspre­ chend dem Doppelpfeil 35, also in Richtung der gemeinsa­ men Achse 77 von Synchrospindel 60 und Vorschubspindel 70, wird die translatorische Bewegung der Synchrospin­ del 60 in eine Drehbewegung der ersten Kupplungshälfte 64 dadurch übertragen, daß in zwei axial beabstandeten, in die Wand der Durchgangsbohrung der ersten Kupplungshälfte 64 eingebrachten Ringnuten 63, 67 einge­ fangene Kugeln in die spiralige Rille 61 an der Außenpe­ ripherie der Synchrospindel 60 eintauchen. Bei aktivier­ tem Elektromagnet 68 ist die zweite Kupplungshälfte 66 mit der ersten Kupplungshälfte 64 reibschlüssig gekop­ pelt und nimmt daher an deren Drehbewegung teil. Da die zweite Kupplungshälfte 66 drehfest mit der Vorschubspin­ del 70 verbunden ist, wird die translatorische Bewegung der Synchrospindel 60 in eine Drehbewegung der Vor­ schubspindel 70 übertragen. Die übrigen in Fig. 1 darge­ stellten Teile der Stangenzuführvorrichtung, auf die hier Bezug genommen wird, sind in Fig. 3 zur Vereinfa­ chung weggelassen. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil besonders platzsparender Bauweise.

In Fig. 4 ist eine dritte vereinfachte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ohne Synchrospindel aus­ kommt und eine direkte Ankopplung der Vorschubspindel an den Spindelstock erlaubt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Futter 83 des Spindelstocks 81 ein Rohrstück 82 fest verankert. Am spindelstockfernen Ende des Rohrstücks 82 ist eine Kupplungsscheibe 86 als zweite Kupplungshälfte unver­ drehbar befestigt.

Das spindelstocknahe Ende 93 einer Vorschubspindel 90 erstreckt sich durch die Kupplungsscheibe 86 hindurch koaxial in das Rohrstück 82. Die Vorschubspindel 90 ist als Kugelrollspindel ausgeführt und besitzt demzufolge an ihrer Außenkontur wenigstens eine spiralige Rille 91. Außerhalb des Rohrstücks 82 ist die Vorschubspindel 90 von einer ersten Kupplungshälfte 94 umfaßt, die rela­ tiv zur Vorschubspindel 90 drehbar, jedoch in Richtung der Achse 92 der Vorschubspindel 90 nur soweit ver­ schiebbar gehalten ist, daß bei Aktivierung eines an der freien Stirnseite der Kupplungsscheibe 86 sitzenden Elektromagnets 88 die erste Kupplungshälfte 94 in Reibschluß mit der zweiten Kupplungshälfte 86 gelangen kann bzw. bei Deaktivierung des Elektromagnets 88 sich aus dem Reibschluß entfernen kann. In die Innenwand der Zentralbohrung der ersten Kupplungshälfte 94, durch die sich das Ende 93 der Vorschubspindel 90 erstreckt, sind zwei axial beabstandete Nuten 95, 97 geschnitten, wobei in jeder der beiden Nuten 95, 97 je eine Kugel eingefan­ gen ist. Jede der beiden Kugeln greift in die Rille 91 der Vorschubspindel 90 ein.

Nicht dargestellt sind die weiteren Teile der Stangenzu­ führvorrichtung gemäß Fig. 1, auf die zur Vermeidung von Wiederholung Bezug genommen wird.

Wenn die Vorschubspindel 90 von dem Antrieb in Drehung versetzt wird, um etwa ein Reststück der Materialstange aus dem Spindelstock herauszufahren und/oder eine neue Materialstange im Führungsrohr 20 auf den Spindelstock 81 zuzuführen, ist der Elektromagnet 88 nicht erregt, so daß die erste Kupplungshälfte 94 aus dem Reibschluß mit der zweiten Kupplungshälfte 86 gelangt und mit der Vorschubspindel 90 frei drehen kann, ohne sich längs der Vorschubspindel 90 zu verschieben. Nicht dargestell­ te Anschläge verhindern ein Wandern der Kupplungshälfte 94 längs der Vorschubspindel 90. Wird im Zuge der Bear­ beitung durch den Drehautomaten der Antrieb abgeschal­ tet und der Elektromagnet 88 aktiviert, wird die erste Kupplungshälfte 94 mit der zweiten Kupplungshälfte 86 drehfest gekoppelt, so daß die erste Kupplungshälfte 94 an den Verschiebebewegungen des Spindelstocks längs des Pfeiles 85, d. h. also in Richtung der Achse 92, teil­ nimmt. Diese translatorischen Bewegungen der ersten Kup­ plungshälfte 94 bewirken vermöge der in den Nuten 95, 97 und der Rille 91 eingefangenen Kugeln eine Drehung der Vorschubspindel 90 um ihre Achse 92. Wie im Zusammen­ hang mit Fig. 1 erläutert, wird diese Drehung der Vorschubspindel 90 über das als Fahne ausgebildete Schiebeteil 25 und die Vorschubstange 24 auf die Mate­ rialstange 5 übertragen.

Man sieht, daß sich dieses dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung noch weiter dadurch vereinfachen läßt, daß das Rohrstück 82 weggelassen wird. Die zweite Kupp­ lungshälfte 86 kann dann voll in den Spindelstock 81 in­ tegriert werden, wobei es sich empfiehlt, den Elektro­ magneten 88 an der ersten Kupplungshälfte 94 vorzuse­ hen. Das spindelstockseitige Ende 93 der Vorschubspin­ del 90 wird dann vom Spindelstock 81 bei dessen translatorischen Bewegungen überfahren, wozu im Spindel­ stock 81 eine nicht dargestellte Bohrung vorgesehen ist.

Wenn Drehungen der Vorschubspindel 90 nicht toleriert werden können, die durch die durch das Ein- und Ausrüc­ ken der Kupplung 80 bedingten kurzen Verschiebungen der ersten Kupplungshälfte 94 verursacht sind, kann dadurch Abhilfe geschaffen werden, daß beispielsweise an der der zweiten Kupplungshälfte 86 zugewandten Seite der er­ sten Kupplungshälfte 94 eine relativ zu letzterer dreh­ feste, jedoch hinreichend verschiebliche nicht darge­ stellte Kupplungsscheibe vorgesehen wird, die in Abhän­ gigkeit von der Aktivierung des mit ihr verbundenen Elektromagneten 88 die reibschlüssige Verbindung mit der zweiten Kupplungshälfte 86 besorgt. Beim Ein- und Ausrücken der Kupplung 80 verschiebt sich daher der mit der Vorschubspindel 90 in Eingriff stehende Teil der er­ sten Kupplungshälfte nicht.

Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, statt der be­ schriebenen elektromagnetischen Kupplungen 50, 65, 80 pneumatisch oder hydraulisch betätigbare Kupplungen ein­ zusetzen.

Claims (10)

1. Stangenzuführvorrichtung für einen Drehautomaten mit einem längsbeweglichen Spindel­ stock, mit einem abschaltbaren Antrieb für ein längsbewegliches, fest mit einer Materialstange ver­ bindbares und mit einem Übertragungsglied gekoppel­ tes Schiebeteil, wobei das Übertragungsglied über eine ausrückbare Kupplung mit dem Spindelstock des Drehautomaten koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied eine drehend antreibbar und verschiebefest gelagerte Vorschubspindel (30, 70, 90) aufweist, durch welche das Schiebeteil (25) längsbeweglich geführt antreibbar ist und deren spindelstocknahes Ende (38, 73, 93) über die Kupp­ lung (50, 65, 80), deren eine Hälfte (44, 64, 94), als Spindelmutter ausgebildet ist, mit dem Spindel­ stock (3, 31, 81) koppelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubspindel (30, 70, 90) eine Kugelrollspindel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die andere Kupplungshälfte (86) fest an dem Spindelstock (81) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (81) mit einer Axialbohrung für das spindelstockseitige Ende (93) der Vorschubspin­ del versehen ist, und daß die eine Kupplungshälfte (94) auf dem Ende (93) sitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf den Spindelstock (81) ein Rohr­ stück (82) fest aufgesetzt ist, an dessen freiem Ende die andere Kupplungshälfte (86) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eine Kupplungshälfte (44, 64) dreh­ bar und im wesentlichen verschiebefest auf einer Syn­ chrospindel (10, 60) sitzt, die mit dem Spindelstock (3, 31) fest verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchrospindel (10, 60) eine Kugelrollspin­ del ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das spindelstockseitige Ende (73) der Vorschubspindel (70) eine axiale Blindbohrung (72) zum Eindringen des freien Endes der Synchrospindel (60) aufweist, und daß die andere Kupplungshälfte (66) an dem spindelstockseitigen freien Ende (73) der Vorschubspindel (70) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Kupplungshälf­ te (46) als Scheibe drehbeweglich auf dem freien Ende (13) der Synchronspindel (10) sitzt und mit einem Ketten- oder Riementrieb mit einer an dem spin­ delkopfseitigen Ende (38) der Vorschubspindel (30) befestigten weiteren Scheibe (42) gekoppelt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, oder 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ganghöhen der Ril­ len (11, 61, 71) der Vorschubspindel (30, 70 ) und der Synchrospindel (10, 60) unterschiedlich sind.