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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zentrierten Zuführen eines
Werkstücks
zu einer selbstspannenden Spannvorrichtung einer spanabhebenden
Bearbeitungsanlage.
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Für das Zuführen von
Werkstücken
zu einer selbstspannenden Spannvorrichtung von spanabhebenden Bearbeitungsanlagen,
wie beispielsweise Drehautomaten, werden wie allgemein bekannt,
Beschickungseinrichtungen eingesetzt, um die Bearbeitungsanlagen
für einen
längeren
Zeitraum automatisch mit Werkstücken
zu versorgen.
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Diese
Beschickungseinrichtungen bestehen in der Regel aus einer taktweise
gesteuerten Transportbahn, auf der die zu bearbeitenden Werkstücke beabstandet
so positioniert werden, daß dieselben nach
dem Takten der Transportbahn eindeutig zur Spannvorrichtung lagepositioniert
sind, um ein störungsfreies
und zentriertes Spannen der Werkstücke durch die Spannvorrichtung
zu gewährleisten.
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Um
diese Voraussetzung zu schaffen, sind, wie allgemein bekannt, auf
der Transportbahn Werkstückarretierungen
festgelegt, um die zu bearbeitenden Werkstücke unter Berücksichtigung
der Taktstrecke so lagestabil zu positionieren, daß nach dem
Takten der Transportbahn ein zentriertes Spannen der Werkstücke durch
die selbstspannende Spannvorrichtung gesichert ist. Diese Werkstückarretierungen sind
jedoch zur eindeutigen Zentrierung der Werkstücke auf die geometrische Form
und den Umfang der zu bearbeitenden Werkstücke abzustimmen und sind damit
in der Einsatzbreite begrenzt. Folglich ist eine hohe Anzahl von
Arretierungsmitteln vorzuhalten, wenn mit der spanabhebenden Bearbeitungsanlage ein
breites Sortiment an Werkstücken
mit den unterschiedlichsten Abmessungen und geometrischen Formen
bearbeitet werden soll. Die Folge ist, daß erhöhte Kosten für die Anfertigung
und die Wartung der Arretierungsmittel anfallen und ein zusätzlicher
Lagerplatz zur Verfügung
gestellt werden muß.
Darüber hinaus
ist bei jedem Sortimentswechsel eine Umrüstung des Transportbandes erforderlich,
was zu erhöhten
Rüstzeiten
und -kosten führt.
Aber auch die Anfertigung der Arretierungsmittel, insbesondere für kleine
und mittlere zylinderartige Werkstücke, die bekanntlich über eine
geringe Aufstellfläche
und meistens einen hochliegenden Schwerpunkt verfügen, ist zeit-
und kostenaufwendig, um das Werkstück im Arretierungsmittel so
zu positionieren, damit eine zentrierte Zuführung zur Spannvorrichtung
der Bearbeitungsanlage gesichert ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum zentrierten
Zuführen
von Werkstücken
zu einer selbstspannenden Spannvorrichtung von spanabhebenden Bearbeitungsanlagen zu
schaffen, die für
ein breites Werkstücksortiment mit
unterschiedlichen Querschnitten und Umfang nutzbar ist und die mit
geringem Fertigungsaufwand kostengünstig herstellbar und bei der
auf eine einfache Weise ein Werkstück zentriert einsetzbar und nach
dem Bearbeiten entnehmbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer
Vorrichtung gelöst,
bei der das Werkstück
zwischen zwei federbelasteten Halteelementen zentriert einsetzbar
ist, wobei mindestens eines der Halteelemente gegenläufig gleitend
und seitlich geführt
ist und mindestens eine der angrenzenden Stirnseiten der beiden
Halteelemente mit einer das Werkstück zentrierenden Kontur ausgebildet
ist und daß zwischen
den beiden angrenzenden Stirnseiten der Halteelemente ein Distanzelement
eingelegt ist, das zwischen den Stirnseiten einen Spalt ausbildet,
der geringfügig
kleiner als der Durchmesser des zu bearbeitenden Werkstückabschnitts
ist. Mit Hilfe dieser Vorrichtung kann nicht nur das Werkstück auf eine
einfache Weise in einer stabilen Lage zentriert und anschließend problemlos
zentriert von der Spannvorrichtung gespannt und entnommen werden,
sondern darüber
hinaus kann das bearbeitete Werkstück auch auf eine einfache Weise
durch die Spannvorrichtung wieder in die Vorrichtung beschädigungslos
eingesetzt und beim folgenden Takt aus der Bearbeitungsanlage herausgeführt werden.
Darüber
hinaus schaffen die federbelasteten Halteelemente in Verbindung mit
der ausgelegten Länge
der Gleitschiene und dem Distanzelement sowie der oder den zentrierenden Konturen
an den angrenzenden Stirnseiten die Voraussetzung, daß die Vorrichtung
für ein
sehr breites Sortiment von Werkstücken mit den unterschiedlichsten
Querschnitten und Außenkonturen/-Abmessungen
universell nutzbar ist. Folglich kann in den meisten Fällen auf
eine zusätzliche
Umrüstung
der Beschickungseinrichtung beim Umstellen der Bearbeitungsanlage
auf ein anderes zu bearbeitendes Werkstücksortiment verzichtet werden.
Durch die Federbelastung der Halteelemente und die zentrierenden Konturen
an den angrenzenden Stirnseiten der Halteelemente ist die Vorrichtung
selbstzentrierend. Folglich wird das Einsetzen und das Zentrieren
der Werkstücke
in der Vorrichtung wesentlich vereinfacht, so daß selbst ungewollte Nachlässigkeiten durch
die Selbstzentrierung des Werkstücks
nicht unbedingt zu einer Störung
beim Bearbeitungsprozess des Werkstücks führen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind die Halteelemente mittels Zugfedern gleicher Federkonstante
federbelastet, wobei jeweils mindestens eine Zugfeder seitlich an
den Längsseiten
der Halteelemente verläuft,
die mit ihren Enden an den Halteelementen befestigt sind. Vorteilhafterweise
weisen in diesem Fall die seitlichen Befestigungspunkte der Zugfedern
an einem Halteelement die gleiche Lage am Halteelement auf.
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Durch
die Lage der Befestigungspunkte wird ein Verkanten der oder des
gleitend geführten
Halteelemente (s) ausgeschlossen und damit immer eine eindeutig
zentrierte Lage des Werkstücks
sichergestellt.
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Bei
Werkstücken
mit einem sehr hoch liegenden Schwerpunkt und geringer Haltelänge, die
durch die Höhe
der Halteelemente vorbestimmt ist, kann es auch vorteilhaft sein,
wenn mehrfach Zugfedern an jeder Längsseite der Halteelemente
angeordnet werden. In diesem Fall ist an jeder Längsseite die gleiche Anzahl
von Zugfedern anzuordnen, um somit ebenfalls ein Verkanten zu vermeiden.
Die mehrfache Anordnung von Zugfedern gleicher Federkonstante hat den
Vorteil, daß nicht
Zugfedern mit unterschiedlicher Federkonstante vorgehalten werden
müssen, sondern
auf Zugfedern zurückgegriffen
werden kann, die als Ersatzteile vorgehalten werden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist mindestens ein Halteelement mit einer Druckfeder
federbelastet, wobei die Druckfeder zwischen der von der zentrierenden
Stirnseite abgewandten Stirnseite und einem Widerlager angeordnet
ist, das die Gleitfläche
des Halteelements begrenzt. Mit dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung
zum zentrierten Zuführen
des Werkstücks
in der Breite begrenzt werden, was vorteilhaft ist, wenn der verfügbare seitliche
Freiraum in der spanabhebenden Bearbeitungsanlage sehr begrenzt
ist, so daß die seit lich
angeordneten Zugfedern den technologischen Ablauf in der Bearbeitungsanlage
beeinträchtigen
würden.
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Vorteilhafterweise
ist die zentrierende Kontur der Stirnseite der Halteelemente eine
prismenförmige
Kontur. Mit dieser Kontur wird zusätzlich die universelle Anwendbarkeit
der Vorrichtung erweitert, da bekanntlich in einer prismenförmigen Kontur
die unterschiedlichsten Querschnittsformen beim Einsetzen selbstständig eindeutig
lagezentriert werden.
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Nach
einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Distanzelement
zwischen den zentrierenden Stirnseiten der Halteelemente austauschbar.
Damit kann der Spalt zum zentrierten Arretieren der Werkstücke problemlos
im Rahmen der Gleitlänge
der Halteelemente an den Umfang der Werkstücke angepaßt werden. Schließlich kann
aber auch in Abhängigkeit
der Länge
der Werkstücke
die Arretierungslänge
zwischen den Halteelementen im Rahmen der Höhe der Halteelemente durch
höhenveränderte Distanzelemente
problemlos variiert werden, so daß die Vorrichtung nicht nur
für unterschiedliche
Durchmesser sondern auch für
unterschiedliche Längen
der Werkstücke
nutzbar ist. Folglich ist durch die Distanzelemente die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Vorrichtung durch die austauschbaren Distanzelemente, die bevorzugt
lose eingelegt werden, ohne wesentliche Rüstzeiten für ein breites Sortiment von
Werkstücken
verfügbar.
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Vorteilhaft
ist auch, wenn die Zugfedern oder die Druckfeder eine Federkonstante
aufweisen, die hilfsmittelfrei streckbar bzw. drückbar ist. Auf diese Weise
sind die Werkstücke
durch ein leichtes Verkanten der Werkstücke in die Vorrichtung problemlos einsetzbar
und werden anschließend
in Verbindung mit der prismenförmigen
Kontur der federbelastenden Halteelemente selbstständig und
zuverflässig
lagefixiert.
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Vorteilhaft
ist auch, wenn mehrere dieser Vorrichtungen beabstandet auf einer
linear ausgebildeten Beschickungseinrichtung oder auf runden oder ovalen
Beschickungseinrichtungen zur spanabhebenden Bearbeitungsanlage
angeordnet und festgelegt werden, wobei der Abstand zwischen den
Vorrichtungen immer einem Takt der Beschickungseinrichtung entsprechen
sollte. Auf diese Weise kann zum einen sichergestellt werden, daß nach jedem Takt
das Werkstück
eindeutig zum Spannen durch die Spannvorrichtung positioniert ist
und zum anderen wird die spanabhebende Bearbeitungsanlage für einen
längeren
Zeitraum selbstständig
mit Werkstücken
versorgt und es verbleiben während
dieser Zeit nur Überwachungsaufgaben.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und den beigefügten
Zeichnungen, in denen zwei der möglichen
Ausführungformen
der Erfindung gezeigt sind.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1:
eine pespektivische Darstellung einer Vorrichtung mit Zugfedern
und
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2:
eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung mit einer Druckfeder.
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Die
in 1 beispielsweise gezeigte Ausführungsform der Erfindung besteht
im wesentlichen aus einer Grundplatte 18, zwei Halteelementen 2, 3,
zwei Führungschienen 25, 26,
zwei Zugfedern 4, 5, einem Distanzelement 22 und
den Befestigungsmitteln 14, 15, 16, 17 für die Zugfedern 4, 5.
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Die
Grundplatte 18 ist mit einer Gleitfläche 1 ausgebildet,
die an den Längsseiten
durch zwei beabstandete und parallel verlaufende Führungschienen 25, 29 begrenzt ist.
Die Führungsschienen 25, 26 sind
in diesem speziellen Fall als u-förmige Führungsschienen 25, 26 ausgebildet,
die zur Verringerung der Reibungsfläche mit den u-förmigen Öffnungen in Richtung der Gleitfläche 1 liegen
und auf der Grundplatte 18 lösbar oder unlösbar festverbunden sind.
Um die Gleitreibung zwischen den Führungsflächen der Führungsschienen 25, 26 und
den Halteelementen 2, 3 weiter zu verringern,
können
die Führungsflächen der
Führungsschienen 25, 26 mit
einer zurückgesetzten
Aussparung versehen sein, wie in den in den 1 und 2 gezeigt
und nicht weiter benannt.
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Auf
der Gleitfläche 1 und
zwischen den beiden Führungsschienen 25, 26 sind
die beiden Halteelemente 2, 3 eingesetzt, die
eine Breite aufweisen, die ein annäherndes spielfreies Gleiten
der Halteelemente 2, 3 gewährleistet. Die Höhe der Halteelemente
kann dabei in Abhängigkeit
der Länge
der zu bearbeitenden Werkstücke
und dem vorhandenen Freiraum zwischen der Beschickungseinrichtung
und der Spannvorrichtung variiert werden.
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Die
Halteelemente 2, 3 sind bei der in den 1 gezeigten
Ausführungsform
beide gleitend zwischen den Führungsschienen 25, 26 vorgesehen und
an den jeweils gegenüberliegenden
Stirnseiten 6 und 7 mit einer deckungsgleichen
zentrierenden Kontur 20; 21 ausgebildet, die in
diesem Fall eine vertikal verlaufende prismenförmige Kontur ist.
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An
jeder der beiden Längsseiten
des Halteelements 2 ist ein Befestigungsmittel 14 bzw. 15 und an
jeder der beiden Längsseiten
des Halteelements 3 ist ein Befestigungsmittel 16 bzw. 17 vorgesehen, an
denen die Zugfedern 4 bzw. 5 mit ihren Enden festgelegt
sind und somit die beiden Halteelemente gegenläufig federnd belasten.
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Die
Befestigungspunkte 8, 9 der Befestigungsmittel 14, 15 des
Halteelements 2 und die Befestigungspunkte 10, 11 der
Befestigungsmittel 16, 17 des Halteelements 3 weisen
mindestens an jedem Halteelement 2; 3 die gleiche
Lage an den Längsseiten
der Halteelemente 2; 3 auf, um ein Verkanten der gleitenden
Halteelemente 2, 3 beim Einsetzen der Werkstücke zu verhindern.
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Zwischen
den angrenzenden Stirnseiten 6, 7 der Halteelemente 2, 3 ist
ein Distanzelement 22 bevorzugt lose eingelegt, das den
Spalt 24 zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstücks und
des bearbeiteten Werkstücks
ausbildet. Der Durchmesser oder die Breite des Distanzelements 22 wird
dabei durch den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks bestimmt
und so ausgelegt, daß der
ausgebildete Spalt kleiner ist als der zu bearbeitende Teil des Werkstücks. Die
Höhe des
Distanzelements 22 wird in Abhängigkeit der Bearbeitungslänge des
Werkstückabschnitts
bestimmt, so daß bei
veränderten Bearbeitungslängen nicht
in jedem Fall ein Austausch der Halteelemente 2, 3 mit
einer veränderten Höhe erfolgen
muß.
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In 2 ist
eine Ausführungsform
gezeigt, bei der die Federbelastung der Halteelemente 2, 3 mit
mindestens einer Druckfeder 23 erfolgt. Zu diesem Zweck
ist an mindestens einem Ende der Gleitfläche 1 oder an dem
einen Ende der Führungsschienen 25, 26 ein
Widerlager 19 vorgesehen und die Druckfeder 23 ist
zwischen dem Widerlager 19 und der angrenzenden Stirnseite 12; 13 des
Halteelements eingelegt. Selbstverständlich ist es auch möglich beide
Halteelemente 2, 3 federbelastet auszuführen. In
diesem Fall wird ein Widerlager an jedem Ende der Gleitfläche 1 oder
den Enden der Führungsschienen 25, 26 vorgesehen
und zwischen den angrenzenden Stirnseiten 12 und 13 und
dem jeweiligen Widerlager 19 eine Druckfeder 23 eingesetzt.
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Die
Beschickung der Vorrichtung mit Werkstücken erfolgt bei einer entsprechend
gewählten
Federkonstante der Zugfedern 4, 5 oder Druckfeder 23 hilfsmittelfrei
durch ein winkliges Ansetzen des Werkstücks, wobei die Zugfedern 4, 5 gedehnt
bzw. die Druckfeder 23 gedrückt wird und das Werkstück eingeschoben
werden kann, wobei es sich durch die zentrierende Kontur 20; 21 beim
Zusammenziehen der Zugfedern 4, 5 oder beim Entspannen
der Druckfeder 23 zwischen den gleitend ausgeführten Halteelementen
selbstständig
zentriert.
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Beim
Takten der Beschickungseinrichtung wird das Werkstück damit
zentriert der Spannvorrichtung, zugeführt und von dieser, wie bekannt,
automatisch gespannt und aus der Vorrichtung entnommen und durch
die spanabhebenden Bearbeitungswerkzeuge bearbeitet. Nach dem Bearbeiten
kann das nunmehr durchmesserverkleinerte Werkstück durch die Spannvorrichtung
problemlos in den Spalt 24 der Vorrichtung abgelegt werden
und wird beim folgenden Takt der Beschickungseinrichtung aus der
Bearbeitungsanlage schonend herausgeführt und aus der Vorrichtung
hilfsmittelfrei entnommen.
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- 1
- Gleitfläche
- 2
- Halteelement
- 3
- Halteelement
- 4
- Zugfeder
- 5
- Zugfeder
- 6
- angrenzende
Stirnseite
- 7
- angrenzende
Stirnseite
- 8
- Befestigungspunkt
- 9
- Befestigungspunkt
- 10
- Befestigungspunkt
- 11
- Befestigungspunkt
- 12
- Stirnseite
- 13
- Stirnseite
- 14
- Befestigungsmittel
- 15
- Befestigungsmittel
- 16
- Befestigungsmittel
- 17
- Befestigungsmittel
- 18
- Grundplatte
- 19
- Widerlager
- 20
- Kontur – Stirnseite
- 21
- Kontur – Stirnseite
- 22
- Distanzelement
- 23
- Druckfeder
- 24
- Spalt
- 25
- Führungsschiene
- 26
- Führungsschiene