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Titel: Stangenzuführvorrichtung für Maschinen
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zum Verarbeiten rotierender Materialstangen
Beschreibung
Stangenzuführvorrichtung für Maschinen zum Verarbeiten rotierender Materialstangen
Die Erfindung betrifft eine Stangenzililhrvorrichtung für Maschinen, insbesondere
Drehmaschinen,zum Verarbeiten rotierender Materialstangen, mit auf einem Gestell
angeordneten Rollensätzen aus je drei oder mehr Rollen, die rings um eine allen
Rollensätzen gemeinsame, gedachte Stangenachse angeordnet und mittels einer Betätigungseinheit
elastisch an eine längs der Stangenachse vorschiebbare, rotierende Materialstange
andrückbar sind.
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Eine solche, aus dem DT-GM 76 21 114 bekannte Stangenzuführvorrichtung,
deren Rollen je einen Belag aus einem Elastomer aufweisen, hat sich im Prinzip bewährt,
da sie die bei den meisten Stangenzuführvorrichtungen äußerst störende Geräuschentwicklung
und Schwingungsübertragung auf die ihr nachgeordnete, stangenverarbeitende Maschine
weitgehend unterbindet, und dies sogar beim Zuführen von Materialstangen unrunden,
beispielsweise quadratischen, rechteckigen oder Jechseckigen Querschnitts. Es hat
sich indessen als schwierig, in bestimmten Fällen sogar als unmöglich erwiesen,
auch bei nicht völlig geraden Materialstangen
einen befriedigend
ruhigen Lauf zu erzielen. Schon leicht gekrümmte Materialstangen neigen dazu, in
dem Bereich, in dem ihre Abweichung von der gedachten Stangenachse am größten ist,
durch heftige Stöße gegen die Rollen Geräusche zu erzeugen oder deren Beläge zu
zerstören, wenn diese hinreichend weich sind, um Geräusche zu verhindern.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Stangenzuführvorrichtung
der beschriebenen Gattung zu schaffen, die bei befriedigender Lebensdauer ihrer
Rollen imstande ist, auch in erheblichem Maß verbogene, in einem üblichen Drehautomaten
aber noch verarbeitbare, rotierende Materialstangen ohne nennenswerte Geräuschentwicklung
dem Drehautomaten oder einer anderen Bearbeitungsmaschine sicher zuzuführen.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rollen unabhängig
voneinander über je einen federnden Stoßdämpfer mit der zugehörigen Betätigungseinheit
verbunden sind.
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Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die Geräuschentwicklung
bei der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung mit der Massenträgheit jedes einzelnen
Rollensatzes zusammenhängt, dessen Rollen Radialschlägen der Stange nur gemeinsam
ausweichen können.
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Durch die Erfindung erhält jede Rolle die Möglichkeit, zusätzlich
zu den Bewegungen, die sie gleichzeitig mit den übrigen Rollen desselben Rollensatzes
ausführt, gedämpfte Einzelbewegungen auszuführen, von denen die übrigen Rollen unbeeinflußt
bleiben.
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Überraschenderweise wird durch diese zusätzliche Bewegungsfreiheit
der Rollen die Zentrierung der Matrialstange nicht verschlechtert, sondern die Güte
der Zentrierung wird zumindest aufrechterhalten, bei guter Abstimmung der Federhärten
und Dämpfungseigenschaften der federnden Stoßdämpfer auf die Biegesteifigkeit der
Materialstange sogar verbessert.
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Im allgemeinen genügt es, die federnden Stoßdämpfer ein für alle
mal entsprechend einer durchschnittlichen Biegesteifigkeit
und Drehzahl
der Materialstange auszuwählen. Die Rollensätze mit erfindungsgemäß abgestützten
Rollen weichen den Radialschlägen verhältnismäßig dicker und deshalb biegesteifer
Materialstangen vermöge ihrer geringen Einzelträgheit hinreichend leicht aus, üben
aber doch genügende Rückstellkräfte aus, um auch dicke Materialstangen zu zentrieren
und dünne Materialstangen darüberhinaus geradezurichten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Feder
des Stoßdämpfers der bzw. jeder oberhalb der Stangenachse angeordneten Rolle weicher
als die Feder des Stoßdämpfers der bzw. jeder unterhalb der Stangenachse angeordneten
Rolle. Damit wird das Eigengewicht der Materialstange zumindest bis zu einem gewissen
Grad ausgeglichen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht einer vor einem Drehautomaten
angeordneten Stangenzuführvorrichtung, Fig.2 einen Ausschnitt aus Fig.1 in größerem
Maßstab, Fig.3 die zu Fig.2 gehörige Draufsicht und Fig.4 den Schnitt IV-IV der
Fig.1.
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Die in Fig.1 als ganzes dargestellte Stangenzuführvorrichtung 10
hat die Aufgabe, einem Drehautomaten 12 eine Materialstange 14 von im dargestellten
Beispiel kreisförmigem Querschnitt zuzuführen. Die Materialstange 14 ist im Bereich
ihres in Fig.1 rechten Endes in einer hohlen Drehspindel 15 des Drehautomaten 12
eingespannt und wird nach jedem Arbeitstakt des Drehautomaten freigegeben, um eine
Vorschubbewegung um eine Werkstücklänge auszuführen. Dies geschieht in bekannter
Weise und wird deshalb nicht näher beschrieben.
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Die Stangenzuführvorrichtung 10 weist mehrere Ständer 16 auf, die
je eine höhenverstellbare Kopfplatte 17 haben. Auf den Kopfplatten 17 ist ein Paar
waagerechter Schienen 18 befestigt.
Die Schienen 18 erstrecken sich
parallel zur Drehspindel 15 und somit auch parallel zur Materialstange 14. Auf den
Schienen 18 sind über Schwingmetallelemente 19 mehrere Traversen 20 befestigt, von
denen sich jede in einer senkrechten Ebene im rechten Winkel zur Materialstange
14 erstreckt. Die Traversen 20 sind derart paarweise angeordnet, daß sie abwechselnd
kleine und große Zwischenräume einschließen.
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Durch in den Traversen 20 aufgenommene Gummi-Metallelemente 21 erstrecken
sich gemäß Fig.2,3 und 4 parallel zur Materialstange 14zwei Achsen, die im folgenden
als untere Achse 22 und obere Achse 24 bezeichnet werden. In jedem großen Zwischenraum
ist außerdem eine Welle 26 angeordnet, die sich ebenfalls parallel zur Materialstange
14 erstreckt und in den beiden Traversen 20, die den betreffenden großen Zwischenraum
begrenzen, drehbar gelagert ist. Die Wellen 26 in den einzelnen großen Zwischenräumen
sind im dargestellten Beispiel nicht miteinander verbunden, sind also unabhängig
voneinander drehbar. In jedem großen Zwischenraum sind auf der unteren Achse 22
zwei untere Hebel 28 und 30, und auf der oberen Achse 24 zwei obere Hebel 32 und
34 gelagert.
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An jedem der Hebel 28 bis 34 ist eine Rolle 36 gelagert, die einen
Belag aus einem Elastomer aufweist.
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Gemäß Fig.4 sind die hebel 28,30,32 und 34 derart gestaltet, daß
die Rollen 36 in gleichmäßigen Winkelabständen von 900 rings um eine gedachte Stangenachse
A angeordnet sind, mit der die geometrische Längsachse der Materialstange 14 übereinstimmen
soll.
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Diese Anordnung mit vier Rollen 36 eignet sich besonders für Materialstangen
mit dem in Fig.4 dargestellten Kreisquerschnit oder mit quadratischem Querschnitt;
für Materialstangen mit dreieckigem oder sechseckigem Querschnitt können dagegen
drei um 1200 gegeneinander versetzte Rollen vorgesehen sein. In diesem Fall sind
die unteren Hebel 28 und 30 vorzugsweise so angeordnet, daß die Achsen der von ihnen
getragenen Rollen 36 auf gleicher Höhe liegen, und von den oberen beiden Hebeln
32 und 34 ist der eine samt zugehöriger Rolle 36 fortgelassen und der andere so
angeordnet, daß die Achse der auf ihm gelagerten Rolle 36 in der senkrechten
Mittelebene
zwischen den Achsen der beiden unteren Rollen liegt.
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Gemäß Fig.2,3 und 4 ist jeder der Hebel 28,30,32 und 34 durch einenLenker
38 bzw.40 bzw.42 bzw.44 mit einem Arm 39 bzw.41 bzw.43 bzw.45 verbunden, der auf
der betreffenden Welle 26 befestigt ist. Auf der Welle 26 ist ein fünfter Arm 46
befestigt, der gelenkig mit einer Betätigungseinheit 47 verbunden ist.
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Die Betätigungseinheit 47 it im dargestellten Beispiel eine hydraulische
oder pneumatische Kolben-Zylindereinheit, deren Zylinder an der in Fig.4 linken
Schiene 18 gelenkig abgestützt ist.
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Fig.4 zeigt die Betätigungseinheit 47 und die von ihr betätigten
Bauteile in einer Betriebsstellung, in der die Rollen 36 mit einer von der Betätigungseinheit
erzeugten Vorspannung an der Materialstange 14 anliegen und diese zentriert halten.
Wird die Kolbenstange der Betätigungseinheit 47 ausgefahren, so werden die Rollen
36 von der Stangenachse A wegbewegt, so daß sie den erforderlichen Raum zum Einlegen
einer neuen Materialstange 14 oder zum Herausnehmen einer noch nicht verbrauchten
Materialstange freigeben.
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Damit die Materialstange 14 auch dann geführt ist, wenn die Rollen
36 sie freigegeben haben, sind an je zwei eng nebeneinander angeordnete Traversen
20 Führungen angeordnet, von denen sich jede aus einer unteren Schale 48 und einer
oberen Schale 49 zusammensetzt, wobei die untere Schale an den beiden betreffenden
Traversen befestigt und die obere Schale um die obere Achse 24 nach oben wegschwenkbar
ist. Zum Verschieben der Materialstange 14 ist ein Schieber 50 vorgesehen, der in
bekannter Weise in einem langgeschlitzten Rohr 51 geführt und durch einen gewichtsbelasteten
Seilzug 52 antreibbar ist.
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Jeder der Lenker 38,40,42 und 44 ist aus zwei Lenkerteilen zusammengesetzt,
die durch einen Stoßdämpfer 54 längsbeweglich
miteinander verbunden
sind. Jeder Stoßdämpfer 54 hat einen an dem einen Lenkerteil des betreffenden Lenkers
befestigten Zylinder 55, einen darin geführten und an dem anderen Lenkerteil befestigten
Kolben 56, einen einstellbaren Anschlagring 57 und eine Druckfeder 58, die bestrebt
ist, den Kolben 56 mit einer von der Stellung des Anschlagrings 57 abhängigen Vorspannung
an diesem anliegend zu halten. Die Druckfedern 58 der den beiden unteren Hebeln
?8 und 30 zugeordneten Stoßdämpfer 54 sind zur Kompensation des Gewichts der Materialstange
14 härter als die Druckfedern der beiden übrigen Stoßdämpfer. Die von der Betätigungseinheit
47 erzeugte Vorspannung bewirkt, daß die Kolben 56 aller Stoßdämpfer 54 einen geringfügigen
Abstand vom zugehörigen Anschlagring 57 haben.
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Ist die Materialstange 14 ungerade und weicht ihre geometrische Achse
infolgedessen in dem betrachteten Querschnitt von der gedachten Stangenachse A ab,
so drückt die Materialstange im Laufe jeder Umdrehung nacheinander alle Rollen 36
im wesentlichen radial von der gedachten Stangenachse A weg, wobei die zugehörigen
Stoßdämpfer 54 - ebenfalls nacheinander - nachgeben und anschließend die zugehörige
Rolle 36 wieder in die normale Betriebsstellung gemäß Fig.4 zurückdrücken. Diese
im wesentlichen radialen Bewegungen der einzelnen Rollen 36 sind voneinander weitgehend
unabhängig, so daß die Materialstange 14 nach jeder Drehung um 900 - oder, wenn
nur drei Rollen 36 je Rollensatz vorgesehen sind, nach jeder Drehung um 1200 - auf
eine Rolle 36 trifft, die ungefähr ihre normale Betriebsstellung oder -infolge der
Vorspannung der zugehörigen Druckfeder 58 - eine weiter radial innen liegende Stellung
einnimmt. Infolgedessen wirken in rascher Folge zentrierende Kräfte auf die Materialstange
14 ein. Dabei verhindern die Stoßdämpfer 54, daß sich Radialschwingungen der Rollen
36 aufbauen.