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Stangenmaterialzuführung für Drehautomaten und in Lademagazinen
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zum Einsatz an Drehautomaten.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Stangenmaterialführung für Drehautomaten
und in Lademagazinen zum Einsatz an Drehautomaten, wobei eine Materialstange in
der Zuführachse über jeweils aus zwei korrespondierenden Rollenanordnungen und Riemen
gebildete Halterungen aufgenommen wird und die Riemen derart der Materialstange
zugeordnet sind, daß sie eine Teilumschlingung der Materialstange herbeiführen.
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Materialzuführungen dieser Art werden an Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise
Drehautomaten, eingesetzt, bei denen von einer längeren Materialstange Werkstücke
gefertigt werden. Überschreitet die Materialstange die Länge der Spindel, so muß
eine Führung erfolgen. Das Problem bei diesen Vorrichtungen besteht darin, einmal
eine Führung bei sich drehendem Stangenmaterial zu gewährleisten und zum anderen
der erheblichen Geräuschbelastung entgegen zu wirken.
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Es sind bereits geräuschreduzierte Stangenführungen für Drehautomaten
bekannt geworden. Hierbei erfolgt die Führung des Stangenmaterials durch Gruppen
von vier Spannrollen, wobei in Längsrichtung abwechselnd
obere und
untere Stangenführungen aus jeweils zwei Spannrollen vorgesehen sind, die entsprechende
Flach- bzw. Rundriemen aufweisen.
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Jede Spannrolle ist dabei über eine Sparinfeder gehalten und der Mangel
auftritt, daß bei Ungleichheiten der eingesetzten Spannfedern es zu einer Verschiebung
des Führungszentrums der Materialstangen konimt. Durch die Anordnung der Spannrollen
wird hierbei eine Riemenspannung unter Teilumschlingung der Materialstange nur durch
die Bewegung der Spannrollen vom Zentrum der Materialstange nach außen und zwar
durch die Spannkraft der Spannfedern erreicht. Bei der auch in Spannrichtung des
Riemens erforderlichen Führungskraft ergibt sich als prinzipieller Nachteil dieses
Systems, daß die für die Wirksamkeit der Stangenführung wichtige Größe der Teilumschlingung
der Materialstange durch den Riemen nicht optimal sein kann, da die Spannrollen
-insbesondere bei sogenanntem Profilmaterial- zur notwendigen Bewegungsmöglichkeit
in Spannrichtung nicht in dem an sich wünschenswerten möglichst engen Abstand zur
zu führenden Materialstange sich befinden können. Die auf die Materialstange aufzubringenden
Richt- und Führungskräfte können bei der bekannten Stangenführung mit Riemen deshalb
nur durch eine entsprechend hoch eingestellte Riemenspannung erreicht werden, die
wiederum einen ungünstigen Einfluß auf die Standzeit der Riemen und der Rollenlagerungen
hat.
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Ferner weist die bekannte Stangenführung mittels Riemen und je Riemen
zweier Spannrollen den Nachteil auf, daß je Stangenführungselnheit, bestehend aus
oberer und unterer Riemenanordnung, schwingungsfähige Systeme bestehend aus jeweils
dem Riemen, zwei Spannrollen und deren Führungen nebst Spannfedern existiert. Dabei
wirkt sich die durch die Rotation der Materialstange initiiere Vibration auf eine
Gesamtmasse aus, die keineswegs das Optimum bezüglich der von Vibrationseinflüssen
möglichst weitgehend zu entkoppelnden Masse darstellt.
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Durch die Anordnung der einzeln abgefederten Spannrollen ist ferner
der Einsatz für eine Anordnung bei Mehrspindel-Drehautomaten mit mehreren Führungsvorrichtungen
aus räumlichen Gründen nicht möglich.
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Zur geräuscharmen Führung von Materialstangen sind außerdem Anordnungen
vorgeschlagen worden, bei denen Rollen aus Metall oder elastisch verformbarem Kunststoff
in Längsrichtung und Umfang über die Länge verteilt an der Stange angreifen, wie
sie aus DE-OS 20 62 303 und DE-GM 76 21 114 bekannt geworden sind.
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Es wirkt sich hierbei nachteilig aus, daß bei der Führung von Stangenmaterial
mit unrundem Querschnitt, wie auch bei nicht völlig geraden Stangen, die Rollen
durch Verformung beansprucht werden und dadurch nur eine kurze Standzeit haben.
Außerdem bewirken die stoßartigen Kontakte der -in idealisierter Darstellung- nur
linienförmigen Anlagen zwischen Materialstange und Führungsrollen hohe Flächenpressungen
und ein Ausschlagen der Führungsrollen, das wiederum mit Geräusch verbunden ist.
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Die bisher am häufigsten eingesetzten rohrförmigen Stangenführungen
schließlich ergeben durch den ständigen Aufprall der Werkstoffstangen an den Wandungen
der Führung einen erheblichen Geräuschpegel.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, geräuscharme Stangenmaterialführungen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die einen Einsatz sowohl für
Einspindel- als auch für Mehrspindelautomaten gewährleisten und große Amplituden
des Führungssystems vermeidet und zugleich die Größe der durch Rotation bewegten
Massen auf ein Minimum gebracht wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der
Riemen jeder Ro##enanordnung über zwei Umlenkrollen und eine zusätzliche federbelastete
Spannrolle in der Art eines Dreiecks geführt ist und die Umlenkrollen einander fest
zugeordnet sind sowie der Riemen in dem Bereich zwischen den Umlenkrollen die Materialstange
aufnimmt, wobei die Umlenkrollen jeder Seite der Zuführachse axial miteinander fluchten.
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Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß unabhängig von dem
Durchmesser des Stangenmaterials eine automatische Zentrierung erfolgt und dabei
durch die Anordnung der Riemen über die Rollen Probleme, wie sie durch Federn bzw.
der Ungleichheit der einzelnen Federn auftreten, vermieden wird. Es wird hierbei
ferner erreicht, daß eine geringe Masse arbeitet, da die Umlenkrollen im Abstand
festgelegt sind und die einzige Spannrolle jeder Rollenanordnung eine relativ kleine
Masse darstellt.
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Um eine einfache Öffnung der Führungseinrichtung zum Nachladen vorzusehen,
wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß eine Umlenkrolle jeder Rollenanordnung
über einen Schwenkhebel angeordnet ist, wobei der Anlenkpunkt des Schwenkhebels
in der Drehachse der anderen Umlenkrolle liegt und die Anlenkpunkte der Schwenkhebel
an derselben Seite der Zuführachse angeordnet sind. Hierdurch wird nur eine Umlenkrolle
und die Spannrolle verschwenkt.
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Eine einfache Ausbildung wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen,
daß die Spannrolle über einen Spannhebel am Schwenkhebel schwenkbar gelagert ist.
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Um eine Schließ- und Öffnungsstellung der Anordnung auf einfache Weise
herbeizuführen, wird vorgeschlagen, daß die Schwenkhebel einer Halterung über einen
Scherenantrieb gemeinsam verstellbar angeordnet sind.
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Zur Führung der Vorschubstange ist vorgesehen, daß jeder Schwenkhebel
als Winkelhebel ausgebildet ist und an einem Hebelarm eine Führungsrolle für eine
Vorschubstange derart angeordnet ist, daß beim Verschwenken des Schwenkhebels aus
der Halteposition für die Materialstange die Führungsrolle in eine Führungsposition
für die Vorschubstange verschwenkbar ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Stangenmaterialführung
mit mehreren aus zwei korrespondierenden Rollenanordnungen gebildeten Halterungen,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Anordnung in der Bearbeitungsstellung, wobei ein
Riemen zur Unterscheidung eine unterbrochene Kennzeichnung aufweist, Fig. 3 einen
Schnitt durch eine Anordnung in der Ladestellung mit einer Vorschubeinrichtung,
einem Ladearm und einem Schwenkantrieb für die Verstellung, Fig 4 einen Schnitt
gemäß Ebene IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 eine Prinzipdarstellung mit Stangenmaterial
großen Durchmessers
und Fig. 6 eine Prinzipdarstellung für einen
Mehrspindel-Drehautomaten mit Stangenmaterial kleinen Durchmessers.
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Die Vorrichtung wird im wesentlichen durch obere und untere Rollenanordnungen
1 und 2 gebildet, die über die axiale Länge einer Materialstange 3 verteilt sind.
Die Materialstange 3 wird dabei durch einen nicht näher dargestellten Drehautomaten
angetrieben. Zweckmäßiger -weise ist je eine Rollenanordnung 1, 2 als obere und
untere Führung zu einer Halterung mit engem axialen Abstand zusammengefaßt.
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Jede Rollenanordnung 1 und 2 wird aus zwei Umlenkrollen 4, 5 und einer
Spannrolle 6 gebildet. Diese Rollen 4, 5 und 6 sind in einem Dreieck angeordnet
und werden jeweils durch einen Riemen 7, 7' umspannt.
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Die Umlenkrollen 4, 5 sind jeweils auf einem Schwenkhebel 8 fest einander
zugeordnet. Hierbei ist der Schwenkhebel 8 um die Achse 15 drehbar angeordnet, die
gleichzeitig die Achse für die Umlenkrolle 4 bildet. Die korrespondierenden Rollenanordnungen
1, 2 sind dabei derart angeordnet, daß die Umlenkrollen 5 und 5 jeder Seite axial
miteinander fluchten und über die beiden Riemen 7 und 7' eine Teilumschlingung der
Materialstange erfolgt, so daß sich eine Mittelposition zwischen den Umlenkrollen
4, 5 einstellt.
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Die zugeordnete Spannrolle 6 ist über einen Spannhebel 9 am Schwenkhebel
8 in Punkt 10 drehbar gelagert und an dem der Spannrolle 6 abgewandten Ende mit
einer Feder 11 verbunden, die den Riemen 7, 7' entsprechend auf Spannung hält. Beide
Schwenkhebel 8 der oberen und
unteren Führung sind über die Arme
12 und 13 und Antriebsarm 14 in Form eines Scherenantriebes gekoppelt, so daß bei
Betätigung des Antriebsarmes 14 die Schwenkhebel 8 eine Verstellung um die Achse
15 erfahren und eine Halteposition bzw. Führungsposition einstellbar ist. Hierbei
schwenken die Schwenkhebel 8 immer in entgegengesetzte Richtung um die Umlenkrollen
4.
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Weiterhin ist jeder Schwenkhebel 8 als Winkelhebel ausgebildet und
trägt an einem Hebelarm 18 eine Führungsrolle 16 für eine Vorschubstange 17. Der
Hebelarm ist dabei so angeordnet, daß beim Verschwenken des Schwenkhebels 8 aus
der Halteposition für die Materialstange 3 die Führungsrolle 16 in eine Position
zur Halterung der Vorschubstange 17 gelangt.
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Um eine Fixierung der Schwenkhebel 8 in der Halteposition zu erzielen,
ist eine gestellfeste zusätzliche Verriegelung aus einem Verriegelungshebel 19 und
aus einer Verriegelungsnase 20 angeordnet.
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Gemäß Fig. 3 und 4 ist eine ergänzte Anordnung mit der Vorschubeinrichtung
dargestellt. Hierbei besitzt die Vorschubstange 17 eine Fahne 21, die mit einem
Vorschubschlitten 22 verbunden ist und über eine Vorschubkette 23 angetrieben wird.
Der Vorschubschlitten 22 ist dabei mittels Führungsrollen 28 und Führungsschienen
25 geführt, während die Vorschubkette 23 in einem Führungstrog 26 geführt wird.
Weiterhin ist ein drehbar gelagerter Ladeschwingarm 27 vorgesehen, der über die
Welle 24 entsprechend betätigbar ist.
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Über den Ladeschwingarm 27 wird in der Stellung gemäß Fig. 3 eine
neue Materialstange 3 eingebracht. Das hintere Ende der Materialstange
3
wird dabei in bekannter Weise mit einer Spannhülse verbunden.
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Das Verschieben erfolgt -gesteuert über eine Ersteinschubvorrichtungbei
noch geöffneter Stellung der Stangenführung nach Absenken der Ladeschwingarme 27.
Sobald die Abstechposition erreicht ist, wird die Stangenhrung über den Antriebsarm
14 geschlossen. Hierbei werden nur die Halterungen geschlossen, die mit der Materialstange
3 direkt in Eingriff stehen, während die Führungen, in deren Raum sich bereits die
Vorschubstange 17 befindet, geöffnet bleiben. Die Steuerung der einzelnen Führungen
erfolgt über Kontakte, die durch die Vorschubstange 17 bzw. durch den mit der Vorschubstange
verbundenen Schlitten 22 angesteuert werden und die dann jeweils individuell unter
Selbsthaltung in an sich bekannter Weise mittels Hubmagnet, Druckluftzylinder oder
Drehfeldmagnet durch Betätigung des Antriebsarmes 14 für die Öffnung der Führungseinrichtung
sorgen.
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Das Abteilen neuer nachzuladender Stangen 3 erfolgt nach dem Aufbrauchen
einer Materialstange, dem Öffnen des Führungssystems und dem Rücklauf der Vorschubstange
mit dem Reststück und anschließendem Ausziehen und Auswerfen des Reststücks in an
sich bekannter Weise durch eine Vereinzelungseinrichtung. Unmittelbar nach dem Auswerfen
des Reststicks werden die Lade-Schwingarme 27 eingeschwenkt und die Vereinzelung
einer neuen Stange ausgelöst. Die hierzu benötigten Einrichtungen sind in bekannter
Weise ausgeführt und nicht im einzelnen dargestellt. Sobald die neue Stange eingefallen
ist, und auf den unteren Führungsrollen 16 aufliegt, werden die Ladeschwingarme
27 in ihre Ruhestellung zurückgeschwenkt. Der Ersteinschub der neuen Stangen beginnt
in der bereits beschriebenen Weise.
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Durch die Ausbildung der Anordnung mit den Umlenkrollen 4 und 5 im
konstanten Abstand ist es nunmehr möglich, auch unrunde Stangen 3
und
leicht schlagende Stangen 3 mittels der Riemen 7, 71 aufzunehmen, die über die Spannrollen
6 eine elastische Aufnahme bilden.
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Jegliche auftretende Schwingung der Materialstange 3 wirkt sich nur
auf den Riemen 7 aus, der stets über die Spannrolle 6 und die hierauf einwirkende
Spannfeder 11 gespannt bleibt. Es kann also auch durch ein Schlagen der Stange 3
keinerlei Auswanderung der für die Führungsposition entscheidenden Umlenkrollen
4, 5 erfolgen. Da die Hauptkraftwirkung der Riemenführung in vertikaler Richtung
angreift, ist eine eindeutige Fixierung der Umlenkrollen wichtig für die horizontale
Führung der rotierenden Materialstange 3. Erst hierbei ergibt sich nämlich bei einer
Auswanderung der Materialstange in horizontaler Richtung beispielsweise zu einer
Umlenkrolle 4 bzw. 5, eine progressiv ansteigende Rückstellkraft durch die miteinander
zusammenwirkenden Riemen 7, 7' einer Halterung.
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Es ist grundsätzlich möglich, sowohl Flachriemen als auch Rundriemen
für die Vorrichtung zu verwenden. Im Hinblick auf eine optimale Geräuschdämpfung
haben sich jedoch Rundriemen als vorteilhaft erwiesen, da hierbei vermieden wird,
daß bei Profilmaterial wie Sechskant- und Vierkantmaterial die Flächen der Materialstange
mit den Flächen der Riemen zusammenprallen und dabei Geräusche abgeben können. Die
Riemen sind naturgemäß im Laufe der Zeit einem Verschleiß unterworf en, können jedoch
in einfacher Weise ausgewechselt werden.
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Bei einer derartigen Anordnung ist innerhalb des Arbeitsbereiches
der Stangenführung, beispielsweise zwischen 3 und 25 mm Durchmesser, eine Einstellung
auf den jeweiligen Stangendurchmesser nicht erforderlich.