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Vorschub- und Spannvorrichtung an Werkzeugmaschinen, insbesondere
Drehautomaten Die Erfindung richtet sich auf eine Vorschub-und Spannvorrichtung
an Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehautomaten, bei der das Vorschieben des Materials
gegen einen ortsfesten Anschlag bzw. dessen Spannen und Entspannen durch zwei elektromotorische
Antriebe erfolgt.
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Man kennt Programmsteuerungen, die über mechanische Anschläge oder
elektrische Kontakte die einzelnen Arbeitsgänge steuern. Es sind auch Steuerungen.
für die Vorschub- und Spannvorrichtung bekannt, welche die einzelnen Bewegungsvorgänge
in Abhängigkeit voneinander in selbsttätiger Aufeinanderfolge bestimmen. Für die
Spannbewegung hat man eine auf der Hauptsteuerwelle angeordnete Kurventrommel benutzt
und für die Vorschubbewegung einen hydraulischen oder motorischen Antrieb.verwendet,
der aber von der gleichen Kurventrommel gesteuert wird. Durch die hierdurch bewirkte
Abhängigkeit der Steuerung beider Bewegungsvorgänge ist ein Anschlag zur Begrenzung
des Materialvorschubes nicht verwendet worden. Die Begrenzung des Vorschubweges
erfolgte lediglich durch Abschaltung des Antriebes, beispielsweise beim hydraulischen
Vorschub durch Betätigung eines Umschaltventils. Der hierbei unvermeidliche Schaltverzug
hat Ungenauigkeiten in bezug auf die Vorschublänge zur Folge. Andere be-
kannte
Steuerungen dieser Art sind teils mechanischer,
teils elektrischer
und teils hydraulischer oder pneumatischer Art. Sie sind. durch den. erforderlichen
umfangreichen Aufwand außerordentlich kompliziert. Es ist nachteilig, daß die Vorschublänge
von. der Genauigkeit der gesetzten. Kontakte, von dem Schaltverzug und von dem Abbrand
der Kontakte abhängt. Kontakte, die von dem vorgeschobenen Material direkt beaufschlagt
werden, können leicht beschädigt werden, so daß die Schaltgenauigkeit leidet. Hydraulische
Verschiebezylinder und -kolben für die Vorschub- und Spannvorrichtungen haben oftmals
unerwünschte Leerzeiten zur Folge. Außerdem ist eine zeitliche Verzögerung der Schaltung
der Ventile durch die Betätigung von Elektromagneten nicht zu vermeiden. Diese Nachteile
wirken sich dahin aus, daß die Vorschublänge in unzulässig hohen Grenzen variieren
kann. Ein weiterer Nachteil der hydraulischen Vorschubeinrichtungen besteht darin,
daß die maximale Vorschublänge für die Abmessung des Vorschubzylinders bestimmend
ist. Große Vorschublängen erfordern daher-entsprechend lange Vorschubzylinder, welche
die Vorrichtung außerordentlich verteuern und die Baulänge der Maschine vergrößern.
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Die Erfindung bezweckt es, diese Nachteile zu vermeiden und eine mit
einfachen Mitteln sicher arbeitende vollautomatische Vorschub- und Spannvorrichtung
für vorzugsweise Stangenmaterial zu schaffen, bei der der Vorschub, das Spannen,
das Entspannen des Stangenmaterials und die Rückführung der Vorschubvorrichtung
in die Anfangsstellung ohne Nebenzeiten bei geringster Wartung der Maschine erfolgt
und jede gewünschte Länge des vorgeschobenen Materials mit großer Genauigkeit einstellbar
ist. Darüber hinaus bezweckt es die Erfindung, die Vorschub- und die Spannvorrichtung
mitsamt ihrer Steuerung einem mit Schaltwalze arbeitenden Drehautomaten anfügen
zu können, ohne daß die Steuerungen für den Vorschub und für das Spannen und Entspannen
in ihrer Aufeinanderfolge von der Schalt- bzw. Kontaktwalze abhängig ist, welche
die übrigen Arbeitsvorgänge der Maschine steuert. Die Erfindung soll es deshalb
auch ermöglichen, die vollautomatisch arbeitende Vorschub- und Spannvorrichtung
nachträglich an einen Drehautomaten anzubauen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die beiden elektromotorischen Antriebe
für das Vorschieben, für das Spannen und Entspannen des Materials durch einen Doppelkontakt
gesteuert werden, der durch eine im Vorschubantrieb@ angeordnete, bei Anschlag des
Materials gegen den ortsfesten Anschlag ansprechende Merlastkupplung betätigt wird,
wobei der Vorschubantrieb ab- und der Spannantrieb eingeschaltet wird. Die beiden
voneinander unabhängigen elektromotorischen Antriebe für das Vorschieben bzw. Spannen
und Entspannen des Materials benötigen zur Steuerung somit nur noch den kontaktlosen,
auf jede Vorschublänge einstellbaren Anschlag und die die Umschaltkontakte betätigende
Überlastkupplung, so daß die eingestellte Vorschublänge unabhängig von der Genauigkeit
der gesetzten Kontakte, einem 1 etwaigen Schaltverzug bzw. dem Abbrand der Kontakte
ist. Es ist für den Werkstattbetrieb von Vorteil, daß der für die Umschaltung benötigte
Doppelkontakt ortsfest an der Maschine installiert ist. Die Steuerung der Vorschub-
und der Spannvorrichtungen wird außerordentlich vereinfacht und die Genauigkeit
der jeweils eingestellten Vorschublänge beträchtlich erhöht.
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Zweckmäßig ist die Überlastkupplung als an sich bekannte unter Federdruck
stehende Schrägzahnkupplung ausgebildet, deren einer unter Federdruck stehender
Kupplungsteil eine Ringnut für den Eingriff eines auf die Kontaktvorrichtung einwirkenden
unter Federdruck stehenden Schwenkhebels aufweist. Beim Auffahren des Materials
auf den ortsfesten Anschlag erfolgt ein Überratschen der Kupplungszähne und infolge.
der Axialschiebung des einen Kupplungsteiles die Betätigung der Kontaktvorrichtung.
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Die Erfindung besteht ferner darin, daß der Motor für den Spannantrieb
durch auf einer gleichzeitig über Kurven das Spannen bewirkenden Scheibe angebrachte
Schaltnocken geschaltet wird, die in der Spann- bzw. Entspannstellung der Scheibe
einen Kontakt beaufschlagen. Dadurch wird eine automatische Steuerung ermöglicht,
wenn nämlich der Vorschubmotor bei zunächst nicht betätigter Spannvorrichtung seinen
Einschaltimpuls durch die Schaltwalze bzw. bei Halbautomaten über einen Einschalter
erhält und das Material durch eine Vorschubstange bis gegen den ortsfesten Anschlag
vorschiebt, wonach der von der Überlastungsvorrichtung betätigte Umschaltkontakt
die Ausschaltung des Vorschubmotors und die Einschaltung des Spannmotors bewirkt
und der Kontakt am Ende der Spannbewegung durch einen Schaltnocken betätigt wird
und den Spannmotor ausschaltet, der zum Entspannen des Materials über die Schaltwalze
wieder eingeschaltet wird, und am Ende der Entspannbewegung über den durch den anderen
Schaltnocken betätigten Kontakt wieder ausgeschaltet wird.
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Zweckmäßig enthält die Spannscheibe eine Aussparung in der Spannkurve,
die einen Durchlaß für einen in der Spannkurve geführten und an einem Spannhebel
angebrachten Zapfen zum Spannen mittels eines auf einer mit dem Spannhebel verbundenen
Welle befestigten Handhebels gestattet. Dadurch ist es möglich, die Spannvorrichtung
auch von Hand betätigen zu können.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
der Vorschubantrieb nach Aufbrauch des Stangenmaterials am Ende des Materialvorschubes
sowie - nach Rückkehr in die Ausgangsstellung durch Beaufschlagung von Schaltbolzen
auf Endkontakte umsteuerbar ist, so daß nach Aufbrauch des Stangenmaterials durch
einen der Endkontakte die Drehrichtung des Vorschubmotors umgekehrt wird und die
Vorschubstange in ihre Ausgangsstellung zurückfährt, in der der andere Endkontakt
beaufschlagt wird, der den Vor-Schubmotor ausschaltet, und ihn wieder auf entgegengesetzte
Drehrichtung umschaltet, die für den
erneuten Materialvorschub benötigt
wird. Zweckmäßig sind die Schaltbolzen mit einem Ketten-oder Seiltrieb verbunden,
der über das als Antriebsrad ausgebildete verschiebliche Teil der Überlastkupplung
antreibbar ist.
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Einer der Endkontakte kann in Verbindung mit einem Kontakt einer der
Programmsteuerung dienenden Schaltwalze eine Signallampe einschalten, wenn die Materialstange
aufgebraucht und das letzte vorgeschobene Ende verarbeitet ist.
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Außerdem können Schalter zur getrennten Betätigung des Hauptmotors,
des Vorschubmotors und des Spannmotors vorgesehen sein.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i die Vorschub- und Spannvorrichtung für einen
Einspindelstangenautomaten, Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. i und Fig. 3 die überlastkupplung
mit Schaltvorrichtung.
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Die Mitnahme der Materialstange i in dem Führungsrohr 2 erfolgt in
üblicher Weise durch die Vorschubstange 3, die den Innenkegel 4 zur Aufnahme der
Materialstange aufweist. Der Antrieb der Vorschubstange erfolgt über den Kettentrieb
5, der durch das Kettenrad 6 angetrieben wird, das mit der Welle 7 des Triebwerkes
8 in Verbindung steht, welches durch den Vorschubmotor 9 angetrieben wird. Auf der
Welle 7 sitzt das schräg verzahnte Kupplungsteil. io, das im Eingriff mit dem Kupplungsteil
i i unter Einwirkung der Feder 12 steht und der an seinem Umfang als Kettenrad 6
aus:gebsldet ist. Das Kupplungsteil i i besitzt die Ringnut 13, in welche das kugelförmige
Ende 14 des um die Achse 15 schwenkbaren Hebels 16 eingreift, der entgegen der Feder
17 den Umschaltkontakt 18 beaufschlagt, der mit den Kontakten 18a und 18b versehen
ist. Über den eingeschalteten Kontakt 18a ist der Stromkreis für den Vorschubmotor
9 aufrechterhalten, während der Kontakt 18b in dem Stromkreis des Spannmotors i9
liegt und diesen einschaltet. Der Spannmotor arbeitet über das Getriebe 2o auf die
Welle 2.1, welche die als Kurvenscheibe ausgebildete Spannscheibe 22 trägt, deren
Spannkurve mit 23 bezeichnet ist und die als Hohlkurve ausgebildet ist. Die Spannscheibe
besitzt eine Ringnut 24 für die Schaltstifte bzw. Nocken 25 und 26, die beide den
Ausschaltkontakt 27 betätigen. Beide Schaltstifte stehen sich diametral in der Spann-
und Entspannstellung gegenüber.
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Der Arbeitsverlauf am Werkstück wird durch die mit dem Hauptmotor
28 gekuppelte Schaltwalze 29 gesteuert, welche in mehreren parallelen Ringnuten
30 Schaltnocken 31 für die Betätigung von Kontakten 32 aufweist. Über einen
dieser Kontakte 32 erhält der Vorschubmotor 9 bei zunächst nicht betätigter Spannvorrichtung
seinen Einschaltimpuls, der auch von einem handbetätigten Einschalter gegeben werden
kann. Der Vorschubmotor schaltet ein, und die Vorschubstange 3 schiebt die Materialstange
i bis gegen den einstellbaren festen Anschlag 39 des Revolverkopfes 4.0 vor. Sobald
die Überlastkupplung io, i i wirksam wird, wird der Vorschubmotor über den Kontakt
18a abgeschaltet und der Spannmotor ig über den Kontakt 18b eingeschaltet und das
Material gespannt. Die Spannbewegung erfolgt durch entsprechende Drehung der Spannscheibe
22, bis der Schaltnocken 26 den Endkontakt 27 betätigt und den Stromkreis für den
Spannmotor unterbricht. Wenn dann das Material bearbeitet ist und eine neue Materialstangenlänge
vorgeschoben werden soll, muß die Spannscheibe 22 in die Entspannstellung weitergedreht
werden. Zu diesem Zweck wird der Spannmotor ig über einen Kontakt 32 der Schaltwalze
29, die mit dem Hauptmotor 28 gekuppelt ist, wieder eingeschaltet und das Material
entspannt, bis am Ende der Entspannbewegung der Schaltnocken 25 den Kontakt 27 beaufschlagt
und den Spannmotor wiederum ausschaltet.
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Die Spannwelle 36 steht mit einer an sich bekannten., nicht dargestelltev
Spannvorrichtung in Verbindung, die von dem Spannhebel'34 betätigt wird, der mit
dem Zapfen 35 .in die Spannkurve 23 der Spannscheibe 22 eingreift. Die Spannkurve
23 besitzt eine Aussparung 38, die dem Zapfen 35 des Spannhebels in der Entspannstellung
der Spannscheibe Durchlaß gibt, falls das Spannen beim Einrichten von Hand erfolgen
soll.
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Der Vorschub der Materialstange i erfolgt zweckmäßig über die Feder
41. Auf die genau vorgeschobene Länge wird die Materialstange in der Hohlspindel
42 festgespannt. Nachdem die Materialstange aufgebraucht isst, wird durch den mit
der Vorschubstange 3 oder dem Kettentrieb verbundenen Schaltbolzen 43 der Endkontakt
44 beaufschlagt, durch den die Drehrichtung des Vorschubmotors oder des Vorschubgetriebes
umgekehrt wird, so daß die Vorschubstange in ihre Anfangsstellung nach links zurückfährt.
Durch den an dem Untertrum der Kette befestigten Schaltbolzen 45 wird beim Erreichen
dieser Anfangsstellung der zweite Kontakt 46 beaufschlagt, durch den die rücklaufende
Bewegung der Vorschubstange ausgeschaltet wird und die Drehrichtung des Vorschubmotors
bzw. Vorschubgetriebes wieder umgekehrt, d. h. auf erneuten Vorlauf der Vorschubstange
geschaltet wird. 'Ulan wird zweckmäßig die Drehrichtung durch Umpolen des Vorschubmotors
vorbereitend umkehren. Über den zweiten Kontakt 46 können außerdem auch die elektromagnetischen
Kupplungen 33 im Hauptantrieb ausgeschaltet werden, falls ein Stillstand der Spindel
erwünscht ist. Außerdem wird die Signallampe So über den Kontakt 46 bzw. den Kontakt
44 und einen zugeordneten Kontakt 32 an der Schaltwalze eingeschaltet, wenn die
Materialstange aufgebraucht und die letzte vorgeschobene Materiallänge fertig bearbeitet
ist.
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Für die getrennte Betätigung des Hauptmotors 28 sowie des Vorschubmotors
9 .und des Spannmotors i9 sind die Schalter 47, 48 und 49 vorgesehen. Sie ermöglichen
es, die Maschine auch als Halbautomaten, vornehmlich für Futterarbeiten, zu verwenden.
Es ist auch möglich, die Schaltwalze
2g zu den erforderlichen -Impulsgaben
für den Vorschub- und Spannmotor zu verwenden. Diese beiden Motoren sind zweckmäßig
als Bremsmotoren ausgebildet.