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Vorrichtung zum automatischen Zuführen, Spannen und Rollen von vorzugsweise
vorgewärmten Werkstücken Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum automatischen
Zuführen, Spannen und Rollen von vorzugsweise vorgewärmten Werkstücken zwischen
drehangetriebenen Werkzeugrollen mit einem drehantreibbaren Spannfutter, das auf
einem axial zu den Werkzeugrollen gegen diese verschiebbaren Schlitten gelagert
ist, und einem Ablageprisma vor den Rollen für das durch eine Zuführungsvorrichtung
jeweils zugeführte Werkstück.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art hat man durch den erwähnten
Drehantrieb des Werkstückes Fehler, z. B. Unrundheiten, vermeiden wollen, die infolge
des Bewegungswiderstandes des Werkstückes auftreten können, wenn dieses seinen Drehantrieb
erst mittelbar von den Werkzeugrollen erhält. Bei einer dieser bekannten Vorrichtung
erfolgt der Antrieb der Rollspindel über ständig im Eingriff befindliche Zahnräder,
wobei die übersetzung der Zahnräder dem Durchmesserverhältnis der Werkzeugrollen
und des Werkstückes entspricht. Da sich aber das Durchmesserverhältnis je nach Werkstück
ändert, muß die Drehzahl des Antriebes durch Auswechseln von Zahnrädern bzw. durch
Zwischenschaltung von Wechselrädern jeweils neu eingestellt werden. Diese Abhängigkeit
vom Durchmesser des zu rollenden Werkstückes ist nachteilig. Außerdem bedarf es
der vorherigen Abschaltung des Antriebes, um ein neues Werkstück einspannen zu können.
Die bekannten Gewinderollmaschinen mit Drehantrieb des Werkstückes arbeiten daher
mit verhältnismäßig geringer Ausbringung und sind für das Rollen von vorgewärmten
Werkstücken wenig geeignet, weil das Spannen und Zuführen des warmen Werkstückes
zu lange dauert, um die richtige Vorwärmtemperatur bis zum Ansetzen des Rolldruckes
halten zu können.
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Es ist weiter eine Rollvorrichtung zum Eindrücken von Gewinde in dünne
Blechrohre bekannt. Hierbei werden zwei am Maschinengestell ortsfest angebrachte
Ablageprismen verwendet. Das über die Rolle geschobene Werkstück hat keinen eigenen
Drehantrieb, sondern erhält seine Drehbewegung erst durch zwei Rollwerkzeuge, von
denen das eine innen im Rohr und das andere außen angeordnet ist. Ein hydraulisch
verschiebbarer Kopf einer Führungsstange soll das auf den beiden Prismen abgelegte
Rohr über die Innenrolle schieben, wobei das Rohr etwas von den ortsfesten Ablageprismen
angehoben wird. Der Kopf selbst ist dagegen frei drehbar an der erwähnten Führungsstange
gelagert, so daß beim Umlauf des Werkstückes durch die Werkzeugrollen auch der Kopf
mitrotiert. Hierbei tritt auch wieder der bereits erwähnte Nachteil in Erscheinung,
daß die Vorrichtung nur eine verhältnismäßig geringe Ausbringung gestattet und für
das Rollen von vorgewärmten Werkstücken wenig geeignet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, mittels der die beispielsweise induktiv vorgewärmten
Werkstücke im Arbeitstakt der Maschine zugeführt und sofort danach gerollt werden
können, ohne daß die Vorwärmtemperatur des Werkstückes merklich sinkt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Überholkupplung
od. dgl. für den ständigen Drehantrieb des Spannfutters und ein Antrieb für das
Ablageprisma aus der Bewegungsbahn des Spannfutterschlittens heraus und zurück vorgesehen.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß große Profiländerungen, beispielsweise das
Anrollen von Rundköpfen an Bolzen oder sickenähnlichen Profilierungen an rotwarmen
Werkstücken, profilgenau mit hoher Ausbringung der Maschine wirtschaftlich gerollt
werden können. Dabei können der Drehantrieb der Profilrollen und der Drehantrieb
des Spannfutters ohne Unterbrechung weiterlaufen und der Werkstückwechsel dennoch
selbsttätig vollzogen werden, wobei jedes Werkstück einen dem mittelbaren Drehantrieb
seiner Rollwerkzeuge genau entsprechenden Drehantrieb erhält.
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Der Überholkupplung ist allgemein der Vorzug zu geben, jedoch ist
es auch möglich, die überholkupplung beispielsweise durch eine Reibungskupplung,
vorzugsweise eine Lamellenkupplung, zu ersetzen, die für den Drehantrieb nur ein
verhältnismäßig geringes
Drehmoment zu übertragen braucht und deshalb
auch in Öl laufen kann, das dazu dient, die durch die aufgenommene Drehzahldifferenz
entstehende Reibungswärme abzuführen.
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Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das erwähnte
Spannfutter mit einem mit ihm umlaufenden Zylinder und einem darin angeordneten
Kolben vereinigt und der Zylinder mit einer an einer Hohlspindel des Spannfutters
sitzenden Riemenscheibe verbunden ist, deren Keilriemen von der Überholkupplung.
die als Riemenscheibe ausgebildet ist, angetrieben wird. Dabei kann der die überholkupplung
antreibende Elektromotor in vorteilhafter Weise oberhalb des Spannfutters an dessen
Gehäuse befestigt sein.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
unter Hinweis auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt F i g. 1 eine
Aufsicht auf eine schematisch dargestellte Gewinderollmaschine mit angebauter Vorrichtung
für den Drehantrieb, letztere im Schnitt, F i g. 1 a einen Ausschnitt aus der F
i g. 1, der das in das Spannfutter gespannte Werkstück zeigt.
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F i g. 2 die Vorrichtung für den Drehantrieb in Vorderansicht, F i
g. 3 eine Seitenansicht zu F i g. 1 und F i g. 4 die Überholkupplung mit Riemenantrieb.
Mit den Rollwerkzeugen 1 und 2 sollen vorzugsweise an vorgewärmten Werkstücken drei
beliebige Profilierungen, beispielsweise Rundkopf an Bolzen oder Sicken oder andere
Profilierungen, gerollt werden. Die Rollwerkzeuge gehören zu einer Gewinderollmaschine
4 üblicher Bauart. Die beiden Rollspindeln sind mit 5 und 6 bezeichnet. Der Antrieb
erfolgt über die Zwischenwellen 7 und 8, die aus einem Getriebekasten 9 herauskommen.
Der Antrieb erfolgt vermittels der Keilriemenscheibe 10. Zum Rollen von Profilierungen,
die erheblicher Verformungen bedürfen, wird man an Stelle von zwei Rollwerkzeugen
drei oder mehr Rollwerkzeuge benutzen, wie es an sich bekannt ist. Die Rollspindel
6 ist in dem Rollspindelschlitten 11 gelagert. Der Rollspindel Schlitten ist in
bekannter Weise in Führungen 12 des Maschinengestells gegenüber der ortsfest gelagerten
Rollspindel 5 quer verschiebbar. Das hierzu vorhandene pneumatische Vorschubgetriebe
ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die rotwarm ankommenden vorgewärmten
Werkstücke rollen in der geneigt angeordneten Zuführungsrollbahn 13 einzeln zur
Aufnahmestelle und betätigen dabei den Kontakt eines Schalters 14, welcher einen
neuen Bearbeitungszyklus der Maschine einschaltet. Die Zuführungsrollbahn 13 endet
über einem Ablageprisma 15, das auf einem Schwenkarm 16 befestigt ist. Vor dem Ablageprisma
befindet sich ein Anschlag 17 für das Werkstück. Der Schwenkarm ist in Richtung
des Pfeiles 18 hin und zurück beweglich, um bei dieser Bewegung das Werkstück in
das Spannfutter 19 gegen den Auswerferstift 20, der durch die Druckfeder 21 beaufschlagt
wird, einzuschieben. Das Werkstück liegt dabei an dem Anschlag 17 an. Die Einschubbewegung
des Armes 16 erfolgt mittels eines aus Zylinder 22 und Kolben 23 bestehenden Preßluftantriebes.
Der Preßluftzylinder ist an einer Konsole 24 des Gestells 25 um seine Längsachse
drehbar gelagert. Stirnseitig ist eine rohrförmige Führung 26 an dem Zylinder angeflanscht,
die eine aus Nut 27 und Feder 28 bestehende Kolbenstangenführung aufweist. Am Ende
der Führungsstange 29 ist der Arm 16, der das Ab Lageprisma 15 trägt, befestigt.
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Der Arm 16 führt außer der Hin- und Herbewe gang in Richtung des Pfeiles
18 eine Schwenkbewe gang gemäß dem Pfeil 30 (F i g. 2) aus, die durch dir Kurve
31 gesteuert wird, auf welcher die Rolle 3: läuft. Die Rolle 32 sitzt an einem zweiten
Hebelaar 33, der im Winkel zum Arm 16 an dem Führungs. rohr 26 befestigt ist. Die
Kurve 31 ist so ausgebildet daß sie den Hebelarm 33 entgegen der Wirkung de Zugfeder
34 in F i g. 2 nach rechts entgegen den Uhrzeigersinn ausschwenkt, wodurch der Zylinder
2.' mit dem Führungsrohr 26 und der Führungsstang( 29 mit dem Schwenkarm 16 in gleicher
Richtuni geschwenkt wird, wodurch der Schwenkarm 16 ir die in F i g. 2 gezeichnete
strichpunktierte Stelluni gelangt. Das Wegschwenken nach unten des Ablageprismas
15 ist erforderlich, damit das Spannfutter 15 vorfahren kann, um das gespannt gehaltene
Werk stück. das über das umlaufende Spannfutter seiner Drehantrieb erhält, zwischen
die Rollwerkzeuge zt bringen.
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Das Spannfutter 19 ist mit der Hohlspindel 3s starr verbunden, die
in dem Gehäuse 36 mittel; Wälzlager 37 drehbar gelagert und mit der Riemen Scheibe
38 verbunden ist. Auf der Riemenscheib( läuft der Keilriemen 39, welcher durch die
als Rie menscheibe ausgebildete Überholkupplung 40 vcrt dem Elektromotor
41 ständigen Drehantrieb erhält In der umlaufenden Hohlspindel 35 ist die
hohl( Zugstange 42 axial verschieblich geführt und durcl die Paßfeder 43 mit der
Hohlspindel undrehbar ver banden. Die Nut 44 gestattet eine Längenverschib bang
zum Spannen und Lösen der Spannbaekert 19' Die Zugstange 42 sitzt an einem Kolben
45, der zu, sammen mit seinem Zylinder 46 mit der Hohlspinde 35 und der Riemenscheibe
38 rotiert. Der Zylinde ist durch Stifte 47 mit der Riemenscheibe 38 vetbanden.
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Die Zuführung von Preßluft zum Zylinder 46 erfolgt über Kanäle
48, 49, die in einem Zapfen 5( des Kolbens 45 vorhanden sind. Der Zapfen 50 läuf
in einer Lagerbuchse 51, die mit zwei Ringnuten 53 54 versehen ist, an welchen die
Anschlüsse 55, 56 fiii die Preßluftzuführungen 57, 58 sitzen. Die Lager buchse
51 trägt die Konsole 59 für einen Endschalter 60, der betätigt wird, wenn das Werkstück
gespannt ist.
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Das Kommando zum Spannen wird durch einer anderen Endschalter 61 gegeben,
der an dem Filh, rungsrohr 26 befestigt ist und dessen Schwenkbewe gang in Richtung
des Pfeiles 30 (F i g. 2) mit ausführt. Betätigt wird der Endschalter 61 durch der
Anschlagarm 62, der auf der Stehspindel 63 einstellbar ist. Die Befestigungsmutter
64 wirkt außerddü als Festanschlag für die axiale Einschubbewegung ir Richtung des
Pfeiles 18 nach links gemäß F l g. 1 wobei der Gegenanschlag am Arm 33 angeordnet
igt Als zweiter Endanschlag dient die am Ende de Spindel aufgeschraubte Mutter 65.
Das durch der Endschalter 60 ausgelöste Kommando zum Vorfah ren des Spannfutters
19 wirkt auf nicht dargestellt( Magnetventile, die Druckluft auf zwei zu beider
Seiten des Spannfutters angeordnete Vorschubzylinder 66, 67 geben, in denen die
Kolben 68,69 ä* geordnet sind, deren Kolbenstangen 70, 71 in dem als Schlitten
ausgebildeten Spindelkasten 72 befestig sind. Der Spindelkasten ist auf Bettführungen
73 gö
führt. Die Längsbewegung des Spindelkastens wird durch Anschlagmuttern
74, 75 begrenzt. Dem Endanschlag 74 ist der Endschalter 76 mit dem ihn betätigenden
Anschlagarm 77 zugeordnet. Die linke Anschlagmutter 74 begrenzt die Vorlaufbewegung,
und der Endschalter 76 schaltet den Vorschub des Rollspindelschlittens 11 ein. Die
rechte Anschlagmutter 75 begrenzt die Rückbewegung des Spindelkastenschlittens 72,
an deren Ende der der Anschlagmutter 75 zugeordnete Endschalter 78 durch die Anschlagschraube
79 betätigt wird. Dieser Endschalter bewirkt über ein nicht dargestelltes Magnetventil
die Umschaltung der Druckluft im Zylinder 46, wodurch der Kolben 45 nach
vorn geht und die Spannzange 19' öffnet. In diesem Augenblick wird das Werkstück
durch den Ausstoßer 20 ausgestoßen, der unter der Spannung der Druckfeder 21 steht.
Das ausgeworfene Werkstück wird über einen Schubhebel 80, der durch den Magneten
8? betätigbar ist, auf die Rutsche 82 ausgeworfen. Gleichzeitig mit dem Magneten
81 wird ein Elektromagnet 83 an der Zuführungsrollbahn 13 betätigt, der das nächste
Werkstück freigibt.
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Die Rücklaufbewegung des Rollspindelschlittens in die Ausgangsstellung
und ebenfalls die Rückbewegung des Spindelkastenschlittens des Spannfutters 19 werden
durch ein an der Gewinderollmaschine bekann=es Zeitschaltgerät in Abhängigkeit vom
Rollvorgang gesteuert.
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Für den Fall, daß die Rollspinde15 ortsfest gelagert ist, muß die
beim Rollen auftretende Querbewegung des Werkstückes durch eine ebensolche Querbewegung
der Zuführungs- und Spanneinrichtung ausgeglichen werden. Hierzu ist der Spindelschlitten
72, der in den Längsführungen 73 verstellbar ist, mittels einer Rollenkette 84 quer
verschiebbar gelagert.
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Die als Riemenscheibe 40 ausgebildete überholkupplung ist in F i g.
4 dargestellt. Die überholkupplung sitzt auf der Motorwelle 41 a. Sie kann beliebiger
Konstruktion sein. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel werden vier unter Federspannung
stehende Kugeln 401 bei der eingezeichneten Drehrichtung in die Keilräume 402 gedrückt
und bewirken die Mitnahme der eigentlichen Riemenscheibe, die auf dem Innenkörper
403 der Überholkupplung geführt ist. Das Werkstück wird durch den Elektromotor 41
mit einer geringeren Drehzahl als später durch die Rollwerkzeuge angetrieben. Wenn
also während des Rollens die Drehzahl des Werkstückes durch den jetzt wirksamen
mittelbaren Antrieb der Rollwerkzeuge höher wird, so wird der durch den Motor 41
bewirkte Werkstückdrehantrieb durch die mit der Drehzahldifferenz in entgegengesetzter
Richtung als ursprünglich umlaufende Riemenscheibe 40
der Überholkupplung
überholt. Der kontinuierlich erfolgende Drehantrieb, der dem Werkstück über das
ständig umlaufende Spannfutter gegeben wird, ist unabhängig von dem jeweiligen Durchmesserverhältnis
zwischen Rollwerkzeugen und Werkstück. In der Zeichnung ist eine Überholkupplung
als Ausführungsbeispiel eines Ausgleichtriebwerkes dargestellt.