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Die Erfindung betrifft ein häufig verwendetes Bauteil von
einem Fahrzeug-Servolenkungsventil, bekannt als die Muffe, bei
dem innerhalb der Bohrung eine Anzahl von parallelen, sich in
Längsrichtung erstreckenden, in Umfangsrichtung beabstandeten
Einschnitten in Form von Nuten vorgesehen ist. Diese Nuten sind
an ihren Enden geschlossen, um so in der Bohrung der Muffe eine
Reihe von geschlossenen Kammern zu bilden, die mit ähnlichen, in
Umfangsrichtung beabstandeten Einschnitten in einem
mitwirkenden, zylindrischen Ventilrotorbauteil zusammenwirken, das in der
Muffe eingesetzt ist, und zwar bei einer leichten relativen
Drehung zwischen diesen Bauteilen.
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Solche Muffen werden häufig hergestellt, indem die Bohrung
eines unbearbeiteten Drehteils geräumt wird, um auf diese Weise
darin eine Reihe von Nuten auszubilden. Danach wird jedes Ende
der Muffe mit einer geringen Tiefe angesenkt, und dicht
anliegende Anschlagringe werden eingesetzt, um in der Muffe eine
geschlossene Kammer zu bilden. Alternativ werden die Enden nach
dem Räumen des unbearbeiteten Drehteils geschlossen, indem jedes
Ende der Muffe durch Kaltverformung des Materials geschlossen
wird, und der Überschuß an verformtem Material wird später durch
Nachbearbeiten der Bohrung entfernt.
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Bei einer anderen, aber weniger häufig verwendeten
Konstruktion muß jede der Nuten aus der Bohrung eines unbearbeiteten
Drehteils mittels eines fingerähnlichen Werkzeugs herausgestoßen
werden, das hin- und herschwenkbar in einer Spindel gehalten
ist, wobei das Werkzeug eine Schneidkante hat, mit Hilfe derer
eine Reihe von zunehmend tieferen Schneidbewegungen durchgeführt
wird, um eine Nut mit einem geschlossenen Ende zu erzeugen, die
im Längsschnitt gekrümmt ist. Dieser Vorgang wird für alle
erforderlichen Nuten wiederholt, für die meisten
Fahrzeug-Anwendungen normalerweise vier, sechs oder acht Nuten. Eine
Spezialmaschine, mit der dieses Verfahren durchgeführt werden kann, war
zuerst im US-Patent 3,765,305 offenbart. Wie in den Figuren 13
und 14 jenes Dokuments gesehen werden kann, ist die Tiefe des
Materials, das während einer Schneidbewegung dieser Maschine
entfernt wird, während der Dauer jeder Schneidbewegung ungefähr
konstant, was zu einer gleichmäßigen Spandicke und daher zu
einer optimalen Schneidgeometrie führt. Bei Beendigung des
Stoßvorgangs wird die Maschine notwendigerweise angehalten, und das
Arbeitsspannfutter wird zur Seite gekippt, um das Entladen und
das Beladen mit der nächsten unbearbeiteten Muffe zu
ermöglichen. Damit dies stattfinden kann, ist es erforderlich, daß sich
der Ort der Werkzeugspitze während jeder Schneidbewegung axial
aus der Bohrung heraus erstreckt. Durch dieses Erfordernis einer
zu weiten Bewegung wird das Trägheitsungleichgewicht der
Maschine erhöht und deren Betrieb auf ein solches Ausmaß verlangsamt,
daß diese Anordnung verworfen wurde.
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In dem US-Patent 4,154,145 ist eine raffiniertere Anordnung
einer Stoßmaschine gezeigt, mit der die obengenannten
Einschränkungen überwunden werden können. Maschinen dieser Bauart wurden
für einige Jahre verwendet, obwohl, wie in der Beschreibung
erläutert ist, das Beladen und Entladen des Arbeitsspannfutters
es erforderlich macht, den Mechanismus an einer sehr genauen
Position anzuhalten. Um dies zu erreichen, sind eine elektrische
Bremse und ein separater Elektromotor vorgesehen, um den
Mechanismus langsam in die erforderliche genaue Position zu bewegen.
Ein Anschlag 41, wie in Figur 2 jener Beschreibung gezeigt, wird
dann entfernt, und ein Kniehebelmechanismus wird durch Wirkung
eines Luftzylinders (nicht gezeigt) geklappt, um die
Werkzeughalterung aus dem Werkstück herauszuschwenken. Um diese Bewegung
zu erreichen, ohne daß die Werkzeughalterung mit dem oberen, der
geschnittenen Nut diametral gegenüberliegenden Teil der
Muffenbohrung störend eingreift, muß die Linie, die die Mitte 8 der
Schneidspindel 7 und die Mitte 10 der Schneidspindelhalterung 9
miteinander verbindet, allgemein etwas horizontaler verlaufen,
als in Figur 2 gezeigt ist, wohingegen diese Linie bei der in
dem US-Patent 3,765,305 offenbarten Stoßmaschine vorzugsweise
vertikal sein sollte. Dieser erzwungene Kompromiß führt dazu,
daß die Tiefe des Materials, das während jeder Schneidbewegung
entfernt wird, am Ende der Bewegung im Vergleich mit dem Anfang
der Bewegung bis zu dreimal größer ist, obwohl die Tiefe des
Schnittes vorzugsweise gleichmäßig sein sollte. Der erzeugte
Span ist daher relativ dünn, wenn das Schneidwerkzeug in das
Material der Muffenbohrung eindringt, und dicker, wenn es wieder
aus dem Material austritt. Es wurde erkannt, daß eine solche
Schneidgeometrie in anderen Bereichen der Metallverarbeitung
nicht optimal ist. Beispielsweise wird bei Fräsmaschinen häufig
das "climb milling" verwendet, um zunehmend dicker werdende
Späne zu vermeiden, die durch jeden Zahn des Frässchneiders
während des "herkömmlichen" Fräsvorgangs erzeugt werden.
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Verhindert wurde eine weitere Verbreitung jener Stoßmaschine
außerdem durch die Befürchtung potentieller Benutzer dieses
Verfahrens darüber, daß zum Herstellen aller Nuten in der Muffe nur
eine einzige Schneidkante verwendet wird, im Vergleich mit
einigen Hundert Schneidkanten, die bei dem normalerweise verwendeten
Räumverfahren beim Räumen verwendet werden. Diese Einschränkung
erhöhten sich weiter durch das Erfordernis, ein fingerähnliches
Schneidwerkzeug zu verwenden, das eine Form hat, die durch das
Erfordernis vorgegeben ist, das Werkzeug aus der Bohrung
herausschwenken zu müssen, um das Arbeitsspannfutter zu beladen und
zu entladen. Dies erforderte die Verwendung eines
Schneidwerkzeugs mit einer Hartmetallspitze, die an ihrem Schaft angelötet
ist, oder bei Muffen mit größerem Durchmesser eine spezielle
wegwerfbare Hartmetallspitze mit einer einzelnen Schneidkante.
Keine der Anordnungen ist zufriedenstellend, insbesondere nicht
zur Bearbeitung von Muffen mit kleinem Bohrungsdurchmesser, die
zunehmend häufiger verwendet werden.
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Die in der Industrie erhältlichen, wegwerfbaren Standard-
Hartmetallspitzen, die zur Bearbeitung von Nuten verwendet
werden, haben allgemein die Form eines gleichseitigen Dreiecks,
wodurch drei Schneidkanten vorgesehen sind, und entsprechen den
international akzeptierten Größenstandards. Derartige Werkzeuge
sind aus verschiedenen Hartmetallen und keramischen Materialien
erhältlich, die häufig mit Titaniumnitrid (TiN) beschichtet
sind, und ihre Verwendung macht es möglich, das Stoßverfahren
für die Massenproduktion von Muffen zu verwenden. Jedoch haben
derartige Standardspitzen mit einer Breite, die der Breite einer
typischen Nut in einer Muffe für einen vorgegebenen
Bohrungsdurchmesser entspricht, verglichen mit einem solchen
Bohrungsdurchmesser eine beträchtliche Größe und können daher nicht in
einer Werkzeughalterung des Typs aufgenommen werden, der in dem
US-Patent 4,154,145 offenbart ist. Dies ist der Fall wegen der
oben erläuterten Einschränkung, die durch das Erfordernis
entstanden ist, die Werkstückhalterung während des Entlade- und
Beladevorgangs auf einer gekrümmten Bahn zurückzuziehen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Arbeitsspannfutter
in einer Arbeitshaltespindel enthalten, und in dem Moment, in
dem sich das Werkzeug in radialer Richtung außerhalb der Bohrung
der Muffe befindet, wird die Arbeitshaltespindel entlang ihrer
Achse über ausreichende Distanz verschoben, um es zu
ermöglichen, die Muffe aus dem Arbeitsspannfutter herauszunehmen, ohne
daß sie mit der Werkzeughalterung störend eingreift. Folglich
kann die Hin- und Herbewegung des Werkzeugs während des
Belade/Entladezyklus fortgesetzt werden, und lediglich der Vorschub
des Werkzeugs und das Weiterdrehen der Arbeitshaltespindel
müssen für einen Augenblick unterbrochen werden. Da die
Werkzeughalterung nun relativ zu dem Werkstück axial zurückgezogen wird,
anstatt in einem Bogen, wie im Fall der im US-Patent 4,154,145
offenbarten Stoßmaschine, kann nun eine
Werkzeughalterungsgeometrie verwendet werden, die kompatibel zu wegwerfbaren
Standard-Hartmetallspitzen ist, um sogar Muffen mit kleinen
Bohrungen zu bearbeiten, wodurch die Betriebskosten solcher Maschinen
für die Massenproduktion von Muffen deutlich reduziert werden.
Der Wegfall des Erfordernisses, die Werkstückhalterung in einem
Bogen herauszuziehen, ermöglicht es, daß die oben erwähnte
optimale Schneidgeometrie erreicht wird, bei der die Tiefe des
Materials, das während einer Schneidbewegung dieser Maschine
entfernt
wird, während der Dauer von jeder Schneidbewegung ungefähr
konstant ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Fertigung von an ihrem Ende geschlossenen Nuten, die in
Längsrichtung in der Bohrung einer Muffe angeordnet sind, mit einer
um eine Drehachse weiterdrehbaren Arbeitshaltespindel, wobei die
Spindel ein Arbeitsspannfutter zum Einspannen der Muffe
aufweist, einem an einer Schneidspindel montierten Schneidwerkzeug,
wobei die Achse der Schneidspindel gegenüber der Drehachse der
Arbeitshaltespindel versetzt und zu dieser im rechten Winkel
angeordnet ist, Einrichtungen, um die Schneidspindel zum
Hin- und Herschwenken zu halten, Vorschubeinrichtungen, damit das
Schneidwerkzeug bezüglich der Bohrung in der Muffe eine Folge
von zunehmend tieferen Schnitten und nachfolgenden
Rückbewegungen durchführen kann, wobei nach einer Anzahl von
Weiterdrehungen der Arbeitshaltespindel die an ihren Enden geschlossenen
Nuten in einer Muffe ausgebildet sind, gekennzeichnet durch
Einrichtungen, durch die Arbeitshaltespindel zur Bewegung ent
lang einer zu der Drehachse der Arbeitshaltespindel parallel
verlaufenden Achse verschiebbar gehalten ist, Einrichtungen, die
dazu dienen, die Vorschubeinrichtungen nach Fertigstellung aller
Nuten außer Betrieb zu setzen, und durch Einrichtungen, um die
Arbeitshaltespindel axial relativ zu der Schneidspindel über
eine Distanz zu verschieben, so daß sich das Schneidwerkzeug in
radialer und axialer Richtung außerhalb der Bohrung befindet.
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Es ist bevorzugt, daß, nachdem sich das Schneidwerkzeug in
radialer und axialer Richtung außerhalb der Bohrung befindet,
eine zusätzliche relative Bewegung zwischen der
Arbeitshaltespindel und der Schneidspindel ein axiales Herausziehen der
Muffe aus dem Arbeitsspannfutter ermöglicht, ohne mit dem sich
noch hin- und herbewegenden Schneidwerkzeug störend
einzugreifen. Die Muffe kann dann seitlich zu einer Ladestation und dann
zu einem Förderband, etc. transportiert werden.
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Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die axiale Verschiebbarkeit
der Arbeitshaltespindel erreicht wird, indem diese
Arbeitshaltespindel zur Drehung in einer verschiebbaren
Arbeitsspindelhalterung gelagert ist, die wiederum bezüglich des Maschinenrahmens
axial verschoben werden kann. Es ist jedoch auch möglich, daß
die Drehung und axiale Verschiebbarkeit der Arbeitshaltespindel
erreicht werden kann, indem dieses Element direkt in dem
Maschinenrahmen mit einem Gleitlager gelagert ist. Eine lineare
Kugellaufrille kann ebenfalls verwendet werden, um diese beiden
Bewegungen zu ermöglichen.
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Die verschiebbare Arbeitsspindelhalterung in diesem
Ausführungsbeispiel wird in die Schneidposition hochgefahren und in
die Beladeposition heruntergefahren, und zwar durch einen
Hebe- und Senk-Nockenmechanismus. Es ist bevorzugt, daß in der oberen
Schneidposition eine konische Fläche an der Außenseite der
verschiebbaren Spindelhalterung unter Krafteinwirkung mit einer
entsprechend geformten konischen Fassung in dem Maschinenrahmen
eingreift, wodurch über die Lebensdauer der Maschine während des
Schneidezyklus eine stabile und genaue konzentrische Anordnung
der Arbeitshaltespindel erreicht wird.
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Vorzugsweise ist ein Belademechanismus dazu ausgestaltet, um
zusammen mit der verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung entlang
einer Achse rauf- und runterbewegt zu werden, die parallel zu
der der verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung verläuft, jedoch
versetzt davon, und mit einem Paar Greifer versehen ist, die die
Muffe an dem kurzen Abschnitt von dem äußeren Durchmesser davon
halten, der von dem Arbeitsspannfutter vorsteht. Wenn die
verschiebbare Arbeitsspindelhalterung sich abzusenken beginnt,
steht in einer bevorzugten Anordnung das Arbeitsspannfutter
nicht unter Spannung, und kurz danach wird der Belademachanismus
angehalten, während die verschiebbare Arbeitsspindelhalterung
weiter abgesenkt wird. Dadurch wird die Muffe aus der
Arbeitshaltespindel herausgezogen, und zwar deutlich bezüglich der
unteren Auslenkung des sich hin- und herbewegenden Werkzeugs,
und kann in einer horizontalen Ebene außerhalb des
Arbeitsspannfutters zu einer Ladestation geschwenkt werden, wo das
fertigbearbeitete Muffenbauteil von den Greifern losgelassen und ein
neues Bauteil eingesetzt wird. Vorzugsweise ist der
Belademechanismus mit zwei Greifern versehen und kann um eine halbe Drehung
um eine vertikale Achse weitergedreht werden. Das bedeutet, daß
während des Betriebs der Maschine infolge des Beladens und
Entladens der Greifer keine Zeit verloren geht. Es sei angemerkt,
daß die Greifer während des Schneidvorgangs und der
Weiterdrehung der Muffe nahezu entspannt sind, wodurch zusätzliche
zeitraubende Bewegungen vermieden werden, die erforderlich wären, um
sie von der Schneidzone wegzubewegen, bevor der Schneidvorgang
beginnt, und sie bei Beendigung des Schneidvorgangs der Nuten
zurückbewegen.
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Verschiedene Aspekte eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
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Figur 1 ist eine Querschnittsansicht durch den
Arbeitshalteabschnitt einer Stoßmaschine der vorliegenden Erfindung
in einer vertikalen Ebene, die die verschiebbare
Arbeitsspindelhalterung enthält, in dem Moment, in dem
sich das Schneidwerkzeug während seiner letzten
Rückbewegung in der mittleren Position befindet;
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Figur 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht der
verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung aus Figur 1, in der
Details der Schnittgeometrie gezeigt sind;
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Figur 3 ist eine isometrische Querschnittsansicht einer
Stoßmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Figur 4 ist eine vertikale Querschnittsansicht der
verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung aus Figur 3 während der
Bearbeitung von Nuten in einer Muffe;
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Figur 5 ist eine vertikale Querschnittsansicht der
verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung aus Figur 3, wobei das
Arbeitsspannfutter geöffnet ist, damit die Muffe
herausgenommen werden kann; und
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Figur 6 ist eine vertikale Querschnittsansicht der
verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung aus Figur 3, wobei die
Muffe aus dem Arbeitsspannfutter herausgenommen ist.
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Figur 1 zeigt die Muffe 1 in ihrer Relation zum
Schneidwerkzeug 2 in dem Augenblick von dessen mittlerer Position während
der letzten Rückkehrbewegung davon, das heißt nach Beendigung
des Schneidens der letzten Nut 3 in der Muffe 1. Die Muffe 1 ist
in ein Arbeitsspannfutter 4 eingespannt, das in einer
Arbeitshaltespindel 5 enthalten ist, die wiederum über ein Lager 7
drehbar in einer axial verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung 6
gelagert ist.
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Das Schneidwerkzeug 2 ist vom Typ eines dreieckigen Wegwerf-
Einsetzwerkzeugs und ist passend in einer genauen Tasche oder
Aussparung 8 mittels einer Halteschraube 10 in der
Werkzeughalterung 9 gehalten. Die Werkzeughalterung 9 ist an einem
Schneidkopf 11 der Schneidspindel 12 angebracht, die um eine Achse 13
hin- und herschwenkt, und zwar über einen Winkel, der durch die
strichpunktierten Linien 14 dargestellt ist. Die Achse 13 ist
keine feststehende Achse, sondern wird selbst in einem Winkel
um eine Achse 15 der Schneidspindelhalterung 16 hin- und
hergeschwenkt, um einen Vorschub des Schneidwerkzeugs während des
Schneidens einer vorgegebenen Nut zu ermöglichen. Der
detaillierte Mechanismus dieser Vorrichtung ist nachfolgend genauer
beschrieben.
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Gemäß der Offenbarung in dem US-Patent 4,154,145 wird das
Entladen der Muffe nach Beendigung des Stoßens dadurch erreicht,
daß ein Anschlag (gezeigt als Punkt 14 in Figur 2 von jenem
Patent) entfernt und die Schneidspindelhalterung (gezeigt als
Punkt 9) bezüglich der gezeigten Position über einen Winkel von
etwa 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht wird, wodurch bewirkt
wird, daß das Schneidwerkzeug nach oben und nach rechts auf
einem komplizierten Weg zurückgezogen wird, der durch die
Kinematik des Mechanismus bestimmt ist. Dies ist nur möglich, wenn
die Anordnung der Achse der Schneidspindel (gezeigt als Punkt 8)
relativ zu der Achse der Schneidspindelhalterung (gezeigt als
Punkt 10) eine Linie bildet, die mit ungefähr 50 Grad bezüglich
der Horizontalen geneigt ist, wie in Figur 3 dieser Beschreibung
gezeigt ist. Trotzdem muß ein fingerähnliches Schneidwerkzeug,
wie es in dieser Figur gezeigt ist, verwendet werden, um ein
störendes Eingreifen zwischen dem Schneidwerkzeug und der Muffe
während des Zurückziehens zu verhindern, wodurch die Verwendung
eines praktischen wegwerfbaren Einsetzschneidwerkzeugs oder die
Verwendung eines optimalen Beladewegs nicht möglich ist.
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Nun wird auf Figur 2 dieser Beschreibung Bezug genommen.
Wenn die etwa vertikale Lage der Linie, die Achsen 15 und 13
verbindet, verwendet wird, um die Schneidgeometrie zu
verbessern, wie vorstehend beschrieben wurde, und wenn die Hin- und
Herbewegung des Schneidwerkzeugs an der gezeigten Position
angehalten und die Werkzeughalterung 9 und das Schneidwerkzeug 2
gemäß der im US-Patent 4,154,145 offenbarten Methodik in
Richtung 17 zurückgezogen werden, kann ein störendes Eingreifen mit
der Ecke 18 der Bohrung in der Muffe 1 in einem Ausmaß
stattfinden, wie durch die gestrichelte Linie 19 dargestellt ist,
wodurch die Verwendung eines praktischen wegwerfbaren
Einsetzschneidwerkzeugs unmöglich ist. Während auf der anderen Seite
gemäß der vorliegenden Erfindung das Schneidwerkzeug weiter
hinund hergeschwenkt wird, wird bewirkt, daß die verschiebbare
Arbeitsspindelhalterung 6 in Richtung 20 abgesenkt wird, wodurch
die Muffe 1 in axialer Richtung bezüglich des Schneidwerkzeugs
2 außer Eingriff gebracht wird, so daß die Hüllkurve von dessen
Bewegung vollständig in den Grenzen der zylindrischen Bohrung
der Muffe 1 liegt und dadurch jeglicher störender Eingriff
verhindert wird.
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Nun wird auf Figur 3 Bezug genommen, in der eine allgemeine
Anordnung einer Stoßrnaschine dargestellt ist, durch die die
vorliegende Erfindung gebildet ist, wobei die Funktionsweise des
Schneidmechanismus bezüglich einiger Aspekte ähnlich dem ist,
der im US-Patent 4,154,145 gezeigt ist. Die Schneidspindel 12
ist dazu ausgestaltet, um eine Achse 13 in der
Schneidspindelhalterung 16 hin- und hergeschwenkt zu werden, die wiederum
gelagert ist, um mit einem Winkel um Achse 15 in dem
Spindelkasten 21 hin- und her geschwenkt zu werden. Es sei angemerkt,
daß sich die Achse 13 der Schneidspindel 12 im wesentlichen eher
vertikal über der Achse 15 der Schneidspindelhalterung 16
befindet, als schräg darüber. Das Hin- und Herschwenken der
Schneidspindelhalterung 16 mit einem Winkel wird durch den Hebel 22
bewirkt und verursacht, daß sich Achse 13 zwischen den äußersten
Positionen 13a und 13b (unter Bezugnahme auf Figur 2) auf eine
Art und Weise bewegt, die nun beschrieben wird.
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Das Hin- und Herschwenken der Schneidspindel 12 mit einem
Winkel wird durch einen daran angebrachten Hebel 23, den
Kurbelstift 24 und die Verbindungsstange 25 bewirkt. Normalerweise
wird die Schneidspindel 12 über einen Winkel von etwa 40 Grad
hin- und hergeschwenkt, wobei die Schneidspindelhalterung 16
über einen Winkel von etwa 10 Grad hin- und hergeschwenkt wird.
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Die Verbindungsstange 25 wird durch die Hauptwelle 26
angetrieben, die sich um Achse 27 in Lagern dreht, die am
Maschinenrahmen 64 vorgesehen sind, und ist mit einem "Kurbel"-Abschnitt
versehen, wie beispielsweise der Kurbel 28. Der Versatz der
Kurbel 28, der durch den Abstand zwischen den Achsen 27 und 29
bestimmt ist, ist so, daß der gewünschte Winkel des Hin- und
Herschwenkens der Schneidspindel 12 bewirkt wird.
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Der Winkelhebel 30 trägt Laufrollen 31 und 32, die jeweils
an Nocken 33 und 34 anliegen und mit diesen in Kontakt gedrückt
werden, und zwar durch Wirkungen, die von der Anwendung einer
Kraft resultieren, die durch Feder 36 in Richtung 35 aufgebracht
wird. Die Feder 36 ist angeordnet, um auf das vorstehende Ende
des Stiftes 37 zu wirken, durch den der Winkelhebel 30 und der
Hebel 22 schwenkbar verbunden sind. Das untere Ende der Feder 36
ist an dem Maschinenrahmen 64 befestigt.
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Daher bewegt sich der Winkelhebel 30 unter der Wirkung der
beiden Nocken 33 und 34, dessen Ausgabe wirksam "addiert" wird,
um das erforderliche Hin- und Herschwenken um einen Winkel über
den Hebel 22 auf die Schneidspindelhalterung 16 zu bewirken.
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Der Nocken 33 ist an der Hauptwelle 26 montiert und hat um
Achse 27 über etwa die Hälfte seines Umfangs einen konstanten
Radius und über die andere Hälfte seines Umfangs einen
halbelliptischen Abschnitt, durch den ein verminderter Radius
gebildet ist. Der Nocken 33 bewirkt einen Vorschub des
Schneidwerkzeugs 2 während eines Abschnitts der Schneidbewegung, in dem
Metall entfernt wird, und ein Zurückziehen des Schneidwerkzeugs
2 während des Abschnitts der Zurückbewegung. Die Vorschub- und
Zurückbewegung des Nockens 33 ist vollständig in dem US-Patent
4,154,145 beschrieben.
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Der Nocken 34 ist auf der Welle 38 montiert, die in Lagern
an dem Maschinenrahmen 64 gehalten ist und sich in der gezeigten
Richtung dreht. Dieser Nocken ist über Dreiviertel seines
Umfangs als ein spiralförmiger Abschnitt geformt, wobei über einem
Viertel ein Abschnitt mit vermindertem Radius vorgesehen ist,
und bewirkt den zunehmenden Vorschub, der für eine Anzahl von
Schneidbewegungen erforderlich ist, um eine vorgegebene Nut 3 in
der Muffe 1 vollständig zu fertigen.
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Diese Vorschubwirkung des Nockens 34 ist vollständig in dem
US-Patent 4,154,145 beschrieben. In der gezeigten Position hat
der Nocken 34 gerade bewirkt, daß die Laufrolle 32 zum höchsten
Punkt ihres weges angehoben wurde, was der maximalen
Schneidtiefe des Schneidwerkzeugs 2 entspricht, und davon auf den
obengenannten Abschnitt mit vermindertem Radius abgesenkt wird. Wenn
die Laufrolle 32 an diesem Abschnitt mit vermindertem Radius mit
dem Nocken 34 Kontakt hat, entspricht die Vorschubposition des
Schneidwerkzeuges 2 derjenigen, die in Figur 1 gezeigt ist.
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Der Nocken 34 wird durch ein Untersetzungsgetriebe 39 von
der Hauptwelle 26 über ein Ritzel 39a angetrieben, das sich in
der gleichen Richtung wie die Welle 38 dreht. Die Hauptwelle 26
dreht sich fortlaufend unter der Wirkung des Motors 40 und des
Antriebsriemens und der Riemenscheibe 41.
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Die Welle 38 trägt ein Kettenrad, das über eine Kette 43 das
Kettenrad 44 und dann über eine mit einem Kreuzgelenk verbundene
Welle 38 einen Verdrehmechanismus 46 antreibt. Dieser
Verdrehmechanismus hat einen herkömmlichen Aufbau und dient dazu, die
Muffe 1 zum Schneiden aufeinanderfolgender Nuten schrittweise
weiterzudrehen.
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Das Ritzel 39a ist gelagert, aber in axialer Richtung
bezüglich der Hauptwelle 26 begrenzt. Das Ritzel 39a hat
Klauenkupplungszähne, die an der nahegelegenen Fläche davon ausgebildet
sind, und ein Ritzel 47 ist auf ähnliche Art und Weise gelagert
und begrenzt, hat jedoch Klauenkupplungszähne, die an der
entfernten Fläche davon ausgebildet sind. Ein Kupplungsbauteil 48
ist verschiebbar auf der Hauptwelle 26 verkeilt und kann entlang
der Hauptwelle 26 mittels eines Bügels 49 verschoben werden und
hat Klauenkupplungszähne, die an jedem Ende davon ausgebildet
sind. Der Bügel 49 ist auf einer Welle 50 gehalten, die durch
Wirkung eines Nockenfolgers 51 und einer mit Nocken versehenen
Nockenscheibe 52, die durch ein Schneckengetriebe 53 von der
Hauptwelle 26 angetrieben wird, in axialer Richtung verschoben
wird.
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In der in Figur 3 gezeigten Position hat das
Kupplungsbauteil 48 gerade eine axiale Verschiebung in die Richtung beendet,
die durch den Pfeil 54 gezeigt ist, und zwar durch Wirkung der
Nockenscheibe 52, um so das Kupplungsbauteil 48 außer Eingriff
mit dem Ritzel 39a und in Eingriff mit dem Ritzel 47 zu bringen,
wodurch der Nocken 34 und der Verdrehmechanismus 46 aufhören,
sich zu drehen, und das Schneidwerkzeug 2 fortfährt, außerhalb
der Bohrung der Muffe 1 den in Figur 1 gezeigten Weg zu
durchlaufen.
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Der Beladezyklus der Maschine kann nun beginnen. Das Ritzel
47 treibt nun über das Untersetzungsgetriebe 55 und die
Kettenräder 56 und 57 und die Kette 58 die Welle 59 und den Hebe- und
Absenknocken 60 in der gezeigten Richtung an.
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Der Nockenfolger 61 ist im Hebel 62 gelagert, der um eine
Achse 63 in dem Maschinenrahmen 64 schwenkbar ist. Der Hebel 62
ist verlängert, um einen Bügel mit Rollen 65 zu bilden, die mit
einer Nut 66 in der verschiebbaren Arbeitsspindelhalterung 6
eingreifen, die an ihrem unteren Ende im Lager 67 und an ihrem
oberen Ende im Lager 68 (siehe ebenso Figur 4) verschiebbar im
Maschinenrahmen 64 gehalten ist.
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Die verschiebbare Arbeitsspindelhalterung 6 hat eine
konische Fläche 69, die in dem gezeigten Augenblick durch die
Wirkung des Hebels 62, des Nockens 60 und des Nockenfolgers 61 nach
oben in die konische Vertiefung 70 in Lager 68 gedrückt wird.
Sofort bei Beginn des Beladezyklus dreht sich der Nocken 60 in
der gezeigten Richtung, und der ausgeschnittene Abschnitt 71 des
Nockens 60 ermöglicht es, daß die Arbeitsspindelhalterung 6 sich
abzusenken beginnt. Im gleichen Augenblick treibt die Welle 59
über die Kegelzahnräder 72 die Welle 73 an, die zu der
Beladeeinrichtung 74 führt, in der verschiebbar als auch verdrehbar
die Welle 75 gelagert ist, die an ihrem unteren Ende
Beladearme 76 trägt.
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Die Beladearme 76 sind mit Greifern 77 versehen, die
betätigt werden, um sich um die Muffe 1 zu öffnen und zu schließen,
die in dem Arbeitsspannfutter 4 gehalten ist, und um die
nächsten zu bearbeitenden Muffe la, die auf der Beladestation
gehalten
ist, die eine Plattform 78 enthält, die einen Vorsprung auf
der integrierten Verlängerung 79 der verschiebbaren
Arbeitsspindelhalterung 6 bildet.
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Der Mechanismus in der Beladeeinrichtung 74 hat herkömmliche
Maschinenbauteile, die bei Drehung der Welle 73 eine axiale
Verschiebung und aufeinanderfolgende Halbdrehungen der Welle 75
bewirken, und das Öffnen und Schließen der Greifer 77 in der
geeigneten Reihenfolge wird nun beschrieben.
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In der in Figur 4 gezeigten Position sind die Greifer 77
sowohl während der Bearbeitung der Nuten in der Muffe 1 als auch
während des Ladens der nächsten zu bearbeitenden Muffe 1a auf
die Beladeplattform 78 geöffnet.
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Wenn der Beladezyklus beginnt, schließen sich die Greifer 77
um die Muffen 1 und 1a, und die Welle 75 und die verschiebbare
Arbeitsspindelhalterung 6 werden in der gezeigten Richtung auf
koordinierte Art und Weise abgesenkt, die jeweils durch einen
geeigneten Nocken in der Beladeeinrichtung 74 (nicht gezeigt)
und den Nocken 60 bewirkt wird. Eine kurze Zeit später, greift
der Hebel 80, der die Rolle 81 trägt, mit dem Anschlag 82 des
Maschinenrahmens 64 so ein, daß das Arbeitsspannfutter 4 an
seine konische Stelle in der Arbeitshaltespindel 5 angehoben
wird, um so die Muffe 1 freizugeben, wobei ein derartiges
Verfahren der Freigabe übliche Praxis beim Betrieb von Spannzangen
bei Drehmaschinen ist.
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Figur 5 zeigt den Augenblick, in dem das Arbeitsspannfutter
4 geöffnet und die Welle 75 in ihrer nach unten gerichteten
Bewegung angehalten ist, während die verschiebbare
Arbeitsspindelhalterung 6 weiter abgesenkt wird, um so die Muffe 1 aus dem
Arbeitsspannfutter 4 zu entfernen, wie in Figur 6 dargestellt,
wobei die Welle 75 und die Beladearme 76 um eine halbe Drehung
gedreht werden, um die unbearbeitete Muffe la über das
Arbeitsspannfutter 4 zu bringen und die fertigbearbeitete Muffe 1 über
die Beladeplattform 78 zu bringen. Die Folge der eben
beschriebenen Vorgänge wird nun in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt,
so daß die Muffe 1a in das Arbeitsspannfutter 4 eingesetzt wird,
um bearbeitet zu werden, und die fertigbearbeitete Muffe 1 auf
ähnliche Art und Weise auf der Beladeplattform 78 plaziert wird
und von Hand oder durch eine geeignete Robotereinrichtung auf
ein benachbartes Förderband (nicht gezeigt) entfernt werden
kann.
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Während des gesamten beschriebenen Beladevorgangs, der 2
oder 3 Sekunden dauert, wird die Schneidspindel 12 weiterhin
hin- und hergeschwenkt, wohingegen der Nocken 34 und der
Verdrehmechanimus 46 zeitweilig abgeschaltet sind, da das
Kupplungsbauteil 48 nicht mit dem Ritzel 39a in Eingriff steht.
Sofort danach bewirkt eine Drehung der Nockenscheibe 52, daß der
Beladezyklus beendet wird, und das Kupplungsbauteil 48 greift
wieder mit dem Untersetzungsgetriebe 39 ein, um wieder mit dem
Schneidzyklus zu beginnen.