DE69405120T2 - Vorrichtung mit verbesserter Stangenführung zum Zuführen von Stangen in eine Drehbank - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sequentiellen Zuführen von Stangen in einen Drehautomaten. Insbesondere betrifft sie eine Stangenladevorrichtung mit einem verbesserten Stangenführungssystem.
• Die FR.A.2 190 558 offenbart eine Vorrichtung zum Zuführen von Stangen, die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist.
• Der Stand der Technik kennt Drehautomaten, die Stangen mitteis spezieller Ladevorrichtungen sequentiell erhalten, aus denen Teile oder spanend bearbeitete Abschnitte hergestellt werden. Die Ladevorrichtung führt das Ende einer Stange axial an der Rückseite des Drehmaschinenfutters ein. Das Futter weist eine Spannvorrichtung oder einen Spindelkasten auf, die die Stange faßt und axial um eine vorgegebene Länge, die der tatsächlichen Länge des zu bearbeitenden Werkstücks entspricht, unter die Bearbeitungswerkzeuge vorschiebt. Nach erfolgter Bearbeitung des Werkstücks wird dieses abgeschnit ten, die Spannvorrichtung gibt die Stange frei und läuft entlang der Stange in die Ausgangsstellung zurück, faßt die Stange erneut und stellt den zu bearbeitenden Abschnitt unter die Werkzeuge zu. Die Abfolge der Arbeitsgänge wird so oft wiederholt, bis die Stange aufgebraucht ist. Zu diesem Zeitpunkt entnimmt die Ladevorrichtung den restlichen Stangenstummel, entsorgt ihn und führt eine neue Stange in die Drehmaschine ein, so daß der Bearbeitungszyklus erneut automatisch gestartet werden kann.
• Da in der Drehmaschine immer nur ein kurzer vorderer Abschnitt der Stange eingeführt ist, ist die Stange während des gesamten Bearbeitungszyklus an ihrem hinteren Ende durch Führungseinrichtungen abgestützt, die integraler Bestandteil der Konstruktion der Ladevorrichtung sind. Bei bekannten Ladevorrichtungen entsteht zwischen der Zuführ-Spannvorrichtung und der Stangenführungseinrichtung unvermeidlich ein immer größer werdender Abstand, wenn die Spannvorrichtung verfährt, um die Stange in die Drehmaschine zu schieben. Dadurch werden Biegung und Schwingung der Stange möglich, die die von der Drehmaschine ausgeführte spanende Bearbeitung beeinträchtigen. Darüber hinaus sind die insbesondere bei höheren Drehzahlen der Stange entstehenden Resonanzschwingungen mittels herkömmlicher Methoden der elastischen Aufhängung schwer zu dämpfen, wobei sich die Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Weite des freien Abstands zwischen der Spannvorrichtung und den Führungen laufend ändert.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Nachteile zu überwinden, indem eine Vorrichtung zum Zuführen von Stangen in Drehautomaten bereitgestellt wird, die die freien Abstände zwischen der Drehmaschine und der Führungseinrichtung für die Stange in der Ladevorrichtung auf ein Minimum begrenzt und die Führung einer in das Drehmaschinenfutter eingeführten Stange so gleichmäßig wie möglich macht.
• Angesichts dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bereit.
• Zur Verdeutlichung der innovativen Prinzipien der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile gegenüber dem Stand der Technik wird in der nachstehenden Beschreibung auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, die anhand eines nicht einschränkenden Beispiels eine mögliche Ausführungsform unter Anwendung dieser Prinzipien darstellen; es zeigen:
• Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Stangenladevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
• Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Stangenladevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt eine Bearbeitungseinheit oder -station eine Ladevorrichtung 10 und eine Drehmaschine. Von der Drehmaschine ist nur die Futterbaugruppe 11 schematisch dargestellt; der Rest ist dem Fachmann bekannt und hat keinen Einfluß auf die vorliegende Erfindung.
• Die Ladevorrichtung führt eine Stange 12 sequentiell zu, indem sie diese axial in die Futterbaugruppe der Drehmaschine einführt. Zu diesem Zweck weist die Ladevorrichtung einen Schieber 13 auf, der auf die Einführöffnung des Futters 11 ausgerichtet ist und an seinem Vorderende eine Spannvorrichtung 14 trägt, um das hintere Ende der zuzuführenden Stange zu greifen. Der Schieber 13 ist an seinem hinteren Ende von einem Läufer 32 gehaltert, der parallel zur Erstreckung des Stangenschiebers 13 verschoben wird, z.B. mittels einer Kraftübertragungskette 15, die um eine Riemenscheibe 16, 17 gelegt ist. Die Kette wird von einem Motor 18 (vorteilhafterweise des hydraulischen Typs) angetrieben, um den Stangenschieber zu veranlassen, die Stangenzuführbewegungen auszuführen und den zu verschrottenden Stangenstummel zu entnehmen. Entlang dem Stangen- und Schieberweg sind Führungseinrichtungen 19 vorgesehen, die beispielsweise aus einer Vielzahl ringförmiger Elemente aufgebaut und zur Bildung einer Führung ausgerichtet sowie elastisch unterstützt sind, um die durch die auf diesem Gebiet hinreichend bekannten hohen Drehzahlen erzeugten Schwingungen zu dämpfen.
• In Fig. 1 nähert sich die Stange bereits ihrem Bearbeitungsende, d.h. der Schieber hat nahezu die gesamte Erstreckung der Führung 19 zurückgelegt. Natürlich ist die Länge der Führung und somit die Erstreckung des Schiebers proportional zur Länge der zuzuführenden Stange.
• Die Ladevorrichtung kann außerdem automatische Einrichtungen für eine sequentielle Zuführung für die Stangen in der Spannvorrichtung 14, die die Stange vom Stangenvorrat nehmen, und automatische Entnahmeeinrichtungen für den Stangenstummel aus der Spannvorrichtung 14 aufweisen. Der übersichtlichkeit halber sind diese automatischen Einrichtungen nicht dargestellt. Sie werden jedoch allgemein verwendet und sind deshalb dem Fachmann hinreichend bekannt. Geeignete Einrichtungen sind beispielsweise in der italienischen Patentanmeldung MI92A 000978 und in der Patentschrift IT 216 871 beschrieben. Wie in den obigen Patenten dargestellt, kann sich die Führung 19 in Längsrichtung öffnen, um ein seitliches Einführen der vom Vorrat genommenen Stange zu ermöglichen.
• Das Drehmaschinenfutter weist eine Stangenzuführeinrichtung auf, die aus einer Spannvorrichtung 20 zum Fassen der Stange und einer Buchse 21 für die hin- und hergehende Bewegung der Stange während der Bearbeitung besteht. Die Verfahrbewegung der Buchse 21 erfolgt mittels eines bekannten Antriebs 23 entlang einer Führung 22, die parallel zur Richtung der Stangenzuführung verläuft. Die Spannvorrichtung 20 und die Buchse 21 sorgen für die oben beschriebene "abschnittsweise" Zuführ bewegung. Insbesondere nachdem die Stange durch die Ladevorrichtung in das Futter eingeführt worden ist, beginnt die Buchse 21, die Stange unter die Drehwerkzeuge, die schematisch bei 31 angedeutet sind, zuzustellen. Nach Beendigung der Bearbeitung eines Abschnitts fährt die Buchse entlang der Stange in die Ausgangsstellung zurück, die in der Figur mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, und greift die Stange erneut, um sie zur Bearbeitung des nächsten Abschnitts vorzuschieben.
• Die obige Beschreibung gilt für eine grundsätzlich bekannte Technologie, mit der der Fachmann hinreichend vertraut ist. Aus diesem Grund sind beispielsweise diejenigen Elemente nicht dargestellt und detailliert beschrieben, die für die Bewegungen sowie das Öffnen und Schließen der verschiedenen Futterteile, die zur abschnittsweisen Zuführung konzipiert sind, sorgen.
• Gemäß den innovativen Prinzipien der vorliegenden Erfindung erstreckensich die Führungseinrichtungen bis in die Nähe der beweglichen Buchse der Drehmaschine, und mindestens ihr Endteil ist kinematisch mit der Betätigungsbuchse 21 der Drehmaschine verbunden, so daß er ihren Bewegungen folgt, während der Abstand zwischen dem Ende der Führungseinrichtungen und der beweglichen Buchse im wesentlichen unverändert beibehalten wird.
• Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 werden die Führungseinrichtungen von einem Fahrgestell 24, das in Stangenzuführrichtung verläuft, unterstützt. Das Fahrgestell weist beispielsweise ein Paar Schlitten 25, 26 auf, die entlang einer am Rahmen der Ladevorrichtung abgestützten Führung 27 laufen. Das Fahrgestell 24 ist mittels einer Spurstange 30 mit der Betätigungsbuchse 21 der Drehmaschine verbunden, um deren Bewegungen integral zu folgen. Das Fahrgestell 24 kann vorteilhafterweise die gesamte Stangenführung 19 aufnehmen. Die Stange wird somit über ihre gesamte Länge ungeachtet der Stellung der beweglichen Buchse der Drehmaschine unterstützt. Es ist offensichtlich, daß der Abstand zwischen dem Spindelkasten und den Führungseinrichtungen der kleinstmögliche sein kann.
• Im Betrieb ist der Schieber zunächst vollständig zurückgefahren, und eine Stange wird z.B. mittels einer bekannten Ent nahmeeinrichtung für die Stange aus dem Vorrat wie oben erwähnt in der Führung oder deren vorderen Teil positioniert, wenn die Länge der Führung größer als die der Stange ist. Mit den Einschalten des Motors 18 greift die Spannvorrichtung 14, die wahlweise von bekannten Stangenklemmeinrichtungen unterstützt wird, die Stange an deren hinteren Ende und beginnt, sie in aäs Drehmaschinenfutter zu schieben und einzuführen. Nachdem die Stange um einen voreingestellten Betrag in das Futter zugestellt worden ist, wird die Buchse 21 aktiviert, um die Stange zu fassen und dann vorzulaufen, um die Stange unter die Drehwerkzeuge zuzustellen. Nach Beendigung des Vorlaufs kehrt die Buchse in die Ausgangsstellung zurück, um die Stange erneut zu fassen und einen erneuten Vorlauf zu beginnen.
• Die Buchsenbewegung wird über die Stange 30 an das Fahrgestell 24 übertragen, so daß sich zwischen der Ladevorrichtung und der Drehmaschine kein veränderlicher Abstand der nicht unterstützten Stange bildet. Die Buchse kann auch vor- und zurücklaufen, wobei sie die Stange hält, um sie unterhalb der Werkzeuge zuzustellen.
• Während des Vorlaufs der Buchse ist die Speiseschaltung des Motors 18 für Druckabbau oder unter einem leichten Druck geschaltet, so daß der Schieber der der Stange durch die Buchse erteilten Bewegung folgt, ohne seinen Eingriff mit dem Stangenende zu verlieren.
• Nach Abschluß der Bearbeitung der gesamten Stange wird der Motor 18 umgesteuert, so daß der zu verschrottende Stangen stummel aus der Drehmaschine entnommen wird. Der Stangenstummel wird aus der Spannvorrichtung 14 mittels bekannter Entnahmeeinrichtungen entnommen und durch eine neue zu bearbeitende Stange ersetzt.
• Natürlich stellt die obige Beschreibung einer Ausführungsform, bei der die innovativen Prinzipien der vorliegenden Erfindung angewendet werden, nur ein Beispiel dar und ist nicht als Einschränkung der hierin beanspruchten Patentrechte zu sehen. So stellt beispielsweise Fig. 2 eine mögliche Variante der Führung dar, deren Bewegung dem Spindelkasten folgt, um die Stangenführung im wesentlichen gleichmäßig zu halten. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind diejenigen Teile in Fig. 2, die denen von Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen um 100 erhöhten Bezugszeichen gekennzeichnet. Dem zufolge führt eine Ladevorrichtung 110 einer Drehmaschine 111 eine Stange 112 mittels eines Schiebers 113 zu, der an seinem vorderen Ende eine Spannvorrichtung 114 zum Fassen des Endes der zuzuführenden Stange trägt, um sie entlang von Führungseinrichtungen 119, 119', die auf das Futter ausgerichtet sind, zu schieben. Das Futter weist eine Spannvorrichtung oder einen Spindelkasten 120 zum Fassen der Stange und eine Buchse 121 auf, die von einem bekannten Antrieb 123 angetrieben wird, um entlang einer Führung 122 zu verfahren, so daß die Stange unterhalb der Werkzeuge 131 zugestellt wird. In Fig. 2 ist die Buchse mit durchgezogenen Linien und schraffiert in einer Zwischenstellung ihres Wegs dargestellt, dessen Endstellungen mit gestrichelten Linien angedeutet sind. Der übersichtlichkeit halber sind die Verfahreinrichtungen für den Schieber nicht dargestellt. Diese Einrichtungen können jedoch von jedem bekannten Typ sein. So können sie beispielsweise den in Fig. 1 schematisch dargestellten ähnlich sein.
• Die Einrichtungen zum Führen der Stange in der Ladevorrichtung weisen einen ersten Teil 119 auf, der von einem Fahrgestell 125 unterstützt wird und mit dem Spindelkasten über eine Spurstange 130 wie im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 gekoppelt ist. Dem ersten Teil 119 folgen eine Vielzahl Führungsabschnitte oder Segmente 119, die in Reihe angeordnet sind. Jeder Abschnitt 119 wird von einer Grundplatte 124 getragen, die ein Fahrgestell 125 aufweist, das entlang einer Führung 127 parallel zur Stangenzuführrichtung läuft. Die Fahrgestelle sind in Reihe über elastische Verbindungseinrichtungen, z.B. mittels Zugfedern 133, die jeweils zwischen benachbarten Fahrgestellen angeordnet sind, miteinander gekoppelt. Das der Drehmaschine am nächsten befindliche Fahrgestell ist über eine Spurstange 130 mit der beweglichen Buchse 121 gekoppelt, während das gegenüberliegende Fahrgestell mit dem Rahmen der Ladevorrichtung über eine Zugfeder 134 gekoppelt ist. Zwischen benachbarten Fahrgestellen können Verbindungselemente 135 in vorteilhafter Weise angeordnet werden, die sich an den Enden von Bolzen 136 abstützen, die in Nuten 137 in den Grundplatten der Fahrgestelle laufen und die sich in Verfahrrichtung des Fahrgestells dehnen. Die Laufnuten der Bolzen haben eine ausreichende Erstreckung, um die Feder-Rückzugswirkung der verschiedenen Abschnitte 119 aufzunehmen, wenn die bewegliche Buchse 121 aus ihrer Ausgangsstellung in ihre Endstellung verfährt.
• Wahlweise kann ein erster feststehender Führungsteil 119' vorgesehen werden. Sowohl der erste Teil 119' als auch die Abschnitte 119 können aus aufeinander ausgerichteten ringförmigen Elementen bestehen, wie oben im Fall der Führung 19 beschrieben.
• Wenn während des Betriebs die Buchse 121 die Stange in die Drehmaschine schiebt, werden die Abschnitte 119 von der Spurstange 130 gegen die Wirkung der Verbindungsfedern auseinandergezogen. Nach Abschluß des Rücklaufs der Buchse ziehen sich die Federn wieder zusammen, wodurch die Abschnitte wieder zusammengezogen werden. Es ist offensichtlich, daß die Verteilung der Abschnitte in jeder Stellung der Buchse 121 im wesentlichen gleichmäßig bleibt.
• Obwohl die Führungselemente 119 wegen der übersichtlichkeit der Zeichnung mit großem Abstand dargestellt sind, ist es für den Fachmann klar, daß der Abstand zwischen diesen Elementen sehr klein sein kann, da der relative Weg zwischen benachbar ten Fahrgestellen einen Bruchteil des Buchsenwegs darstellt, und dieser Bruchteil von der Gesamtzahl der Fahrgestelle abhängt. Der maximale Abstand zwischen den Führungsabschnitten während der Bewegung der Buchse kann deshalb auf einen vernachlässigbaren Betrag reduziert werden, wodurch sich eine Stangenunterstützung mit minimalen Schwingungen ergibt. So können beispielsweise bei einer relativ hohen Anzahl von Fahrgestellen die Segmente einen Abstand von Null oder nahezu Null bis zu einem Abstand, der nicht größer ist als der zweier Führungselemente auf demselben Schlitten, haben.
• Zu diesem Zeitpunkt ist klar geworden, daß die Aufgaben erfüllt worden sind, indem Ladevorrichtungen bereitgestellt werden, die optimale Unterstützung der Stange über ihre gesamte Länge und insbesondere in der kritischen Zone zwischen der Drehmaschine und der Ladevorrichtung bieten. Es hat sich gezeigt, daß mit den Vorrichtungen, die die hierin beanspruchten Prinzipien anwenden, die Schwingungen in überraschend hohem Maße verringert werden, wodurch die Drehmaschine mit hoher Präzision arbeiten kann.
• Bei den dargestellten Ausführungsformen handelt es sich natürlich um Beispiele, und Modifikationen sind ohne weiteres denkbar, ohne vom Anwendungsbereich der hier beanspruchten Patentrechte abzuweichen. So kann beispielsweise der Aufbau der Ladevorrichtung und der Drehmaschine von den schematisch dargestellten je nach den praktischen Anforderungen und den tatsächlichen Abmessungen der zu bearbeitenden Stangen abweichen. Außerdem können feststehende Führungen zur ersten Unterstützung der Stange oder des Schiebers, die auf die beweglichen Führungen ausgerichtet sind, an der Seite der Ladevorrichtung gegenüber der Drehmaschine angeordnet werden oder nicht. Schließlich können außer den Führungen andere Teile der Ladevorrichtung von dem mit dem Spindelkasten gekoppelten Fahrgestell unterstützt werden. Bei der Ladevorrichtung kann es sich auch um eine Ladevorrichtung mit mehreren Futtern handeln.

Claims (12)

1. Vorrichtung (10, 110) zum Zuführen von Stangen an einen Drehautomaten mit einer Führungseinrichtung (19, 119, 119'), entlang derer eine stange (12, 112) abgestützt und bewegt wird, um, mit dem vorderen Ende aus der Führungseinrichtung hervorstehend, in ein Drehmaschinenfutter (11, 111) eingeführt zu werden, das von einer Drehmaschinenbetätigungsvorrichtung (21, 121) ergriffen wird, die parallel zur Stangenachse bewegbar ist, um die stange unter ein Bearbeitungswerkzeug zu verbringen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein erster, dem Drehmaschinenfutter nächstgelegener Abschnitt der Führungseinrichtung (19, 119, 119') kinematisch mit der Betätigungsvorrichtung (21, 121) zum axialen Bewegen und im wesentlichen unveränderten Beibehalten des Abstands zwischen dem Ende der Führungseinrichtung und der Betätigungseinrichtung während deren Bewegung verbindbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zweiter, dem ersten Abschnitt folgender Abschnitt der Führungseinrichtung aus einer aufeinander ausgerichteten Folge von Führungsabschnitten (119) besteht, die in unterstützter Weise in Richtung der Stangenzuführung und durch elastische Verbindungen (133) in Reihe miteinander verbunden sind, und von denen der erste Abschnitt der Folge mit dem ersten Abschnitt und der letzte Abschnitt der Folge mit einem Fixpunkt der Zuführvorrichtung durch weitere elastische Verbindungen (133, 134) derart verbunden ist, daß sie durch die Bewegung des ersten Abschnitts auseinandergezogen und zusammen im wesentlichen synchron mit der Bewegung mitgenommen wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede elastische Verbindung (133, 134) Anschlagelemente (135) gegen das Auseinanderziehen der Abschnitte über ein voreingestelltes Maß hinaus umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abschnitt der Führungseinrichtung von einem in Zuführrichtung der Stange laufenden Fahrgestell (24, 125) unterstützt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Führungsabschnitt (119) von einem Wagen (125) unterstützt ist, der auf einer sich in Zuführrichtung der stange erstreckenden Führung (127) läuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung mehrere im wesentlichen ringförmige Elemente (19, 119, 119') umfaßt, die zueinander ausgerichtet sind, um von der Stange axial überquert zu werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Verbindung ein Zugstange (30, 130) umfaßt, die zwischen der Bewegungseinrichtung (21) der Stange (12) und dem ersten Abschnitt der Führungseinrichtung (19, 119) eingefügt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (19) sich über die Gesamtlänge der Führungseinrichtung erstreckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Stößel (13, 113) mit einer Vorschubeinrichtung (15, 18) umfaßt, mit der die Stange axial entlang der Führungsvorrichtung zum Einführen des vorderen Stangenendes in das Drehmaschinenfutter (11, 111) vorschiebbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung des Stößels (13, 113) eine angetriebene Kette (15) umfaßt, von der das rückwärtige Ende des Stößels mitgenommen wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (13, 113) an seinem vorderen Ende eine Klaue (14, 114) für das Ergreifen des hinteren Endes der Stange aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (15, 18) einen Hydraulikmotor (18) umfaßt.