DE69932577T2

DE69932577T2 - Stangenbehandlungsgerät und Stangenladegerät

Info

Publication number: DE69932577T2
Application number: DE69932577T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Shimodate-shi Hirosawa; Takazo Hachioji-shi Ito; Kenji Yachiyo-shi Sato
Original assignee: IKURA SEIKI SEISAKUSHO KK; IKURASEIKI SEISAKUSHO CO Ltd SHIMODATE; Ikuraseiki Seisakusho Co Ltd
Current assignee: IKURA SEIKI SEISAKUSHO KK; IKURASEIKI SEISAKUSHO CO Ltd SHIMODATE; Ikuraseiki Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: JP3713397B2; EP0999003A3; DE69932577D1; EP0999003B1; HK1026660A1; EP0999003A8; JP2000167701A; EP0999003A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stangenbearbeitungsgerät und eine Stangenladeeinrichtung und insbesondere solche, die zur Verhinderung von Schwingungen einer Stange hochleistungsfähig sind.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Es ist ein Stangenbearbeitungsgerät wie ein NC-Drehautomat zur maschinellen Bearbeitung des vorderen Endteils einer Stange bekannt. Eine maschinell zu bearbeitende Stange wird dem Stangenbearbeitungsgerät durch eine Stangenladeeinrichtung zugeführt, die diesem benachbart und an einer stromaufwärts gerichteten Seite davon in Bezug auf eine Zuführungsrichtung der Stange angebracht ist. Die Stangenladeeinrichtung weist eine Führungsschiene auf, die sich gerade in Richtung des Stangenbearbeitungsgerätes erstreckt. Die Stange wird in der Stangen-Zuführungsrichtung entlang der Führungsschiene durch einen Zuführstab vorwärts bewegt und dem Stangenbearbeitungsgerät zugeführt. Das Stangenbearbeitungsgerät weist eine Spindel auf, die sich in dessen Längsrichtung erstreckt und durch die die Stange zugeführt wird. Das vordere Endteil der Stange wird durch ein Zangenfutter eingespannt und die Stange von einer Spitze maschinell bearbeitet, während es bei einem Herstellungsprozess mit hoher Drehzahl gedreht wird, um Produkte herzustellen.
Wie es oben beschrieben ist, kann die Stange, wenn sie während der maschinellen Bearbeitung mit einer hohen Drehzahl gedreht wird, auf die Führungsschiene der Stangenladeeinrichtung und/oder eine Hauptwelle des Stangenbearbeitungsgerätes störend einwirken, insbesondere wenn die Stange gebogen ist. Eine solche Biegung oder Durchbiegung kann Schwingungen verursachen, die von einem Geräusch begleitet sind.
US 5 343 788 offenbart eine automatische Stangenladeeinrichtung zum Zuführen einer Stange in ein Stangenbearbeitungsgerät, die ein hohles Führungsrohr aufweist, das mit einem Fluid gefüllt ist, welches das hintere Ende der Stange (am weitesten von dem maschinell zu bearbeitenden Ende) unterstützt, wenn sie sich innerhalb des Rohres dreht. Die Stange wird durch einen Kolbenschieber, der an eine Pumpe angeschlossen ist, die den notwendigen Druck bereitstellt, in Richtung des Stangenbearbeitungsgerätes vorwärts bewegt.
US 4 679 470 zeigt eine Stangenladeeinrichtung für eine Mehrspindel-Drehmaschine, die eine Vielzahl von hohlen Führungsrohren aufweist, die mit einem Fluid gefüllt sind, das das hintere Ende von jeder Stange abstützt. Die Stange wird durch das unter Druck stehende, auf einen Kolbenschieber wirksame Fluid zu der Drehmaschine vorwärts geschoben.
Die Aufgabe der vorlegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Stangenbearbeitungsgerätes, das die Aufgabe eines Arbeiters vereinfacht, einen einfachen Aufbau aufweist und hochleistungsfähig ist, um Schwingungen zu verhindern.
ABRISS DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung kann durch ein Stangenbearbeitungsgerät erfüllt werden, das umfasst: ein Zangenfutter zum Festklemmen des vorderen Endteils einer maschinell zu bearbeitenden Stange, eine Spindel zum Rotieren der Stange mit einer hohen Drehzahl, eine Hohlwelle, die koaxial zu dem Zangenfutter angeordnet ist und sich von der Nähe des Zangenfutters durch die Spindel in Richtung einer stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich einer Zuführungsrichtung der Stange erstreckt, wobei die Hohlwelle mit einem ersten Stangenkanal versehen ist, dessen Enden offen sind und dessen Innendurchmesser eine Größe aufweist, die es ermöglicht, durch die Rotation der innerhalb des Stangenkanals aufgenommenen Stange eine Ölschicht um die äußere Fläche der Stange herum zu bilden, einen Öleinspritzeinlass, der zum Innenraum der Hohlwelle hin offen ist sowie eine Ölzufuhreinrichtung, um Öl in den Öleinspritzeinlass einzuleiten.
Das Stangenbearbeitungsgerät nach der vorliegenden Erfindung arbeitet wie folgt. Die maschinell zu bearbeitende Stange wird in Richtung des Stangenbearbeitungsgerätes durch die diesem benachbart angeordnete Stangenladeeinrichtung und auf einer stromaufwärts gelegenen Seite davon bezüglich der Stangenzuführrichtung zugeführt. Die Stangenladeeinrichtung umfasst eine Führungsschiene, die sich gerade in Richtung des Stangenbearbeitungsgerätes erstreckt, und einen Zuführstab, der sich darin hin und her bewegt. Das hintere Ende der Stange wird in der Führungsschiene durch den Zuführstab vorwärts geschoben, so dass die Stange auf diese Weise in den ersten Stangenkanal der Hohlwelle eingeleitet wird. Das vordere Endteil der Stange wird durch das Zangenfutter festgeklemmt und fixiert und durch die Spindel mit einer hohen Drehzahl gedreht.
Beim Drehen der Stange wird Öl durch den Öleinspritzeinlass in den ersten Stangenkanal eingeleitet. Wenn die Drehzahl der Stange zunimmt, wird das Öl längs einer Umfangsfläche der Stange mitgezogen, wodurch zwischen der Stange und der inneren Wandfläche, die den ersten Stangenkanal bildet, eine Ölschicht ausgebildet wird. Somit hebt die Ölschicht die Stange an und funktioniert wie ein Puffer zwischen der Stange und der inneren Wandfläche, um einen Kontakt zwischen diesen zu verhindern, wobei die Schwingungen und das Geräusch auf diese Weise verhindert werden können. Des Weiteren muss die Hohlwelle nicht jedes Mal, wenn sich der Außendurchmesser in verschiedene Größen ändert, ausgetauscht werden, da der Spalt zwischen der inneren Wandfläche und dem ersten Stangenkanal sowie der äußeren Flächen der darin aufgenommenen Stange eine Größe aufweist, die die Bildung einer Ölschicht dazwischen ermöglicht, was zur Vereinfachung eines Austauschvorgangs führt.
Des Weiteren kann die Aufgabe der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung durch eine Stangenladeeinrichtung erfüllt werden, die in Kombination mit einem Stangenbearbeitungsgerät zu verwenden ist und ein Zangenfutter zum Festklemmen eines vorderen Endteils einer maschinell zu bearbeitenden Stange aufweist; eine Spindel zum Rotieren der Stange mit hoher Drehzahl; eine Hohlwelle, die koaxial zu dem Zangenfutter angeordnet ist und sich von der Nähe des Zangenfutters durch die Spindel in Richtung einer stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich einer Zuführungsrichtung der Stange erstreckt, wobei die Hohlwelle mit einem ersten Stangenkanal versehen ist, dessen Enden offen sind und dessen Innendurchmesser eine Größe aufweist, die es ermöglicht, durch die Rotation der innerhalb des Stangenkanals aufgenommenen Stange eine Ölschicht um die äußere Fläche der Stange herum zu bilden; einen Öleinspritzeinlass, der in Richtung des Innenraums des Hohlwelle offen ist; und Ölzuführmittel zum Zuführen von Öl in den Öleinspritzeinlass mit einem Führungsschienenelement, das sich von der Hohlwelle gerade zu einer stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich einer Zuführungsrichtung erstreckt und eine nach oben gelegene Öffnung besitzt; sowie ein Deckelelement zum Schließen der Öffnung, wobei zwischen dem Führungsschienenelement und dem Deckelelement, wenn die Öffnung durch das Deckelelements geschlossen ist, ein zweiter Stangenkanal mit einem Innendurchmesser gebildet wird, der dem des ersten Stangenkanals entspricht und sich koaxial zu dem ersten Stangenkanal erstreckt; und die eine Kopplungseinrichtung aufweist, um den ersten Stangenkanal mit dem zweiten Stangenkanal zu verbinden, so dass auf diese Weise ein ununterbrochener Stangenkanal gebildet wird.
Da die oben beschriebene Stangenladeeinrichtung ermöglicht, den ersten Stangenkanal zu verlängern, so dass selbst eine lange Stange innerhalb des Stangenkanal völlig aufgenommen werden kann, vehindert die Ölschicht, dass die gesamte Stange in Kontakt mit der inneren Wandfläche des Stangenkanals gebracht wird. Das führt zur Verhinderung der Schwingungen und des Geräusches.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine ganzheitliche schematische Seitenansicht eines Stangenbearbeitungsgerätes nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, umfassend ein Stangenbearbeitungsgerät, das speziell zur Bearbeitung einer kurzen Stange ausgelegt ist, und eine Stangenladeeinrichtung zum Zuführen einer Stange in das Stangenbearbeitungsgerät. Es ist anzumerken, dass die Spindel mit einer durchgehenden Linie dargestellt ist, um deren Form deutlich zu zeigen, obwohl die Spindel innerhalb des Stangenbearbeitungsgerätes installiert ist;
2 ist die vergrößerte Ansicht einer Hohlwelle mit einer Spindel und einem Stangenkanal;
3 ist eine Ansicht der Hohlwelle im Querschnitt, der längs einer Linie III-III in 2 geführt ist und relative Positionen eines Öleinspritzeinlasses und eines Stangenkanals der Hohlwelle darstellt;
4 ist die ganzheitliche schematische Ansicht eines Stangenbearbeitungsgerätes und einer Stangenladeeinrichtung nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Ansicht im Querschnitt, der längs einer Linie V-V in 4 geführt ist, in der sich ein Deckelelement in einer zurückgezogenen Stellung befindet und eine Öffnung eines Führungsschienenelements offen ist;
6 ist eine Ansicht im Querschnitt, der längs einer Linie V-V in 4 geführt ist, in der sich ein Deckelelement in einer geschlossenen Stellung befindet und eine Öffnung eines Führungsschienenelements geschlossen ist;
7 ist eine ausführliche Ansicht, die ein Verbindungsteil veranschaulicht, bei dem ein hinteres Endteil einer Hohlwelle des Stangenbearbeitungsgerätes mit einem Führungsschienenelement und einem Deckelelement der Stangenladeeinrichtung verbunden ist; und
8 ist eine ausführliche Ansicht, die die Nähe eines vorderen Endteils einer Hohlwelle des Stangenbearbeitungsgerätes darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Mit Bezug auf die hier angefügten Zeichnungen werden anschließend Ausführungen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, wird eine maschinell zu bearbeitende Stange W einem Stangenbearbeitungsgerät 2, wie zum Beispiel ein NC-Drehautomat, durch eine an seiner stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich einer Stangen-Zuführungsrichtung der Stange W angeordnete Stangenladeeinrichtung 4 zugeführt Das Stangenbearbeitungsgerät 2 weist eine Spindel 6 auf, die sich in horizontaler Richtung erstreckt und die Stange W während des Herstellungsprozesses mit einer hohen Drehzahl rotieren soll. Die Spindel 6 besitzt ein Zangenfutter 8 zum Festklemmen und Fixieren eines vorderen Endteils der Stange W. Wie in 2 ersichtlich ist, besitzt die Spindel 6 im Inneren eine Hohlwelle 10, die koaxial zu dem Zangenfutter 8 angeordnet ist und sich durch die Spindel 6 aus der Nähe des Zangenfutters 8 zu deren stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich der Stangen-Zuführungsrichtung erstreckt und sich des Weiteren aus der Spindel 6 heraus erstreckt, so dass sie aus dieser in Richtung nach hinten hervorsteht. Die Hohlwelle 10 besitzt eine Länge L, die groß genug ist, um die maschinell zu bearbeitende gesamte Stange W aufzunehmen. In der vorliegenden Ausführung dient das Stangenbearbeitungsgerät 2 zum Bearbeiten einer kurzen Stange, deren typische Länge kleiner als 1 m ist. Deshalb ist die Hohlwelle 10 etwa 1 m lang. Die Hohlwelle 10 besitzt einen in ihr ausgebildeten zylindrischen Stangenkanal 12, dessen beide Enden offen sind. Ein Innendurchmesser des Stangenkanals 12 ist größer als der Außendurchmesser der maschinell zu bearbeitenden Stange W. Deshalb ist zwischen der äußeren Fläche der Stange W und der inneren Wandfläche des Stangenkanals 12 ein Zwischenraum S ausgebildet, wenn die Stange W im Inneren des Stangenkanals 12 aufgenommen wird. Die Hohlwelle 10 wird so ausgewählt, dass ein Zwischenraum S ermöglicht, dass sich das Öl zusammen mit der Umfangsfläche der Stange aufgrund ihrer Rotation bewegt, so dass um die Stange W herum eine Ölschicht ausgebildet wird. Der Zwischenraum S, der am meisten zu bevorzugen ist, um die Durchbiegung der Stange zu verhindern, beträgt 0,5 bis 1,0 mm, oder der Zwischenraum kann 1 bis 3 mm betragen. Des Werteren kann die Hohlwelle 10 in Abhängigkeit von einem Außendurchmesser der maschinell zu bearbeitenden Stange ersetzt werden, so dass der Zwischenraum S ermöglicht, dass sich das Öl mit der Umfangsfläche der Stange bewegt, wenn die Stange rotiert wird, so dass um die Stange W herum eine Ölschicht ausgebildet wird.
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Hohlwelle 10 einen Öleinspritzeinlass 14 zum Einspritzen von Öl in den Stangenkanal 12 an seinem mittleren Abschnitt in der Längsrichtung auf. Der Öleinspritzeinlass 14 ist gemäß 3 in einer horizontalen Richtung zur Stange W in dem Stangenkanal 12 in offen. Des Weiteren ist der Öleinspritzeinlass 14 an eine Ölpumpe 16 angeschlossen, durch die das Öl von einem Öltank 26, der an dem Stangenbearbeitungsgerät 2 angebracht ist, in den Öleinspritzeinlass 14 zugeführt wird. Das dafür verwendete Öl ist von derselben Art wie das als Schneidöl verwendete, das in die Nähe der in dem Stangenbearbeitungsgerät 2 verwendeten Spitze zugeführt wird. Des Weiteren ist an der Stangenladeeinrichtung 4 unterhalb des hinteren Endteils der Hohlwelle 10 eine Ölfangschale 22 befestigt, um das Öl wiederzugewinnen, das aus dem hinteren Endteil heraus fließt. Des Weiteren ist zwischen der Ölfangschale 22 und dem Stangenbearbeitungsgerät 2 ein Schlauch 24 vorgesehen. Der Schlauch 24 ist an einem Ende mit der Ölfangschale 22 verbunden. Das andere Ende davon ist in Richtung des Öltanks 26 des Stangenbearbeitungsgerätes 2 gerichtet.
Mit Bezug wieder auf 1 ist die Stangenladeeinrichtung 4 angrenzend an das Stangenbearbeitungsgerät 2 und dahinter angeordnet. Die Stangenladeeinrichtung 4 umfasst eine Führungsschiene, die sich gerade zu dem Stangenbearbeitungsgerät 2 erstreckt und koaxial zu der Hohlwelle 10 angeordnet ist. In der Führungsschiene ist ein Zuführstab 20 zum Zuführen des Stabes W in Vorwärtsrichtung aufgenommen. Der Zuführstab 20 ist ein Stabelement mit einem normalerweise kreisförmigen Querschnitt. Sein Außendurchmesser ist ungefähr der gleiche oder kleiner als der der maschinell zu bearbeitenden Stange W, so dass der Stab ungehindert in den Stangenkanal 12 eintreten und diesen verlassen kann. Der Zuführstab 20 besitzt außerdem eine vordere Stirnfläche, die mit der hinteren Stirnfläche der Stange W Kontakt herstellt. Der Zuführstab 20 ist mit einem Motor (nicht dargestellt) über eine Endloskette (nicht dargestellt) verbunden und wird durch die Kette hin und her bewegt. An der einen Seite der Führungsschiene ist ein Aufnahmeregal (nicht dargestellt) angebracht, um eine Vielzahl von Stangen W festzuhalten. Wie in 1 gezeigt wird, ist über der Führungsschiene eine Vielzahl von Teilscheiben angeordnet. Diese sind an der parallel zur Führungsschiene angebrachten drehbaren Welle befestigt. Die Stangen W werden nacheinander durch die Teilscheiben aus dem Aufnahmeregal heraus genommen und der Führungsschiene zugeführt.
Das Stangenbearbeitungsgerät 2 und die Stangenladeeinrichtung 4 gemäß der vorliegenden Erfindung funktionieren wie folgt.
Zuerst befindet sich der Zuführstab 20 in einer eingezogenen hinteren Position in der Führungsschiene. Wenn die Stangenladeeinrichtung 4 und das Stangenbearbeitungsgerät 2 zu arbeiten beginnen, werden die Teilscheiben durch eine Regelungsvorrichtung rotiert, um aus dem Aufnahmeregal eine neue Stange W herauszunehmen und sie der Vorderseite des Zuführstabs 20 in der Führungsschiene zuzuführen. Der Zuführstab 20 wird über die Endloskette durch den Motor nach vorn bewegt, wobei dessen vorderes Ende an die hintere Stirnfläche der Stange W anstößt. Wenn der Zuführstab 20 weiter in Vorwärtsrichtung bewegt wird, wird die Stange W zu dem Stangenbearbeitungsgerät 2 hin vorwärts bewegt und in den Stangenkanal 12 der Hohlwelle 10 des Stangenbearbeitungsgerätes 2 eingesetzt. Wenn das vordere Endteil der Stange W eine vorgegebene Position erreicht, in der die Stange W um eine vorgegebene Länge aus dem Zangenfutter 8 hervorsteht, schließt sich das Zangenfutter 8, um die Stange W zu fixieren. In dieser Stellung ist die Stange W vollkommen in dem Stangenkanal 12 der Hohlwelle 12 aufgenommen, wobei der Zuführstab 20 2 bis 3 mm hinter der Stange W angeordnet ist.
Gleichzeitig wird über den Oleinspritzeinlass 14 durch die Ölpumpe 16 Öl in den Stangenkanal 12 eingeleitet. Anschließend wird die Stange W durch die Spindel mit hoher Drehzahl gedreht. Da die Stirnfläche des Zuführstabes 20 und die Stange W aneinander anstoßen aber nicht miteinander verbunden sind, dreht sich der Zuführstab 20 nicht. Außerdem werden die Schwingungen der Stange W nicht auf den Zuführstab 20 übertragen, auch wenn die Stange W rotiert wird. Bei einer Erhöhung der Drehzahl der Stange W wird das Öl entlang der äußeren Umfangsfläche der Stange W mitgezogen. Somit wird in dem Zwischenraum S zwischen der Stange W und der inneren Wandfläche, die den Stangenkanal 12 bildet, eine Ölschicht ausgebildet. Folglich wird die Stange W ganz nach oben zu einer mittleren Achse der Hohlwelle 10 gehoben. Die Folge ist, dass die Stange durch eine Ölschicht umgeben ist und mit der inneren Wandfläche des Stangenkanals 12 der Hohlwelle 10 keinen Kontakt herstellt, während die Stange W mit hoher Drehzahl gedreht wird.
Die Öldurchflussgeschwindigkeit wird so festgelegt, dass das Öl tatsächlich den Zwischenraum S zwischen der Stange W, die in dem Stangenkanal 12 aufgenommen ist, und der inneren Wandfläche des Stangenkanals 12 ausfüllt. Das Öl fließt aus beiden offenen Enden der Hohlwelle 10 heraus. Das Öl, das aus dem hinteren Endteil der Hohlwelle 10 fließt, wird durch die Ölfangschale 22 gesammelt und über den Schlauch 24 in den Öltank 26 des Stangenbearbeitungsgerätes 2 zurückgeführt. Außerdem fließt das Öl, das aus dem vorderen Endteil der Hohlwelle 10 fließt, direkt in den Öltank 26, um darin gesammelt zu werden. Wiederum wird das Öl durch die Ölpumpe 16 aus dem Öltank 26 in den Stangenkanal 12 zurückgeführt. Die Ölschicht ist wie ein Puffer zwischen der Stange W und der inneren Wandfläche des Stangenkanals 12 wirksam, der den Kontakt dazwischen verhindert.
Das vordere Endteil der Stange W, das maschinell bearbeitet wurde, wird durch eine Spitze abgeschnitten. Anschließend gibt das Zangenfutter die Stange W frei, und der Zuführstab 20 bewegt die Stange W zu der nächsten Position vorwärts, um ein anderes Produkt herzustellen, während die hintere Stirnfläche der Stange in die Hohlwelle 10 geschoben wird. Indem der oben erwähnte Zyklus wiederholt wird, wird der vordere Endteil der Stange W maschinell bearbeitet und geschnitten, um nacheinander Produkte herzustellen. Wenn ein Rest zu einer Länge wird, von der kein Produkt maschinell hergestellt werden kann, bewegt sich der Zuführstab 20 in der Hohlwelle 10 weiter nach vorn, schiebt den Rest vor das Zangenfutter 8, um ihn abzulegen.
Ein Stangenbearbeitungsgerät 30 nach der zweiten Ausführung wird in ähnlicher Weise wie die erste oben beschriebene Ausführung mit der Ausnahme ausgeführt, dass der hintere Endteil der Hohlwelle 10, der aus dem Stangenbearbeitungsgerät 30 nach hinten hervorsteht, kürzer ist als der in der ersten Ausführung und dass die Hohlwelle 10 an ihrem hinteren Endteil einen O-Ring 89 aufweist. Für die gleichen Elemente werden die gleichen Bezugszahlen verwendet, um deren ausführliche Erläuterung wegzulassen.
Wie in 4 gezeigt ist, wird eine maschinell zu bearbeitenden Stange W einem Stangenbearbeitungsgerät 30, wie ein NC-Drehautomat, durch eine an der stromaufwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Zuführungsrichtung der Stange W angeordnete Stangenladeeinrichtung zugeführt. Wie in 4 ersichtlich ist, besitzt die Spindel 6 eine Hohlwelle 10, die koaxial zu dem Zangenfutter 8 angebracht ist und sich aus der Nähe des Zangenfutters 8 durch die Spindel 6 zu der stromaufwärts gelegenen Seite bezüglich der Stangenzuführrichtung erstreckt und weiter so erstreckt, dass sie aus der Spindel 6 in Richtung nach hinten hervorsteht. Die Hohlwelle 10 besitzt einen darin ausgebildeten Stangenkanal 12. Wie später ausführlich erläutert werden wird, ist die Hohlwelle 12 durch eine andere ersetzbar, die einen Innendurchmesser aufweist, der einem Außendurchmesser der maschinell zu bearbeitenden Stange entspricht.
Wiederum mit Bezug auf 4 ist die Stangenladeeinrichtung 32 angrenzend an das Stangenbearbeitungsgerät 30 und dahinter angeordnet. Wie in 5 dargestellt ist, um fasst die Stangenladeeinrichtung 32 ein Führungsschienenelement 34, das sich zu dem Stangenbearbeitungsgerät 30 hin gerade erstreckt und eine Öffnung 34, die nach oben gerichtet ist und ein Deckelelement 36 aufweist, das auf dem Führungsschienenelement 34 angeordnet ist und sich zu der Öffnung 34a hin öffnet. Wie in 4 gezeigt ist, wird in der Ausgangsstellung, wenn die Stangenladeeinrichtung in Betrieb gesetzt wird, der Zuführstab 34 in dem hinteren Teil des Führungsschienenelements 34 aufgenommen und eine Stange (eine neue Stange) durch einen Stangenentnahme-Mechanismus 86, der später beschrieben werden wird, aus einem Aufnahmeregal 84 herausgenommen und dem Vorderteil des Führungsschienenelements 34 zugeführt. Das Deckelelement 36 bedeckt den vorderen Teil des Führungsschienenelements 34, das die Stange aufnimmt. Des Weiteren ist das Deckelelement 36 in zwei Deckelteile 36a, 36b geteilt, so dass das Deckelelement 36 teilweise geöffnet werden kann, um eine Störung zu vermeiden, wenn sich ein Rahmenbegrenzungsteil 38a des Zuführstabes 38 vorwärts bewegt. Die entsprechenden Deckelteile 36a, 36b werden durch einen Zylinder 64 getrennt geöffnet und geschlossen.
Wie in 5 und 6 gezeigt ist, besitzen das Führungsschienenelement 34 und das Deckelelement 36 die gleiche Breite und werden durch Elemente gebildet, die im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Wie in 6 gezeigt ist, wird, wenn die Öffnung 34a des Führungsschienenelements 34 durch das Deckelelement 36 geschlossen ist, ein Stangenkanal 46 ausgebildet, der den gleichen Innendurchmesser wie der des Stangenkanals 12 aufweist. Das obere Hälftenteil des Stangenkanals 46 ist in dem Deckelelement 36 und das untere Hälftenteil des Stangenkanals 36 in dem Führungsschienenelement 34 ausgebildet. Außerdem ist der Zuführstab 38, um die Stange W nach vom zuzuführen, im Inneren des Führungsschienenelements 34 aufgenommen. Da der Zuführstab 38 ein Stangenelement ist, das einen normalerweise kreisförmigen Querschnitt aufweist und dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Stangenkanals 12, kann der Stab ungehindert in den Stangenkanal 12 eintreten und austreten. Außerdem weist der Zuführstab 38 ein Rahmenbegrenzungsteil 38a auf, das eine flache Platte an dessen hinterem Endteil ist.
Wie in 5 gezeigt wird, ist an einem Bodenständer 40 der Stangenladeeinrichtung 32 unter dem Führungsschienenelement 34 ein feststehendes Plattenelement 42 angeordnet, das sich in der Längsrichtung erstreckt. Das feststehende Plattenelement 42 weist die gleiche Breite wie die des Führungsschienenelements 34 auf. Das Führungsschienenelement 34 wird so auf das feststehende Plattenelement 42 gelegt, dass es mit diesem ausgerichtet ist. Zwei Elemente 48, 50, die sich in der Längsrichtung erstrecken, um die seitliche Verschiebung der Führungsschiene zu beschränken (nachstehend ein „die seitliche Verschiebung einschränkendes Element"), sind so angeordnet, um sie auf beiden Seiten des Führungsschienenelements 34 und des feststehenden Plattenelements 42 zu halten. Die entsprechenden, eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48, 50 werden durch entsprechende Schrauben 52, 54 an dem feststehenden Plattenelement 42 befestigt, wodurch die seitliche Verschiebung des Führungsschienenelements 34, das zwischen die eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente gelegt wird, eingeschränkt wird. Des Weiteren besitzen entsprechende seitliche Verschiebungseinschränkungselemente 48, 50 entsprechende Keilelemente 56, 58, die in horizontaler Richtung zu dem Führungsschienenelement 34 hervorstehen. Das Führungsschienenelement 34 besitzt Ausnehmungen 60, 62, die sich in der Längsrichtung erstrecken, um die Keilelemente 56, 58 aufzunehmen. Auf diese Weise wird die Längsverschiebung des Führungsschienenelements 34 eingeschränkt.
Die oberen Kanten der eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48, 50 stehen nach oben über das Führungsschienenelement 34 hinaus hervor und erreichen die gleiche Höhe. Die oberen Flächen 48a, 50a sind flach und bilden Führungsflächen, um den Zuführstab 38 hin und her zu bewegen wie es in 5 gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt ist, weist die Stangenladeeinrichtung 32 an ihrem oberen Teil einen Hydraulikzylinder 64 auf. Der Hydraulikzylinder 64 bewegt das Deckelelement 36 zwischen der in 5 dargestellten oberen Stellung oder eingezogenen Stellung und der in 6 dargestellten unteren Stellung oder geschlossenen Stellung. Am unteren Ende der Stange 64a des Hydraulikzylinders 64 ist ein feststehendes Plattenelement 66 mit einem rechteckigen Querschnitt befestigt. Das feststehende Plattenelement 66 besitzt die gleiche Breite wie die des Deckelelements 36. Das Deckelelement 36 ist so angeordnet, dass es dazwischen unterhalb des feststehenden Plattenelements 66 ausgerichtet ist. An beiden Seiten dieses Deckelelements 36 und des feststehenden Plattenelements 66 sind zwei die seitliche Verschiebung der Platte einschränkende Elemente 68, 70 angeordnet, die sich in des Längsrichtung erstrecken, um diese zu halten. Die jeweiligen Elemente 68, 70, die eine seitliche Verschiebung einschränken, sind durch ent sprechende Schrauben 72, 74 an dem feststehenden Plattenelement 66 befestigt, wobei die seitliche Verschiebung des zwischen den die seitliche Verschiebung einschränkenden Elementen gelegten Deckelelements 3fi eingeschränkt ist. Die unteren Kanten der die seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 68, 70 sind über der unteren Kante des Deckelelements 36, das zwischen diesen nach unten hervorsteht, angeordnet. Des Weiteren besitzen die eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 68, 70 jeweils Keilelemente 76, 78, die in horizontaler Richtung zu dem Deckelelement 36 in horizontaler Richtung hervorstehen, wobei das Führungsschienenelement 36 Ausnehmungen 81, 82 aufweist, die sich in der Längsrichtung erstrecken, um die Keilelemente 76, 78 aufzunehmen. Auf diese Weise wird die Längsverschiebung des Deckelelements 36 eingeschränkt.
Wie in 6 dargestellt ist, stehen die obere Fläche des Führungsschienenelements 34 und die untere Fläche des Deckelelements 36, wenn sich das Deckelelement 36 in der geschlossenen Stellung befindet, in Kontakt miteinander, mit der oberen Fläche 48a der eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48 und der unteren Fläche 68a der die seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 68, und außerdem berühren sich die obere Fläche 50a der eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 50 und die untere Fläche der eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 70. Da der Zwischenraum, der zwischen den oberen Kanten der die seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48, 50 und den unteren Kanten der eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 68, 70 gebildet wird, und der Zwischenraum, der zwischen der oberen Fläche des Führungsschienenelements 34 und der unteren Fläche des Deckelelements 36 gebildet wird, unterschiedliche Höhen aufweisen und sie nicht zueinander ausgerichtet sind, stehen sie nicht miteinander in Verbindung. Das heißt, der Spalt zwischen der oberen Fläche des Führungsschienenelements 34 und der unteren Fläche des Deckelelements 36 wird durch die oberen Kantenteile der eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48, 50 geschlossen, was dazu führt, dass kein Öl aus dem Spalt austritt.
Wein 4 und 5 dargestellt ist, sind auf einer Seite des Führungsschienenelements 34 ein Aufnahmeregal 84 zum Ablegen einer Vielzahl von maschinell zu bearbeitenden Stangen und ein Stangenentnahme-Mechanismus 86 angeordnet, um aus dem Aufnahmeregal 84 nacheinander Stangen herauszunehmen. Deren Einzelheiten sollen nicht beschrieben werden, da ihre Ausführung bekannt ist.
Wie in 7 gezeigt wird, ist an dem vorderen Endteil des durch das Führungsschienenelement 34 und das Deckelelement 36 gebildeten Stangenkanals 46 ein abgestuftes Teil 88 zum Einsetzen (im Folgenden ein "abgestuftes Einsetzteil") ausgebildet, um den hinteren Endteil der Hohlwelle 10 aufzunehmen. Der hintere Endteil der Hohlwelle 10 wird in das abgestufte Einsetzteil 88 eingesetzt, um mit dem Stangenkanal 12 verbunden zu werden. Auf diese Weise werden die Stangenkanäle 12 und 46, die den gleichen Innendurchmesser aufweisen, koaxial miteinander verbunden, und es wird dadurch ein einzelner Stangenkanal von dem Stangenbearbeitungsgerät 30 zu der Stangenladeeinrichtung 32 gebildet. Um einen Ölaustritt aus dem Verbindungsteil zu verhindern, ist auf der äußeren Fläche des hinteren Endteils der Hohlwelle 10, wo die Hohlwelle mit dem Führungsschienenelement 34 und dem Deckelelements 36 verbunden ist, ein O-Ring 89 vorgesehen.
Die Hohlwelle 10, das Führungsschienenelement 34 und das Deckelelement 36 des Stangenbearbeitungsgerätes 30 und der Stangenladeeinrichtung 32 nach der zweiten Ausführung können durch solche ersetzt werden, die die Kanäle 12, 46 mit einem Innendurchmesser bilden, der für den Außendurchmesser der maschinell zu bearbeitenden Stange geeignet ist. Wie in 7 dargestellt ist, wird eine Befestigung 90 zum Festhalten und Fixieren der Hohlwelle 10 (nachstehend eine „Hohlwellen-Fixierbefestigung") an einem hinteren Endteil eines Hauptwellenständers 88 des Stangenbearbeitungsgerätes 30 angebracht. Die Hohlwellen-Fixierbefestigung 90 ist koaxial zu der Hohlwelle 10 angeordnet und besitzt einen rohrförmigen Abschnitt 90a, dessen Innendurchmesser größer ist als Außendurchmesser der Hohlwelle 10. Der rohrförmige Abschnitt 90a nimmt ein vorderes Endteil der Hohlwelle 10 auf. Er weist einen Klemmabschnitt 90e auf, um die Hohlwelle 10 an ihrem hinteren Ende zu hatten und festzuktemmen.
Das Klemmteil 90e ist wie folgt ausgebildet. Die bewegbaren Teile, die sich mit einem zweiten Schlitz 90c dazwischen gegenüberliegen, sind durch einen ersten Schlitz 90b, der in einem mittleren Bereich des rohrförmigen Teils 90a ausgebildet ist und sich im Umfang etwa über eine Hälfte der Hohlwellen-Fixierbefestigung 90 erstreckt, und einen zweiten Schlitz 90c gebildet, der sich in axialer Richtung über einen mittleren Abschnitt des ersten Schlitzes 90b zu dem vorderen Ende der Hohlwelle 10 hin erstreckt. Durch maschinelles Bearbeiten des oberen Seitenteils des oberen bewegbaren Abschnitts entlang des zweiten Schlitzes 90c wird ein Flanschabschnitt 90d ausgebildet. Auf dem Flanschabschnitt 90d sind zwei Bolzen 92, die sich zu dem Endteil des anderen bewegbaren Teils gegenüber dem bewegbaren Teil erstrecken, in einem Abstand voneinander in axialer Richtung angeordnet. Die Hohlwelle wird in den Klemmabschnitt 90e eingesetzt, und anschließend werden die Bolzen 92 festgemacht. Auf diese Weise wird der Innendurchmesser des Klemmabschnitts 90e wesentlich reduziert, wodurch die Hohlwelle 10 an den Klemmabschnitt 90e fixiert wird.
Wie aus 7 und 8 ersichtlich wird, ist im Inneren der Spindel 6 des Hauptwellenständers 88 ein Hauptwellenrohr 91 angeordnet, das sich in axialer Richtung erstreckt und durch die Spindel 6 gedreht wird. Das vordere Endteil des Hauptwellenrohrs 91 ist mit einem Innengewinde versehen, um innere Gewindegänge 8a zu bilden, die mit dem äußeren Gewinde des hinteren Endteils des Zangenfutters 8 schraubbar in Eingriff gebracht werden. Der Außendurchmesser der Hohlwelle 10 wird so eingestellt, dass er kleiner als der Innendurchmesser des Hauptwellenrohrs 91 ist, so dass die Drehung des Hauptwellenrohrs 91 nicht übertragen wird. In der vorliegenden Ausführung beträgt der Außendurchmesser der Hohlwelle 10 13 mm, wobei der Innendurchmesser des Hauptwellenrohrs 91 15 mm beträgt. Das Zangenfutter 8 wird durch ein anderes ersetzt, das geeignet ist, um einen Außendurchmesser der maschinell zu bearbeitenden Stange aufzunehmen. In der vorliegenden Ausführung ist der Fall dargestellt, bei dem eine dicke Stange maschinell bearbeitet wird und der Innendurchmesser des Zangenfutters der gleiche ist wie der Durchmesser des Hauptwellenrohrs 91. Auf diese Weise wird die Hohlwelle 10 in die Hohlwellen-Fixierbefestigung 90, das Hauptwellenrohr 91 und weiter in das Zangenfutter 8 eingesetzt. Um die Schwingungen und das Geräusch zu verhindern, wird die Stange vorzugsweise im Inneren der Hohlwelle 10 aufgenommen, bis der maschinelle Bearbeitungsvorgang vorbei ist, wobei sich die Hohlwelle 10 vorzugsweise in das Zangenfutter 8 erstreckt. Wenn jedoch eine dünne Stange maschinell bearbeitet wird, kann die Hohlwelle 10 nicht in das Zangenfutter eingesetzt werden, weil der Innendurchmesser des Zangenfutters klein ist. Deshalb wird eine verhältnismäßig kurze Hohlwelle verwendet, deren vorderes Ende in der Nähe des hinteren Endes des Zangenfutters 8 endet.
Das Führungsschienenelement 34 der Stangenladeeinrichtung 32 kann wie folgt ersetzt werden. Zuerst wird die Schraube 54 abgenommen und dann das eine seitliche Verschiebung einschränkende Element 50, indem es seitlich bewegt wird. Des Werteren wird das Führungsschienenelement 34 durch seitliches Verschieben auf dem feststehenden Plattenelement 42 abgenommen. Anschließend wird ein Führungsschienenelement 34 mit einem Stangenkanal 46, dessen Innendurchmesser für den Außendurchmesser der in dem folgenden Prozess maschinell zu bearbeitenden Stange geeignet ist, ausgewählt. Es wird auf die obere Fläche des feststehenden Plattenelements 42 gelegt und mit der seitlichen Fläche des eine seitliche Verschiebung einschränkenden Elements 48 in Kontakt gebracht, so dass das Keilelement 56 in der Ausnehmung 60 aufgenommen wird. Dann wird das eine seitliche Verschiebung einschränkende Element 50 in Kontakt mit der seitlichen Fläche des Führungsschienenelements 34 gebracht, so dass das Keilelement 58 in der Ausnehmung 62 aufgenommen wird. Anschließend wird das eine seitliche Verschiebung einschränkende Element 50 durch die Schraube 54 an dem Fixierelement 42 befestigt.
Um das Deckelelement 36 der Stangenladeeinrichtung 32 zu ersetzen, wird des Weiteren zuerst die Schraube 72 oder 74 abgenommen und das eine seitliche Verschiebung einschränkende Element 68 oder 70 seitlich bewegt, um abgenommen zu werden. Auf diese Weise wird das Deckelelement 36 abgenommen. Anschließend wird ein Deckelelement 36 mit einem Stangenkanal 46, dessen Innendurchmesser für den Außendurchmesser der im nachfolgenden Prozess maschinell zu bearbeitenden Stange geeignet ist, ausgewählt. Das seitliche Verschiebungen einschränkende Element 68 oder 70 wird mit der Seitenfläche des Deckelelements 36 in Kontakt gebracht, so dass das Keilelement 76 oder 78 in der Ausnehmung 80 oder 82 aufgenommen wird. Anschließend wird das eine seitliche Verschiebung einschränkende Element 76 oder 78 an dem Befestigungselement 66 durch die Schraube 72 oder 74 befestigt.
Der hintere Endteil der Hohlwelle 10 wird in die abgestuften Einsetzteile der vorderen Endabschnitte des Führungsschienenelements 34 und des Deckelelements 36 eingesetzt, so dass sie verbunden sind.
Die Stangenladeeinrichtung 32 und das Stangenbearbeitungsgerät 30 arbeiten wie folgt. Zuerst wird der Zuführstab 38 in der eingezogenen Stellung hinter dem Führungsschie nenelement 34, wie in 1 dargestellt, angeordnet. Die Deckelelemente 36a und 36b sind an der oberen eingezogenen Position angeordnet. Aus dem Aufnahmeregal 84 wird durch den Stangenentnahme-Mechanismus 86 eine Stange entnommen und dem vorderen Teil der Führungsschiene 34 vor dem Zuführstab 38 zugeführt. Dann werden die Deckelelemente 36a und 36b durch den Zylinder 64 in die Schließposition bewegt, und die Öffnung 34a des Führungsschienenelement 34s wird durch das Deckelelement 36 geschlossen. Anschließend wird der Zuführstab 38 über die durch den Motor angetriebene Endloskette vorwärts bewegt, wobei die vordere Stirnfläche des Stabes an die hintere Stirnfläche der Stange W anstößt. Wenn der Zuführstab 38 weiter vorwärts bewegt wird, wird die Stange W in das Stangenbearbeitungsgerät 30 vorwärts transportiert und in den Stangenkanal 12 der Hohlwelle 10 des Stangenbearbeitungsgerätes 30 eingesetzt. Wenn der vordere Teil der Stange W eine vorgegebene Position erreicht, in der die Stange um eine vorbestimmte Länge aus dem Zangenfutter 8 hervorsteht, klemmt das Zangenfutter 8 die Stange W fest und fixiert sie.
Gleichzeitig wird über den Öleinspritzeinlass 14 durch die Ölpumpe 16 Öl in die Stangenkanäle 12, 46 zugeführt. Die Stange W wird durch die Spindel 6 mit hoher Drehzahl gedreht. In diesem Augenblick ist der Zuführstab 20 etwa 2 bis 3 mm hinter der Stange W angeordnet, so dass sie nicht miteinander verbunden werden können. Deshalb dreht sich der Zuführstab 20 aufgrund der Drehung der Stange W nicht, oder die Schwingungen der Stange W werden nicht auf diesen übertragen. Bei einer Zunahme der Drehzahl der Stange W wird Öl entlang der äußeren Fläche der Stange W mitgenommen, und es wird in dem Zwischenraum S zwischen der Stange W und der inneren Wandfläche, die die Stangenkanäle 12, 46 bildet, eine Ölschicht ausgebildet. Obwohl der am meisten zu bevorzugende Zwischenraum S zum Bilden der Ölschicht um die Stange herum 0,5 bis 1 mm beträgt, kann der bevorzugte Zwischenraum 1 bis 3 mm betragen. Auf diese Weise wird die Stange W völlig zu der mittleren Achse der Stangenkanäle 12, 46 hin nach oben angehoben. Folglich ist die Stange W von einer Ölschicht umgeben und stellt mit der inneren Wandfläche der Stangenkanäle 12, 46 keinen Kontakt her. Die Durchflussgeschwindigkeit des Öls wird so bestimmt, dass das Öl tatsächlich den Zwischenraum S zwischen der Stange W und der inneren Wandfläche der Stangenkanäle 12, 46 ausfüllt. Das Öl fließt aus dem offenen vorderen Ende der Hohlwelle 10 und dem offenen hinteren Ende des Führungsschienenelements 34 aus. Das aus dem hinteren Endteil des Führungsschienenelements 34 austretende Öl wird gesammelt und wie bei der in 1 dargestellten Ausführung in den Kreislauf zurückgeführt.
Der vordere Endteil der Stange W, dessen maschinelle Bearbeitung beendet worden ist, wird durch eine Spitze abgeschnitten. Anschließend gibt das Zangenfutter die Stange frei, und der Zuführstab 20 bewegt die Stange in Richtung nach vorn zu der nächsten Position, um ein anderes Produkt herzustellen, indem die hintere Endfläche der Stange W in die Führungsschiene 34 oder die Hohlwelle 10 geschoben wird. Wenn der Rahmenbegrenzungsabschnitt 38a des Zuführstabes 38 vorwärts bewegt wird und nahe an das Deckelelement 36a kommt, wird das Deckelelement 36a durch den Zylinder 64 in die eingezogene Position bewegt. Wenn sich der Rahmenbegrenzungsabschnitt 38a zu dem Deckelelement 36b bewegt, wird das Deckelelements 36b 38a geöffnet, um zwischen diesen eine Störung zu vermeiden. Der vordere Endteil der Stange W wird maschinell bearbeitet und geschnitten, um nacheinander Produkte herzustellen. Wenn ein Rest zu einer Länge wird, aus der kein weiteres Produkt maschinell bearbeitet werden kann, bewegt sich der Zuführstab 38 in der Hohlwelle 20 weiter vorwärts und drückt den Rest vor dem Zangenfutter 8 zur Entsorgung aus.
In der oben beschriebenen ersten Ausführung wird der Kontakt zwischen der Stange W und der inneren Wandfläche des Stangenkanals 12 der Hohlwelle 10 verhindert, da die Hohlwelle 10 groß genug ist, um die Stange W vollkommen aufzunehmen und die Stange W völlig von der Ölschicht umgeben wird. Dadurch können auch die Schwingungen und das Geräusch verhindert werden. Des Weiteren dient das Stangenbearbeitungsgerät 2 nach der vorliegenden Ausführung hauptsächlich zum Bearbeiten einer kurzen Stange, wobei die maschinell zu bearbeitende Stange relativ kurz ist. Das heißt, die Stange W ist verhältnismäßig leicht, und die Verformung der Stange an ihrem hinteren Ende ist relativ klein. Folglich ist sichergestellt, dass im Falle einer kurzen Stange die Stange W nach oben zu der mittleren Achse der Hohlwelle 10 angehoben wird und eine hohe Wirkung zur Verhinderung von Schwingungen und Geräusch erzielt werden kann. In der oben beschriebenen ersten Ausführung kann der physikalische Kontakt zwischen Teilen vermieden und die Verursachung von Schwingungen ausgeschaltet werden, da die Stange W durch die Ölschicht völlig angehoben wird. Folglich sind keine weiteren Mittel zur Verhinderung von Schwingungen wie eine Schwingungsunterdrückungseinrichtung notwendig.
Des Weiteren kann in der oben beschriebenen ersten Ausführung der Außendurchmesser des Zuführstabes 20 so eingestellt werden, dass er ungefähr dem der maschinell zu bearbeitenden Stange entspricht oder kleiner als dieser ist. Folglich kann der Innendurchmesser des Stangenkanals 12 der Hohlwelle 10 ohne Rücksicht auf den Außendurchmesser des Zuführstabes 20 festgelegt werden. Der Innendurchmesser kann so bestimmt werden, dass der am meisten bevorzugte Zwischenraum S zwischen der äußeren Fläche der maschinell zu bearbeitenden Stange W und der inneren Wandfläche des Stangenkanals 12 gebildet wird, so dass eine hydrodynamische Zentrifugalkraft aus dem Öl auf die Stange W wirksam wird. Da der am meisten bevorzugte Abstand eine beliebige Größe innerhalb eines bestimmten Bereiches sein kann, ist die gleiche Hohlwelle 10 auch auf verschiedene Stangen W anwendbar, so lange der Außendurchmesser der Stange W innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt.
Des Weiteren kann in der oben beschriebenen ersten Ausführung eine Mischung von unterschiedlichen Ölarten im Inneren des Stangenbearbeitungsgerätes vermieden werden, da das gleiche Öl wie das der Umgebung einer Spitze zugeführte Bearbeitungsöl verwendet wird. Außerdem ist nur ein einziger Öltank 26 erforderlich, und es werden keine Einrichtungen benötigt, die das Mischen von Öl verhindern.
Da der Öleinspritzeinlass 14 in einem mittleren Abschnitt der Hohlwelle 10 vorgesehen ist, kann in der ersten oben beschriebenen Ausführung außerdem der gesamten Stange W durch einen in dem Stangenkanal 12 vorgesehenen einzigen Öleinspritzeinlass 14, dessen beide Enden offen sind, gleichmäßig Öl zugeführt werden.
In der oben beschriebenen zweiten Ausführung erstreckt sich der Stangenkanal 46, der durch das Führungsschienenelement 34 und das Deckelelement 36 gebildet wird, hinter dem Stangenkanal 12 der Hohlwelle 10. Folglich kann die gesamte Stange innerhalb der Stangenkanäle 12, 46 aufgenommen werden, auch wenn die maschinell zu bearbeitende Stange eine lange Stange ist, zum Beispiel über 1 m lang, und die gesamte Stange durch die Ölschicht in Richtung der mittleren Achse der Stangenkanäle 12, 46 angehoben wird. Dies ermöglicht es zu verhindern, dass die Stange mit der inneren Wandfläche der Stangenkanäle 12, 46 in Kontakt kommt, so dass die Schwingungen und das Geräusch unterdrückt werden.
Des Weiteren können in der oben beschriebenen zweiten Ausführung in Abhängigkeit von dem Durchmesser der maschinell zu bearbeitenden Stange die Hohlwelle 10, das Führungsschienenelement 34 und das Deckelelement 36 durch solche ersetzt werden, die einen Innendurchmesser der Stangenkanäle 12, 46 aufweisen, womit es möglich ist, dass zwischen der Stange und dem Stangenkanal 12, 46 ein Zwischenraum S für die Ölschicht gebildet wird. Er stellt sicher, dass eine Ölschicht um die Stange herum ausgebildet wird.
Des Weiteren wird in der oben beschriebenen zweiten Ausführung der Arbeitsgang des Ersetzens erleichtert, da das Führungsschienenelement 34 und das Deckelelement 36 ersetzt werden können, indem lediglich die Schrauben 52, 54, 72, 74 befestigt und gelöst werden. Außerdem wird die seitliche Verschiebung durch die seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48, 50, 68, 70 und die Verschiebung in Längsrichtung durch die Keilelemente 56, 58, 76, 78 und die Ausnehmungen 61, 62, 80, 82 eingeschränkt. Folglich können diese Elemente unter Verwendung einfacher Mittel fixiert werden.
Des Weiteren sind in der oben beschriebenen zweiten Ausführung der Zwischenraum zwischen den oberen Kanten der seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48, 50 und der unteren Kanten der seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 68, 70 sowie der Zwischenraum zwischen der oberen Fläche des Führungsschienenelements 34 und der unteren Fläche des Deckelelements 36 aufgrund eines Unterschiedes in ihren Höhen nicht miteinander ausgerichtet. Folglich stehen sie miteinander nicht in Verbindung. Der Zwischenraum zwischen dem Führungsschienenelement 34 und dem Deckelelement 36 wird durch die oberen Kantenbereiche der die seitliche Verschiebung einschränkenden Elemente 48, 50 geschlossen, wodurch Ölaustritt verhindert wird.
Des Weiteren sind in der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführung die Stange W und der Zuführstab nicht miteinander verbunden. Folglich ist die Strecke, die die Schwingungen zwischen dem Zuführstab 20 und der Stange überträgt, unterbrochen. Die Schwingungen und das Geräusch, die erzeugt werden würden, falls der Zuführstab 20 und die Führungsschiene der Stangenladeeinrichtung 4 miteinander in Kontakt wären, können vermieden werden. Das ist hochleistungsfähig, um die Schwingungen des gesamten Systems einschließlich des Stangenbearbeitungsgerätes 2 und der Stangenladeeinrichtung 4 zu verhindern.
Des Weiteren weist der Zuführstab 20 in der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführung im Allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei dessen vordere Stirnfläche mit der hinteren Stirnfläche der Stange W in Kontakt kommt, um die Stange W in Vorwärtsrichtung zuzuführen. Folglich ist es notwendig, den hinteren Endteil der Stange maschinell zu bearbeiten, um dessen Durchmesser zu reduzieren, damit es möglich wird, den hinteren Endteil der Stange durch einen Einspannabschnitt des Zuführstabes, wie zum Beispiel ein Spannfinger, der an dessen vorderen Endteil vorgesehen ist, festzuhalten. Folglich können die Arbeitsgänge vereinfacht werden.
Die vorliegende Erfindung wurde somit mit Bezug auf spezielle Ausführungen dargestellt und beschrieben. Es soll jedoch angemerkt werden, dass in den Anordnungen Veränderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der angefügten Ansprüche abzuweichen.
Zum Beispiel wird die Stange W in der oben beschriebenen ersten Ausführung vollkommen innerhalb der Hohlwelle 10 aufgenommen. Es kann jedoch möglich sein, den vorderen Endabschnitt und den mittleren Abschnitt der maschinell zu bearbeitenden Stange in der Hohlwelle 10 aufzunehmen, wogegen deren hinterer Abschnitt durch eine Stangen-Schwingungsunterdrückungsvorrichtung unterstützt wird, so dass der mittlere Abschnitt der Stange W, der zum Auslenken neigt, durch die hydrodynamische Zentrifugalkraft aus dem Öl angehoben wird.
Des Weiteren beträgt die Länge einer Hohlwelle 10 in der oben beschriebenen ersten Ausführung 1 m, wobei diese Ausführung für eine kurze Stange von weniger als 1 m Länge besonders geeignet ist, wogegen die oben beschriebene zweite Ausführung für eine lange Stange von über 1 m Länge geeignet ist. Die Hohlwelle 10 in der ersten Ausführung kann jedoch entsprechend der Länge der maschinell zu bearbeitenden Stange länger oder kürzer gemacht werden. Außerdem können selbst im Falle einer kurzen Stange das Führungsschienenelement 34 und das Deckelelement 36 hinter der kurzen Hohlwelle 10 wie in der zweiten Ausführung vorgesehen sein, um den Stangenkanal 46 zu verlängern.
Obwohl der Öleinspritzeinlass und die Ölpumpe 16 auf der Seite des Stangenbearbeitungsgerätes 30 vorgesehen sind, können diese in der oben beschriebenen zweiten Ausführung des Weiteren im mittleren Abschnitt der Stangenkanäle 12, 46 vorgesehen sein und auch auf der Seite der Stangenladeeinrichtung 32 eingebaut werden.
Außerdem wird in der oben beschriebenen zweiten Ausführung der hintere Endteil der Hohlwelle 10 in die abgestuften Einsatzteile der vorderen Endabschnitte des Führungsschienenelements 34 und des Deckelelements 36 eingesetzt, so dass sie miteinander verbunden werden. Sie können jedoch auch durch andere Mittel zum Beispiel durch aufeinander gelegten Kontakt mit einem dazwischen befindlichen Dichtungsmittel verbunden werden, solange kein Ölaustritt vorhanden ist.
Des Weiteren kann in der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführung der Zwischenraum S in Abhängigkeit von der Viskosität des Öls geändert werden, so dass die Ölschicht durch die Rotation der Stange um diese herum ausgebildet wird, obwohl der am meisten bevorzugte Zwischenraum zwischen der Stange und der inneren Wandfläche der Hohlwelle 10 0,5 bis 1 mm beträgt und der Zwischenraum 1 bis 3 mm betragen kann.

Claims

Stangenbearbeitungsgerät (2) (30), umfassend: ein Zangenfutter (8) zum Festspannen eines vorderen Endteils einer maschinell zu bearbeitenden Stange (W); eine Spindel (6) zur Rotation der Stange mit einer hohen Drehzahl; eine Hohlwelle (10), die koaxial zu dem Zangenfutter (8) angeordnet ist und sich von der Nähe des Zangenfutters (8) durch die Spindel (6) zu einer Seite hin nach oben in Bezug auf die Zuführrichtung der Stange (W) erstreckt, wobei die Hohlwelle (10) mit einem ersten Stangenkanal (12) versehen ist, dessen Enden offen sind und dessen Innendurchmesser eine Größe aufweist, die es ermöglicht, durch Rotation der Stange innerhalb des Stangenkanals (12) eine Ölschicht um die äußere Fläche der Stange (W) herum zu bilden; einen zu der Innenseite der Hohlwelle (10) offenen Öleinspritzeinlass (14); und eine Ölzufuhreinrichtung (16, 26) zum Zuführen von Öl in den Öleinspritzeinlass (14).
Stangenbearbeitungsgerät (2) nach Anspruch 1, bei dem sich die Hohlwelle (10) aus der Spindel (6) heraus in Richtung nach hinten erstreckt, so dass eine maschinell zu bearbeitende, ganze Stange (W) innerhalb des ersten Stangenkanals (12) aufgenommen wird.
Stangenbearbeitungsgerät (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das in den ersten Stangenkanal (12) zugeführte Öl ein Schneidöl ist.
Stangenladeeinrichtung (4) (32), die in Kombination mit einem Stangenbearbeitungsgerät (2) (30) verwendet wird, das ein Zangenfutter (8) zum Festspannen eines vorderen Endteils einer maschinell zu bearbeitenden Stange (W) aufweist; eine Spindel (6) zur Rotation der Stange (W) mit hoher Drehzahl, eine Hohlwelle (10), die koaxial mit dem Zangenfutter (8) angeordnet ist und sich von der Nähe des Zangenfutters (8) durch die Spindel (6) zu einer Seite stromaufwärts in Bezug auf eine Zuführrichtung der Stange (W) erstreckt, wobei die Hohlwelle (10) mit einem ersten Stangenkanal (12) versehen ist, dessen Enden offen sind und dessen Innendurchmesser eine Größe aufweist, die es ermöglicht, durch die Rotation der innerhalb des Stangenkanals (2) aufgenommenen Stange eine Ölschicht um die äußere Fläche der Stange (W) herum zu bilden; einen Öleinspritzeinlass (14), der zu dem Inneren der Hohlwelle (10) hin offen ist, und eine Ölzufuhreinrichtung (16, 26) zum Zuführen von Öl in den Öleinspritzeinlass (14), umfassend: ein Führungsschienenelement (34), das sich von der Hohlwelle (10) gerade zu einer Seite stromaufwärts in Bezug auf die Zuführrichtung erstreckt und nach oben eine Öffnung (34a) aufweist; und ein Deckelelement (36) zum Schließen der Öffnung (34a), wobei zwischen dem Führungsschienenelement (34) und dem Deckelelement (36) ein zweiter Stangenkanal (46) gebildet wird, der einen Durchmesser besitzt, der dem des ersten Stangenkanals (12) entspricht, und der sich koaxial zu dem ersten Stangenkanal (12) erstreckt, wenn die Öffnung (34a) durch das Deckelelement (36) geschlossen ist; und eine Verbindungseinrichtung (88) zum Verbinden des ersten Stangenkanals (12) mit dem zweiten Stangenkanal (46), so dass dadurch ein ununterbrochener Stangenkanal gebildet wird.
Stangenladeeinrichtung (4) (32) nach Anspruch 4, bei der das Führungsschienenelement (34) und das Deckelelement (36) jeweils so ausgebildet ist, dass es mit einem anderen, das den ersten Stangenkanal mit einem Innendurchmesser aufweist, der für den Außendurchmesser einer maschinell zu bearbeitenden Stange (W) geeignet ist, auswechselbar ist.
Stangenladeeinrichtung (4) (32) nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend: zwei Elemente (68, 70) zur Einschränkung einer seitlichen Verschiebung, die an jeder Seite des Führungsschienenelements (34) oder des Deckelelements (36) angeordnet sind, wobei sich jedes in einer Längsrichtung davon erstreckt und zumindest eines der zwei Elemente (68, 70) zum Einschränken einer seitlichen Verschiebung abnehmbar angebracht ist; Bolzenelemente (76, 78), die an den Elementen (68, 70) zum Einschränken einer seitlichen Verschiebung angebracht sind und seitlich zu dem Führungsschienenelement (34) bzw. dem Deckelelemente (36) hervorstehen; und ausgesparte Abschnitte (80, 82), die in dem Führungsschienenelement (34) bzw. dem Deckelement (36) ausgebildet sind, um die Bolzenelemente (76, 78) aufzunehmen.
Stangenladeeinrichtung ( ) (32) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der das in den ersten Stangenkanal (12) zugeführte Öl ein Schneidöl ist.