DE102008002298A1

DE102008002298A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke

Info

Publication number: DE102008002298A1
Application number: DE102008002298A
Authority: DE
Inventors: Helmut Paulus; Peter Krienke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Im Rahmen des Verfahrens zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) mittels einer Räumvorrichtung, umfassend zumindest eine Räumnadel (1), werden die Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) in bezug auf die Längsachse der Räumnadel (1) in Reihe bzw. hintereinander angeordnet, wobei jedem Werkstück (W1, W2, ..., Wn) eine eigene Räumauflage (R1, R2, ..., Rn) zugeordnet ist und wobei die Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) von einer Räumnadel (1) gleichzeitig in einer optimalen Lage geräumt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Räumen mehrerer Werkstücke mittels einer Räummaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Aus der DE 29706273 U1 ist eine Räumvorrichtung zum Herstellen von Teilen, die mit einem Außenprofil versehen sind bekannt, bei der ein Werkstück mittels eines Druckstücks in einer Vorschubrichtung durch ein ringförmiges Schneidwerkzeug gedrückt wird. Hierbei weist das Schneidwerkzeug eine Mehrzahl von Ringscheiben mit inneren Schneidkanten zur Materialabnahme von dem Werkstück auf, welche durch Abstandsstücke im Abstand voneinander gehalten sind; des Weiteren springen die Schneidkanten in Vorschubrichtung progressiv weiter vor, wobei durch jede Schneidekante Materialspäne abgenommen werden und die in Vorschubrichtung letzte Schneidkante dem gewünschten Außenprofil des Teils entspricht, und wobei zwischen den Schneidekanten Spankammern zur Aufnahme der Späne gebildet sind, die über radiale Verbindungsöffnungen mit dem Außenraum in Verbindung stehen. Vorzugsweise sind die Verbindungsöffnungen zwischen Spankammern und Außenraum über den gesamten Umfang hinweg verteilt.
Aus der DE 20 2007 003 320 U1 ist eine Räummaschine bekannt, mit einem Maschinengestell, das einen steifen Unterbau sowie Führungssäulen enthält, mit einem an den Führungssäulen geführten Hubtisch, mit mindestens einem Antriebsaggregat zum Bewegen des Hubtisches, mindestens einem Räumwerkzeug und mit mindestens einer Werkstückaufnahme, wobei Räumwerkzeug und Werkstückaufnahme zur Durchführung des Räumvorganges Relativbewegungen ausführen. Bei der bekannten Räummaschine ist auf dem Hubtisch mindestens ein Tubuswerkzeug montiert, wobei die mindestens eine Werkstückaufnahme am freien Ende je einer feststehenden Druckstange angeordnet ist. Mittels dieser Maschine können mehrere Werkstücke entsprechend der Anzahl der Hubwerkzeuge bearbeitet werden, wobei der Platzbedarf sowie die Herstellungs- und Wartungskosten in Abhängigkeit der Anzahl der gleichzeitig zu bearbeitenden Werkstücke steigen.
Des weiteren ist bekannt, zwei Werkstücke, z. B. Hohlräder, gleichsinnig direkt aufeinander zu legen und mit einem Räumwerkzeug zusammen zu räumen, wobei zu diesem Zweck besondere Werkzeuge benötigt werden. Diese Vorgehensweise resultiert einerseits in dem Vorteil der Verdopplung der Raumkapazität.
Andererseits muss die Geometrie der Werkstücke eine sichere Auflage aufeinander gewährleisten. Zudem ergeben sich durch das aufeinander Stapeln der Werkstücke hohe Parallelitätsforderungen; hinzu kommt, dass sich der Räumdruck auf das untere Teil mit der Anzahl der gestapelten Werkstücke multipliziert, was sich insbesondere bei ungünstigen Geometrien als nachteilig erweist.
Bei ungünstigen Geometrien von Werkstücken, die sich nur gegenseitig stapeln lassen, ergibt sich ein „linkes” und „rechtes” Räumergebnis, wobei sich die Werkzeuggeometrie, insbesondere die Vorhaltungen, auf unterschiedlichen Zahnflanken abbildet, was sich im Hinblick auf das Geräuschverhalten und die Lebensdauer negativ auswirkt.
Durch das Schichten der Werkstücke aufeinander ergibt sich ein größeres Spanvolumen, das bei der Gestaltung der Räumnadel der Räummaschine berücksichtigt werden muss. Die damit verbundene Reduzierung der Zahnschneidengeometrie erhöht die Schwingungsanfälligkeit der Zahnschneide, was sich in nachteiliger Weise ungünstig auf die Verzahnungsqualität auswirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Räumen mehrerer Werkstücke mittels einer Räumvorrichtung anzugeben, durch dessen Durchführung die Raumkapazität erhöht wird. Zudem soll das erfindungsgemäße Verfahren mittels herkömmlicher Räummaschinen mit ggf. geringen Modifikationen und ggf. modifizierten Räumwerkzeugen durchführbar sein. Eine Entwicklung spezieller Werkzeuge ist nicht notwendig.
Das Verfahren soll für Drallräumen, Tubusräumen sowie das Räumen aller achsparallelen Profile in einer Vorrichtung geeignet sein. Ferner soll durch das erfindungsgemäße Verfahren bei einer gleichzeitigen Reduzierung der Stückkosten die Qualität der Räumvorgänge erhöht werden.
Des weiteren soll eine Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben werden.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zum Räumen mehrerer Werkstücke mittels einer Räumvorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke ist Gegenstand des Patentanspruchs 6. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.
Demnach wird im Rahmen des Verfahrens zum Räumen mehrerer Werkstücke mittels einer Räumvorrichtung vorgeschlagen, die Werkstücke in bezug auf die Längsachse der Räumnadel in Reihe bzw. hintereinander anzuordnen, wobei jedem Werkstück eine eigene Räumauflage der Vorrichtung zugeordnet ist, so dass die Werkstücke von einem Werkzeug bzw. von einer Räumnadel gleichzeitig in einer optimalen Lage geräumt werden können.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist demnach mehrere Räumauflagen auf, die jeweils einem Werkstück zugeordnet sind, wobei die Räumauflagen derart angeordnet sind, dass die Werkstücke in bezug auf die Längsachse der Räumnadel in Reihe bzw. hintereinander anordenbar sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach jedem Austritt der Räumnadel aus einem Werkstück die Späne weggespült werden, sodass an der Räumnadel beim Eintritt in das folgende Werkstück keine Späne haften. Auf diese Weise kann der Spanraum der Räumnadel auf das Volumen von nur einem Werkstück ausgelegt werden, was in einer stabileren Räumnadel resultiert. Des weiteren kann durch die stabile Zahngeometrie der Räumnadel in Kombination mit dem gleichzeitigen Eingriff der Räumnadel in mehreren Werkstücken ein günstiges Schwingungsverhalten beim Räumen erzielt werden.
Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zumindest eine Spüldüsen aufweisende Druckglocke auf, mittels der die Spülung der Räumnadel erfolgt. Es ist auch möglich, dass die Spüldüsen auf zumindest einem Spülring angeordnet sind, welcher die Räumnadel umgibt.
Vorzugsweise werden die Werkstücke durch entsprechende Spannsysteme der Vorrichtung unabhängig voneinander gespannt, wodurch der Entspannzeitpunkt in vorteilhafter Weise individuell realisiert werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption lassen sich auch ungeeignete Geometrien auf einfache Weise räumen, ohne die Nachteile eines „linken” und eines „rechten” Räumergebnisses.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, beispielhaft näher erläutert.
In der beigefügten Figur ist die Räumnadel der Räumvorrichtung mit 1 bezeichnet. Gemäß der Erfindung sind die Werkstücke W1, W2, ..., Wn in bezug auf die Längsachse der Räumnadel in Reihe bzw. hintereinander angeordnet, wobei jedem Werkstück W1, W2, ..., Wn eine eigene Räumauflage R1, R2, ..., Rn zugeordnet ist. Des weiteren ist bei dem gezeigten Beispiel jeder Räumauflage R1, R2, ..., Rn ein separates Spannsystem S1, S2, ..., Sn zugeordnet, so dass der Entspannzeitpunkt für jedes Werkstück individuell realisierbar ist. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann die Räumnadel 1 auf einer einstellbaren Führung eingesetzt sein und hydraulisch betätigt werden.
Des weiteren ist vorgesehen, dass die Räumvorrichtung bis auf die Räumauflagenbereiche nach außen hin offen gehalten wird, damit die Räumnadel 1 zwischen einer Räumstelle und der nachfolgenden Räumstelle vollständig von Spänen befreit werden kann. Erfindungsgemäß erfolgt dies durch eine Spülung mittels zumindest einer Spüldüsen 3 aufweisenden Druckglocke 2, beispielsweise mit Öl. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Spüldüsen auf einem separaten Spülring vorgesehen sein.
Dadurch wird gewährleistet, dass nach jedem Austritt der Räumnadel aus einem Werkstück die Späne weggespült werden, sodass an der Räumnadel 1 beim Eintritt in das folgende Werkstück keine Späne haften. Somit ergeben sich beim Eintritt der Räumnadel 1 in das folgende Werkstück die gleichen Eintrittsbedingungen wie beim ersten Werkstück.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mittels zumindest einer Öldüse 4 eine Sperrölschicht über die Räumvorrichtung gelegt wird, wodurch keine Späne von einem oberen Teil bzw. von einem oberen Werkstück auf einen unteren Teil bzw. auf ein unteres Werkstück fallen können; dadurch werden „Reißer” vermieden und der Eckkantenverschleiß der Räumnadel 1 reduziert.
Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Verfahren prinzipiell auf beliebig viele Werkstücke (n Werkstücke) anwendbar, wobei die Anzahl n der Werkstücke und somit der entsprechenden Räumauflagen und Spansysteme von der Räumkraft, der Länge der Räumnadel bzw. deren Führung und der Steifigkeit der Vorrichtung abhängt. In der Figur sind die Kräfte die bei der Durchführung des Verfahrens auf jede Räumauflage wirken mit F1, F2, ..., Fn bezeichnet; die Gesamtkraft Fges ergibt sich aus der Summe der Kräfte F1, F2, ..., Fn.
Vorzugsweise kann das hier vorgestellte Verfahren zum Räumen von Hohlrädern angewandt werden.
Durch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kosten zur Beschaffung von Räummaschinen und Räumvorrichtungen reduziert, da weniger Räummaschinen und Vorrichtungen zum Räumen einer vorgegebenen Anzahl von Werkstücken benötigt werden, wobei dies auch in einer signifikanten Reduzierung der Stückkosten sowie des Platzbedarfs resultiert. Weitere Einsparungen ergeben sich bei den Wartungs-, Reparatur- und Energiekosten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund des optimierten Schwingungsverhaltens der Räumnadel die Qualität des Räumvorgangs erhöht wird.

1: Räumnadel
2: Druckglocke
3: Spüldüse
4: Öldüse
W1, W2, ..., Wn: Werkstück
R1, R2, ..., Rn: Räumauflage
S1, S2, ..., Sn: Spannsystem
F1, F2, ..., Fn: Kraft
Fges: Gesamtkraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 29706273 U1 [0002]
- DE 202007003320 U1 [0003]

Claims

Verfahren zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) mittels einer Räumvorrichtung umfassend zumindest eine Räumnadel (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) in bezug auf die Längsachse der Räumnadel (1) in Reihe bzw. hintereinander angeordnet werden, wobei jedem Werkstück (W1, W2, ..., Wn) eine eigene Räumauflage (R1, R2, ..., Rn) zugeordnet ist und wobei die Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) von der Räumnadel (1) gleichzeitig geräumt werden.
Verfahren zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) mittels einer Räumvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Austritt der Räumnadel (1) aus einem Werkstück (W1, W2, ..., Wn) die Späne weggespült werden, sodass an der Räumnadel (1) beim Eintritt in das folgende Werkstück (W1, W2, ..., Wn) keine Späne haften.
Verfahren zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) mittels einer Räumvorrichtung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Öldüse (4) eine Sperrölschicht über die Räumvorrichtung gelegt wird, wodurch keine Späne von einem oberen Teil bzw. von einem oberen Werkstück (W1, W2, ..., Wn) auf einen unteren Teil bzw. auf ein unteres Werkstück (W1, W2, ..., Wn) fallen können.
Verfahren zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) mittels einer Räumvorrichtung, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) unabhängig voneinander gespannt werden.
Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, umfassend zumindest eine Räumnadel (1), dadurch gekennzeichnet, dass sie für jedes Werkstück (W1, W2, ..., Wn) eine dem Werkstück zugeordnete Räumauflage (R1, R2, ..., Rn) aufweist, wobei die Räumauflagen (R1, R2, ..., Rn) derart angeordnet sind, dass die Werkstücke (W1, W2, ..., Wn) in bezug auf die Längsachse der Räumnadel (1) in Reihe bzw. hintereinander anordenbar sind und von der Räumnadel (1) gleichzeitig geräumt werden können.
Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn), nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis auf die Räumauflagenbereiche nach außen hin offen gehalten wird, derart, dass die Räumnadel (1) zwischen einer Räumstelle und der nachfolgenden Räumstelle von Spänen befreit werden kann.
Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn), nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Spüldüsen (3) aufweisende Druckglocke (2) aufweist, mittels der die Spülung der Räumnadel (1) erfolgt.
Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn), nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Spüldüsen (3) aufweisenden Spülring aufweist, durch den die Spülung der Räumnadel (1) erfolgt.
Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn), nach Anspruch 5, 6, 7, oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Räumauflage (R1, R2, ..., Rn) ein separates Spannsystem (S1, S2, ..., Sn) zugeordnet ist, so dass der Entspannzeitpunkt für jedes Werkstück (W1, W2, ..., Wn) individuell realisierbar ist.
Vorrichtung zum Räumen mehrerer Werkstücke (W1, W2, ..., Wn), nach Anspruch 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine einer Öldüse (4) aufweist, durch die eine Sperrölschicht über die Räumvorrichtung legbar ist, wodurch keine Späne von einem oberen Teil bzw. von einem oberen Werkstück (W1, W2, ..., Wn) auf einen unteren Teil bzw. auf ein unteres Werkstück (W1, W2, ..., Wn) fallen können.