DE102021100857A1

DE102021100857A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken

Info

Publication number: DE102021100857A1
Application number: DE102021100857.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Stier
Original assignee: A J Aicher & Co Kg GmbH; AJ Aicher & Co Kg GmbH
Current assignee: A J Aicher & Co Kg GmbH; AJ Aicher & Co Kg GmbH
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2022-07-21
Anticipated expiration: 2041-01-19
Also published as: DE102021100857B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken (12), umfassend eine Lagerungseinheit (14), mit welcher das stangenförmige Werkstück (12) gelagert werden kann, eine Spanneinrichtung (28), welche zwischen einer Schließstellung, in welcher die Spanneinrichtung (28) reibschlüssig mit einem stangenförmigen Werkstück (12) verbunden ist, und einer Offenstellung, in welcher die reibschlüssige Verbindung mit dem stangenförmigen Werkstück (12) aufgehoben ist, verstellbar ist, und eine Bearbeitungseinheit (20), mit welcher das stangenförmige Werkstück (12) bearbeitet werden kann, wenn sich die Spanneinrichtung (28) in der Schließstellung befindet, wobei die Spanneinrichtung (28) entlang der Längsachse (L) des auf der Lagerungseinheit (14) gelagerten stangenförmigen Werkstücks (12) verschiebbar ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken.
Bei den stangenförmigen Werkstücken, welche mit der vorliegenden Vorrichtung und dem vorliegenden Verfahren bearbeitet werden sollen, handelt es sich um Rohmaterial, welches nach dem Herstellungsprozess nicht weiter bearbeitet worden ist. Die unbehandelten stangenförmigen Werkstücke weisen üblicherweise einen Länge von 1 bis 3 m sowie einen Durchmesser von 10 bis 80 mm auf. Um die stangenförmigen Werkstücke in Lademagazinen und für Drehmaschinen verwenden zu können, müssen sie zuvor aus Gründen der Prozesssicherheit teilweise im Bereich ihren Enden bearbeitet werden. Dieser Bereich wird im Folgenden als Bearbeitungsabschnitt bezeichnet. Eine derartige Bearbeitung kann darin bestehen, den Bearbeitungsabschnitt der stangenförmigen Werkstücke mit einer Fase, einem Zapfen, einer Zentrierung oder dergleichen zu versehen.
Um diese vorbereitende Bearbeitung durchzuführen, sind Maschinen bekannt, welche nach folgendem Prinzip arbeiten: Das Werkzeug dreht sich um das stillstehend fixierte stangeförmige Werkstück. Als Werkzeug wird beispielsweise ein Glockenmesserkopf eingesetzt, mit welchem eine Fase infolge der Rotation des Werkzeugs erzielt wird. Dieses Prinzip hat jedoch zur Folge, dass bei einem minimalen Versatz des Werkzeuges zum stangenförmigen Werkstück letzteres ungleichmäßig („unrund“) angefast wird, was zu Qualitätsproblemen führt. Für eine andere Geometrie, beispielsweise für einen Zapfen, sind wieder eine andere Maschine und ein anderes Verfahren notwendig, wodurch der Fertigungsprozess unflexibel wird.
Für unterschiedliche Werkstückdurchmesser oder unterschiedliche Werkstücklängen im oben angegebenen Bereich sind aufwendige und lange Umrüstvorgänge notwendig oder sind gar nicht möglich
Um eine Abhilfe für die oben beschriebene Situation zu schaffen, bieten manche Anbieter eine Verkettung von unterschiedlichsten Maschinen und Prozessen an. Die DE 41 24 986 A1 offenbart eine Zuführvorrichtung, mit welcher ein stangenförmiges Werkstück einer Drehmaschine zugeführt werden kann, wozu das stangenförmige Werkstück entlang seiner Längsachse bewegt wird. Dies führt zu sehr großen und teuren Anlagen. Um eine weitgehende Automatisierung der Bearbeitung zu erreichen, müssen die Zuführvorrichtung und die Drehmaschine insbesondere steuer- und regelungstechnisch aufeinander abgestimmt werden. Da aber die Zuführvorrichtung und die Drehmaschine von unterschiedlichen Herstellern stammen, ist die Abstimmung mit großem Aufwand verbunden oder überhaupt nicht möglich, so dass die Zuführvorrichtung und die Drehmaschine getrennt bedient werden müssen, was einer Automatisierung zuwiderläuft.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, mit welcher eine Abhilfe für die oben beschriebene Situation geschaffen werden kann. Insbesondere soll die Vorrichtung die unterschiedliche Bearbeitung der stangenförmigen Werkstücke auf flexible Weise und einen hohen Automatisierungsgrad ermöglichen. Des Weiteren liegt einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem diese Vorrichtung betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken, umfassend

- eine Lagerungseinheit, mit welcher das stangenförmige Werkstück gelagert werden kann,
- eine Spanneinrichtung, welche zwischen einer Schließstellung, in welcher die Spanneinrichtung reibschlüssig mit einem auf der Lagerungseinheit gelagerten, stangenförmigen Werkstück verbunden ist, und einer Offenstellung, in welcher die reibschlüssige Verbindung mit dem stangenförmigen Werkstück aufgehoben ist, verstellbar ist, und
- eine Bearbeitungseinheit, mit welcher das stangenförmige Werkstück bearbeitet werden kann, wenn sich die Spanneinrichtung in der Schließstellung befindet, wobei
- die Spanneinrichtung entlang der Längsachse des auf der Lagerungseinheit gelagerten stangenförmigen Werkstücks verschiebbar ist.

Die Spanneinrichtung wird in der Offenstellung auf das stangenförmige Werkstück zu bewegt, bis dass die Spanneinrichtung das stangenförmige Werkstück vollständig umschließt. Dabei wird die Spanneinrichtung über den Bearbeitungsabschnitt hinaus bewegt, so dass dieser für die Bearbeitungseinheit frei zugänglich ist. Mit der Bearbeitungseinheit kann dann der Bearbeitungsabschnitt auf die gewünschte Weise bearbeitet werden. Insbesondere aufgrund der Tatsache, dass das stangenförmige Werkstück der Bearbeitungseinheit nicht zugeführt und folglich nicht axial bewegt werden muss, entfällt eine Abstimmung zwischen der Bearbeitungseinheit und der Lagerungseinheit und der damit verbundene Programmieraufwand. Die Lagerungseinheit kann daher sehr einfach ausgestaltet sein. Zudem wird gewährleistet, dass das stangenförmige Werkstück und die Spanneinrichtung während der Bearbeitung konzentrisch zueinander angeordnet sind. Eine ungleichmäßig gefertigte Bearbeitung kann daher vermieden werden.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann

- die Vorrichtung eine Rotationseinrichtung zum Drehen des stangenförmigen Werkstücks um seine Längsachse aufweisen, wenn sich die Spanneinrichtung in der Schließstellung befindet, und
- die Lagerungseinheit derart ausgebildet sein, dass das stangenförmige Werkstück um seine Längsachse drehbar gelagert ist.

Die vorliegende Vorrichtung ist nicht auf eine drehende Bearbeitung des stangenförmigen Werkstücks beschränkt. Beispielsweise kann das stangenförmige Werkstück im Bearbeitungsabschnitt mit einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden Bohrung versehen werden, sofern dies notwendig ist. Hierzu kann die Bearbeitungseinheit ein entsprechend ausgestaltetes Bohrwerkzeug aufweisen. Allerdings sollen die stangenförmigen Werkstücke in den meisten Fällen mit Fasen, Zapfen oder Zentrierung versehen werden. Diese stellen rotationssymmetrische Geometrien dar, welche mit einer drehenden Bearbeitung bereitgestellt werden können, was in dieser Ausführungsform der vorliegenden Vorrichtung möglich ist. Um zu gewährleisten, dass das stangenförmige Werkstück in der Lagerungseinheit um seine Längsachse gedreht werden kann, kann die Lagerungseinheit entsprechend ausgebildete Rollen aufweisen, die aber selbst nicht angetrieben sein müssen. Insofern kann die Lagerungseinheit auch in dieser Ausführungsform konstruktiv einfach ausgebildet werden.
In einer weitergebildeten Ausführungsform können die Rotationseinrichtung und die Spanneinrichtung zu einem Drehfutter zusammengefasst sein. Das Drehfutter ist folglich entlang der Längsachse des stangenförmigen Werkstücks verschiebbar. Mit einem Drehfutter werden die Funktionen des Einspannens und des Drehens des stangenförmigen Werkstücks in einem Bauteil vereinigt, wodurch die Vorrichtung kompakt gehalten werden kann.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Spanneinrichtung senkrecht und insbesondere vertikal zur Längsachse verschiebbar sein. In dieser Ausführungsform ist es möglich, stangenförmige Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern zu bearbeiten. Wie bereits erwähnt, kann die Lagerungseinheit Rollen aufweisen, auf welchen das stangenförmige Werkstück drehbar gelagert werden kann. Daher verläuft die Längsachse horizontal. Für den Fall, dass ein stangenförmiges Werkstück mit einem größeren Durchesser bearbeitet werden soll, verschiebt sich die Längsachse des stangenförmigen Werkstücks bezogen auf den bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung nach oben. Dadurch, dass die Spanneinrichtung senkrecht zur Längsachse und insbesondere in vertikaler Richtung verschiebbar ist, kann auch bei unterschiedlichen Durchmessern des stangenförmigen Werkstücks gewährleistet werden, dass die Spanneinrichtung konzentrisch zur Längsachse des stangenförmigen Werkstücks ausgerichtet werden kann. Die Flexibilität der vorliegenden Vorrichtung wird hierdurch deutlich erhöht.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Lagerungseinheit senkrecht zur Längsachse verschiebbar sein. Die Verschiebbarkeit der Lagerungseinheit senkrecht und insbesondere vertikal zur Längsachse dient ebenfalls dem Zweck, stangenförmige Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern bearbeiten zu können. Je nach Ausgestaltung der Spanneinrichtung kann es konstruktiv einfacher sein, anstelle der Spanneinrichtung die Lagerungseinheit senkrecht zur Längsachse verschiebbar auszugestalten. Es ist aber auch möglich, sowohl die Lagerungseinheit als auch die Spanneinrichtung senkrecht zur Längsachse des stangenförmigen Werkstücks verschiebbar auszugestalten. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn ein großer Durchmesserbereich abgedeckt werden soll.
Zwar genügt es, die Spanneinrichtung und die Lagerungseinheit in vertikaler Richtung verschiebbar auszugestalten. Allerdings bietet sich eine Verschiebbarkeit in horizontaler Richtung ebenfalls an, um eine konzentrische Anordnung der Spanneinrichtung in Bezug auf das stangenförmige Werkstück auf besonders einfache Weise sicherzustellen. Es kann sich anbieten, beispielsweise die Spanneinrichtung nur vertikal und die Lagerungseinheit nur horizontal verschiebbar oder umgekehrt auszugestalten, wodurch der konstruktive Aufwand gering gehalten werden kann.
Eine weitergebildete Ausführungsform kann sich dadurch auszeichnen, dass die Vorrichtung eine Tragstruktur umfasst, welche einen Bearbeitungsraum begrenzt, wobei

- die Bearbeitungseinheit im Bearbeitungsraum angeordnet ist und
- die Spanneinrichtung eine Durchgangsöffnung bildet, welche vom stangenförmigen Werkstück derart durchlaufen wird, dass das stangenförmige Werkstück teilweise in den Bearbeitungsraum hineinragt, wenn sich die Spanneinrichtung in der Schließstellung befindet.

In diesem Fall ist die Tragstruktur entlang der Längsachse des stangenförmigen Werkstücks verschiebbar. Aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungseinheit im Bearbeitungsraum angeordnet ist, bietet es sich an, zumindest Teile der Bearbeitungseinheit an der Tragstruktur zu befestigen. Die Tragstruktur kann daher die während der Bearbeitung auftretenden Belastungen aufnehmen. Da neben Teilen der Bearbeitungseinheit auch die Spanneinrichtung an der Tragstruktur befestigt ist, wird die Vorrichtung kompakt gehalten. Zudem ist es möglich, weitere für die Bearbeitung notwendige Elemente wie eine Zu- und Abführeinrichtung für Kühlmittel an der Tragstruktur zu befestigen.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann die Bearbeitungseinheit ein oder mehrere Werkzeuge aufweisen, mit welchem bzw. mit welchen das stangenförmige Werkstück spanend bearbeitet werden kann. Die spanende Bearbeitung nimmt eine herausragende Stellung bei der Bearbeitung von Werkstücken ein. In den meisten Fällen ist das stangenförmige Werkstück aus Stahl gefertigt. Es ist aber auch möglich, stangenförmige Werkstücke aus Kunststoff,Nichteisen- oder Bundmetalle, beispielsweise Kupfer, Aluminium und deren Legierungen, mit der vorliegenden Vorrichtung zu bearbeiten.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann es sich anbieten, dass die Vorrichtung einen Anschlag zum Festlegen der axialen Position des stangenförmigen Werkstücks auf der Lagerungseinheit aufweist. Um eine exakte Bearbeitung des stangenförmigen Werkstücks mit der Bearbeitungseinheit gewährleisten zu können, muss die axiale Position des stangenförmigen Werkstücks bekannt sein. Mit dem Anschlag kann die axiale Position auf einfache und reproduzierbare Weise festgelegt werden. Hierzu muss nur gewährleistet sein, dass das stangenförmige Werkstück am Anschlag anliegt.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Messeinheit zum Bestimmen der Rundlaufabweichungen des stangenförmigen Werkstücks aufweisen. Wie bereits erwähnt, werden die stangenförmigen Werkstücke in den meisten Fällen drehend bearbeitet. Um zu gewährleisten, dass die Bearbeitung mit einer hinreichenden Präzision ausgeführt werden kann, darf das stangenförmige Werkstück eine bestimmte Rundlaufabweichung nicht überschreiten. Mit der Messeinheit kann die Rundlaufabweichung des betreffenden stangenförmigen Werkstücks vor der eigentlichen Bearbeitung festgestellt werden. Hierzu wird das Werkstück in die Spanneinrichtung eingespannt und gedreht. Stellt die Messeinheit fest, dass das betreffende stangenförmige Werkstück eine über einen bestimmten Grenzwert liegende Rundlaufabweichung aufweist, kann die Messeinheit ein entsprechendes Signal generieren, infolgedessen die Bearbeitung nicht begonnen wird. Das betreffende stangenförmige Werkstück wird unbearbeitet ausgesondert und kann gegebenenfalls mit einer Richtpresse, die nicht Teil der vorschlagsgemäßen Vorrichtung ist, so gerichtet werden, dass die Rundlaufabweichung den bestimmten Grenzwert nicht mehr überschreitet.
Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken an einem Bearbeitungsabschnitt mit einer Vorrichtung nach einer der vorherigen Ausführungsformen, umfassend folgende Schritte:

- Ablegen eines stangenförmigen Werkstücks auf der Lagerungseinheit derart, dass entlang der Längsachse ein erster Abstand zwischen dem stangenförmigen Werkstück und einem vorderen Ende der Spanneinrichtung verbleibt,
- Verstellen der Spanneinrichtung in die Offenstellung und Verschieben der Spanneinrichtung entlang der Längsachse zum stangenförmigen Werkstück hin, bis dass der Bearbeitungsabschnitt einen zweiten Abstand zu einem hinteren Ende der Spanneinrichtung bildet,
- Verstellen der Spanneinrichtung in die Schließstellung, und
- Bearbeiten des stangenförmigen Werkstücks mit der Bearbeitungseinheit im Bearbeitungsabschnitt.

Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen Verfahren erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für die vorliegende Vorrichtung erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass das stangenförmige Werkstück der Bearbeitungseinheit nicht zugeführt und folglich nicht axial bewegt werden muss, weshalb eine Abstimmung zwischen der Bearbeitungseinheit und der Lagerungseinheit entfallen oder zumindest deutlich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen vereinfacht werden kann. Zudem wird gewährleistet, dass das stangenförmige Werkstück und die Spanneinrichtung während der Bearbeitung konzentrisch zueinander angeordnet sind. Eine ungleichmäßige Bearbeitung kann daher vermieden werden.
Gemäß einer fortentwickelten Ausgestaltung kann das Verfahren die folgenden Schritte aufweisen:

- Drehen des stangenförmigen Werkstücks um seine Längsachse mit der Rotationseinrichtung, und
- spanendes Bearbeiten des stangenförmigen Werkstücks mit einem Werkzeug der Bearbeitungseinheit.

Wie bereits erwähnt, sollen die stangenförmigen Werkstücke im Bearbeitungsabschnitt in den meisten Fällen mit einer rotationssymmetrischen Geometrie versehen werden, wozu sich eine spanende Bearbeitung anbietet. Eine derartige Bearbeitung ist in dieser Ausgestaltung des Verfahrens möglich.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
2A bis 2E eine prinzipielle Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen und Ansichten.

In 1 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken 12 anhand einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Lagerungseinheit 14, auf welcher ein stangenförmiges Werkstück 12 gelagert werden kann. Wie aus 1 hervorgeht, umfasst die Lagerungseinheit 14 eine Mehrzahl von Rollen 16, welche drehbar an einer Halterung 18 befestigt ist. Folglich kann das stangenförmige Werkstück 12, welches auf den Rollen 16 abgelegt ist, um seine eigene Längsachse L drehbar gelagert werden.
Weiterhin ist die Vorrichtung 10 mit einer Bearbeitungseinheit 20 ausgestattet, mit der das stangenförmige Werkstück 12, welches auf der Lagerungseinheit 14 abgelegt ist, bearbeitet werden kann. Die Bearbeitungseinheit 20 ist an einer Tragstruktur 22 befestigt, die einen Bearbeitungsraum 24 umschließt. Die Tragstruktur 22 kann dabei nach Art eines Gehäuses ausgebildet sein, wobei es sich anbietet, den Bearbeitungsraum 24 nicht komplett zu schließen, um den Zugang insbesondere zur Bearbeitungseinheit 20 zu ermöglichen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Bearbeitungseinheit 20 ein Werkzeug 26, mit welchem das Werkstück 12 spanend bearbeitet werden kann, worauf später noch genauer eingegangen wird. Entsprechend kann das Werkzeug 26 als ein Drehmeißel oder dergleichen ausgebildet sein.
An der Tragstruktur 22 ist weiterhin eine Spanneinrichtung 28 befestigt, mit welcher das auf der Lagerungseinheit 14 abgelegte stangenförmige Werkstück 12 umschlossen und eingespannt werden kann. Dabei bildet die Spanneinrichtung 28 eine Durchgangsöffnung 30 und ist so angeordnet, dass das eingespannte Werkstück 12 von außerhalb die von der Spanneinrichtung 28 gebildete Durchgangsöffnung 30 durchlaufen und in den Bearbeitungsraum 24 hineinragen kann. Darüber hinaus weist die Vorrichtung 10 eine Rotationseinrichtung 32 auf, mit welcher das in der Spanneinrichtung 28 eingespannte Werkstück 12 um seine eigene Längsachse L gedreht werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rotationseinrichtung 32 und die Spanneinrichtung 28 zu einem Drehfutter 34 zusammengefasst. Die Spanneinrichtung 28 und die Rotationseinrichtung 32 können aber auch getrennte Einheiten sein. Wenn das stangenförmige Werkstück 12 in das Drehfutter 34 eingespannt ist, liegt ein Reibschluss zwischen dem Drehfutter 34 und dem Werkstück 12 vor, so dass die Drehbewegung des Drehfutters 34 auf das Werkstück 12 übertragen wird. Das drehende stangenförmige Werkstück 12 kann dann mit dem Werkzeug 26 der Bearbeitungseinheit 20 spanend bearbeitet werden. An dieser Stelle soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Bearbeitungseinheit 20 auch noch andere Werkzeuge 26 aufweisen kann, welche keine Drehbewegung um die eigene Längsachse L während der Bearbeitung voraussetzen.
In den 2A bis 2E ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 anhand von prinzipiellen Darstellungen gezeigt, wobei nur die erfindungserheblichen Komponenten dargestellt sind. Die 2A bis 2E zeigen insbesondere, auf welche Weise die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 betrieben wird, um das stangenförmige Werkstück 12 zu bearbeiten. Dabei soll das stangenförmige Werkstück 12 in einem Bearbeitungsabschnitt 36 bearbeitet werden, welcher sich dem zur Bearbeitungseinheit 20 hinweisenden Ende des Werkstücks 12 anschließt oder benachbart zu diesem Ende angeordnet ist.
In einer Ausgangsposition, welche in 2A gezeigt ist, wird das stangenförmige Werkstück 12 auf der Lagerungseinheit 14 abgelegt. Hierzu können nicht dargestellte Greifarme verwendet werden. Um die axiale Position des stangenförmigen Werkstücks 12 auf der Lagerungseinheit 14 eindeutig festlegen zu können, umfasst die Vorrichtung 10 einen Anschlag 38, gegen welchen das stangenförmige Werkstück 12 ebenfalls mit den bereits erwähnten Greifarmen geschoben werden kann, so dass das stangenförmige Werkstück 12 am Anschlag 38 anliegt. Der Anschlag 38 kann verfahrbar sein, so dass dieser in eine von der Lagerungseinheit 14 beabstandete Position gestellt werden kann, sobald die axiale Position des stangenförmigen Werkstücks 12 festgelegt worden ist. Aus diesem Grund ist der Anschlag 38 in den 2B und 2C nicht dargestellt. Es ist aber auch möglich, die axiale Position bereits vor dem Auflegen des stangenförmigen Werkstücks 12 auf der Lagerungseinheit 14 festzulegen und anschließend das stangenförmige Werkstück 12 nur noch senkrecht zur Längsachse L zu bewegen.
In der 2A ist ebenfalls die Spanneinrichtung 28 gezeigt, die wiederum als ein Drehfutter 34 ausgebildet ist. Die Spanneinrichtung 28 ist senkrecht zur Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 verschiebbar, so dass die Spanneinrichtung 28 konzentrisch zur Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 positioniert werden kann. Die Verschiebbarkeit der Spanneinrichtung 28 senkrecht zur Längsachse L ermöglicht es zudem, stangenförmige Werkstücke 12 mit unterschiedlichen Durchmessern zu bearbeiten. Die Spanneinrichtung 28 weist einen vorderes Ende 40 und ein hinteres Ende 42 auf. Die Bezeichnungen „vorderes Ende“ und „hinteres Ende“ beziehen sich dabei auf eine vom sich in der Ausgangsposition befindenden, stangenförmigen Werkstück 12 ausgehende Blickrichtung.
In der Ausgangsposition wird ein erster Abstand A1 zwischen dem vorderen Ende 40 der Spanneinrichtung 28 und dem zur Spanneinrichtung 28 hinweisenden Ende des stangenförmigen Werkstücks 12 gebildet.
Wie in 2B dargestellt, wird nun die Spanneinrichtung 28 entlang der Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 auf das stangenförmige Werkstück 12 zu bewegt und über das stangenförmige Werkstück 12 in eine Bearbeitungsposition geschoben. Dabei befindet sich die Spanneinrichtung 28 in einer Offenstellung, in welcher der Durchmesser der von der Spanneinrichtung 28 gebildeten Durchgangsöffnung 30 größer ist als der Durchmesser des stangenförmigen Werkstücks 12. Die Spanneinrichtung 28 wird so weit über das stangenförmige Werkstück 12 geschoben, bis dass ein zweiter Abstand A2 zwischen dem hinteren Ende 42 der Spanneinrichtung 28 und dem Bearbeitungsabschnitt 36 gebildet wird, wobei das stangenförmige Werkstück 12 über das hintere Ende 42 hervorsteht. Der Bearbeitungsabschnitt 36 befindet sich daher in der Ausgangsposition auf der Seite des vorderen Endes 40 außerhalb der Spanneinrichtung 28 und in der Bearbeitungsposition auf der Seite des hinteren Endes 42 außerhalb der Spanneinrichtung 28.
Nun wird die Spanneinrichtung 28 in die Schließstellung gestellt, in welcher ein Reibschluss zwischen der Spanneinrichtung 28 und dem stangenförmigen Werkstück 12 bereitgestellt wird (siehe 2C). Wie bereits erwähnt, ist die Spanneinrichtung 28 als ein Drehfutter 34 ausgebildet, so dass die Spanneinrichtung 28 nun um die Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 gedreht werden kann, wie es mit den Pfeilen in 2C angedeutet ist. Wie aus den 2A bis 2C hervorgeht, umfasst die Vorrichtung 10 eine Messeinheit 44, mit welcher die Rundlaufabweichungen des stangenförmigen Werkstücks 12 bestimmt werden können. Die Rundlaufabweichungen werden am drehenden stangenförmigen Werkstück 12 bestimmt.
Für den Fall, dass die Rundlaufabweichungen ein bestimmtes Maß überschreiten, wird die Drehbewegung gestoppt, die Spanneinrichtung 28 in die Offenstellung gestellt und wieder zurück in die in 2A dargestellte Ausgangsposition verschoben. Das stangenförmige Werkstück 12 wird ausgesondert und ein nachfolgendes stangenförmiges Werkstück 12 bearbeitet.
Für den Fall, dass die Rundlaufabweichungen innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegen, kann der Bearbeitungsabschnitt drehend bearbeitet werden. Insbesondere können Fasen, Zapfen, Zentrierungen oder dergleichen gefertigt werden. Nachdem die Bearbeitung abgeschlossen ist, wird die Drehbewegung gestoppt, die Spanneinrichtung 28 wieder in die Offenstellung gestellt und entlang der Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 in die in 2A dargestellte Ausgangsposition bewegt. Die Bearbeitung des stangenförmigen Werkstücks 12 ist nun beendet, so dass ein nachfolgendes stangenförmiges Werkstück 12 auf dieselbe Weise bearbeitet werden kann.
Die 2D und 2E zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 anhand einer Vorderansicht bzw. von einer Hinteransicht. Aus diesen beiden Figuren wird deutlich, dass, wie bereits erwähnt, die Spanneinrichtung 28 senkrecht zur Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 verschiebbar ist, wodurch gewährleistet werden kann, dass stangenförmige Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern bearbeitet werden können. Allerdings können zu diesem Zweck auch die bereits erwähnten Rollen 16 oder die Halterung 18 der Lagerungseinheit 14 senkrecht zur Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 bewegt werden.
Bezugnehmend auf die 1 wird deutlich, dass dann, wenn die Spanneinrichtung 28 über das stangenförmige Werkstück 12 geschoben wird, die gesamte Tragstruktur 22 und folglich auf der Bearbeitungsraum 24 und die Bearbeitungseinheit 20 gemeinsam entlang der Längsachse L des stangenförmigen Werkstücks 12 verschoben werden.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: Werkstück
14: Lagerungseinheit
16: Rollen
18: Halterung
20: Bearbeitungseinheit
22: Tragstruktur
24: Bearbeitungsraum
26: Werkzeug
28: Spanneinrichtung
30: Durchgangsöffnung
32: Rotationseinrichtung
34: Drehfutter
36: Bearbeitungsabschnitt
38: Anschlag
40: vorderes Ende
42: hinteres Ende
44: Messeinheit
A1: erster Abstand
A2: zweiter Abstand
L: Längsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4124986 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung (10) zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken (12), umfassend - eine Lagerungseinheit (14), mit welcher das stangenförmige Werkstück (12) gelagert werden kann, - eine Spanneinrichtung (28), welche zwischen einer Schließstellung, in welcher die Spanneinrichtung (28) reibschlüssig mit einem auf der Lagerungseinheit (14) gelagerten, stangenförmigen Werkstück (12) verbunden ist, und einer Offenstellung, in welcher die reibschlüssige Verbindung mit dem stangenförmigen Werkstück (12) aufgehoben ist, verstellbar ist, und - eine Bearbeitungseinheit (20), mit welcher das stangenförmige Werkstück (12) bearbeitet werden kann, wenn sich die Spanneinrichtung (28) in der Schließstellung befindet, wobei - die Spanneinrichtung (28) entlang der Längsachse (L) des auf der Lagerungseinheit (14) gelagerten stangenförmigen Werkstücks (12) verschiebbar ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Vorrichtung (10) eine Rotationseinrichtung (32) zum Drehen des stangenförmigen Werkstücks (12) um seine Längsachse (L) aufweist, wenn sich die Spanneinrichtung (28) in der Schließstellung befindet, und - die Lagerungseinheit (14) derart ausgebildet ist, dass das stangenförmige Werkstück (12) um seine Längsachse (L) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationseinrichtung (32) und die Spanneinrichtung (28) zu einem Drehfutter (34) zusammengefasst sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (28) senkrecht zur Längsachse (L) verschiebbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungseinheit (14) senkrecht zur Längsachse (L) verschiebbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Tragstruktur (22) umfasst, welche einen Bearbeitungsraum (24) begrenzt, wobei - die Bearbeitungseinheit (20) im Bearbeitungsraum (24) angeordnet ist und - die Spanneinrichtung (28) eine Durchgangsöffnung bildet, welche vom stangenförmigen Werkstück (12) derart durchlaufen wird, dass das stangenförmige Werkstück (12) teilweise in den Bearbeitungsraum (24) hineinragt, wenn sich die Spanneinrichtung (28) in der Schließstellung befindet.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (20) ein oder mehrere Werkzeuge (26) aufweist, mit welchem bzw. mit welchen das stangenförmige Werkstück (12) spanend bearbeitet werden kann.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Anschlag (38) zum Festlegen der axialen Position des stangenförmigen Werkstücks (12) auf der Lagerungseinheit (14) aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Messeinheit (44) zum Bestimmen der Rundlaufabweichungen des stangenförmigen Werkstücks (12) aufweist.
Verfahren zum Bearbeiten von stangenförmigen Werkstücken (12) an einem Bearbeitungsabschnitt mit einer Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend folgende Schritte: - Ablegen eines stangenförmigen Werkstücks (12) auf der Lagerungseinheit (14) derart, dass entlang der Längsachse (L) ein erster Abstand (A1) zwischen dem stangenförmigen Werkstück (12) und einem vorderen Ende (40) der Spanneinrichtung (28) verbleibt, - Verstellen der Spanneinrichtung (28) in die Offenstellung und Verschieben der Spanneinrichtung (28) entlang der Längsachse (L) zum stangenförmigen Werkstück (12) hin, bis dass der Bearbeitungsabschnitt (36) einen zweiten Abstand (A2) zu einem hinteren Ende (42) der Spanneinrichtung (28) bildet, - Verstellen der Spanneinrichtung (28) in die Schließstellung, und - Bearbeiten des stangenförmigen Werkstücks (12) mit der Bearbeitungseinheit (20) im Bearbeitungsabschnitt (36).
Verfahren nach Anspruch 10, umfassend folgende Schritte: - Drehen des stangenförmigen Werkstücks (12) um seine Längsachse (L) mit der Rotationseinrichtung (32), und - spanendes Bearbeiten des stangenförmigen Werkstücks (12) mit einem Werkzeug der Bearbeitungseinheit (20).