DE29622664U1 - Vertical broaching machine - Google Patents
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Description
Oswald Forst Maschinenfabrik u. Apparatebauanstalt GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Schützenstraße 160, 42659 SolingenOswald Forst Maschinenfabrik u. Apparatebauanstalt GmbH & Co. Limited Partnership, Schützenstrasse 160, 42659 Solingen
Senkrecht-RäummaschineVertical broaching machine
Die Erfindung betrifft eine Senkrecht-Räummaschine.The invention relates to a vertical broaching machine.
Aus der DE-PS 12 92 994 ist eine Senkrecht-Räummaschine bekannt, die als sogenannte Hebetisch-Maschine ausgebildet ist. Der Antrieb des Hebetisches erfolgt mittels hydraulischer Antriebe. Es wird ein Zieh-Räum-Vorgang durchgeführt. Ein Drallräumen ist auf dieser Maschine nicht vorgesehen.A vertical broaching machine is known from DE-PS 12 92 994, which is designed as a so-called lifting table machine. The lifting table is driven by hydraulic drives. A pulling broaching process is carried out. Twist broaching is not provided on this machine.
Weiterhin ist es bekannt, Senkrecht-Räummaschinen zum Drallräumen auszubilden, wobei ebenfalls Ziehräum-Vorgänge durchgeführt werden, bei denen die Räumkräfte vom Maschinenständer aufgenommen werden.It is also known to design vertical broaching machines for twist broaching, whereby draw broaching processes are also carried out in which the broaching forces are absorbed by the machine stand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Senkrecht-Räummaschine zu schaffen, die eine hohe Präzision beim Räumen ermöglicht.The invention is based on the object of creating a vertical broaching machine that enables high precision when broaching.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches gelöst. Bei der erfindüngsgemäßen Räummaschine kann ein Druckräumen erfolgen; die Hub-Spindeln nehmen dabei Zugkräfte auf, und das Räumwerkzeug ist hierbei Druckkräften ausgesetzt. Die gesamten Räumkräfte bleiben also in dem System aus Hebetisch, Quertraverse, Hubspindeln und Räumwerkzeug. Der Maschinenständer selber ist kräftefrei.This object is achieved according to the invention by the features of the claim. With the broaching machine according to the invention, pressure broaching can take place; the lifting spindles absorb tensile forces and the broaching tool is exposed to compressive forces. The entire broaching forces therefore remain in the system consisting of the lifting table, crossbeam, lifting spindles and broaching tool. The machine stand itself is free of forces.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 bewirkt, daß die hohen, an den Hub-Spindeln auftretenden in Achsrichtung gerichteten Kräfte besonders einfach übertragen bzw. aufgenommen werden können. Hinzukommt, daß der Kalibrierteil des Räumwerkzeuges hierbei dem oberen Räumwerkzeughalter benachbart ist, d.h. während des Kalibrier-Räumhubes hat das gesamte System die größte Steifigkeit. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang die Ausgestaltung nach Anspruch 3, da hierbei die Antriebsmotoren zum Antrieb der Hub-Spindeln an einer nicht bewegten Stelle untergebracht werden können. Die Hub-Spindeln sind nach Anspruch 4 vorteilhafterweise als Wälz-Schraub-Triebe ausgebildet.The development according to claim 2 means that the high forces in the axial direction that occur on the lifting spindles can be transmitted or absorbed particularly easily. In addition, the calibration part of the broaching tool is adjacent to the upper broaching tool holder, i.e. the entire system has the greatest rigidity during the calibration broaching stroke. The design according to claim 3 is particularly advantageous in this context, since the drive motors for driving the lifting spindles can be accommodated in a non-moving location. The lifting spindles are advantageously designed as roller screw drives according to claim 4.
Die erfindungsgemäße Räummaschine ist besonders geeignet zum Einsatz als Drall-Räummaschine, wofür die Ansprüche 5 bis 7 vorteilhafte Weiterbildungen angeben.The broaching machine according to the invention is particularly suitable for use as a twist broaching machine, for which claims 5 to 7 specify advantageous further developments.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigtFurther features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of two embodiments based on the drawing. It shows
Fig. 1 eine Frontansicht einer Senkrecht-Räummaschine am Ende eines Rückhubes,Fig. 1 a front view of a vertical broaching machine at the end of a return stroke,
Fig. 2 die Räummaschine nach Fig. 1 in einer Seitenansicht in teilweise aufgebrochener Darstellung,Fig. 2 the broaching machine according to Fig. 1 in a side view in a partially broken-away representation,
Fig. 3 eine Frontansicht der Räummaschine zu Beginn eines Räumhubes, Fig. 4 eine Frontansicht der Räummaschine am Ende eines Räumhubes, Fig. 5 eine Frontansicht der Räummaschine beim Werkzeugwechsel,Fig. 3 a front view of the broaching machine at the beginning of a broaching stroke, Fig. 4 a front view of the broaching machine at the end of a broaching stroke, Fig. 5 a front view of the broaching machine during tool change,
Fig. 6 eine Frontansicht einer Räummaschine mit einem gegenüber Fig. 1 geänderten Drall-Antrieb undFig. 6 a front view of a broaching machine with a modified twist drive compared to Fig. 1 and
9 · ' &Lgr; 9 · '&Lgr;
Fig. 7 eine Seitenansicht der Räummaschine nach Fig. 6 in teilweise aufgebrochener Darstellung.Fig. 7 is a side view of the broaching machine according to Fig. 6 in a partially broken-away representation.
Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist eine erfindungsgemäße Senkrecht-Innen-Räummaschine einen auf einem Fundament 1 abgestützten Maschinenfuß 2 auf, auf dem ein Maschinenständer 3 angebracht ist. Auf dem Maschinenständer 3 ist eine Quertraverse 4 angebracht, die über die Vorderseite 5 des Maschinenständers 3 vorkragt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. An der Vorderseite 5 des Maschinenständers 3 sind verikal verlaufende Schlittenführungen 6 angebracht, an denen ein als Maschinentisch dienender Hebeschlitten 7 vertikal verschiebbar geführt ist.As can be seen from Fig. 1 and 2, a vertical internal broaching machine according to the invention has a machine base 2 supported on a foundation 1, on which a machine stand 3 is mounted. A crossbeam 4 is mounted on the machine stand 3, which protrudes over the front 5 of the machine stand 3, as can be seen from Fig. 2. Vertically running slide guides 6 are mounted on the front 5 of the machine stand 3, on which a lifting slide 7 serving as a machine table is guided so as to be vertically displaceable.
Unterhalb des Hebeschlittens 7 ist ein Zubringerschlitten 8 auf den Schlittenführungen 6 vertikal mittels eines Zubringerschlitten-Antriebs 9 verschiebbar angeordnet. Der Antrieb 9 weist einen Zubringer-Antriebsmotor 10 auf, der eine vertikal angeordnete Zubringer-Spindel 11 antreibt. Auf dieser Spindel 11 ist eine fest mit dem Zubringerschlitten 8 verbundene Spindelmutter 12 angeordnet, so daß bei einer Drehung der Spindel 11 um ihre Achse 13 der Zubringerschlitten 7 in der Vertikalen verfahren wird. Auf dem Zubringerschlitten 8 ist ein unterer Räumwerkzeughalter 14 angebracht.Below the lifting carriage 7, a feeder carriage 8 is arranged on the carriage guides 6 so that it can be moved vertically by means of a feeder carriage drive 9. The drive 9 has a feeder drive motor 10 which drives a vertically arranged feeder spindle 11. A spindle nut 12 which is firmly connected to the feeder carriage 8 is arranged on this spindle 11, so that when the spindle 11 rotates about its axis 13, the feeder carriage 7 is moved vertically. A lower reaming tool holder 14 is mounted on the feeder carriage 8.
Der Hebeschlitten 7 weist eine Werkstück-Vorlage 15 zur Aufnahme eines zu räumenden Werkstückes 16 mittels eines Innen-Räumwerkzeuges 17 auf. In einer gemeinsamen Ebene mit der Mittel-Längs-Achse 18 des Räumwerkzeuges 17 sind beiderseits des Räumwerkzeuges 17 am Hebe-Schlitten 7 als Hub-Spindeln 19 je ein Wälz-Schraub-Trieb derart angebracht, daß ihre vertikalen Mittel-Längs-Achsen 20 gleichen Abstand zur Achse 18 aufweisen. Dadurch wird erreicht, daß keine Kippmomente aufgrund unterschiedlicher Hebelarmverhältnisse auf den Hebeschlitten 7 ausgeübt werden. Wenn auf dem Hebeschlitten 7 mehrere Vorlagen 15 angeordnet sind, dann gelten auch für diese entsprechende Symmetrieverhältnisse.The lifting carriage 7 has a workpiece template 15 for receiving a workpiece 16 to be cleared by means of an internal clearing tool 17. In a common plane with the central longitudinal axis 18 of the clearing tool 17, a roller screw drive is attached to both sides of the clearing tool 17 on the lifting carriage 7 as lifting spindles 19 in such a way that their vertical central longitudinal axes 20 are at the same distance from the axis 18. This ensures that no tilting moments are exerted on the lifting carriage 7 due to different lever arm ratios. If several templates 15 are arranged on the lifting carriage 7, then corresponding symmetry ratios also apply to these.
Die Hub-Spindeln 19 sind in Spindelmuttern 21 aufgenommen, die in der Quertraverse 4 drehbar gelagert und axial nach unten abgestützt sind.The lifting spindles 19 are accommodated in spindle nuts 21, which are rotatably mounted in the cross-beam 4 and are axially supported downwards.
Jede Spindelmutter 21 wird mittels ebenfalls symmetrisch zur Achse 18 angeordneter Spindelantriebe 22 elektromotorisch angetrieben, die ebenfalls auf der Quertraverse 4 angebracht sind.Each spindle nut 21 is driven by an electric motor by means of spindle drives 22 which are also arranged symmetrically to the axis 18 and are also mounted on the cross member 4.
Koaxial zur Achse 18 des Räumwerkzeuges 17 ist an der Quertraverse ein oberer Räumwerkzeughalter 23 mit einem Endstückhalter 24 für das Endstück 25 des Räumwerkzeuges 17 angebracht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der obere Räumwerkzeughalter 23 drehbar ausgebildet, um mittels des als Drall-Räumwerkzeug ausgebildeten Räumwerkzeuges 17 einen Drall-Räum-Vorgang ausführen zu können. Hierzu ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel der obere Räumwerkzeughalter 23 mittels eines im wesentlichen durch einen Getriebemotor 26 gebildeten Drall-Antriebs 27 antreibbar. Coaxially to the axis 18 of the broaching tool 17, an upper broaching tool holder 23 with an end piece holder 24 for the end piece 25 of the broaching tool 17 is attached to the crossbeam. In the present embodiment, the upper broaching tool holder 23 is designed to be rotatable in order to be able to carry out a twist broaching process using the broaching tool 17 designed as a twist broaching tool. For this purpose, in the present embodiment, the upper broaching tool holder 23 can be driven by means of a twist drive 27 essentially formed by a gear motor 26.
Alle Antriebsmotoren 10, 22, 26 werden mittels einer nicht dargestellten CNC-Steuerung gesteuert.All drive motors 10, 22, 26 are controlled by a CNC control (not shown).
Der untere Räumwerkzeughalter 14 weist einen Schafthalter 28 auf, der in eine unterhalb der Vorlage 15 im Hebeschlitten 7 ausgebildete Ausnehmung 29 einfahrbar ist und der zur Aufnahme und Halterung des unteren Schaftes 30 des Räumwerkzeuges 17 dient.The lower broaching tool holder 14 has a shaft holder 28 which can be inserted into a recess 29 formed below the template 15 in the lifting carriage 7 and which serves to receive and hold the lower shaft 30 of the broaching tool 17.
Die Funktion der beschriebenen Räummaschine wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert.The function of the described broaching machine is explained below using Fig. 1 to 5.
In der Darstellung gemäß den Fig. 1 und 2 befindet sich der Hebeschlitten 7 in seiner unteren Position. Der Zubringerschlitten 7 befindet sich in einer mittleren Position, in der sich der Schafthalter 28 in der Ausnehmung 29 unter der Vorlage 15 befindet. Das Räumwerkzeug 17 ist mit seinem Endstück 25 im oberen Räumwerkzeughalter 23 gehalten. Ein zu räumendes Werkstück 16 ist in die Vorlage 15 eingelegt. Diese untere Stellung des Hebeschlittens 7 entspricht also der Beladestellung.In the illustration according to Fig. 1 and 2, the lifting carriage 7 is in its lower position. The feed carriage 7 is in a middle position in which the shaft holder 28 is in the recess 29 under the template 15. The broaching tool 17 is held with its end piece 25 in the upper broaching tool holder 23. A workpiece 16 to be broached is placed in the template 15. This lower position of the lifting carriage 7 therefore corresponds to the loading position.
Vor Beginn des Räumhubes werden entsprechend Fig. 3 der Hebeschlitten 7 und der Zubringerschlitten 8 gleichzeitig nach oben verfahren, bis derBefore starting the clearing stroke, the lifting carriage 7 and the feeder carriage 8 are moved upwards simultaneously as shown in Fig. 3 until the
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Schaft 30 des Räumwerkzeuges 17 im Schafthalter 28 des unteren Räumwerkzeughalters 14 aufgenommen und gehalten wird. Der Zubringerschlitten 8 verbleibt in dieser oberen Stellung, während nunmehr der eigentliche Räumhub durch entsprechenden Antrieb der Hub-Spindeln 19 beginnt, wobei zuerst der dem Schaft 30 benachbarte Räumabschnitt 31 und dann der dem Endstück 25 benachbarte Kalibrierabschnitt 32 des Räumwerkzeuges 17 durch das Werkstück 16 gedrückt werden, wobei gleichzeitig entsprechend dem zu erzeugenden Drall das Räumwerkzeug 17 um seine Achse 18 gedreht wird. Es wird also ein Druckräumen durchgeführt, bei dem die Hub-Spindeln 19 auf Zug, das Räumwerkzeug 17 aber auf Druck beansprucht wird. Am Ende des Räumhubes, wenn also auch der Kalibrierabschnitt 32 vollständig durch das Werkstück 16 gedrückt ist, hat der Hebeschlitten 7 seinen kleinstmöglichen Abstand von der Quertraverse 4. Der Endstückhalter 24 wird nunmehr geöffnet und der Zubringer-Antriebsmotor 16 derart angesteuert, daß der Zubringerschlitten 8 samt dem vom unteren Räumwerkzeughalter 14 gehaltenen Räumwerkzeug 17 nach unten verfahren wird und zwar in die in Fig. 5 dargestellte untere Position des Zubringerschlittens 8. In dieser Position ist auch das Endstück 25 des Räumwerkzeuges 17 nach unten aus dem Werkstück 16 herausgefahren, das jetzt aus der Vorlage 15 herausgenommen wird. Eine hierfür allgemein bekannte Ausschubeinrichtung ist nicht dargestellt. Anschließend wird der Zubringerschlitten 8 wieder in seine obere Position verfahren, so daß der obere Räumwerkzeughalter 23 wieder das Räumwerkzeug 17 übernehmen kann. Dann wird der Hebeschlitten 7 mit dem neben der Vorlage 15 liegenden Werkstück in seine untere Position verfahren, wobei auch der Zubringerschlitten 8 ebenfalls in seine mittleren Position verfahren wird, die in Fig. 1 dargestellt ist. Das geräumte Werkstück 16 wird nun vom Hebeschlitten 7 entfernt. Der Schaft 30 des Räumwerkzeuges 17 befindet sich jetzt soweit oberhalb der Vorlage 15, daß ein neues zu räumendes Werkstück 16 in diese eingelegt werden kann. Der Räumvorgang wiederholt sich anschließend. Shaft 30 of the broaching tool 17 is received and held in the shaft holder 28 of the lower broaching tool holder 14. The feeder carriage 8 remains in this upper position, while the actual broaching stroke now begins by appropriately driving the lifting spindles 19, whereby first the broaching section 31 adjacent to the shaft 30 and then the calibration section 32 of the broaching tool 17 adjacent to the end piece 25 are pressed through the workpiece 16, whereby at the same time the broaching tool 17 is rotated about its axis 18 in accordance with the twist to be generated. Pressure broaching is therefore carried out, in which the lifting spindles 19 are subjected to tension, but the broaching tool 17 is subjected to compression. At the end of the clearing stroke, i.e. when the calibration section 32 is completely pressed through the workpiece 16, the lifting carriage 7 is at its smallest possible distance from the crossbeam 4. The end piece holder 24 is now opened and the feeder drive motor 16 is controlled in such a way that the feeder carriage 8, together with the clearing tool 17 held by the lower clearing tool holder 14, is moved downwards into the lower position of the feeder carriage 8 shown in Fig. 5. In this position, the end piece 25 of the clearing tool 17 is also moved downwards out of the workpiece 16, which is now removed from the template 15. A generally known ejection device for this is not shown. The feeder carriage 8 is then moved back into its upper position so that the upper clearing tool holder 23 can take over the clearing tool 17 again. Then the lifting carriage 7 with the workpiece lying next to the template 15 is moved to its lower position, whereby the feeder carriage 8 is also moved to its middle position, which is shown in Fig. 1. The cleared workpiece 16 is now removed from the lifting carriage 7. The shaft 30 of the clearing tool 17 is now located far enough above the template 15 that a new workpiece 16 to be cleared can be inserted into it. The clearing process is then repeated.
Die Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 bis 5 nur dadurch, daß der Drall-Antrieb 27' eine sogenannte Drallstange 33 aufweist. Diese ist in der durch die Hub-SpindelnThe embodiment according to Figs. 6 and 7 differs from that according to Figs. 1 to 5 only in that the twist drive 27' has a so-called twist rod 33. This is in the position defined by the lifting spindles
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19 aufgespannten Ebene und parallel zur Achse 18 drehbar in der Quertraverse 4 und im Hebeschlitten 7 angeordnet, wobei sie im Hebeschlitten 7 in einer Drall-Mutter 34 aufgenommen ist, die fest auf dem Hebeschlitten 7 angebracht ist. Bei Verschiebungen des Hebeschlittens 7 wird die Drallstange 33 gedreht. Sie weist ein Gewinde 35 auf, das entsprechend der gewünschten Drallbewegung des Räumwerkzeuges 17 ausgelegt ist. Die Übertragung der Drehbewegung der Drallstange 33 auf den oberen Räumwerkzeughalter 23 erfolgt mittels eines Zahntriebes 36. Es ist auch möglich, die Drallstange 33 drehfest mit dem Hebeschlitten 7 zu verbinden und auf der Quertraverse 4 die Drall-Mutter 34 drehbar in der Weise zu lagern, daß sie ihre Drehbewegung direkt auf den Zahntrieb 36 überträgt. Die Funktion dieser Räummaschine ist identisch der unter Bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen.19 and arranged so as to be rotatable in the crossbeam 4 and in the lifting carriage 7 parallel to the axis 18, whereby it is received in the lifting carriage 7 in a twist nut 34 which is firmly attached to the lifting carriage 7. When the lifting carriage 7 is moved, the twist rod 33 is rotated. It has a thread 35 which is designed according to the desired twist movement of the broaching tool 17. The rotational movement of the twist rod 33 is transmitted to the upper broaching tool holder 23 by means of a pinion 36. It is also possible to connect the twist rod 33 to the lifting carriage 7 in a rotationally fixed manner and to mount the twist nut 34 on the crossbeam 4 so that it transmits its rotational movement directly to the pinion 36. The function of this broaching machine is identical to that described with reference to Figs. 1 to 5.
Es ist grundsätzlich auch möglich, die beschriebene Räummaschine als Zieh-Räummaschine zu verwenden. Das Räumwerkzeug 17 wird hierbei in umgekehrter Richtung eingesetzt, d.h. sein Schaft 30 wird hierbei im oberen Räumwerkzeughalter 23 gehalten. Der Räumhub erfolgt bei der Abwärtsbewegung des Hebeschlittens 7. Die Werkstück-Vorlage 15 ist in diesem Fall an der Unterseite des Hebeschlittens 7 angebracht. Die Eingabe des Werkstücks 16 in die Vorlage 15 erfolgt dann in der oberen Position des Hebeschlittens 7; die Entnahme erfolgt in der unteren Position. Der Vorteil der Kräftefreiheit des Maschinenständers 3 bleibt auch hierbei erhalten.It is also possible in principle to use the described broaching machine as a drawing broaching machine. The broaching tool 17 is used in the opposite direction, i.e. its shaft 30 is held in the upper broaching tool holder 23. The broaching stroke takes place during the downward movement of the lifting carriage 7. In this case, the workpiece template 15 is attached to the underside of the lifting carriage 7. The workpiece 16 is then inserted into the template 15 in the upper position of the lifting carriage 7; it is removed in the lower position. The advantage of the freedom of force of the machine stand 3 is also retained here.
Claims (7)
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Applications Claiming Priority (2)
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- 1996-06-19 DE DE29622664U patent/DE29622664U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19991202 |
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R157 | Lapse of ip right after 6 years |
Effective date: 20021231 |