DE7339154U - Stangenfuehrungsvorrichtung an einer eine spannvorrichtung aufweisenden drehmaschine - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wi rts ch.«Ing.B.Jochem

Staufenstr. 36 6000 Frankfurt / Main

In Sachen :

Firma

PITTLER Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Langen / Hessen Pittlerstraße

<£_ Stangenführungsvorrichtung an einer eine Spannvorrichtung aufweisenden Drehmaschine.

Die Erfindung betrifft eine Stangenführungsvorrichtung an einer eine Spannvorrichtung am vorderen Ende einer Drehspindel aufweisenden Drehmaschine mit einem über einen Mitnehmer antreibbaren umlaufenden Stangenführungsrohr, das auf seiner gesamten Länge eine Innenauskleidung zum Mindern von Schwingungen enthält, welche aus einer Anzahl axial aufeinanderfolgender, radial federnder und in ihrer lichten Weite gemeinsam verstellbarer Stützeinheiten besteht.

Geräuscharme Stangenführungen sind in den unterschiedlichsten Ausbildungen mit sowohl festen als auch mitlaufenden Stangenführungsrohren bekannt ("Werkstattechnik und Maschinenbau" 1958, Heft S, Seiten 42o - 423). Eine bekannte Ausführung mit umlaufendem Stangenführungsrohr (DE-PS 694 393) verwendet als federnde Innenauskleidung zur Aufnahme der Werkstoffstange mehrerer axial hintereinander eingeschobene Stahlblechhülsen, die in Abständen zueinander einzeln festgeklemmt oder durch je

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einen Anschlag gegen Mitnahme durch den Stangenvorschub und gegen Verdrehen gehalten werden. Am maschinenseitigen Ende des StAngenfUhrungarohra ist eine Überwurfkappe vorgesehen, mit welcher erreicht werden soll, daß bei nach und nach auftretendem Aufweiten der Stahlblechhülse infolge Verarbeitung stärkerer Werkstoffstangen die Federkraft der letzten Hülse genügend groß bleibt, um die Mitnahme des Stangenführungsrohrs bei der Drehung der Werkstoffstange zu gewährIeistejfcfn.

Mit dieser Ausführung können hohe Drehzahlen jedoch nicht erreicht werden, weil die Mitnahme des Stangenführungsrohrs in-Drehrichtung über bloßen Reibungsschluß zwischen Werkstoffstange und Stahlblechhülse erfolgt, so daß neben dem bereits genannten Aufweiten der Hülsen auch mit Verschleiß gerechnet werden muß, abgesehen davon, daß durch den auftretenden Schlupf selbst auch wieder Geräusche verursacht und die Oi>erflüciien der Werkstoff«tanken bescliMeiofe werden = Außerdenv ist ein solches Stangenführungsrohr oh-:: Auswechseln der Stahlblechhülsen immer nur für einen einzigen Werkstoffstangendurchmesser optimal einsetzbar.

der Zur Anpassungι Stangenführung an unterschiedlich große Werkstoffstangendurchmesser ohne Auswechslung von Teilen ist es auch bereits bekannt (DE-PS 744 511) , innerhalb eines mitdrehenden Stangenführungsrohrs Stützeinheiten in Gestalt von zwischen verdrehbaren Ringen unter Zugspannung gehaltenen, zur Werkstoffstange windschief laufenden und sie jeweils an einem Punkt berührenden Drähten oder Stanqen anzuordnen, die nach dem Ausmaß der Verdrehung der Ringe zueinander einen unterschiedlich großen lichten Durchlaß für die Werkstoffstange umschließen. Durch drehfeste Kupplung der benachbarten Ringe zweier aufeinander/folgender solcher Einheiten und die zusätzliche Anordnung beim Verdrehen auf Torsion beanspruchter Mitnehmerstangen

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ist es zwar möglich, die Durchlaßweite sämtlicher Stützeinheiten gemeinsam zu verstellen. Diese Verstellung bedarf jedoch jedesmal des Lösens einer Rast, in der die Torsionskraft der Mitnehmerstangen abgefangen ist, und eignet sich

von

deshalb nur zur Verstellung be.irn Durchmesserwechsel zu verarbeitenden Werkstoffstangen. Da außerdem die radiale Eigenfederung der Drähte oder Stangen innerhalb jeder Stützeinheit verhältnismäßig gering ist, muß die Durchlaßweite seh." genau r*n den Stangendurchmesser angepaßt werden, um einerseits das unerwünschte Schlagen zu vermeiden und andererseits den Stangenvorschub nicht zu behindern. Dieses Erfordernis macht die letztgenannte bekannte Stangenführungsvorrichtung außerdem ungeeignet für die Verarbeitung nicht gerichteter gewalzter Werkstoffstangen.

Allen bekannten Stangenführungsvorrichtungen mit umlaufendem Stangenführungsrohr ist darüber hinaus gemein, daß die Werkstoffstange innerhalb der Drehspindel bzw. eines diese mitdrehend durchsetzenden Spannrohrs ungeführt ist, und damit unvermeidbar Schläge auf die Drehspindel ausführen kann, die zweckmäßigerweise von einer Drehspindel fernzuhalten sind, um nicht die Bearbeitungsgenauigkeit zu beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt,ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik (DE-PS 744 511), die Aufgabe zugrunde, eine Stangenführungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welch'* unter Vermeidung der erwähnten Nachteile der bekannten Stangenführungsvorrichtungen leicht und ohne Austausch von Teilen auch auf andere Werkstoffstangendurchmesser einstellbar ist und auch die Bearbeitung nichtgerichteter gewalzter Werkstoffstangen mit hoher Drehzahl in voller Länge ohne das unerwünschte Schlagen und die damit verbundene Wärmeerzeugung zuläßt.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Mitnehmer als formschlüssige Antriebsverbindung zwischer der Drehspindel oder einem mit dieser drehfesr; verbundenen Teil und dem Stangenführungsrohr ausgebildet ist, daß sich die Innenauskleidung mit den Stützeinheiten innerhalb der Drehspindel bis in die unmittelbare Nähe der Spannvorrichtung erstreckt und daß die Stützeinheiten von zur Veränderung ihrer lichten Weite axial auf Druck belastbaren federnden Stützelementen gebildet sind- welche gegeneinander von einem in seiner axialen Varschubkraft einstellbaren Betätigungsteil \p verspannbar sind,dessen Spannkraft beim öffnen der Spannvorrichtung zwangsläufig beseitigbar ist.

Die- Verwendung von zur Veränderung ihrer lichten Weite axial auf Druck belastbaren federnden Stützelementen ist zwar durch die ersterwähnte bekannte Stangenführung vorbekannt. Dort ist jedoch nur ein solches Stützelement zur Gewährleistung der reibungsschlüssigen Mitnahme des Stangenführungsrohrs in dieser Weise ausgebildet, während die übrigen Stützelemente nur ihrer Eigenfederung unterliegen. Bei der Stangenführungsvorrichtung mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen sind demgegenüber sämtliche Stützele- g% mente zur Veränderung ihrer lichten Weite axial belastbar, wobei diese Belastung nicht der Gewährleistung einer reibungsschlüssigen Mitnahme des Stangenführungsrohres, sondern der sicheren Zentrierung der Werkstoffstange auf ihrer gesamten Länge dient.

Bei mit einer solchen Stangenführung ausgerüstete Drehmaschinen ergibt sich der Vorteil, daß auch gewalzte, d.h. nicht gerichtete, krumme Werkstoffstangen geräuscharm mit wirtschaftlich hohen Drehzahlen verarbeitet werden können. Da die Stützen selbstfedernd ausgebildet sind und zusätzlich axial belastet werden,

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wirken sie xvie Spannstellen, welche die Werkstoffs tan ge bis in unmittelbare Nähe des Spannfutters erfassen. Diese Spannstellen passen sich auch krunanen Werkstoffstangen an und zentrieren diese zuverlässig während der Bearbeitung, weil zwischen Werkstoffstange, Stützelementen und Stangenführungs-rohr keine Relativbewegung mehr stattfindet. Dadurch bleibt

Durch die formschlüssige Drehmitnahme des Stangenführungsrohres tritt an den federnden Stützelementen auch kein Ver- © schleiß mehr auf. Da die Stützelemente mit der Spanneinrichtung gleichzeitig und gleichartig betätigbar sind, wird die zum Verschieben der Werkstoffstange erforderliche Kraft niedrig gehalten, und der Verschleiß der Hülsen wird weiter verringert.

Ein anderer Vorteil der Stangenführungsvorrichtung mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen besteht darin, daß alle Stützelemente gleichzeitig über nur eine einzige an der Einführseite des Stangenführungsrohres angeordnete und dadurch leicht erreich- und bedienbare sowie im Aufbau einfache und billige Einstellvorrichtung einem großen Bereich verschiedener

©WerkstoffStangendurchmesser optimal angepaßt werden können, so daß für alle Werkstoffstangen eine gleichmäßig gute Abstützung beim anschließenden Spannvorgang und nachfolgenden Bearbeiten erzielt wird.

Gemäß einer der vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung nach dem Hauptanspruch erstreckt sich das Stangenführungsrohr durch die Drehspindel hindurch bis in die unmittelbare Nähe der Spannvorrichtung. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Stangenführungsrohr lösbar mit dem Spindelende der Drehmaschine verbunden. Befindet sich, wie bei den gezeigten Ausführungsbeispielen,innerhalb der Drehspindel noch ein drehfest mitgenommenes Spannrohr als Teil der Betätigungs-

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einrichtung für die Spannvorrichtung, so ist das aus der Drehspindel herausragende Ende des mit der Drehspindel verbundenen Spannrohrs auch als das Spindelende in dem beanspruchten Sinne zu verstehen. Durch die fluchtende Ausrichtung von Stangenführungsrohrinnenwandung und Drehspindel- bzw. Spannroh rinnenwandung läßt sich die Innenauskleidung für die Stützeinheiten um die innerhalb der Drehspindel fortgefallene Wandstärke des Stahgenführungsrohres größer ausführen. Daraus ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit zur Bearbeitung von Werkstoffstangen mit größerem Durchmesser. Darüber hinaus ist durch die lösbare Verbindung des Stangenführungsrohres vom Ende der Spindel bzw. des in der Spindel vorgesehenen Spannrohres, die Möglichkeit einer raschen Umstellung auf die zeitweise Bearbeitung kurzer Werkstücke mit dem Vorteil der günftigen Führungsbedingungen in der Spindel bzw. dem Spann rohr gegeben.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine Stangenführungsv-orrichtung mit den als erfinderisch beanspruchten Merkmalen im Axialschnitt zur Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 den Axialschnitt durch eine Stangenführungsvorrichtung zur Darstellung eines zweiten Ausführungsbei-, spiels, auf Grund dessen bei gleichem Durchmesser der Drehspindel größere Werkstoffstangendurchmesser aufgenommen werden können.

In einem Spindelkasten 1 einer Drehmaschine ist eine Drehspindel 2 in Lagern 3, 4 gelagert, die eine Spannvorrichtung zum Antrieb der Werkstoffstange 6 aufweist. Diese Spannvorrichtung 5 ist über ein axial verschiebbares und rotierendes

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Spannrohr 7 mit einer am Spindelende angeordneten handelsüblichen Betätigungseinrichtung verbunden, die als Ganzes mit 8 bezeichnet ist. Das Stangenführungsrohr 9 ist in einem Festlager Io axial unverschiebbbar auf einem Ständer 11 gelagert, ragt durch das Spannrohr 7 bis in unmittelbare Nähe der Spannvorrichtung 5 und wird in geeigneter Weise, z.B. durch eine Paßfeder 12, über ein mit der Drehspindel umlaufendes Maschinenteil synchron zur Drehspindel angetrieben. Im Inneren des Stangrnführungsrohres 9 sind jeweils aufeinander- £% folgend Büchsen 13 und federnde Stützelemente 14 axial verschiebbar angeordnet, wobei die letzte Büchse 13 am Ausgang des Stangenführungsrohres, also zur Spannvorrichtung 5 hin, durch einen Anschlag 15 in Vorschubrichtung festliegt.

Die erste Büchse 13 am anderen,eingangsseitigen Rohrende weist einen Bund 16 auf, an dem sich als Betätigungsteil ein Paket Tellerfedern abstützt, das über eine auf dem Stangenführungsrohr über ein Gewinde 18a verstellbare Einstellmutter belastet wird. Am äußeren Ende trägt diese erste Büchse 13 eine für Montageütfecke lösbare, sonst aber fest verbundene Scheibe 19, an der eine im Ständer 11 angeordnete druckmittelbetätigte Stelleinrichtung 2o in Form eines Kolben-Zylinder-V Aggregates axial angreift, das gleichzeitig mit der Betätigungseinrichtung 8 über ein handelsübliches 4/2-Wegeventil gesteuert wird. In der gezeichneten rechten Stellung des 4/2-Wegeventils 21 ist die Spannvorrichtung 5 betätigt, und der Ko'ben der Stelleinrichtung 2o ist drucklos. In der linken Stellung des 4/2-Wegeventils 21 ist die Spannvorrichtung 5 gelöst, und der Kolben der Stelleinrichtung 2o ist mit Druck beaufschlagt.

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Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Einrichtung ist folgende t

Die Werkstoffstange 6 wird durch die Spannvorrichtung 5 der Drehspindel 2 in Drehung versetzt und stützt sich über die durch das Betätigungsteil 17 in Form des Tellerfederpakets axial belasteten Stützelemente 14, die dadurch wie Spannstellen radial zentrierend wirken, gegen das Stangenführungsrohr 9 ab. Reibung zwischen den Stützelementen 14 und der rotierenden Werkstoffstange 6 kann nicht stattfinden, weil auch das Stangenführungsrohr, ζ.B.über einen mit Paßfeder versehenen Mitnehmer 12 synchron zur Werkstoffstange angetrieben wird.

Die Werkstoffstange 6 wird von links oder vom Arbeitsraum aus in die Stangenführung eingebracht und dann in bekannter Weise vorgeschoben öder vom Arbeitsraum der Werkzeugmaschine her vorgezogen. Hierzu nimmt das 4/2-Wegeventil 21 die linke Stellung ein. Dabei wird einerseits die Spannvorrichtung 5 geöffnet und andererseits gleichzeitig der Kolben 2o der Stelleinrichtung beaufschlagt, wodurch die Scheibe 19 und die damit verbundene erste Büchse 13 in einer die Tellerfedern entlastenden Richtung verschoben werden, so daß sich die federnden Stützelemente 14 gemeinsam mit der Spannvorrichtung 5 öffnen. Im Anschluß daran wird die Werkstoffstange 6 vorgeschoben bzw. vorgezogen und dann das 4/2-Wegeventil 21 in die rechte in Fig. 1 und 2 gezeigte Spannstellung geschaltet. Die Spannvorrichtung wird dadurch wieder belastet, und der Kolben der Stelleinrichtung 2o wird entlastet, so daß gleichzeitig mit dem Spannvorgang in der Spannvorrichtung 5 auch die Tellerfedern wieder unter Druck stehen und die Stützelemente 14 an die Werkstoffstange 6 anpressen.

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Bei der in Fig. 2 zur Erläuterung des 2.Ausführungsbeispiels gezeigten Stangenführungsvorrichtung endet das Stangenführungsrohr 9 in dem Spannrohr 7 und wird in zwei Lagern,nämlich einem Festlager Io und einem Loslager loa, aufgenommen und mit dem Ende des Spannrohrs 7 über einen Mitnehmer 12, 12a so verbunden, daß das Spannrohr 7 axial verschieblich bleibt und das Stangenführungsrohr 9 durch das Spannrohr 7 synchron mitgenommen wird. Ein einfacher und billiger Mitnehmer wird z.B. durch eine Hülse 12a erzielt, die das Stangenführungsrohr 9 und das Spannrohr 7 übergreift und innen eine Längsnut aufweist, in die je eine außen am Stangenführungsrohr 9 bzw. am Spannrohr 7 fest angeordnete Paßfeder 12 eingreift. Die Hülse 12a wird mit einer Klemmschraube 12b am Stangenführungsrohr 9 axial gesichert. Es könnte der Mitnehmer jedoch auch in Gestalt eines anderen lösbaren formschlüssigen Verbindungsteils vorgesehen sein, mit dem bei Bedarf ebenfalls eine Möglichkeit gegeben ist, das Stangenführungsrohr 9 von der Werkzeugmaschine schnell und einfach zu trennen. Dies empfiehlt sich z.B. dann, wenn zeitweise nur kurze Werkstücke zu spannen sind, die einer Stangenführung nicht bedürfen.

Die ohnedies an der Maschine vorhandene Betätigungseinrichung der Spannvorrichtung läßt sich zusätzlich auch zum axialen " Verspannen der Stützelemente 14 verwenden. Sie stellt darin gleichzeitig ein Beispiel für eine druckmittelbetätigte Einrichtung für diesen Zweck dar.

In Fig. 2 ist ferner mit 22 ein Schutzblech zur Abdeckung des umlaufenden Führungsrohres bezeichnet.

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- Io -

Die Buchsen 13 in Fig. 1 und 2 haben an beiden Enden zylindrische Ansätze, die bei entlasteten Stutzelementen 14 voneinander einen Abstund aufweisen, der dem maximalen Federweg der Stützelemente 14 entspricht. Dadurch ist sichergestellt, daß beim Verarbeiten eines Stangenreatstückes, wenn nicht mehr alle Stutzelemente 14 gegen die Werkstoffstange anliegen, die nichttragenden Stutzelemente nicht Überlastet werden. In diesem Fall wird der gesamte Federweg dieser nichttragenden Stutzelemente durch die Kraft der Tellerfedern 17 überwunden, d.h. die benachbarten Buchsen 13 berühren sich und Übertragen die restliche Kraft der Tellerfedern 17 auf die Stützelemente, die noch gegen die Werkstoffstange 6 anliegen, so daß auch in diesem Fall eine sichere Abstützung der Werkstoffstange gewährleistet ist.

Die Stützelemente 14 können verschiedenartig ausgebildet sein, beispielsweise als in sich geschlossen ■"; oder auch als axial geschlitzte Hülsen.

Als Stützelemente 14 können weiter Blattfedern über den Umfang verteilt angeordnet sein, die gegebenenfalls durch einen A Käfig gegen Herausfallen gesichert sind. Hierbei bietet es sich an, die Begrenzung des maximalen Federwegs durch den Käfig selbst vorzunehmen oder aber besondere Begrenzungsmittel im Federelement vorzusehen. Darüber hinaus ist es möglich, die federnden Stütze leinen te so auszubilden, daß sich bei axialer Belastung eine radiale Verformung in zwei entgegengesetzten Richtungen ergibt, so daß die Stütze leinen te sowohl an der Werkstoffstange 6 außen als auch am -Stangenführungsrohr innen zur Anlage kommen, wodurch eine sichere, spielfreie Abstützung erreicht wird.

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Claims (9)

Schutz ansprüche

1. Stangenführungsvorrichtung an einer eine Spannvorrichtung

am vorderen Ende einer Drehspindel aufweisenden Drehmaschine mit einem über einen Mitnehmer antreibbaren umlaufenden Stangenführungsrohr, das auf seiner gesamten Länge eine Innenauskleidung zum Mindern von Schwingungen enthält, welche aus einer Anzahl axial aufeinanderfolgender, radial federnder und in ihrer lichten Weite gemeinsam verstellbarer Stützeinheiten besteht, dadurch gekennzeich net, daß der Mitnehmer (12, 12a) als formschlüssige Antriebsverbindung zwischen der Drehspindel (2) oder einem mit dieser drehfest verbundenen Teil (5, 7) und dem Stangenführungsrohr (9) ausgebildet ist, daß sich die Innenauskleidung mit den Stützeinheiten innerhalb der Drehspindel bis in die unmittelbare Nähe der Spannvorrichtung (5) erstreckt und daß die Stützeinheiten von zur Veränderung ihrer lichten Weite axial auf Druck belastbaren federnden Stützelementen (14) gebildet sind, welche gegeneinander von einem in seiner axialen Vorschubkraft einstellbaren Betätigungsteil (17) verspannbar sind, dessen Spannkraft beim öffnen der Spannvorrichtung (5) zwangsläufig beseitigbar ist.

2. Stangenführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den federnden Stützelementen (14) deren Abstand bestimmende Büchsen (13) angeordnet sind.

3. Stangenführungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Büchsen (13) mit die Stützelemente (14) übergreifenden axialen Ansätzen versehen

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sind, welche das Ausmaß der axialen Zusammendrückung der nicht von einer Werkzeugstange durchsetzten Stützelemente begrenzen.

4. Stangenführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Stangenführungsrohr (9) durch die Drehspindel (2) hindurch bis in die unmittelbare Nähe der Spannvorrichtung (5) erstreckt.

5. Stangenführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden ja Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsteil (17) in an sich bekannter Weise ein mechanischer Kraftspeicher ist.

6. Stangenführungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß am eingangsseitigen Ende des Stangenführungsrohrs (9) eine Buchse (13) mit einem Bund (16) angeordnet ist, an welchem eine sich gegen eine Überwurfmutter (18) am Stangenführungsrohr (9) abstützende Druckfeder als Betätigungsteil (17) angreift.

7. Stangenführungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß an der :axt d^m Bund (16) versehenen Buchse eine Scheibe (19) befestigt ist, an der eine axial wirkende Stelleinrichtung (2o) zum Beseitigen der Verspannkraft des Betätigunsteils (17) angreift.

8. Ftangenführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsteil (17) von einer druckmittelbetätigten Einrichtung gebildet ist.

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9. Stangenführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

uaw VAGlS UkHll^GlliUIUUU^BlWIU \ .^ / J.11 CUl BXUIl WCnCUIUL« TICJLSC lösbar mit dem Spindelende der Drehmaschine verbunden ist.

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