Materialstangenzuführvorrichtung zum Zuführen von Materialstangen zu einer

Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft eine Materialstangenzuführvorrichtung zum Zuführen von Materialstangen zu einer Werkzeugmaschine, mit Führungselementen zum Führen von Materialstangen, wobei die Führungselemente zum Führen der Materialstangen mit unterschiedlichen Durchmessern quer zu einer Längsachse verschiebbar sind.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 0 384 344 A2 bekannt.

Die in diesem Dokument offenbarte Materialstangenzuführvorrichtung weist Führungselemente auf, die zum Führen von Materialstangen dienen. Jedes Führungsele-

ment weist zwei Hälften auf, nämlich eine obere und eine untere Hälfte, die quer zu einer Längsachse verschiebbar sind. Auf jeder Hälfte sind mehrere in regelmäßigen Abständen angeordnete Elemente vorgesehen, in denen jeweils eine etwa halbkreisförmige Aussparung ausgebildet ist.

Jedes Element ist axial zu einem benachbarten Element beabstandet, so dass Lücken zwischen zwei benachbarten Elementen vorhanden sind. Die Elemente der oberen Hälfte sind spiegelbildlich zu den Elementen der unteren Hälfte angeordnet und sind axial so versetzt, dass ein Element der oberen Hälfte in eine Lücke zwischen zwei benachbarten Elementen der unteren Hälften zum Liegen kommt.

Die halbkreisförmigen Aussparungen der Elemente der unteren und der oberen Hälfte umgrenzen einen „Führungskanal" für eine zu verarbeitende Materialstange, wobei dieser „Führungskanal" über seine Gesamtlänge nicht vollständig sondern nur abschnittsweise von den Elementen der beiden Teile umschlossen ist.

Diese Konstruktion dient dazu, das zur Verringerung des wirksamen Querschnittes des „Führungskanals" die beiden Hälften aufeinander zu bewegt werden können. Dabei treten die vorspringenden Elemente, der einen Hälfte in die Lücken zwischen den vorspringenden Elementen der jeweils gegenüberliegenden Hälfte ein.

Die Materialstangen werden in den Materialstangenzuführvorrichtungen mit hoher Drehzahl (1000 U/min und mehr) gedreht. Daher wird zur Verringerung der Reibung und zur Geräuschdämpfung ein Schmiermittel, bspw. ein öl dem Führungskanal zugeführt, so dass die Stange in einem diese umgebenden Schmierfilm rotiert.

Bei der offenen Führungskanalstruktur der eingangs erwähnten EP 0 384 344 A2 ist das kaum durchzuführen, da jedem Element einer Hälfte mit der Aussparung zur Führung der Stange eine Lücke zwischen zwei Elementen der gegenüberliegenden Hälfte gegenüber steht, so dass jede Stange über eine Umfangslinie gesehen nur

maximal um den halben Umfang geführt wird, der restliche Umfangsbereich des „Führungskanals" jedoch offen ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen umfänglich geschlossenen Führungskanal mit einem variablen wirksamen Querschnitt zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jedes Führungselement als ein axialer Längsabschnitt eines einen Führungskanal vollständig umschließenden Führungsrohrs ausgebildet ist, und dass die Führungselemente zur Veränderung des wirksamen Querschnitts des Führungskanals alternierend quer zu einer Längsachse verschiebbar sind.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass jedes Führungselement einen umfänglich geschlossenen Führungskanal bereitstellt. Durch die Aneinanderreihung der Führungselemente, die jeweils einen axialen Längenabschnitt des Führungsrohres darstellen, entsteht insgesamt gesehen ein umfänglich geschlossener Führungskanal.

Dieser Führungskanal bleibt auch nach dem Verringern seines wirksamen Querschnitts, das durch ein alternierendes Querverschieben der Führungselemente erfolgt, geschlossen. Somit wird erreicht, dass bei der Zuführung von Materialstangen mit unterschiedlichen Durchmessern zu einer Werkzeugmaschine die zu verarbeitende Materialstange immer in einem Schmiermittel gedreht werden kann.

Dadurch kann der Führungskanal während der Zuführung der Materialstange, d.h. wenn die mit hoher Drehzahl rotierende Materialstange in dem Führungskanal axial verschoben wird, ständig von dem Schmiermittel durchflutet werden. Das sich in dem Führungskanal befindliche Schmiermittel, bspw. öl, bildet zwischen der Innenwand des Führungskanals und der Materialstange eine Schmiermittel- bzw. ölschicht aus. Die sichelartigen Freiräume in den einzelnen Führungselementabschnitten, die nach Verschiebung und Zuführung einer durchmessergeringeren Stange entstehen, können vollständig mit Schmiermittel ausgefüllt werden.

Da auf diese Weise zwischen der Materialstange und der Innenwand des Führungskanals stets öl oder ein anderes Schmiermittel vorhanden ist, tritt die rotierende Materialstange mit der Innenwand des Führungskanals nicht unmittelbar in Berührung, was dazu führt, dass die Reibung und die Geräuschentwicklung wesentlich gemindert wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Führungselement einteilig ausgebildet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass beim Zuführen von kurzen Stangen ein einteiliges Führungselement eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung arbeitet als Hinterlader, und die einzelnen Führungselemente sind einfach herzustellen.

In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung weist das Führungselement zwei Hälften auf, die voneinander abhebbar sind.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass durch eine derartige Ausbildung des Führungselements, das zwei voneinander abhebbare Hälften aufweist, ein seitliches Einlegen der zu verarbeitenden Materialstange stattfinden kann. Bei geschlossenen Hälften entsteht dann wieder der umfänglich geschlossene Führungskanalabschnitt.

In einer Ausgestaltung ist eine Hälfte, insbesondere die obere Hälfte des Führungselements, von der anderen abhebbar.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Mechanismus zum Verschieben der Führungselemente quer zu einer Längsachse vorhanden.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Verschieben der Führungselemente über den Mechanismus automatisiert und gesteuert ablaufen kann.

Dadurch können mit kurzen Umstellzeiten Materialstangen mit unterschiedlichen Durchmessern mit der erfindungsgemäßen Materialstangenzuführvorrichtung zu einer Werkzeugmaschine zugeführt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Führungselemente durch den Mechanismus unabhängig voneinander verschiebbar.

Bei manchen Materialstangen besteht die Tendenz beim Drehen auszubauchen und eine Art bananenartige Krümmung einzunehmen. Durch die unabhängige Steuerung kann ein Führungselement in einem Bereich in dem sich die Krümmung stark ausprägt etwas nachgestellt werden, um die Stange gerade auszurichten.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die zwei Hälften des Führungselements durch den Mechanismus voneinander abhebbar.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Mechanismus sowohl zum Verschieben der Führungselemente quer zu der Längsachse als auch zum Abheben der zwei Hälften des Führungselements voneinander, um eine zu verarbeitende Materialstange in den Führungskanal einzulegen, dient. Somit besitzt dieser Mechanismus eine Doppelfunktion, wodurch die erfindungsgemäße Materialstangenzuführvorrichtung konstruktiv einfach ist und weniger Teile für die verschiedenen Funktionen benötigt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Mechanismus mit Druckluft betätigbar.

Ein derartiger Mechanismus ist von seiner Konstruktion her einerseits sehr einfach und gewährleistet andererseits jedoch eine ausreichende zuverlässige Funktion. Darüber hinaus ist ein derartiger Mechanismus auch sehr einfach zu bedienen. üblicherweise wird die Mechanik solcher Vorrichtungen mit Druckluft betrieben, so dass die Druckluftquelle auch zur Steuerung des Mechanismus herangezogen werden kann.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines ausgewählten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert eine perspektivische Sicht zweier hintereinander angeordneter Führungselemente mit maximalem Durchmesser des Führungskanals,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht der Anordnung von Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 1 vergleichbare Darstellung, wobei die Führungselemente quer zur Längsachse zur Verringerung des Durchmessers des Führungskanals verschoben sind,

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht der Anordnung von Fig. 3,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene stirnseitige Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Führungselements, das zwei Hälften aufweist,

Fig. 6 eine der Fig. 5 vergleichbare Darstellung, wobei die zwei Hälften des

Führungselements voneinander abgehoben sind,

Fig. 7 stark schematisiert eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Materi- alstangenzuführvorrichtung, und

Fig. 8 eine der Fig. 7 vergleichbare Darstellung, wobei hintereinander angeordnete Führungselemente alternierend quer zur Längsachse verschoben sind,

In den Fig. 1 - 4 sind zur Erläuterung des Grundprinzips der Erfindung zwei hintereinander angeordnete Führungselemente 12, 14 der erfindungsgemäßen Material- stangenzuführvorrichtung dargestellt.

Jedes Führungselement 12, 14 ist als ein axialer Längsabschnitt 16, 18 eines Führungsrohrs 20 ausgebildet, das einen Führungskanal 22 vollständig umschließt. Die beiden Führungselemente 12, 14 liegen über Ihre Stirnseiten 13, 15 dicht aneinander und sind nur zu Erläuterungszwecken axial etwas voneinander getrennt.

Durch die einteiligen Führungselemente 12, 14 geht jeweils ein hindurchgehender, als eine Bohrung ausgebildeter Kanal 24, 26 für eine zu verarbeitende Materialstange 28 hindurch, die hier nur ansatzweise dargestellt ist. Die Kanäle 24, 26 der hintereinander liegenden Führungselemente 12, 14 bilden den Führungskanal 22.

Jeder Kanal 24, 26 weist einen unveränderbaren maximalen Querschnitt Q _m ax auf, der kreisförmig ausgebildet ist.

Der maximale Querschnitt der Kanäle 24, 26, entspricht dem maximalen Querschnitt GW des Führungskanals 22, wenn die Führungselemente 12, 14 fluchtend hintereinander angeordnet sind, wie es insbesondere aus der Darstellung von Fig. 2 hervorgeht.

Die Führungselemente 12, 14 sind derart ausgebildet, dass sie die den Führungskanal 22 bildenden Kanäle 24, 26 vollständig umschließen.

In Fig. 2 ist eine Situation dargestellt, in der die Materialstange 28 in den durch die Kanäle 24, 26 der fluchtend hintereinander angeordneten Führungselemente 12, 14

gebildeten Führungskanal 22 eingeschoben ist. Diese Materialstange 28 ist die durchmesserstärkste die durch den Führungskanal 22 geführt werden kann. In dem Ringspalt 27 zwischen Außenseite der Materialstange 28 und Innenwand des Führungskanals 22 ist das Schmiermittel aufgenommen.

Die hintereinander angeordneten Führungselemente 12, 14 sind quer zur Längsachse 29 der zu verarbeitenden Materialstange 28 verschiebbar, wie es insbesondere aus der Darstellung von Fig. 3 hervorgeht. Das Verschieben wird mit einem Mechanismus durchgeführt, der später näher beschrieben wird.

In Fig. 3 ist dargestellt, dass das Führungselement längs des Pfeils 38 etwas (z.B. 2 mm) nach unten und das Führungselement 14 längs des Pfeils 40 etwas (z.B. 2 mm) nach oben verschoben wurden, und zwar quer zu Längsachse 29.

Durch das Verschieben der fluchtend hintereinander angeordneten Führungselemente 12, 14 von Fig. 1 wird durch die Kanäle 24, 26 ein Führungskanal 42 gebildet, der einen wirksamen Querschnitt Q _w aufweist, der von dem maximalen Querschnitt Qnax um den Verschiebeweg zur Längsachse 29, also z.B. 2 mm, abweicht, wie es aus der Fig. 4 hervorgeht.

Der wirksame Querschnitt Q„ des Führungskanals 42, der etwa linsenförmig ausgebildet ist, entspricht einem Durchmesser der Materialstange 36, die einen kleineren Durchmesser (z.B. um 4 mm) aufweist als die Materialstange 28.

Durch ein weiteres Verschieben der Führungselemente 12, 14 quer zur Längsachse 29 können anderweitige noch durchmessergeringere Führungskanäle gebildet werden.

Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, wird die Materialstange 36 mit kleinerem Durchmesser alternierend an der jeweils unten liegenden Umfangsfläche durch das angehobene Führungselement 14 bzw. an der jeweils obenliegenden Umfangsfläche durch das abgesenkte Führungselement 12 geführt. Diese alternierende Führung reicht aus um

die Materialstangen unterschiedlichen Durchmessers ausreichend zu Führen. In allen Verschiebezuständen der Führungselemente bleibt ein umfänglich geschlossener durchgehender Führungskanal erhalten in dem auch das Schmiermittel aufgenommen ist.

Der maximale Verschiebeweg der Führungselemente bestimmt sich nach dem maximalen Querschnitt Q _n13x , der Länge und der Materialbeschaffenheit der Materialstangen.

Eine änderung von Qπ, _a χ = 100 % auf Qw = 10 % ist möglich.

Die axiale Länge der Führungselemente hängt ebenfalls davon ab und wird jeweils an die Bandbreite der zuzuführenden unterschiedlichen Materialstangen angepasst.

Längenabschnitte im Bereich von 100 bis 500 mm sind realisierbar.

In Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Führungselements 50 dargestellt.

Das Führungselement 50 ist ebenfalls als ein axialer Längsabschnitt 52 eines Führungsrohrs ausgebildet, das einen Führungskanal vollständig umschließt.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, weist das Führungselement 50 zwei Hälften auf, nämlich eine obere Hälfte 54 und eine untere Hälfte 56. In jeder Hälfte 54, 56 ist eine halbkreisförmige Aussparung 58, 60 vorhanden. Die Aussparungen 58, 60 der Hälften 54, 56 des Führungselements 50 bilden einen Kanal 62.

Der Kanal 62 bildet mit den Kanälen von weiteren dahinter angeordneten, hier nicht dargestellten, Führungselementen, die gleich wie das Führungselement 50 ausgebildet sind, einen von den Führungselementen vollständig umschlossenen Führungskanal für eine Materialstange.

Jede Hälfte 54 und 56 ist mit einer druckluftgesteuerten Kolben/Zylindereinheit 55 und 57 verbunden, die über Steuerleitungen mit einer Steuerung 59 verbunden sind.

Zum Verändern des Durchmessers des Führungskanals kann das gesamte Führungselement 50, je nach dem ob es angehoben oder abgesenkt wird, bewegt werden, wie das durch den Doppelpfeil 64 angedeutet ist.

Zum seitlichen Beladen des Führungskanals mit einer Materialstange 72, kann die obere Hälfte 54 von der unteren Hälfte 56 abgehoben werden, wie in Fig. 6 dargestellt.

Aus einem seitlichen Lademagazin 70 kann die Materialstange 72 zugeführt werden. Eine geneigte Fläche 78 ist mit den Materialstangen 72 bestückt. Ein Finger 80 vereinzelt die Materialstangen 72, gibt die vereinzelte Materialstange 72 frei, so dass diese in die untere Hälfte 56 gelegt wird, wie das durch den Pfeil 74 angedeutet ist.

In Fig. 7 und 8 ist eine erfindungsgemäße Materialstangenzuführvorrichtung 10 ebenfalls schematisch dargestellt.

In einem Gehäuse 90 sind elf zweiteilige , wie zuvor beschriebene Führungselemente 92 bis 102 hintereinander angeordnet.

Jedes der Führungselemente 92 bis 102 kann eine Länge zwischen 10 bis 50 cm aufweisen. Die Zahl und die Größe der hintereinander angeordneten Führungselemente kann variiert werden. Sowohl die Zahl als auch die Größe ist von der Länge und dem Material der zu verarbeitenden Materialstangen abhängig.

In der Fig. 7 sind die Führungselemente 92 bis 102 fluchtend auf einer Höhe hintereinander angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass der von den Führungselementen 92 bis 102 gebildete, Führungskanal seinen maximalen Querschnitt CW aufweist.

Zwischen zwei benachbarten Führungselementen ist jeweils eine Flächendichtung vorhanden, um einen an seiner Gesamtlänge geschlossenen und dichten Führungskanal zu bewerkstelligen.

Wie zuvor beschrieben ist jede Hälfte der zweiteiligen Führungselemente 92 bis 102 mit einer druckluftbetriebenen Kolben/Zylindereinheit verbunden die über eine Steuerung 105 individuell ansteuerbar sind.

Diese Bauteile stellen, im Zusammenhang mit entsprechenden Halterungen und Führungen einen Mechanismus 106 zum Verschieben der Führungselemente 92-102 quer zur Längsachse 29 der Vorrichtung 10 dar.

Um den maximalen Querschnitt Q _m3x zu verringern, werden die Führungselemente 92 bis 102 alternierend quer zu einer Längsachse einer zu verarbeitenden Materialstange verschoben. Dadurch entsteht ein Führungskanal mit einem kleineren Durchmesser Q _w .

Die Höhenlage 108 der Längsachse 29 bleibt unverändert, so dass Materialstangen unterschiedlicher Durchmesser immer koaxial zur Längsachse 29 einer Werkzeugmaschine zugeführt werden.

Es kann insbesondere bei sehr langen Materialstangen vorkommen, dass eine bananenartige Biegung der in dem Führungskanal mit hoher Drehzahl rotierenden Materialstange stattfindet. Um diese Verformung zu beseitigen, können ein bzw. mehrere Führungselemente, bevorzugt die Führungselemente die in der Mitte der erfindungsgemäßen Materialstangenzuführvorrichtung 10 angeordnet sind, etwas mehr nach oben bzw. nach unten verschoben werden, wodurch die Stange gerade ausgerichtet wird.