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Verfahren und Vorrichtung zum Ablängen und
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Bearbeiten von stangenförmigem Hohl- und Vollmaterial Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablängen und zum Bearbeiten von Werkstücken
aus stangenförmigem Hohl-und Vollmaterial sowie eine dazu geeignete Vorrichtung.
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Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Ablängen von stangenförmigem
Material und zum Endenbearbeiten werden Drehautomaten verwendet, womit die Werkstücke
vom Stangenmaterial abgedreht werden. Dabei ist es nachteilig, daß das Stangenmaterial
rotiert, wodurch die Länge des verwendbaren Stangenmaterials begrenzt ist und sich
somit hohe Einlegezeiten ergeben. Weiterhin ist beim Einsatz von Drehautomaten lediglich
das einseitige maschinelle Innenanfasen des abgelängten Werkstückes möglich. Darüber
hinaus ist die Arbeitsleistung begrenzt durch die Vorschubgeschwindigkeit
des
Drehlings. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß aufgrund des Rotierens
des Stangenmaterials nicht gleichzeitig mit dem Ablängen eine Stangenbearbeitung
möglich ist.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, womit es möglich ist, bei
hoher Arbeitsgeschwindigkeit stangenförmiges Material einzeln und paarweise abzulängen,
an den abgelängten Werkstückenden gleichzeitig auch eine Endenbearbeitung vorzunehmen
und zudem eine Seitenbearbeitung des Stangenmaterials während des Ablängens und
der Endenbearbeitung zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
daß das stangenförmige Material horizontal schrittweise vorgeschoben wird und das
abzulängende, das Werkstück bildende Materialende eingespannt und danach durch Sägen
abgelängt wird und das abgelängte und eingespannte Werkstück auf einer zur Vorschubrichtung
vertikalen Kreisbahn taktweise transportiert und mindestens in einer Taktstufe an
einem oder beiden Enden bearbeitet und danach ausgeworfen wird. Weiterhin ist es
hierbei zweckmäßig, wenn das an den 0 Enden bearbeitete Werkstück nach einem Kreisbogen
von 360 vom nachgeschobenen stangenförmigen Material ausgeworfen wird.
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Wesentlich bei diesem erfindungsgemäßen Verfahrenzist, daß das antransportierte
Stangenmaterial stillsteht und nicht rotiert, was dadurch erreicht wird, daß das
Ablängen des
Materials mittels einer Säge, vorzugsweise einer Kreissäge,
erfolgt. Dabei wird durch das Absägen des Stangenmaterials auch eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit
erreicht. Zudem können nun beliebig lange Stangen eingelegt werden, da diese nicht
rotieren, woraus geringe Einlegezeiten resultieren. Indem erfindungsgemäß das abgelängte
Werkstück auf einer zur Vorschubrichtung vertikalen Kreisbahn beispielsweise eines
Drehtisches transportiert wird, und zwar im eingespannten Zustand, wird es ermöglicht,
daß gleichzeitig mit dem Ablängen auch eine Endenbearbeitung und/oder Seitenbearbeitung
des Werkstückes in einem oder mehreren Arbeitsgängen möglich ist. Die Anzahl der
Arbeitsgänge, um ein mehrfaches Bearbeiten der Enden zu ermöglichen, kann durch
die Anzahl der Drehtakte des Drehtisches eingestellt werden.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das stangenförmige Material
paarweise vorgeschoben und abgesägt und auf der Kreisbahn taktweise an den Enden
und/oder Seiten bearbeitet und ausgeworfen wird. Diese paarweise Bearbeitung wird
wiederum erst dadurch möglich gemacht, daß das Stangenmaterial selbst nicht rotiert
und das Ablängen durch Absägen erfolgt.
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Hierbei ist die Verwendung eines einzigen Sägeblattes möglich.
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Weiterhin kann es erfindungsgemäß von Vorteil sein, wenn
zwischen
zwei aufeinander folgenden Vorschubschritten während des Stillstandes des stangenförmigen
Materials eine Seitenbearbeitung desselben erfolgt. Dadurch kann vor dem Trennen
der einzelnen Werkstücke bereits eine Vorbearbeitung derselben erfolgen, und zwar
können Fräsarbeiten, Bohrarbeiten, Dreh- und Senkarbeiten sowie Gewindeschneiden
bereits durchgeführt werden. Auch diese erfindungsgemäß vorgesehene Seitenbearbeitung
des noch nicht abgelängten stangenförmigen Materials wird erst durch den Stillstand
des Materials ermöglicht.
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Die Endenbearbeitung und/oder Seitenbearbeitung des abgelängten Werkstückes
erfolgt während des Vorschubs und/oder des Ablängens, somit ist erfindungsgemäß
ein Überlappen der einzelnen Bearbeitungsvorgänge vorgesehen, so daß sich ein kontinuierlicher
Arbeitsablauf ergibt und somit äußerst kurze Bearbeitungszeiten. Indem erfindungsgemäß
jeder Drehtaktstufe des Drehtisches Werkzeuge zur Endenbearbeitung zugeordnet sind,
können die einzelnen oder paarweise angeordneten, im Drehtisch eingespannten Werkstücke
in jeder Drehtaktstufe an ihren Enden gleichzeitig bearbeitet werden. Sofern es
gewünscht ist, kann natürlich auch von den abgelängten Werkstücken jeweils nur ein
Werkstück in einer Drehtaktstufe an seinen Enden bearbeitet werden.
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Um ein Ausweichen des stangenförmigen Materials bei
der
Seitenbearbeitung zu verhindern, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn während
der Seitenbearbeitung das stangenförmige Material vor und hinter der Bearbeitungsstelle
eingespannt wird. Hierzu dienen zweckmäßigerweise vor und hinter dem Bearbeitungswerkzeug
angeordnete stationäre Spanner, die sich während des Vorschubs öffnen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ablängen und Bearbeiten besteht
zweckmäßigerweise aus einer Transportvorrichtung mit horizontaler Materialführung
und einem zur Führungsachse vertikal angeordneten Drehtisch mit Spannvorrichtungen
für die Materialenden sowie einer in Transportrichtung vor dem Drehtisch angeordneten
Säge und mindestens einem Werkzeug zur Endenbearbeitung. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung von Transportvorrichtung und Drehtisch ergibt sich ein sehr kompakter
Aufbau der gesamten Vorrichtung, und zudem wird eine problemlose Endenbearbeitung
möglich, wobei durch Einstellung der einzelnen Drehtakte des Drehtisches und einer
entsprechenden Anzahl von Bearbeitungswerkzeugenfür die Endenbearbeitung beliebig
viele Bearbeitungsstufen vorgesehen werden können.
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Bei den Werkzeugen zur Endenbearbeitung handelt es sich zweckmäßigerweise
um Einzel- oder Doppelspindelwerkzeuge mit horizontaler Spindel. Weitere vorteilhafte
Ausführungen der erfindungsgemäßenVorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen
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bis 18. Anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Seitenbearbeitung, Fig. 2 eine perspektivische
Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die paarweise Bearbeitung von stangenförmigem
Material, Fig. 3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Seitenbearbeitung,
zum Teil geschnitten, Fig. 4 eine Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 3, Fig.
5 eine Ansicht eines erfindungsgemäß vorgesehenen Drehtisches,zum Teil geschnitten,
Fig. 6 eine Darstellung der zeitlichen Folge der einzelnen Arbeitsschritte gemäß
dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Ablängen und zur Bearbeitung insbesondere der
Enden von stangenförmigem
Hohl- oder Vollmaterial aus einer Transportvorrichtung 1 zum horizontalen Antransportieren
und schrittweisen Vorschub von gestrecktem stangenförmigen Material. Im dargestellten
Beispiel handelt es sich um ein Rohr 2. Die Transportvorrichtung 1 besteht aus einem
Transporteur 3. Dieser Transporteur 3 setzt sich aus zwei im Abstand voneinander
angeordneten Greifern 4 und zwei die Greifer verbindenden Führungsstangen 5 zusammen.
Die Führungsstangen sind in Gleitlagern 6 verschiebbar geführt.Der Transporteur
wird mittels eines nicht dargestellten üblichen Antriebs,der hydraulisch betätigt
werden kann, in horizontaler Richtung vor- und zurückbewegt,und zwar jeweils um
einen einstellbaren Weg,der der Länge des von dem Rohr 2 abzulängenden Teils entspricht.In
Vorschubrichtung hinter dem Transporteur 3 ist ein vertikaler Drehtisch 6 angeordnet.Dieser
Drehtisch 6 besitzt Spannvorrichtungen 7.In Vorschubrichtung vor dem Drehtisch ist
oberhalb des Rohrs 2 eine als Säge ausgebildete Ablängvorrichtung 8 angeordnet.Der
Drehtisch 6 besitzt im dargestellten Beispiel vier an seinem Umfang jeweils um 900
gegeneinander versetzte Spannvorrichtungen 7.Der Drehtisch ist dabei derart angeordnet,daß
immer die Öffnungen jeweils einer Spannvorrichtung 7 während des Arbeitsprozesses
mit der Achse des Rohrs 2 fluchten.Wie sich weiterhin aus Fig.1 ergibt,sind an einer
Seite des Drehtisches zwei Werkzeuge
10,11 zur Endenbearbeitung
des jeweils abgelängten Rohrstückes angeordnet.Diese beiden Werkzeuge 10,11 liegen
einander gegenüber und schließen den Drehtisch ein.Bei den Werkzeugen handelt es
sich um Spindelbearbeitungseinheiten, wobei ihre Achse mit der des abgelängten Werkstücks
fluchtet.
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Die Werkzeuge 10,11 sind in Richtung auf und von den Werkstücksenden
verschiebbar.Die Endenbearbeitung kann Arbeitsschritte wie Drehen, Bohren,Gewindeschneiden(innen
u.außen) und dergleichen umfassen.Weiterhin kann es zweckmäßig sein, weitere Werkzeuge
zurEndenbearbeitung vorzusehen, diese sind dann auf der gegenüberliegenden Seite
des Drehtisches angeordnet, und zwar in der gleichen Weise, wie die Werkzeuge 10,
11. In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser
können zwei parallele Rohre 12, 13 mittels der Transportvorrichtung zum Drehtisch
14 schrittweise transportiert werden. Der Drehtisch 14 besitzt aus diesem Grunde
vier um 90 ° zueinander versetzte Spannvorrichtungen 15, die als Doppelspanner ausgebildet
sind.
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Die Ausbildung des Drehtisches 14 mit den Spannvorrichtungen 15 ist
genauer aus Fig. 5 ersichtlich. Der Drehtisch kann scheibenförmig wie in Fig. 1
oder auch kreuzförmig wie in Fig. 2 und 5 ausgebildet sein. In Fig. 2 sind in Gehäusefortsätzen
16 des Drehtischgehäuses 17 zwei Spannvorrichtungen 15 angeordnet. Diese Spannvorrichtungen
bestehen aus jeweils
einer etwa im Querschnitt halbkreisförmigen
Spannbacke 18, die für unterschiedliche Durchmesser des Werkstückes austauschbar
sindEund einem beiden Vorrichtungen gemeinsamen Druckstück 19, das den Spannbacken
gegenüberliegende, muldenförmige Ausnehmungen 21 zur teilweisen Aufnahme der Werkstücke
aufweist. Das Druckstück 19 wird über eine im Gehäuse 17 angeordnete Druckeinheit
22 betätigt. Das Druckstück 19 ist zur Anpassung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser
ebenfalls auswechselbar. Zwischen den Gehäusefortsätzen 16 sind im Gehäuse 17 Indexbohrungen
23 vorgesehen, die zur Tischverriegelung dienen.
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Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, so befinden sich im Bereich der Transportvorrichtung
1 weitere Bearbeitungswerkzeuge 24 mit denen am Rohr 2 von der Seite her weitere
Arbeitsvorgänge z.B. Bohren, Fräsen und dergleichen durchgeführt werden können,
und zwar während des Ablängens bzw. Trennens des Rohrs mittels der Ablängvorrichtung
6: Zum Durchführen dieser Seitenbearbeitung dienen auch die jeweils vor und hinter
den einzelnen Bearbeitungswerkzeugen 24a,b,c, siehe Fig. 4) angeordneten stationären
Spanner 25, zwischen denen die zu bearbeitenden Abschnitte während des Bearbeitungsvorganges
eingespannt werden. Bei der in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellten Ausführungsform
ist eine beidseitige Bearbeitung
des handtransportierten Rohrs
möglich. Handelt es sich um eine Vorrichtung zum Ablängen und Bearbeiten von zwei
parallel antransportierten Rohren, wie in Fig. 2 dargestellt, so erfolgt jeweils
nur eine einseitige Bearbeitung jedes Rohres von der Seite her. In Fig. 4 ist eine
mögliche Anordnung der einzelnen Bearbeitungswerkzeuge 24 a,b,c, dargestellt. Diese
bestehen aus einer vorderen Präseinheit 24a, einer sich anschließenden Bohreinheit
24b und einer Entgrateinheit 24c. Dabei entspricht der Abstand der einzelnen Einheiten
etwa mindestens einem ganzzahligen Vielfachen des Vorschubs des Rohrs bzw. der jeweils
gewünschten Länge des abzulängenden Werkstückes. Wie sich aus den Fig. 3 und 4 weiterhin
ergibt, ist der Vorschub der Transportvorrichtung 1 derart bemessen, daß das abzulängende
Werkstück 27 etwa mittig in dem Drehtisch 6 eingespannt ist, so daß beidseitig des
Drehtisches 6 gleichlange Werkstückabschnitte zur Endenbearbeitung vorstehen.
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Wie sich aus der Fig. 2 ergibt, sind bei der hier dargestellten Vorrichtung
4 Werkzeuge 28a,b,c,d, zur Endenbearbeitung vorgesehen. Dabei erfolgt die Bearbeitung
des Werkstückes A mittels der Werkzeuge 28c,d und nach zwei weiteren Drehtakten
die Bearbeitung des Werkstückes B mittels der Werkzeuge 28a,b. Im vorliegenden Fall
könnte es
ebenfalls zweckmäßig sein, wenn es sich bei den Werkzeugen
28a,b,c,d um sogenannten Doppelspindeleinheiten im Unterschied zu den dargestellten
Einzelspindeleinheiten handeln würde, so daß eine gleichzeitige Endenbearbeitung
der beiden Werkstücke in jeder Taktstufe des Drehtisches 6 erfolgen könnte. Der
Antrieb der einzelnen Vorrichtungsteile erfolgt mit hydraulischen Mitteln.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:
Die abzulängende und zu bearbeitende Stange wird bis zu einem einstellbaren Anschlag
in die Transportvorrichtung eingeführt.
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Danach erfolgt mittels des Transporteurs, wobei sich dessen Greifer
schließen, der Vorschub und Einschub der Stange um den Betrag der abzulängenden
Werkstücklänge in die Spannvorrichtung des Drehtisches,und zwar derart, daß mittels
der als Säge ausgebildeten Ablängvorrichtung das Werkstück exakt auf gewünschte
Länge geschnitten wird. Während des Vorschubs sind die Greifer des Transporteurs
geschlossen. Nach Beendigung des Vorschubs schließt sich die Spannvorrichtung des
Drehtisches und das Ablängen mittels der Säge beginnt.
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Während des Ablängens und auch während der folgenden Drehtakte für
die Endenbearbeitung bleibt das Werkstück eingespannt und die Spannvorrichtung öffnet
sich erst nach einer 0 360 ° Drehung des Drehtisches, damit das fertig bearbeitete
Werkstück
durch den Einschub des abzulängenden Rohrs ausgeworfen und das letztere zum Ablängen
eingespannt werden kann.
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Während des Ablängens öffnen sich die Greifer des Transporteurs und
dieser kehrt in seine Ausgangsstellung für den folgenden Vorschubschritt zurück.
Gleichzeitig dreht sich der Drehtisch um 90 °, so daß die folgende Spannvorrichtung
sich öffnet und das abzulängende Rohr in diese eingeschoben werden kann. Gleichzeitig
erfolgt die Endenbearbeitung des um 90 ° weitergedrehten abgelängten Werkstücks
durch die entsprechenden Werkzeuge für die Endenbearbeitung.
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Der Drehschritt des Drehtisches kann jeweils 90 ° betragen, in diesem
Fall sind drei aufeinander folgende Bearbeitungsstationen für die Endenbearbeitung
möglich. Bei kleineren oder größeren Drehschritten können entsprechend mehr oder
weniger Bearbeitungsstationen vorgesehen sein. Jedenfalls erfolgt das Drehen des
Tisches und somit das Weiterrücken des Werkstückes nach dem Ablängen und noch während
des Stangenstillstandes.
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Neben dem Ablängen und der Endenbearbeitung der abgelängten Werkstücke
wird auch das gleichzeitige Bearbeiten des noch ungeteilten Rohrs oder einer Stange
mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht. Dies geschieht mit im Bereich
der Transportvorrichtung angeordneten Werkzeugen für die
Seitenbearbeitung
des Rohrs. Die Bearbeitung mit diesen Werkzeugen erfolgt vorzugsweise während des
Stillstandes des Rohrs bzw. der Stange nach Beendigung des Vorschubs. Dabei schließen
sich die stationären Spanner, die vor und hinter den Bearbeitungswerkzeugen angeordnet
sind,und die Greifer des Transporteurs öffnen sich sodann, so daß der Transporteur
zurücklaufen kann. Während dieser Rücklaufzeit erfolgt die Seitenbearbeitung,z.B.
ein Bohren,Fräsen,Nutstechen,Gewindeschneiden, Entgraten usw. am nicht abgelängten
Material.
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Die Folge und die Zeit für die Überlappung der einzelnen Verfahrensschritte
ergibt sich zusätzlich aus Fig. 6. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung
können zum Ablängen, Endenbearbeiten und Seitenbearbeiten von Hohl-oder Vollprofilen
verwendet werden. Die Leistung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist stufenlos regelbar,jedoch
abhängig vom längsten Arbeitsgang eines Teiles.Da die erfindungsgemäße Vorrichtung
baukastenförmig konzipiert ist,kann sie für die Bearbeitung von langgestrecktem
Gut mit Trennen oder nur für Trennen mit Endenbearbeitung ausgelegt werden.Dabei
erfolgt die Endenbearbeitung in verschiedenen Stationen des Drehtisches.Weiterhin
gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung das gleichzeitige Bearbeiten von der
Seite der noch ungeteilten Stange und/oder des bereits abgelängten Werkstückes.
Sowohl vor als auch nach dem Ablängen bzw. Trennen können vier und mehr Arbeitsgänge
gleichzeitig erfolgen. In vielen Fällen ist die komplette Bearbeitung eines Werkstückes
auf dieser Vorrichtung möglich.