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Dokumentenidentifikation DE102009050868A1 28.04.2011
Titel Nutenziehmaschine
Anmelder Maschinenfabrik FRÖMAG GmbH & Co. KG, 58730 Fröndenberg, DE
Erfinder Neustadt, Dieter, Dipl.-Ing. Dr., 50226 Frechen, DE
Vertreter Andrejewski - Honke Patent- und Rechtsanwälte, 45127 Essen
DE-Anmeldedatum 27.10.2009
DE-Aktenzeichen 102009050868
Offenlegungstag 28.04.2011
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.04.2011
IPC-Hauptklasse B23D 3/02  (2006.01)  A,  F,  I,  20091027,  B,  H,  DE
Zusammenfassung Es handelt sich um eine Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise zum Herstellen von Nuten in oder an einem Werkstück (1) mit zumindest einem Maschinengestell (2) und/oder Maschinengehäuse, einer an dem Maschinengestell (2) in vertikaler Orientierung befestigten oder befestigbaren Führungsstange (3), einer in oder an der Führungsstange (3) beweglich geführten, heb- und senkbaren Messerstange (4), an welcher ein Werkzeug (8) befestigt oder befestigbar ist, einem Vorschubkeil (5), einem Hubantrieb (12), welcher über eine Antriebsspindel (13) und einen Ziehschlitten (14) auf die Messerstange (4) arbeitet, einem Vorschubantrieb (16), welcher über einen Vorschubschlitten (17) auf den Vorschubkeil (5) arbeitet. Diese Nutenziehmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehschlitten (14) in einem im Innern einer Führungssäule (3') angeordneten Führungskanal (7') geführt ist und dass die Antriebsspindel (13) im Innern des Führungskanals (7') angeordnet ist und den Ziehschlitten (14) durchgreift.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Nutenziehmaschine (insbesondere Keilnutenziehmaschine) in Vertikalbauweise zum Herstellen von Nuten in oder an einem Werkstück mit zumindest

  • – einem Maschinengestell und/oder Maschinengehäuse,
  • – einer an dem Maschinengestell in vertikaler Orientierung befestigten oder befestigbaren (Messer-)Führungsstange,
  • – einer in oder an der Führungsstange beweglich geführten, heb- und senkbaren Messerstange, an welcher zumindest ein Werkzeug (z. B. ein Messer) befestigt oder befestigbar ist,
  • – einem Vorschubkeil, welcher ggf. an einer Vorschubstange befestigt ist,
  • – einem Hubantrieb bzw. Ziehantrieb, welcher über eine Antriebsspindel und einen Ziehschlitten auf die Messerstange arbeitet und
  • – einem Vorschubantrieb, welcher über einen Vorschubschlitten auf den Vorschubkeil arbeitet.

Bei der Herstellung von Nuten mit einer solchen Nutenziehmaschine bewegt sich die Messerstange mit dem daran befestigten Werkzeug (Messer) periodisch innerhalb der Führungsstange, die auch als Messer-Führungsstange bezeichnet wird, auf und ab. Mit Hilfe des Vorschubkeils erfolgt von Hub zu Hub eine weitere Anstellung des Werkzeuges gegen das Werkstück, so dass eine zunehmend tiefere Nut eingebracht wird. Dazu wird der Vorschubkeil (ggf. über eine daran befestigte Vorschubstange) in der Regel parallel zu der Bewegungsrichtung der Messerstange um ein vorgegebenes Maß verschoben. Der Vorschubkeil arbeitet gegen eine dem Vorschubkeil zugeordnete Vorschubkante des Messerhalters, so dass der Messerhalter und damit das daran befestigte Messer angestellt wird. Derartige Nutenziehmaschinen sind aus der Praxis bekannt.

Bei den bekannten elektromechanischen Ziehmaschinen, z. B. Keilnutenziehmaschinen, ist der Antrieb in der Regel als Spindelantrieb ausgebildet, d. h. der Hubantrieb arbeitet über eine Arbeitsspindel auf den Ziehschlitten. Antrieb, Antriebsspindel und Führungen sind in der Regel in einem Gestell oder Gehäuse unterhalb des Maschinentisches angeordnet. Die bekannten Vorrichtungen sind dabei häufig konstruktiv und mit hohen Kosten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise zum Herstellen von Nuten in oder an einem Werkstück zu schaffen, welche sich durch einen vereinfachten Aufbau auszeichnet und eine wirtschaftliche Herstellung von Nuten ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise, dass der Ziehschlitten in einem im Inneren einer Führungssäule angeordneten Führungskanal geführt ist und dass die Antriebsspindel im Inneren des Führungskanals angeordnet ist und den Ziehschlitten durchgreift. Vorzugsweise ist auch der Vorschubschlitten in dem im Inneren der Führungssäule angeordneten Führungskanal geführt und vorzugsweise durchgreift die Antriebsspindel auch den Vorschubschlitten.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich der Aufbau einer Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise deutlich vereinfachen lässt, wenn die bekannten Führungen durch eine Innenführung ersetzt werden, bei welcher Ziehschlitten und/oder Vorschubschlitten innerhalb einer Führungssäule geführt werden, wobei auch die Antriebsspindel selbst innerhalb dieser Führungssäule angeordnet ist. Auf eine Vielzahl von Führungsschienen kann folglich verzichtet werden. Die Führungssäule weist einen (im Querschnitt) vorzugsweise einseitig offenen Führungskanal auf, der vorzugsweise einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist. Der Führungskanal kann folglich gleichsam als rinnenförmiger Kanal einseitig in die Führungssäule eingebracht sein. Die Antriebsspindel ist dann im Inneren dieses Führungskanals angeordnet und Ziehschlitten und/oder Vorschubschlitten bewegen sich auf der Antriebsspindel innerhalb des Führungskanals auf und ab. Ziehschlitten und/oder Antriebsschlitten weisen folglich außenseitige Führungsflächen auf, welche an den innenseitigen Führungsflächen des Führungskanals geführt sind. Es versteht sich, dass Ziehschlitten und/oder Vorschubschlitten in ihrer Außenkontur bzw. Querschnittsform an den Querschnitt des Führungskanals angepasst sind.

In einer ersten Ausführungsform schlägt die Erfindung vor, dass die Spindel und/oder die Führungssäule innerhalb des Maschinengestells oder Maschinengehäuses angeordnet ist/sind und sich maximal bis auf das Niveau des Maschinentisches erstrecken. In einer solchen Ausgestaltung ist es zweckmäßig, wenn mit einer separaten Führungssäule gearbeitet wird, welche in das Maschinengestell integriert ist. Führungssäule für die Schlitten einerseits und Führungsstange für die Messerstange andererseits sind bei einer solchen Ausführungsform vorzugsweise als separate Bauteile ausgebildet.

In einer zweiten Ausführungsform schlägt die Erfindung vor, dass sich die Spindel nicht lediglich bis auf das Niveau des Maschinentisches, sondern über das Niveau des Maschinentisches hinaus erstreckt. Bei einer solchen Ausführungsform kann es dann vorteilhaft sein, wenn die Führungssäule selbst von der Führungsstange gebildet wird, bzw. umgekehrt wenn die Führungsstange von der Führungssäule gebildet wird und folglich Führungsstange und Führungssäule ein Bauteil bilden. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass selbst bei großen Nutenziehmaschinen mit einem Hub von über 1.000 mm, z. B. 1.500 mm oder mehr keine Absenkung des Maschinengestells (z. B. in einen Keller) erforderlich ist. Vielmehr besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, die Nutenziehmaschine auf dem normalen Bodenniveau anzuordnen, ohne dass dabei das Niveau des Maschinentisches erhöht werden muss. Denn die Antriebsspindel kann ”beliebig” nach oben verlängert werden und es ist nicht länger erforderlich, die Antriebsspindel nach unten in eine Grube oder in einen Keller abzusenken. Bei einer solchen Ausführungsform ist es dann zweckmäßig, wenn der Ziehschlitten und der Vorschubschlitten in der Führungsstange, welche auch die Messerstange führt, geführt sind, so dass die Antriebsspindel folglich die Führungsstange selbst durchgreift.

Bei einer solchen Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die Führungsstange, welche zugleich die Führungssäule für die Schlitten bildet, die Werkstückaufnahme sowie ggf. das darauf befestigte Werkstück durchgreift. Insbesondere bei rohrförmigen oder hohlzylinderförmigen Bauteilen durchgreift das gesamte Aggregat mit der Führungsstange das Bauteil, so dass nicht nur die Messerstange durch das Bauteil hindurchgeführt wird, sondern auch die Schlitten sich im Zuge der Bearbeitung durch das Innere des Bauteils auf und ab bewegen.

Insbesondere bei der zweiten Ausführungsform, bei der die Antriebsspindel sich über das Niveau des Maschinentisches hinaus erstreckt, lassen sich die beschriebenen Vorteile bei Nutenziehmaschinen mit großem Hub erreichen. Doch auch bei der ersten Ausführungsform, bei welcher die Antriebsspindel sich lediglich bis auf das Niveau des Maschinentisches erstreckt und folglich vollständig oder nahezu vollständig im Innern des Gestells oder Gehäuses angeordnet ist, zeichnet sich die erfindungsgemäße Konstruktion durch erhebliche Vorteile aus. So wird insgesamt eine besonders einfache Führung und damit kompakte Bauweise realisiert. Die Maschine kann kostengünstig hergestellt werden und eine wirtschaftliche Herstellung von Nuten gewährleisten.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise in einer ersten Ausführungsform,

2 eine erfindungsgemäße Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise in einer abgewandelten Ausführungsform,

3 einen Querschnitt durch den Gegenstand nach 2 und

4 eine weiter abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach 2.

In den Figuren ist eine Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise zum Herstellen von Nuten in oder an einem Werkstück 1 dargestellt. Diese Nutenziehmaschine weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau ein Maschinengestell bzw. -gehäuse 2, eine an dem Maschinengestell 2 in vertikaler Orientierung befestigte Führungsstange 3, eine in der Führungsstange beweglich geführte, heb- und senkbare Messerstange 4 sowie einen Vorschubkeil 5 auf. Dieser Vorschubkeil 5 kann an einer Vorschubstange 6 befestigt sein. Die Führungsstange 3 weist folglich im Innern als Aufnahme oder Führung für die Messerstange 4 und den Vorschubkeil 5 bzw. die Vorschubstange 6 eine rinnenförmige Ausnehmung als Führungskanal 7 auf. An der Messerstange 4 ist das Messer 8 als Werkzeug befestigt. Das Werkstück 1 ist in der Regel an einem Werkstückhalter 9 befestigt, welcher auf dem Maschinentisch 10 des Gestells 2 angeordnet ist.

Um eine Nut in z. B. einen hohlzylindrisches Werkstück 1 einzubringen, wird die Messerstange 4 mit dem daran befestigten Messer 8 periodisch auf und ab bewegt. Von Hub zu Hub wird der Vorschubkeil 5 nach und nach entlang der Hubrichtung H verschoben. Der Vorschubkeil 5 arbeitet dabei auf die rückseitige Vorschubkante 11 der Messerstange 4, so dass das Messer von Hub zu Hub tiefer in das Werkstück eingreift und sich auf diese Weise eine Nut, z. B. Keilnut mit zunehmender Tiefe herstellen lässt.

Um dieses zu realisieren ist zunächst einmal ein Hubantrieb 12 vorgesehen, welcher auch als Ziehantrieb bezeichnet wird und über eine Antriebsspindel 13 und einen Ziehschlitten 14 auf die Messerstange 4 arbeitet. Der Hubantrieb 12 bildet gemeinsam mit der Antriebsspindel 13 einen elektromotorischen Spindelantrieb. Dabei kann der Hubantrieb 12 unter Zwischenschaltung eines Getriebes, z. B. eines Zahnriemengetriebes 15 an die Antriebsspindel 13 angeschlossen sein. Ferner ist ein Vorschubantrieb 16 vorgesehen, welcher über einen Vorschubschlitten 17 auf den Vorschubkeil 5 bzw. die Vorschubstange 6 arbeitet.

Erfindungsgemäß ist nun der Ziehschlitten 14 innerhalb einer Führungssäule 3' geführt, nämlich in einem im Innern der Führungssäule 3' angeordneten Führungskanal 7'. Die Antriebsspindel 13 ist im Innern dieses Führungskanals 7' angeordnet und sie durchgreift den Ziehschlitten 17 bzw. eine Ausnehmung in dem Ziehschlitten 17. In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen ist auch der Vorschubschlitten 17 in dem Führungskanal 7' der Führungssäule 3' geführt und die Antriebsspindel 13 durchgreift auch den Vorschubschlitten 17. Dazu wird auf die 1, 2 und 4 verwiesen. Die erfindungsgemäße Konstruktion zeichnet sich folglich durch eine ”Innenführung” aus, d. h. Ziehschlitten und ggf. Vorschubschlitten sind im Innern einer Führungssäule 3', nämlich in einem Führungskanal 7' geführt. Die Wände des Führungskanals 7' bilden folglich Führungsflächen. Auch die Außenseiten von Ziehschlitten 14 und Vorschubschlitten 17 bilden Führungsflächen. Es versteht sich, dass Ziehschlitten 14 und Vorschubschlitten 17 in ihrer Außenkontur, d. h. in ihrem Querschnitt an den Querschnitt des Führungskanals 7' angepasst sind.

Über den Hubantrieb 12 wird nun die Antriebsspindel 13 in Rotation versetzt. Diese Antriebsspindel 13 durchgreift sowohl den Ziehschlitten 14 als auch den Vorschubschlitten 17, wobei die Antriebsspindel mit dem Hubschlitten 14 und dem Vorschubschlitten 17 formschlüssig im Eingriff steht, da Ziehschlitten 14 und Vorschubschlitten 17 mit korrespondierenden Gewindegängen versehen sind. Im Zuge der Rotation der Antriebsspindel 13 bewegen sich Hubschlitten 14 und Vorschubschlitten 17 synchron auf und ab. Von Hub zu Hub wird dann der Vorschubschlitten 17 relativ zu dem Hubschlitten 14 verstellt, d. h. der Abstand zwischen Vorschubschlitten 17 und Hubschlitten 14 wird vergrößert oder verkleinert, und zwar mit Hilfe des ebenfalls dargestellten Vorschubantriebs 16. Es versteht sich, dass dazu eine Relativbewegung des Vorschubschlittens auf der Spindel 13 zugelassen werden muss. Dieses lässt sich z. B. durch eine axial gesicherte ”arretierbare” Mutter oder dergleichen im Innern des Vorschubschlittens 17 realisieren. Die Arretierung der Mutter kann z. B. durch Selbsthemmung des Vorschubantriebs 16 realisiert werden.

1 zeigt nun eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Antriebsspindel 13 innerhalb des Maschinengestells oder Maschinengehäuses 2 angeordnet ist und sich maximal bis in etwa auf das Niveau des Maschinentisches 10 erstreckt. Eine solche Ausführungsform zeichnet sich insbesondere für Maschinen mit einem verhältnismäßig geringen Hub aus. Im Ausführungsbeispiel nach 1 sind dabei die Führungssäule 3' einerseits und die Führungsstange 3 andererseits als separate Bauteile ausgebildet. Die Führungssäule für Spindel 13 und Schlitten 14, 17 ist im Innern des Maschinengestells 2 angeordnet. Die Führung erfolgt nach dem beschriebenen Prinzip der ”Innenführung”, d. h. die Schlitten 14, 17 werden im Innern der Führungssäule 3' geführt. Die Führungsstange 3, in welcher dann im Zuge der Bearbeitung die Messerstange 4 geführt wird, wird bei dieser Ausführungsform in an sich bekannter Weise oben auf den Maschinentisch 10 aufgesetzt.

Demgegenüber zeigen die 2 bis 4 abgewandelte Ausführungsformen, bei denen sich die Spindel 13 über das Niveau des Maschinentisches 10 hinaus nach oben erstreckt. Bei diesen Ausführungsformen sind Führungssäule 3' und Führungsstange 3 einteilig ausgebildet. Das bedeutet, dass sowohl die Messerstange 4 als auch die Schlitten 14 und 17 in einer gemeinsamen Führungsstange 3 und Führungssäule 3' geführt werden. Diese Ausführungsformen nach den 2 bis 4 eignen sich insbesondere für Maschinen mit einem großen Hub von 1.000 mm und mehr. Es wird deutlich, dass es selbst bei einem großen Hub im Rahmen der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nicht erforderlich ist, dass Maschinengestell 2 und insbesondere die Antriebsspindel 13 nach unten in eine Grube oder dergleichen zu verlängern. Vielmehr kann die Anordnung beliebig nach oben erweitert werden, ohne dass dabei Aushebungen im Boden oder dergleichen erforderlich sind.

Eine vergleichende Betrachtung der 2 bis 4 macht deutlich, dass der Innere Kanal 7, 7' bei dieser Führungsstange 3 bzw. Führungssäule 3' im Querschnitt von der Kreisform abweicht und so ausgebildet ist, dass einerseits Hubschlitten 14 und Vorschubschlitten 17 und andererseits die Messerstange 4 in dem Kanal 7 bzw. 7' geführt werden.

Die Ausführungsformen nach den 2 und 4 unterscheiden sich dabei im Wesentlichen durch die Realisierung des Vorschubs, d. h. durch die Ausgestaltung und Anordnung von Vorschubschlitten 17 und Vorschubantrieb 16. Die Ausgestaltung und Anordnung von Vorschubantrieb 16 und Vorschubschlitten 17 entspricht bei der Ausführungsform nach 4 in etwa der Ausführungsform nach 1. Der Vorschubschlitten 17 ist unterhalb des Hubschlittens 14 angeordnet. Der Vorschubkeil 5 ist bei diesen Ausführungsformen über eine Vorschubstange 6 mit dem Vorschubschlitten 17 verbunden.

Demgegenüber ist bei der Ausführungsform nach 2 der Vorschubschlitten 17 oberhalb des Hubschlittens 14 angeordnet. Der Vorschubschlitten 17 ist gleichsam oberseitig auf den Vorschubkeil 5 aufgesetzt. Auf eine Vorschubstange kann bei dieser Ausführungsform verzichtet werden. Bei sämtlichen Ausführungsformen ist jedoch gewährleistet, dass sich Hubschlitten 14 und Vorschubschlitten 17 über die Antriebsspindel einerseits synchron auf und ab bewegen lassen, dass der Vorschubschlitten 17 jedoch andererseits über den Vorschubantrieb 16 relativ zu dem Hubschlitten 14 verstellt werden kann.

Insbesondere bei den Ausführungsformen nach 2 bis 4 ist es zweckmäßig, wenn das gesamte Werkzeugaggregat, bestehend aus Führungsstange 3 bzw. Führungssäule 3', Antriebsspindel 13, Hubschlitten 14, Vorschubschlitten 17, Vorschubkeil 5 (sowie ggf. Vorschubstange 6) und Messerstange 4 gemeinsam auswechselbar ist. Dazu ist bei den Ausführungsformen nach 2 und 4 eine Kupplung 18, nämlich eine lösbare Kupplung 18 angedeutet.


Anspruch[de]
Nutenziehmaschine in Vertikalbauweise zum Herstellen von Nuten in oder an

– einem Werkstück (1) mit zumindest

– einem Maschinengestell (2) und/oder Maschinengehäuse,

– einer an dem Maschinengestell (2) in vertikaler Orientierung befestigten oder befestigbaren Führungsstange (3), einer in oder an der Führungsstange (3) beweglich geführten, heb- und senkbaren Messerstange (4), an welcher zumindest ein Werkzeug (8) befestigt oder befestigbar ist,

– einem Vorschubkeil (5),

– einem Hubantrieb (12), welcher über eine Antriebsspindel (13) und einen Ziehschlitten (14) auf die Messerstange (4) arbeitet,

– einem Vorschubantrieb (16), welcher über einen Vorschubschlitten (17) auf den Vorschubkeil (5) arbeitet

dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehschlitten (14) in einem im Innern einer Führungssäule (3') angeordneten Führungskanal (7') geführt ist und

dass die Antriebsspindel (13) im Innern des Führungskanals (7') angeordnet ist und den Ziehschlitten (14) durchgreift.
Nutenziehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Vorschubschlitten (17) in dem im Innern der Führungssäule (3') angeordneten Führungskanal (7') geführt ist und dass die Antriebsspindel auch den Vorschubschlitten (17) durchgreift. Nutenziehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskanal (7') im Querschnitt einseitig offen ausgebildet ist und einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist. Nutenziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (13) innerhalb des Maschinengestells (2) oder -gehäuses angeordnet ist und sich maximal bis auf das Niveau des Maschinentisches (10) erstreckt. Nutenziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Antriebsspindel (13) bis über das Niveau des Maschinentisches (10) hinaus erstreckt. Nutenziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäule (3') einerseits und die Führungsstange (3) andererseits als separate Bauteile ausgebildet sind. Nutenziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungssäule (3') von der Führungsstange (3) gebildet wird bzw. einstückig mit dieser ausgebildet ist. Nutenziehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstange (3), welche ggf. zugleich die Führungssäule (3') bildet, den Werkstückhalter (9) und das ggf. darauf befestigte Werkstück (1) durchgreift.






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