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.