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Die
Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine, bei welcher das Werkstück durch
eine Transporteinrichtung in den Bearbeitungsraum der Bearbeitungsmaschine
transportiert wird und das Werkstück in der Bearbeitungsposition
von einer Spanneinrichtung gespannt wird.
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Vorgenannte
Bearbeitunngsmaschinen sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt.
Sie werden zum Beispiel bei der zerspanenden Bearbeitung eingesetzt.
Es ist auch bekannt, diese Bearbeitungsmaschinen zum Beispiel in
einer Transferstraße
oder einer Gruppe von Bearbeitungsmaschinen, die untereinander verkettet
sind, einzusetzen. Das Charakteristische solcher Anordnungen ist,
daß die
jeweiligen Bearbeitungsmaschinen für einen speziellen Bearbeitungsschritt
oder eine Gruppe von Bearbeitungsschritten spezialisiert sind.
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Die
große
Anzahl von möglichen
Bearbeitungsschritten innerhalb einer solchen Bearbeitungslinie
erlaubt komplexe Bearbeitungen an den Werkstücken.
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Es
ist bekannt, die Werkstücke
mit speziellen Übersetzern
von einem Transportband in die Bearbeitungsmaschinen einzuladen
und nach deren Bearbeitungen durch die Übersetzer wieder herauszufördern. Dabei
ist der Übersetzer
roboterähnlich
ausgebildet, also verhältnismäßig komplex.
Auch benötigt
die Aufnahme der Werkstückes
durch den Übersetzer
eine gewisse Zeit, die zu Lasten der Taktzeit geht.
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Die
Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Bearbeitungsmaschine,
wie eingangs beschrieben, dahingehend zu verbessern, daß die Taktzeiten
verringert werden und somit die Bearbeitungsmaschine effizienter
arbeitet.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung vor, daß die
Transporteinrichtung sowohl für
einen An- und Abtransport des Werkstückes zur Bearbeitungsmaschine,
insbesondere von und zu benachbarten Bearbeitungsmaschinen, wie
auch für den
Transport des Werkstückes
in dem Bearbeitungsraum sorgt.
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Der
im Stand der Technik vorgesehene Übersetzer wird eingespart,
indem der Bearbeitungsraum der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschinen Teil des
eigentlichen Transportweges wird.
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Diese überraschend
einfache Lösung
führt unmittelbar
zu einem Geschwindigkeitsvorteil, da nicht mehr das Werkstück erst
im Greifbereich des Übersetzers
zu positionieren ist und von diesem dann aufzunehmen und in den
Bearbeitungsraum hineinzufördern
ist, sondern die Erfindung erlaubt es, das Werkstück direkt
unmittelbar über
die gleiche Transporteinrichtung, die auch für den Transport der Werkstücke zwischen
den Bearbeitungsmaschinen sorgt, im Bearbeitungsraum zu positionieren.
Die Erfindung spart einen Schritt bei dem Vorbereiten beziehungsweise
Vorhalten des zu bearbeitenden Werkstückes ein. Da günstigerweise
die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine
zum Beispiel in einem Flußkonzept
integriert ist, wird das fertig bearbeitete Werkstück zum Beispiel
endseitig über
die Transporteinrichtung herausgefahren und gleichzeitig eingangsseitig
ein neues Werkstück
eingefahren. Auf ein aufwendiges Auswechseln des Werkstückes mit
Hilfe eines Wechslers kann hierbei ebenfalls verzichtet werden.
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Darüberhinaus
ist die erfindungsgemäße Lösung auch
deutlich günstiger,
da der verhältnismäßig aufwendige Übersetzer
nach dem Stand der Technik eingespart wird. Die Erfindung erreicht
so eine Lösung
der erfindungsgemäßen Aufgabe
und gleichzeitig eine Einsparung von Maschinenkosten.
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Die
Erfindung ist dabei in keinster Weise auf die Art der Bearbeitungsmaschine
beschränkt.
Es kann sich hierbei um eine "einfache
Maschine" handeln,
die zum Beispiel nur eine Bearbeitungsspindel und wenige Bewegungsachsen
kennt, genauso wie bei einem komplexen Bearbeitungszentrum mit einer Vielzahl
von Bearbeitungsachsen und/oder Bearbeitungsspindeln.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die
Transporteinrichtung das Werkstück
bzw. ein das Werkstück
tragender Werkstückträger direkt
in die Spanneinrichtung transportiert. Die Spanneinrichtung befindet
sich inner halb des Bearbeitungsraumes. Die Spanneinrichtung fixiert
das Werkstück
entweder unmittelbar oder mittelbar über dessen Werkstückträger im Bereich
der Bearbeitungsspindel mit dem Werkzeug. Es wird eine erhebliche
Geschwindigkeitserhöhung
erreicht, wenn das Werkstück
unmittelbar in die Spanneinrichtung hineintransportiert wird und
dann sofort, nachdem das Werkstück
erkannt wurde, die Spanneinrichtung das Werkstück positioniert und festhält.
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Vorteilhafterweise
wird der Bearbeitungsraum durch mindestens eine Türe verschlossen.
Die Türe
ist dabei zum Beispiel horizontal oder vertikal bewegbar. Es kann
sich dabei um Schiebetüren
oder auch um Schwenktüren
handeln. Es sind auch Anordnungen bekannt, bei welchen mehrere Türen vorgesehen
sind, durch die das Werkstück
zu transportieren ist. Zum Beispiel wird das Werkstück durch
die erste Türe
herein- und durch die zweite Türe
wieder hinaustransportiert.
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In
einer erfindungsgemäßen Variante
ist vorgesehen, daß eine
oder mehrere parallel zum Transportweg verlaufenden Antriebswellen
für die
Transporteinrichtung vorgesehen sind. Zum Beispiel ist die Transporteinrichtung
als Rollenbahn oder Friktionsrollenbahn ausgebildet, ohne hierauf
die Erfindung beschränken
zu wollen. Diese zentrale Antriebswelle erlaubt eine Vielzahl von
einzelnen Antriebsrollen zentral anzutreiben. Dabei wird nur eine
geringe Anzahl von Antriebsmotoren für diesen Antriebsstrang benötigt. Günstigerweise
treibt ein Antriebsmotor eine Antriebswelle an, die sich zum Beispiel über mehrere
erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschinen erstreckt.
Die Antriebswelle versorgt daher sowohl Bereiche der Transporteinrichtung
innerhalb wie auch außerhalb
der Bearbeitungsmaschine.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Antriebswelle
außerhalb
der Türe
beziehungsweise des von der sich öffnenden Türe überstrichenen Türbereiches
angeordnet ist.
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Eine
solche Anordnung führt
zum Beispiel zu einer Anordnung des Antriebsrades, wie es auf der Zeichnung
gezeigt ist, wobei der Auflagepunkt des Werkzeugträgers oder
der Palette auf dem Antriebsrad in einem deutlichen Abstand unterhalb
der Achse der Antriebswelle angeordnet ist.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung
wird vorgeschlagen, daß ein
gemeinsamer Antrieb für
die Spanneinrichtung und für
eine Transporttrennvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Transporttrennvorrichtung
dafür sorgt,
daß die
Transporteinrichtung während
der Spannung des Werkstückes
nicht das Werkstück
zu transportieren versucht und ermöglicht, daß die Spanneinrichtung das
Werkstück
spannt.
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Im
Stand der Technik, bei welcher die Palette mit dem Werkstück durch
den Übersetzer
in den Bearbeitungsraum hereintransportiert worden ist, waren keine
Vorsehungen zu treffen, um die Transporteinrichtung außer Eingriff
zu bringen. Die eigentliche Transporteinrichtung, das Werkstückband,
lief auf der Seite des Übersetzers
vorbei. Auf der anderen Seite ist natürlich für die Spanneinrichtung ein
Antrieb vorgesehen. Erfindungsgemäß wird nun geschickterweise
vorgeschlagen, diesen sowieso bereits bestehenden Antrieb für die Spanneinrichtung auch
für eine
Transporttrennvorrichtung einzusetzen, die dafür sorgt, die Transporteinrichtung
außer
Eingriff auf das Werkstück
beziehungsweise dessen Palette zu bringen und zwar während des
Zeitraumes, in dem das Werkstück
gespannt beziehungsweise auch bearbeitet wird. Dabei legt sich die
Erfindung in keinster Weise auf die Art des Antriebes und der Ableitung
des Antriebes für
die Spanneinrichtung und der Transporttrennvorrichtung fest. Es
können
zum Beispiel einfache mechanische aber auch elektrische beziehungsweise
elektro-mechanische, hydraulische oder pneumatische Mittel hierfür vorgesehen
sein. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt insbesondere darin,
daß kein
zusätzlicher
Antrieb für
die Transporttrennvorrichtung bzw. für die Türe vorgesehen werden muß, wenngleich
natürlich
im Rahmen der Erfindung auch eine Anordnung geschützt ist,
bei welcher je ein Antrieb für
die Spanneinrichtung wie auch für die
Transporttrennvorrichtung bzw. für
die Türe
vorgesehen ist.
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Im
Rahmen dieser Erfindung wird oftmals von einem Werkstück bzw.
einem das Werkstück
tragenden Werkstückträger gesprochen.
Es ist darauf zu achten, daß,
soweit eine Anwendung oder Funktionalität nur im Bezug auf das Werkstück beschrieben ist,
diese gleichwohl auch für
den Werkstückträger als
beschrieben gilt, auch wenn dies nicht ausdrücklich vermerkt ist. Dabei
dienen als Werkstückträger vorgefertigte
Paletten, wie sie für
den Transport auf entsprechenden Bearbeitungsmaschinen hinlänglich bekannt
sind.
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Die
Erfindung sieht dabei in einer weiteren Variante vor, daß, nachdem
das Werkstück
in den Bearbeitungsraum hineintransportiert ist, zunächst der
Antrieb auf die Transporttrennvorrichtung und danach der Antrieb
auf die Spanneinrichtung wirkt. Diese Abfolge ist insofern vorteilhaft,
daß zunächst, sobald
das Werkstück
in der gewünschten
Position innerhalb des Bearbeitungsraumes angelangt ist, der Weitertransport
des Werkstückes
unterbunden wird, indem die Transporttrennvorrichtung von dem Antrieb
aktiviert wird. Das somit bereits grob positionierte Werkstück, hierzu
ist zum Beispiel ein Anschlag im Transportweg oder dergleichen vorgesehen,
wird danach durch die Spanneinrichtung gespannt, wobei dann der
Antrieb auf die Spanneinrichtung wirkt.
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Im
Sinne der Erfindung ist es aber auch möglich, daß, während die Spanneinrichtung
das Werkstück
bzw. einen das Werkstück
tragenden Werkstückträger spannt,
die Transporteinrichtung das Werkstück nicht bewegt. Bei dieser
erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ist es nicht zwingend notwendig, daß eine Transporttrenneinrichtung
vorgesehen ist. Die Transporttrenneinrichtung be wirkt letztendlich, daß das Werkstück von der
Transporteinrichtung nicht mehr weitertransportiert wird. Damit
das Werkstück
an der gewünschten
Position verbleibt, ist es aber auch im Sinne der Erfindung möglich, daß die Transporteinrichtung
im Bereich des Spannraumes einfach ausgeschalten wird. Dies kann
zum Beispiel durch entsprechende getrennte Transportblöcke erfolgen.
Eine andere Möglichkeit
besteht darin, daß das
Werkstück
zum Beispiel durch einen Stopper in der Bahn festgehalten wird,
die Transporteinrichtung aber deswegen nicht angehalten wird. Friktionsrollen oder
Kupplungen entkoppeln dann die Transporteinrichtung (z.B. die Rollenbahn)
vom Antrieb. Für
das Spannen des Werkstücke
steht somit das Werkstück still.
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Geschickterweise
wird hierfür
eine bevorzugt mechanisch ausgebildete Zwangssteuerung des Antriebes
der Transporttrennvorrichtung und der Spanneinrichtung eingesetzt.
Eine solche Zwangssteuerung führt
zu einer erheblichen Einsparung von Taktzeit, da die jeweiligen
Schritte der Transporttrennvorrichtung und der Spanneinrichtung
optimal aufeinander abstimmbar sind. Dabei ist es möglich, eine
solche Zwangssteuerung je nach Art des Antriebes (siehe oben) in
einfachster Weise zu realisieren. Zum Beispiel ist es möglich, bei
einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb durch entsprechende, sich öffnende
oder schließende
Steueröffnungen
zu entsprechenden Zeitpunkten die Spanneinrichtung zum Beispiel
zu- oder abzuschalten.
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Die
Erfindung bietet aber spezielle Vorteile in der Ausgestaltung einer
mechanisch ausgebildeten Zwangssteuerung, da diese günstig herstellbar
und einfach realisier- und einstellbar ist.
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In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß der obere
Rand der Türe
etwas über
den oberen Rand des Werkstückes
bzw. eines das Werkstück
tragenden Werkstückträgers angeordnet
ist. Die Antriebswelle, die die Transporteinheit antreibt, wird
dabei in den Bereich des Maschinengehäuses ge führt, der nicht von der Türe gebildet
ist. Die Türöffnung wird
dabei nur gerade so groß ausgebildet,
um das Werkstück
aus- und einfördern
zu können.
Dadurch erleichtert sich die Ausgestaltung des Türantriebes, da dieser, falls
die Türe
zu groß bemessen
ist, unter Umständen
größer oder
schneller dimensioniert werden muß, um in akzeptabler Zeit die Maschinentüre zu öffnen, die
ja erst geöffnet
werden kann, wenn die Bearbeitung abgeschlossen ist. Die Türöffnungs-
bzw. Schließzeiten
bestimmen daher letztendlich auch die Effizienz bzw. das Leistungsvermögen der
erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine.
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Von
Vorteil ist es insbesondere, wenn vorgesehen ist, daß der gemeinsame
Antrieb, der für
die Transporttrennvorrichtung und/oder die Spannvorrichtung vorgesehen
ist, auch die Türe
antreibt. Zum einen werden damit Antriebe eingespart. Zum anderen
ist durch eine geschickte, mechanische Anordnung es in einfacher
Weise möglich,
die zeitliche Abfolge von Türöffnung bzw.
-schließung,
Spannen und gegebenenfalls Abkoppeln der Transporteinheit zu koordinieren.
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Insofern
ist es von Vorteil, wenn der Türantrieb
zum Beispiel zwangsgesteuert insbesondere in dem Antrieb der Transporttrennvorrichtung
bzw. der Spanneinrichtung erfolgt.
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Zum
Beispiel sind für
als Schiebetür
ausgestaltete Türen
auf der bei dem Antrieb angetriebenen Welle Riemenscheiben vorgesehen,
deren Zahnriemen die Schiebetüren
bewegen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spanneinrichtung und
die Transporttrennvorrichtung je eine Steuerstange aufweisen, auf
die eine, von dem Antrieb angetriebene Welle wirkt. Ausgehend von
der Anordnung im Stand der Technik, bei welchem eine solche Anordnung
für die
Spanneinrichtung bereits eingesetzt wird, wird diese nunmehr um
eine Anordnung zur Steuerung der Transporttrennvorrichtung ergänzt. Vorteilhafterweise
wird dabei ein ähnlicher Aufbau
gewählt.
Geschickterweise werden die Steuerstangen auf der gleichen, von
dem Antrieb angetriebenen Welle, angeordnet.
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Für den Antrieb
der Türe
wird geschickterweise eine Riemenscheibe auf dieser gemeinsamen Welle
eingesetzt.
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In
einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Welle
zu unterschiedlichen Winkelstellungen auf die Steuerstange der Transporttrennvorrichtung
beziehungsweise der Spanneinrichtung wirkt. Hierdurch ist in einfachster
mechanischer Bauweise eine Zwangssteuerung für die Transporttrennvorrichtung
beziehungsweise die Spanneinrichtung realisierbar. Die Winkelstellungen
der Schubstange für
die Transporttrennvorrichtung beziehungsweise die Spanneinrichtung
werden dabei gerade so gewählt,
daß die
jeweiligen Tätigkeiten
abgeschlossen sind oder gleichzeitig erfolgen, einander aber nicht
behindern, also zum Beispiel der Transport ausgeschaltet ist und
danach das Spannen des Werkstückes
erfolgt.
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In
einer ersten Variante ist gemäß der Erfindung
vorgesehen, daß auf
der Welle Nocken angeordnet sind und die Nocken auf die Steuerstangen wirken.
Die Nocken besitzen dabei eine unterschiedliche Winkelstellung,
wodurch sich die unterschiedlichen Bewegungen der Steuerstangen
entlang der Rotation der Welle ergeben.
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In
einer anderen Variante der Erfindung ist zum Beispiel vorgesehen,
daß die
Steuerstange eine Pleuelstange aufweist und an der Welle exzentrisch ein
Kurbelzapfen angeordnet ist, welcher mit der Pleuelstange verbunden
ist. Auch diese Anordnung eines Gestänges zur Umsetzung einer Rotationsbewegung
in eine Linearbewegung ist zwar hinlänglich bekannt, bietet aber
gerade in diesem erfindungsgemäßen Einsatzbereich
aufgrund seiner hohen Zuverlässigkeit
und Einfachheit Vorteile. Auch hier wer den die unterschiedlichen
Winkelstellungen durch unterschiedliche Anordnung der exzentrischen
Kurbelzapfen erreicht.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
daß das Werkstück mit oder
ohne Werkstückträger von
der Transporteinheit transportiert wird. Dies hängt letztendlich von dem speziellen
Einsatzbereich der Bearbeitungsmaschine ab, ob es günstiger
ist, einen Werkstückträger (oder
Palette) einzusetzen, oder aber das Werkstück direkt zu transportieren.
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Als
günstig
hat es sich dabei ergeben, daß die
Transporteinrichtung als Rollenbahn ausgebildet ist. Eine solche
Rollenbahn oder Rollenband, gegebenenfalls auch als Friktionsrollenband
bezeichnet, ist als Fördermittel
in vorgenannten Bearbeitungsmaschinen nicht unbekannt. Gerade Friktionsrollenbänder erlauben
auch eine Stauförderung,
da dann die Friktion das entsprechend blockierte Rad aufgrund der
zu hohen Reibung einfach nicht antreibt. Im Sinne der Erfindung
ist es aber auch möglich,
anstelle von dem Rollenband als Transporteinrichtung auch beliebige
andere Transporteinrichtungen einzusetzen. Dies können zum
Beispiel Transportbänder sein.
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Gemäß der Erfindung
ist die Drehachse der Rollenbahn horizontal, vertikal und/oder schräg orientiert.
Es gibt verschiedene Konzepte, wie der Werkstückträger bzw. das Werkstück durch
die Transportrollenbahn antreibbar ist. Schräg orientierte Auflageflächen führen dabei
gegebenenfalls zu schräg
orientierte Drehachsen oder zu kegelstumpfartigen Antriebsrollen,
die um horizontal und/oder vertikal orientierten Drehachsen rotieren. Die
schräge
Anordnung der Laufflächen
bzw. Auflageflächen
der Werkstückträger ergeben
aber eine Eigenführung
der Werkstücke
auf der Bahn und vermindern so die Gefahr eines ungewollten Werkstückträgerstaus
in der Bearbeitungskette.
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In
einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Werkstück beziehungsweise der,
das Werkstück
tragende Werkstückträger seitlich je
von einer Reihe von Rollen als Transporteinrichtung unterstützt und
antreibbar ist und die Rollen der ersten Reihe eine, von den Rollen
der zweiten Reihe unabhängige
Welle aufweist.
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Günstigerweise
befindet sich zwischen den beiden Rollenreihen das zu transportierende
Werkstück
beziehungsweise die Palette. Die Anordnung erlaubt es dabei, daß das Werkstück stehend
oder hängend
transportiert wird. Das Werkstück
mag dabei gemäß der Erfindung
auf einer Palette montiert oder ohne Palette transportiert werden.
Der Einsatz eines Werkstückträgers/Palette
hat den Vorteil, daß unabhängig von
der Werkstückbreite
immer genormte Abstände
zwischen den Rollenreihen einsetzbar sind und so ein Transport auch
bei unterschiedlichen Werkstückbreiten
problemlos möglich
ist.
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Die
Erfindung erlaubt es auch, daß das Werkstück stehend
oder hängend
bearbeitet beziehungsweise transportiert wird. Insbesondere die
hängende
Bearbeitung bietet zum Beispiel bei einer Trockenbearbeitung Vorteile,
da die Späne
problemlos nach unten abfallen können
und nicht zum Beispiel auf dem Werkstück oder dem Werkstückträger aufliegen
und verschleppt werden können.
Gerade bei einer hängenden
Bearbeitung ist es von Vorteil, daß der Zwischenraum zwischen
den Rollenreihen frei ist. Eine solche Anordnung ist zum Beispiel
auch in der Zeichnung gezeigt. Die Erfindung ist aber in gleicher
Weise auch bei Anordnungen einsetzbar, bei welchen das Werkstück auf einer
Rollenbahn stehend aufliegt. Die Erfindung ist auch einsetzbar bei einer
Anordnung, bei welcher die Rollen nicht nur das Werkstück beziehungsweise
den Werkstückträger seitlich,
sondern über
die ganze Breite des Werkstückes
unterstützen,
also die Rolle seitlich von zwei Wangen geführt ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ergibt es sich vorteilhafter weise,
daß die
Transporttrennvorrichtung bezüglich
des Werkstückes
als Absenkvorrichtung beziehungsweise als Anhebvorrichtung ausgebildet
ist. Die Transporttrennvorrichtung bewirkt, daß die Transporteinrichtung
nicht mehr zum Eingriff auf das Werkstück beziehungsweise den Werkstückträger für Transportzwecke
kommt. Günstigerweise erfolgt
dabei eine Relativbewegung des Werkstückes beziehungsweise Werkstückträgers einerseits
und der Transporteinrichtung andererseits.
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Gemäß der Erfindung
ist es hierbei möglich, zum
Beispiel das Werkstück
beziehungsweise den Werkstückträger durch
die Transporttrennvorrichtung ein wenig anzuheben und so den Transport
zu unterbinden. Zum Beispiel tauchen zwischen den Rollen der Transporteinrichtung
entsprechende Stifte auf und heben das Werkstück/die Palette ein wenig an.
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In
einer anderen Variante der Erfindung ist es zum Beispiel möglich, daß die Transporteinrichtung ein
wenig abgesenkt wird und das Werkstück zum Beispiel auf entsprechende
Auflagen abgesenkt wird. In diesem Fall wirkt die Transporttrennvorrichtung
als Absenkvorrichtung.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß die
Steuerstange der Transporttrennvorrichtung die Transporteinrichtung
außer
Eingriff auf das Werkstück
beziehungsweise den, das Werkstück
tragenden Werkstückträger bringt.
In diesem Fall wirkt die Transporttrennvorrichtung als Absenkvorrichtung
für das
Werkstück. Eine
solche Anordnung wird einfach dadurch erreicht, daß die Transporteinheit
in dem Bearbeitungsraum zumindest teilweise derart ausgebildet ist,
daß es
auf der, das Werkstück
transportierenden Transportebene wegbewegbar, insbesondere wegschwenkbar
ist. Günstigerweise
ist diese Transporteinheit gelenkig gelagert und dadurch in einfacher
Weise wegschwenkbar. Die Steuerstange der Transporteinrichtung wirkt
dabei auf den Teil der Transporteinheit und drückt ihn so weit nach unten, bis
die Transporteinheit nicht mehr auf das Werkstück wirkt. In diesem Fall liegt
dann das Werkstück beziehungsweise
der Werkstückträger auf
einer Auflage auf .
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Alternativ
ist es möglich,
daß die
Transporteinheit auch linear wegbewegt wird, zum Beispiel etwas
abgesenkt wird. Auch dies führt
dazu, daß die Transporteinheit
außer
Eingriff mit dem Werkstück kommt.
Das Werkstück
beziehungsweise die Palette liegt dann auf entsprechenden Auflage
in gleicher Weise auf.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Bearbeitungsraum zumindest
ein Teil der Rollen der Transporteinrichtung um eine Achse schwenkbar
gelagert ist und die Steuerstange der Transporttrennvorrichtung
auf die Rolle gegen die Kraft einer Rückholfeder derart wirkt, daß die Rolle
außer
Eingriff auf das Werkstück
beziehungsweise den, das Werkstück
tragenden Werkstückträger kommt.
Die Rückholfeder
sorgt dafür, daß, wenn
die Steuerstange nicht mehr auf die Transporteinrichtung wirkt,
der abgesenkte Teil der Transporteinrichtung wieder auf die Transportebene zurückkehrt
und die Transporteinrichtung mit dem Eingriff für den Transport des Werkstückes beziehungsweise
der Palette gelangt.
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Erfindungsgemäß ist auch
vorgesehen, daß die
Steuerstange der Transporttrennvorrichtung derart zwangsgeführt auf
die Rollen wirkt, daß die
Steuerstange sowohl dafür
sorgt, daß die
Rolle außer
Eingriff mit dem Werkstück/Werkstückträger kommt
sowie auch wieder dafür
sorgt, daß die
Rolle wieder in Eingriff mit dem Werkstück/Werkstückträger kommt. Eine solche Anordnung
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auf den Transportrollen
eine erhebliche Last ruht, die durch eine Rückholfeder nur schwer zu kompensieren
wäre. Die
Anordnung mit einer Rückholfeder
ist zum Beispiel dann günstig,
wenn die Palette stehend eingesetzt wird.
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Alternativ
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß die
Rollen der Transportbahn im Bearbeitungsraum derart axial bewegbar
sind, daß beim Spannen
des Werkstückes
bzw. des das Werkstück tragenden
Werkstückträgers die
Rollen der Spannbewegung des Werkstückes bzw. des Werkstückträgers zu
folgen vermögen.
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Oftmals
wird bei dem Spannen das Werkstück
bzw. der Werkstückträger rechtwinklig
zur Transportrichtung des Werkstückes
bzw. Werkstückträgers in
der Transporteinrichtung bewegt. Dabei ist es möglich, daß die Rollen der Transportbahn
stören. Erfindungsgemäß werden
dabei zwei Möglichkeiten vorgeschlagen.
Zunächst
wird mit der Transporttrennvorrichtung, wie oben beschrieben, die
Transporteinrichtung von dem Werkstück abgekoppelt, wodurch diese
auch nicht mehr beim Spannen stören kann.
Bei der anderen, jetzt vorgestellten Variante, verbleiben die (z.B.
Friktions-) Rollen in Kontakt mit dem Werkstück/Werkstückträger, folgen aber der Spannbewegung.
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Hierzu
wiederum bestehen ebenfalls mehrere Varianten. Zunächst ist
es möglich,
daß die
Welle, welche das Transportrad trägt, axial beweglich ist. Zum
Beispiel ist die Rollenwelle in einer Büchse axial geführt. Die
Bewegung erfolgt dabei zum Beispiel gegen eine Rückholfeder oder ist zwangsgeführt. In
der anderen alternativen Ausgestaltung ist die Welle axial feststehend,
die sich auf der Welle drehende Rolle allerdings hat eine gewisse
axiale Beweglichkeit, um so der Spannbewegung zu folgen.
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Günstigerweise
sieht die Erfindung vor, daß die
Spanneinrichtung eine Auflagefläche
aufweist, auf welche das Werkstück
beziehungsweise der, das Werkstück
tragende Werkstückträger in dem
Bearbeitungsraum aufliegt, sobald die Transporteinrichtung nicht
mehr im Eingriff steht. Diese Anordnung ist insofern günstig, als
daß eine
andere Auflagefläche nicht
benötigt
wird. Die Anordnung spart auch Zeit, da die Spanneinrichtung ja
das Werkstück
hernach spannen soll. Ein weiteres Umsetzen oder Heranführen der
Spanneinrichtung ist daher nicht mehr notwendig.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spanneinrichtung mindestens
ein Spanneisen aufweist, und das Spanneisen das Werkstück gegen
insbesondere feststehende Spannkonen spannt. Die Spannkonen dienen dabei
insbesondere für
eine genau Positionierung bzw. Indexierung des Werkstückes bzw.
des Werkstückträgers.
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Die
Spanneinrichtung besitzt günstigerweise eine
Spannfläche,
gegen die das Werkstück
beziehungsweise der, das Werkstück
tragende Werkstückträger durch
ein Spanneisen gespannt wird. Diese Spannfläche ist entsprechend exakt
positioniert, da diese unmittelbar auf das Bearbeitungsergebnis
der Bearbeitungsmaschine Einfluß nimmt.
Die Steuerstange der Spanneinrichtung wirkt dabei zum Beispiel direkt
oder mittelbar, zum Beispiel über
eine Spanntraverse, auf das Spanneisen.
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Dient
die Spannfläche
als exakter Anschlag beziehungsweise Bezugsfläche, so bleibt immer noch eine
Beweglichkeit in dieser Spannfläche,
die günstigerweise
durch eine Indexierung während
des Spannens aufgehoben wird. Das Werkstück wird dadurch während des
Spannens genau positioniert.
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Alternativ
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Spanneinrichtung
einen oder mehrere bewegbare Spannkonen aufweist, die in mit dem Spannkonen
zusammenwirkenden Ausnehmungen des Werkstückes oder den das Werkstück tragenden Werkstückträger eingreifen
und gegen ein Auflager spannen. Der Konus kann dabei als Innen-
oder Außenkonus
ausgebildet sein.
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Für das Spannen
stehen somit mehrere Varianten zur Verfügung, bei welchen hier zwei
Alternativen vorgeschlagen werden. Zunächst wird das Werkstück/Werkstückträger durch
ein Spanneisen auf einen Konus gespannt. Hierbei ist das Spanneisen
das bewegliche Element, welches die Spannkraft ausübt. Bei
der anderen Variante ist der Spannkonus beweglich ausgebildet, der
in eine zusammenwirkende Ausnehmung des Werkstückes bzw. des Werkstückträgers eingreift
und so die Spannung des Werkstücke
erreicht. Sinngemäß kann der
Spannkonus als Innen- oder Außenkonus
ausgebildet sein und die Ausnehmung sinngemäß hiermit zusammenwirken. Der
Konus prägt
dabei die Spannkraft ein.
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Gemäß der Erfindung
ist es dabei möglich, daß die Spannbewegung
des Werkstückes
bzw. des das Werkstück
tragenden Werkstückträgers durch die
Spanneinrichtung vertikal, horizontal oder schräg erfolgt, je nachdem, welche
Bearbeitung zu erfolgen hat. Letztendlich folgt die Spannrichtung
der Bearbeitungsaufgabe. Ist zum Beispiel die Unterseite des Werkstückes zu
bearbeiten, so wird es vorteilhaft sein, das Werkstück auf einer
stehenden Palette zu bearbeiten. Um die Palette optimal zu spannen,
wird eine horizontale Spannbewegung von Vorteil sein. Ist hingegen
eine Seitenfläche
des Werkstückes
zu bearbeiten, so ist es möglich,
das Werkstück
in der Palette hängend
oder auf der Palette stehend zu bearbeiten, wodurch der Werkstückträger/Palette
horizontal ausgerichtet ist, günstigerweise
erfolgt eine Spannung in vertikaler Richtung. Natürlich ist
es auch bei winkligen Bearbeitungen von Vorteil, gegebenenfalls
eine schräg
im Raum orientierte Spannrichtung vorzusehen. Diesbezüglich beschränkt sich
die Erfindung nicht.
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Der
Antrieb für
die Spanneinrichtung und die Transporttrennvorrichtung besitzt günstigerweise
ein Getriebe. Das Getriebe dient zum einen zu einem Einstellen des
Drehverhältnisses
und zum anderen auch, um ein ausreichendes Drehmoment zur Verfügung zu
stellen. Es muß zum
einen die Steuerstange der Transporttrennvorrichtung gegen die Kraft
der Rückholfeder
oder der Werkstücklast
bewegt werden, zum anderen lastet auf der Spanneinrichtung die gesamte
Last des Werkstückes
während
der Bear beitung. Da beide Betätigungen
ein hohes Drehmoment erfordern, diese Drehmomente aber nicht gleichzeitig
abverlangt werden, sondern hintereinander, ergeben sich aus dem
erfindungsgemäßen Konzept
der Anordnung des Antriebes für
die Spanneinrichtung und die Transporttrennvorrichtung als gemeinsamem
Antrieb entsprechende Synergieeffekte. Der sowieso vorhandene hohe
Drehmoment wird zu einem anderen Zeitpunkt nochmals ausgenutzt.
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Der
Einsatz eines Getriebes macht die Adaption des wie auch immer gearteten
Motors für
das jeweilige Lastproblem möglich.
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Vorteilhafterweise
ist vorgesehen, daß der Antrieb
zwei Abtriebswellen aufweist und der Antrieb zwischen den Rollenreihen
angeordnet ist. Die Abtriebswellen erstrecken sich dabei je zu einer
der beiden Rollenreihen hin. An den Abtriebswellen, die in diesem
Fall als Welle, wie vor beschrieben, wirken, liegen dann die Steuerstangen
für die
Spanneinrichtung und die Transporttrennvorrichtung an.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Antrieb als Drehfeldmagnet, Servomotor oder Getriebemotor ausgebildet
ist. Diese Anordnung greift auf ein elektromechanisches Prinzip
zurück
und ist natürlich
in beliebiger Weise mit einem Getriebe kombinierbar. Alternativ
ist es natürlich
auch möglich,
daß der
Antrieb hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet ist. Gerade Anordnungen
mit Hydraulik erlauben die Übertragung
von höheren
Kräften.
Dabei ist es in gleicher Weise auch möglich, einen hydraulischen
oder pneumatischen Antrieb auf eine Abtriebswelle, wie vor beschrieben,
wirken zu lassen. Alternativ ist es natürlich auch möglich, auf
die Anordnungen der Wellen zu verzichten und zum Beispiel durch
entsprechend gesteuerte Arbeitszylinder, gegebenenfalls in Kniehebelkonstruktion, ähnliche
Zwangssteuerungen zu erreichen.
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Des
Weiteren ist erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß Luft-
oder Reinigungsflüssigkeitsdüsen für die Rollenlaufflächen und/oder
die Spannkonen vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Rollenlaufflächen zum
Beispiel schräg, insbesondere
V-förmig ausgebildet
sind. In diesen rillenartigen Laufrädern ist es möglich, daß Späne auffliegen,
die dann das Transportieren des Werkstückträgers beeinträchtigen.
Diesem wird mit Luftdüsen oder
Reinigungsflüssigkeitsdüsen vorgebeugt.
Als Reinigungsflüssigkeit
wird zum Beispiel Kühlflüssigkeit
oder sonst bei Bearbeitungsmaschinen übliche Schmierflüssigkeit,
wie sie für
das Reinigen und Schmieren bei spanabhebenden Bearbeitungen bekannt
ist, eingesetzt. Günstigerweise
werden dabei nicht nur die Rollenlaufflächen sondern gegebenenfalls
auch die Spannkonen entsprechend spanfrei gehalten.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß die Bearbeitungsmaschine
als Zerspan-, Umform-, Füge-
oder Trennmaschine ausgebildet ist oder die Bearbeitungsmaschine
als Prüf-,
Montage-, Justage-, Oberflächenbehandlungs-,
Kennzeichnungs- oder als Reinigungsstation ausgebildet ist. Die
erfindungsgemäße Bearbeitungmaschine
legt sich in keinster Weise auf die in ihr stattzufindenden Bearbeitung fest.
Alle vorgenannten Bearbeitungsmöglichkeiten bedingen
ein Positionieren des Werkstückes.
Grundsätzlich
soll das Positionieren des Werkstückes möglichst zeitoptimiert und genau
erfolgen, was, unabhängig
von der tatsächlichen
Bearbeitung durch die Erfindung gelöst wird. Die Erfindung ist
daher für
die beliebigsten Zwecke einer Bearbeitungsmaschine einsetzbar. Zum
einen ist es möglich,
daß die
Bearbeitungsmaschine tatsächlich
das Werkstück
bearbeitet, also zum Beispiel zerspant, umformt, fügt oder trennt.
Darüberhinaus
ist es aber auch von Vorteil, daß die Bearbeitungsmaschine
als Prüfstation
ausgebildet ist, um zum Beispiel entsprechende Bearbeitungen einer
davorliegenden Bearbeitungsmaschine zu kontrollieren. Dabei ist
es von Vorteil, möglichst frühzeitig
entsprechende Prüfungen
vorzusehen, um nicht bei der Endkontrolle, wenn eine Vielzahl von Bearbeitungen
stattgefunden hat, zu erkennen, daß bereits bei einer frühzeitigen
Bearbeitung ein Fehler aufgetreten ist und das ganze Werkstück Ausschuß ist. Es
ist auch möglich,
die Bearbeitungsmaschine als Montagestation auszubilden. Zum Beispiel
ist es möglich,
in eine vorher eingebrachten Bohrung das Gewinde einzuschneiden
und dann in der Montagestation in diesem Gewinde ein weiteres Bauteil
zu montieren. Es ist aber auch möglich,
in einer Montagestation zum Beispiel einen Werkstückträgerwechsel
durchzuführen,
also zum Beispiel einen anderen Werkstückträger zu montieren.
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Gleichwohl
ist es günstig,
die Montagestation zur genauen Positionierung beziehungsweise Ausrichtung
des Werkstückes
vorzusehen. Des Weiteren ist es möglich, daß die Bearbeitungsmaschine als
Oberflächenbehandlungsstation
ausgebildet ist. Diese dient zum Beispiel zum Lackieren, Galvanisieren,
Bedrucken usw.
-
Des
Weiteren kann als Bearbeitungsmaschine auch eine Einrichtung zur
Kennzeichnung von Werkstücken
vorgesehen sein. In einer Kennzeichnungsstation ist vorgesehen,
daß zum
Beispiel Etiketten oder sonstige Kennzeichnungen, gegebenenfalls
auch elektronisch auslesbare Kennzeichnungen, wie Barcode oder Transponder
an das Werkstück
beziehungsweise seine Werkstückträger beziehungsweise
Palette angeheftet oder angebracht werden, um das jeweilige Werkstück für die Steuerung zu
personifizieren. In der Regel geht dabei ein entsprechender Identifikationsschritt
(allerdings nicht zwingend) voraus.
-
Günstig ist
es dabei auch, daß als
Bearbeitungsmaschine eine Reinigungsstation beziehungsweise Spül- oder
Waschstation vorgesehen ist. Oftmals werden die Werkstücke während der
Bearbeitung, zum Beispiel durch Kühlschmiermittel, verschmutzt,
welches gerade am Ende einer entsprechenden Prozesslinie abzuwaschen
ist. Auch ist es nicht günstig,
entsprechende ölhaltige
Emulsionen auf den Werkstücken
zu belassen, wenn nachfolgend eine Oberflächenbehandlung, wie eine Lackierung oder
sonstige Beschichtung, erfolgen soll.
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Die
vorgenannten Bearbeitungsmaschinen sollen sowohl als automatisch
arbeitende Systeme oder auch als Handarbeitsplätze im Sinne der Erfindung
ausgeführt
sein.
-
In
der Zeichnung ist die Erfindung schematisch gezeigt. Es zeigen:
-
1 in einer Ansicht die erfindungsgegemäße Bearbeitungsmaschine;
-
2 eine Seitenansicht der
erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine;
-
3 in einer Ansicht eine
weitere Variante der Erfindung;
-
4 und 5 weitere Details der Erfindung;
-
6, 7 und 8 in
je einer Ansicht weitere Varianten der Erfindung und
-
9 ein Detail der Erfindung
nach 8 (siehe Detail
IX).
-
In 1 ist die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine
schematisch dargestellt. Die Bearbeitungsmaschine 1 besteht
dabei aus einem Maschinengestell 18, welches im unteren
Bereich den Spansammler 80 beziehungsweise den Spanförderer 8 aufnimmt.
Auf das Maschinengestell 18 schließt sich das Maschinengehäuse 17 oberhalb
an. Das Maschinengehäuse 17 schließt den eigentlichen
Bearbeitungsraum 16 ein.
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Das
Maschinengehäuse 17 weist
mehrere Öffnungen 12 auf,
die durch eine Türe 10 verschließbar sind.
Die Türe 10 ist
in 1 mit kurzen gestrichelten
Linien angedeutet, die Öffnungen 12 mit
längeren
gestrichelten Linien. Die Türe 10 ist
in einer, die Öffnungen 12 verschließenden Stellung
sowie in einer die Öffnungen 12 freigebenden
Stellung gezeigt. Hierzu ist die Türe 10 nach rechts
versetzt. Die Türe 10 ist
in diesem Fall als Schiebetüre
ausgestaltet, der von der sich bewegenden Türe überstrichende Türbereich
ist mit 11 gekennzeichnet.
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Für den Türantrieb
sind auf der Antriebswelle 72, 72' je eine Riemenscheibe 76, 76' vorgesehen, die über einen
nicht dargestellten Zahnriemen die Türen bewegen. Die Anordnung
ist dabei so ausgewählt,
daß der
Durchmesser der Riemenscheiben sowie die Rotation der Welle 72, 72' ausreichen,
die Türe 10 vollständig zu öffnen, um
ein kollisionsfreies Ein- und Ausfördern des Werkstückes 2 zu
erreichen.
-
Für die Bearbeitung
des Werkstückes 2 ist eine
Spindel 19 vorgesehen.
-
In
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel hängt das
Werkstück 2 an
einem Werkzeugträger 3. Diese
hängende
Bearbeitung hat inbesondere in der Ableitung von Spänen Vorteile,
da diese ungehindert in den trichterförmigen Spansammler nach unten
abfallen können.
Prinzipiell erlaubt eine solche Anordnung eine Trockenbearbeitung,
die Anordnung ist aber auch gleichwohl bei Naßbearbeitungen einsetzbar.
-
Für den Transport
des Werkstückes 2 beziehungsweise
den das Werkstück 2 tragenden
Werkstückträger 3 beziehungsweise
Palette ist eine Transporteinrichtung 4 vorgesehen. In
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Tansporteinrichtung 4 von zwei parallel verlaufenden
Rollenreihen 41, 42 gebildet. Die Rotationsachsen
der Rollen 40 schließen
mit der Horizontalen einen spitzen Winkel, bevorzugt einen Winkel
von 45° ein.
In diesem Fall liegt der Werkstückträger 3 mit
entsprechenden Führungsleisten
auf den Rollen 40 derart auf, daß der Werkstückträger 3 teilweise über die
Rollen 40 nach oben hervorsteht, das Werkstück 2 sich
aber unterhalb der Rollen 40 vollständig erstreckt.
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Die
winkelige Anordnung der Rotationsachsen der Rollen 40 führt auch
dazu, daß die
Rollen der ersten und der zweiten Rollenreihe nicht auf einer gemeinsamen
Welle anzuordnen sind. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel (allerdings
ohne dies allgemein auszuschließen)
auch nicht vorgesehen, da das Werkstück 2 zwischen den
Rollenreihen 41 und 42 transportiert wird.
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Aufgrund
der winkeligen Anordnung der Rotationsachse der Rollen 40 befindet
sich deren Antriebswelle 43 oberhalb der Rolle 40.
Die Antriebswelle 43 versorgt dabei eine Vielzahl von hintereinander
angeordneten Rollen 40, wie das zum Beispiel in 2 angedeutet ist. Diese
können
zum Beispiel als Friktionsrollen ausgebildet sein. Der Vorteil einer
solchen Anordnung liegt darin, daß mit einer geringen Zahl von
Antriebsmotoren eine Vielzahl von Antriebsrollen auf den jeweiligen
Rollenreihen 41, 42 antreibbar sind. Gegebenenfalls
ist auch nur ein Antrieb für die
beiden Rollenreihen 41, 42 vorgesehen. In diesem
Fall ist ein entsprechendes Getriebe angeordnet.
-
Die
Anordnung der Antriebswelle 43 oberhalb der Rollen 40 ist
auch deswegen geschickt, da die Antriebswelle 43 somit
nicht in den Bereich 11 der sich öffnenden Türe 10 hineinragt und
mit dieser kollidiert. Die Anordnung ist daher sehr platzsparend. Darüberhinaus
ist diese Anordnung auch im Arbeitsraum selbst platzsparend, da
die Antriebswelle 43 in dem Bearbeitungsraum weiter oben
und somit weiter entfernt von der Spindel 19 angeordnet
ist. Die Positioniermöglichkeit
der Spindel 19 steigt entsprechend. Die Antriebswelle 43 erstreckt
sich dabei parallel zur Transporteinheit 4, längs des
Transportweges.
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Neben
der geschickten Anordnung der Antriebswelle 43 oberhalb
der Türe 10 beziehungsweise
dessen Bereich 11 ist aus der Zeichnung auch gut zu entnehmen,
daß der
obere Rand der Türe 10 etwas über dem
oberen Rand des das Werkstück 2 tragenden
werkstückträgers 3 angeordnet
ist. So wird sicher gewährleistet,
daß der
Werkstückträger kollissionsfrei
aus dem Bearbeitungsraum durch die Öffnung 12 herein-
und heraustransportiert wird. Dies gilt natürlich auch, wenn das Werkstück 2 ohne
einen Werkstückträger 3 transportiert
wird.
-
Für eine exakte
Bearbeitung des Werkstückes
2 im Bearbeitungsraum 13 ist es vorgesehen, daß das Werkstück 2 an
exakt bekannten Punkten (sogenannten Indexpunkten) gespannt wird.
Dadurch wird das Werkstück
im Raum genau festgelegt und die Steuerung der Spindel 19 ist
in der Lage, die gewünschten
Bearbeitungen an der gewünschten Stelle
vorzunehmen.
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Die
Spanneinrichtung 5 wird betätigt von einem Antrieb 7.
Der Antrieb 7 (siehe 2)
besteht dabei zum Beispiel aus einem Motor 70 und einem daran
angeschlossenen Getriebe 71. Das Getriebe 71 befindet
sich über
dem Werkstück 2 und
somit in einem Bereich zwischen den beiden Rollenreihen 41, 42.
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Die
Spanneinrichtung 5 spannt und positioniert den Werkstückträger 3 an
insgesamt vier Stellen, nämlich
bevorzugt an den jeweiligen Ecken des Werkstückträgers 3. Die Anordnung
ist dabei bevorzugt bezüglich
der Mittelebene (definiert zwischen den beiden Rollenreihen 41, 42)
als symmetrischer Aufbau der Spanneinrichtung vorgesehen.
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Die
Spanneinrichtung besteht dabei aus mindestens zwei Spannstempel 53 (oder
auch Spannkonus), welche die Palette während der Spannung nach unten
gegen feststehende Spannflächen 56 spannt. Alternativ
ist es möglich,
daß Spanneisen
vorgesehen sind, welche die Palette während der Spannung nach oben
gegen entsprechende Spannflächen spannen.
Gleichzeitig erfolgt eine Indexierung und somit auch ein Festlegen
des Werkstückträgers exakt
im Raum. Die Spannstempel 53 werden dabei letztendlich
betätigt
von Steuerstangen 57, die ihrerseits exzentrisch auf der
Welle beziehungsweise Abtriebswelle 72, 72' gelagert und
geführt
sind. Das Getriebe 71 treibt die Abtriebswelle/Welle 72, 72' an. Aufgrund
des symmetrischen Aufbaues erstreckt sich eine Welle/Abtriebswelle
72 auf der rechten und eine Welle/Abtriebswelle 72' auf der linken
Seite des Getriebes 71.
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Günstigerweise
sind die wellen 72, 72' noch mehrfach gelagert.
-
Von
Vorteil ist es dabei, daß der
Antrieb 7 auch gleichzeitig für die Transporttrennvorrichtung 6 und/oder
für die Öffnungs- bzw. Schließbewegung der
Türe 10 eingesetzt
wird. Die Transporttrennvorrichtung 6 sorgt dafür, daß die Transporteinrichtung 4 während der
Spannung des Werkstückes
dieses nicht zu transportieren versucht. Hierzu ist, ähnlich wie
für die
Steuerung der Spanneinrichtung 5, für die Transporttrennvorrichtung 6 eine
Steuerstange 67 vorgesehen, die auf Teile der Transporteinheit 4 wirken.
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In
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist
die Rolle 40 um die Achse 44 schwenkbar. Die (hier
vertikale) Bewegung der Steuerstange 67 führt zu einem
Wegschwenken der jeweils damit verbundenen Rollen 40 nach
außen
(bezüglich
des Werkstückes 2).
-
Dabei
ist dieser Mechanismus nicht für
alle Rollen 40 der Transporteinheit 4 vorgesehen,
sondern bevorzugt nur im Bereich, wo das Werkstück auch durch die Spanneinrichtung 5 zu
spannen ist.
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In 2 ist zum Beispiel gezeigt,
daß drei Rollen
40 im mittleren Bereich wegschwenkbar ausgebildet sind, die übrigen Rollen 40 diese
Option nicht aufweisen.
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Durch
die Möglichkeit
des Wegschwenkens der Rollen 40 wird erreicht, daß die Palette 3 beziehungsweise
das Werkstück 2 relativ
nach unten abgesenkt wird und auf feststehende Auflageflächen abgelegt
werden.
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Günstigerweise
sind die gelenkig gelagerten Rollen 40 durch die Steuerstange 67 zwangsgeführt. Das
bedeutet, sie werden durch die Steuerstange 67 nicht nur
nach unten, also außer
Eingriff mit dem Werkzeugträger
gebracht, sondern auch zwangsweise wieder nach oben in Eingriff
mit dieser gebracht. Anstelle dieser Zwangsführung ist es natürlich auch möglich, daß eine Rückholfeder
vorgesehen ist und die Steuerstange 67 die Transporteinheit 4 gegen
die Kraft dieser Rückholfeder
drückt.
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Die
Ansteuerung der Steuerstange 67 erfolgt dabei in gleicher
Weise wie für
die Steuerstange 57 der Spanneinrichtung 5. Die
Steuerstange 67 ist ebenfalls auf einem exzentrisch angeordneten
Kurbelzapfen der Abtriebswelle 72, 72' angeordnet. Auch
hier ist die Anordnung wiederum symmetrisch bezüglich der Mittelebene, um beide
Rollenreihen 41, 42 außer Eingriff mit der Palette
zu bringen.
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Die
Erfindung erlaubt es dabei, in einfacher Weise auch eine Zwangssteuerung
der Bewegung der Spanneinrichtung 5 und der Transporttrennvorrichtung 6 vorzusehen,
indem die Winkellage der Ansteuerung der jeweiligen Steuerstangen 57, 67 auf den
Wellen 72, 72' ausgenutzt
wird. Dies ist insbesondere in 4 gezeigt.
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Im
unteren Bereich der Bearbeitungsmaschine, im Maschinenbett oder
Maschinengestell 18 ist der Spanförderer 8 vorgesehen.
Zwischen den Bearbeitungsmaschinen 1 (zum Beispiel in einer
mit den erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschinen 1 gebildeten
Bearbeitungslinie) befinden sich Rohre oder auch Kanäle mit rechteckigem
Querschnitt, die mit entsprechenden Flanschen miteinander verbindbar sind.
Im Bereich der Bearbeitungsmaschine ist unterhalb des Bearbeitungsraumes 16 ein
Spansammler 80 vorgesehen. Dieser ist bevorzugt trichterförmig ausgebildet
und besteht aus mehreren Teilen. Das erste Trichterteil 82 ist
bis in den Bearbeitungsraum 16 heraufgezogen. Am oberen
Rand sind Eckschieenen angeordnet, um ein sicheres Ableiten der
Späne nach
unten zu gewährleisten.
Das Maschinengestell 18 weist hierbei entsprechende Ausnehmungen
auf, durch die das erste Trichterteil 82 nach unten geführt ist.
Im unteren Bereich ist das zweite Trichterteil 83 vorgesehen.
Auch hier ist die Anordnung so gewählt, daß das erste Trichterteil 82 in
das zweite Trichterteil 83 hineinragt und überlappt,
um die sichere Ableitung der Späne
zu gewährleisten.
Das untere, zweite Trichterteil 83 geht über in die
Rohrleitung des Spanförderers 8.
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Der
Vorzug, des aus mehreren Teilen bestehenden Spansammlers 80 besteht
darin, daß die Montage
deutlich erleichtert wird. Die kleiner gebauten Trichterteile 82, 83 können dabei
nacheinander in der Maschine eingebaut werden und durch die im Maschinengehäuse vorgesehenen Öffnungen
in diese eingebracht werden.
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Bevorzugterweise
werden die Trichterteile 82, 83 durch Gummilager 81 an
dem Maschinengestell 18 beziehungsweise Maschinengehäuse befestigt.
Die Gummilager erlauben eine gewisse Flexibilität der Ausrichtung der Trichterteile 82, 83 bei
der Montage.
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In 2 ist in einer Seitenansicht
die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine
gezeigt. In dieser Ansicht ist nur die erste Rollenreihe 41 zu
sehen, an der eine Vielzahl von Rollen 40 angeordnet sind.
Um die Übersichtlichkeit
nicht zu sehr zu beeinträchtigen,
ist auch die Antriebswelle 43 für die Rollenreihe nicht gezeigt.
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Der
Bearbeitungsraum 16 der Bearbeitungsmaschine 1 wird
begrenzt durch das Maschinengehäuse 17,
insbesondere den Türen 10, 10'. Die Anordnung
der Bearbeitungsmaschine ist so gewählt, daß die Werkstücke durch
die Bearbeitungsmaschine 1 hindurchgefördert werden können. Zum
Beispiel ist das Werkstück 2'' bereits ausgefördert, das Werkstück 2 befindet
sich im Bearbeitungsraum für
eine Bearbeitung und das Werkstück 2' steht in Warteposition
vor der Bearbeitungsmaschine.
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Für ein optimales
Spannen dient die Spanneinrichtung 5. Ein exaktes Spannen
ist für
eine exakte Bearbeitung zwingende Voraussetzung. Nachfolgend wird
insbesondere die Spanneinrichtung 5 genauer erläutert.
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Der
Antrieb 7, bestehend aus Motor 70 und Getriebe 71 treibt
die Abtriebswelle/Welle 72 an. Auf dieser exzentrisch gelagert
ist ein Pleuel 54, welches die Rotationsbewegung der Welle 72 in
an sich bekannter Weise in eine Transversalbewegung umsetzt. Das
Pleuel sitzt dabei in ebenfalls bekannter Weise auf einem exzentrisch
angeordneten Kurbelzapfen. Unterhalb des Pleuels 54 befindet
sich ein Federpaket 52 für einen Ausgleich der Spannkräfte. Die
Steuerstange 57 überträgt letztendlich
die Spannbewegung auf die Spannstempel 53 und führen diese
nach unten in eine konische Buchse in dem Werkstückträger. Die Spannstempel 53 zentrieren den
Werkstückträger in konischen
Buchsen und drücken
diesen nach unten gegen feststehende, z.B. den Rand des Werkstückträgers 3 umgreifende
Auflagen. Hierzu dient das vordere Ende des Stempels 53 als
Index 55. Die Indexe 55 zentrieren dabei den Werkstückträger 3 in
konischen Buchsen und drücken
diesen nach unten gegen feste Umgriffe oder Auflagen bzw. Spannflächen 56.
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An
der Steuerstange 57 befindet sich eine Spanntraverse 50,
die an ihren jeweiligen Enden die C-artigen Umgreifer mit den Spannflächen 56 trägt. Die
Spanntraverse 50 ist dabei um das Gelenk 51 neigbar,
um auch hier eine optimale Anpassung der Spannbewegung an den Spannprozessen
zu erreichen. Die Spanntraverse 50 ist in der Lage um die horizontale
Achse 51 leicht zu kippen.
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Alternativ
ist vorgesehen, daß die
Spanneisen den äußeren Rand
des Werkstückträgers/Palette umfassen
und ziehen diesen, entsprechend der vertikal nach oben geführten Bewegung
der Steuerstange, nach oben, wodurch die Palette auf Indexe aufgeschoben
wird.
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Die
Erfindung erlaubt sowohl ein Spannen nach oben, z.B. mit Spanneisen,
oder mit Spannstempeln nach unten.
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Die
Anordnung der Spanntraverse 50 ist dabei an den beiden
Längsseiten
des Werkstückträgers 3 im
Wesentlichen parallel zum Werkstück
beziehungsweise dem Transportweg angeordnet.
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Es
ist bevorzugterweise bezüglich
der Mittelebene zwischen den beiden Rollenreihen 41, 42 spiegelbildlich.
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In 1 und 2 ist der Werkstückträger 3 liegend eingesetzt
mit hängend
darunter angeordnetem Werkstück.
In 3 ist eine stehende
Bearbeitung der Palette 3 gezeigt. Für eine Bearbeitung der Unterseite 20 des
Werkstückes 2 ist
eine solche Anordnung günstig.
Die übrigen
vier Seiten des Werkstückes
sind durch entsprechendes Umspannen des Werkstückes 2 auf dem Werkstückträger erreichbar. Alternativ
ist es möglich,
daß das
Werkstück
bzw. der Werkstückträger zwischen
den Bearbeitungsstationen gedreht wird.
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Zwar
ist in dieser Figur die Antriebswelle 43 nicht gezeigt,
aber es ergeben sich auch hier wieder Vorteile bei der Anordnung
der Antriebswelle, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, da diese im
Bearbeitungsraum möglichst
weit nach hinten gesetzt werden und so im Bearbeitungsraum 16 nicht
stören.
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Für die Transporttrennvorrichtung 6 ist
sowohl eine Zwangsführung
für die
entsprechend angesteuerten Rollen 40 vorgesehen oder aber
eine Rückholfeder,
gegen die die Steuerstange entsprechend wirkt und die ein Zurückstellen
der jeweiligen Transportrollen bewirkt, wenn die Steuerstange entsprechend
zurückgezogen
wird. Die Erfindung ist sowohl für
die eine wie für
die andere Anordnung einsetzbar.
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In 5 ist ein vergrößertes Teil
des Antriebes 7 gezeigt. Das von dem Antrieb 7 erzeugte
Drehmoment wird über
die Abtriebswelle 72 abgeleitet. Die Spanneinrichtung 5 ist
zwischen den beiden Lagerböcken 74, 74' links angeordnet,
rechts daneben ist die Transporttrennvorrichtung 6 vorgesehen.
Die Lagerböcke 74, 74' tragen die
Lager 73, 73' der
Abtriebswelle 72.
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Die
Welle 72 weist exzentrisch angeordnete Kurbelzapfen auf,
die die jeweiligen Pleuel 54, 64 der Spanneinrichtung 5 beziehungsweise
der Transporttrennvorrichtung 6 antreiben. Die Steuerstangen 57, 67 sind
durch entsprechende Gelenkbolzen mit dem Pleuel 54, 64 verbunden.
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Die
Winkelstellung der Kurbelzapfen der Spanneinrichtung 5 und
der Transporttrennvorrichtung 6 sind geschickterweise derart
angelegt, daß die Steuerstange 67 der
Transporttrennvorrichtung 6 zunächst die Rollen 60 der
Transporteinheit 6 von dem Werkstück 2 beziehungsweise
dem das Werkstück 2 tragenden
Werkstückträger 3 abhebt,
das Werkstück 2 beziehungsweise
der das Werkstück 2 tragende Werkstückträger 3 auf
der Auflagefläche
der Spanneinrichtung 5 ablegt und hernach die Steuerstange 57 der
Spanneinrichtung 5 ein Spannen des Werkstückes 2 an
eine Spannfläche
bewirkt.
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Die
unterschiedlichen Winkelstellungen der Spanneinrichtung 5 und
der Transporttrennvorrichtung 6 sind in 4 schematisch dargestellt.
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In
der oberen Reihe sind die Stellungen der Spanneinrichtung 5 gezeigt.
In der unteren Reihe sind in drei Ansichten die Stellungen der Transporttrennvorrichtung 6 gezeigt.
In der Stellung I ist die Palette nicht gespannt, und die Transporttrennvorrichtung
noch nicht aktiv. Die Achse der Abtriebswelle 72 ist mit
der Bezugsziffer 75 gekennzeichnet. Die jeweiligen Drehachsen
der Pleuel 54 und 64 (der Spanneinrichtung 5 beziehungsweise
der Transporttrennvorrichtung 6) sind mit 59 beziehungsweise 69 angegeben.
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Es
ist gut zu erkennen, daß die
Exzentrizität für die Spanneinrichtung 5 größer ist
als die Exzentrizität
für die
Transporttrennvorrichtung 6. Zwischen der Lage in der Stellung
I und III liegt eine 180°-Rotation
der Welle 72.
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In
der in I gekennzeichneten Stellung befindet sich die Spanneinrichtung 5 im
oberen Totpunkt. Die Transporttrennvorrichtung 6 eilt der
Spanneinrichtung um 45° voraus.
Dies führt
dazu, daß die Transporttrennvorrichtung 6 zunächst für eine Trennung
der Transporteinheit 4 von dem Eingriff auf das Werkstück 2 beziehungsweise
den Werkstückträger 3 sorgt,
wobei die Spanneinrichtung 5 dieser Bewegung erst nacheilt.
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In
der Stellung II ist die Welle bereits um 135° rotiert. Das Pleuel 64 der
Transporttrennvorrichtung befindet sich in seinem unteren Totpunkt.
Das bedeutet, daß die
Rollen 40 ihren maximalsten Abstand von dem Werkzeugträger 3 beziehungsweise
dem Werkstück 2 aufweisen.
In jedem Fall sind diese nicht mehr im Eingriff auf das Werkstück 2 beziehungsweise
den Werkstückträger 3.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist der Werkstückträger 3 beziehungsweise das
Werkstück 2 bereits
auf die Ablageflächen
der Spanneinrichtung 5 abgesetzt und das Spanneisen 53 hat
bereits mit dem Spannen des Werkstückes 2/Werkstückträger 3 begonnen.
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Der
Spannprozeß ist
in der Stellung III abgeschlossen. Das Pleuel 54 der Spanneinrichtung 5 befindet
sich in seinem unteren Totpunkt, die Spannkräfte wirken voll. Zwar ist das
Pleuel 64 etwas über den
unteren Totpunkt hinausgelaufen, dies ist aber unkritisch, da der
Hub so bemessen ist, daß in
jedem Fall kein Eingriff der Transporteinrichtung auf das Werkstück 2//Werkstückträger 3 erfolgt.
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Die
Welle 72 wird so lange in der in III gekennzeichneten Stellung
gehalten, bis die Bearbeitung abgeschlossen ist. Danach wird die
Anordnung wieder gelöst,
wobei einfach in diesem Fall entgegen dem Uhrzeigersinn die Welle 72 zurückrotiert
und zunächst
die Spanneinrichtung 5 entlastet wird und hernach die Transporttrennvorrichtung 6 deaktiviert
wird, wodurch die Transporteinheit 4 wieder in Eingriff
auf das Werkstück
2/den Werkstückträger 3 kommt.
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In 6 ist eine weitere erfindungsgemäße Variante
gezeigt. Sie ist prinzipiell mit dem Ausführungsbeispiel nach 3 vergleichbar, da auch
hier eine stehende Anordnung des Werkstückträgers 3 gewählt ist.
Allerdings ist hier die Rolle 40 V-förmig oder
rillenartig ausgebildet, wodurch sich eine seitliche Führung für den Werkstückträger 3 durch
die Rolle 40 ergibt. Die Rollen 40 sind dabei
axial gefedert gelagert, um der Spannbewegung, die durch den Zentralantrieb 7 und
der Spanneinrichtung 5 eingeprägt wird, zu folgen. Dabei wird über die
Steuerstange 57 eine Kraft auf den Kniehebel 58 eingeprägt, um eine
Spannbewegung nach rechts zu erreichen. Die Anordnung ist dabei
um eine Mittelebene symmetrisch ausgebildet, um durch die symmetrische
Anordnung der beiden Steuerstangen 57 und der Kniehebel 58 eine
gleichmäßige Kraftbeaufschlagung
auf der Spannplatte 500 zu erreichen. Bei der Spannbewegung
wird die Spannplatte 500 nach rechts versetzt und die Indexe
führen
zu einer exakten Positionierung an der gewünschten Stelle. Hierzu weist
der Werkstückträger 3 konusartige
Aufnahmen 30 auf. Da bei der Spannbewegung die Palette 3 nach
rechts versetzt wird, sind die Rollen 40 axial beweglich
gelagert und gegen Federpakete verschiebbar, um der Spannbewegung
folgen zu können.
-
Die
Ausgestaltung nach 7 ist
der nach 6 prinzipiell ähnlich.
Im unteren Bereich ist die Transporteinrichtung 4 angedeutet,
die die Rollen 40 (unten) antreibt. Auch hier sind rillenartige,
V-förmige,
gegebenenfalls auch ballig ausgestaltete Antriebsrollen 40 vorgesehen.
Die ballige Ausgestaltung führt
zu einem punkt- bzw. linienartigen Anliegen und somit zu geringem
Verschleiß in
den Rollen 40. In der hier gezeigten Variante sind feststehende Spannflächen 56 vorgesehen,
gegen die der Werkstückträger 3 gespannt
wird. Wiederum wird durch die Steuerstange 57 und den Kniehebel 58 die Spannkraft
eingeprägt
und die Spannbewegung erfolgt nach rechts. Um ein axiales Versetzen
der Rolle 40 zu erlauben besteht entweder die Möglichkeit,
daß sich
die Welle mitbewegt oder aber die Welle ist fest und die Rolle ist
axial gegen die Kraft von Federn beweglich. Um die Welle beweglich
auszugestalten, ist zum Beispiel eine Muffe oder Buchse vorgesehen, die
die Welle axial führt.
-
Auch
in 8 ist eine mit den 6 und 7 vergleichbare Ausgestaltung gezeigt.
-
In 9 ist das Detail IX nach 8 vergrößert und daher übersichtlicher
gezeigt. In 9 ist angedeutet,
daß kegelstumpfartige
Rollen 40 eingesetzt werden. Die Anlagefläche an der
Palette 3 ist daher schräg orientiert. Die Rotationsachse
der Rolle 40 ist vertikal orientiert. Um ein Abrutschen
der Palette nach links zu vermeiden, sind Stützrollen 45 links neben
der Palette 3 angeordnet, die sich ebenfalls um eine vertikale
Achse drehen. Die Rollen 45 sind dabei zylinderartig mit
vertikal orientierten Mantelflächen
ausgebildet.
-
Der
Antrieb 7 wirkt hierbei auf den Spannstempel 53,
die Spannrichtung ist nach rechts. Der vordere, konische Bereich
greift als Spannkonus in eine konusartige Ausnehmung 30 in
dem Werkstückträge bzw.
der Palette 3 ein. Dadurch wird der Werkstückträger 3 gegen
die Spannfläche 56 gedrückt, die gesamte
Lagerung der Rolle 40 ist ebenfalls in der Lage, dieser
Bewegung zu folgen.
-
Prinzipiell
ist natürlich
die Spannbewegung auch umgekehrt möglich, nämlich derart, daß der Spannkonus
feststehend ist und ein Spanneisen bewegt wird, welches die Palette
in dem in 8 gezeigten
Ausführungsbeispiel
nach links versetzen würde
und so spannt. In diesem Fall müßten nur
die Abstützräder 45 zurückweichbar
ausgebildet sein.
-
Die
jetzt mit der Anmeldung und später
eingereichten Ansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
-
Sollte
sich hier bei näherer
Prüfung,
insbesondere auch des einschlägigen
Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal
für das
Ziel der Erfindung zwar günstig,
nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon
jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere
im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.
-
Die
in den abhängigen
Ansprüchen
angeführten
Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind
diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,
gegenständlichen
Schutzes für
die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
-
Merkmale,
die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im
Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel
zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.
-
Merkmale,
die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale
aus Ansprüchen,
die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung
vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar
auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen
erwähnt wurden
beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders
günstige
Ergebnisse erreichen.