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Vorrichtung zum Entgraten eng nebeneinanderliegender Kanten Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten eng nebeneinanderliegender Kanten bundartiger
Vorsprünge von während der Bearbeitung rotierend angetriebenen Werkstücken, insbesondere
Kurbelwellenwangen, die taktweise nacheinander durch ein Fördermittel mehreren in
Förderrichtung hintereinander angeordneten, motorisch angetriebenen, pendelbaren
Werkzeugen, wie Schleifscheiben, Bürstenwalzen, Fräsern od. dgl-, zuführbar sind.
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Es sind bereits Bearbeitungsmaschinen für eine viele einzelne Bearbeitungsstellen
aufweisende Kurbelwelle bekannt, wobei entsprechend der Anzahl der Bearbeitungsstellen
eine entsprechende Anzahl von Werkzeugen vorhanden sind. Diese bekannten Bearbeitungsmaschinen
sind jedoch nur zum Bearbeiten der Kurbelzapfen bzw. der Achslager der Wellen geeignet,
die jeweils einen verhältnismäßig großen Abstand voneinander haben, so daß die Möglichkeit
besteht, die einzelnen Werkzeuge nebeneinander anzuordnen. Diese bekannten Bearbeitungsmaschinen
sind jedoch nicht zum Bearbeiten bzw. Entgraten eng nebeneinanderliegender Kanten
bundartiger Vorsprünge von während der Bearbeitung rotierend angetriebenen Werkstücken,
insbesondere Kurbelwellenwangen, geeignet.
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Bekannt sind weiterhin Bearbeitungsmaschinen, bei denen die einzelnen
zu bearbeitenden Werkstücke auf einem Fördermittel nacheinander mehreren Werkzeugen
zugeführt werden. Bei diesen Maschinen werden die Werkstücke kontinuierlich weiterbewegt
und nicht taktweise. Die Bearbeitung der Werkstücke erfolgt in der Weise, daß das
Werkzeug bei gleichzeitiger Weiterbewegung des Werkstückes über die Oberfläche bzw.
über eine Kante des Werkstückes hinwegbewegt wird und so die Bearbeitung durchführt.
Die Werkzeuge, die in den meisten Fällen pendelbar auf einer Wippe od. dgl. angeordnet
sind, liegen dabei unter der Wirkung ihres Eigengewichtes auf dem Rand des Werkstückes
bzw. auf dessen Fläche auf. Eine wiederholte Bearbeitung einer bestimmten Fläche
bzw. einer bestimmten Kante, wie das bei einer rotierenden Bewegung des Werkstückes
relativ zum Werkzeug der Fall ist, kann jedoch mit keiner dieser Vorrichtungen durchgeführt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für bestimmte Werkstücke,
insbesondere Kurbelwellen, mit eng nebeneinanderliegenden Bearbeitungsstellen, d.
h. eng nebeneinanderliegender Kanten bundartiger Vorsprünge insbesondere der Kurbelwellenwangen,
eine möglichst kurz und kompakt bauende Vorrichtung zu erstellen, um die Werkzeuge,
die wegen der Werkstücksform aus Platzgründen nicht sämtlich nebeneinander in einer
Reihe angeordnet werden können, in Transportrichtung nicht alle hintereinandersetzen
zu müssen.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird eine
Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in Werkstücklängsrichtung
nebeneinander mehrere, je für sich pendelbare Werkzeuge gegenseitig versetzt über
und unter dem Werkstück vorgesehen und die Werkzeuge zur taktweisen Werkstückweiterbewegung
gemeinsam vom Werkstück mittels eines Triebs abhebbar sind.
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Dadurch, daß ein Teil der Werkzeuge versetzt über und unter dem Werkstück
angebracht sind und die Werkzeuge zum Weiterbewegen des Werkstücks zur nächsten
versetzten Werkzeugreihe für die folgenden Bearbeitungsstellen gemeinsam abgehoben
(und selbstverständlich wieder gemeinsam zugestellt) werden können, ergibt sich
eine außerordentlich kompakt bauende Vorrichtung, welche gegenüber bekannten Vorrichtungen
augenfällig verkürzt ist, wobei außerdem durch den gegenseitigen zangenartigen Werkzeugeingriff
der gegenseitig über bzw. unter dem Werkstück versetzten Werkzeuge ein teilweiser
Ausgleich der am Werkstück und seiner Drehlagerung auftretenden Schleifdruckkräfte
herbeigeführt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt
es sich somit um eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten spezieller Werkstücke, und
zwar langer Werkstücke, die bei der Bearbeitung rotierend bewegt werden können,
so daß sie ringsherum an den Bearbeitungsstellen behandelt werden. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist dabei insbesondere zur Bearbeitung von Kurbelwellen verwendbar.
Bei der Bearbeitung derartiger Werkstücke ist der Einsatz von je für sich pendelbar
gelagerter und gegenseitig versetzter Werkzeuge gemäß der Erfindung mit überraschenden
Vorteilen verbunden. Wie bereits erwähnt, ist es dadurch möglich, mit einem außerordentlich
geringen konstruktiven Aufwand an jeder einzelnen Bearbeitungsstation das lange
Werkstück, z. B. die Kurbelwelle, trotz zahlreicher in axialer Richtung des Werkstücks
nebeneinanderliegender Bearbeitungsstellen umfassend zu bearbeiten.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den nicht selbstständigen Unteransprüchen
gekennzeichnet. Sie werden im folgenden an Hand der Zeichnung im einzelnen mit ihren
Vorteilen erörtert.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in Form einer Vorrichtung zum Entgraten
von insbesondere Kurbelwellen bzw. Kurbelwellenwangen dargestellt. Es zeit F i g.
1 eine schematische Seitenansicht, F i g. 2 die Lagerung der Werkzeuge zu den Werkstücken,
F i g. 3 einen Querschnitt der Vorrichtung an einer der nicht Gegenstand der Erfindung
bildenden Einspannvorrichtungen, F i g. 4 ein Pendellager in Seitenansicht in vergrößertem
Maßstab.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Maschine besitzt ein Maschinengestell
10. An diesem sind mehrere verstellbar angeordnete Werkzeuge 11 vorgesehen. Im dargestellten
Beispiel dienen als Werkzeuge 11 Bürstenwalzen. Es können statt dessen auch Fräser,
Schleifscheiben od. dgl. je nach Erfordernis verwendet werden. In der Zeichnung
ist als zu ent-Qratendes und zu reinigendes Werkstück 12 eine Sechszylinderkurbelwelle
dargestellt. Diese besitzt insgesamt zwölf Wangen 13 mit vierundzwanzig zu entgratenden
Wangenkanten 14. Demgemäß müssen bei der Maschine insgesamt vierundzwanzig als Werkzeuge
11 dienende Bürstenwalzen vorgesehen sein. Diese Werkzeuge 11 sind zum Teil neben-,
hinter- und übereinander angeordnet. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind die Werkzeuge
11 in zwei Reihen übereinander angeordnet, und zwar in einer oberen Reihe O und
einer unteren Reihe U gemäß den eingezeichneten Pfeilen. Von rechts nach links in
Transportrichtung der Werkstücke 12 gemäß Pfeil T gesehen, sind die Werkzeuge 11
außerdem in mehreren Querreihen I bis VII hintereinander angeordnet. In der oberen
Reihe O sind die Querreihen I bis IV und in der unteren Reihe U sind die Querreihen
V bis VII vorgesehen. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, weisen die Querreihen I bis VII
mehrere, beispielsweise drei oder vier Werkzeuge 11 nebeneinander auf. Bei einer
Maschine für die Entgratung einer Sechszylinderkurbelwelle können die erforderlichen
vierundzwanzig Werkzeuge 11 in der Weise angeordnet werden, daß in den Querreihen
I und V bis VII jeweils drei Werkzeuge 11 nebeneinander und in den Querreihen II
bis IV jeweils vier Werkzeuge 11 nebeneinander vorgesehen sind. Die Werkzeuge 11
sind je für sich mittels eines Motors 1.5 drehbar angetrieben. Ebenso werden während
der Bearbeitung die Werkstücke 12, wie noch weiter unten im einzelnen beschrieben,
angetrieben. Den Werkzeugen 11 werden taktweise nacheinander durch ein Fördermittel,
beispielsweise Förderketten 16 od. dgl., die zu bearbeitenden Werkstücke 12 zugeführt.
Die Werkzeuge 11 sind während der Bearbeitung der Werkstücke 12 - wie an sich bekannt
- frei pendelbar auf der zu bearbeitenden Kante 14 des Werkstückes 12 Auflage findend
und andrückend am Maschinengestell 10 angeordnet. Dies erfolgt mit Vorteil
in der Weise, daß jedes Werkzeug 11 mit seinem Motor 15 auf einem Pendel 17 mit
übergewicht auf das Werkstück 12 wirkend gelagert ist.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel greift
zum Ausgleich des sich beim Schwingen verlagernden Übergewichts des Pendels 17 an
dieser eine Ausgleichfeder 13 an. Hierdurch wird erreicht, daß die Werkzeuge 11
immer mit dem gleichen Druck an allen Stellen der zu entgratenden Kante 14 angreifen,
unabhängig von dem jeweiligen Verlauf der Kanten. -Zur regulierbaren Einstellung
des Übergewichtes der Wippe 17 ist in bekannter Weise ein verschiebbares Gewicht
19 vorgesehen. Es ist so ohne weiteres möglich, je nach Erfordernis im Einzelfall
den Andruck und damit den Angriff der Werkzeuge 11 an dem Werkstück 12 zu regulieren.
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Nach einem Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß jedes Werkzeug
11 auf einem durch die Drehachse 20 des Werkstückes 12 führenden Pendelbogen 21
schwingbar angeordnet ist.
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Dies bewirkt, daß die Werkzeuge 11 auch Werkstücke 12 kleinster Abmessungen
entgraten können. Die Werkzeuge 11 sind während der taktweisen Zuführung der Werkstücke
12 zu ihnen von diesen zwangsweise abhebbar. Mehrere nebeneinanderliegende Werkzeuge
11 sind gemeinsam von den Werkstücken 12 abhebbar und für die Bearbeitung derselben
durch Freigabe zu diesen unter dem Einfluß ihres übergewichtes zustellbar: Zum Abheben
und Zustellen der Werkzeuge 11 sind die Pendelachsen 22 der Pendel 17 über an einer
gemeinsamen Schubstange 23 angreifende Hebel 24 von einem Hydrauliktrieb 25 drehbar.
Die Pendelachsen 22 weisen für jedes Pendel 17 einen Mitnehmer 26 auf, der mit Spiel
in eine bogenförmige Ausnehmung 27 des Pendellagers 28 faßt (s. F i g. 4).
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Durch die vorgenannten Merkmale wird einerseits ein gleichzeitiges
Abheben sämtlicher Werkzeuge 11 von den gerade fertig bearbeiteten Werkstücken 12
während des taktweisen Weitertransportes der Werkstücke 12 und andererseits ein
gleichzeitiges Zustellen der Werkzeuge 11 zu den jeweils gerade neu zugeführten,
noch zu bearbeitenden Werkstücke 12 mit einfachen Mitteln erreicht.
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Als Fördermittel für die zu entgratenden Kurbelwellen dienen zwei
mit Abstand angeordnete, endlose Förderketten 16, wobei die Werkstücke 12 mit ihren
Enden 12 a,12 b in Ausschnitte 29 derselben einlegbar sind. Dies hat den Vorteil,
daß das Werkstück 12, d. h. die Kurbelwelle an der Aufgabestelle A der Maschine
nur auf die beiden Förderketten 16 in die Ausschnitte 29 gelegt zu werden brauchen.
Sie können dann nach Durchlauf durch die Maschine automatisch an der Entnahmestelle
E beispielsweise durch ein weiteres Förderband, welches in der Zeichnung nicht
dargestellt
ist, von den endlosen Förderketten 16 abgenommen werden.
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Für die Bearbeitung der Werkstücke 12 sind diese mit je einem Antriebsrad
30 kuppelbar, durch das sie in Drehbewegung versetzt werden. Zur Kupplung des wellenartigen
Werkstückes 12, z. B. der Kurbelwelle, mit dem Antriebsrad 30 dienen zwei unter
Wirkung einer Feder 44 stehende Spannbacken 31, 32, und zwar ein oberer 31 und ein
unterer 32, zwischen die das Wellenende 12 a an der Antriebsseite durch die Förderketten
16 ein- und ausführbar ist. Die Feder 44 hat das Bestreben, die Spannbacken 31,
32 zu öffnen.
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Zum Zentrieren des wellenartigen Werkstückes 12 für die Bearbeitung
sind den beiden Wellenenden 12 a, 12 b unter Wirkung einer verhältnismäßig starken
Feder 33, 33' stehende Körnerspitzen 34, 34' zustellbar, die vor Kuppeln der Spannbacken
31, 32 das Werkstück 12 zentrieren. Die Körnerspitzen 34, 34' sind in einer Vorschubhülse
35, 35' unter Wirkung der verhältnismäßig starken Feder 33, 33' verschiebbar gelagert,
wobei die Körnerspitze 34' auf der Antriebseite des Werkstückes 12 in einer mit
einem Konus 36 versehenen Vorschubhülse 35' gelagert ist, die zunächst zum Vorschieben
der Körnerspitze 34' auf der Antriebseite und sodann zum Schließen der Spannbacken
31, 32 entgegen der Wirkung der Feder 44 dient.
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Beim Vorschieben der Vorschubhülse 35' auf der Antriebseite der Kurbelwelle
wird zunächst die Körnerspitze 34' vorgeschoben. Hierbei wird, da auch gleichzeitig
die Körnerspitze 34 auf der gegenüberliegenden Seite die Kurbelwelle erfaßt, diese
etwas angelüftet, so daß sie nicht mehr auf den Förderketten 16 in den Ausnehmungen
29 aufliegt, sondern frei von diesen gedreht werden kann. Sodann werden beim weiteren
Vorschieben der Vorschubhülse 35' unter Spannen der Feder 33' die Spannbacken 31,
32 durch den Konus 36 in Spannstellung gebracht, wodurch die Kurbelwelle 12 mit
ihrem jeweiligen Antriebsrad 30 gekuppelt und so in Drehung versetzt wird.
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Zur Betätigung der Körnerspitzen 34, 34' und der Spannbacken 31, 32
für mehrere hintereinanderliegende Werkzeuge 11 sind die Vorschubhülsen 35, 35'
über Winkelheben 37, 37' und Parallelogrammgestänge 38 von einem Hydrauliktrieb
39 aus gemeinsam betätigbar.
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Der taktweise Antrieb der Förderketten 16, die die Werkstücke 12 tragen,
erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise mit dem in der Zeichnung dargestellten
Malteserkreuzantrieb 40, von einem Taktmotor 41 aus. Der Taktmotor 41 kann mit bekannten
Mitteln, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, geschaltet werden.
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Die verschiedenen Antriebsräder 30 für die Werkstücke 12 sind untereinander
durch Zwischenräder 43 verbunden. Sie werden von einem Motor 42 aus gemeinsam ständig
angetrieben.
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Die Hydrauliktriebe 25 und 39 sowie der Malteserkreuzantrieb 40 werden
in Abhängigkeit voneinander durch bekannte Mittel gesteuert, die ebenfalls nicht
Gegenstand der Erfindung sind.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: An der Aufgabestelle
A wird jeweils bei Stillstand der Förderketten 16 ein Werkstück 12 (Kurbelwelle)
in die Ausnehmungen 29 der Förderketten 16 gelegt. Während des Stillstandes der
Förderketten 16 erfolgt außerdem die Bearbeitung der bereits vorher in die Förderketten
eingelegten Kurbelwellen durch die beispielsweise vierundzwanzig Werkzeuge 11. Zu
diesem Zweck sind die Pendel 17 durch Verschieben der Schubstangen 33 nach
links (F i g. 1) durch die Hydrauliktriebe 25 freigegeben. Dies hat zur Folge, daß
die Werkzeuge 11 unter dem Einfluß ihres übergewichtes den Werkstücken 12 automatisch
zugestellt werden. Gleichzeitig ist das Parallelogrammgestänge 38 in F i g. 1 nach
links durch den Hydrauliktrieb 39 verschwenkt. In dieser Stellung sind die Kurbelwellen
12 von den Spannbacken 31, 32 eingespannt. Sie werden also von dem Motor 42 über
die Zwischenräder 43 und die Antriebsräder 30 in Drehbewegung versetzt. Das Entgraten
der Kanten 14 wird durch die als Werkzeuge 11 dienenden Bürstenwalzen jetzt durchgeführt.
Nach Beendigung des Bearbeitungsvorganges werden die Werkzeuge 11 durch Verschieben
der Schubstangen 23 nach rechts durch die Hydrauliktriebe 25 zwangsweise von den
Werkstücken 12 abgehoben. Ebenso werden die Spannbacken 31, 32 durch Verschwenken
des Parallelogrammgestänges 38 nach rechts durch den Hydrauliktrieb 39 geöffnet
und die Körnerspitzen 34, 34' zurückgezogen. Nunmehr liegen die Kurbelwellen 12
wieder auf den Förderketten 16 in den Ausnehmungen 29 auf. Jetzt werden durch den
Malteserkreuzantrieb 40 die Förderketten 16 einen Takt weiterbewegt, so daß die
Kurbelwelle von der nächsten Reihe von Werkzeugen 11 bearbeitet wird.
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Die jeweils fertig bearbeitete Kurbelwelle wird an der Entnahmestelle
E von den Förderketten 16 abgenommen, beispielsweise mittels eines weiteren Förderbandes,
welches zwischen die Förderketten 16 geführt wird und von unten die Kurbelwelle
erfaßt und nach Anheben wegführt.
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Sobald die Förderketten 16 wieder zum Stillstand gekommen sind, werden
die Schubstangen 23 und das Parallelogrammgestänge 38 durch die Hydrauliktriebe
25 bzw. 39 verschoben bzw. verschwenkt und so ein neuer Arbeitsgang eingeleitet.