-
Kurvengesteuerter Stangen-Drehautomat Die Erfindung betrifft einen
kurvengesteuerten Stangen-Drehautomaten mit einem Schwinggreifer, dessen gesteuerte
Zange das teilbearbeitete und von der Materialstange abgestochene Werkstück faßt
und einer weiteren Arbeitsstelle zuführt, wobei die Zange eine bewegliche, unter
Federkraft schließende Spannbacke aufweist.
-
In einem bekannten Drehautomaten, der an einem Schwinggreifer eine
Zange aufweist, wird das Schließen und Öffnen der Zange durch die Schwenkbewegung
des Schwinggreifers im Zusammenwirken mit einem Anschlag gesteuert, so daß zum Schließen
der Zange immer eine Schwenkbewegung derselben erforderlich ist. Infolgedessen kann
die Zangenschließung nicht immer in genau dem gleichen Zeitpunkt des Bearbeitungszyklus
erfolgen. In diesem Fall müßte nämlich der Schwinggreifer bereits vor der Beendigung
des Abstechvorganges bewegt werden, wobei die Gefahr besteht, daß das Werkstück
hierdurch abgerissen wird und sich infolgedessen ein mehr oder weniger grober Butzen
an der Werkstückrückseite ergibt. Wartet man dagegen mit der Schwenkbewegung, bis
der Abstechvorgang beendet ist, so können sich kurze Werkstücke oder solche, die
auf einem schmalen Bund gefaßt werden müssen, drehen, bevor die Zange sich schließt.
Diese Transportvorrichtung ist daher nicht geeignet, derartige Werkstücke so zu
fassen, daß deren Vorderteil nachher beispielsweise in eine weitere Spindel des
Automaten eingeführt werden kann.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, einen
Drehautomaten mit einer Transportvorrichtung auszurüsten, welche abgestochene Werkstücke
mittels einer Zange faßt, deren Schließung in einem genau bestimmten Zeitpunkt des
Arbeitszyklus bewirkt werden kann, ohne daß das Werkstück beschädigt wird oder sich
in der Greifzange drehen kann.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Verriegelungseinrichtung
an dem Schwinggreifer gelöst, die die bewegliche Zangenbacke in der ersten Arbeitsstellung
zunächst geöffnet hält und die über einen von einem Nocken der Steuerwelle des Automaten
betätigbaren Anschlag auslösbar ist.
-
Indem die Schließung der genannten Zange durch einen Nocken wie die
Zustellung der Werkzeuge gesteuert wird, ist es selbstverständlich ohne weiteres
möglich, eine vollkommene Abstimmung der Zangenschließung auf das zum Abstechen
des Werkstückes dienende Werkzeug zu erreichen.
-
Die Zeichnung stellt mehr oder weniger schematisch ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Drehautomaten dar.
-
F i g. 1 ist eine Stirnansicht eines Teiles dieses Ausführungsbeispiels;
F i g. 2 ist eine teilweise Draufsicht dieses Ausführungsbeispiels; F i g. 3 zeigt
in erheblich vergrößertem Maßstab einen Abschnitt aus F i g. 1; F i g. 4 ist ein
zugehöriger Seitenriß, und F i g. 5 ist eine zugehörige Draufsicht.
-
Der dargestellte Drehautomat weist einen ersten, auf einem Bett 2
angeordneten Spindelstock 1 auf, dessen Spindel zum Antrieb einer Werkstoffstange
3 dient. Der vordere Endteil der letzteren ragt durch eine an einem feststehenden
Träger 4 b befestigte Lünette 4a hindurch und wird mittels einer in der letzteren
angeordneten Büchse 4 geführt. Werkzeuge 5, 6, 7, 8, 9 bearbeiten Serien von untereinander
identischen Werkstücken 10 am vorderen Ende der Werkstoffstange 3. Wie aus F i g.
1 ersichtlich ist, sind die Werkzeuge 5 bis 9 fächerartig angeordnet. Die Werkzeuge
5 und 9 sind auf Werkzeugträgern 5 a
bzw. 9 a angebracht, die auf einer gemeinsamen
Wippe 11 einstellbar befestigt sind. Letztere selbst ist bei 12 auf dem Träger 4
b gelagert. Die Werkzeuge 6 bis 8 sind je auf einem in bezug auf den Träger 4 b
mittels einer zur Werkstoffstange radial stehenden Führung verschiebbar angeordneten
Schlitten angebracht. Die Wippe 11 und damit die Werkzeuge 5 und 9 werden durch
eine auf einer Steuerwelle 14 sitzende Kurvenscheibe 13 gesteuert. Zu diesem Zweck
wird ein Fühler 15 der Wippe 11 mittels einer nicht dargestellten Feder gegen die
Kurvenscheibe
13 gedrückt. F i g. 1 zeigt, daß die Kurvenscheibe
13
das Werkzeug 5 vorschiebt, wenn der Fühler 15 auf den höchsten Nocken 13
a der Scheibe 13 steigt. Das Werkzeug 9 hingegen wird dann zugestellt, wenn der
Fühler 15 auf dem tiefsten Ausschnitt 13 b der Kurvenscheibe 13 zu stehen kommt.
In der gezeichneten Lage gleitet der Fühler 15 längs einer Kurve 13 c, und beide
Werkzeuge 5 und 9 liegen in Ruhestellung. Der Vorschub der Werkzeuge 6 bis 8 wird
ebenfalls durch zwar nicht dargestellte, der Kurvenscheibe 13 ähnliche und auf der
Welle 14 festsitzende Kurvenscheiben gesteuert. Letztere betätigen die Schlitten
der Werkzeuge 6 bis 8 in bekannter Weise mittels nicht dargestellten Kipphebeln.
-
Der dargestellte Drehautomat ist derart eingerichtet, daß eine mit
axialen Werkzeugen, wie Bohrern, Gewindebohrern, Gewindeschneidkluppen, versehene
Zusatzvorrichtung vor dem vorderen Endteil der Werkstoffstange angeordnet werden
kann. Solche axialen Werkzeuge können wie die oben beschriebenen radialen Werkzeuge
Bearbeitungsvorgänge am Werkstück 10 ausführen, währenddem dasselbe mit der Hauptspindel
des Automaten umläuft.
-
Sobald die erwähnten Werkzeuge der Reihe nach zugestellt worden sind
und einen Zyklus Formarbeiten vollendet haben, wird noch das Werkzeug 8 vorgeschoben,
um das Werkstück 10 von der Werkstoffstange 3 abzustechen.
-
Die nach dem Abstechen erhaltenen Werkstücke sind aber noch nicht
fertigbearbeitet. Eine einen Schwenkarm 16 aufweisende Transportvorrichtung nimmt
sie auf, sobald sie von der Werkstoffstange 3 abgestochen worden sind, befördert
sie längs einerkreisförmigen Bahn a (F i g. 1) und führt ihren Vorderteil 10a in
die Spannzange eines zweiten Spindelstockes 17 des Drehautomaten. Sobald ein Werkstück
in die Spannzange der zweiten Spindel eingeführt worden ist, läuft es mit letzterer
um, und seine Rückseite wird durch Werkzeuge, wie Zentrierbohrer, Lochbohrer, Gewindebohrer,
Schneidkluppen, bearbeitet. Diese Werkzeuge gehören zu einer zweiten, nicht dargestellten,
vor dem Spindelstock 17 und neben dem Spindelstock 1 angeordneten Zusatzvorrichtung.
Sobald die Werkzeuge der zweiten Zusatzvorrichtung ihre Arbeit ausgeführt haben,
wird die Spannzange der zweiten Spindel geöffnet und das nun fertiggestellte Werkstück
10 aus ihr ausgeworfen. Letzteres fällt dann in einen nicht dargestellten
Sammelbehälter hinunter.
-
Währenddem der erste Spindelstock 1 und die Werkzeuge, die an dem
noch mit der Werkstoffstange 3 zusammenhängenden Werkstück 10 arbeiten, durch Kurvenscheiben
gesteuert werden, die auf der Hauptsteuerwelle 14 des Drehautomaten festsitzen,
werden die Arbeitsvorgänge des zweiten Spindelstockes 17 sowie der ihm zugeordneten
Werkzeuge der zweiten Zusatzvorrichtung durch nicht dargestellte Kurvenscheiben
gesteuert, die auf einer zweiten, der ersten gegenüber parallelliegenden, aber auf
der Vorderseite des Drehautomatengestelles angeordneten Steuerwelle 18 festsitzen.
Die beiden Steuerwellen 14 und 18 sind durch eine nicht dargestellte Querwelle und
zugehörige Getriebe in bekannter Weise synchronisiert.
-
Der Schwenkarm 16 ist mittels einer Welle 19 in einem am Bett 2 befestigten
Träger drehbar und in einer zur Längsachse des Drehautomaten parallelliegenden Richtung
verschiebbar angeordnet. Die Drehbewegungen der Welle 19 werden von einer auf der
Hilfssteuerwelle 18 festsitzenden Kurvenscheibe 20 über einem bei 22 auf einem am
Bett 2 befestigten Trägerstück drehbar gelagerten Hebel 21 gesteuert: Ein an einem
Ende des letzteren vorgesehener federnder Fühler 24 wird durch eine Feder 23 gegen
die Kurvenscheibe 20 gedrückt. An seinem anderen Ende weist der Hebel 21 einen mit
einer Zahnung 26 der Welle 19 kämmenden Zahnsektor 25 auf.
-
Wie bereits erwähnt, führt der durch die Kurven-Scheibe 20 gesteuerte
Schwenkarm 16 die von der Werkstoffstange 3 abgestochenen Werkstücke von der in
F i g. 1 dargestellten Faßlage längs der Bahn a in die nicht dargestellte Abgabelage
hinüber. In dieser Abgabelage befindet sich das freie Ende des Schwenkarmes 16 vor
dem zweiten Spindelstock 17. Zur genauen Bestimmung der in F i g. 1 gezeigten Greiflage
des Schwenkarmes 16 dient eine einstellbare Anschlagschraube 27, die auf einem am
Bett 2 befestigten Arm 28 angeordnet ist und durch Anziehen einer Schraube 29 blockiert
werden kann. Wenn der Schwenkarm 16 gegen den Spindelstock 1 hinzu verschoben wird,
verhindert die Anschlagschraube 27 die Bewegung des Armes 16 im Uhrzeigersinn, indem
ein am Arm 16 befestigter Bolzen 30 gegen die Schraube 27 anschlägt. Die Berührung
zwischen denn Bolzen 30 und der Schraube 27 wird dadurch gesichert, daß die Kurvenscheibe
20 ein von der Achse der Steuerwelle genügend weit entferntes Kurvenstück 20a aufweist.
Letzteres soll nämlich ein Zusammendrücken der Feder des Fühlers 24 bewirken, jeweils
dann, wenn dieser Fühler längs des Kurvenstückes 20 a gleitet. Durch die
Spannung der Feder des Fühlers 24 wird das Spiel in der 17bertragung 25, 26 ausgeschaltet,
so daß der Bolzen 30 im Zeitpunkt des Abstechens des Werkstückes von der Werkstoff-Stange
3 und der Aufnahme dieses Werkstückes durch die Zange des Schwenkarmes 16 fest an
die Schraube 27 angedrückt und der Schwenkarm 16 in einer sehr präzis bestimmten
Schwenklage gehalten wird.
-
Die andere Schwenklage des Schwenkarmes wird in analoger Weise durch
eine Anschlagschraube 31 bestimmt, die von einem am Bett 2 befestigten Arm 32 getragen
und durch eine Schraube 33 blockiert ist. Auch hier ist der Radius des Kurvenstückes
20 b groß genug, damit die Feder des Fühlers 24 leicht nachgibt und den Bolzen 30
auf das Ende der Schraube 31 zum Ausschalten des Spieles in der Zahnverbindung 25,
26 andrückt.
-
Die Längsbewegungen der Welle 19 werden von einer Axialkurve 34 über
einen auf dem feststehenden Zapfen 37 gelagerten Hebel 35 gesteuert. Auf letzteren
wirkt eine Feder 36 ein, welche einen am Hebel befestigten Fühlbolzen 38 an die
Kurve 34 andrückt. Am anderen Ende des Hebels 35 ist ein in eine Ringnut 40 der
Welle 19 eingreifender Bolzen 39 derart angeordnet, daß bei der Betätigung des Hebels
35 durch die Kurve 34 die Welle 19 samt dem Schwenkarm 16 parallel zu den Spindeln
1 und 17 nach vorn oder hinten verschoben wird.
-
Ausgehend von der in F i g. 1 gezeigten Greiflage, in welcher der
Schwenkarm 16 zur Aufnahme eines Werkstückes 10 bereit ist, führt dieser Arm den
folgenden Bewegungszyklus aus: Zuerst wird der Schwenkarm von der Spindel 1 unter
Einwirkung der Axialkurve 34 in axialer Richtung so weit weg verschoben, daß das
Werkstück 10 aus dem Bereich der
Werkzeuge 5 bis 9 kommt und der
Bolzen 30 von der Anschlagschraube 27 gelöst wird. Dann steigt der Fühler 24 von
dem Kurvenstück 20 a auf das Kurvenstück 20 b hinauf, so daß der Schwenkarm von
der in F i g. 1 gezeigten Greiflage in die Abgabelage geschwenkt wird, in der sein
Bolzen 30 auf der Anschlagschraube 31 aufliegt und in der das freie Ende des Schwenkarmes
gegenüber dem zweiten Spindelstock 17 steht. Nicht dargestellte Nocken öffnen in
diesem Augenblick die Spannzange der zweiten Spindel und verschieben sie gleichzeitig
gegen den Schwenkarm. Die Axialkurve 34 bewirkt sogleich eine entgegengesetzt gerichtete
axiale Verschiebung des Schwenkarmes 16 gegen den Spindelstock 17, bis dessen Spannzange
das durch den Schwenkarm 16 herangebrachte Werkstück 10 faßt. Anschließend fällt
der Fühler 24 wieder von dem Kurventeil 20 b auf den Kurventeil 20 a herunter, so
daß der Schwenkarm in die in F i g. 1 gezeigte Greiflage zurückgeführt wird. Während
der letzten Schwenkbewegung hält die Kurve 34 den Schwenkarm 16 von der Spindel
1 am weitesten entfernt. Zuletzt verschiebt die Kurve 34 den Schwenkarm 16 gegen
die Spindel 1, genau im Zeitpunkt in dem ein neues Werkstück 10 von der Schwenkarmzange
gefaßt werden soll. Das Einschieben des Bolzens hinter die Anschlagschraube 27 wird
dabei durch einen Ausschnitt 20 c der Kurvenscheibe 20 erleichtert. Der Ausschnitt
20c verursacht eine vorübergehend kleine zusätzliche Bewegung des Schwenkarmes 16
im Gegenuhrzeigersinn, welche im Zeitpunkt stattfindet, in welchem der Schwenkarm
16 gegen die Spindel durch die Kurve 34 verschoben wird. Die bis jetzt beschriebene
Ausbildung des Drehautomaten ist im wesentlichen bekannt und nicht Gegenstand der
Erfindung.
-
Um das Werkstück 10 fassen zu können, welches durch das Werkzeug 8
von der Werkstoffstange 3 abgestochen wird, weist der Schwenkarm 16 eine Zange auf,
die aus zwei Backen 41, 42 besteht und die in ihren Einzelheiten in den F i g. 3
bis 5 dargestellt ist. Die beiden Backen 41 und 42 sind auf einem Lagerzapfen 43
angeordnet, der am freien Ende des Schwenkarmes 16 festsitzt und zu den Achsen der
Spindeln 1 und 17 parallel steht. Die Backe 41 wird in einer für eine Werkstückserie
einmalig eingestellten Winkellage festgehalten. Zu diesem Zweck ist auf einem seitlichen
Arm 46 dieser Backe eine Einstellschraube angeordnet, die durch eine Blattfeder
45 an eine Abstützfiäche 47 des Schwenkarmes 16 angedrückt wird. Das öffnen und
Schließen der Zange des Schwenkarmes erfolgt durch Schwenken der Backe 42 um den
Lagerzapfen 43. Ein auf diese Backe 42 einwirkender federbelasteter Kolben 48 hat
das Bestreben, die Zange in Schließlage zu halten.
-
Um die Zange in Öffnungslage zu halten, ist am Schwenkarm 16 bei 50
eine Klinke 49 schwenkbar gelagert, auf die ein Federkolben 51 einwirkt. An der
Klinke 49 ist mittels einer Schraube 53 ein Sperrstück 52 befestigt, das für dessen
Einstellung ein Langloch 54 besitzt und das am einen Ende durch eine Schraube 56
festgesetzten Schnabel 55 trägt. An seinem anderen Ende ist das Sperrstück 52 mit
einem winklig abstehenden Fortsatz 57 versehen.
-
In der in F i g. 3 gezeigten Lage ist die Zange 41, 42 durch den Schnabel
55 offen gehalten, weil der an der Backe 42 vorhandene Ansatz 58 am Schnabel 55,
und zwar unter Einwirkung des federbelasteten Kolbens 48 anliegt. Wie aus F i g.
3 ersichtlich ist, kann die öffnungsweite der Zange dank dem Langloch 54 leicht
eingestellt werden, weil letzteres den Schnabel 55 in verschiedenen Einstellagen
in bezug auf den Arm 16 zu befestigen ermöglicht.
-
Um das Schließen der Zange 41, 42 zu bewerkstelligen, muß der Schnabel
55 vom Ansatz 58 der Backe 42 entfernt werden. Mit anderen Worten muß die Klinke
49 mit dem Sperrstück 52 um den Lagerzapfen 50 entgegen der Wirkung des federbelasteten
Kolbens 51 geschwenkt werden. Diese Schwenkung der Klinke 49 erfolgt durch Einwirkung
einer Blattfeder 59 (F i g. 1) auf den Fortsatz 57. Die Blattfeder 59 ist mit ihrem
einen Ende an einen Ausleger 60 des Bettes 2 befestigt. Der Fortsatz 57 kommt unter
das freie Ende dieser Blattfeder zu liegen, sobald die Axialkurve 34 den Schwenkarm
16 gegen die Spindel 1 hin bewegt, damit dessen Zange das durch das Werkzeug 8 von
der Werkstoffstange 3 abgestochene Werkstück 10 fassen kann. Diese Blattfeder 59
wird durch eine Schraube 61 beeinflußt, die in einem um einen Teil der Wippe 11
befestigten Bolzen 62 eingeschraubt ist. Durch die Schraube 61 kann die Lage des
freien Endes der Blattfeder 59 in bezug auf die Wippe 11 eingestellt und durch eine
Klemmschraube 63 kann die Schraube 61 in der eingestellten Lage gesichert werden.
-
In der in F i g.1 gezeigten Lage wird das Abstechwerkzeug 8 betätigt,
um das Werkstück 10 abzustechen. Der Fühler 15 der Wippe 11 gleitet längs dem Kurventeil
13 c und wird bald auf den Kurventeil 13 d der Kurvenscheibe 13 herunterfallen.
Bei der dadurch hervorgerufenen Bewegung der Wippe 11 biegt die Schraube 61 die
Blattfeder 59 nach unten ab, wodurch die Klinke 49 gegen den Kolben 51 gedrückt
und dementsprechend geschwenkt wird, bis der Schnabel 55 vom Ansatz 58 der Zangenbacke
42 weggenommen wird. Beim Übergang des Fühlers 15 vom Kurventeil 13 c auf den Kurventeil
13 d wird infolgedessen die Zange 41, 42 geschlossen. Es genügt somit, die Kurvenscheibe
13 derart zu gestalten und einzustellen, daß der genannte Übergang wirklich stattfindet,
und zwar genau in dem Zeitpunkt, in welchem das Abstechwerkzeug 8 am Ende seines
Arbeitshubes ist.
-
Das Werkstück 10 könnte selbstverständlich auch durch das Werkzeug
9 anstatt durch das Werkzeug 8 abgestochen werden. In diesem Fall müßte die Schraube
61 derart eingestellt werden, daß sie die Blattfeder 59 genau in dem Zeitpunkt auf
den Fortsatz 57 drückt, in welchem der Fühler 15 auf den tiefsten Ausschnitt der
Kurvenscheibe 13 zu liegen kommt, welcher Ausschnitt den Arbeitshub des Werkzeuges
9 bewerkstelligt.
-
Anstatt daß die Schraube 61 auf der Wippe 11 angeordnet wird, könnte
sie ebenfalls auf dem Schlitten des Abstechwerkzeuges angebracht werden und von
dort aus die Klinke 49 genau im Moment betätigen, in welchem dieser Schlitten am
Ende seines Arbeitshubes eintrifft.
-
Dadurch, daß die Schließung der Zange 41, 42 genau wie die Arbeitsvorgänge
der Werkzeuge von der Steuerwelle gesteuert wird, ist es möglich, die Schließung
der Zange und das Abstechen des Werkstückes derart zu synchronisieren, daß die Zange
das Werkstück an einem recht schmalen Bund 10 b faßt, ohne daß das Werkstück fällt
oder sich irgendwie querstellt und ohne daß das Werkstück gefaßt wird,
bevor
es tatsächlich von der Werkstoffstange abgetrennt ist. Ein vorzeitiges Fassen hätte
nämlich zur Folge, daß die durch das Abstechwerkzeug noch nicht abgedrehte Verbindungsstelle
zwischen dem Werkstück und der Werkstoffstange vorzeitig abgerissen und auf der
Werkstückrückseite einen Ansatz hinterlassen würde.
-
Nachdem die Zange 41, 42 in der vorstehend beschriebenen Weise geschlossen
worden ist, bleibt sie in der Schließlage, bis das Werkstück durch die Spannzange
der Spindel 17 aus der Zange 41, 42 herausgezogen worden ist. Die in der F i g.
3 gezeigte Verriegelung der Zange 41, 42 in offener Lage wird durch einen halbzylindrischen
Bolzen 64 bewirkt, der an einem am Stock des Spindelstocks 17 befestigten Arm 65
angebracht ist (F i g. 1 und 2). Die ebene Fläche 66 des Bolzens 64 befindet sich
in der Bahn des Fortsatzes 58, wenn der Schwenkarm 16 vom Spindelstock 17 zur Spindel
1 zurückgeführt wird. Die Lage der Fläche 66 ist derart eingestellt, daß die Backe
42 um den Lagerzapfen 43 um einen genügend großen Winkel geschwenkt wird, damit
der Ansatz 58 unter den Schnabel 55 zu liegen kommt und dort unter der Wirkung des
federbelasteten Kolbens 48, wie aus F i g. 3 ersichtlich, festgehalten wird.
-
Da bei seiner Schwenkung von der ersten zur zweiten Spindel der Schwenkarm
16 sich samt seiner Welle 19 in einer axialen Zwischenlage, während er sich bei
seiner Zurückschwenkung von der Spindel 2 zur Spindel t in einer axialen Endlage
befindet, ist der Bolzen 64 in Längsrichtung derart einzustellen, daß der Ansatz
58 bei der erstgenannten Schwenkung des Armes 16 ungehindert an ihm vorbeitreten
kann, und daß der Bolzen 64 weder den Arm 16 sperrt noch eine unerwünschte Öffnung
der Zange 41, 42 verursacht.