DE1477811A1 - Automatische Werkzeugmaschine fuer die Bearbeitung von Armaturkoerpern - Google Patents

Description

• Automatische Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von Armaturkörpern Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von Armaturkörpern mit auf einer Drehtrommel angeordneten, hydraulisch gesteuerten, selbstzentrierenden Einspannvorrichtungen, deren Bearbeitungseinheiten mit unter anderem von den Stirnseiten der Trommel her angreifenden Bohr-, Gewindeschneid- oder sonstigen Operationsköpfen zugeordnet sind. Auf der Werkzeugmaschine sollen insbesondere alle Arten und Größen von Ventilkörpern, z. B. für Wasserleitungs-, Dampf- und Gasrohrleitungen, in großen Serien gefertigt werden; Es sind Werkzeugmaschinen dieser Art bekannt, bei denen Einspannvorrichtungen in einer Reihe eng aneinander gereiht am Umfang der Trommel angeordnet sind. .In ihnen wird jeweils eine Armatur so gehalten, daß sie gleichzeitig von drei Seiten her bearbeitet werden kann.. Die Trommel durchläuft schrittweise mehrere Bearbeitungsstellen. In jeder Bearbeitungsstelle wird in der Regel nur ein einziges Ventil behandelt. Wenn man zwei: Ventile in einer einzigen Einspannvorrichtung nebeneinander festhält, geschieht dies auf Kosten einer genauen Zentrierung: Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß man in der Serienfertigung eine höhere Pxoduktivität.erreichen könnte, wenn in jeder Bearbeitungsstellung gleichzeitig mehrere, je in einer Einspannvorrichtung gehaltene Armaturen bearbeitet werden. Dies würde aber bei den bekannten Werkzeugmaschinen zu einer unzulässigen Vergrößerung des Trommeldurchmessers führen. Daher ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der jedes Werkstück in einer eigenen Einspannvorrichtung gehalten ist, in jeder Beabeitungsstellung gleichzeitig mehrere Werkstücke behandelt werden können, trotzdem aber der Durchmesser der Trommel nicht unzulässig groß zu werden braucht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einspannvorrichtungen auf der Drehtrommel in Richtung der Trommelachse nebeneinander in zwei Reihen und in Richtung der Trommeldrehung gegeneinander. um eine halbe Teilung versetzt angeordnet sind. Bei einer solchen Maschine wird die Leistung gegenüber den bekannten Maschinen um ein Mehfaches erhöht. Die Operationsköpfe der an den Stirnseiten der Drehtrommel angeordneten Arbeitseinheiten können zwischen benachbarten Einspannvorrichtungen der jeweils anderen Reihe hindurch in die Arbeitsstellung gebracht werden. Damit ist erreicht, daß trotz zweier nebeneinander verlaufender Reihen von Einspannvorrichtungen diese bei der Bearbeitung von den Stirnseiten her nicht stören. Der Durchmesser der Trommel braucht bei dieser Lösung kaum vergrößert zu werden, weil die notwendige Umfangslänge der Einspannvorrichtung weitgehend von der der Trommel zugewandten Mechanik bestimmt wird, während die eigentlichen Einspannbacken die Abmessung der zu haltenden Armatur kaum zu übersteigen brauchen. Beispielsweise lassen sich bei einer Drehtrommel mit den Abmessungen 56o mm x 56o mm an vier Seiten je vier Einspannvorrichtungen für Ventilkörper bis 12-anordnen, bei denen die Einspannzylinder im Trommelinneren bequem untergebracht werden können, jedes Werkstück gut von drei Seiten her zugänglich ist und wegen des geringen Abstandes der beiden äußeren Einspannvorrichtungen von nur 36o mm vierspindlige Operationsköpfe von minimalen Abmessungen verwendet werden können: In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß die Einspannvorrichtungen je mitels zweier Winkelhebel gesteuert werden, die mit sphärischen Flächen am inneren Ende in einer gemeinsamen Öse der Kolbenstange der hydraulischen Steuerung liegen und die mit sphärischen Flächen am äußeren Ende jedes dieser Hebel in Backen zwischen Stellschrauben gelagert sind. Diese Anordnung ermöglicht einerseits die unmittelbare Verstellung der Backen und vermindert andererseits die Länge der Einspannvorrichtungen in der Ebene des Werkstücken auf ein Minimum, wodurch der freie Zugang der Werkzeugköpfe zwischen den Einspannvorrichtungen in der ersten Reihe zu den Werkstücken in der zweiten Reihe und umgekehrt ermöglicht wird. Außerdem erhält man eine sehr einfache Justiervorrichtung, was wegen der Vielzahl der Einspannvorrichtengen zweckmäßig ist: Sodann ist es zweckmäßig, wenn eine der Backen mit einer Zwischeneinlage versehen ist, deren der Backe zugewandte Kontaktfläche zylindrisch ist und eine zur Einspannachse senkrechte Achse aufweist und die gegenüber der Spanneinlage einerseits dürchjebene Kontaktflächen abgeschlossen ist und andererseits durch zwei Nuten, welche die Kontaktflächen der Seitenwände einer Nut bilden, die in der Spanneinlage parallel zur Achse dieser zylindrischen Kontaktfläche angeordnet ist, wobei die Spanneinlage mit einem Vorsprung einerseits in der. Zwischeneinlage und andererseits in der Backe in einer weiteren Nut gelagert ist, welche senkrecht zur ersten Nut verläuft. Mit Hilfe dieser Zwischeneinlage wird eine rasche Änderung des Spannquerschnitts ermöglicht, ohne daß die Ab- messungen der Spannvorrichtung sich in den für die durchgreifenden Operationsköpfe notwendigen Zwischenraum erstreckt. Ferner ist eine Schwenkung der Spanneinlage nur um die zur Einspannrichtung senkrechte Achse möglich. _ Der Preis und die Abmessungen der erfindungsgemäßen Maschine betragen nur etwa das 1,5fache der bekannten Spezialmaschine, obwohl eine vier- bis sechsfache Leistung erzielbar ist. Das Einlegen und Herausnehmen der Werkstücke aus den Einspannvorrichtungen kann automatisch erfolgen. Es besteht sogar die Möglichkeit, vier verschiedene Typen von Ventilkörpern gleichzeitig zu bearbeiten. Die Auswechslung der Werkzeuge sowie auch die Umstellung der Maschine auf ein anderes Werkstück erfolgt rasch und bequem, wenn die Arbeitseinheiten, z. B. durch einen Druckknopf, in ihre Randlage verstellt -werden. Die Maschine kann nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzt werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1-einen Aufriß einer schematischen Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugmaschine, Fig. 2 einen Grundriß im Schnitt gemäß der Linie A - A aus Fig. 1, Fig. 3 einen Seitenriß, Fig. 4 einen Seitenriß im Schnitt gemäß der Linie B - B aus Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie D - D aus Fig. 7, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie C - C aus Fig. 5, Fig. 7 einen Aufriß der Drehtrommel im Schnitt längs der Linie L - L aus Fig. 8 Fig. 8 einen Seitenriß der Drehtrommel mit den Einspannvorrichtungen im teilweisen Schnitt gemäß der Linie E _ E aus Fig. 7, Fig. 9 den Rotationsschieber in der Lage, in welcher die Einspannung der eingelegten Verkstüeke vorgenommen wird, Fig.lo einen vergrößerten Schnitt der gesamten schematischen Darstellung der Einspannvorrichtung längs der Linie F - F aus Pig. 1 @ Fig.11 einen Schnitt längs der Linie K - K aus Fig. 8, Fig.12 einen Schnitt längs der Linie H - H aus Fig. 8, Fig.13 einen Schnitt längs der Linie J - J aus Fig, 8 und Fig.14 den Grundxiß der Drehtrommel, der Enspannvorrichtungen und des vierspindlichen'Operationskopfes im teilweisen Schnitt längs der Linie G , G aus Fig: 8, -wobei in den einzelnen Einspannvorrichtungen verschiedene Größen von Ventilkörpern eingespannt sind.
• Die Hauptgruppen der automatischen Werkzeugma$chine gemäß der Erfindung in den Fig* 1, 2, 3 ,und 4 bilden die Grundständer 1 und'2, der Vertikalständer 3 mit der Konsole 4, das Unter-Bestell 5 und 6 mit der Drehtrommel 7 und den Einepannvorrichtungen 8, die hydraulischen Bohreinheiten mit den vierspindeligen 9, log 11, die Gewindeschneideinheften mit den vierspindeligen Operationsköpfen 12, 13, 14, die Einlegevorrichtung mit dem Vorratsbehälter 15, die Fördervorrichtung 16 mit dem Spannbehälter 17 und die hydraulischen Aggregate 18 mit dem Gehäuse 13 für die elektrische Einrichtung. Am Körper der Drehtrommel 7 (Fig. 7, 8, 1o, 13, 14) befinden sich in zwei gegeneinander um eine halbe Teilung versetzten Reihen die selbstzentrierenden hydraulischen Einspannvorrichtungen 8, welche durch Schrauben 44 befestigt sind. Die Backen 47 und 51 der Einspannvorrichtung 8 sind auf einem gemeinsamen Bett 53 verschiebbar gelagert, wobei ihre Bewegung in jeder Einspannvorrichtung von einem selbständigen Spannzylinder mittels der Kolbenstange 63 mit der Öse 62, der Winkelhebel 6o und der Stellschrauben 55, 59 betätigt wird. Die inneren Enden der Winkelhebel 6o, welche von den sphärischen Flächen 61 abgeschlossen werden, liegen in der gemeinsamen Öse 62 der Kolbenstange 63, wobei die sphärischen Flächen 57 der äußeren Enden dieser Hebel in den Backen 47, 51 zwischen den Schrauben 55, 59 gelagert sind, mittels welcher die Backen 47 und 51 selbständig derart verstellt werden können, daß die Achse des Ventilkörpers 37 identisch wird mit der Achse der entsprechenden Bohrspindeln. Die Backen 47 und 51 sind derart ausgebildet, daß sie unter. Beibehaltung der Steifheit einen fiep Zugang der Werkzeugköpfe 69, 73 zwischen den Einspannvorrichtungen in der ersten Reihe zu den Werkstücken 74 in der zweiten Reihe und umgekehrt ermöglichen, wobei die Backen 51 mit auswechselbaren Spanneinlagen 5o (75, 72) und die Backen 47 mit auswechselbaren-Spanneinlagen 49 (76, 71) versehen sind, welche mittels der Zwischenstücke 48 schwenkbar gelagert werden. Die zylindrische Kontaktfläche 54 des Zwischenstückes 48 und der Backen 49 (76, 71) ist einerseits durch die ebenen Kontaktflächen 52 mit der Spanneinlage'49 (76, 71) abgeschlossen und andererseits durch zwei Nuten 56, welche die Kontaktflächen der Seitenwände der Nut 77 bilden, die in der Spanneinlage 49 (76, 71) angeordnet ist, welche mit ihrem Vorsprung 5.8 einerseits im Zwischenstück 48 und andererseits in der Backe 47 in der weiteren Nut 45 gelagert ist und durch eine Schraube 43 festgehalten wird, deren Kopf mit seiner Ausnehmung in eine Nut der Federscheibe 46 eingreift. Diese Konstruktion ermöglicht eine vollkommene Einspannung der Werkstücke, bei minimalen Dimensionen des Zwischenstückes 48. Die Drehtrommel 7 (Fig. 5, 6, 7, 8) ist mittels abgesetzter Flanschen 36, 38 gelagert, welche mittels Schrauben 27 an den Stirnseiten der Untergestelle 5, 6 befestigt sind, die mit einer tiefen Ausnehmung für das Bett 32 und 4o der Bohreinheiten versehen sind. Die Stirnseiten der Untergestelle 5, sind mit den Stirnseiten des Bettes 32, 4o durch Schrauben 28 verbunden. Das Teilrad 42 ist über einen Innenring des Wälzlagers 39 mit der Nabe der Trommel 7 durch Schrauben und nicht eingezeichnete Stifte unmittelbar verbunden. Der Ring 3o, welcher durch nicht eingezeichnete Schrauben am Flansch 36 befestig* st, ist an der Innenseite mit einer Nut 31 versehen, welche an der Stelle des bgestiftes 25 unterbrochen und mit Novoplast oder einem anderen Druckmedium gefüllt ist, in welches von der Außenseite des Ringes die angeordnete Kolbenstange des Arbeitszylinders 26 hineinragt. An der Stirnseite des Flansches 36 sind in regelmäßigen Teilungen im Kreis Anpreßzylinder 29 untergebracht, welche mit einer Stirnfläche in die Novoplast gefüllte, erweiterte Nut 31 hineinragen und sich mit der anderen Stirnfläche unmittelbar auf die Reibfläche der Drehtrommel 7 stützen. Der Flansch 38 hat an seiner äußeren Stirnfläche in Übereinstimmung mit der Drehtrommel 7 eine Kontaktfläche, an welche die Drehtrommel bei der Versteifung durch die Zylinder 29 angedrückt wird: Die Betätigung der selbstxzentrierenden Einspannvorrichtungen 8 erfolgt durch den schwenkbaren hydraulisch ausbalancierten Drehschieber 35, welcher in der Achse der Trommel 7 gelagert ist. Der Zu- und Abfluß ist an der Stirnseite des Rotationsschiebers angeordnet und durch die Pfeile 33 und 34 angedeutet. Die Verstellung des Schiebers 35 aus der in Fig: 8 eingezeichneten Lage in die in Fig. 9 eingezeichnete Lage wird durch den Arbeitszylinder 68 vorgenommen, dessen nicht eingezeichnete Steuerung an die Zufuhr der Werkstücke gebunden ist, und zwar mittels des einstellbaren Anschlages 66, welcher an der Kolbenstange 67 vorgesehen ist, und mittels eines weiteren festen, jedoch einstellbaren Anschlages 64, wobei die Kolbenstange 67 nach der Umstellung des Schiebers 35 in die in Fig. 8 eingezeichnete Lage zurückkehrt. Die abermalige Umstellung des Schiebers 35 in die in Fig. 8 eingezeichnete Lage erfolgt bei der Verdrehung der Trommel 7 um eine Teilung durch dessen Mitnahme. Wenn auf der erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugmaschine z. B. drei hinsichtlich Form und Dimension ähnliche Ventilkörper bearbei-tt werden sollen, wird folgendermaßen vorgegangen. In die einzelnen Einspannvorrichtungen 8 werden die entsprechenden Spannbacken 49, 5o, 71, 72, 76, 75 eingelegt, wobei auf die Arbeitsspindeln in der Arbeitslage 22 die außerhalb der Maschine entsprechend eingestellten Werkzeugköpfe 69, 73 befestigt werden und incer Arbeitslage 23 die entsprechenden (nicht eingezeichneten) Gewindebohrer oder Gewindeschneidköpfe: Nach Füllung von Vorratsbehältern mit den Werkstücken wird entweder von Hand aus durch einen Druckknopf oder durch einen Fernimpuls die Maschine in den automatischen Betrieb versetzt. Nach einigen Arbeitszyklen sind alle Einspannvorrichtungen. mit den Werkstücken gefüllt, wobei der vollständige Arbeitszyklus in nachstehender Reihenfolge verläuft: Sobald die Bohr- und Gewindeschneideinheiten 9, 1o, 11, 12, 13,a14 nach Beendigung der entsprechenden Operationen in die Ausgangslage zurückkehren, erhält die Antriebsvorrichtung 41 einen Impuls und bewirkt mittels des Teilrades 42 die Verdrehung der Trommel um eine Teilung in der Richtung des Fig. 1o eingezeichneten Lage in die in Fig. 8 eingezeichnete Lage mitnimmt. Durch das Aufsitzen des Hebels des Drehschiebers 35 auf den Anschlag 66 kommt seine Bewegung zum Stillstand und durch die weitere Verdrehung der Trommel 7 schaltet einerseits der Drehschieber 35 die entsprechende Steuerung derart um, daß die Einspannvorrichtungen 8 in der Lage 24 die bearbeiteten Werkstücke 37 auf die Beförderungsvorrichtung 16 freigeben, welche sie in die Paletten 2o befördert, wobei die Einspannvorrichtungen in der Lage 21 gelöst verbleiben, und andererseits erhält der Lagezylinder 25 einen Impuls, welcher nach Festlegung der Lage dem Versteifungszylinder 26 einen Impuls erteilt. Nach Versteifung der Drehtrommel 7 erhalten gleichzeitig die Einlegevorrichtung 15 und die Bohr- bzw. Gewindeschneideinheiten 9, 1o, 11, 12, 13, 14 mit den zugehörigen Operationsköpfen einen Impuls, die sich durch einen Schnellvorschub den Werkstücken nähern und in der Arbeitslage 22, die Bohrung der Öffnungen, das Anschneiden der Stirnflächen, das Abschrägen der Kanten, das Abdrehen der Oberfläche usw. und in der Arbeitslage 23 das Schneiden der entsprechenden Windungen vornehmen, wobei Werkstücke 37 in die gelösten Backen der Einspannvorrichtungen 8 geschoben werden. Alsdann erhält der Arbeitszylinder 68 einen Impuls und verstellt mittels des auf der Kolbenstange 67 befestigten einstellbaren Anschlages 66 den Drehschieber 35 in die in Fig 1o eingezeichnete Lage, wodurch die Einspannvorrichtungen in der Beladungslage 21 auf das Drucköl umgeschaltet werden, welches die Einspannung der eingelegten Werkstücke mit einer durch einen einstellbaren Anschlag 64 regelbaren Geschwindigkeit derart bewirkt, daß beim Einspannen kein Druckabfall bei den Einspannvorrichtungen in den Arbeitslagen 22 und 23 eintritt. Wenn in der Lage 21 die Einspannung der eingelegten Werkstücke erfolgt, erhält der Arbeitszylinder 68 einen Impuls, dessen Kolbenstange 67 in die eingezeichnete Lage zurückkehrt. Inzwischen endet die Bearbeitung in den einzelnen Arbeitslagen, und sobald die letzte Bohreinheit in die Grundstellung zurückkehrt,erhält die Antriebsvorrichtung 41 für die Trommeldrehung einen Impuls und der ganze Z3.us wiederholt sich. Wie bereits einleitend erwähnt und des weiteren aus der Beschreibung hervorgeht, betrifft die Erfindung eine automatische Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von Armaturkörpern, insbesondere Ventilkörpern, welche durch ihre vier- bis sechsfache Leistung, den automatischen Betrieb und die anspruchslose Fertigung eine wirtschaftliche Ausnützung einerseits bei der Bearbeitung von Armaturkörpern und andererseits mit Rücksicht auf den Baukastencharakter eine weite Verwendung in der übrigen Maschinenbau-Fertigung ermöglicht.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Automatische Werkzeugmaschine für` die Bearbeitung von Armaturkörpern, insbesondere Ventilkörpern, mit auf einer Drehtrommel angeordneten, hydraulisch gesteuerten, selbstzentrierenden Einspannvorrichtungen, denen Bearbeitungseinheiten mit unter anderem von den Stirnseiten der Trommel her angreifenden Bohr-, Gewindeschneid- oder sonstigen Operationsköpfen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtungen (8) auf der Drehtrommel (7) in Richtung der Trommelachse nebeneinander in zwei Reihen und n Richtung (87) der Trommeldrehung gegeneinander um eine halbe Teilung versetzt angeordnet sind.
2. 2. Automatische Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtungen (8) je mittels zweier Winkelhebel (6o) gesteuert werden, die mit sphärischen Flächen (61) am inneren Ende in einer gemeinsamen dse (62) der Kolbenstange (63) der hydraulischen Steuerung liegen und die mit sphärischen Flächen (57) am äußeren Ende jedes dieser Hebel in Backen (47, 51) zwischen Stellschrauben (55, 59) gelagert sind.
3. 3. Automatische Werkzeugmaschine nach Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Backen (47) mit einer Zwischeneinlage (48) versehen ist, deren der Backe (47) zugewandte Kontak,tfläche (54) zylindrisch ist und eine zur Einspannachse senkrechte Achse aufweist und die gegenüber der Spanneinlage (49) einerseits durch ebene Kontaktflächen (52) abgeschlossen ist und andererseits durch zwei Nuten (56), welche die Kontaktflächen.der Seitenwände einer Nut (77) bilden, die in der Spanneinlage (49) parallel zur Achse dieser zylindrischen Kontaktfläche (54) angeordnet ist, wobei die Spanneinlage (49) mit einem Vorsprung (58) einerseits in der Zwischeneinlage (48) und andererseits in der Backe (47) in einer weiteren Nut (45) gelagert ist, welche senkrecht zur ersten Nut (77) verläuft.