DE2105824C3 - Vorrichtung zum Einspannen von Werkstücken für das Bearbeiten an mehreren Umfangsflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung /um Einspannen von Werkslückeii für das Bearbeiten an mehreren Umfangsflächcn, insbesondere durch Bohren, mit um zwei zueinander senkrechte Achsen drehbarer, auf einem Lagerbock angeordneter Werkstückhalterung.

Bei einer bekannten Einspannvorrichtung obiger Art (deutsche Patentschrift 189 587) sind als Werkstückhalterung zahlreiche Spannplattcn auf einer horizontalgelagerten Welle derart drehbar gelagert, daß ihre Achsen die Achse der horizontal gelagerten Welle senkrecht schneiden. Dadurch kann man zwar ein Werkstück an mehreren Flüchen ohne Umspannen bearbeiten, jedoch ist stets eine neue Ausrichtung des Bearbeitungswerkzeuges bzw. eine seitliche Verstellung desselben erforderlich. Für eine Bearbeiten.· - cn KintieiiMiicken für Raumfachwerk^, welche rntlial zueinander verlaufende Anschlußbohrungen aufweisen, ist diese bekannte Einspannvorrichtung deshalb ungeeignet, um so mehr, weil sie auch nichl die erforder-

liehe beliebige Einstellung des Knoteusluckrohlings im Raun» ermöglicht.

Bei diesen Knotenstücken handelt es sich um kugelartigc oder polyederförmige Körper aus hochfestem Werkstoff, die mit einer Reihe konzentrischer Gewindebohrungen vcm höchster Genauigkeit zum SchraubanschluÜ von Stäben und anderen Bauelementen fur die Herstellung von Raumfaehwerken versehen werden. Raumfachwerke mit unterschiedlichen Raumformen und statischen Verhältnissen er-

>5 f-irdern wiederum Knotenstücke verschiedenster Art. Man unterscheidet daher sogenannte «Norm-Knotenstücke« mit einer bestimmten Anzahl gleich großcr Anschluß-Gewindebohrungen, die regelmäßige Winkel einschließen, sowie »Sonder-Kno>cn\?i.".:ke«, bei denen sowohl die Winkel zwischen den einzelnen Anschluß-Gewindebohrungen verschieden sind, als auch die Anschluß-Gewindebohrungen im Durchmesser untereinander variieren können, und zwar von einer Gewindebohrung zur anderen. In jedem Fall erfor-

²S dem die extrem hohen Belastungen, denen solche Knotenstücke in Raumfaehwerken ausgesetzt sein können, daß die A.nschluß-Gewindebohrungen mit höchster Präzision ausgeführt werden, zumal bereits kleinste Maßabweichungen bei entsprechend umfangreichen Raumfachwerk-Konstruktionen zu einem Kummulationseffekt mit äußerst nachteiligen Folgen verschiedenster Art führen können.

Bisher ist es üblich, für jede Art von Knotenstücken mehrere Arbeitsgänge hintereinander zu schalten und zwischen den Arbeilsgängen nicht nur die spanabhebenden Werkzeuge, sondern auch die Einspannvorrichtungen fiir die Knoienrohlinge zu wechseln, d. h. für einzelne Teilarbeiten den Knotenrohling auch jeweils neu einzuspannen. Auf diese Weise stellt man beispielsweise >■ Norm-Knotenstücke« mit 18 Anschluß-Gewindebohrungen derart her, daß an einem kugelförmigen Knotenrohling in einem ersten Arbeitsgang die notwendigen Flächen maßhaltig angefräst, in einem zweiten Arbeitsgang die erforderlichen Bohrungen ausgeführt und in einem dritten Arbeitsgang die Gewinde eingeschnitten werden. Zur Herstellung der Bohrungen für die Anschlußgewinde ist es bekannt, die Knotenstücke in Bohrlehren einzuspannen, die den Knotcnrohling strahlcnartig umgebon. wodurch eine noch umständlichere Arbeitsweise z. LV durch Anreißen, Ankörnern und Anbohren der einzelnen Polyederflächen des Knotenrohlings vermieden wird. Diese Arbeitsweise ist jedoch in mehrfacher Hinsicht unwirtschaftlich, denn sie erfordert ein wiederholtes Einspannen des Kuotcnrohlings an getrennten Arbeitsplätzen sowie den jeweiligen Arbeitsplätzen getrennt zugeordnete Werkzeugsälze, die von verschiedenen Arbeitskräften zu bedienen sind, wenn überhaupt eine gewisse kontinuierliche Fertigung erzielt werden soll. Jede Art von Knotenstiicken mit anderen Winkeln und Dimensionen der Anschluß-Gcwindebohrungcn erfordert ferner eine eigene Bohrlehre und einen entsprechenden Werkzcugsat/. Als weitere nachteilige Folge dieser bekannten Arbeitsweise ergibt sich, daß sie den Einsatz neuzeitlicher numerischer Steuerungstechniken fur den Arbeitsahl.iuf praktisch nicht ermöglicht, was 1, ....; : ..·.■:· ■ .. ,if die völlig getrennten Arbeils-

giinge mi verschiedenen Arbeitsplätzen, tlus UnUurch bedingte wiederholte Neweinspannen und die Art der hishcr verwendeten Einspannvorrichtungen und Hohrlehren für die Knotenrohlinge zurückzuführen ist,

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einspannen von Knotenstiirken fiir Raumfaclnverke od. dgl. zu ,schalfen. die eine praktisch beliebige Einstellung des Knotcnsiüekes im Raum um seinen Mittelpunkt ohne Umspannen des Knotenstückes und damit eine Bearbeitung desselben an den verschiedensten Umfangsfläehen ermöglicht, so daß auch gleiche oder unterschiedliche Anschlußbohrungen unter den verschiedensten Winkellagen der Bohrlingsachsen untereinander ausgeführt werden können und eine wirtschaftliche .Serienherstellung von Knotenstücken, auch unter numerischer Steuerung des Arheitsablaufes möglich ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelost, daß der Schnittpunkt der Drehachsen der Werkstückhalterung fiir das Bearbeiten von als Knotenstucke fur Raumfachwerke od. dgl. mit radial zueinander verlaufenden Bohrungen ausgebildeten Werkstücken bei Halterung des Knotenstiickes an den beiden Enden einer durch seinen Mittelpunkt gehenden und damit mit der Drehachse fluchtenden Bohrung in diesem Mittelpunkt liegt.

Dadurch ist es möglich, bei einmaliger Einspannung des Knotenrohlings in der durch seinen Mittelpunkt gehenden Bohrung sämtliche erforderlichen Arbeitsgänge /ur Herstellung von Knotenstücken verschiedenster Art kontinuierlich an ein und demselben Arbeitsplatz von einer einzigen Arbeitskraft ausführen zu lassen. Da kein Wechsel der Einspannung des Knotenrohlings zwischen den einzelnen Bearbeitungsgängen erfolgt und der Knotenrohling mittels der Einspannvorrichtung in beliebige Raumlagen gebracht und in diesen zur Bearbeitung fixiert werden kann, ist in vorteilhafter Weise auch eine automatische, /.. H. numerische Steuerung der Arbeitsgänge möglich. Die Bearbeitung des Knotenrohlings wird durch die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung so vereinfacht, daß die erforderlichen Arbeitsgänge selbst bei Knotenslücken mit bis zu 26 Ansehluß-Gewindebohrunger in relativ kurzer Zeit ausgeführt werden können. Bei einer Automatisierung des Fertigungsvorganges kann eine einzige Arbeitskraft gleichzeitig mehrere Einspannvorrichtungen überwachen und bedienen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung ist der, daß unter Vermeidung besonderer Spezialbohrlehren Knotenslücke gefertigt werden können, deren Anschluß-Gewindebohrungen sehr verschiedenartige Winkel und Durchmesser untereinanderaufweisen. Dies kann tür Raumfachwerk projekte wirtschaftlich entscheidend sein, bei denen zahlreiche unterschiedliche Knotenstüike benötig! weiden, die jedoch nur eine kleine Suick/ahl je Fertigungsserie bilden. Dies triff! insbesondere fiir Raumfachwerk-Kuppeln und ähnliche Konstruktionen zu. Da der Schnittpunkt der Diehachscn der Werkstückhalterung im Mittelpunkt des Knolenstückes liegt, läßt sich auch die Achse des oder der Hearbcilungswerkz.cugc leicht auf diesen Mittelpunkt ausfluchten, wodurch gewährleistet wird, daß sich die Achsen aller Anschluß-Gevvindebohrungen im Mittelpunkt des Knotenstiickes s^ncidcn. Da mittels der Einspannvorrichtung die Knoienstiicke unter Beibehaltung einer einmaligen Einspannung zur Ausführung der An- -,uhluß-Gewindebohruiigen in die verschiedensten Raumlagen gebracht werden können, ist die wirtschaftliche Herstellung nicht nur der sogenannten

-Norm-Knotensttieke·', sondern auch der «Sondex-Knok'nsiücke·' gewährleistet. Daher ist es auch müglich, an Stelle jeweils einer Anschluß-Gewindebohriing in einer li.\irrien Raumlage des Knotenrohlings gleichzeitig mehrere untereinander parallele AnschluU-Gcwindcrohjiingin her/usielleii.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die Werkstückhalterung aus einem Lagerbock bestehen, auf dem ein Support mit einer Drehscheibe um die eine Drehachse drehbar gelagert sein, welcher zwei an der Drehscheibe diametral angeordnete und senkrecht oder nahezu senkrecht von dieser abstehende Arme aufweist, in denen um die andere Achse drehbare Aufnahmeelemente für das Knotenstück gelagert sind. Eine solche Vorrichtung ist baulich einfach und ermöglicht hei -inmaliger Einspannung des Knotenrohlings in seiner durch den Mittelpunkt gehenden und mit der einen Drehachse fluchtenden Bohrung die erfordeiliehe Einstellung des Knotenrohlings in die verschiedensten Raumlagen zur Ausführung der erforderlichen Bearbeiiungsvorgänge.

Eine andere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß zwei um die andere Drehachse der Werkstückhalterung einen um die eine Drehachse /wischen Lugerböcken aufgehängten Ringkörper mit größerem Innendurchmesser als der Außendurchmesser eines Knotenstückes aufweist, an dem zwei um die andere Drehachse drehbare Aufnahmeelemente fiir ein Knotenstück angeordnet sind. Diese Vorrichtung zeichnet sich ebenfalls durch bauliehe Einfachheit und universelle Einsatzmöglichkeit zur Herstellung von Knotenslucken verschiedenster Art aus.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstückhalterungen fur Knotenstücke seitlich mit Abstand nebeneinander um die anderen Drehachsen drehbar an einer um ihre eine Drehachsen drehbaren Tragvorrichtung gelagert sind und die- anderen Drehachsen der Werksliickhallerungcn die Drehachse der Tragvorrichtung unter einem rechten Winkel schneiden, und daß den Werkstückhalterungen ein gemein samer Antrieb zugeordnet ist. Der dadurch erzielte Vorteil besteht darin, daß gleichzeitig mehrere Kno·· tcnstückc in verschiedenen Rnumlagen eingestellt und in diesen gleichzeitig zeitsparend bearbeitet werden können.

Sowohl die Vorrichtungen zum Einspannen jeweils eines Knotenstiickes als auch zum gleichzci¹ ien Einspannen mehrerer Knotenstücke kann man i, an sich bekannter Weise im Abstand voneinander krc törmig auf einem intermittierend rotierenden Rurdschaltlisch befestigen, wobei im Abstand der Wer .zeugluileriingen zweckmäßig eine Mohr/ahl vo 1 Hearbci tiingscinheiten kreisförmig am Umfang des Rundschalttischcs ortsfest angeordnet wird. Jeren Werkzeiigaehsen die Schnittpunkte der D .-hachsen der Wcrkstüjkhalterungcn schneiden. Damit läßt sich eine besonders wirtschaftliche Serienfertigung von Knotenstücken erzielen, und zwar unter Verwendung einet numerischen Steuerung. Mit Hilfe der numerischen Steuerungen können nämlich der Rundschalttisch, die Bearbeitungseinheiten und die einzelnen Werk/eughallcrungen aufeinander abgestimmt betä-

tigl werden.

Die Erfindung wird anschließend an ll;md der Zeichnungen mehrerer Ausluhiiingsbcispiele naher erliiutcrl. Es zeigt

Fig. 1 eine sehem;itischc. perspektivische Ansicht eines polyederförmigen Knoienrohlings fur 2(i Anschluß-Gewindebohrungen.

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines polvederförmigen (Norm-)Knotcnstiickcs mit I ,S Anschluß-Gewindchohrungcn.

Fig. 3 eine perspektivische Ansieht eines (Sondcr-)Knotcnstückes nail nur S Anschluß-Gewindehohrungen,

Fi g. 4 eine der Fi g. 3 iihnliche Ansicht eines Knotenstiiekes, das an den entsprechenden Anschlußflächen je vier Anschluß-Gcwindebohrtingcn aufweist.

Fig. .Seine perspektivische Anstellt eines weiteren (Sonder-)Knotenstuckes mit mehieren Anschhiß-Gcwindcbohrungen. deren Achsen unterschiedliche Winkel einschließen.

F ig. 5 a die auf clic F i g. 5 bezogene Achscnanordnurig der Anschluß-Gewindebohrungen der besseren tlbiL-rsichtlichkeit wegen in einer Ebene.

Fig. d eine schematische. perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einet Einspannvorrichtung und dieser zugeordneten Bearhcitungscinheit fm Knotenstücke.

Fig. 7 eine siliematische. perspektivische Ansicht eiii'cr weiteren Ausfiihrungsform einet Einspannvoirichtung und dieser zugeordneten Bearbeitungsein-heil fur Knotenstiickc.

Fig. X eine schematische Draufsicht eines Rundschalttisches, der mehrere Einspannvorrichtungen fiir Knotenstucke trägt, die mit ortsfesten Bcarbeitungseinheiten am Umfang lies RiituisrlKiluichcs zusammen wirken.

Fig. y eine sehematische. perspektivische Ansicht einer Einspannvorrichtung fiir mehrere Knotenstucke. von der /ur Verbesserung der Übersichtlichkeit einige Teile weggelassen sind, in Verbindung mit einer schematisch angedeuteten Mearbcitunpscinheii.

Fig. 10 drei sehematische Seitenansichten der in Fig. y gezeigten Einspannvorrichtung in /ahlreichen unterschiedlichen Einstcllposiiionen. teilweise im Schnitt und in verkleinertem Maßstab.

Fig. Il eine sehematische Draufsicht eines Rundschaltlischcs, der mehrere S;it/e von Einspannvorrichtungen gemäß Fig. Ψ trägt, die mit entsprechen den ortsfesten Bearbeitungseinheiten am Umfang des Rundschalttisches zusammenwirken.

In den F i g. I bis S sind beispielsweise und teilweise schematisch mehrere unterschiedliche Knotenstücke gezeigt, die alle in den Einspannvorrichtungen der Fig. 6, 7, 9 bearbeitet werden können.

Fig. 1 zeigt schematisch einen polyederförmigen Knotenrohling mit 26 Flächen und Symmetrieachsen mitderinder Kristallkundc üblichen Bezeichnung der Achsen, geeignet als fertiges Knotcnslück fur Raumfachwerke sowohl nach dem System des raumzenirierten Cubus, als auch nach dem System des flächenzcnlrierten Cubus.

Fig. 2veranschaulicht ein Knotenstück mit 1S Anschluß-Gewindebohrungen gleichen Durchmessers für praktisch vielfach angewandte Raumfachwcrkc allein im System des flächcnzcntricrtcn Cubus.

Das in Fig. 3 gezeigte Knotenstück ist dagegen ausschließlich für Raumfachwerkc aus halben Oktaedern und Tetraedern bestimmt und besitzt daher au ßer der durchgehenden Bohrung mit der Achse Z, in der die Halterung erfolgt, nur S Anschluß-Gewindebohriingen in regelmäßigen Winkelabsländen.

In Fig. 4 ist grundsätzlich die gleiche Hauform cines Knotenstiickcs wie in Fig. 3 gezeigt, jedoch befinden sich in jeder Anschlußfläche des polyederförmigen Knolcnstückcs vier Anschluß-Gewindebohrungeii für Stabansclilusse mil Mchrfachvcrschraubung (nicht gezeigt).

• ° Knotenstucke nach Fig. 5 fiir die Anwendung bei einlagigen Raumfachwerkkuppeln besitzen mehrere, im Aüsfiihriingsbeispiel vier Auschluß-Gewindebohriingen, tieren Achsen A\ bis AA unterschiedliehe Winkel </1 bis ((A gegenüber der Borhungsachse Z

•5 und unterschiedliche Winkel al bis «4 (vgl. Fig. 5 a) untereinander einsehließen.

In Fig. fi ist eine relativ einfache Bearbeitungseinheit 1 und Einspannvorrichtung mit einer Werkstückhalterung 20 fiir ein polyederförmiges Knotenstück 3

ac gezeigt, das IS Anscliluß-Gewindebohrungen 4 aufweist und dem in I-i g. 2 gezeigten entspricht. Die Werkstückhalterung 20enthält einen Lagerbock 5. an dem ein Support mit einer Drehachse 6 um eine Drehachse 11 drehbar gelagert ist. An der Drehschcilv to sind diametral und etwa senkrecht abstehende Aime 7. T angebracht, in denen wiederum die Aufnahme*, lcmcnte 8.8'fur den Knotenrohling in der Drehachse I drehbeweglich «ind axial einstellbar gelagert sind. Der Ktiolcnrohliiig wird zunächst mit einer wenigstens durch seinen angenäherten Mittelpunkt verlaufenden durchgehenden (iewindebohnmg und Ahflachungcn an den Bohrungsenden senkt echt /ur Bohiungsachse versehen, die mit der Drehachsel fluchtet, in der er mit Hilfe der Aufnahmeelemente 8.

8' so eingespannt bzw. zentriert wird, daß sein Mittelpunkt mit dem Schnittpunkt der Drehachsen I. II und einer Werzeugachse III zusammenfallt, die noch erläutert wird. Die Abflachungen dienen auch zur Eiingenbegrenzung der durchgehenden Gewindebohrung und werden in gleichem Abstand zum Mittelpunkt des Knoienrohlings ausgeführt. Zur Einstellung des Knolenrohlinps in die verschiedenen Raumlagen zwecks Herstellung der weiteren Io Ansehluß-Gevvindebohrung'.:n 4 werden die Aufnahmeelemente 8. 8' und die Drehscheibe 6 entsprechend um ihre Drehachsen 1 bzw. Il gedreht und in den jeweiligen Bearbeitungspositionen lixiert. Hierfür können die Auinahmcelemente 8. 8' und die Drehscheibe 6 durch bekannte Antriebsmittel, ζ. Β. auf elektrischem, mechanischem, hydraulischem oder pneumatischem Wege betätigt werden. Die Drehachsen I und II schließen im Ausfuhriuigsbeispiel nach Fig η einen rechten Winkel ein. und die Werkzeugachse IH steht senkrecht auf der Drehachse II.

Die Bearbeitung des in den Aufnahmeclemcnten 8 8' eingespannten Knotenrohlings erfolgt in dessen fixierten Raumlagen in nachstehender Reihenfolge: 1. Herstellung des auf den Knotenmittelpunkt ausgerichteten Bohrloches,

2. Anfräsen einer zu der Werkzeugachse II senkrecht stehenden Abflachung mit genauem Ab stand zum Mittelpunkt des Knotenrohlings tine 3. Einschneiden des Gewindes. (Bei Bohrungen mit größerem Durchmesser kanr es erforderlich sein, mit kleinerem Durchmesser vor /ubohren).

Zur Ausführung dieser Arbeitsgiinge wciM die Bc nrhcitiincscinhcit I einen 11m die Drehachse IV dreh

baren dreiarmigen Träger 9 auf. an dem ein Zapfen-Stirnfräser 10, ein Spiralbohrer 11 und ein Gewindebohrer 12 mit jeweils eigenem elektromotorischem Antrieb M gelagert sind. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Drehachse IV parallel zur Werkzcug- »chse III verläuft und die verschiedenen Werkzeuge ?*?, 11 und 12 in der erforderlichen Folge so einstellbar •ind, daß ihre Achsen sich abwechselnd entlang der gezeigten Werkzeugachse III mit den Drehachsen I und II im Mittelpunkt des Knotcnsiückcs 3 schneiden. Die Drehung des Trägers 9 zwecks Positionierung der entsprechenden Werkzeuge kann z. B. durch einen elektrischen Stellmotor (nicht gezeigt) erfolgen, der numerisch gesteuert werden kann, ebenso wie der Antrieb und Vorschub der einzelnen Werkzeuge, und zwar in Übereinstimmung mit den Bewegungen der Werkstückhalterung 20.

In Abweichung von dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel können die Bearbeitungseinheit 1 ortsfest und die Werkstückhalterung 20 um die Achse IV drehbeweglich angeordnet sein. Ferner ist es möglich, an S"'lle einer relativen Drehbewegung zwischen Bearbeitungseinheit 1 und Werkstückhalterung 20 eine Relativbewegung entlang einer geradlinigen Bahn durchzuführen

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbcispie! sind die Aufnahmeelemente 8, 8' der Werkstückhalterung 20' in einem Ringkörper 13 drehbeweglich und axial verstellbar auf der Drehachse I gelagert, die auf einem Durchmesser des Ringes liegt. Die Drehung der Aufnahmeelemente 8, 8' und damit des eingespannten Knotenrohlings um die Drehachse I erfolgt hier durch einen am Ringkörper 13 angeflanschten elektrischen Stellmotor 14. Der Ringkörper 13 ist seinerseits um eine Drehachse II drehbeweglich zwischen Lagerböcken 15. 16 aufgehängt. Die Drehung des Ringkörpers 13 um die Drehachse II bewirkt ein am Lagerbock 16 angeflanschter elektrischer Stellmotor 17. Die Anordnung der Drehachsen I. II, der Werk-/eugachse III und der Drehachse IV entspricht der in Fig. 6 gezeigten.

Um sowohl sogenannte »Nonn-Knotenstiicke« (wie in den Fig. 2, 6 und 7 gezeigt) mit einer Anzahl gleich großer Anschluß-Gewindebohrungen und regelmäßigen Winkeln zwischen den Bohrungen, als auch sogenannte »Sonder-Knotenstücke«, d.h. Knotenstücke, bei denen die Winkel zwischen den einzelnen Anschluß-Gewindebohrungen und auch die G.·- windedurchmesser am gleichen Knotenstück von einer Gewindebohrung zur anderen variieren können, kontinuierlich automatisch herstellen zu können, sind gemäß Fig. 8 zwölf schematisch angedeutete Werkstückhalterungen 20 (z.B. von der in Fig. 6 oder Fig..7 gezeigten Ausführung) im Abstand voneinander kreisförmig auf einem um eine Drehachse IV drehbaren Rundschalttisch 21 befestigt. Im Abstand der Werkstückhalterungen 20 sind am Umfang des Rundschalttisches 21 zehn Bearbeitungseinheiten AfI bis AfIO ortsfest angeordnet, deren Werkzeugachsen III die Drehachse IV des Rundschalttisches seitlich unter einem rechten Winkel schneiden. An einer Station 22 werden die bei E zugeführten Knotenrohlinge 24 in einer Werkstückhalterung 20 eingespannt und zentriert, während an der Station 23 die fertigen Knotenstücke 25 aus den einzelnen Werkstückhalterungen gelöst und bei A abgeführt werden. Der Rundschalttisch 21 wird intermittierend gedreht, so daß die Bearbeitungseinheiten Ml bis AfIO gleichzeitig bei stillstehendem Rundschalttisch wahlweise eingesetz werden können. Die Knotenrohlinge sind in ihre! Werkstückhaltcrungen 20 während des Stillstände: ties Rundschalttisches an den jeweiligen Arbeitssta tionen einfach oder mehrfach im Räume einstellbar Die Arbeitsfolge umfaßt im allgemeinen auch hier · abgesehen von der Eingabe und Ausgabe der Knoten rohlingebzw. Knotenstiickc-das Zentrieren, Bohren Fräsen der Abflachungen und Gewindeschneiden. Dh Zahl der Bearbeitungseinheiten bzw. Arbeitsstatio nen und damit auch der Werkstückhalterungen häng im übrigen von der Anzahl der verschieden großer Anschluß-Gewindebohrungen und zusätzlichen Teil arbeiten wie z. B. Zentrieren, Fräsen der Abflachun

¹S gen und evtl. Vorbohren ab.

Zweckmäßig wird die Vorrichtung nach Fig. 8 numerisch gesteuert, und zwar derart, daß sowohl di« Schaltschritte des Rundschalttisches von einer Bear beitungseinheit bzw. -station zur anderen, als auch di«

²⁽¹ Inbetriebnahme und Stillsetzung der einzelnen Bear beitungseinheiten und die Einstellbewegungen dei Werkstückhalterungen 20 für die Knotenrohlinge ir der richtigen Weise koordiniert sind.

Mit einer Einspannvorrichtung, die zahlreich«

¹S Werksüickhalterungen auf einem Rundschalttisct aufweist, ist es ferner möglich, verschiedene Pro gramme für die Knotenstück-Fertigung durchzufüh ren, wobei fiir die verschiedenen Winkel und Gewin dedurchmesser nicht besondere Bearbeitungseinhei ten extra eingebaut und eingestellt werden müssen Bei ikm Übergang von einem Programm zum anderer braucht man ni¹ die vorhandenen einzelnen Bearbei tungseinhciten mit den erforderlichen Werkzeugen zi bestücken und die numerische Steuerung entspre chend zu programmieren. Dies bedeutet, daß bein Ausfiihrungsbeispiel mit zehn Bearbeitungseinhciter ein Knotenstück mit zehn Anschluß-Gewindeboh rungen gefertigt werden kann, bei dem die Gewinde durchmesser und Winkel von Bohrung zu Bohrunj variieren. Die Gesamtfertigungszeit für solche Son der-Knotenstücke wird dadurch auf ein absolutes Minimum gesenkt. Die Vorrichtung nach Fig. 8 eigne sich somit für eine wirtschaftliche Serienfertigung vor Knotcnstiickcn unterschiedlichster Art.

In Abweichung von dem in Fig. 8 gezeigten Aus führungsbeispiel können die Bearbeitungseinheiter auch kreisförmig über der Bewegungsbahn der Werk stückhalterungen 20 ortsfest angeordnet sein, so dal die Werkzeugachsen III parallel oder etwa parallel zu:

Drehachse IV des Rundschalttisches 21 verlaufen. In Fig. 9 ist eine Ausführungsform einer Ein

spannvorrichtung 310 gezeigt mit drei Werkstückhalte rungen für drei Knotenstücke 3 zur gleichzeitigen Be arbeitung in unterschiedlichen fixierten Raumlagen

Die Einspannvorrichtung 30 weist zu diesem Zwecl

eine in einem Lagerbock 31 gelagerte Lagerschein 32 sowie eine Zahnscheibe 33 auf, an der ein Wellen

. Stummel 34 befesüigt ist, der in einem schematisch an gedeuteten Lagerbock 35 gelagert ist, der mit den Lagerbock 31 verbunden sein kann. Die beiden Schei ben 32,33 sind durch ein als Tragvorrichtung dienen des Winkelstück 36 verbunden und über einen elek taschen Stellmotor 37 und ein Ritzel 38 um di« Drehachse II drehbar. Durch eine solche Drehunj

kann die Einspannvorrichtung 30 beispielsweise in di« in Fig. 10 gezeigten unterschiedlichen Einstellposi tionen gebracht werden, in dei die Knotenstücke ent sprechend individuelle Raumlagen einnehmen.

Die Werkstiickhalterungen fur die Knotenstücke 3 (in Fig. 9 ist nur eines gezeigt) bestehen hier aus einem unteren Aufnahmedorn 39 und einem oberen Aufnahmedorn 40,/wischen denen ein Knotenstück 3 in seiner durch den Mittelpunkt gehenden Bohrung, die mit der Drehachse 1/2 fluchtet, einspannbar ist. Zum Knotenstückwechsel sind die oberen Aufnahmedorne 40 an Arme 41 befestigt, die im Winkelstück 36 schwenkbar gelagert sind und z. B. durch nicht gezeigte Druckluft- oder Hydraulik-Einrichtungen betätigt werden können. Die unteren Aufnahmedorne 39 sind auf Achsstummel 42 drehbeweglich gelagert, die mit den Drehachsen I/l, 1/2 und 1/3 fluchten. Die unteren Aufnahmedorne weisen ferner eine Schnekkcnradverzahnung43 auf, die mit einer in den Scheiben 32, 33 drehbeweglich gelagerten Schneckenwelle 44 in Eingriff steht, die ihrerseits durch einen an der Lagerscheibe 32 angeflanschten elektrischen Stellmotor 45 drehbar ist. Durch den Stellmotor 45 können demzufolge über die Schneckenwelle 44 und die Schneckenradverzahnung43alle drei Knotenstücke 3 gleichzeitig um ihre Drehachsen I/l, 1/2, 1/3 gedreht und positioniert werden. Die Drehachsen I/l, 1/2, 1/3 schneiden die Drehachse II der Knotcnstiicke 3 jeweils unter einem rechten Winkel, wobei die Schnittpunkte mit den Mittelpunkten der Knotenstücke zusammenfallen.

Der Einspannvorrichtung 30 ist eine Bearbeitungseinheit 46 zugeordnet, deren Werkzeugachsen III/1. III/2, HI/3 jeweils die einzelnen Drehachsen I/l. 1/2 und 1/3 und die Drehachsen II in den einzelnen, obenerwähnten Mittelpunkten schneiden. Die Steuerung der Einspannvorrichtung 30, ihrer verschiedenen Antriebsquellen und der Bearbeitungseinheit 46 kann ebenfalls numerisch erfolgen.

Die Fig. 11 zeigt eine der Fig. 8 ähnliche Vorrich tung mit einem um eine Drehachse IV drehbarer Rundschalttisch 21', auf dem zwölf Einspannvorrich-Hingen 30' gemäß Fi g. 9 kreisförmig und in gleicherr Abstand voneinander angeordnet sind. Am Umfang des Rundschalttisches 21' sind zehn Bearbeitungsein heiten MV bis Λ/10' ortsfest so angeordnet, daß ihre Werkzcugachsen III/1, III/2 und III/3 die Dreh achse I und II der einzelnen Werkstückhalterunger aus den Aufnahmedornen 39, 40 in den einzelner Mittelpunkten der Knotenstücke schneiden, wie die: in Fig. 9 angedeutet ist. Der Arbeitsablauf in diesel Vorrichtung entspricht demjenigen, der im Zusammenhangmit Fig. H beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß im Stillstand des Rundschalttisches 21 τη jeder Bearbeitungseinheit MV bis MIO' gleichzeitig drei Knotenstücke in verschiedene Raumlagen ge bracht und in diesen fixiert bearbeitet werden können

»ο Dadurch wird eine besonders rationelle Massenfertigung von Norm-Knotenstücken und Sonder-Knotenstücken ermöglicht. Der Rundschalttisch 21', die Einspannvorrichtungen 30' und die Bearbeitungseinheiten MV bis .VfIO' werden ebenfalls vorzugsweise

numerisch gesteuert.

In Abweichung von den in den Fig. 8 und 11 gezeigten Ausführungsbeispielen können die Einspannvorrichtungen auch ortsfest und die Bearbeitungseinheiten auf einem ringförmigen Träger um die

Drehachse IV drehbeweglich angeordnet sein. Mil anderen Worten, grundsätzlich sind die oben beschriebenen Relativbewegungen umkehrbar, was auch für alle Bewegungen um die verschiedener Drehachsen gilt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einspannen von Werkstükken für das Bearbeiten an mehreren Umfangsflächen, insbesondere durch Buhren, mit um zwei zueinander senkrechte Achsen drehbarer, auf einem Lagerbock angeordneter Werkstückhalterung, dadurch gekennzeichnet, dall der Schnittpunkt der Drehachsen (I, II) der Werkstückhalterung (20) für das Bearbeiten von als Knotenstücke (3) für Raumfachwerke od. dgl. mit radial zueinander verlaufenden Bohrungen ausgebildeten Werkstücken bei Halterung des Knotenstückes (3) an den beiden Enden einer durch seinen Mittelpunkt gehenden und damit mit der Drehachse (I) fluchtenden Bohrung in diesem Mittelpunkt liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalterung (20) aus einem Lagerbock (5) besteht, auf dem ein Support mit einer Drehscheibe (6) um die eine Drehachse II drehbar gelagert ist, welcher zwei an der Drehscheibe (6) diametral angeordnete und senkrecht oder nahezu senkrecht von dieser abstehende Arme (7, 7') aufweist, in denen um die andere Drehachse (I) drehbare Aufnahmeelemente (8, 8') für das Knotenstück (3j gelagert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalterung (20) einen um die eine Drehachse II zwischen Lagerböckem (15, lo) aufgehängten Ringkörper (13) mit größerem Innendurchmesser als der Außendurchmesscr des Knotenstückcs (3) aufweist, an dem zwei um die andere Drehachse I drehbare Aufnahmeelemente (8,8') für ein Knotenstück (3) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstückhalterungen (39, 40) für Knotenstücke (3) seitlich mit Abstand nebeneinander um die anderen Drehachsen (I) drehbar an einer um ihre eine Drehachse (Π) drehbare Tragvorrichtung (36) gelagert sind und die anderen Drehachsen (I) der Werkstiickhalterungen die Drehachse der Tragvorrichtung unter einem rechten Winkel schneiden, und daß den Werkstückhalterungen (39, 40) ein gemeinsamer Antrieb (44, 45) zugeordnet ist.