DE2129515A1

DE2129515A1 - Schalttellermaschine zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer Werkstuecke durch eine Mehrzahl von Werkzeugen

Info

Publication number: DE2129515A1
Application number: DE19712129515
Authority: DE
Inventors: Kurt Jauch; Rolf Schaefer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-06-15
Filing date: 1971-06-15
Publication date: 1972-12-21
Also published as: FR2141954B1; DE2129515C3; YU34635B; FR2141954A1; DE2129515B2; GB1374669A; YU159472A; CH552440A; IT959218B

Description

Kurt Jauch 7441 Kleinbettlingen,

Schillerstraße 9

Schalttellermaschine zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer Werkstücke durch eine Mehrzahl von W-erkzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalttellermaschine zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer Werkstücke durch eine Mehrzahl von Werkzeugen mit auf dem periodisch um gleiche Winkel fortschaltbaren Schaltteller angeordneten, vorzugsweise um ihre Achse schwenkbaren Werkstückaufnahmen.

Bei bekannten Schalttellermaschinen dieser Art muß die Lagegenauigkeit der Werkstückaufnahmen, bezogen auf die Drehachse des Schalttellers, sowie die Teilgenauigkeit zwischen den einzelnen Werkstückaufnahmen sehr groß sein. Man ist also allein von der Fertigungsgenauigkeit des Schalttellers sowie der Werkstückaufnahmen abhängig. Erfahrungsgemäß sind trotz hohem Pertigungsaufwand Achsmittenfeh%Ler und Teilungsfehler nicht ganz zu vermeiden. Bei Maschinen mit um ihre Achse schwenkbaren Werkstückaufnahmen verdoppeln sich diese Fehler, wenn die Werk'-* stückaufnahmen um 18O° geschwenkt werden.

Das Indexieren der Arbeitsstellung der Werkstückaufnahmen erfolgt am Schaltteller. Es ist beispielsweise bekannt, das Indexieren bei heb- und senkbarem Schaltteller über eine Hirth-Stirnverzahnung zu bewirken. Hierdurch ist ein sehr genaues Indexieren möglich. Sind jedoch die Werkstückaufnahmen um ihre Achse schwenkbar im Schaltteller gelagert, dann müssen diese, um die notwendige Starrheit bei der Arbeitsstellung zu erzielen, gegenüber dem Schaltteller, beispielsweise hydraulisch, mit hohem Aufwand an mechanischen und steuerungstechnischen Mitteln verspannbar sein. Der Schaltteller selbst muß sehr starr ausgebildet und dementsprechend schwer sein. Deshalb sind beim Schalten große Massen zu beschleunigen und zu verzögern. Um das aufwendige Verspannen der einzelnen Werkstückaufnahmen mit dem Schaltteller zu umgehen, werden die Aufnahmen vielfach so genau wie möglich und spielfrei gelagert. Auch hier kann die notwendige Präzision nur durch einen erheblichen Fertigungsaufwanö erzwungen werden.

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Zusammengefaßt sind bei den bekannten Schalttellermaschinen folgende Nachteile in Kauf zu nehmen:

1. hohe Fertigungskosten für den Schaltteller,

2. zusätzlich zum Verspannen des Schalttellers kommt das Verspannen der einzelnen Werkstückaufnahmen mit dem S.chalt teller,

3· hohe Herstellungskosten für genaue und starre Lagerung der Werkstückaufnahmen,

4. große Schaltzeiten infolge großer zu bewegender Massen,

5· hohe Herstellungskosten für Mechanismen zum Verriegeln (Indexieren) schwenkbarer Werkstückaufnahmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle diese Nachteile zu vermeiden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Werkstückaufηahmen in dem heb- und senkbaren Ψ Schaltteller mit Spiel gelagert sind und bei abgesenktem Schaltteller zum Indexieren ihrer Arbeitsstellung mit einer Hirth-Stirmrei?zahnung in eine entsprechende ortsfeste Stirnverzahnung eingreifen und sich' darin abstützen, und daß der Schaltteller in seinem die Werkstückaufnahmen tragenden Außenkranz zur Erzielung eines gleichmäßigen Zahneingr-if £es der v/erkstückaufnahmen gegenüber der ihn in seiner abgesenkten Lage haltenden Kraft elastisch nachgiebig ist«,

Bei dieser Gestaltung einer Schalttellermaschine sind 'Toleranzen in einer Größenordnung zulässig, wie sie von einfachen j?ertigungsmaschinen ohne weiteres eingehalten werden können. Der &ehaltteller dient nur noch dem Transport der Werkstückaufηahmen, -är kann ein geringes Geiiricht aufweisen, so dab mit verhältnismäßig kleinen Schaltzeiten gearbeitet werden kann. Die Werkstückaufnahmen bedürfen keiner besonderen Indexierung. Auch der Schaltteller selbst braucht nicht indexiert zu werden. Es genügt eine einfache Teilvorrichtung, beispielsweise eine an sich bekannte, mit Mitnehmerstiften des Schalttellers zusammenwirkende sinusförmige Sclialtkur^e mit steigungslosem Ein- und Auslauf« Die Bearbeitungseinheiten sind den fest angeordnetes Stirnzahnungen zugeordnet und können ζην Achse und zur Hößselage ^eäev- einzelnen Stirnverzahnung ausgerichtet werden ο Bs fclr-4 soE.it j so® Wsr-k aufnähme aar zugeordnetes BearbeitöagseißJäeii; Qiawm^t fs?e;i. zentriert j einerlei _s mit welcher Genauigkeit die J e Lies tückauf nahmen in dem Schallpeiler gelagert sincL

Bevorzugt wird die elastische Nachgiebigkeit des Schalttellers gegenüber der ihn in seiner unteren Lage haltenden und die Werkstückaufnahmen in den festen Stirnzahnungen abstützenden Kraft dadurch bewirkt, daß der Schaltteller in seinem die Werkstückaufnahmen tragenden Außenkranz zwischen den Werkstückaufnahmen radiale Schlitze aufweist, die einzeln für sich federnde Segmente bilden. Auf diese Weise ist sicher gewährleistet, daß alle Werkstückaufnahmen gleichzeitig einwandfrei mit den festen Stirnzahnungen in Eingriff gedrückt und Maßtoleranzen ausgeglichen werden.

Nach einem weiteren Vorschlag ist der Schaltteller in seinem die Werkstückaufnahmen tragenden Außenkranz durch eine in gleicher Weise wie dieser radial geschlitzte Einsatz-Ringplatte, die nur in der Nähe ihres inneren Randes befestigt ist, zur Erhöhung der Federungsfähigkeit zweilagig nach Art eines Blattfederpakets ausgebildet.

Zur Kraftübertragung vom Schaltteller bzw. den Tellersegmenten zu dem die Stirnzahnung aufweisenden Flansch der Werkstückaufnahmen sind die Werkstückaufnahmen auf dem Schaltteller vorzugsweise über mindestens vier in diesen eingesetzte Druckstücke abgestützt, von denen jeweils ein dem Außenrand des Schalttellers zugekehrtes starr ist, während die übrigen federnd nachgiebig sind. Auf diese Weise überträgt das starre Druckstück den größten Teil - etwa zwei Drittel - der gesamten Axialkrafu, während die mindestens drei federnden Druckstücke etwa ein Drittel dieser Kraft übertragen.

Die Erfindung wird nacnstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusführungsDeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen ^enkreclitschnitt durch eine erfindungs.^emäße Schalttellermaschine, vorwiegend in schematischer Darstellung,

Fig. 2 die zugehörige Ansicht von oben,

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Senkrechtschnitt im Bereich einer Werkstückaufnahme.

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Auf einer Tischplatte 1 (Pig. ι) ist das Gehäuse 2 der Schalt- und Verspanneinrichtung starr befestigt. In dem Gehäuse 2 ist in dessen Achse ein Lagerkörper J eingesetzt, in welchem die Achse 4- des Schalttellers 5« drehbar und längsverschiebbar gelagert ist.

Auf dem Gehäuse 2 sind im Kreis in der Anzahl der Bearbeitungsstationen der Maschine und mit gleicher Teilung stirnverzahnte Plansche angeordnet, von denen in Pig. 1 zwei einander diametral gegenüberliegende eingezeichnet und mit 6 und 7 bezeichnet sind. Die Werkstückaufnahmen sind in dem Schaltteller 5 drehbar mit einem gewissen Spiel gelagert. ^üie haben an ihrer unteren Stirnseite eine flach kegelige Stirnzahnung <f6 (Hirth-Verzahnung), die genau in die mit i7 bezeichnete Stirnzahnung der gehäuse-" festen Plansche 6 und 7 paßt und die Werkstückaufnahmen sowohl in Bezug auf die Mittelachse als auch in Bezug auf die Winkellage eindeutig fixiert.

Die Schalttellerachse 4- ist zugfest, über ein Axiallager 18 abgestützt, mit einer Welle 19 gekuppelt, auf der ein in einem gehäusefesten Zylinder 20 verschiebbarer Kolben 21 sitzt. Der Kolben 21 ist beiderseits durch über Zuleitungen 22 und 23 einführbare Druckflüssigkeit beaufschlagbar. Zum Portschalten des Schalttellers 5 wird der Kolben 21 von unten her mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Dadurch wird der Schaltteller angehoben bis die Stirnverzahnungen 16 und 17 außer Eingriff sind. Nunmehr ist der Schaltteller 5 frei drehbar und kann um eine Teilung fortgeschaltet werden. Nach beendetem Schaltvorgang· wird die obere Kolbenseite mit Druckflüssigkeit beaufschlagt. Hierdurch wird der Kolben 21 nach unten bewegt, so daß er den Schaltteller 5 nach unten zieht. Nunmehr werden die Werkstückaufηahmen mit ihren Stirnzahnun^en 1_6 in die Stirnzahnungen -]7 der gehäusefesten Plansche 6 und 7 hineingedrückt und dadurch eindeutig fixiert. Die Verspannung wird aufrechterhalten bis die Arbeitsvorrichtungen', die nach den gehäusefesten Zahnkränzen ausgerichtet sind, ihre Arbeit beendet haben und der Schaltteller erneut weitergeschaltet wird.

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Damit die Werkstückaufnahmen 8 bis 15 eindeutig und mit gleicher Kraft mit den Flanschen 6 und 7 verspannt und dabei Maßungenauigkeiten, z. B. Toleranzen in der Höhenlage der Auflageflanschen, ausgeglichen werden, ist der die Werkstückaufnahmen tragende Außenkranz des Schalttellers elastisch nachgiebig ausgebildet. Hierzu sind beim Ausführungsbeispiel in dem Außenkranz des Schalttellers zwischen den Werkstückaufnahmen :radiale Schlitze vorgesehen, die in Fig. 2 mit 24 bezeichnet sind. Auf diese Weise werden einzeln für sich federnde Tellersegmente gebildet. Der Schaltteller wird zweckmäßig so bemessen, daß die Durchfederung der Tellersegmente unter der an dem Kolben 21 angreifenden Druckkraft nicht mehr als ein Zehntel Millimeter beträgt.

Beim Ausführungsbeispiel ist der Schaltteller 5 i^ffi Bereich seines die Werkstückaufnahmen tragenden Außenkranzes durch eine Einsatz-Ringplatte 29» die nur in der Nähe ihres Innenrandes mittels Schrauben 3o befestigt ist, zweilagig ausgebildet. Die Einsatz-Hingplatte 29 ist zwischen den einzelnen Werkstückaufnahmen übereinstimmend mit der Tellerplatte radial geschlitzt. Durch die zweilagige Ausbildung des Außenkranzes des Schalttellers wird beim Durchfedern der einzelnen Tellersegmente unter der von dem Kolben 21 ausgeübten axialen Verspannkraft die wirkung eines Blattfederpakets erzielt.

Die Werkstückaufnahmen bestehen aus einem Spannfutter 31> das beispielsweise als Ziehkeilfutter ausgebildet ist, einem in dem bchaltteller 5 ^m^ einem Radiallager 33 niit etwas Spiel drehbar gelagerten Lagerflansch 32 und einem Flansch 34, der an seiner unteren Stirnseite die Stirnzahnung 16 aufweist· Alle diese Teile sind durch eine Schraube 35 s° zusammengehalten, daß die Werkstückaufnahme gegenüber dem Schaltteller mit einem kleinen axialen Spiel verdrehbar bleibt. Zum, Spannen und Entspannen der auf Schiebern 36 montierten Spannbacken ist in bekannter Weise eine Spannmutter 37 vorgesehen.

Die Übertragung der von dem Kolben 21 in seiner unteren Stellung über den Schaltteller 5 und die Werkstückaufnahmen auf die gehäusefesten Flanschen 6 und 7 wirkenden Axialkraft geschieht beim Ausführungsbeispiel jeweils durch vier in den Schaltteller

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eingesetzte Druckstücke, und zwar ein starres Druckstück 39 drei durch Tellerfedern 4-o belastete Druckstücke 41. Das starre Druckstück 39 ist jeweils dem -"-ußenrand des Schalttellers zugekehrt.

Die beim Bearbeiten der gespannten Werkstücke auftretende Kraft ■ wird von dem Spannfutter fast ausschließlich in der die Fig. 3 durch Pfeil 42 angedeuteten Richtung aufgenommen. Hierdurch wird ein Drehmoment ausgeübt, das die Werkstückaufnahme um den in Pig. 3 mi"fc ^3 bezeichneten Punkt zu kippen versucht. Diesem Drehmoment wird ein größeres Drehmoment entegegengesetzt, das von der Stützkraft an dem starren Druckstück 39 erzeugt ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Werkstückaufnahmen | während der Bearbeitung des Werkstücks fest in den Stirnverzahnungen 17 sitzen.

Die federbelasteten Druckstücke 41 dienen vor allem zur Aufnahme des Bearbeitungsdrehmomentes. Sie sind mit einer bestimmten Kraft durch die Tellerfedern 4o vorgespannt. Es genügen bereits wenige Zehntel Millimeter Weg, um die volle Vorspannkraft auf die Flanschplatte 34- zu übertragen. Das starre Druckstück 39 steht gegenüber den Druckstücken 41 um diese wenigen Zehntel Millimeter zurück, so daß die mindestens drei federbelasteten Druckstücke 41 ihre volle Kraft, die etwa ein Drittel der Gesamtkraft ausmacht, auf die Flanschplatte 3^ übertragen.

W Zum Schwenken der Werkstückaufnahmen um ihre Achse dient - wie in Fig. 3 dargestellt - in bekannter Weise ein Doppelritzel 43_} das auf einem mit der 'Tellerplatte 5 verschraubten Bolzen 44 drehbar gelagert ist. Beim Schalten des ochalttellers wird das Ritzel an einem gehäusefesten Zahnsegment 45 abgewälzt und gedreht. Entsprechend der.Zähnezahl des Segments 45 und des mit diesem in Eingriff stehenden Ritzels erfolgt über einen an der Werkstückaufnahme festen Zahnkranz 46 eine Teildrehung der Werkstückaufnahme, die beispielsweise 45 , 60 , 90 oder I8o betragen kann.

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Zum Fortsehalten des Schalttellers 5 ist - wie in Fig. ι angedeutet - in an sich bekannter Weise auf einer Steuerwelle 47 eine sinusförmig verlaufende Kurve 48 vorgesehen, die einen steigungslosen Eislauf und einen steigungslosen Auslauf hat und mit an einer auf der Schalttellerachse 4 sitzenden Scheibe 50 angeordneten Mitnehmerstiften 51 zusammenwirkt.

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Claims

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Ansprüche

)Schalttellermaschine zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer werstücke durch eine Mehrzahl von Werkzeugen mit auf dem periodisch um gleiche Winkel fortschaltbaren Schaltteller angeordneten, vorzugsweise um ihre Achse schwenkbaren Werkstückaufnahmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmen (8 bis 15) in dem heb- und senkbar angeordneten Schaltteller (5) mit Spiel gelagert sind und bei abgesenktem Schaltteller zum Indexieren ihrer Arbeitsstellung mit einer Stirnverzahnung (i<?) in eine entsprechende ortsfeste Stirnverzahnung (i7) eingreifen und sich darin abstützen, und daß der Schaltteller in seinem die Werkstückaufnahmen tragenden Außenkranz zur Erzielung eines fc gleichmäßigen Zahneingriffes der Werkstückaufnahmen gegenüber der ihn in seiner abgesenkten Lage haltenden Kraft elastisch nachgiebig ist.
2. Schalttellermaschine nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltteller (^) in seinem die Werkstückaufnahmen (8 bis tragenden Außenkranz zwischen den Werkstückaufnahmen radiale Schlitze (24) aufweist, die einzeln für sich federnde Segmente bilden.
3. Schalttellermaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltteller (5) in seinem die Werkstückaufnahmen tragenden Außenkranz durch eine Einsatz-Ringplatte (29) _}

P die nur in der Nähe ihres inneren Randes (mit Schrauben 3o)

befestigt ist, zur Erhöhung der Federungsfähigkeit zweilagig „ nach Art eines Blattfederpakets ausgebildet ist.
4. Schalttellermaschine nach Anspruch -j bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmen (8 bis 15) auf dem ochaltteller (5) über mindestens vier in diesen eingesetzte Druckstücke (39) 4o) abgestützt sind, von denen das jeweils dem Außenrand d,es Schalttellers zugekehrte (39) starr ist, während die übrigen (40) federnd nachgiebig sind.

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