DE2248053B2 - Vorrichtung zum bearbeiten, insbesondere zum haerten von zwischen werkstueckhaltern einspannbaren werkstuecken - Google Patents

Description

H> Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, Im besonderen befaßt sich die Erfindung mit Vorrichtungen dieser Art, die zur Härtung von Werkstücken aus härtbarem Material durch induktives Erwärmen und nachfolgendes

Abschrecken in einem Tauchbad dienen.

Vorrichtungen dieser Art sind z. B. aus der DT-OS 15 31 785 bekannt Sie weisen den Nachteil auf, daß ζ. Β. bei Störungen der Werkstückzuführung am Eingang der Vorrichtung durch erfolglose Einspannvorgänge an den Werkstücken der Arbeitstakt der Vorrichtung unterbrochen und das Werkstück aus der Einspannstation manuell entfernt werden muß. Werkstücke, die bereits den Bearbeitungsgang durchlaufen, können deshalb unbrauchbar werden, da beispielsweise ein bereits ausreichend erwärmtes Werkstück nicht rechtzeitig zur Abschreckung gelangt und damit unbrauchbar wird.

An Maschinen mit mehreren Bearbeitungsstationen, denen die zu bearbeitenden Werkstücke mittels zugehöi iger Transportvorrichtungen nacheinander zu geführt werden, ist es bekannt (vgl. z. B. US-PS 34 80 941), daß Transportfehler an den Werkstücken, die das Werkstück in seiner jeweils eingenommenen Station belassen, zu Maschinenstörungen führen, die durch entsprechende Fehlerkontrollvorrichtungen be hebbar sind. Die einzelnen Bearbeitungsstationen werden deshalb durch Werkstücküberwachungsvorrichtungen überwacht, wobei beim Eintreten einer Fehlfunktion die Bearbeitungsvorrichtung in ihrer Gesamtheit stillgesetzt wird.

Entsprechend ist bereits erörtert worden, die Anordnung an Vorrichtungen der eingangs näher bezeichneten Art derart zu treffen, daß die Bearbeitung der einzelnen Werkstücke nach dem Einspannen von der erfolgreichen Einspannung der einzelnen Werkstük ke abhängig gemacht wird. Die entsprechende Ausbil dung solcher Vorrichtungen führt jedoch zu einer erheblichen Verlängerung der Taktzeiten und damit zu einer zugehörigen Leistungsminderung, die mit der Reduktion des Durchsatzes verbunden ist.

so Die Erfindung befaßt sich deshalb mit der Aufgabe, Vorrichtungen der eingangs näher bezeichneten Art dahin zu verbessern, daß bei einem erfolglos verlaufenden Einspannvorgang an einem Werkstück in der Einspannstation das einzuspannende Werkstück zu rückgehalten wird, ohne daß der normale Bearbeitungs ablauf in der Vorrichtung gestört oder verzögert wird.

Erfindungsgemäß wird dieses an Vorrichtungen der eingangs näher bezeichneten Art dadurch erreicht, daß die Fördervorrichtung als Hubbalkenförderer mit einem

bo Festbalkensystem, dessen letzte Werkstückaufnahme mit den Werkstückhaltern der Transportvorrichtung, die jeweils in der Einspannstation befindlich sind, fluchten^ angeordnet ist, und mit einem Hubbalkensystem ausgebildet ist, daß das Hubbalkensystem mit

h^r> einem Antrieb zum Erzeugen von Hubbalkenbewegungen in beiden Umlaufrichtungen längs des vorgesehenen Hubbalkenweges und zum Anhalten des Hubbalkensystems in einer unter dem Festbalkensystem

liegenden und als Ausgangs- und Endposition für einen Förderschritt dienenden ersten Ruheposition und in einer über dem Festbalkensystem liegenden zweiten Kuheposition gekuppelt ist und das eine erste Prüfvorrichtung zum Feststellen einer korrekt erfolgten Einspannung eines Werkstücks in den Werkstückhaltern, die in der Einspannstation befindlich sind, vorgesehen ist, deren Ausgangssignal auf den Antrieb der Transportvorrichtung und den Antrieb des Hubbalkenförderers steuernd einwirkt.

Die Ausbildung kann dabei bevorzugt derart getroffen sein, daß die Steuerung der Antriebsvorrichtungen in der Weise erfolgt, daß an ein und demselben Werkstück, das einem erfolglosen Einspannversuch unterworfen worden war, ein oder mehrere Einspannversuche durch Umsteuerung der Transportbewegung der vorgesehenen Fördervorrichtung unternommen werden.

Die Zeichnungen erläutern ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung. Dem Ausführungsbeispiel sind gleichzeitig weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Ausbildung entnehmbar.

Fig.! der Zeichnungen zeigt eine Maschine nach der Erfindung schematisch in einem Längsschnitt

F i g. 2 zeigt die Maschine nach F i g. 1 in einer Schnittdarstellung längs der Linie I-I in F i g. 1.

Die Vorrichtung weist ein Gestell 1 auf, in dem ein Behälter 2 zur Aufnahme einer Abschreckflüssigkeit angeordnet ist Über dem Behälter 2 ist in Lagern 3 (Fig.2) im Gestell 1 eine Welle 4 drehbar gelagert, welche ein Trägersternpaar mit drei jeweils gegeneinander um 120° versetzten Trägerarmpaaren 5 trägt, wobei die Welle 4 mit dem Trägersternpaar mit einem an sich bekannten Antrieb 6 (Fig.2) zur Erzeugung einer Teildrehung des Trägersternpaares um jeweils 120° verbunden ist. Jedes der Trägerarmpaare 5 enthält zwei Pinolen 7, wobei, wie z. B. in der DT-PS 15 33 958 näher beschrieben, als Kraftspeicher wirkende Druckfedern vorgesehen sind, welche die Pinolen 7 aufeinander zu in ihre Einspannstellung zu bewegen trachten. Zum Bewegen der Druckfedern voneinander weg gegen die Kraft der Druckfedern in ihre Ausspannstellung dienen an dem Gestell 1 (F i g. 2) angeordnete Betätigungsvorrichtungen 8, deren Verstellstangen 9 in den Ruhestellungen des Trägersternpaares mit jeweils einem Trägerarmpaar 5 zugeordneten Verstellbolzen 10 fluchten. Die Verstellstangen 9 bzw. die Verstellbolzen 10 tragen jeweils in Ausbildung einer ersten Prüfvorrichtung Schaltnocken 11,12 die mit Endlagenschaltern 13,13' (F i g. 2) bzw. 14 (F i g. 1) zusammenwirken. Zum rotierenden Antrieb von jeweils einer (in F i g. 2 linkerhand dargestellten) Pinole 7 jedes Pinolenpaares ist ein Planetengetriebe 15 vorgesehen.

Jedes der drei Trägerarmpaare 5 kann durch Teildrehung der Welle 4 (F i g. 1) von einer Einspannstation 16 über eine Aufheizstation 17 zu einer Abschreck- und Ausspannstation 18 bewegt werden.

Zum Zuführen der Werkstücke 19 zur Einspannstation 16 dient ein Hubbalkenförderer 20, der neben einem Festbalkensystem 21 ein Hubbalkensystem 22 aufweist, welches, an einem als doppelten Kurbeltrieb ausgebildeten Antrieb 23 angelenkt, mit dessen Hilfe einer kreisförmigen Translationsbewegung unterworfen werden kann. Das Festbalkensystem 21 weist mehrere Werkstückaufnahmen 24 auf, wobei die in Förderrichtung letzte Werkstückaufnahme 24' des Festbalkensystems mit dem sich gerade in der Einspannstation 16 befindlichen Pinolenpaar fluchtet. Zum Feststellen, ob sich in der letzten Werkstückaufnahme 24' ein Werkstück befindet, ist in der Einspannstation als zweite Prüfvorrichtung ein mit einem Fühlerhebel ausgerüsteter Endschalter 25 (F i g. 2) angeordnet.

In der Aufheizstation 17 ist ein zum induktiven Erhitzen der Werkstücke dienender Induktor 26 vorgesehen, der über den Hebel 27 mit einem den Induktor 26 speisenden und in einem Gehäuse 28 untergebrachten Transformator 29 auf übliche Weise eine starre Einheit bildet, welche über die Welle 30 im Gestell 1 verschwenkbar gelagert ist. Durch Verschwenken dieser Einheit im Sinne der Pfeile 31 kann der Induktor 26 aus seiner in F i g. 1 dargestellten Arbeitsstellung am Werkstück 19 in eine Ruhestellung bzw. von dieser wieder zurück gebracht werden.

In dem Behälter 2, der bis zur Oberkante eines Überlaufes 32 mit Abschreckflüssigkeit 33 gefüllt ist, befindet sich eine Abschreckbrause 34, die auf ein in die Abschreck- und Ausspannstation 18 verbrachtes Werkstück wirkt. Zum Austragen der in dieser Station 18 ausgespannten Werkstücke aus dem Behälter 2 bzw. zum Deponieren dieser Werkstücke auf eine Ablage 35 außerhalb des Behälters 2 ist ein Kettenförderer 36 vorgesehen.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet nun wie folgt:

Während des Betriebes der Vorrichtung befinden sich die durch das Planetengetriebe 15 angetriebene Pinolen 7 und damit die zwischen den Pinolen 7 eingespannten Werkstücke 19 ständig, d. h. unabhängig davon, ob das Trägersternpaar nun ruht oder eine Teildrehung vornimmt, in Rotation. Nach Beendigung der induktiven Erhitzung eines sich gerade in Aufheizposition 17 befindlichen Werkstückes 19 wird zunächst der Induktor 26 aus seiner Aufheizstellung in seine Ruhestellung geschwenkt. Danach erfolgt eine Teildrehung des Trägersternpaares um 120°, wodurch das eben aufgeheizte Werkstück in die Abschreck- und Aus spannstation 18 und ein in der Einspannstation 16 eingespanntes neu zu erhitzendes Werkstück 19 in die Aufheizstation 17 übergeführt werden. Gleichzeitig mit dem Rückschwenken des Induktors 26 in seine Aufheizstellung und der nachfolgenden Einleitung der induktiven Aufheizung wird an der zur Einspannstation 16 gehörigen pneumatischen Betätigungsvorrichtung 8 mittels deren Verstellstange 9 der Verstellbolzen 10 des sich gerade in der Einspannstation 16 befindlichen Trägerarmpaares 5 (in F i g. 2 nach links) verschoben, wodurch die zugehörigen Pinolen 7 zur Vorbereitung der Einspannung eines Werkstückes in ihre Ausspannstellung verbracht werden, was mittels einer durch den Schaltnocken 11 an der Verstellstange 9 erfolgenden Betätigung eines Endschalters 13 rückgemeldet wird.

Durch diese Rückmeldung eingeleitet läuft nun ein Förderschritt des Hubbalkenförderers 20 ab, bei dem das Hubbalkensystem 22 aus seiner in F i g. 1 dargestellten ersten Ruheposition mit Hilfe des doppelten Kurbeltriebes 23 in einer Translationsbewegung längs

ho eines vollen Kreises 37 bewegt und in der genannten ersten Ruheposition wieder angehalten wird. Bei diesem Förderschritt des Hubbalkenförderers 20 wird nun mittels des Hubbalkensystems 22 ein Werkstück 19' von der — in der Richtung auf die Einspannstation zu —

h> vorletzten Werkstückaufnahme 24" am Festbalkensystem 21 in dessen letzte Werkstückaufnahme 24' übergeführt, wo es nun mit den Pinolen 7 des sich gerade in der Einspannstation 16 befindlichen Trägerarmpaares

5 fluchtet. Ausgelöst durch die Beendigung dieses Förderschrittes, bei gleichzeitiger Rückmeldung des Vorhandenseins eines Werkstückes 19' in der letzten Werkstückaufnahme 24" mittels des Endschalters 25, wird nun in der zur Einspannstation 16 gehörigen Betätigungsvorrichtung 8 die Verstellstange 9 wieder in ihre Ausgangsstellung (d. h. in F i g. 2 nach rechts) bewegt und das Erreichen dieser Ausgangsstellung durch die Betätigung des Endschalters 13' rückgemeldet. Durch diese Bewegung der Verstellstange 9 wird ι ο der Verstellbolzen 11 am Trägerarmpaar 5 entlastet und daher die Pinolen 7 unter der Kraft ihrer Druckfedern gegen ihre Einspannstellung bewegt, wodurch bei regulären Verhältnissen das Werkstück 19' zwischen den Pinolen 7 zur Einspannung gelangt. Haben die r> Pinolen 7 dabei einen die korrekte Einspannung des Werkstückes kennzeichnenden Abstand voneinander erreicht, betätigt der Schaltnocken 12 auf dem Verstellbolzen 10 einen (aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nur in F i g. 1 dargestellten) Endschalter 14, wodurch die korrekte Einspannung des Werkstückes 19 rückgemeldet wird. Durch diese Rückmeldung bei gleichzeitig bestehender Meldung der Ausgangsstellung der Verstellstange 10 wird eine weitere Teildrehung der Welle 4 des Trägersternpaares freigegeben, die dann nach Beendigung der induktiven Aufheizung des sich gerade in der Aufheizstation befindlichen Werkstückes 19' ausgelöst wird.

Erfolgt nun eine Rückmeldung des Erreichens der Ausgangsstellung der Verstellstange 9, ohne daß eine korrekte Einspannung rückgemeldet wurde, obwohl durch den Endschalter 25 das Vorhandensein eines Werkstückes in der letzten Werkstückaufnahme 24' gemeldet ist, wird eine erneute Verschiebung der Verstellstange 9 gegen den Verstellbolzen 10 und damit ein erneutes Überführen der Pinolen 7 in ihre Ausspannstellung eingeleitet. Nach erfolgtem Erreichen dieser Ausspannstellung bewirkt dessen Rückmeldung eine Umsteuerung der Bewegungsrichtung des doppelten Kurbeltriebes 23 und die Einleitung einer zur Förderbewegung entgegengesetzt verlaufenden Bewegung des Hubbalkensystems 22, mit der dieses Hubbalkensystem 22 von seiner unter dem Festbalkensystem 21 gelegenen ersten Ruheposition in eine in F i g. 1 mit 38 angedeuteten zweiten Ruheposition übergeführt wird, und dabei das nicht zur Einspannung gelangte Werkstück 19' aus der Werkstückaufnahme 24' am Festbalkensystem 21 aufnimmt und aus dem Bereich der Pinolen 7 bringt. Das Anhalten des Hubbalkensystems 20 in seiner zweiten Ruheposition wird durch einen geeigneten (in den Figuren nicht dargestellten) Endschalter bewirkt bzw. rückgemeldet. Diese Rückmeldung, mit der eine erneute Umsteuerung der Bewegungsrichtung des doppelten Kurbeltriebes 23 erfolgt, leitet nun erneut das Überführen der Verstell- v> stange 9 in ihre Ausgangsstellung ein und bewirkt dabei durch Betätigung des Endschalters 13' mittels des Schaltnockens 11, gemeinsam mit der Rückmeldung der zv/eiten Ruheposition des Hubbalkensystems 22 die Freigabe einer weiteren Teildrehung von Welle 4 mit wi Trägersternpaar, und ferner eine vorläufige Blockierung jeder weiteren Bewegung des Hubbalkensystems 22 und die Auflösung eines akustischen oder optischen Signals. Das nicht zur Einspannung gelangte Werkstück 19' kann nun durch den Bedienungsmann von dem sich in ιλ seiner zweiten Ruheposition befindlichen Hubbalkensystem 22 entfernt werden, ohne daß der Härtungsablauf des sich bereits in der Aufheizstation 17 befindlichen Werkstückes 19 störend beeinflußt wird. Eine darauffolgende Entblockierung durch den Bedienungsmann mittels eines geeigneten Schalters gibt das Hubbalkensystem 22 für einen erneuten Förderschritt frei, der nun statt von der ersten Ruheposition von der zweiten Ruheposition des Hubbalkensystems 22 aus erfolgt.

Wird nun, nach Beendigung eines Förderschrittes des Hubbalkenförderers 20, mittels des Endschalters 25 kein Vorhandensein eines Werkstückes 19' in der letzten Werkstückaufnahme 24' rückgemeldet, d.h. fand bei dem Förderschritt kein Transport von der vorletzten (24") auf die letzte Werkstückaufnahme 24' statt, so wird nach Überführen der Pinolen 7 in ihre Einspannstellung entweder direkt die Einleitung einer weiteren Teildrehung von Welle 4 mit Trägersternpaar freigegeben oder, wenn die vorgesehene Taktzeit zum Behandeln der Werkstücke genügend lang ist, ein weiterer Förderschritt des Hubbalkenförderers 20 eingeleitet. Wenn nun das Vorhandensein eines Werkstückes 19' in der letzten Werkstückaufnahme 24' rückgemeldet wird, verläuft der Behandlungsablauf wie vorher normal weiter.

Da eine erfolglose Einspannung eines Werkstückes nicht immer durch die Eigenart des speziellen Werkstückes 19', sondern auch durch eine zufällige nicht exakte Auflage in der Werkstückaufnahme 24' bedingt sein kann, erfolgt gemäß einer Variante der Vorrichtungssteuerung an dem Werkstück 19' eine vorgegebene maximale Anzahl von zusätzlichen Einspannversuchen und erst danach, wenn diese Einspannversuche erfolglos verlaufen sind, die Blockierung der Bewegung des Hubbalkensystems 22 bzw. die Auslösung des akustischen oder optischen Signals, welches den Bedienungsmann zum Entfernen des nicht einspannbaren Werkstückes veranlaßt.

Jeder dieser zusätzlichen Einspannversuche wird dadurch eingeleitet, daß, ohne daß die Pinolen 7 wieder in ihre Einspannstellung verbracht werden, das Hubbalkensystem 22 sofort nach Erreichen seiner zweiten Ruheposition durch eine Bewegung in Förderrichtung wieder in seine erste Ruheposition verbracht und dabei das Werkstück 19' erneut in die letzte Werkstückaufnahme 24' übergeführt wird; wonach die Pinolen 7 zur Einspannung des Werkstückes 19' in ihre Einspannstellung übergeführt werden. Bei erfolgreich verlaufenen Einspannversuch wird der Bewegungsablauf nun in derselben Weise fortgeführt, wie wenn kein erfolglos verlaufener Einspannversuch stattgefunden hätte. Ist der Einspannversuch hingegen erneut erfolglos verlaufen, wird das Hubbalkensystem 22 wieder in seine zweite Ruheposition übergeführt.

Diese zusätzlichen Einspannversuche können entweder — wenn die zur Verfügung stehende Taktzeit ausreicht — nacheinander während eines einzigen Taktes ausgeführt oder über mehrere aufeinanderfolgende Takte aufgeteilt werden, bevor das Signal, das den Bedienungsmann zum Entfernen des nicht einspannbaren Werkstückes 19' veranlaßt, ausgelöst wird. Im zweiten Falle wird — wie man leicht einsieht — für einen zusätzlichen Einspannversuch der Förderschritt des Hubbalkenförderers 20 jeweils statt von der ersten Ruheposition des Hubbalkensystems 22 von dessen zweiten Ruheposition aus vorgenommen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere zum Härten, von zwischen Werkstückhaltern einspannbaren Werkstücken, bestehend aus einer in einem Gestell drehbar gelagerten Transportvorrichtung mit mehreren im Winkelabstand voneinander um ihre Drehachse verteilt angeordneten Werkstückhaltern, einem mit der Transportvorrichtung gekuppelten Antrieb zur absatzweisen Drehung derart, daß die Werkstückhalter schrittweise aus einer Einspannstation über mindestens eine Bearbeitungsstation in eine Ausspannstation und erneut in die Einspannstation zyklisch transportiert werden, wobei der Einspannstation eine Zufördervorrichtung zur selbsttätigen Zuführung der Werkstücke zu den Werkstückhaltern, die in der Einspannstation angeordnet sind, zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufördervorrichtung als Hubbalkenförderer (20) mit einem Festbalkensystem (21), dessen letzte Werkstückaufnahme (24') mit den Werkstückhaltern (7) der Transportvorrichtung (4, 5), die jeweils in der Einspannstation (16) befindlich sind, fluchtend angeordnet ist, und mit einem Hubbalkensystem (22) ausgebildet ist, dal) das Hubbalkensystem (22) mit einem Antrieb (23) zum Erzeugen von Hubbalkenbewegungen in beiden Umlaufrichtungen längs des vorgesehenen Hubbalkenweges und zum Anhalten des Hubbalkensystems in einer unter dem Festbalkensystem liegenden und als Ausgangs- und Endposition für einen Förderschritt dienenden ersten Ruheposition und in einer über dem Festbalkemsystem liegenden zweiten Ruheposition (38) gekuppelt ist und daß eine erste Prüfvorrichtung (12, 14) zum Feststellen einer korrekt erfolgten Einspannung eines Werkstücks (19') in den Werkstückhaltern (7), die in der Einspannstation (16) befindlich sind, vorgesehen ist, deren Ausgangssignal auf den Antrieb der Transportvorrichtung und den Antrieb (23) des Hubbalkenförderers (20) steuernd einwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Einspannstation (16) zugeordneten Werkstückaufnahme (24') des Festbalkensystems (21) eine zweite Prüfvorrichtung (25) zur Ermittlung eines in dieser Werkstückaufnahme befindlichen Werkstücks angeordnet ist und daß das Ausgangssignal dieser Vorrichtung auf den Antrieb des Hubbalkenförderers steuernd einwirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstückhalter gegeneinander gegen Rückstellkräfte verstellbare Pinolen (7) vorgesehen sind, die über Betätigungsvorrichtungen (8) verstellbar und deren Stellung mittels Endlagenschalter (13, 13') kontrollierbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Überführen des Hubbalkensystems (22) mit dem erfolglos eingespannten Werkstück (19') in seine zweite Ruheposition (38) — zwecks Ausführung eines zusätzlichen Einspannversuches — das Hubbalkensystem (22) durch eine Bewegung im Sinne der Förderbewegung von seiner zweiten in seine erste Ruheposition verbracht, ein weiterer Einspannvorgang vorgenommen und bei erfolglos verlaufenen Einspannvorgang das Hubbalkensystem (22) wieder in seine zweite Ruheposition (38) zurückgebracht wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an demselben Werkstück (19') eine vorgegebene Anzahl von Einspannversuchen ausgeführt wird, bevor es als nicht einspannbar vom Hubbalkensystem (22) entfernt wird.