DE2308984C2 - Schalttisch-Automat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einer. Schalttisch-Automaten zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung von auf einem Schalttisch festgespannten Werkstücken in mehreren Arbeitsstationen, bei dem der auf einem ortsfesten Untergestell mittels eines Zentralrohres um eine vertikale Achse drehbar gelagerte, von einem zugeordneten Antrieb schrittweise fortschaltbare Schalttisch in, den einzelnen Arbeitsstationen entsprechenden, Winkelstellungen gegen das Untergestell lagerichtig formschlüssig verriegelbar ist, wobei der Schalttisch vor der Ausführung jedes Schaltschrittes durch eine mittels eines koaxialen Hydraulikkolbens erzeugte Axialbewegung gegenüber dem Untergestell aus der Verriegelung mit dem Untergestell lösbar und nach der im entriegelten Zustand erfolgten Verdrehung durch eine entgegengesetzte Axialbewegung wiederum mit dem Untergestell formschlüssig verriegelbar ist und dem Schalttisch eine selbsttätig wirkende Zentriereinrichtung zugeordnet ist, durch die der Schalttisch während seiner entgegengesetzten Axialbewegung genau winkelrecht einzentrierbar ist.

Bei einem aus der DE-AS 16 52 956 bekannten Schafttisch-Automaten dieser Art wird die Verriegelung zwischen dem Schalttisch und dem Untergestell vor der Ausführung eines Schaltschrittes dadurch gelöst, daß der Schalttisch durch den Hydraulikkolben aus einer Stirnplanverzahnung ausgehoben wird, wobei die Verriegelung nach der Durchführung des Schaltschrittes durch Absenken des Schalttisches wieder hergestellt wird. Diese Hubbewegung des Schalttisches bedingt aber, daß alle die eingespannten Werkstücke von oben her bearbeitenden Werkzeuge aus dem Bereich des Schalttisches zurückgefahren sein müssen, bevor die Hubbewegung einsetzt, während andererseits die Gefahr besteht, daß insbesondere beim Einstellen Werkzeuge durch diese Hubbewegung zerstört werden. Das Zurückfahren und anschließende Wiederzustellen der Werkzeuge ist mit einem beträchtlichen Zeitaufwand verbunden, der bei schnellschaltenden Schalttisch-Automaten für hohe Leistungen nachteilig ins Gewicht fällt

Um dieses Ausheben des Schalttisches aus der die Verriegelung bewirkenden Verzahnung zu vermeiden,

ίο ist es aus dem DE-GM 19 84 886 bekanntgeworden, die Verriegelung dadurch zu lösen, daß ein das Verriegelungselement bildender Zahnring axial bewegt wird. Die axial verschiebliche Lagerung des Zahnringes bedingt aber notwendigerweise ein gewisses Spiel, das wiederum eine entsprechende Ungenauigkeit der Zentrierung ties Schalttisches in der Verriegelungsstellung mit sich bringt, die beispielsweise bei einer starr mit dem Untergestell verbundenen Verzahnung nicht vorhanden ist Davon abgesehen muß aber der Schalttisch auch bei dieser Konstruktion nach dem Lösen der Verriegelung geringfügig angehoben werden, um seine Schaltbewegung überhaupt zu ermöglichen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schalttisch-Automaten zu schaffen, der einerseits eine exakt lagerichtige Fixierung des Schaittisches während der Eingriffszeit der Werkzeuge ohne hohe Genauigkeitsanforderungen an dün Antrieb gewährleistet und der andererseits eine wesentliche Verkürzung der Anlaufwege der Werkzeuge und damit der Stückzeiten für die einzelnen Werkstücke ergibt

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Schalttisch-Automat erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttisch durch Absenken gegenüber dem Untergestell aus der Verriegelung lösbar und durch Anheben in die Verriegelung einschiebbar ist, und daß das Zentralrohr gegenüber dem einseitig durch ein Drucklager gegen das Zentralrohr abgestützten Hydraulikkolben drehbar gelagert ist.

Bei diesem Schalttisch-Automatfrr. können beispielsweise bei dem von oben her erfolgenden Gewindeschneiden die Gewindeschneidwerkzeuge bei Bearbeitungsbeginn in einem sehr kleinen Abstand von dem Werkstück stehen, so daß lange, gegebenenfalls im Eilgang zu durchfahrende Zustellwege entfallen, die einen erheblichen Teil der Taktzeitdauer ausmachen würden. Es ergeben sich deshalb kleine Taktzeiten. Andererseits wird bei der Schaltbewegung der Hydraulikkolben nicht mitgedreht, womit eine unerwünschte Beanspruchung der Kolben-Zylinderabdichtung vermieden wird. Auf diese Weise ist auch über eine längere Betriebszeit gewährleistet, daß der Schalttisch mit der er^forderlichen Kraft nach oben in seine Verriegelung gepreßt wird, so daß in den einzelnen Bearbeitungsstellungen des Schalttisches die notwendige axiale Starrheit gewährleistet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. I einen Schalttisch-Automaten gemäß der Erfindung in einer Teildarstellung unter Weglassung der Arbeitsstationen und deren zugeordneter Werkzeuge im axialen Schnitt in einer Seitenansicht,

Fig.2 den SchalttisclvAutomalen nach Fig. 1 in einer Seitenansicht im Ausschnitt und

Fig.3 den Schalttisch-Automaten nach Fig. I, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 1 in einer Draufsicht, in einem anderen Maßstab und im Ausschnitt.

Der in der Zeichnung dargestellte Sehalttisch-Automat dient zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung von auf einem bei 1 schematisch angedeuteten Schalttisch festgespannten Werkstücken, die im einzelnen nicht weiter dargestellt sind, in mehreren, ebenfalls nicht veranschaulichten Arbeitsstationen. In den Arbeitsstationen sind in an sich bekannter Weise Dreh- und Bohreinheiten mit zugeordneten Arbeitsspindeln vorhanden, die in Ständern geiidtert sind, welche mit dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Teil des Schalttisch-Automaten starr verbunden sind.

Der Schalttisch 1 ist drehfest mit einem Zentralrohr 2 verbunden, das in einem ortsfesten Untergestell 3 in einem Halslager 4 drehbar gelagert ist In dem Untergestell 3 ist eine koaxial zu dem Zentralrohr 2 angeordnete selbstzentrierende Zentriereinrichtung 5 untergebracht, die einen mit dem Untergestell 3 über Paßstifte 6 und nicht dargestellte Schrauben starr verbundenen, ortsfesten Teil 7 und einen mit diesem unter genau winkelrechter Einstellung des Schalttisches 1 in Eingriff bringbaren Eingriffsteil 8 aufweist, der über eine Druckscheibe 9 und Paßstifte sowie Schraubenbolzen 11 drehfest mit dem Zentralrohr 2 verbinden ist Der ortsfeste Teil 7 und der Eingriffsteil 8 der Zentriereinrichtung 5 sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei jeweils eine zusammenpassende Stirnplanverzahnung 10 aufweisende Verzahnungsringe gebildet, deren Verzahnung in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise auf einer im radialen Abstand außerhalb des Zentralrohres 2 koaxial zu diesem verlaufenden Kreisfläche angeordnet ist Die Zentriereinrichtung 5 ist innerhalb des Untergestelles 3 vollständig geschützt angeordnet, so daß sie der Einwirkung von Kühlwasser, Verschmutzungen etc. entzogen ist Dadurch, daß die Stirnplanverzahnung 10 im radialen Abstand zu dem Zentralrohr 2 verläuft, ergibt sich eine große Teilungsgenauigkeit der Verzahnungsringe.

Unterhalb der Druckplatte 9 ist in dem Untergestell 3 ein Hydraulikzylinder 12 mittels Schrauben 13 befestigt, in dem ein k .»axial zu dem Zentralrohr 2 angeordneter Hydraulikkolben 14 abgedichtet verschieblich geführt ist In den zwischen dem Hydraulikkolben 14 und dem Zylinder 12 begrenzten Zylinderraum 15 kann über eine nicht dargestellte Hydraulikleitung Druckflüssigkeit eingepreßt werden. Der Hydraulikkolben 14 stützt sich oben im Sereich seiner Stirnfläche 16 gegen die Druckplatte 9 ab; das Zentralrohr 2 ist durch ein Nadellager 17 drehbar gegenüber dem Hydraulikkolben 14 gelagert.

Das Zentralrohr 2 ist a.i seiner in dem Untergestell 3 liegenden freien Stirnfläche mit einer Kupplungsvorrichtung in Gestalt einer koaxialen Kupplungsplatte 18 starr verbunden, die eine zu dem Zentralrohr 2 koaxiale Stirnplanverzahnung 19 aufweist und auf der der Hydraulikkolben 14 auf der seiner Stirnfläche gegenüberliegenden Stirnfläche mittels eines Drucklagers 20 axial abgestützt ist Die Stirnplanverzahnung 19 der Kupplungsplatte 18 kann mit einer zugeordneten Stirnplanverzahnung 21 eines koaxial zu dem Zentral- &o rohr 2 in dem Untergestell 3 auf einer koaxialen Nabe 22 drehbar gelagerten Antriebszahnrades 23 in Eingriff gebracht werden, wie dies im einzelnen noch erläutert werden wird.

Das Antriebszahnrad 23 steht in der insbesondere aus F i g. 3 ersichtlicher, Weise mit einem, eine entsprechende Außenverzahnung 24 aufweisenden Hydraulikkolben 25 in Eingriff, der in ein<f₍n querverlaufend angeordneten Hydraulikzylinder 26 hin- und herversehjeblich gelagert ist Dem Hydraiilikkolben 25 kann durch wechselweise Beaufschlagung der an seinen beiden Stirnflächen angrenzenden Zylinderräume 27, 28 eir.e hin- und hergehende Bewegung erteilt werden, deren Hublänge wahlweise einstellbar ist Die Beaufschlagung der Zylinderräume 27, 28 geschieht über Hydraulikkanäle 29, 30, welche über nicht dargestellte Hydraulikventile mit einer nicht dargestellten Druckmediumquelle verbunden sind.

Der Hydraulikkolben 25 weist einen Längsschlitz 33 auf, in den ein durch die Wandung des Zylinders 26 durchgreifender Zapfen 34 eingreift welcher auf einem Kurbelarm 35 sitzt, der mit einer nach außen ragenden, in dem Untergestell 3 drehbar gelagerten Welle 36 drehfest verbunden ist Die Welle 36 trägt einen Betätigungsarm 37, der durch Federelemente 31, 32 rückgestellt wird (F i g. 2) und der auf der anderen Seite auf einen Grenztaster einwirkt

Oberhalb der Welle 36 ist in dem Untergestell 3 eine zweite Welle 38 drehbar gelagert, die mit der Kupplungsplane 18 gekuppelte Btiätigungsstifte 39 trägt und auf ihrem aus dem Untergestell 3 vorragenden Ende mit einem Betätigungshebel 40 verbunden ist Der Betätigungshebel 40 wirkt mit zwei Grenztastern 41,42 zusammen und wird durch ein Federelement 44 auf einen einstellbaren Anschalg 43 zurückgeführt

Der insoweit beschriebene Schalttisch-Automat arbeitet wie folgt:

Im Betriebszustand, d. h. während der Eingriffszeit der Werkzeuge auf die Werkstücke ist tier Zylinderraum 15 mit Druckmedium beaufschlagt, so daß der Hydraulikkolben 14 über die sich auf ihm abstützende Druckplatte 9 das Zentralrohr 2 mit dem daran sitzenden Schalttisch 1 in einem angehobenen Zustand hält in dem die Stirnplanverzahnung des Eingriffsteiles 8 in die Stirnplanverzahnung des ortsfesten Teiles 7 der Zentriereinrichtung 5 eingreift, so daß das Zentralrohr 2 mit dem Schalttisch 1 genau winkelrecht ausgerichtet gegenüber dem Untergestell 3 fixiert ist. In diesem Zustand ist die Stirnplanverzahnung 21 des Antriebszahnrades 23 ausgehoben, so daß keine Verbindung zwischen diesen beiden Teilen besteht

Soll der Schalttisch 1 um einen vorbestimmten Winkel weitergeschaltet werden, so wird der Zylinderraum 15 entlastet, so daß der Hydraulikkolben 14 unter dem Gewicht des Zentralrohres 2 und des Schalttisches 1 sich nach unten bewegt. Hierbei kommen die Stirnplanverzahnungen 10 der Zentriereinrichtung 5 außer Eingriff, während gleichzeitig die Stirnplanverzahnungen 19, 21 der Kupplungsscheibe 18 und des Antriebszahnrades 23 miteinander in Eingriff gebracht werden, so daß das Zentralrohr 2 mit dem Schalttisch 1 nunmehr mit dem Antriebszahnrad 23 gekuppelt und von der Zentriereinrichtung 5 freigegeben ist. Hierauf wird der Hydraulikkolben 25 durch ervtsprechande Beaufschlagung eines der Zylinderräume 27,28 in dem Zylinder 26 verschoben, wodurch das Antriebszahnrad 23 mit dem mit ihm gekuppelten Zentralrohr 2 eine entsprechende Vcdrehung um seine Drehachse erfährt. Die Längsbewegung des Hydraulikkolbens 25 und damit die Drehbewegung des Zentralrohres 2 kommen dann zum Stillstand, wenn der Hydraulikkolben 25 am Zylinderdeckel anläuft. Der Winkelwert, um den das Zentralrohr 2 verdreht worden ist, entspricht dann angenähert dem erJgültig<;n Winkelwert, um den der Schalttisch 1 exakt verdreht werden muß. Eine Verstelleinrichtung ist bei 51 vorgesehen.

Sowie der Hydraulikkolben 25 zur Ruhe gekommen ist, wird der Zylinderraum IS wieder mit Druckmedium beaufschlagt, was zur Folge hat, daß der Hydraulikkolben 14 über die Druckplatte 9 das Zentralrohr 2 mit dem Schalttisch 1 wieder anhebt, so daß die Stirnverzahnun- <> gen 19, 21 der Kupplungsplatte 18 und des Antriebszahnrades 23 wieder außer Eingriff kommen. Bei dieser Hubbewegung des Zentralrohres 2 und des Schalttisches 1 kommen die Stirnplanverzahnungen des ortsfesten Teiles 7 und des Eingriffsteiles 8 der in Zentriereinrichtung 5 miteinander in Eingriff. Hierbei gleiten die Zähne der miteinander in Eingriff kommenden Stirnplanverzahnungen 10 aufeinander, wodurch das Zentralrohr 2 um den kleinen Betrag noch verdreht wird, der zur exakten, winkelrechten Einstellung des ii Schalttisches 1 erforderlich ist, so daß schließlich die exakte winkelrechte Ausrichtung des Schalttisches 1 durch die Zentriereinrichtung 5 bestimmt ist.

Anstelle einer aus zwei stirnverzahnten Verzahnungsringen bestehenden Zentriereinrichtung 5 könnten auch auf einem entsprechenden Kreisbogen rings um das Zentralrohr 2 verteilt angeordnete Prismen mit zugeordneten Prismenaufnahmen vorgesehen werden. Außerdem wäre es denkbar, anstelle eines Hydraulikantriebes zur Erzeugung der Drehbewegung des Zentralrohres 2 beispielsweise einen pneumatischen oder einen elektrischen wie auch einen mechanischen Antrieb vorzusehen. Außerdem besteht in einer abgewandelten Ausführungsform auch die Möglichkeit, die Hubbewegung des Zentralrohres 2 und des Schalttisches 1 z. B. auf pneumatischem Wege zu erzeugen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schalttisch-Automat zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung von auf einem Schalttisch festgespannten Werkstücken in mehreren Arbeitsstationen, bei dem der auf einem ortsfesten Untergestell mittels eines Zentralrohres um eine vertikale Achse drehbar gelagerte, von einem zugeordneten Antrieb schrittweise fortschaltbare Schalttisch in, den einzelnen Arbeitsstationen entsprechenden, Winkelstellungen gegen das Untergestell lagerichtig formschlüssig verriegelbar ist, wobei der Schalttisch vor der Ausführung jedes Schaltschrittes durch eine mittels eines koaxialen Hydraulikkolbens erzeugte Axialbewegung gegenüber dem Untergestell aus der Verriegelung mit dem Untergestell lösbar und nach der im entriegelten Zustand erfolgten Verdrehung durch eine entgegengesetzte Axialbewegung wiederum mit dem Untergestell formschlüssig verriegelbar ist und dem Schalttisch eine selbsttätig wirkende Zeiltriereinrichtung zugeordnet ist, durch die dsr Schalttisch während seiner entgegengesetzten Axialbewegung genau winkelrecht einzentrierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalttisch (1) durch Absenken gegenüber dem Untergestell (3) aus der Verrieglung lösbar und durch Anheben in die Verriegelung einschiebbar ist, und daß das Zentralrohr (2) gegenüber dem einseitig durch ein Drucklager (20) gegen das Zentralrohr (2) abgestützten Hydraulikkolben (14) drehbar gelagert ist.