DE2347035A1 - Vorrichtung zum behandeln, insbesondere zum induktiven haerten von werkstuecken - Google Patents

Description

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Vorrichtung zum Behandeln, Insbesondere zum induktiven Härten von Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere z.Uin induktive Härten von jeweils eineir Drehachse aufweisenden werkstücken, wie Achsen, Wellen und dergleichen, mit Hilfe eines um vorgegebene Teilwinkel drehbaren Trägeraternpaares, das TrägerarmpaaiT* mit jeweils zwei gegeneinander bewegbaren Pinolen zum Einspannen der Werkstücke aufweist und welches zum schrittweisen Transport der Werkstücke von einer Einspannstation über eine oder mehrere Behandlungsstatiorien zu einer Ausgangsstation dient, und mit einer Werkstückeiiifiabevorrichtung zum schrittweisen Transport der Werkstücke von einer Eingabestation über eine .oder mehrere Zwischenstationen zur Einspannstation am Trägersternpaar.

Eine solche Vorrichtung wurde in der älteren deutschen Patentanmeldung P 22 4ö o5J·Λ vorgeschlagen. Dabei ist es bei der Behandlung bestimmter Werkstücktypen hohen Schlankheitsgrades, wie z.B. bei bestimmten im Kraftfahrzeugbau verwendeten Achsen und Wellen, meist vorteilhaft, die Werkstücke während des induktiven Härtens einem RichtprozeiJ zu unterziehen. Dies geschieht vorzugsweise mit Hilfe von Richtrollen, die jeweils einem pinolonpaar zugeordnet/im Trägerstornpaar drehbar bzw. mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die anliegende Werkstückoberfläche antriebbar gelagert sind.Dabei können die Richtroilen z.B. so angeordnet werden, daii ein zu behandelndes Werkstück während seiner fjinspaiinung einefBiegebeanspruchuhg unterworfen ist (USA-PS J 5L>2 ojo). Für viele zwecke genügt es dabei, wenn die

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Richtrollen mit starrer Achse im Trägersternpaar gelagert sind, d.h.. die Biegebeanspruchung eines 'Werkstückes jeweils durch den Einspannvorgang hergestellt wird. Bei einer solchen Richtrollenanordming ist der Aufbau des Trägersternpaares wesentlich vereinfacht.

Vorrichtungen dieser Art finden vorzugsweise in der Kraftfahrzeugindistrie Verwendung. · In der Praxis werden sie dabei wegen, ihres hohen Werkstückdurchsatzes nur selten für die Serienanfertigung an einem einzigen Werkstücktyp, z.B. an immer denselben Wellentypen eines bestimmten Fahrzeugmodells verwendet, sondern die Vorrichtung wird meist zum Härten von zwei oder drei meist nur geringfügig, z.B· im Schaftdurchmesser und/oder in der Länge unterschiedlichen Vellentypen verwendet.

Für diesen Fall ist es bekannt, jeweils für jeden Wellentyp wegen des ungewünschten Aufwandes einer Speicherung der Wellen innerhalb der Fertigungsstralien - eine nicht zu grolie Serie zu härten, wonach die Vorrichtung für den nächsten Wellentyp umgerichtet werden muli.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere zum induktiven Härten von werkstücken anzugeben, bei welcher der Vorrichtung mehrere unterschiedliche Werkstücktypen zwecks Behandlung in beliebiger Reihenfolge zugeführt werden. Urarichtzeiten an der Vorrichtung entfallen, bzw. eine Speicherung für die einzelnen Weilentypon kann weitgehend entfallen.

Diese Aufgabe wird durch die erfinduiigsgemäße Vorrichtung gelöst, die daruch gekennzeichnet ist, dal) das Trägersternpaar für seine Trägerarmpaarβ unterschiedliche,Jeweils bestimmten Werkstücktypon zugeordnete Einspannmittel typen aufweist, die jeweils aus einem Pinolenpaar mit zugehörigen Richtmitteln bestehen,daß in der in Transportrichtung

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letzten zwischenstation der Werkstückeingabevorrichtung eine erste prüfvorrichtung vorgesehen ist zum Feststellen des jeweils anstehenden Werkstücktyps und zur Abgabe eines dem festgestellten Werkstücktyp entsprechenden Prüfsignals erster Art, sowie eine zweite Prüfvorrichtung zum Feststellen des in der Einspannstation anstehenden Einspannmitteltyps und zur Abgabe eines dem festgestellten EinspannmitteIstyp entsprechenden prüfsignals zweiter Art und daß eine von den Prüfsignalen erster und zweiter Art beeinflußte steuereinrichtung für den Antrieb der Eingabevorrichtung und für die Auslösung dos Einspannvorganges an dem in der Einspannstation anstehenden Trägerarmpaares vorgesehen ist. in einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfinderische Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung durch einen Hubbalkenförderer, gebildet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren eingehend erläutert.

Fig· 1 zeigt in einer Teildarstellung eine Vorrichtung zum induktiven Oberflächenhärten von Werkstücken wie Wellen, Achsen u. dgl. im Schnitt.

Die Vorrichtung weist ein Gestell 1 auf, in dem ein Behälter 2 zur Aufnahme einer Abschreckflüssigkeit ]} angeordnet ist. Über dem Behälter 2 ist im Gestell 1 eine Welle k drehbar gelagert, welche ein Trägersternpaar mit J jeweils um 12o gegeneinander versetzten Trägerarmpaaren 5 "trägt. Diese Welle k ist mit einem (in der Figur nicht dargestellten) Antrieb zur Erzeugung von Teildrehungen des Trägersternpaares um jeweils 12o verbunden. Jedes der Trägerarmpaare 5 enthält zwei pinolen, die wie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 532 9*i>'5 näher be & einrieben, geeignet sind, die zu behandelnden Werkstücke 6, zwischen ihren Spitzen einzuspannen, sowie ein an einem Riehtrolloubock 7 gelagertes Richtrollenpaar &_f welches wie in der IISA-I'atenischrirt i 5t>ü ojo beschrieben, so angeordnet ist, daß da-i. belniiHli; I te Werkstück 6, 6 wälirend seiner Einspannung unter tier l;-]-kmiß cies etwa in üar Mitte der Werkstücklängserstrockunr, i.i'-re if enden Kichtrollenpaares b einer Biegebei:.n:.;.ruchiii!i i.-itf rworfen wird. Die Rollen des Richtrollenpaares

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sind dabei mit in Bezug auf die Werkstückeinspännachsen starren Achsen drehbar gelagert, derart, daß jedem der Trägerarmpaarβ 5 ein durch einen bestimmten Schaftdurchmesser gekennzeichnete Werkstücktyp, zugeordnet ist. Das in der beschriebenen Vorrichtung nach Fig. 1 verwendete Trägersternpaar 5 ist für zwei verschiidene Werkstückdurchmesser ausgelegt, und zwar sind zwei der Trägerarmpaare dem größeren Werkstück-Schaftduhchmeeser und das •dritte Trägerarmpaar dem kleineren Schaftdurchmesser zugeordnet. Jedes der Trägerarmpaare 5 kann durch die erwähnte Teildrehung der Welle *» um jeweils 12o von einer Einspannstation 9 über eine Aufheizstation Io zu einer Abschreck- und Ausspannstaion 11 bewegt werden. Zum Zuführen der Werkstücke 6, 6 dient ein Hubbalkenförderer 12, der neben einem Festbalkensystem IJ ein Hubbalkensystem 1*4 aufweist, welches an einem doppelten Kurbeltrieb 15 anlenkt, mit dessen Hilfe einer kreisförmigen Translattaionsbewegung unterworfen werdei kann. Das Fest-^ balkensystem l'J weist mehrere Werkstückaufnahmen 16 auf, wobei die in Förderrichtung letzte We riKstückauf nähme Ib" des Festbalkensystems 13 mit der Werkstück-Einspannachse des sich gerade in der Einspannstation 9 befindlichen 'frägeraruipaares 5 fluchtet.

In der in Förderrichtung dos Hubbalkenförderers 12 vorletäen Werkstückaufnahme 16 des Festbalkerisystems IJ ist eine erste Prüfvorrichtung 17 vorgesehen, die jeweils ein dem Typ des in ihr abgelegten Werkstückes kennzeichnendes Signal abgibt.

in der Aufheizstation Io ist ein zum induktiven Erhitzen der Werkstücke 6,6 dienender Induktor lfc> vorgesehen, der mit einem in der Figur nicht dargestellten und den induktor speisenden Transformator auf übliche weise eine starre Einheit bildet und im Sinne des Pfeiles 19 verschwenkbar angeordnet ist, sodaü er von seiner in Fig.l dargestellten Arbeitsteilung am Werkstück 6 in eine Ruhestellung aus dieser wieder zurück gebracht werden kann.

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in dem Behälter, der bis zur Oberkante eines Überlaufes 2o mit Abschreckflüssigkeit gefüllt ist, befindet sich eine Abschreckbrause 21, die auf ein in die Abschreckstation 11 verbrachtes Werkstück 6 wirkt. Zum Austragen der in dieser station 11 ausgespannten Werkstücke 6 aus dem Behälter 2 ist zwecks weiterer Abführung ein Kettenförderer 22 vorgesehen. An dem Gestell 1 ist eine mit 2J angedeutete zweite prüfvorrichtung vorgesehen, die durch den schaltnocken 24 des sich gerade in der Einspannstation 9 befindlichen Trägersternpaares 5 jeweils derart betätigt wird,'daß die prüfvorrichtung 2_j ein den Typ der Einspannvorrichtung dieses Trägersternpaares 5 kennzeichnendes signal abgibt.

Anhand von Fig. 2 wird die prüfvorrichtung 17 näher erläutert. Ein in der in Förderrichtung des Hubbalkenförderers 12 vorletzten Werkstückaufnahme 16 des Festbalkensystems l'J abgelegtes Werkstück 6 oder 6 bringt den axial verschiebbaren Fühlstift 26 der prüfvorrichtung 17 in eine dem Durchmesser des abgelegten Werkstückes kennzeichnende stellung. Der Fühlstift 26 steuert die Stellung des Abgriffes eines mit 27 angedeuteten Potentiometers .Das vom Potentiometerabgriff abgenommene elektrische Signal ist also vom Durchmesser dQ.s in der Werkstückablage 16 abgelegten Werkstückes (6,6) abhängig. Die prüfvorrichtung 2J ist ähnlich aufgebaut wie die prüfvorrichtung I7, nur daß sie von einem Schaltnocken 2k gesteuert wird.

Die Vorrichtung arbeitet nun wie folgt;

Nach Beendigung der induktiven Erhitzung eines sich gerade in Aufheizposition befindlichen Werkstückes 6 wird der induktor Ib aus seiner Aufheizstellung in die Ruhestellung geschwenkt. Danach erfolgt eine Teildrehung des TTägex"-sternpaares um 12o , wodurch- das eben.aufgeheizte Werkstück in die Abschreck- und Ausspannstation 11 und ein in der Einspannstation 9 eingespanntes neu zu erhitzendes werkstück 6 in die Aufheizstation 11 übergeführt werden.

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Gleichzeitig mit dem Rückschwenken des Induktors Ib in seine Aufheizstellung und der nachfolgenden Einleitung der induktiven Aufheizung, löst der zugehörige Schaltnocken Zk des eich, nun in Einspannstation befindlichen Trägerarmpaares 5 in der zweiten Prüfvorrichtung 2,'j ein Signal aus, das dem diese* Trägerarmpaar zugeordneten Einspannmitteltyp entspricht. in einer von. den Signalen dpr Prüfvorrichtung I7 bzw. 2'J beeinflußten und in der Figur nicht dargestellten Steuervorrichtung wird nur dann ein Signal zur Auslösung eines Einspannvorgangs abgegeben, wenn die anliegenden Signale bei-der Prüfvorrichtungen einander entsprechen, d.h. wenn das zur Einspannung vorgesehene werkstück zum Einspannmitteltyp des sich in der Einspannstation 9 befindlichen Trägerarmpaares paßt.

Der Einspannvorgang selbst, der nicht Gegenstand der Erfindung ist, besteht, in dem automatischen Überführen der Pinolen des sich in der Einspannstation 9 befindlichen Trägerarmpaares in ihre Ausspannstellung, der nachfolgenden Auslösung eines Förderschrittes des Hubbalkenförderers 12, bei dem das Werkstück 6 aus der in Förderrichtung vorletzten Werkstückauf nahine (L6 * des Festbalkensystems l'J in die mit den pinolen in der Einspannstätion 9 fluchtende letzte Werkstückaufnahme 16 " übergeführt wird, und in der darauffolgenden Überführung der Pinolen in ihre Einspannstellung, wodurch das Werkstück 6 bzw. 6 zwischen den Pinolen eingespannt wird, ist bei dem während des Einspannvorgangs durchgeführten Förderschrittes des Hubbalkenförderer s 12, bei welchem das einzuspannende Werkstück 6 (bzw· 6 ) von der vorletzten Workstückablage 16 in die letzte Werkstückablage 16 übergeführt wurde, ein weiteres Werkstück in die vorletzte Werkstückablage 16 gelangt, folgen unmittelbar weitere Förderschritte des Hubbalkenförderers 12, so lange, bis diese vorletzte Werkstückablage 16 wieder mit einem weiteren vom Hubbalkenförderer 12 herbeigeführten Werkstück 6, 6 besetzt ist.

Bei der Lage, des Trägersternpaares zu dem anstehende η Werkstück 6, die aus der in Fig. 1 dargestellten Lage durch eine Trägerarmpaar—Teildrehung im Uhrzeigersinn um 12o ent—

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standen ist, passen das zur Einspannung vorgesehene Werkstück 6 zum in der Einspannstation 9 anstehenden Einspannmxtteltyp, sodaß der Einspannvorgang durchgeführt wird«, schon vor der Beendigung der induktiven Erhitzung des sich in Aufheizposition Io befindlichen Werkstückes werden die pinolen des sich in der Abschreck- und Aussp_annstation 11 befindlichen Trägersternpaares in ihre Ausspannstellung gebracht, das eingespannte Werkstück dadf|uch freigegeben und auf dem Kettenförderer 22 abgelegt, von dem es aus dem Behälter 2 heraus abtransportiert wird. Der Arbeitszyklus ist dann jeweils mit dem Beenden der induktiven Erhitzung des sich gerade in der Aufheizetation Io befindlichen Werkstückes 6 beendet, wobei diese Beendigung jeweils den nächsten Arbeitszyklus auslöst.

Stimmt nun der Typ der Signale, die von der ersten bzw. und der zweiten Prüfvorrichtung abgegeben werden,nicht überein, so wird kein Einspannvorgang,ausgelöst, die gleichzeitige eingeleitete induktive Erhitzung eines Werkstückes aber weitergeführt, und nach Beendigung der Erhitzung wie vorher der nächste Arbeitszyklus ausgelöst. Dies geschieht jeweils solange, bis der Typ der signale der ersten und zweiten prüfvorrichtung übereinstimmen und während der beginnenden Erhitzung eines sich in der Aufheizstation befindlichen Werkstückes , wie bereits weiter oben beschrieben, der Einspannvorgang an dem anstehenden werkstück in die zu ihm passenden Einspannelemente bzw. Richtuiittel des sich in der Einspannstaion 9 befindlichen Trägersternpaares 5 bewerkstelligt . wird.

Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es also möglich, die zwei unterschiedlichen Werkstücktypen - unabhängig davon in welcher Reie^hnf olge sie dem Eingang 25 des Hubbalken~ förderers zugeführt werden - in dieser beliebigen Reihenfolge zu behandeln.

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Claims (2)

Patentansprüche

1./Vorrichtung zum in beliebiger Reieginfolge Behandeln, insbesondere zum induktiven Härten von unterschiedlichen Typen jeweils eine Drehachse aufweisender Werkstücke, wie . Achsen, Wellen und dergleichen, mit einem um vorgegebene Teilwinkel drehbaren Trägersternpaar, das Trägerarmpaare mit jeweils zwei gegeneinander bewegbaren Pinolen zum Einspannen der Werkstücke aufweist' , und welches zum schrittweisen Transport der Werkstücke von einer Einspannstation über eine oder mehrere Behandlungsstationen zu einer Ausspannetation dient, und mit einer Werkstückeingabevorrichtung zum schrittweisen Transport der Werketücke von einer Eingabeetation über ein oder mehrere ZwischenstafcLonen zur Einspannstation am Trägersternpaar, dadl^u,ch gekennzeichnet, daß das Trägersternpaar für seine Trägerarmpaare (5) unterschiedliche, jeweils bestimmten Werkstücktypen (6,6) zugeordnete Einspannmitteltypen aufweist, die jeweils aus einem Pinolenpaar mit zugehörigen Richtmitteln (7»⁰) bestehen, daß\in der in Transportrichtung letzten Zwischenstation (16«) der Werkstück-· eingabevorrichtung eine erste Prüfvorrichtung (17) vor- " gesehen ist zum Feststellen des jeweils anstehenden Werkstücktyps (6,6 ) und zur Abgabe eines dem festgestellten Werkstücktyp entsprechenden Prüfsignals erster Art, sowie •ine zweite Prüfvorrichtung (23) zum Feststellen des in der Einspannstation (9) anstehenden Einspannmitteltyps und eur Abgabe eines dem festgestellten Einspannniitteltyp entsprechenden Prüfsignals zweiter Art«und daß eine von

j den Prüfsignalen erster und zweiter Art beeinflußte

j ■ -Steuereinrichtung für den Antrieb der Eingabevorrichtung

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ORlGSNAL INSPECTED

und für die Auslösung des Einspannvorganges an dem in
Einspannstation (9) anstehenden Trägerarmpaar (5) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung durch einen Hubbalkenförderer gebildet ist.

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