DE2347035C3 - Vorrichtung zum Behändem, insbesondere zum induktiven Härten von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere zum induktiven Härten von jeweils eine Drehachse aufweisenden Werkstücken, wie Achsen, Wellen u.dgl., mit Hilfe eines um vorgegebene Teilwinkel drehbaren Trägersternpaares, 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 Ausgangsstation dient, und mit einer Werkstückeingabevorrichtung zum schrittweisen Transport der Werkstücke von einer Eingabestation über eine oder mehrere Zwischenstationen zur Einspannstation am Trägersternpaar.

Eine solche Vorrichtung wurde in dem älteren deutschen Patent 22 48 053 (DE-PS 22 48 053) 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 Richtprozeß zu unterziehen. Dies geschieht dann z. B. mit Hilfe von Richtrollen, die jeweils einem Pinolenpaar zugeordnet im Trägersternpaar drehbar bzw, mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die anliegende Werkstückoberfläche antreibbar gelagert sind. Dabei können die Richtrollen z. B, so angeordnet werden, daß ein zu behandelndes Werkstück während seiner Einspannung einer Biegebeanspruchung unterworfen ist (US-PS 35 62 030), Für viele Zwecke genügt es dabei, wenn die Richtrollen mit starrer Achse im Trägersternpaar gelagert sind, d. h. die Biegebeanspruchung eines

ίο Werkstückes jeweils durch den Einspar.-ivorgang

hergestellt wird. Bei einer solchen RichtroIIenanord-

nung ist der Aufbau des Trägerstempaares wesentlich

vereinfacht \

Vorrichtungen dieser Art finden vorzugsweise in der

Kraftfahrzeugindustrie 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 Weilentypen verwendet.
An Sortiervorrichtungen zum Sortieren von kontinuierlich zugeführten Bandabschnitten verschiedener Länge (DE-AS 12 05 260) ist es bekannt, vor einer Weiche, die an eine Gutförderstrecke anschließt, die einzelnen Bandafcchnitte vor der Weiche mittels Prüfvorrichtungen hinsichtlich ihrer Abmessungen abzutasten und zugehörige Prüfsignale einer Steuereinheit zu melden, die ihrerseits die nachgeschaltete Weiche zur Sortierung der Werkstücke entsprechend steuert
Ferner ist es bekannt (DE-AS 12 65 655), zur lagerichtigen Eingabe von scheibenförmigen Werkstükken in Fließbandstraßen die Werkstücke mittels einer Lageabtastvorrichtung abzutasten und die Werkstücke je nach dem Abtastergebnis in einem drehbaren Aufnahmeorgan gegebenenfalls zu wenden und sie danach abzugeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Behandeln, insbesondere zum induktiven Härten von Werkstücken, so auszubilden, daß der Vorrichtung mehrere unterschiedliche Werkstücktypen zwecks Behandlung in beliebiger Reihenfolge zugeführt werden können, so daß Umrichtzeiten an der Vorrichtung entfallen bzw. eine Speicherung für die einzelnen Werkstücktypen weitgehend entfallen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Trägersternpaar für seine Trägerarmpaare unterschiedliche, jeweils bestimmten Werkstücktypen zugeordnete Einspannmitteltypen aufweist, die jeweils aus einem Pinolenpaar mit zugehörigen Richtmitteln bestehen, daß ferner in der in Transportrichtung vorletzten 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 Einspannmitteltyps 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 des Einspannvorganges an dem in der Einspannstation anstehenden Trägerarm-

paar vorgesehen ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfinderische Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung durch einen Hubbalkenförderer gebildet ist, s

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren eingehend erläutert

F i g. 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 3 angeordnet ist Ober dem Behälter 2 ist im Gestell 1 eine Welle 4 drehbar gelagert, welche ein Trägersternpaar mit drei jeweils um 120° gegeneinander versetzten Trägerarmpaaren 5 beträgt Diese Welle 4 ist mit einem (in der Figur nicht dargestellten) Antrieb zur Erzeugung von Teildrehungen des Trägersternpaares um jeweils 120° verbunden. Jedes der Trägerarmpaare 5 enthält zwei Pinoien, die, wie z. B. in der deutschen Patentschrift 15 33 958 näher beschrieben, geeignet sind, die zu behandfinden Werkstücke 6,6' zwischen ihren Spitzen einzuspannen, sowie ein an einem RichtroL'enbock 7 gelagertes Richtrollenpaar 8, welches, wie in der US-Patentschrift 35 62 040 beschrieben, so angeordnet ist, daß das behandelte Werkstück 6, 6' während seiner Einspannung unter der Wirkung des etwa in der Mitte der Werkstücklängserstreckung angreifenden Richtrollenpaares 8 einer Biegebeanspruchung unterworfen wird. Die Rollen des Richtrollenpaares 8 sind dabei mit in bezug auf die Werkstückeinspannachsen starren Achsen drehbar gelagert derart daß jedem der Trägerarmpaare 5 ein durch einen bestimmten Schaftdurchmesser gekennzeichneter Werkstücktyp zugeordnet ist Das in der beschriebenen Vorrichtung nach F i g. 1 verwendete Trägersternpaar 5 ist für zwei verschiedene Werkstückdurchmesser ausgelegt, und zwar sind zwei der Trägerarmpaare dem größeren Werkstück-Schaftdurchmesser und das dritte Trägerarmpaar dem kleineren Schaftdurchmesser zugeordnet Jedes der Trägerarmpaare 5 kann durch die erwähnte Teildrehung der Welle 4 um jeweils 120° von einer Einspannstation 9 über eine Aufheizstation 10 zu einer Abschreck- und Ausspannstation 11 bewegt werden. Zum Zuführen der Werkstücke 6, 6' dient ein Hubbalkenförderer 12, der neben einem Festbalkensystem 13 e^:,n Hubbalkensystem 14 gifweist, welches an einem doppelten Kurbeltrieb 15 angelenkt ist und mit dessen Hilfe einer kreisförmigen Bewegung unterworfen werden kann. Das Festbalkensystem 13 weist so mehrere Werkstückaufnahmen 16 auf, wobei die in Fördei richtung letzte Werkstückaufnahme 16" des Festbalkensystems 13 mit der Werkstück-Einspannachse des sich gerade in der Einspannstation 9 befindlichen Trägerarmpaares 5 fluchtet

In der in Förderrichtung des Hubbalkenförderers 12 vorletzten Werkstückaufnahme 16' des Festbalkensystems 13 ist eine erste Prüfvorrichtung 17 vorgesehen, die jeweils ein dem Typ des in ihr abgelegten Werkstückes entsprechendes Signal abgibt.

In der Aufheizstation 10 ist ein zum induktiven Erhitzen der Werkstücke 6, 6' dienender Induktor 18 vorgesehen, der mit einem in der Figur nicht dargestellten, den Induktor speisenden Transformator auf übliche Weise eine feste Einheit bildet und im Sinne des Pfeiles 19 verschwenkbar angeordnet ist, so daß er von seiner in F i g. 1 dargestellten Arbeitsstellung am Werkstück 6 in eine Ruhestellung bzw. aus dieser wieder zurückgebracht werden kann.

In dem Behälter, der bis zur Oberkante eines Überlaufes 20 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 23 angedeutete zweite Prüfvorrichtung vorgesehen, die durch den Schaltnocken 24 des sich gerade in der Einspannstation 9 befindlichen Trägersternpaares 5 jeweils derart betätigt wird, dab die Prüfvorrichtung 23 ein den Typ des Einspannmittels dieses Trägersternpaares 5 kennzeichnendes Signal abgibt

Anhand von F i g. 2 wird die Prüfvorrichtung 17 näher erläutert Ein in der in Förderrichtung des Hubbalkenförderers 12 vorletzten Werkstückaufnahme 16' des Festbalkensystems 13 abgelegtes Werkstück 6 oder 6' bringt den axial verschiebbaren Fühlstift 25 der Prüfvorrichtung 17 in eine dem Durchmesser des abgelegten Werkstückes entsprechende Stellung. Der Fühlstift 25 steuert die Stellung des Abgriffes eines mit 26 angedeuteten Potentiometers. Das vom Potentiometerabgriff abgenommene elektrische Signal ist also vom Durchmesser des in der Werkstückablage 16' abgelegten Werkstückes 6, 6' abhängig. Die Prüfvorrichtung 23 ist ähnlich aufgebaut wie die Prüfvorrichtung 17, nur daß sie von einem Schaltnocken 24 gesteuert wird.

Die Vorrichtung arbeitet nun wie folgt:

Nach Beendigung der induktiven Erhitzung eines sich gerade in Aufheizposition befindlichen Werkstückes 6 wird der Induktor 18 aus seiner Aufheizstellung in die Ruhestellung geschwenkt Danach erfolgt eine Teildrehung des Trägersternpaares um 120°, wodurch das eben aufgeheizte Werkstück in die Abschreck- und Ausspannstation 11 und ein in der Einspannstation 9 eingespanntes zu erhitzendes neues Werkstück 6' in die Aufheizstation 11 übergeführt werden.

Gleichzeitig mit dem Rückschwenken des Induktors 18 in seine Aufheizstellung und der nachfolgenden Einleitung der induktiven Aufheizung löst der zugehörige Schaltnocken 24 des sich nun in Einspannstation befindlichen Trägerarmpaares 5 in der zweiten Prüfvorrichtung 23 ein Signal aus, das dem diesem Trägerarmpaar zugeordneten Einspannmitteltyp entspricht. In einer von den Signalen der Prüfvorrichtung 17 bzw. 23 beeinflußten und in der Figur nicht dargestellten Steuervorrichtung wird nur dann ein Signal zur Auslösung eines Einspannvorgangs abgegeben, wenn die anliegenden Signale beider Prüfvorrichtungen einander entsprechen, d. h. wenn das zur Einspannung vorgesehene Werkstück zum Einspannmitteltyp des •:ich in der Einspannstation 9 befindlichen Trägerarmpaares paßt.

Der Einspannvorgang selbst, der nicht Gegenstand der Erfindung ist, besteht in dem automatischen Überführen der Pinoien des sich in der Einspannstation 9 befindlichen Trägerarmpaares 5 in ihre Ausspannstellung, der nachfolgenden Auslösung eines Förderschrittes des Hubbalkenförderers 12, bei dem das Werkstück 6 aus der in Förderrichtung vorletzten Werkatückaufnahme 16 des Festbalkensystems 13 in die mit den Pinoien in der Einspannstation 9 fluchtende letzte Werkstückaufnahire 16" übergeführt wird, und in der darauffolgenden Überführung der Pinoien in ihre Einspannstellung, wodurch das Werkstück 6 bzw. 6'

zwischen den Pinolen eingespannt wird. Ist bei dem während des Einspannvorgangs durchgeführten Förderschritt des Hubbalkenförderers 12, bei welchem das einzuspannende Werkstück 6 (bzw. 6') von der vorletzten Werkstückablage 16' in die letzte Werk-Stückablage 16" übergeführt wurde, ein weiteres Werkstück in die vorletzte WerkstUckablage 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 Trägersterripaares zu dem anstehenden Werkstück 6, die aus der in Fig. 1 daigestellten Lage durch eine Trägerarmpaar-Teildrehung im Uhrzeigersinn um 120° entstanden ist, passen das zur Einspannung vorgesehene Werkstück 6 zum in der Einspannstation 9 anstehenden Einspannmitteltyp, so uau der Einspannvorgang durchgeführt wnii. Suiiun vor der Beendigung der induktiven Erhitzung des sich in Aufheizposition 10 befindlichen Werkstückes weiden die Pinolen des sich in der Abschreck- und Ausspannstation 11 befindlichen Trägersternpaares in ihre Ausspannstellung gebracht, das eingespannte Werkstück dadurch freigegeben und auf dem Kettenförderer 22 abgelegt, von dem es aus ihm Behälter 2 heraus abtransportiert wird. Der Arbeitszyklus ist dann jeweils mit dem Beenden der induktiven Erhitzung des sich gerade in der Aufheizstation 10 befindlichen Werkstükkes 6 beendet, wobei diese Beendigung jeweils den nächsten Arbeitszyklus auslöst.

Stimmt nun der Typ der Signale, die von der ersten und der zweiten Prüfvorrichtung abgegeben werden, nicht überein, so wird kein Einspannvorgang ausgelöst, die gleichzeitig 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. Richtnv'i-.;!

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Trägersternpaares 5 bewerkstelligt wird.

Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es also möglich, die zwei unterschiedlichen Werkstücktypen — unabhängig davon in welcher Reihenfolge sie dem Eingang 25 des Hubbalkenförderer zugeführt werden — in dieser beliebigen Reihenfolge zu behandeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere zum induktiven Härten von unterschiedlichen Typen jeweils eine Drehachse aufweisender Werkstücke, wie Achsen, Wellen u. dgl, mit einem um vorgegebene Teilwinkel drehbaren Trägersternpaar, das Trägerarmpaare mit jeweils zwei gegeneinander bewegbaren Pinolen zum Einspannen der Werkstükke aufweist und welches zum schrittweisen Transport der Werkstücke von einer Einspannstation über eine oder mehrere Behandlungsstationen zu einer Ausspannstation dient, und mit einer Werkstückeingabevorrichtung zum schrittweisen Transport der Werkstücke von einer Eingabestation über ein oder mehrere Zwischenstationen zur Einspannstation am Trägersternpaar, dadurch 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, 8) bestehen, daß ferner in der in Transportrichtung vorletzten Zwischenstation (16') der Werkstüclceingabevorrichtung (12) eine erste Prüfvorrichtung (17) vorgesehen ist zum Feststellen des jeweils anstehenden Werkstücktyps (6,6') und zur Abgabe eines dem festgestellten Werkstücktyp entsprechenden Prüfsignals erster Art sowie eins zweite Prüfvorrichtung (23) zum Feststellen des in der Einspannstation (9) anstehenden Einspannmitteltyps und zur Abgabe eines dem festgestellten Einspannmitteltyp entsprechenden Prüfsignals zweit ei Art, und daß eine von den Prüfsignalen erste· und zweiter Art beeinflußte Steuereinrichtung für den An' rieb der Eingabevorrichtung und für die Auslösung des Einspann vorganges an dem in der Einspannstation (9) anstehenden Trägerpaar (5) vorgesehen ist
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (12) durch einen Hubbalkenförderer gebildet ist