DE2402261A1

DE2402261A1 - Bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE2402261A1
Application number: DE2402261A
Authority: DE
Inventors: Hisamine Kobayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-01-19
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1974-07-25
Also published as: JPS532234B2; GB1453517A; JPS4996393A; FR2214556A1; FR2214556B1; DE2402261C3; DE2402261B2; IT1009570B; US3898767A

Description

PATENTANWÄLTE *

Ing. HaNS PUCHERf
DipL-Phys. REINFRIED Frhr. v. SCHORLEMER

3506 HELSA/KASSEL · MARIENQRUND 3

TELEFON: (05405) 2367

D 4509 Hisamine Kobayashi, Nagoya, Aichi, Japan

Bearbeitungsmaschine

Bei bekannten Beaxbe'itungsinaschinen können die Bearbeitungsbehälter automatisch angehoben bzw. gesenkt und die Werkstücke während der Bearbeitung automatisch hin- und herbewegt werden. Derartige Bearbeitungsmaschinen besitzen gedoch den Uachteil, daß die Werkstücke oder Werkstückhalter durch das Bedienungspersonal sowohl an die Bearbeitungsmaschine heran- bzw. von dieser wegtransportiert als auch in den Bearbeitungsbehälter überführt bzw. aus diesem wieder herausgeholt werden müssen. Das Bedienungspersonal muß den gesamten Bearbeitungszyklus daher ständig sehr genau überwachen. Dies ist insbesondere deshalb nachteilig, weil sich die Art und/oder Größe der zu bearbeitenden Werkstücke häufig ändert und weil bei der Bearbeitung schwerer Werkstücke große körperliche Kräfte aufgewendet werden müssen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Bearbeitungsmaschinen besteht darin, daß die Werkstücke in diesen nur in horizontaler Richtung hin- und herbewegt werden, um aufgrund der Berührung und Reibung mit dem Bearbeitungsmaterial bearbeitet zu werden. Bei Verwendung bestimmter, insbesonderer gebogener Werkstücke ist der Bearbeitungswirkungsgrad relativ kle.in und die Bearbeitung relativ ungleichförmlgo

Der. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile ctoüh Schaffung einer vollautomatischen Bearbeitungs-

maschine zu vermeiden, "bei der die Bewegung der Werkstücke im Bearbeitungsb ehält er der "besonderen Form der Werkstücke angepaßt werden kann.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einspannen der Werkstücke während der Bearbeitung, wobei diese Einrichtung an einem hin- und herbewegbaren Arm befestigte Klemmbacken und Mittel zur Veränderung der Stellung der Werkstücke während ihrer Hin- und Herbewegung aufweist, ferner durch eine Einrichtung zum Anhalten des Arms an einer vorgewählten Stelle nach jedem BearbeitungsVorgang, ferner durch eine Einrichtung zum An- und Abtransport der Werkstücke zur bzw. von der vorgewählten Stelle, und durch eine Polgesteuerung zur Steuerung der verschiedenen Verfahrensschritte während eines Bearbeitungszyklus.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß das Bedienungspersonal nur noch zum Be- bzv/. Entladen des Werkstückhalters bzw« der zum An- und Abtransport der Werkstücke verwendeten Einrichtung benötigt wird, während alle anderen Vorgänge einschließlich der an die Form der Werkstücke angepaßten Hin- und Herbewegung der Werkstücke automatisch durchgeführt werden. Hierdurch wird nicht nur Personal eingespart., sondern auch eine optimal gleichförmige Bearbeitung und ein hoher Wirkungsgrad erreicht.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet·

Die Erfindimg wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenj

Pig. 1 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine;

Fig« 2 ein© Seitenansicht der Bearbeitungsmaschine, nach Fig. 1;

409830/0868

Pig. 3 die vergrößerte Seitenansicht einer Einrichtung zur Hin- und Herbewegung eines Schlittens;

Pig. 4 Begrenzungsschalter für die Bewegung eines Bearbeitungsbehälters;

Pig. 5 und 6 in zwei Ansichten eine Einrichtung zum Anhalten der Werkstücke nach ihrer Bearbeitung an einer vorgewählten Stelle;

Pig. 7 schematisch die Lage von zwei Endabschaltern; Pig. 8 schematisch die Lage weiterer Endabschalter;

Pig. 9 die Draufsicht auf einen mit Kraftfahrzeugstoßstangen beladenen Werkstückhalter;

Pig.10 eine Seitenansicht des Werkstückhalters nach Pig. 9»

Pig. 11 schematisch die Hin- und Herbewegung der Werkstücke längs einer vorgewählten Bahn;

Pig.12 schematisch den Ablaufplan der Bearbeitungsmaschine; Pig.13 bis 15 Schaltpläne der Bearbeitungsmaschine;

Pig.16 einen Schaltplan des hydraulischen Systems der Bearbeitungsmaschine ;

Pig.17 die teilweise geschnittene Vorderansicht eines weiteren AusführungsbeispieOs der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Hin- und Herbewegen der Werkstücke;

Pig.18 die Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung der Bearbeitungsmaschine;

Pig.19 bzw. 20 eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht der Zufuhr- und Entnahmeeinrichtung nach Pig. 18;

Pig.21 die Seitenansicht einer Antriebsvorrichtung für die Werkstückhalter;

409830/0868

Pig· 22 einen Begrenzungsschalter zum Anhalten des Werkstückhalters in einer "bestimmten Stellung;

Pig. 23 bzw. 24 die Torderansicht bzw. Draufsicht einer Einrichtung zur .Änderung der Bewegungsrichtung eines Schlittens; und

!Pig. 25 die teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rades des Schlittens gemäß Pig. 23 und 24.

Gemäß Pig. 1 und 2 enthält eine erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine zunächst vier vertikale Säulen 1a bis 1d, die eine horizontale Traverse 2 tragen. Im vorderen und unteren Bereich der Säulen 1a und 1b ist ein lisch 3 aufgestellt, an dessen beiden Längsseiten zwei Gestelle 4a und 4b zur Aufnahme von horizontal angeordneten, senkrecht zur Traverse verlaufenden Schienen 5a und 5b vorgesehen sind, die zum Transport eines Schlittens 6 dienen, der vier Räder 7a bis 7d aufweist. Gemäß Pig. 3 kann der Schlitten β mittels eines am Tisch 3 befestigten Zylinders 8 hin- und herbewegt werden, an dessen Kolbenstange 9 ein Plansch 10 befestigt ist, an dem zwei durch eine Welle 12 verbundene Ritzel 11a und 11b drehbar gelagert sind, die mit je einer oberen, an der Unterseite des Schlittens 6 befestigten Zahnstange 13a bzw. 13b und mit $e einer unteren, auf der Tischoberfläche befestigten Zahnstange 14a und 14b zusammenwirken, so daß der Schlitten 6 durch Ausfahren der Kolbenstange 9 relativ zum Tisch 3 bewegt werden kann. Da das Moment des Schlittens 6 doppelt so groß wie das der Kolbenstange 9 ist, kann der Schlitten 6 durch vergleichsweise kleinere Auslenkungen der Kolbenstange 9 über größere Strecken transportiert werden.

Auf dem Schlitten 6 sind zwei Aufnahmehülsen 15a und 15b Aufnahme eines Werkstückhalters 16, 16a und 16b montiert, is. welchem Werkstücke 17, z.B. Stoßstangen für Kraftfahrzeuge, gehaltert sind. Unterhalb des Tisches sind Rutschen 18a "as.fi

409830/088

2A02261

18b sowie Auffanggefäße 19a und 19b zur Aufnahme von bearbeiteten Werkstücken bzw. Bearbeitungsmittel angeordnet, die während der Bearbeitung herabfallen.

Gemäß Pig. 2 sind die Schienen 5a und 5b durch Schienen 20a und 20b verlängert, die bis in eine Bearbeitungseinrichtung verlängert sind und zum Einfahren des Schlittens β in die Bearbeitungseinrichtung dienen. Unterhalb der Schienen 20a und 20b ist ein Bearbeitungsbehälter 21 angeordnet, dessen Breite kleiner als der Abstand der beiden Schienen 20a, 20b ist und an dessen Seiten zwei Tragarme 22a und 22b befestigt sind. Der Bearbeitungsbehälter 21 ist mit Bearbeitungsmittel verschiedener Größe und Form (z.B. granular, glojular oder dergleichen) gefüllt. Es werden beispielsweise solche Schleifoder Bearbeitungsmittel verwendet, die durch anorganische oder organische Bindemittel zusammengesetzt sind oder durch Sintern der unbearbeiteten, in feine Körner zermahlenen Mineralien des Aluminiumoxids und Siliciumdioxids oder durch Anfügen von organischen Körnern wie Kastanienschalen und Tannenzapfenkernen an granuläre Schleifmittel erhalten werden. Die Wahl des Bearbeitungsmittels hängt in jedem Fall von der Art und/oder dem Verwendungszweck der zu bearbeitenden Werkstücke ab.

An beiden Enden der Traverse 2 sind nach oben ragende Hörner 23a und 23b zur Aufnahme von Zylindern 24a und 24b vorgesehen, die mit ihren äußeren Enden in der Spitze der Hörner 23a und 23b befestigt und um kleine Winkel schwenkbar sind. Die entgegengesetzten. Enden der zugehörigen Kolbenstangen 25a und 25b sind an den Tragarmen 22a und 22b angelenkt, so daß der Bearbeitungsbehälter 21 bei Druckerhöhung auf den Kolbenstangenseiten der Zylinder 24a und 24b angehoben wird. Befindet sich zn diesem Zeitpunkt der Schlitten 6 auf den Schienen 20a und 20b, dann wird dieser ebenfalls angehoben.

Auf den oberen Enden der Säulen 1a und 1b sind die beiden Enden eines horizontalen Rahmens 26 befestigt, an dessen

409830/0868

Längsseiten Pührungen 27a und, 27b befestigt sind, die zur Lagerung und Führung der" iiihrungsrollen 29a bis 29d eines hin- und herbewegbaren Arms 28 dienen und dessen Bewegungsbahn festlegen·

Am unteren Teil des Arms 28, mit dem außerdem ein Zylinder 30 verbunden ist, sind Klemmbacken 32a bis 32d in Form von Kniehebeln schwenkbar befestigt. Eine Verbindungsschiene 31 für die Klemmbacken ist mit der Kolbenstange 30a des Zylinders 30 verbunden. Die unteren Enden der Klemmbacken 32a bis 32d sind hakenförmig ausgebildet und dienen zum Einspannen des Werkstückhalters 16, 16a und 16b. Zwei an der VerMndungsschiene 31 befestigte vertikale Führungszapfen 33a und 33b dienen zur Korrektur der Bewegungsrichtung der Verbindungsschiene 31· Einer der beiden iiihrungszapfen 33a, 33b ist außerdem mit einem Anschlag 34 versehen, der beim Einspannen des Werkstückhalters 16 auf Endabschalter 1S6 und LS7 einwirkt. Wenn die Kolbenstange 30a des Zylinders 30 gesenkt wird, dann werden die Klemmbacken 32a bis 32d unter Freigabe des Werkstückhalters nach außen geschwenkt, während der Werkstückhalter 16, 16a, 16b beim Anheben der Kolbenstange 30a zwischen den Klemmbacken fest eingespannt wird·

Zur Versteifung des Rahmens 26 sind Versteifungsprofile 35a und 35b vorgesehen, die den Rahmen 26 mit der Traverse 2 verbinden. Am einen Ende des Arms 28 ist ein Antriebshebel 36 angelenkt, dessen anderes Ende an einem Zapfen 37a einer Kreisscheibe 37 angelenkt ist, die mittels eines Hauptmotors 38 und eines aus Rollen 61 und 62 und Riemen 63 bestehenden Antriebs gedreht wird.

Ein Vorratsbehälter 39 zum Eingeben von Verbindungen in den Bearbeitungsbehälter ist oberhalb der Traverse 2 angeordnet.

Beim Betrieb der beschriebenen Bearbeitungsmaschine erfolgt das Be- und Entladen des Schlittens an einer Station A, während

409830/0868

alle übrigen Vorgänge entsprechend dem Ablauf plan gemäß Pig· 12 nach einem Folgeprogramm automatisch ablaufen. In Fig. 13 bis 15 sind die hierfür benötigten Zeitrelais und Mikroschalter dargestellt, während die Anordnung der Endabschalter und Begrenzungsschalter aus Pig, 1 und 2 und insbesondere aus Pig. 7 und 8 ersichtlich ist.

Tor Beginn des Betriebs wird der Schlitten 6 in der Be- und Entlade station A angeordnet, die durch einen Endabschalter IS1 überwacht wird, der mit einem Anschlag 40 der Welle 12 zusammenwirkt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Verbindungsschiene 31 in der unteren Stellung angeordnet, so daß die Klemmbacken 32a bis 32d nach außen geschwenkt sind, was mit einem Endabschalter LS6 überwacht werden kann, der am Arm 28 befestigt ist und mit dem Anschlag 34 zusammenwirkt. Der Bearbeitungsbehälter 21 ist in seiner untersten Stellung angeordnet, die durch einen Begrenzungs schalt er LS3 angezeigt wird, der mit einem Vorsprung 44b eines am Iragarm 22b befestigten zweiteiligen Anschlags 44 zusammenwirkt. Der Begrenzungsschalter 1S3 ist mit zwei weiteren Begrenzungs schaltern JjS4 "and LS5 In Abständen an der Säule 1b montiert, wobei der BegrenzungssehaXier 1S4 zur Festlegung der Stellung des Bearbeitungsbehälters 21 beim Einspannen der Werkstücke und der Begrenzungssclialter LS5 zur Festlegung der obersten Stellung des Bearbeitungsbehälters 21 dient.

Die beschriebenen Anfangsbedingungen stellen sich immer dann ein_a wenn der Bearbeitungsvorgang vorschriftsmäßig begonnen und beendet wurde, wohingegen sie beim Unterbrechen des nor» malen Bearbeitungsvorgangs aufgrund eines Netzausfalls ©der anderen Fehlers nicht erreicht werden. Für derartige Fälle sind Handschalter oder dergleichen vorgesehen, mittels denen die Anfangsbedingungen wieder hergestellt werden können. Sweok=» mäßig wird eine Torbereitungsschaltungsanordnung verwendet, mittels der die lafangsbedingungen bei Betätigimg eines Y©r-

automatisch erreicht werden«, AuSardem ist

vorzugsweise eine Sperrschaltung vorgesehen, damit die Bearbeitungsmaschine beim EFichterreichen der Anfangsbedingungen selbst dann außer Betrieb bleibt, wenn der Startschalter betätigt wird.

Die Verwendung eines Werkstückhalters hängt von der Art der zu bearbeitenden Werkstücke ab. ¥ezm es sich um ein Werkstück handelt, das mit dem Klemmbacken ergriffen werden kann, ist ein besonderer Werkstückhalter nicht erforderlich. Handelt es sich bei den Werkstücken dagegen beispielsweise um die Stoßstangen von Kraftfahrzeugen, dann wird zweckmäßig der Werkstückhalter 16 gemäß Pig. 9 und 10 verwendet, auf den mehrere Stoßstangen aufgelegt werden können und der zwei Querstangen 16a und 16b aufweist, die in die Aufnahmehülsen 15a und 15b eingelegt sind und mit den Klemmbacken 32a bis 32d eingespannt werden. Zur Befestigung der Stoßstangen am Werkstückhalter werden Klammern und Schrauben verwendet.

Beim Betätigen des Startschalters wird zunächst der Schlitten durch den in Pig. 12 mit SOL-1 bezeichneten Zylinder 8 vorwärtstransportiert und dabei durch einen Endabschalter 1S2 überwacht, der auf eine Relaisschaltung einwirkt, die die beiden in Pig. 12 mit S0L2 bezeichneten Zylinder 24a und 24b in Gang setzt, wodurch der Bearbeitungsbehälter 21 angehoben wird. Wenn die Einspannstellung für die Werkstücke erreicht wird, dann wirkt der obere Vorsprung 44a des Anschlags 44 auf den Begrenzungsschalter IS4 ein, wodurch der Druck auf den Kolbenstangenseiten der Zylinder 24a und 24b weggenommen wird und der Bearbeitungsbehälter 21 in der Einspannstellung zum Stillstand kommt. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Werkstücke 17 zwischen den Klemmbacken 32a bis 32d, was durch den Begrenzungsschalter LS4 überwacht werden kann, der sich nun mit dem unteren Vorsprung 44b in Anschlag befindet«,

Aufgrund der Polgeschaltung wird nun auf der Kolbenstangenseite des in Pig. -12 mit SOL-3 beseieSmeten Zylinders 30 dar 09830/0steJ

zum Anheben der Verbindungsschiene 31 benötigte Druck aufgebaut, wodurch die Werkstücke 17 mittels der Klemmbacken 32a bis 32d eingespannt werden. Der.Einspannvorgang wird durch den vom Anschlag 34 betätigten Endabschalter LS7 überwacht, durch den dann das Absenken des Bearbeitungsbehälters eingeleitet wird, bis der Begrenzungsschalter LS3 die Polgesteuerung zwecks Zurückbewegung des Schlittens 6 um einen Schritt weiterschaltet. Hierdurch wird schließlich der das Zurückbewegen des Schlittens β überwachende Endabschalter 1S1 betätigt, wodurch der Hauptmotor 38 eingeschaltet und außerdem der Bearbeitungsbehälter 21 wieder angehoben wird.

Da die Werkstücke nun eingespannt bzw. der Endabschalter LS7 betätigt ist, wird der Bearbeitungsbehälter bis in eine Stellung angehoben, in der der obere Vorsprung 44a den Begrenzungsschalter LS5 betätigt. Zu diesem Zeitpunkt sind die in Vibration befindlichen Werkstücke in das Bearbeitungsmittel des Be-* arbeitungsbehäiters 21 eingetaucht, so daß ihre Oberflächen aufgrund der Relativbewegung zum Bearbeitungsmittel bearbeitet, z.B. poliert, werden.

Der hin- und herbewegbare Arm 28 wird durch den Antriebshebel 36 nur in linearer Richtung bewegt. Aufgrund der auf den !Führungen 27a und 27b gleitenden Pührungsrollen 29a bis 29b wird dieser Bewegung jedoch eine einer festgelegten Bahn folgende Bewegung überlagert, so daß sich die Werkstücke längs einer vorgewählten, beispielsweise gekrümmten Bahn bewegen. Diese gekrümmte Bahn kann, um einen besseren Wirkungsgrad zu erzielen, den besonderen Bedingungen bei der Bearbeitung angepaßt sein.

In Pig. 11 sind mit den Bezugszeichen 17, 17a, 17b und 17c die Stellungen eines Werkstücks angedeutet, das bei angehobenem Bearbeitungsbehälter 21 auf einer nach oben gewölbten Bahn hin- und herbewegt, wird, so daß es abwechselnd die Endstellungen 17c bzw. 17b einnimmt. Aufgrund dieser bogenförmigen

409830/0868

- ΊΟ -

Hin- und Herbewegung kommen alle Oberflächen der Werkstücke in innigen und gleichmäßigen Kontakt mit dem Bearbeitungsmittel·

Bei einer konventionellen Bearbeitungsmaschine würde eine Stoßstange nur in linearer bzw. horizontaler Richtung hin- und herbewegt, so daß ihre hinteren-und vorderen abgebogenen Abschnitte und ihre Seitenabschnitte aufgrund der Schläge, die das Bearbeitungsmittel auf ihre mittleren Kopfabschnitte ausübt, faltig und rissig werden bzw. zusammenschrumpfen könnten. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine werden dagegen alle diese Teile gleichförmig gut bearbeitet. Wenn nämlich eine Stoßstange 17 gemäß Fig. 11 in der Weise bearbeitet wird, daß sie längs einer bogenförmigen Bahn hin- und herbewegt wird, während ihre Oberfläche oben angeordnet ist, dann wird eine gleichförmige Gewichtsverteilung des schichtenförmig auf der Stoßstange befindlichen Bearbeitungsmittels erreicht, wodurch Löcher oder dergleichen weitgehend vermieden werden, die sich andernfalls während der Hin- und Herbewegung zwischen der Stoßstange und dem Bearbeitungsmittel bilden könnten. Die Vermeidung derartiger Löcher ist eine wesentliche Voraussetzung für eine gleichförmige Bearbeitung der Werkstücke,

Besitzt das Werkstück eine andere Gestalt, dann könnte es während der Bearbeitung auch längs einer Bahn bewegt werden, die nach unten gewölbt ist. Bei der Bearbeitung von Werkstücken, die vergleichweise lang sind und eine nicht bogenförmig gekrümmte Gestalt besitzen, sollten die Werkstücke so angeordnet werden, daß ihre nach innen gewölbten Oberflächen oben liegen, und außerdem längs einer nach unten gekrümmten Bahn bewegt werden· Erfindungsgemäß ist es somit auch möglich, die zu bearbeitenden Oberflächen der Werkstücke während der Bearbeitung unten anzuordnen und die Werkstücke in Abhängigkeit von ihrer Porm auf einer nach oben oder nach unten gewölbten Bahn zu bewegen·

409830/0868

Wenn der Bearbeitungsbehälter 21 mit Verbindungen und lösungen gefüllt ist, kann mittels eines Wasserstandsmessers festgestellt werden, ob die Werkstücke vollkommen in das Bearbeitungsmittel eingetaucht sind, während sie sich längs der Bahn 17, 17a» 17b und 17c gemäß Pig, 11 bewegen, was eine optimale Bearbeitung ermöglicht. Späne, Schmutzwasser usw., die sich während der Bearbeitung im Bearbeitungsbehälter 21 ansammeln, können mittels eines Auslaßventils entfernt werden, was durch eine Abschrägung des Behälterbodens noch unterstützt wird. Anstelle des Auslaßventils könnte auch ein Auslaßroiir vorgesehen sein, damit das Schmutzwasser gefiltert und mittels einer Pumpe im Kreislauf wieder dem Vorratsbehälter 39 zugeführt werden kann. Sollte es erwünscht sein, während der Bearbeitung einen vorgewählten Flüssigkeitsspiegel einzuhalten, dann wird der Bearbeitungsbehälter 21 mit einem Überlaufroixr versehen.

Nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs, der eine vorgewählte Zeitspanne andauert, wird der Hauptmotor 38 mittels eines ZeItglieds abgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt muß sich der Arm 28 im mittleren Punkt seines Hubes befinden. Um diese Mittelstellung zu erreichen, ist die Kreisscheibe 37 mit einer liurlslatung gemäß Pig. 5 "und 6 versehen. Diese Einrichtung enthält einen Schalthebel 41, der an der Säule 1 d befestigt tind dicht; über der Xreisscheibe 37 angeordnet ist. Am freien Ende des Schalthebels 41 ist ein Mikrosehalter 42 befestigt, der mit einem an der Kreisscheibe 37 befestigten Eisenkern 4-3 siisaaeeiaw wirkt. Der Eisenkern 43 ist an einer solchen Stelle der Ireisscheibe 37 befestigt, daß der Arm 28 genau in der Mitte seimss Hubes zum Stillstand kommt, wenn sich der Eisenkern 43 wiü. üev Mikroschalter 42 gegenüberstehen bzw₀ berühren* Iteeiä. letäti=« gung des Mikroschalters 42 wird der Hauptmotor 33

Anschließend wird der Bearbeitungsbehälter 21 abgesesuriSg riss di^ch den Begrenziangs schalt er LS3 überwacht wird, fesaLes Schlitten δ Ton'järtsbewegt₀ xiras durch den Endabschalter J&

überwacht wird, und schließlich der Bearbeitungsbehälter 21 wieder angehoben. Da der Schlitten 6 vorgeschoben ist, wird der Bearbeitungsbehälter 21 durch den Begrenzungsschalter LS4 in der Einspannstellung angehalten. Danach wird der Zylinder 30 in der Weise betätigt, daß die vom Arm 28 geführten Werkstücke auf dem Schlitten 6 abgelegt werden. In diesem Zeitpunkt gelangt die Zahnstange 13 mit dem Ritzel 11 in Eingriff. Anschließend wird der Bearbeitungsbehälter 21 wieder abgesenkt und der Zylinder 8 durch ein Signal des Begrenzungsschalters IiS3 betätigt, so daß der Schlitten 6 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. In dieser Stellung werden die bearbeiteten Werkstücke vom Schlitten 6 entfernt und durch neue Werkstücke ersetzt, mit denen der beschriebene Bearbeitungszyklus erneut durchgeführt wird. Ein wesentlicher Yorteil der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist darin zu sehen, daß die Werkstücke automatisch in die Bearbeitungsmaschine eingefahren, bearbeitet und dann automatisch wieder entnommen werden.

In Pig. 16 ist das hydraulische System dargestellt, das zum Bewegen des Bearbeitungsbehälters 21, zur Betätigung der Klemmbacken 32a bis 32d und zum Ein- und Ausfahren des Schlittens 6 benötigt wird. Es enthält insbesondere einen Motor 114, eine hydraulische Pumpe 115, verschiedene Regulierventile 71 bis 78 und Steuerventile C71 bis C75 in der aus Pig. 16 ersichtlichen Schaltung.

In Pig. 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Auf- und Abbewegung der Werkstücke bei gleichzeitiger horizontaler Hin- und Herbewegung dargestellt, das sich von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Pig. 17 sind Haltearme 47 und 48 für die Werkstücke über Halteblöcke 53 und 54 an Kolbenstangen 51 und 52 von Zylindern 49 und 50 befestigt. An den Halteblöcken 53 und 54 sind Führungsstangen 55 und 56 befestigt, die parallel zu den Kolbenstangen 51 und 52 angeordnet und in

409830/0868

Piüirungsbuchsen 58 und 58a der Zylinder 49 und 50 geführt sind. Die gesamte Einrichtung einschließlich der Zylinder 49 und 50 ist an einer Schiene 59 montiert, die starr an einer Achse 60 befestigt ist. Die Achse 60 kann mittels eines Kurbeltriebs, von dem nur ein Antriebshebel 61 angedeutet ist, hin- und herbewegt werden. Der Bearbeitungsbehälter ist mit einem abgeschrägten Boden 74 und an dessen Ende mit einem Auslaßventil 64 versehen. Mit einem Überlaufrohr 65 kann das Bearbeitungsmittel 49 auf einem erwünschten Mveau 66 gehalten werden.

Die Betriebsweise bei Anwendung des Ausführungsbeispiels nach Pig. 17 ist wie folgt: Nachdem das Werkstück 17 vollständig in das Bearbeitungsmittel 49 eingetaucht ist, wird es mittels der Achse 60 relativ zum Bearbeitungsmittel hin- und herbewegt, Gemäß der Erfindung wird die Bearbeitung eines gekrümmten oder bogenförmigen Werkstücks dadurch verbessert, daß das· Werkstück bei seiner von links nach rechts in Richtung eines Pfeils 62 erfolgenden Bewegung in einer Stellung 17h gehalten wird, wohingegen es vor der von rechts nach links in Richtung eines Pfeils 63 erfolgenden Bewegung in 'einö Stellung 17i gebracht wird.

Um dies zu erreichen, ist ein Endabschalter LS9 vorgesehen, der mit einem Endanschlag 59a der Schiene 59 in Berührung kommt, wenn die Achse 60 ihre äußerste linke Position erreicht. Bei Betätigung des Endabsehalters 1S9 wird dem Zylinder 49 mittels eines elektromagnetischen Ventils auf seiner. Kolbenseite Druck gegeben, während gleichzeitig der Zylinder 50 auf seiner. Kolbenstangenseite Druck erhält. Dies hat zur Folge, daß das Werkstück·17, das sich bis dahin in der Stellung 17i befand, aufgrund der Verschiebung der Haltearme 47 und 48 in die mit 47a und 48a bezeichneten Stellungen in die'Stellung 17h gebracht wird. Hierdurch wird erreicht, daß auch die rechts befindlichen grkrümmten und ebenen Teile der in Pig. 17 dargestellten Stoßstange gleichförmig bearbeitet werden.

• 409830/0868

-H-

Beim Erreichen der rechten Endstellung der Achse 60 wird durch einen Endanschlag 59b der Schiene 59 ein Endabschalter LS1O betätigt, was über das elektromagnetische Ventil eine Verschiebung des Werkstücks in die Stellung 1-7i zur Folge hat, so daß bei einer Bewegung des Werkstücks nach links die linken ebenen und gekrümmten Abschnitte bearbeitet werden. Das Ausführungsbeispiel nach Pig. 17 ist zur Bearbeitung von Stoßstangen oder dergleichen besonders gut geeignet.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Pig. 18 bis 22 dargestellt ist, enthält einen Werkstückhalter, der eine Vielzahl von Werkstücken aufnehmen und automatisch in die Bearbeitungsmaschine eingefahren bzw. aus dieser wieder herausgefahren werden kann.

Pig. 18 zeigt einen Tisch 80, auf dem mittels Schienen oder Rollen ein Werkstückhalter 81 bewegt werden kann. Zum Antrieb des Werkstückhalters 81 sind Ketten 84a und 84b vorgesehen, die um Kettenräder 83a und 83b gelegt sind, von denen die Kettenräder 83a über Reduktionsgetriebe von einem Motor 82 in beiden Drehrichtungen angetrieben werden können. Gemäß Pig. 18 und 21 sind die Ketten 84a mit Klauen 85a bis 85d bzw. 98a und 98b versehen, von denen der Werkstückhalter 81 beim Transport ergriffen wird.

Die Bearbeitungsmaschine kann im übrigen entsprechend den Ausführungsbeispielen gemäß Pig. 1 bis 16 oder 17 ausgebildet öder gemäß Pig. 19 und 20 mit einer linearen Pührung 88 versehen sein, die in einem Gestell 86 untergebracht ist und einen Schlitten 87 führt, der mittels eines Reversiermotors 89 und eines Kurbeltriebs 90, 91 hin- und herbewegbar ist.

Der die Werkstücke tragende Werkstückhalter 81 wird mittels Klemmbacken 92a bis 92d ergriffen, während der Bearbeitungsbehälter 21 beim Bearbeitungsvorgang mit Hilfe von Zylindern 93a und 93b angehoben wird. Zum Einfahren bzw. Ausfahren des Werkstückhalters 81 sind Zylinder 94 und 95 vorgesehen·

409830/0868

Die Betriebsweise der beschriebenen Bearbeitungsmaschine, bei der alle Vorgänge außer der Be- bzw· Entladung des Werkstückhalters mit Hilfe einer Polgesteuerung und geeigneter Relais, Zeitgeber und Endabschalter automatisch ablaufen, ist wie folgt: Zu Beginn.befindet sich ein Werkstückhalter 81a (Pig. 18) innerhalb der Bearbeitungseinrichtung, so daß seine Werkstücke bearbeitet werden, während sich ein anderer Werkstückhalter 81b außerhalb der Bearbeitungsmaschine in einer Wartestellung 96c befindet, damit die auf ihm befindlichen, schon bearbeiteten Werkstücke gegen neue Werkstücke ausgetauscht werden können·

Nach Ablauf einer vorgegebenen Bearbeitungszeit wird der Reversiermotor' 89 mittels eines Zeitgebers abgeschaltet, so daß der Werkstückhalter 81a mittels einer Einrichtung gemäß Pig. 5 und β in einer zum Ausfahren geeigneten Stellung zum Stillstand gebracht werden kann. Anschließend wird mittels eines Relais der Druck auf der Kolbenseite des Zylinders 95 erhöht, so daß der Werkstückhalter mittels eines an der Kolbenstange befestigten Schiebers 97, der in 3fig* 20 angedeutet ist, aus der Bearbeitungsmaschine in eine Stellung 96b gefahren wird, was mit einem Endabschalter LS11 überwacht wird, der den Motor 82 zwecks Antrieb der Ketten 84a,b einschaltet. Hierdurch wird der Werkstückhalter 81a mittels der Klauen 85b und 85d in die mit 96a bezeichnete Wartestellung geschoben, während gleichzeitig der Werkstückhalter 81b mittels der Klauen 98a und 98b in die Stellung 96b gebracht wird. Bei Betätigung eines Endabsehalters 1S12 durch die Klauen 98a und 98b wird der Antriebsmotor 82 abgeschaltet.

Die Stellung 96b des Werkstückhalters 81b wird mittels Kugelrasten 99a und 99b überwacht, denen gemäß Pig. 18 -and 22 Endabschalter 1S13 und I)S14 zugeordnet sind_a Durch eine Unterbrechungsschaltiang wird dafür gesorgt, daß der nächste Yerfahrens« schritt erst dann durchgeführt wirdj, wenn beide Kugelrasten 99a und 99b "bzw=, "beide zugehörigen Endabschalter LS13 v&l& 1S14

409830/0868

durch, den in die Stellung 96b kommenden Werkstückhalter 81b niedergedrückt sind. Der Unterbrechungsschaltung kann eine Schaltungsanordnung zugeordnet sein, durch die sichergestellt wird, daß der Werkstückhalter 81b vom Antriebsmotor 82 jeweils langsam nach links bzw« rechts verschoben wird, wenn nur einer der beiden Endabschalter LS13 bzw. LSI4- betätigt worden ist.

Wenn sich nun der Werkstückhalter 81b genau in der Stellung 96b befindet, wird er durch Beaufschlagung des Zylinders 94 (Pig. 20) in die Bearbeitungseinrichtung gefahren. Anschließend werden die auf ihm angeordneten Werkstücke bearbeitet, während gleichzeitig der Werkstückhalter 81a entladen und neu beladen werden kann. Nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs wird der Werkstückhalter 81b aus der Bearbeitungseinrichtung herausgefahren, worauf der Antriebsmotor 81 eingeschaltet wird, bis der Werkstückhalter 81a mittels der Antriebsklauen 85a und 85c in die Stellung 96b gebracht ist, in welcher der Endabschalter LS15 durch die Antriebsklaue 85b betätigt und infolgedessen der Werkstückhalter 81a in der Stellung 96b angehalten wird.In diesem Zeitpunkt können die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt werden. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Werkstückhalter automatisch in die Bearbeitungseinrichtung eingefahren bzw. aus dieser wieder herausgefahren werden, so daß nur eine einzige Bedienungsperson zum Be- und Entladen der Werkstückhalter benötigt wird. Hierdurch werden die Lohnkosten erheblich verringert.

In Pig. 23 bis 25 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung dargestellt, mittels der ein Schlitten 103 für die Werkstückhalter in verschiedene Richtungen bewegt werden kann, wie es beim Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 18 bis 22 erforderlich ist. Der Schlitten 103 ruht auf einem Tisch 100, auf dem zwei parallele Schienen 101a und 101b mit einer der Tischlänge entsprechenden Länge montiert sind. Gemäß Pig. 24 sind auf dem Tisch 100 in einem bestimmten, beispielsweise rechten Winkel

A09830/0868

zu den Schienen 101a,Td zwei weitere parallele Schienen 104a und 104b montiert, wobei an den "Kreuzungsstellen zwischen den beiden Schienenpaaren jeweils Ausnehmungen 106a, 106b und 107a bis 107d vorgesehen sind, um den Durchgang von I^lührungsrollen 105a bis 105d zu ermöglichen.

Der Schlitten 103 weist an seinen vier Ecken je eine Achse 108a bis 108d auf, an denen vier horizontal angeordnete Räder 109a bis 109d drehbar gelagert, die durch Axialdrucklager 110 am Schlitten 103 gehalten sind und auf den Schienen 101a,101b, 104a und 104d abrollen. An den Achsen 108a bis 108d sind außerdem die i^lührungsrollen 105a bis 105d drehbar gelagert, die an den Seitenwänden der Schienen 101a, 101b, 104a und 104d abrollen.

Die Betriebsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Bei einer Bewegung des Schlittens 103 berühren die Müirungsrollen 105a und 105c die Seitenwände der Schiene 101b und die Mihrungsrollen 105b und 105d die Seitenwände der Schiene 101a jeweils auf der Innenseite, während die horizontal angeordneten Räder 109a und 109c auf der Schiene 101b und die ebenfalls horizontal angeordneten Räder 109b und 109d auf der Schiene 109a abrollen.

Der Schlitten kann nun mittels eines Antriebsrades, das am unteren Abschnitt der Achse 108c befestigt ist und mittels eines im Schlitten angeordneten Motors angetrieben werden kann, in Längsrichtung bewegt werden. Durch Verwendung geeigneter Endabschalter, die beispielsweise in I¹Ig. 18 und 19 dargestellt sind, wird der Schlitten an einer geeigneten Stelle angehalten, in der sich die Pührungsrollen 105a bis 105d genau gegenüber den Aussparungen 106a und 106b der Schiene 101a befinden. Anschließend wird der Schlitten unter Veränderung seiner Bewegungsrichtung derart angetrieben, daß er sich in Richtung der Schienen 104a und 104b bewegt, die über den Tisch 100 hinaus

409830/0868

-Ab-

zur Bearbeitungseinrichtung 102 führen.

Die Bearbeitungseinrichtung 102 kann entsprechend dem AusfUhrungsbeispiel der Pig. 1 bis 15 ausgebildet sein, so daß das Werkstück mittels einer Einspanneinrichtung vom Schlitten 103 abgenommen und der Schlitten zum Tisch 100 zurückgefahren wird. Während der Bearbeitung der Werkstücke kann der Schlitten 103 nach rechts oder links in eine Beladestation gefahren werden.

Zum Einfahren des Schlittens 103 in die Bearbeitungseinrichtung 102 kann ein Zylinder 112 verwendet werden, dessen Kolbenstange 113 am Schlitten befestigt ist. In ähnlicher Weise kann eine auf der entgegengesetzten Seite vorgesehene Zylinder/Kolben-Anordnung zum Ausfahren des Schlittens 103 verwendet werden.

Die beschriebenen Zylinder/Kolben-Anordnungen können pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betrieben sein.

409830/0868

Claims

- 49 -

Pat ent ansprüche

rl. Bearbeitungsmaschine für Werkstücke, enthaltend eine Be- ^—^arbeitungseinrichtung mit einem mit Bearbeitungsmittel gefüllten Bearbeitungsbehälter, in welchem die Werkstücke während der Bearbeitung hin- und herbewegt werden, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einspannen der Werkstücke (17) während der Bearbeitung, wobei diese Einrichtung an einem hin- und herbewegbaren Arm (28,59) befestigte Klemmbacken (32 bzw. 47,48 bzw. 92) und Mittel zur Veränderung der Stellung der Werkstücke während ihrer Hin- und Herbewegung aufweist, ferner durch eine Einrichtung (41, 42,43) zum Anhalten des Arms an einer vorgewählten Stelle nach jedem Bearbeitungsvorgang, ferner durch eine Einrichtung zum An- und Abtransport der Werkstücke' zur bzw. von der vorgewählten Stelle, und durch eine folgesteuerung zur Steuerung der verschiedenen Verfahrensschritte während eines Bearbeitungszyklus.
2. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Stellung der Werk» stücke mindestens eine Führung (27a, 27b) enthalten, die eine vorgewählte Form besitzt und zur Führung von am Arm (28) gelagerten Führungsrollen (29) dient.
3· Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Stellung der Werkstücke Zylinder/Kolben-Anordnungen (49,50) aufweisen, mittels denen die Klemmbacken (47,48) am Arm (59) befestigt sind«
4» Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß zum An- bzw«, Abtransport der Werkstücke Schienen (5,20 bzw«, 101,104) vorgesehen sind, die an der vorgewählten Stelle enden₉ und daß der Bearbeitungsbehälter (21) an der vorgewählten Stelle auf- und äbbewegbar angeordnet ist_o
5. Bearbeitungsmaschine nach, einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum An- und Abtransport der Werkstücke mindestens ein Schlitten (103) vorgesehen ist, der auf Schienen (101,104) abrollende Räder (109) mit vertikalen Achsen und an den Seitenwänden der Schienen abrollende Pührungsrollen (105) aufweist, und daß an Kreuzungspunkten der Schienen Ausnehmungen (106,107) für den Durchgang der Führungsrollen vorgesehen sind.
6. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5_t dadurch gekennzeichnet, daß zur Auf- und Abbewegung des Bearbeitungsbehälters (21) und zur Betätigung der Klemmbacken (32) Zylinder/Kolben-Anordnungen (24i|30,93) vorgesehen sind.
7. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstücke auf einem gemeinsamen Werkstückhalter (16,81) montierbar sind.

409830/0868

JV

Leerseite