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Automatische Dreh- und Perforiermaschine, imsbesondere fr Knöpfe Vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine automatische Dreh- und Perforiermaschine, insbesondere
fUr Knöpfe.
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Es sind verschiedene Automaten bekannt, welche zum Drechsein und Perforieren
eines Knopfes dienen und von. einer kleinen Scheibe aus geeignetem Material ausgehen.
Diese Maschinen, insbesondere die zuletzt bekannt gewordenen Ausführungen, basieren
auf der Verwendung einer Vielzahl von Dreh- und Perforiergruppen, die derart angeordnet
sind, dass sie eine Vielzahl von Bearbeitungsgruppen bilden, von denen jede mit
einer Drehgruppe und einer Bohrgruppe ausgestattet ist. Diese Bearbeitungsgruppen
sind auf einer rotierenden Halterung angeordnet und jede der Gruppen wird von einer
Knopfhaltezange bedient, die ebenfalls synchrom
mit den Bearbeltungsgruppen
rotieren. Überdies ist ein Zuführungsorgan vorhanden, welches in jede leere Zange
einen Knopf einführt, wonach, wenn die Drehgruppe und die Bohrgruppe die erforderlichen
Bearbeitungen beendet haben, ein Abnahmeorgan die fertigen Knöpfe entnimmt. Wenn
man eine Vielzahl Bearbeitungsgruppen und Zangen vorsieht, die andauernd vor den
Zufuhrungs- und Abnahmeorganen vorbeilaufen und befähigt sind, die Bearbeitung in
der Zeit, die während des Vorbeilaufes vor den Zuführungsorganen und vor den Abnahmeorganen
verstreicht, zu beenden, so ist es möglich, gleichzeitig mehrere Knöpfe zu bearbeiten
und eine kontinuierliche Produktion aufrechtzuerhalten. Das Produktionsniveau hängt
offensichtlich von der Zeit ab, die zwischen einer Zuführung und einer Abnahme verstreicht,
also von der Geschwindigkeit, mit welcher die einzelnen Bearbeitungen ablaufen.
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Es ist daher verständlich, dass bei solchen Maschinen die Schnelligkeit,
mit welcher alle Verschiebungen der mechanischen Organe ablaufen, von fundamentaler
Wichtigkeit ist und. dass auch die Einsparung von Sekundenbruchteilen zu einer merklichen
Produktionssteigerung führt. Von diesem Gesichtspunkt aus gesehen weisen die derzeit
bekannten Maschinen noch keine zufriedenstellende Leistung auf.
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Es ist offensichtlich, dass parallel zu den Untersuchungen hinsichtlich
einer Erhöhung des Produktionsablaufes durch Herabsetzung der Totzeiten auf ein
Minimum die Tätigkeit der Maschine sicherer, präziser und stossfrei gestaltet
werden
muss, da anderenfalls die Erhöhung der Funktionsgeschwindigkeit beim kleinsten mechanischen
Fehler zu Verklemmungen und Ausschussproduktionen führen würde. Daher müssen die
Organe der Maschine genau konstruiert werden und können nur technische Lösungen,
die am verlässlichsten sind, in Frage kommen.
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Ein weiterer zu beseitigender Nachteil der zur Zeit in Verwendung
befindlichen Maschinen ist die praktische Unmöglichkeit der Anordnung von Knopflöcher
mit frei gewähltem Achsabstand. Tatsächlich befinden sich die Drehwerkzeuge, welche
die Aussenseite des Knopfes bearbeiten, zwangsläufig so nahe bei den Bohrern, dass
praktisch keine oder nur eine geringe Möglichkeit vorhanden ist, die Stellung der
Bohrer zu verändern.
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Daraus folgt, dass auch jede Verstellung der Lage der Zangen in bezug
auf die Bohrer vor dem Einschalteii der Maschine bei den derzeit verwendeten Maschinen
nicht möglich ist, weil sie auch eine Verstellung des Knopfes in bezug auf das Drehwerkzeug
mit sich bringen würde, welch letzteres nicht mehr in der Lage wäre, die ganze Aussenseite
des Knopfes zu bearbeiten. Desgleichen ist es nicht möglich, während der Bearbeitung
die Stellung des Knopfes in bezug auf die Werkzeuge zu verändern. Diese Verstellung
wUrde die Gegenwart mechanischer Organe erforderlich machen, welche die Maschine
zu weit komplizieren und ihre Funktionsweise in Frage stellen würden, ausserdem
wäre eine Folge hiervon eine Verlangsamung des Produktionsrhytmus.
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Ebensowenig wäre es zweckmässig, die Maschine in einer Weise zu bauen,
dass die Werkzeuge vollkommen voneinander getrennt sind, d.h., dass die Drehwerkzeuge
auf einer Seite des Knopfes und die Bohrer auf der anderen Seite arbeiten, da auf
diese Weise die Enden der Knopflocher, die oft -Abgratungen, Brüche und verschiedene
andere Fehler aufweisen, auf der abgedrehten Vorderseite des Knopfes zu liegen kommen
würden, was eine starke Beeinträchtigung des Ausführungsniveaus des Knopfes darstellen
würde oder zu einem hohen Prozentanteil an Ausschussware Anlass geben könnte.
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Hauptsächliches Ziel der Erfindung ist die Lösung der oben aufgezeigten
Probleme und die Schaffung eines äusserst rasch arbeitenden Automaten, der einen
erhöhten Produktionsrhytmus gewährleistet und überdies in der Lage ist, Knöpfe zu
erzeugen, bei denen die Knopflöcher in einem wenigstens innerhalb gewisser Grenzen
frei regelbaren Achsabstand Z'1-einander liegen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
möglichst einfachen und zuverlässigen Maschine, um Produktionsausschüsse und Wartungszeiten
auf ein Minimum herabzusetzen.
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Diese und weitere Ziele der Erfindung werden mit der erfindungsgemässen
automatischen Dreh- und Perforiermaschine, insbesondere für Knöpfe erreicht, welche
durch einen äusseren Rahmen, der teilweise schräg in bezug auf eine Horizontalebene
angeordnet ist, eine Welle, die drehbar im ererwähnten Rahmen senkrecht zur Ebene
der Basis des schrägen
Teiles des Rahmens gelagert ist; eine Vielzahl
von Greiforganen, die mit der erwähnten Welle in Eingriff stehen und'mit dieser
drehbar sind und Aussenkörper mit Symmetrieachsen besitzen, die parallel zur erwähnten
Welle verlaufen und längs eines zu dieser konzentrischen Umkreises angeordnet sind;
Innenzangen, die koaxial und frei drehbar in bezug auf die erwähnten Aussenkörper
sind und in ihrer Drehung von ersten, oberhalb der erwähnten Körper wegstehenden
Riemenscheiben gesteuert werden; Organe für die Blockierung und Organe für die schrittweise
Drehung der ~ Zangen; Einrichtungen für die Beschickung und Entladung der Zangen;
eine Vielzahl von mit der erwähnten Welle in Eingriff stehenden und sich mit dieser
drehenden und unterhalb einer jeden der Zangen angeordneten Drehgruppen, die einen
parallel zur erwähnten Welle verschiebbaren Drehkopf und ein in diesem in Schräglage
in einer die Achse der erwähnten Welle enthaltenden Ebene mpnt2ertes Werkzeug aufweisen;
eine Vielzahl von mit der erwähnten Welle in Eingriff stehenden und mit dieser-rotierenden
Lochgruppen, die unterhalb einer jeden Zange angeordnet sind und radial neben den
erwähnten Drehgruppen liegen und von denen jede im wesentlichen aus einem parallel
zur Achse der erwhnten-Welle verschiebbaren und um die eigene Achse drehbaren Bohrer
besteht, der unten mit einer zweiten Riemenscheibe endet und oben die Bohrerspitze
in radialer Stellung in bezug auf die Spitze des Drehwerkzeuges aufweist; Einrichtungen
für eine teilweise Winkelversetzung der Lochgruppen in bezug auf die oberhalb derselben
angeordneten. Zangen; eine Vielzahl von Nocken, die im Bereich
der
Basis des erwähnten Rahmens angeordnet und befähigt sind, die Verschiebung der Dreh-
und Lochgruppen parallel zur erwähnten Welle zu steuern; Triebe, die Antriebsorganen
zugeordnet sind und die Drehung der erwähnten Welle und der ersten und zweiten Riemenscheiben
um ihre Achsen steuern, wobei jede der ersten und zweiten Riemenscheibe in Drehung
versetzt wird, wenn sie einen besonderen Bogen des von der eigenen Achse auf Grund
der Drehung der erwähnten Welle beschriebenen Umkreises durchläuft; und durch Hilfsorgane
zum Schmieren, Kühlen und zur Entfernung von abgeebenem Material gekennzeichnet
ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind deutlicher der folgenden
Beschreibung eines bevorzugten. jedoch nicht ausschliesslichen Ausführungsbeispieles
einer erfindungsgemässen Maschine unter Hinweis auf beiliegende-Zeichnung zu entnehmen.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 im schematischen Schnitt den Gesamtaufbau der Maschine,
Fig. 2 im Teilgrundriss und schematisch die Maschine zur Erläuterung der Funktionsweise
derselben, Fig. 3 im Schnitt und Ausschnitt ein Greiforgan der Maschine, Fig. 4
in Ansicht und im Grundriss die Funktionsweise der auf dem Greiforgan gemäss Fig.
3 angeordneten Organe, die Fig. 5 und 6 veranschaulichen, wie sich die Bearbeitungswerkzeuge
untereinander
in bezug auf die Zange gemäss Fig.
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3 verschieben.
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Die erfindungsgemasseMaschine wird nunmehr unter Hinweis auf die Zeichnung
nur hinsichtlich der neuen technischen Lösungen erläutert, wogegen die dem Fachmann'
allgemein bekannten und die vorliegende Erfindung nicht direkt betreffenden Organe
nur am Rande und schematisch beschrieben werden.
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Die erfindungsgeui3se Maschine weist einen Aussenrahmen 1 mit einem
schräggestellten, im wesentlichen gehäuseförmigen Teil 2 auf, der die Hauptorgane
der Maschine enthält.
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Auf der Basisfläche 3 und der Kopffläche 4 des schrägen Teiles 2 des
Rahmens 1 sind drehbar die Enden einer Welle 5 gelagert, welche senkrecht zur Basis-
und Kopffläche 3 bzw. 4 verläuft. In der Nähe des oberen Teiles. der Welle 5 sind
mittels der aortsatze 6 Greiforgane 7 befestigt, welche kegelstumpfförmige Aussenkörper
8 besitzen und deren Mittelachsen parallel zur Welle 5 und durch einen zu letzterer
konzentrischen Umkreis verlaufen. Innen besitzen die Greiforgane 7 eine Vielzahl
von an sich bekannten mechanischen Organen, welche die unten vom Körper 8 wegstehenden
Zangen 9 bilden. Die Zangen 9 eines jeden Greiforganes 7 sind um die Achse des Körpers
8 drehbar und werden von einer oben vom Körper 8 wegstehenden ersten Riemenscheibe
10 gesteuert. Jede dieser ersten Riemenscheiben 10 verfügt über Organe zur Blockierung
ihrer Drehung und zur Xuhrun der Drehung der Zangen 9, welche Organe aus einer Reibscheibe
11
bestehen, die oberhalb der Riemenscheibe 10 angeordnet ist und auf diese durch mechanische
Elemente gedrückt werden kann, welche in der Folge beschrieben werden und mit den
Greiforganen 7 in Eingriff stehen, so dass sie parallel zur Achse der Riemenscheibe
10, in Ubereinstimmung mit der Drehbewegung der Zange 7 um die Welle 5, jedoch nicht
frei um die Achse der Riemenscheibe 10 verschiebbar sind, da sie an einem Bund 12
anschlagen, der an der oberen F1äche 4 des schrägen Teiles 2 des Rahmens 1 anschlagen,
Diese mechanischen Elemente werden durch die Anschlagwirkung der starr mit der oberen
Bleche 4 verbundenen Fortsätze 13 gegen die Reibscheibe 11 gedrückt. Die Organe
für die schrittweise Drehung der Zangen 9 bestehen aus einer im wesentlichen viereckig
geformten Platte 14, auf welche starr eine Malteserkreuzplatte 15 angreift, deren
seitlicher Raumbedarf kleiner ist als jener der geformten Platte 14. Letztere ist
derart bemessen, dass sie seitlich neben dem Bund 12 läuft, und ist drehbar mit
ihrem Zentrum auf der Achse einer Zange 7 angeordnet. Die Drehung der geformten
Platte 14 ist nur dannm"oglich, wenn der Bund 12 durch eine Öffnung 16 unterbrochen
ist, welche eine Drehung der geformten Platte um 900 ermöglicht. Diese Drehung wird
direkt von einem Stift 17 verursacht, der unterhalb der Fläche 4 vorsteht und die
Malteserkreuzplatte 15 durchkreuzt (Fig. 4), indem er in einen ihrer Einsehnitte
eintritt, wodurch er auf Grund der Verschubbewegung der Platte 15 in Ubereinstimmung
mit der Drehung des Greiforganes 7 eine Drehung um 900 der geformten Platte 14 bewirkt.
Letztere überträgt ihre Drehung an das Greiforgan 7 über die Reibscheibe 11. Diese
geformte
Platte bildet zusammen mit der Dfalteserkreuzplatte 15
die erwähnten mechanischen Elemente, welche bei der Blockierung der Drehung des
Greiforganes j zusammenwirken, an welches sie koaxial angreift und wobei sie axial
verschiebbar ist und auf die Reibscheibe 11 drückt, wenn sie durch die Fortstze
13 gedrückt wird. Die Fortsätze 13 drücken auf Grund der Gegenwart von elastischen
Organen nicht hart auf die Platten 14 und 15. Diese elastischen Organe bestehen
aus einer Druckfeder 35, die einerseits an den Platten 14 und 15 angreift und andererseits
unter Zwischenschaltung eines vertikal verschiebbaren Druckknopfes 18 mit den Fortsätzen
13 in Berührung steht.
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Seitlich zum schrägen Teil 2 des Rahmens 1 und in der Nähe jenes Teiles
der Laufbahn der Zangen 9, der am nächsten beim Niveau der Auflagefläche der Maschine
liegt, sind Zuführungs- und Abgabeeinrichtung 19 an sich bekannter Art vorgesehen.
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Unterhalb der Greiforgane 7 der Zangen 9 ist eine Vielzahl von Drehgruppen,
je eine unter jeder Zange 9, angeordnet, die mit der Welle 5 in Eingriff stehen
und mit dieser drehbar sind. Jede Drehgruppe besteht im wesentlichen aus einem Drehkopf
21, der parallel zur Welle 5 hin und her verschiebbar ist, und aus einem Werkzeug
22, das im Kopf 21 schrei eingespannt ist und in einer Ebene liegt, welche durch
die Achse der Welle 5 hindurchgeht. Auf diese Weise ist das Drehwerkzeug 22 radial
zur Welle 5 mit der Spitze an der Aussenseite angeordnet. Radial seitlich neben
den Drehgruppen 20 sind die Lochgruppen 23, je eine für jede Drehgruppe
20,
angeordnet, die ebenfalls mit der Welle 5 in Eingriff stehen und mit dieser drehbar
sind. Jede Lo9hgruppe 23 besteht im wesentlichen aus einem Bohrer 24, der parallel
zur Welle 5 hin und her verschiebbar und um seine eigene Achse drehbar ist. Unten
endet der Bohrer 24 in einer zweiten koaxialen Riemenscheibe 25 und oben liegt die
Bohrspitze 26 ziemlich nahe beim freien Ende des Drehwerkzeuges 22, jedoch ausserhalb
desselben in radialer Stellung, wie deutlich aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht. Die
Bohrer 24 und die Drehköpfe 21 werden in ihrer Hin- und Herbewegung parallel zur
Achse der Welle 5 durch eine Vielzahl von Nocken 27 geführt, die auf der Baslsfläche
2 des Rahmens 1 befestigt sind. Die Bewegung wird auf die erwähnten beweglichen
Organe axial über Arme-28 übertragen, welche auf den Nocken 27 mit ihren unteren
Enden über Rollen 29 laufen und oben mit den beweglichen Organen verbunden sind.
Die Drehbewegungen der Welle 5 und der ersten und zweiten Riemenscheibe werden von
den Trieben übertragen, welchen durch den Elektromotor 30 gebildeten Antriebsorganen
zugeordnet sind.
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Die erwähnten Triebe bestehen aus einem ersten Riemen 31, der die
ersten Riemenscheiben 10 antreibt, aus einem zweiten Riemen 32, der die zweiten
Riemenscheiben 25 antreibt, und aus einem dritten Riemen 33, der die Drehung der
Greiforgane 7 um die Welle 5 und folglich die Drehung der Welle 5 selbst mit der
mit dieser fest verbundenen Dreh- und Lochgruppen 20 bzw. 23 bewirkt. Der erste
Riemen 31 und der zweite Riemen 32 treiben die betreffenden Riemenscheiben
entlang
verschiedener Bögen der von ihnen beschriebenen Kreisbahnen auf Grund ihrer Drehung
mit der Welle 5 an, wie der Fig. 2 zu entnehmen ist. Die Fig. 2 zeigt auch einen
vierten Riemen 34, der in an sich bekannter Weise die Zuführungs- und Entladeeinrichtungen
19 antreibt.
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In der Maschine sind auch, obzwar der Deutlichkeit halber und weil
sie keinen Teil der Erfindung bilden nicht dargestellt, bremsen zum Abbremsen der
Drehung der Zangen 9 um ihre Achse, Schmiereinrichtungen, Kühleinrichtungen und
Einrichtungen für die Entfernung der während der beschriebenen Bearbeitungen abgehobenen
Materialteilchen, vorgesehen.
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Auf dieser Stelle wird auf eine besonders wichtige konstruktive Einzelheit
verwiesen. Die Bohrer 24 stehen mit der Welle 5 dermassen in Eingriff, dass sie
sich wenigstens ip einem geringen Ausmass drehen können und dass sie somit leicht
in bezug auf die darüber befindlichen Greiforgane 7 verschiebbar sind. Später wird
die Wichtigkeit dieser Verschiebung deutlicher erkennbar.
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Die Funktionsweise der Maschine ist aus Fig. 2 ersichtlich, in welcher
mit einem Pfeil die Eintrittsstelle der zu bearbeitenden Knöpfe in die Greiforgane
7 angedeutet ist, welche sich zusammen mit der Welle 5 und den mit dieser verbundenen
Teilen im Uhrzeigersinn ununterbrochen und mit gleichrörminer Geschwindigkeit drehen.
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Die von ihnen beschriebene Kreisbahn kann in eine Vielzahl von Bögen
unterteilt werden, in deren Bereich die einzelnen Bearbeitungen bis zur Beendigung
des Zyklus mit der Abgabe der Knöpfe stattfinden.
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Der Eintritt der sich noch im Rohzustand befindlichen Knöpfe, die
daher die Form von einfachen kleinen Scheiben haben, erfolgt entlang eines durch
einen Winkel in der Mitte definierten Bogens im Bereich der durch den erwähnten
Pfeil angedeuteten Zone. Es werden nun der Bearbeitungsablauf, dem jeder Knopf unterworfen
wird, verfolgt. Nach dem Aufgabebogen folgt einAnnaherungsbogen von beispielsweise
170, während welchem sich der Drehkopf 21, der sich unter dem Knopf befindet, auf
Grund der DEtigkeit der Nocken 27 anhebt, bis die Spitze des Drehwerkzeuges 22 mit
dem Knopf in Berührung gelangt, der von den Zangen 9 gehalten wird (siehe Fig.5),
wo der Deutlichkeit halber der Knopf nicht gezeigt ist.
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In der Zwischenzeit werden die Zangen 9 um ihre Achse vom ersten Riemen
31 gedreht, der in dieser Zone mit den ersten Riemenscheiben 10 in Berührung gelangt.
Es wird nunmehr auf einem Bogenabschnitt von 1200 der Knopf gedreht. Sodann erfolgt
auf einem nachfolgenden Bogen von 180 die Abnahme des Drehwerkzeuges 22, auf Grund
der Absenkung der Nocken 27, die Ablösung des ersten Riemens 31 von den ersten Riemenscheiben
10, die Abbremsung der Drehung der Zangen 9 um ihre Achse auf Grund der Tätigkeit
der an sich bekannten Bremsen und die Anhebung des Bohrers 24 durch den Nocken 27.
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Auf dem folgenden Bogen von 250 wird das erste Knopfloch durch den
Bohrer gebohrt, der durch den zweiten Riemen 32 in Drehung versetzt wird 9 welcher
etwa in dieser Zone mit den zweiten Riemenscheiben 25 in Berührung belangt. WJ>hrend
des Bohrvorganges steht die Zange 9 des Greiforganes 7 mit der Reibscheibe 11 in
Eingriff und wird von dieser an der Drehung gehindert. Die Reibscheibe 11 wird von
der geformten Platte 14 und der Malteserkreuzplatte angedrückt, welche Platten ihrerseits
vom Fortsatz 13 gegen die Reibscheibe 11 gedrückt werden. Die erwähnten Platten
werden in ihrer Drehung durch den Anschlag der geformten Platte 14 auf dem Bund
12 behindert. Es' folgt sodann eine etwa EO weite RUckkehrphase, während welcher
der Bohrer 24 auf Grund der Wirkung der Nocken 27 aus dem ersten Knopfloch heraustritt,
und sodann eine Phase von etwa 130, in welcher der Knopf eine Drehung von 900 durchführt.
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Dieser letzterwähnte Arbeitsgang läuft besonders rasch und präzise
auf Grund der Zusammenwirkung des in bezug auf den Rahmen ortsfesten Stiftes 17
mit einer Öffnung 16. Auf Grund der Bewegung der Greiforgane 7 und demnach auch
der Platten 14 und 15 um die Welle 5 tritt der Stift 17 in einen Einschnitt der
Malteserkreuzplatte 15 ein und zwingt diese zu einer Drehung, die durch die Oeffnung
16 gestattet wird.
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Desgleichen werden auch die erste Riemenscheibe 14 und daher die Zangen
9, die von der Reibscheibe 11 auf Grund der Wirkung des Fortsatzes 13 blockiert
sind, gedreht. Die Form
der Platte 14 und der Offnung 16 ermöglicht
nur eine Drehung um 900, die erforderlich ist, um Knöpfe mit vier Knopflöchern zu
erhalten. In der darauffolgenden Phase bewegtsich der Bohrer zum Knopf, um ein weiteres
Knopfloch zu bohren, und der Arbeitszyklus wiederholt sich, bis alle vier Knopflöcher
gebohrt sind. Schliesslich erfolgt auf dem Bogen unmittelbar vor jenem, auf dem
die Aufgabe des Knopfrohlings stattfindet, die Abgabe des nunmehr~fertigen Knopfes.
Es ist offensichtlich dass, wenn Knöpfe mit nur zwei Knopflöchern erhalten werden
sollen, aufeinanderfolgend zwei Stifte 17 und betreffende Öffnungen 16 im Bund 12
vorgesehen werden müssen. Wenn man die Stellung der Knopflöcher regeln will, sie
also mehr oder weniger nahe beim Aussenrand des Knopfes haben will, so kann man
die Möglichkeit einer Winkelverschiebung, mit dem Zentrum auf der Achse der Welle
5, der Bohrer 24 in bezug auf die Greiforgane 7 ausnützen. Auf diese Weise kann
die Spitze eines jeden Bohrers auf dem Knopf verstellt und mehr oder weniger nahe
zum Rand desselben gebracht werden. Diese Verstellung wird nicht wie bei den bekannten
Maschinen durch den Platzbedarf der Drehwerkzeuge behindert, da in bezug auf diese
die Bohrerspitzen in einer radialen Stellung ausserhalb angeordnet sind und daher
in ihren Zusatzverstellungen nicht behindert werden kann.
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Durch vorliegende Erfindung werden die eingangs gestellten Ziele erreicht.
Insbesondere wird der Ablauf der Bearbeitungen rationalisiert und werden die Totzeiten,
die zu einer Verlangsamung des Produktionsrhythmus führen können,
verkürzt.
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Die Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und variiert werden,
ohne dadurch ihren Rahmen zu überschreiten.
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Uberdies können alle Einzelteile durch technisch äquivalente Teile
ersetzt werden, In der Praxis können die angewendeten Materialien und Abmessungen
je nach den Erfordernissen beliebig gewählt werden.