DE2438574A1

DE2438574A1 - Antriebseinrichtung fuer arbeitsbewegungen ausfuehrende geraete und vorrichtung zu deren aufnahme

Info

Publication number: DE2438574A1
Application number: DE2438574A
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Schauwecker; Wolfgang Ing Grad Thalmeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1974-08-10
Filing date: 1974-08-10
Publication date: 1976-02-26

Description

Antriebseinrichtung für Arbeitsbewegungen ausführende Geräte und Vorrichtung zu deren Aufnahme Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für Arbeitsbewegungen ausführende Geräte und Vorrichtung zu deren Aufnahme, im wesentlichen bestehend aus einem das jeweilige Gerät aufnehmenden, eine Vorschubbewegung ausführenden Halter, der auf einer vorgegebenen Kurvenbahn geführt ist.
Es sind Bearbeitungsmaschinen bekannt, bei denen das Werkzeug durch einen Koordinatenantrieb auf einer bestimmten Kurve bewegt wird. Diese Bearbeitungsmaschinen finden in der Technik verschiedentlich Anwendung, beispielsweise als Auftragsinaschinen für gastische Massen.
Gerade bei diesen Maschinen ist es von großer Wichtigkeit, daß die gewählte Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges, d.h. der die plastische Masse auf ein Werkstück aufbringenden Ventildüse zur Erzielung einer stets gleichvolumigen und damit an allen Stellen gleich dicken Auftragsschicht absolut konstant bleibt, da sich anderenfalls ungleich dicke Auftragsschichten bilden. Diese Forderung nach konstanter Vorschubgeschwindigkeit der Ventildüse kann bei den bekannten, mit einem Koordinatenantrieb ausgerüsteten Auftragsmaschinen nur mit relativ sehr niederer Vorschubgeschwindigkeit erfüllt werden, weil die große Masse des Halters der Ventildüse an Kanten und Radien des Werkstücks nur Beschleunigungen bis zu einer bestimmten Größe zuläßt, da bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten in diesem Bereich durch die Wirkung der Massenkräfte Eckenverzögerungen auftreten.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein Werkstück -auf das wie erwähnt plastische Massen aufzutragen sind -im Regelfall wesentlich längere geradlinige oder nahezu geradlinige Auftragskanten als derartige stark gekrümmte aufweist, ist es leicht verständlich, daß die bekannten Auftragsmaschinen, insbesondere bei Bearbeitung von großflächigen, in großen Stückzahlen auftretenden Werkstücken außerordentlich unwirtschaftlich arbeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinrichtung zu schaffen, die beim Abfahren oder Herstellen einer beliebigen, zwei- oder dreidimensionalen Form in allen Konturenbereichen eine stets konstante, gewünschtenfalls jedochjvariierbare Vorschubgeschwindigkeit antriebsseitig aufweist. antriebsseitig Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Antriebseinrichtung aus einer endlosen, eine Vielzahl von Wälzkörpern aufweisenden Wälzkörperkette besteht, die in einer Führungsbahn angeordnet ist, wobei die Wälzkörperkette über mindestens ein Antriebsorgan angetrieben wirdlund wobei ferner mindestens ein Wälzkörper mit mindestens einem Halter für das jeweilige Gerät in Verbindung steht.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Führungsbahn aerart gestaltbar ist, daß mittels des jeweiligen Werkzeugt ein Herstellen oder Abfahren von zwei- oder dreidimensionalen Formgestalten ermöglicht ist. Das Werkzeug wird durch das erfindungsgemäße Antreiben der Wälzkörper in ständigem Form- und Kraftschluß, also unter stets gleichförmiger Vorschubgeschwindigkeit fortbewegt. Diese kann darüber hinaus durch Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit der Wälzkörperkette variiert werden.
Die Vorrichtung zum Auftragen der plastischen Massen besteht nach einer Ausführungsform der Erfindung aus einem Maschinenständer, der sich im wesentlichen aus einem eine Führungssäule enthaltenden Fußteil zur Befestigung des jeweiligen Werkstücks und einem Aufnahmeteil zusammensetzt, in dem die Führungsbahn angeordnet ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen Maschinenständer im Teilschnitt mit in dessen Aufnahmeteil angeordneter, erfindungsgemäßer Führungsbahn mit Wälzkörperkette, Fig. 2 eine Draufsicht zur Fig. 1 entlang der Schnittlinie II - II in Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 1 veranschaulichten Führungsbahn, Fig. 4 eine Ansicht der Führungsbahn in Richtung des Pfeiles A in Fig. 3.
Fig. 1 zeigt einen Maschinenständer 1 mit einem Fußteil 2, auf dem ein Werkstück a) befestigt istlund in das eine Führungssäule 3 eingesetzt ist, die ein Aufnahmeteil 4 trägt. Dieses Aufnahmeteil 4 ist mit einem beliebig auswechselbaren Einsatzstück 5 ausgerüstet, das mit einer Führungsbahn 6 versehen ist, deren Kontur der nachzufahrenden Kontur des Werkstücks a) entspricht und die -wie Fig. 3 zeigt - einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der obere Quersteg 7 zur Aufnahme der Wälzkörper 8 dient, die durch Aneinanderreihung einer Vielzahl von Wälzkörpern 8 eine endlose Wälzkörperkette bilden, die von mindestens einem Antriebsritzel 9 mittels einem Motor 10 angetrieben wird. Das Antriebsritzel 9 ist an seinem Umlaufaußenmantel mit kalottenförmigen Ausnehmungen 11 versehen, die dem Radius der Wälzkörper 8 in etwa entsprechen. Falls erforderlich, können zum Antreiben der Wälzkörperauch mehrere Antriebsritzel 9 vorgesehen werden. Das bzw. die Antriebsritzel 9 sind jedoch - wie Fig. 4 zeigt - an starken Krümmungen der Führungsbahn 6, falls derartige konturenmäßig vorhanden sind, angeordnet.
Von den in der Führungsbahn 6 eingesetzten Wälzkörpern 8 ist an einem Wälzkörper eine Tragstange 12 eingeschraubt, die biMUmlaufen der Wälzkörperkette in der Führungsbahil 6 an den einander gegenüberliegenden F#rungsflächen 7' des Längssteges der Führungsbahn 6 kulissenartig gleitet. An die Tragstange 12 ist eine Pinole 13 angesetzt, die eine Ventildüse 14 trägt, aus der eine plastische Masse auf ein Werkstück a) ausströmt, die über eine Leitung 17 zufließt. Für eine exakte Führung der Pinole 13 in allen Konturenbereichen des Werkstücks a) ist die Pinole 13 mit einem Schwenkarm 15 versehen, der mit einem Gelenk 16 ausgerüstet ist, und der zum Ausgleich der räumlichen Krümmung der Führungsbahn 6 an der Führungssäule 3 höhenverschiebbar angelenkt ist.
Ist mittels der Führungsbahn 6 die Kontur eines völlig planen Werkstücks nachzufahren bzw. eine solche Kontur herzustellen, so verläuft hierfür die Führungsbahn 6 ebenflächig. Zum Nachfahren bzw. zum Herstellen der Kontur eines räumlich gekrümmten, in Fig. 1 dargestellten Werkstücks a) ist hingegen die Führungsbahn 6 entsprechend räumlich gekrümmt ausgebildet. Hierbei sind jeweils die Führungsflächen 7' senkrecht zum Verlauf der Führungsbahn 6 angeordnet. Darüber hinaus können in vorteilhafter Weise die Führungsflächen 7' der Führungsbahn 6 - und zwar gleichgültig, ob diese ebenflächig oder räumlich gekrümmt ausgebildet ist - in einem beliebigen Winkel geneigt sein, wodurch ein zwei- oder dreidimensionales Formgestalten in allen Raumkoordinaten ausführbar ist.
In diesem Falle muß der Gelenkarm 15 mit einem vollkardanischen Gelenk ausgerüstet sein.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung erlaubt aufgrund des form- und kraftschlüssigen Antriebes der Wälzkörperkette eine immer gleichförmige Vorschubgeschwindigkeit der Ventildüse 14, wodurch eine plastische Masse auf das Werkstück a) stets gleich dosiert und damit in gleicher Schichtdicke aufgetragen werden kann. Durch Verwendung eines beispielsweise drehzahlregelbaren Motors oder dgl.
Vorrichtung ist diese Vorschubgeschwindigkeit beliebig veränderbar.
Natürlich kann mit der Antriebseinrichtung auch jede an dere zwei- oder dreidimensionale Bearbeitungsvorgang -beispielsweise für das Brennschneiden, Schweißen, Fräsen oder dgl. - durchgeführt werden.
Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung die mit der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung ausgerüstete Vorrichtung nur das Aufnahmeteil aufweisen, das beliebig ortsfest angebracht sein kann, wobei das Gerät (Werkzeug) der Antriebseinrichtung unmittelbar auf das Werkstück einwirken kann. Ferner ft es auch denkbar, daß das Aufnahmeteil nur mit der Führungssäule ausgerüstet ist, die mit dem Fußteil versehen oder direkt in ein ortsfestes Bauteil eingesetzt sein kann, und daß je nach Bearbeitungsvorgang auch auf den Schwenkarm verzichtet werden kann.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: 1. Antriebseinrichtung für Arbeitsbewegungen ausführende Geräte und Vorrichtung zu deren Aufnahme, im wesentlichen bestehend aus einem das jeweilige Gerät aufnehmenden, eine Vorschubbewegung ausführenden Halter, der auf einer vorgegebenen Kurvenbahn geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung aus einer endlosen, eine Vielzahl von Wälzkörpern (8) aufweisenden Wälzkörperkette besteht, die in einer Führungsbahn (6) angeordnet ist, wobei die Wälzkörperkette über mindestens ein Antriebsorgan (Antriebsritzel 9) angetrieben wird und wobei ferner mindestens ein Wälzkörper mit mindestens einem Halter für das jeweilige Gerät in Verbindung steht.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (8) mittels mindestens einem Antriebsritzel (9), das mit mehreren, dem Radius der Wälzkörper in etwa entsprechenden kalottenförmigen Ausnehmungen (11) versehen ist, angetrieben sind.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer stark gekrümmten Führungsbahn (6) das (die)Antriebsritzel (9) im Bereich der Krümmung(en) angeordnet ist (sind).
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (6) einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, wobei der obere Quersteg (7) zur Aufnahme der Wälzkörper (8Xwährend der Längssteg mit seinen Führungsflächen (7') zur Führung des Werkzeughalters (Tragstange 12) dient.
5. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (6) ebenflächig verläuft.
6. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (6) räumlich gekrümmt ausgebildet ist.
7. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (7') senkrecht zum Verlauf der Führungsbahn (6) angeordnet sind.
8. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füi#ungsflächen (7') schräg zum Verlauf der Führungsbahn (6) angeordnet sind.
9. Vorrichtung zur Aufnahme der Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Maschinenständer (1) vorgesehen ist, der sich im wesentlichen aus einem eine Führungssäule (3) enthaltenden Fußteil (2) zur Befestigung des jeweiligen Werkstücks a) und einem Aufnahmeteil (4) zusammen-Setzt, in dem die Führungsbahn (6) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (4) ein beliebig auswechselbares, mit der Führungsbahn (6) versehenes Einsatzstück (5) aufweist.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Halter für das jeweilige Gerät - beispielsweise ein Werkzeug (Ventildüse 14) - eine Tragstange (12) dient, die mit einem Wälzkörper (8) verschraubt ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (Tragstange 12 bzw.

Pinole 13) mit einem ein Gelenk (16) aufweisenden Gelenkarm (15) versehen ist, der an der Fiihrungssäule (3) schwenkbeweglich angelenkt ist.
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (15) an einer seiner Anlenkstellen höhenverschiebbar angelenkt ist.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (15) mit einem vollkardanischen Gelenk ausgerüstet ist.
15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Antriebseinrichtung ausgerüstete Vorrichtung nur aus dem Aufnahmeteil besteht, das bedarfsweise mit der Führungssäule versehen ist, die ihrerseits bedarfsweise das Fußteil oder den Schwenkarm trägt.

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