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"Bearbeitungsmaschine zum Bearbeiten von
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Werkstücken an verschiedenen Seiten" Die Erfindung betrifft eine
Bearbeitungsmaschine zum, insbesondere spanenden, Bearbeiten von Werkstücken an
verschiedenen Seiten, die in einem Kreislauf schrittweise zu verschiedenen Bearbeitungsstationen
geführte Werkstückträger aufweist, auf denen die Werkstücke gehalten sind.
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Solche Bearbeitungsmaschinen sind nach dem Stande der Technik Transferstrassen
mit Linientransport oder Rundtischmaschinen.
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Die Transferstrassen haben den Nachteil, verhältnismässig viel Platz
zu beanspruchen. Die einzelnen Bearbeitungsstationen müssen genügend Abstand vo#neinander
haben, um für Werkzeugwechsel zugänglich zu sein. In aller Regel kann ausserdem
die Rücktransportstrecke nicht für die Bearbeitung genutzt werden.
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Um Platz zu sparen, ist es an Transferstrassen üblich, das Werkstück
an einer Station auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten gleichzeltig zu bearbeiten.
Dies führt nicht selten zu störenden
gegenseitigen Beeinflussungen
der beiden Bearbeitungsvorgänge.
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Für diejenigen Seiten des Werkstücks, die in Transportrichtung nach
vorne und hinten liegen, sind an den regelmässig seitlich angeordneten Bearbeitungsstationen
Schwenkeinrichtungen notwendig.
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Bei Rundtischmaschinen sind die Platzverhältnisse günstiger. Die Maschinen
sind jedoch verhältnismässig aufwendig. Sie erfordern für jeden Werkstückträger
einen kleinen Planetentisch mit eigener Drehung, um die verschiedenen Seiten des
Werkstücks nach aussen kehren zu können, von wo die Bearbeitungswerkzeuge angreifen.
Vor allem aber ist es nicht möglich, Werkzeuge nebeneinanderliegender Stationen
mit einer gemeinsamen Vorschub- und Antriebseinrichtung zu versehen, da sie immer
in einem Winkel zueinander ausgerichtet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bearbeitungsmaschine
zu sschaffen, die einen geringen Platzbedarf hat und verhältnismässig wenig Aufwand
verlangt.
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Gemäss der Erfindung erfüllt diese Forderungen eine Bearbeitungsmaschine
der eingangs genannten Art mit einem Kreislauf ohne Winkeldrehung der Werkstückträger
und mit Anordnung der Bearbeitungsstationen und der dazugehörigen Bearbeitungswerkzeuge
jeweils an der mit der betreffenden Seite des Werkstücks übereinstimmenden Seite
der Kreislaufbahn.
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Die nach der Erfindung vorgesehene Kreislaufbahn, die in der Regel
die Form eines Vielecks, insbesondere Vierecks haben wird, hat ebensowenig Platzbedarf
wie die Rundtischmaschine und ist Kreislauf und Wendung aller Seiten des Werkstücks
nach aussen zugleich. Es wird die relative Drehung des Werkstücks gegenüber der
Kreislaufbahn ausgenutzt, die dadurch zustande kommt, dass die Bahn bei gleichbleibend
ausgerichtetem Werkstück eine Umdrehung macht. Die Bearbeitungsstationen können
verhältnismässig eng aufeinanderfolgen und sind trotzdem im ganzen leicht zugänglich,
da
sie meist auch über die Ecken der Kreislaufbahn hinweg erreichbar sind. Auch an
den Ecken können Bearbeitungsstationen angeordnet sein, und zwar mit dem Vorteil,
dass von zwei Seiten her bearbeitet werden kann, da die Ecken ja an zwei Seiten
des Vielecks zugleich liegen.
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Die Werkzeuge von an ein und derselben Seite der vieleckigen Kreislaufbahn
angeordneten Bearbeitungsstationen können einen gemeinsamen Vorschub und/oder Antrieb
haben, was den maschinellen Aufwand erheblich mindert.
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Als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen,
dass die Werkstückträger an ihrer Unterseite sich in den Seitenrichtungen des genannten
Vielecks kreuzende Nuten T-förmigen Querschnitts aufweisen und an den Bearbeitungsstationen
dem Nutenquerschnitt angepasste Spannpratzen derart vorstehen, dass die Werkstückträger
sich bei ihrer Heranführung mit einer der Nuten darauf aufschieben. Vorzugsweise
sind die Spannpratzen mittig angeordnet und an ihrem Kopf symmetrisch ausgebildet,
derart, dass der Kopf in Spannstellung auf den am Kreuzungspunkt der Nuten gebildeten
vorstehenden Ecken gleichmässig anliegt. Diese Maßnahme erlaubt es, auch bei der
Anordnung von Arbeitsstationen an den Ecken der Kreislaufbahn mit nur einer von
unten her in den Werkstückträger fassenden Spannpratze auszukommen; die Spannpratze
kann in die eine Nute einlaufen und nach dem Richtungswechsel des Werkstückträgers
durch eine andere Nut auslaufen.
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Zusätzlich können an den Bearbeitungsstationen Fixierbolzen in diesen
angepasste Ausnehmungen der Werkstückträger einschiebbar sein.
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Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Werkstückträger zu ihrer schrittweisen Weiterführung auf Unterlagen verschiebbar
sind durch Stangen, die mit einem axialen Verschiebeantrieb sowie mit einem Antrieb
für eine Winkeldrehung versehen sind und Nocken derart aufweisen, dass diese durch
die Winkeldrehung in Eingriff an den Werkstückträgern kommen. Vorzugsweise
greift
der Verschiebeantrieb an einer der Stangen an, und diese ist mit der an der nächsten
Vieleckseite angeordneten Stange gekoppelt durch ein Zahnrad, das mit Zahnungen
an den beiden Stangen kämmt und an dem sich die beiden Stangen in verschiedener
Höhe kreuzen. Die übrigen Stangen können in der gleichen Weise angekoppelt sein.
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Eine zweckmässige Ausführungsform hierfür ist, dass die Stangen jeweils
zwei gesonderte parallele Zahnreihen aufweisen, deren eine bei der genannten Eingriffsstellung
der Nocken und deren andere bei Aussereingriffsstellung der Nocken mit dem Zahnrad
kämmt. Damit bei der Winkeldrehung ein sicherer Formschluss bleibt, sollte die eine
Zahnreihe mit dem Zahnrad in Eingriff kommen, ehe die andere Zahnreihe den Eingriff
mit dem Zahnrad verliert.
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Der Antrieb für die Winkeldrehung kann jeweils mit einer Manschette
über Nut und Feder an der Stange angreifen, wobei die Feder in der Manschette und
die Nut in der Stange angeordnet ist, oder umgekehrt, und die Stange in der Manschette
verschiebbar ist. Die Nut oder die Feder muss dabei mindestens die Länge des Verschiebewegs
haben.
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Eine vorteilhafte Gestaltung der genannten Nocken ist, dass die Nocken
T-förmig sind und in angepasste T-förmig angeordnete Nuten der Werkstückträger eingreifen.
Solche Nocken können die Weiterführung der Werkstückträger allein bewerkstelligen,
so dass keine weiteren Führungsmittel vorgesehen werden brauchen.
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Schliesslich ist es ein Vorteil der Erfindung, dass gemäss einer weiteren
Ausgestaltung an den oder einem Teil der Bearbeitungsstationen eine dem Wer#zeugdruck
entgegengerichtete Abstützung für die Werkstücke vorgesehen werden kann. Die Abstützung
kann beispielsweise an einer innerhalb der Kreislaufbahn angeordneten Säule sitzen,
die Werkzeuge zur Bearbeitung der Werkstücke von oben trägt.
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Die Zeichnungen geben ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.
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Es zeigen Fig. 1 eine Bearbeitungsmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken
in Draufsicht, Fig. 2 die Maschine in Ansicht gemäss Fig.1 von unten, teilweise
im Schnitt, Fig. 3 einen Schnitt gemäss Linie III-III in Fig. 1, den Teil rechts
der strichpunktierten Achse um diese geschwenkt um 1800, in grösserem Maßstab und
Fig. 4 einen Schnitt gemäss Linie IV-IV in Fig. 1 in grösserem Maßstab.
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Auf einem Maschinentisch 1 verläuft im Quadrat eine Umlaufbahn 2 für
Werkstückträger 3.
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Die Werkstückträger 3 bestehen in bekannter Weise aus starken Metallplatten
mit Spanneinrichtungen (nicht gezeichnet) zum Befestigen des Werkstücks. An der
Unterseite sind in die Werkstückträger 3 Nuten 4 eingefräst, die rechtwinklig zueinander
in Richtung der Quadratseiten der Umlaufbahn 2 verlaufen und sich in der Mitte des
Werkstückträgers 3 kreuzen. Wie Fig. 2 erkennen lässt, ist der Querschnitt der Nuten
4 T-förmig. An den vier Seiten, wo die Nuten 4 ausmünden, weisen die Werkstückträger
3 Absätze 5 auf. An der Oberseite dieser Absätze sind zwei Nuten 6 und 7 rechteckigen
Querschnitts eingefräst, von denen die eine Nut 6 parallel zu der darunter befindlichen
Nut 4 liegt und rechtwinklig auf die andere Nut 7 auftrifft. An den vier Aussenseiten
der Umlaufbahn 2 sind vier Transportstangen 8,9,10 und 11 angeordnet. Sie sind jeweils
in offenen Lagern 12 und 13 um eine Transportschrittlänge axial verschiebbar und
um einen aus Fig. 4 ersichtlichen Winkel verdrehbar. An der Transportstange 8 greift
ein Kolbenzylinder 14 als Verschiebeantrieb an. Die Transportstange 8 ist mit der
an der Umlaufbahn 2 nächstfolgenden Transportstange 9 durch ein Zahnrad 15 gekoppelt,
in das beide Transportstangen mit jeweils einer von zwei parallel nebeneinander
verlaufenden Zahnungen 16 und 17, die in Fig. 3 im
einzelnen erkennbar
sind, eingreifen. Die Transportstange 9 kreuzt die Transportstange 8 über dieser.
Die nächste Transportstange 10 kreuzt die Transportstange 9 wieder unter dieser
und ist wiederum durch ein Zahnrad 15 und Zahnungen 16 bzw. 17 an die vorangehende
Zahnstange 9 angekoppelt. Noch einmal die gleiche Koppelung durch Zahnrad 15 und
Zahnungen 16 bzw. 17 an den Transportstangen findet sich zwischen der Transportstange
10 und der oberhalb dieser verlaufenden letzten Transportstange 11.
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Jede der Transportstangen 8 bis 11 führt durch eine Manschette 18,
die durch einen starr an ihr sitzenden Schwenkarm 19 und einen gelenkig mit diesem
verbundenen Kolbenzylinder 20 winkelverdrehbar ist. Eine fest in der Manschette
18 angebrachte Feder 21 greift verschieblich in eine Längsnut 22 der Trangsportstange
8, 9,10 bzw. 11; die Längsnut 22 ist etwas länger als der erwähnte Transportschritt.
Die Feder 21 ist in Fig. 3, die Nut 22 ist in Fig. 1 zu erkennen.
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Die Transportstangen 8,9,10 und 11 sind jeweils mit zwei im Abstand
des Transportschritts voneinander angeordneten Nocken 23 von T-förmiger Ausbildung
versehen.
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Auf die quadratische Umlaufbahn 2 verteilen sich gleichmässig eine
Lade- und Entnahmestation und sieben Bearbeitungsstationen, von denen vier Bearbeitungsstationen
24 an den vier Ecken und drei Bearbeitungsstationen 25 auf den Mitten der Seiten
liegen. An den Bearbeitungsstationen sind allein in Fig. 2 dargestellte Fixierbolzen
26 angeordnet, die nach oben über die Oberfläche des Maschinentischs vorschiebbar
sind und für die an der Unterseite der Werkstückträger 3 genau angepasste Bohrungen
als Gegenstück vorgesehen sind. Ferner treten an den Stationen Spannpratzen 27 aus
der Oberfläche des Maschinentischs 1 heraus. Sie sind in ihrem senkrechten Schnitt
den Nuten 4 der Werkstückträger 3 angepasst und haben im waagerechten Schnitt ihres
Kopfes die Form eines Quadrats mit angerundeten Ecken, wie in Fig. 1 oben links
dargestellt. Die Spannpratzen 27 befinden sich in der Mitte des
Sitzes,
den die Werkstückträger an in Bearbeitungsstationen einnehmen.
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Die Pfeile 28 in Fig. 1 geben die Bearbeitungsrichtung(en) an den
einzelnen Stationen an. An den Eckstationen 24 kann auf zwei Seiten bearbeitet werden,
an den dazwischenliegenden Stationen 25 an einer Seite. Bei 29 ist ein Werkzeug
dargestellt, nämlich ein Bohrer. Insbesondere an den Stationen 25 ist auch eine
Bearbeitung von oben möglich. Fig. 2 zeigt einen an einer zentralen Säule 30 angeordneten
Vertikalbohrer 31.
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Die Maschine arbeitet wie folgt: Die Werkstückträger 3 bewegen sich
auf der Umlaufbahn 2 schrittweise im Uhrzeigersinn. Eine Station ist Lade- und Entnahmestation,
an der jeweils das neue zu bearbeitende Werkstück eingespannt und vorher das ankommende
bearbeitete Werkstück abgenommen wird.
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Für die Weiterbewegung werden zunächst mittels der Kolbenzylinder
20 die Transportstangen 8,9,10 und 11 aus der in Fig. 4 in strichpunktierten Linien
gezeichneten Stellung ihrer Nocken 23 in die in durchgezogenen Linien gezeichnete
Eingriffstellung der Nocken 23 mit den Nuten 6 und 7 an der betreffenden Seite der
Werkstückträger winkelverdreht. Die Drehung erfolgt über die Schwenkarme 19, die
Manschetten 18, die deren 21 und die Nuten 22.
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Ferner wird durch die Drehung jeweils die obere Zahnreihe 16 der Transportstangen
mit dem betreffenden Zahnrad 15 in Eingriff gebracht, wie aus Fig. 3 ersichtlich.
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Jetzt schiebt der Kolbenzylinder 14 die Transportstange 8 vor, wobei
diese mit der Nut 22 gegenüber der Feder 21 gleitet. Die von den Nocken 23 unverrückbar
gefassten Werkstückträger 3 werden mitgenommen. Sie gleiten dabei auf der Umlaufbahn
2.
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Die Längsverschiebung der Transportstange 8 überträgt sich durch deren
Zahnreihe 16 und das von dieser erfasste Zahnrad 15 auf die Zahnreihe 16 der nächsten
Transportstange 9 u.s.f. bis zur
letzten Transportstange 11, so
dass alle acht Werkstückträger 3 gleichzeitig in der gleichen Weise weitergeschoben
werden.
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Der Schritt geht von einer Bearbeitungsstation zur nächsten; danach
ist das Bild wieder das gleiche wie in Fig. 1.
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Die Zylinder 20 drehen nun die Transportstangen 8,9,10 und 11 zurück
und aus der Eingriffstellung der Nocken 23 wieder heraus.
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Hiebei kommt jeweils die in Fig. 3 untere Zahnreihe 17 mit dem betreffenden
Zahnrad 15 in Eingriff. Der Kolbenzylinder 14 zieht dann die Transportstange 8 und
wiederum über die Zahnräder 15 auch die übrigen Transportstangen 9,10 und 11 zurück
in die Ausgangsstellung.
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Bevor dann die Bearbeitung in üblicher Weise erfolgt, schieben sich
noch die Fixierbolzen 26 unter Justierung der Werkstückträger 3 in die ihnen zugeordneten
Bohrungen an der Unterseite der Werkstückträger und senken sich die Spannpratzen
27, auf die die Werkstückträger sich mit einer ihrer Nuten 4 bis zum Kreuzungspunkt
der Nuten 4 aufgeschoben haben, ab und halten die Werkstückträger jeweils an den
vier Ecken, die die schmaleren Querschnittsteile der Nuten 4 am Kreuzungspunkt bilden,
fest.
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Die Nuten 6 und 7 könnten auch an der Unterseite der Werkstückträger
3 angeordnet und das Einschwenken der Nocken 23 könnte dementsprechend von unten
her vorgesehen sein. Dies hätte den Vorteil, dass sich die Nuten 6 und 7 nicht mit
Spänen vollsetzen können.
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