DE2750678A1

DE2750678A1 - Vorrichtung zum erleichtern des beladens und entladens von auf einer werkzeugmaschine, insbesondere schleifmaschine, zu bearbeitenden werkstuecken

Info

Publication number: DE2750678A1
Application number: DE19772750678
Authority: DE
Inventors: Roger Sauvain; Hugues Voumard
Original assignee: Voumard Machines Co SA
Current assignee: Voumard Machines Co SA
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-11-12
Publication date: 1978-06-29
Also published as: US4161849A; FR2392766B1; GB1557648A; FR2392766A1; CH598910A5

Description

2750678 Maxton · Maxton · Langmaack Patentanwälte

Patentanwälte Maxion & Langmaack Pferdmengeaetr. SO · 5000 Kein 51

Robert Brede (1895-1943) Ludwig Hammersen (1909-1944) Alfred Maxton »r. Alfred Maxton jr. Jürgen Langmaack

Diplom-Ingenieure

5000 Köln

685 pg 773 10.11.77

Voumard Machines Co. S.A. La Chaux-de-Fonds/NE (Schweiz)

Vorrichtung zum Erleichtern des Beladens und Entladens von auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine, zu bearbeitenden Werkstücken.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erleichterung des Beladens und Entladens von auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine zu bearbeitenden Werkstücken, v/obei diese Maschine einen Spindelstock mit horizontalachsiger Werkstückspindel und mindestens einen Drehoder Schwenkarm aufweist, der die Werkstücke an einer Aufnahmestelle aufnimmt, an v/elcher sie bereits die gleiche Orientation haben müssen wie in der Bearbeitungsstelle.

Ladeeinrichtungen, namentlich solche mit einem oder mehreren Dreh- oder Schwenkarmen, sind bereits für verschiedenste Werkzeugmaschinen und insbesondere auch für Schleifmaschinen beispielsweise Innenschleifmaschinen, vorgeschlagen worden. Eine Besonderheit solcher Ladeeinrichtungen liegt aber darin, dass Werkstücke, damit sie an der Aufnahmestelle durch die Ladeeinrichtung übernommen v/erden können, dort bereits diejenige Orientation halmen müssen wie sie an der Bearbeitungsstelle einnehmen, d. h. eine solche, bei welcher die Achse des meistens aus einem aussen runden

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oder gezahnten Werkstückes parallel zur meistens horizontalen Achse der Werkstücktragspindel ist, welche die Werkstücke für die Bearbeitung aufnimmt. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass solche Ladeeinrichtungen zufriedenstellend sind falls die Werkstücke klein und leicht

sind, hingegen mit einigen Machteilen behaftet sind, falls die Werkstücke ein beträchtliches Gewicht haben; es muss dann nämlich die Bedienungsperson in einer auf die Dauer recht ermüdenden Bewegung die Werkstücke in IQ eine Lage und Orientation verbringen, die sich eignen für die Aufnahme der Werkstücke durch den Schwenk- oder Dreharm der Ladeeinrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen durch Bereitstellung einer Vorrichtung - zur Erleichterung des Beladens und Entladens von Werkstücken an einer Werkzeugmaschine, wobei diese Vorrichtung so beschaffen sein soll, dass die Bedienungsperson die Werkstücke lediglich in eine Lage und Orientierung bringen muss, in welcher deren Achse etwa v/inkelrecht zur Hauptachse der Maschine steht und in der somit die Bedienungsperson jedes Werkstückes noch leicht mit beiden Händen gerade vor sich halten kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Ausbildung der Vorrichtung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Beladungswerkstücktragglied aufweist, das um eine mindestens angenähert vertikale Achse schwenkbar ist und das ausserdem dafür eingerichtet ist, um diese Achse eine Bewegungsfolge auszuführen, die mit jener des Dreh- oder Schwenkannes synchronisiert ist, und zwar eine Hin- und Herdrehbewegung aus einer ersten Endlage, in welcher an ihm vorhandene Werkstücktragmittel derjenigen Seite der Maschine zugewendet sind, an welcher sich die Bedienungsperson befindet, damit letztere dort leicht ein zu bearbeitendes Werkstück aufsetzen kann, zu einer anderen 5 Endlage, in welcher das Werkstück mit seiner Achse auf die

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Hauptachse der Maschine ausgerichtet ist und deshalb korrekt durch den Dreh- oder Schwenkarm erfasst werden kann.

Vorzugsweise sind hydraulische, pneumatische oder handbetätigte Mittel vorgesehen zur Durchführung der Hin-und Herdrehung des Beladungswerkstücktraggliedes im Einklang mit der Bewegung des Dreh- oder Schwenkarnes.

Weitere Besonderheiten ergeben sich aus den Ansprüchen 3 und 4 sowie aus nachfolgender Beschreibung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beiliegender Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer mit der erfindungsgemässen

Vorrichtung ausgerüsteten Innenschleifmaschine und

Fig. 2 eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt zu Fig. 1, wobei namentlich der Bündelstock mit der

Werkstücktragspindelf die zwei Schwenk- oder Dreharme aufweisende Ladeeinrichtung und ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung veranschaulicht sind.

In der Zeichnung sind nur jene Teile einer Innenschleifmaschine mit Bezugszeichen versehen, die für das Verständnis des Aufbaues und der Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung von Belang sind. Auf der Maschine wird beispielsweise die Bohrung 3 eines Zahnrades 2 geschliffen, welches in einem mit Presswalzen ausgerüsteten Ring 4 gehalten ist, in dem es bereits vor dem Einspannen in die Maschine eingesetzt wurde. In der Praxis werden mehrere derartige Ringe zur Verfügung gestellt, die nacheinander immer wieder zur Verwendung gelangen. Ein Spannfutter 5 hat drei Backen 6, die so verstellt werden, dass eine perfekt zentrische Einspannung des Werkstückes 2

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im mit Walzen versehenen Ring 4 während dein Schleifvorgang gewährleistet ist. Das Spannfutter 5 sitzt auf einer Werkstückspindel 7, die in einem Spindelstock 8 gelagert ist. Es kann beispielsweise eine pneumatische oder hydraulische Betätigung des Spannfutters vorgesehen sein.

Mit 9 ist eine Ladeeinrichtung bezeichnet, die zwei mit 9a bzw. b bezeichnete Ladenrme aufweist und, wie schon in der CH-PS 543 933 beschrieben, dazu dient, zu bearbeitende Werkstücke 4 von einer Aufnahmestelle zum Spannfutter 5 zu verbringen und zugleich solche Werkstücke nach ihrer Bearbeitung, d. h. nach Freigabe durch das Spannfutter, von diesen zu einer Abgabestelle zu verbringen, die im vorliegenden Beispiel mit der Aufnahmestelle zusammenfällt. Der bewegliche Teil dieser Ladeeinrichtung führt Drehschritte von 120 aus, die je auch mit Translationsbev/egungen in Axialrichtung kombiniert sind. Bei solchen Translationsbewegungen werden auswertbare Zapfen oder Zangen 10 (Fig. 1) oder dgl. Tragmittel in die Zentralbohrungen der Werkstücke eingeführt oder aus ihnen herausgeführt, um das Werkstück iⁿ das Spannfutter einzusetzen oder es aus ihm herauszunehmen. Ausgehend von der in der Zeichnung (Fig. 2) gezeigten Lage vollführt die zweiarmige Ladeeinrichtung zuerst einen Drehschritt von 120 aus, worauf eine axiale Translationsbewegung folgt zwecks Aufnehmens eines zu bearbeitenden Werkstückes auf dem Arm 9a und eines eben bearbeiteten Werkstückes auf dem Arm 9b. Zu einem solchen Aufnehmen werden die Zapfen 10 ausgeweitet währenddem die Backen 6 des Spannfutters dieses letzterwähnte Werkstück freigeben. Zugleich lässt der Druck eines (nachfolgend noch näher zur Beschreibung gelangenden) hydraulischen Spannzeugs 11 nach, so dass die Werkstücke auf dem Zapfen 10 gehalten sind und nicht mehr wie bis anhin durch die Backen 6 oder das Spannzeug 11 aussen festgespannt sind. Nachher vollführt die zweiarmige Ladeeinrichtung erneut eine Axialbewegung aus,

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um die Werkstücke aus der Aufnahnestelle bzw. aus der Einspannstelle zu entfernen; anschliessend erfolgt erneut ein Drehschritt der Ladeeinrichtung um 120 , ujn das zu bearbeitende Werkstück bis an eine Stelle zu bringen, in welcher es dem Spannfutter 5 gegenüberliegt und zugleich das eben bearbeitete Werkstück in eine am Kulminationspunkt der Wanderung gelegene Stelle zu bringen, an der weiter nichts passiert. Anschliessend führt die Ladeeinrichtung wieder eine Axialbewegung aus, die gefolgt ist von einem Spann-Vorgang im Spannfutter mit den Backen 6, und gegebenenfalls auch ein Freigeben des Werkstückes durch den im Spannfutter befindlichen Zapfen 10, damit das nun zu bearbeitende Werkstück bearbeitungsbereit im Spannfutter 5 festgehalten ist. Danach vollführt die zweiarmige Ladeeinrichtung wie- * der eine Axialbewegung aus unter Zurücklassen des zu bearbeitenden Werkstückes im Spannfutter; es erfolt ein weiterer Drehschritt um 120 bis zur in der Zeichnung veranschaulichten Lage, in welcher· die Ladeeinrichtung 9 noch eine Axialbewegung ausführt, durch welche das bereits bearbeitete Werkstück in die Aufnahmemittel der Aufnahmestelle gelangt (welch letztere zugleich auch Abgabestelle ist); es erfolgt noch ein Nachlassen des Haltedruckes des Zapfens 10 einhergegend mit einem Wirksamwerden des Spannzeugs 11, welches nun das bereits bearbeitete Werkstück an der Aufnahmesteile festhält und es von der Ladeeinrichtung abnimmt, welche sich nun axial zurückzieht, um die in der Zeichnung veranschaulichte Lage einzunehmen. Sobald das zu bearbeitende Werkstück fertig im Spannfutter 5 eingespannt ist und keiner der Arme der Ladeeinrichtung 9 mehr vor dem Spannfutter und dem darin eingespannten Werkstück näher gelegen ist, kann das Innenschleifen des Werkstückes stattfinden mit Hilfe einer Schleifscheibe 12, die nur in Fig. 1 eingezeichnet ist. VJährend dem ganzen eben beschriebenen Arbeitszyklus der Ladeeinrichtung 9 befindet sich ein BeIa-

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dungswerkstücktragglied, das zusammenfassend mit 13 bezeichnet ist, in der in der Zeichnung mit vollen Linien dargestellten Lage. Während derjenigen Arbeitsperiode, in der sich der InnenschleifVorgang am Werkstück 4 abwickelt, vollführt dieses Tragglied 13 zuerst eine Wendebewegung um eine Viertelsumdrehung um eine vertikale Achse aus, um in die in der Zeichnung mit gestrichelten Linien gezeigte Lage zu gelangen. In dieser letztgenannten Lage wird das Spannzeug 11 im Sinne des Loslassens betätigt und die Bedienungsperson kann nun das eben bearbeitete Werkstück leicht herausnehmen durch eine Bewegung zu sich heran. Gleich danach kann die Bedienungsperson auf dem immer noch in der mit gestrichelten Linien gezeigten Lage befindlichen Tragglied 13 ein weiteres, zu bearbeitendes Werkstück aufsetzen, worauf das Spannzeug 11 wieder in Spannlage gebracht und das Tragglied 13 als Ganzes um eine Viertelsdrehung im Gegensinn gedreht wird zurück in die mit vollen Linien gezeigte Lage, in welcher das auf ihm getragene Werkstück der Ladeeinrichtung 4 übergeben werden kann; man hat also einen Bereitschaftszustand erreicht, der anhält bis das Innenschleifen am eingespannten Werkstück vollzogen ist. Nachfolgend wird nun die Ausbildung und Wirkungsweise des Beladungswerkstücktraggliedes 13 näher erläutert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, hat dieses Glied einen Block 14, der um einen vertikalen Achszapfen 15 drehbar gelagert ist, der seinerseits an einem zum Maschinengehäuse gehörenden Teil 16 befestigt ist. An einer Seite hat dieser Block 14 einen Ansatz 17, an welchem ein Kolben 18 angelenkt ist der in einem mit Druckflüssigkeit oder mit Druckluft beaufschlagbaren Zylinder 19 arbeitet, welcher an einem zum Maschinengehäuse gehörenden Teil gelenkig abgestützt ist. Wenn der Zylinder 19 im einen Sinne in Wirkung gesetzt wird, so stösst der Kolben 18 den Ansatz 17 vor sich hin, um den Block 14 im Uhrzeigersinn zu drehen, und zwar von

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der mit vollen Linien gezeigten Lage in die mit gestrichelten Linien gezeigte Lage. Bei Betätigung des Zylinders im anderen Sinne wird auch der Block 14 wieder in die mit vollen Linien gezeigte Lage zurückgedreht. Nicht gezeigte Anschlagmittel bestimmen die genauen Endlagen des Blockes bei einer solchen Hin- oder Herdrehung..

In einer Ausführungsvariante könnte das Hin- und Herdrehen des Beladungswerkstücktraggliedes 13 von Hand erfolgen. Es könnten Lagefühler und Verriegelungsorgane vorge- sehen werden» letztere übrigens auch in der Ausführung mit motorischem Hin- und Herdrehen,zwecks Gewähr1eistens einer korrekten Folge der Bewegungen des Gliedes 13 und der Ladeeinrichtung 9. Zum Drehblock 14 gehört eine Vertikalkulisse 20, auf welcher in geeigneter Höhe ein Setzteil fixiert ist, der zwei Schuhe 22 und auch das hydraulische oder druckluftbetätigte Spannzeug 11 trägt, das schon weiter oben erwähnt wurde. Je nach Grosse der Werkstücke können verschieden ausgebildete Setzteile oder Halter 21 zur Verwendung gelangen, die verschieden angeordnete Schuhe 22 haben, wobei letztere im Bedarfsfall auch noch verstellt werden können; die Auf- und Abverstellung dieser Schuhe ist auch ermöglicht durch eine entsprechende Verstellung des Setzteiles oder Halters 21. Das Spannzeug weist einen Andrückkolben 23 auf, der in einem mit Druckflüssig keit oder Druckluft gespiesenen Zylinder 24 arbeitet, welcher ebenso wie der Zylinder 19 mit einer Steuerungsvorrichtung verbunden ist; diese steuert auch gewisse Bewegungen der die Arme 9 aufweisenden Ladeeinrichtung.

Es ist leicht einzusehen, dass für verschieden grosse Werkstücke entsprechend dimensionierte Halter 21 zu verwenden sind, mit verschieden grossen und verschieden weit voneinander gesetzten Schuhen 22 und mit einem mehr oder weniger weit über den Schuhen angeordneten Spannzeug 11. Die Lage, die das Werkstück beim Laden und beim Entladen

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der Werkzeugmaschine einnimmt, also diejenige Lage, in welcher die zweiarmige Ladeeinrichtung das zu bearbeitende Werkstück aufnimmt bzw. das eben bearbeitete Werkstück ablegt, muss genau bestimmt werden. In Horizontalrichtung wird die exakte Positionierung gegeben durch die Lage des Halters 21, die ihrerseits genau bestimmt wird durch den Block 14 in seiner mit vollen Linien gezeigten Lage. Die beiden Schuhe 22 sind in Horizontalrichtung immer symmetrisch und das Werkstück wird stets zentriert in Horizontalausrichtung mit der Vertikalachse 15. Die Einstellung des Werkstückes in Vertikalrichtung kann genau erfolgen mit einmaliger Einstellung für eine ganze Serie von Bearbeitung svorgängen indem man den Halter 21 nach oben oder unten einstellt. Es muss aber auch die Lage der beiden Arme 9a "und 9b im Zeitpunkt des Ergreifens eines durch die Schuhe 22 und das Spannzeug gehaltenen Werkstückes, genau in Drehrichtung bestimmt sein; deshalb haben die Arme 9a und 9b je eine Bohrung 25, die sich passend auf einen Positionierstift 26 aufschiebt jeweils dann wenn die Ladeeinrichtung ihre Rückwärtsverschiebebewegung ausführt, bei welcher sie sich dem Werkstückspindelstock nähert.

Es ist noch zu bemerken, dass die Betätigung des Spannzeuges 11 im Normalfall automatisch vollzogen werden soll in Abstimmung auf die Wirkungsweise der Ladeeinrichtung Die Betätigung kann aber unter Umständen von Hand erfolgen oder durch ein Pedal herbeigeführt werden, anlässlich der Wegnahme eines bereits bearbeiteten Werkstückes und der Einsetzung eines zu bearbeitenden Werkstückes. In diesem Fall kann eine Handbetätigung einer automatischen Betätigung überlagert sein, wobei die Handbetätigung es ermöglicht, das Spannzeug in und ausser Wirkung zu setzen, wobei na türlich der automatische Ablauf von Vorgängen unterbrochen wird bei dem manuellen Entspannen des Spannzeuges für das Wegnehmen eines bearbeiteten Werkstückes und das Einsetzen

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eines nächsten zu bearbeitenden Werkstücken.

Das oben beschriebene Konzept erleichtert erheblich die Vorgänge des Einsetzens und Wegnehmens von zu bearbeitenden bzw. bearbeiteten Werkstücken, welche Vorgänge für die Bedienungsperson die Arbeit erheblich erleichtern besonders dann wenn die Werkstücke verhältnismässig schwer sind. Es versteht sich, dass die gleiche aus den Teilen 13 bis 24 bestehende Werkstückhaltevorrichtung auch zusammen mit einer anderen /vrt von Ladeeinrichtung, beispielsweise einer solchen mit einem einfachen oder doppelten Schwenkarm, verwendet werden kann. Im übrigen könnte das Beladungswerks tücktragglied in .einer Beladungslage zum Stillstand gebracht werden, die nicht wie in der Zeichnung dargestellt, vollständig zur Längsachse der Maschine winkelrecht stünde, ' sondern aus Bequemlichkeitsgründen mehr oder weniger nach vorn oder nach hinten orientiert wäre. Es könnte auch die Lagerachse 15 leicht zum Spindelstock hin geneigt sein, allerdings in einer Radialebene zur Achse des Spindelstockes, um dadurch eine etwas vorteilhaftere Ablagestelle oder Aufnahmestelle für das Werkstück zu erreichen, was eine Sache der Konstruktion oder eventuell der Einstellung ist. Wichtig ist vor allem, dass in der Lage, in welcher das zu bearbeitende Werkstück den Arm der Ladeeinrichtung gegenüber gestellt wird, dieses Werkstück die gewollte Ausrichtung hat, also jene, die es haben muss, wenn es für den SchleifVorgang in das Spannfutter 5 eingebracht wird.

Schliesslich versteht sich auch, dass die beschriebene Vorrichtung nicht nur für Schleifbearbeitungen, sondern auch für andere Bearbeitungsmaschinen gebraucht werden kann, und zwar auch bei Werkstücken, die nicht schon zum voraus eine Zentralbohrung haben; in diesem Falle müssten die Lademittel,also im vorliegenden FaIJ die zweiarmige Ladeeinrichtung 9, an Stelle der ausweitbaren Zapfen Greifmittel haben, die das Werkstück jeweils an seinem Aussenumfang greifen würden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

l.J Vorrichtung zur Erleichterung des Beladens und Entladens von auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine zu bearbeitenden Werkstücken, wobei diese Maschine einen Spindelstock mit horizontalachsiger Werkstückspindel und mindestens einen Dreh- oder Schwenkarm aufweist, der die Werkstücke an einer Aufnahmestelle aufnimmt, an welcher sie bereits die gleiche Orientation haben müssen wie in der Bearbeitungsstelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein BeladungswerkstÜcktragglied (13) aufweist, das um eine mindestens angenähert vertikale Achse schwenkbar ist und das ausserdem dafür eingerichtet ist, um diese Achse eine Bewegungsfolge auszuführen, die mit jener des Dreh- oder Schwenkarmes (9) synchronisiert ist, und zwar eine Hin- und Herdrehbewegung aus einer ersten Endlage, in welcher an ihm vorhandene Werkstücktragmittel (22) derjenigen Seite der Maschine zugewendet sind, an welcher sich die Bedienungsperson befindet, damit letztere dort leicht ein zu bearbeitendes Werkstück aufsetzen kann, zu einer anderen Endlage, in welcher das Werkstück mit seiner Achse auf die Hauptachse der Maschine ausgerichtet ist und deshalb korrekt durch den Dreh- oder Schwenkarm erfasst werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hydraulische, pneumatische oder handbetätigte Mittel (19) vorgesehen sind zur Durchführung der Hin- und Herdrehung des Beladungswerkstücktraggliedes im Einklang mit der Bewegung des Dreh- oder Schwenkarmes.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die am Beladungswerkstückglied vorhandenen Werkstückstützmittel für die Aufnahme eines Werkstückes mit runder Umrissform oder in Form eines Zahnrades zwei untere Schuhe (22) und ein oberes hydraulisch oder pneumatisch betätigbares Spannzeug (11) aufweisen, welches dazu dient,

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das Werkstück vertikal an die Schuhe anzudrücken, um es so festzuhalten während einer Drehung des Beladungswerkstücktraggliedes, wobei die Schuhe höhenverstellbar sind, damit bei parallel zur Hauptachse der Werkzeugmaschine ausgerichtetem Beladungswerkstücktragglied das Werkstück in die Lage einstellbar ist, die sich eignet zur Uebernahme durch den Schwenk- oder Dreharm bzw. in die Lage, in welcher der Schwenk- oder Dreharm das bearbeitete Werkstück an das Beladungswerkstücktragglied (13) abgibt.

M. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beladungswerkstücktragglied (13) eingerichtet ist zur Zusammenarbeit mit zwei besagten Dreharmen (9a, 9b), die sich gleichzeitig bewegen und von denen der eine ein zu bearbeitendes Werkstück an der Aufnahmestelle aufnimmt, wogegen der andere das eben bearbeitete Werkstück bei der Einspannstelle in der Werkzeugmaschine aufnimmt, wonach der erste Arm nach der Drehung der beiden Arme das zu bearbeitende Werkstück zur Einspannstelle in der Werkzeugmaschine bringt, während der andere das bearbeitete Werkstück auf die am Beladungswerkstücktragglied vorgesehenen Werkstückstützmittel aufsetzt.

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