DE2921533A1

DE2921533A1 - Rotierende vorrichtung zur kontinuierlichen werkstuecksbearbeitung

Info

Publication number: DE2921533A1
Application number: DE19792921533
Authority: DE
Inventors: George Martin Tarzian
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1979-05-28
Publication date: 1979-12-06
Also published as: US4224729A; GB2023025A; GB2023025B; FR2437350A1; JPS54159097A

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

"* ^ Registered Representatives

before the European Patent Office

George M. Tarzian, Möhlstraße37

Chicago, 111., V.St.A. D-8000 München

Tel.: 089/982085-87

- Telex: 0529802 hnkl d

Telegramme: ellipsoid

911,795

2 8. Mai 1979

Rotierende Vorrichtung zur kontinuierlichen Werkstückbearbeitung

Die Erfindung betrifft eine verbesserte, kontinuierlich arbeitende, rotierende Werkstück-Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere mit einem oder mehreren ringförmigen Drehköpfen, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, mechanisch im Gleichtakt arbeiten und eine Vielzahl von Zusammensetz- oder Montage- und Verpackungsvorgängen oder andere Arbeitsgänge bzw. mechanische Funktionen durchführen. Die Vorrichtung weist ein inneres Steuerkurvensystem mit Mitteln zur Durchführung einer Vielzahl mechanischer Arbeitsgänge innerhalb des Umkreises des betreffenden Drehkopfes auf.

Mit Drehköpfen (Revolverköpfen) und Steuerkurven arbeitende Vorrichtungen sind an sich bekannt, insbesondere in der Nahrungsmittel verarbeitenden Industrie. Die derzeitigen Vorrichtungen dieser Art sind solche für spezielle Aufgaben, z.B. Flaschenabfüllmaschinen, die jeweils eine Flasche mit einer vorbestimmten Flüssigkeitsmenge beschicken.

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Die Konstruktion dieser bisherigen Vorrichtungen läßt ein Auswechseln der Steuerkurven nicht zu, so daß die Vorrichtung nicht für andere Aufgaben einsetzbar ist. Außerdem sind kontinuierlich arbeitende Rotationsvorrichtungen schwierig mit Werkzeugen zu besetzen und schwierig zu warten, was auf ihre Anordnung auf eine· gemeinsamen zentralen Achse zurückzuführen ist. Die mechanischen Arbeitsgänge oder Funktionen werden aber durch die Steuerkurven bestimmt. Wenn sich daher die Steuerkurven leicht auswechseln ließen, könnte eine solche SpezialVorrichtung zu einer Mehrzweckvorrichtung werden. Außerdem könnte in einem solchen Fall eine einzige Vorrichtung verschiedene Größen oder Mengen desselben Produkts verarbeiten.

Mithin besteht ein Bedarf für eine kontinuierlich arbeitende, rotierende Behandlungsvorrichtung, bei welcher die die mechanischen Funktionen oder Nichtfunktionen unmittelbar oder mittelbar bestimmenden Steuerkurven leicht und bequem gewechselt werden können. Wenn die Steuerkurven gewechselt werden können, kann ein und dieselbe Vorrichtung für die Behandlung oder Verarbeitung von Produkten unterschiedlicher Größen oder zum Befüllen eines Behälters mit verschiedenen Gutmengen eingesetzt werden. Durch diese Umstellbarkeit lassen sich' die Investitionskosten ebenfalls erheblich verringern. Mit anderen Worten: eine Vorrichtung, die sowohl als Abfüllmaschine als auch als Dosenschließmaschine eingesetzt werden kann, bedeutet einen geringeren Kostenaufwand für den Benutzer.

Soweit bekannt, gibt es derzeit keine Vorrichtungen der infrage stehenden Art, die ein Wechseln der Steuerkurven zur Durchführung verschiedener Arbeitsfunktionen zulassen. Vielmehr sind die bisherigen Vorrichtungen dieser Art primär für spezielle Aufgaben ausgelegt und mit eingebauten Steuerkurven-Betätigungssystemen versehen, die nicht zur Anpassung an andere Funktionen umrüstbar sind.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt dagegen eine völlig neuartige Konstruktion mit einer eingebauten, innerhalb des Ringraums des Drehkopfes angeordneten Steuerkurvenanordnung dar, die eine Vielzahl von mechanischen Funktionen durchzuführen vermag. Mit dieser Vorrichtung kann die Zahl der von einer Firma zu beschaffenden Spezialzweckmaschinen erheblich verkleinert werden, so daß sich beträchtliche Kostenvorteile ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer zweckmäßigen rotierenden Vorrichtung zur kontinuierlichen Werkstückbearbeitung und dgl., die ohne weiteres für die Durchführung anderer Aufgaben umstellbar ist.

Diese Vorrichtung soll dabei mehrere kurvengesteuerte Spindeln aufweisen, die jeweils bestimmte, eigene Aufgaben erfüllen.

Außerdem soll diese Vorrichtung Einrichtungen zur Ermöglichung eines schnellen Wechselns der mit den Spindeln gekoppelten Steuerkurven zur Umstellung des Bearbeitungsverfahrens bzw. der mechanischen Funktionen aufweisen.

Darüber hinaus soll diese Vorrichtung durch Änderung ihrer Kurvenanordnung dieselben Funktionen wie zwei oder mehr Spezialzweckvorrichtungen erfüllen können.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Mehrzweckvorrichtung enthält eine im Ringraum eines oder mehrerer ringförmiger Drehköpfe (Revolverköpfe) angeordnete Steuerkurvenanordnung, deren Steuerkurven leicht ausgewechselt, d.h. in die Anordnung eingebaut oder aus ihr ausgebaut werden können, um die Vor-

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richtung für eine andere Aufgabe umzurüsten. Falls mehr als ein Drehkopf verwendet wird, werden die ringförmigen Drehköpfe auf einer gemeinsamen Achse einander nachgeschaltet, so daß sie bei der Durchführung der Arbeitsgänge mechanisch im Gleichtakt arbeiten. Jeder Drehkopf weist eine Reihe von parallel zu seiner Achse angeordneten Bearbeitungs-Spindeln auf, die mit einer oder mehreren Kurvenbetätigungs- bzw. -Steuereinrichtungen versehen sind, welche ihrerseits innerhalb oder außerhalb der Spindelanordnung mit dieser gekoppelt sind. Je nach der erforderlichen Bewegung und in Abhängigkeit davon, ob die Spindeln als Werkstückträger oder als Bearbeitungselement dienen, sind die Spindeln geradlinig bewegbar oder aber drehbar ausgelegt. Die Kurvenbetätigung der Spindeln erfolgt mittels eines Kurvenfühlers, der mit einer Trommel(Steuer)kurve (barrel cam) gekoppelt ist. Diese Steuerkurve(n) ist (sind) in Segmente unterteilt, um den Wechsel der einzelnen Steuerkurven und ihrer Funktionen zu erleichtern.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des oberen Drehkopfes dieser Vorrichtung,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Trommel(Steuer) kurve,

Fig. 4 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

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Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des unteren Drehkopfes der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilschnittansicht der oberen Spindel der Vorrichtung nach Fig.1,

Fig. 7 eine Teilschnittansicht der unteren Spindeln und der Tragkonstruktion,

Fig. 8 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Darstellung des unteren Drehkopfes,

Fig. 9 eine Teilschnittansicht der Trommelkurve und einer Kurvengabel,

Fig. 10 eine perspektivische Teilansicht der Schrauben-Tragplatte und der Beilagscheiben-Zufuhr,

Fig. 11 eine Aufsicht zur Darstellung der Trommelkurve und der Tragstangen,

Fig. 12 eine Aufsicht zur Darstellung der Trommelkurve, der Tragstangen mit ihren Bohrungen sowie der Spindeln bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 13 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des Tragrings und der -stangen und

Fig. 14 eine Fig. 13 ähnelnde Darstellung von Tragring, Halterungen und Tragstangen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den Figuren dargestellte, derzeit bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen kontinuierlichen Rotations-

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Bearbeitungsvorrichtung 10 besteht aus einem oberen und einem unteren ringförmigen Drehkopf 12 bzw. 14, mehreren mit dem oberen Drehkopf 12 verbundenen Spindeln 16, mehreren mit dem unteren Drehkopf 14 verbundenen Spindeln 18, einer Steuerkurvenanordnung 20, um die Spindeln 16 und 18 in eine geradlinige Bewegung oder in eine Drehbewegung zu versetzen, sowie einem mit den Drehköpfen 12, 14 gekoppelten Antrieb 22, um diese Drehköpfe zu drehen.

Der ringförmige obere Drehkopf 12 ist aus Stahl, Aluminium oder einem ähnlichen geeigneten Werkstoff als ringförmiges U-Profil gegossen, das zwei obere Flansche 24 besitzt, die zwischen sich eine Profil-Ausnehmung 26 festlegen. Die Flansche 24 werden von zahlreichen, auf Umfangsabstände verteilten Spindelbohrungen 28 durchsetzt, in welche die oberen Spindeln 16 lotrecht eingesetzt sind. Die Bohrungen 28 können dabei im oberen Drehkopfring beim Gießen des oberen Drehkopfes geformt oder in an sich bekannter Weise durch spanabhebende Bearbeitung nach dem Gießen ausgebildet werden. Neben den Spindelbohrungen 28 des oberen Drehkopfes 12 sind in den Flanschen 24 mehrere Tragstangen-Bohrungen 30 zur Aufnahme von Tragstangen 32 auf umfangsabstände verteilt vorgesehen.

Der untere, ringförmige Drehkopf 14 ist aus einem ähnlichen Material wie der obere Drehkopf mit einem ü-förmigen Querschnitt mit zwei Flanschen 34 gegossen, die zwischen sich eine Profil-Ausnehmung 36 festlegen. Die Flansche 34 werden von mehreren unteren Spindel-Bohrungen 38 durchsetzt, die auf entsprechende Umfangsabschnitte verteilt sind. Außerdem sind in den Flanschen 34 des unteren Drehkopfes neben den Spindel-Bohrungen 38 mehrere Bohrungen 40 zur Aufnahme unterer Tragstangen vorgesehen.In die unteren Spindel-Bohrungen 38 sind dabei untere Spindeln 18 passend eingesetzt.

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Eine ringförmige Tragplatte 42, deren Durchmesser etwa dem des unteren Drehkopfes entspricht, ist koaxial zum unteren Drehkopf 14 unter diesem angeordnet. Die ringförmige Tragplatte 42 ist mit einer Anzahl von Tragstangen-Bohrungen 44 versehen, die mit den unteren Tragstangen-Bohrungen 40 fluchten, so daß jeweils eine untere Tragstange 46 durch die Bohrungen 40, 44 hindurch einsetzbar und in an sich bekannter Weise darin befestigbar ist. Die Befestigung der unteren Tragstangen 46 in den Bohrungen 40 und 44 kann beispielsweise mittels einer Stellschraube 47 erfolgen, die in eine entsprechende Gewindebohrung 48 eingeschraubt ist, welche senkrecht zu den Bohrungen 40, 44 verläuft und diese schneidet.

Die Kombination aus dem unterem Drehkopf 14 und der damit über die unteren Tragstangen 46 verbundenen, ringförmigen Tragplatte 42 bildet einen Spindelkäfig bzw. -halter 50. Unterhalb der Tragplatte 42 ist mit dem Spindelkäfig 50 ein Kettenrad 51 mittels einer Schraube 53 oder auf andere Weise verbunden. Das koaxial zum unteren Drehkopf angeordnete Kettenrad 51 besitzt praktisch denselben Durchmesser wie die Tragplatte 42. Der Durchmesser des Kettenrads kann jedoch selbstverständlich auch größer oder kleiner sein als der Durchmesser der Tragplatte 42.

Der Spindelkäfig 50 ist in einer Bohrung 52 einer oberen Platte 54 mittels mehrerer radialer Wälzlager 56 gelagert, die einen Innenlaufring 57 und einen Außenlaufring 58 aufweisen und die von an sich bekannter Bauart sein können. Der Innenlaufring 57 ist dabei dicht unter einer Lippe 60 des unteren Drehkopfes 14 mit dessen Außenumfang verbunden. Ein innerer Halte- bzw. Sicherungsring 61 dient zur sicheren Ausrichtung des Innenlaufrings 57 an der Außen- bzw. ümfangsflache des unteren Drehkopfes 14 in Anlage an der

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Lippe 60, wobei der Abstand zwischen der Lippe 60 und dem Sicherungsring 61 für die Aufnahme des Innenlaufrings entsprechend gewählt ist. Der Innenlaufring 67 wird dabei durch mehrere den Profilsteg 36 des Drehkopfes 14 durchsetzende Stellschrauben 63 (Fig. 8) in seiner Lage festgehalten. Der Außenlaufring 58 ist an der Unterseite der Oberplatte 54 mittels eines Lagertragrings 64 angebracht. Letzterer ist dabei mittels Schrauben 65 oder anderer Befestigungselemente an der Unterseite der Oberplatte 54 befestigt. Der Außenlaufring 58 ist so angeordnet, daß er vom Lagertragring 64 getragen wird. Aufgrund der Anordnung des Innenlaufrings 57 am Außenumfang des unteren, ringförmigen Drehkopfs 14 sowie der Anordnung des Außenlaufrings 58 an der Unterseite der Oberplatte 54 kann sich der Spindelkäfig 50 in der Bohrung 52 der Oberplatte 54 drehen; die Oberseite des Drehkopfs 14 schließt dabei bündig mit der Oberseite der Platte 54 ab. Die Oberplatte 54 wird von mehreren Füßen 66 getragen, die an ihren Ecken angeschweißt oder anderweitig befestigt sind. Die Oberplatte 54 und die Füße 66 bilden eine Tragkonstruktion 68.

Der obere Drehkopf 12 ist mit dem unteren Drehkopf 14 mittels der Tragstangen 32 verbunden, die in den entsprechenden Bohrungen 30 des oberen Drehkopfs sowie den Bohrungen 40, des Spindelkäfigs 50 sitzen. Der Unterschied zwischen den Tragstangen 32 und den Tragstangen 46 liegt in ihrer jeweiligen Länge. Jede Tragstange 32 besitzt eine solche Länge, daß sie von der Tragplatte 42 des Spindelkäfigs 50 durch die Flansche 34 des unteren Drehkopfs 14 sowie aufwärts und durch die Flansche 24 des oberen Drehkopfs 12 verläuft. Die Länge der Tragstange 46 ist dagegen so gewählt, daß sie sich nur von den Bohrungen 44 der Tragplatte 42 bis durch die Bohrungen 40 der unteren Drehkopf-Flansche 34 erstreckt. Die Tragstangen 32 sind mit dem oberen Drehkopf 12 über die Bohrungen 30 verbunden, während die Tragstangen 46 mit dem unteren

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Drehkopf 14 und der Tragplatte 42 durch Stellschrauben 47 in entsprechenden Gewindebohrungen 48 verbunden sind, welche senkrecht zu den Bohrungen 30 verlaufen und diese schneiden. Die Zahl der Tragstangen 32 kann gleich groß, größer oder kleiner sein als die Zahl der Tragstangen 46, was von dem durch diese Tragstangen aufzunehmenden Gewicht abhängt.

Die oberen und unteren Spindeln 16 bzw. 18 sind Bearbeitungswerkzeuge bzw. -vorrichtungen, die je nach der durchzuführenden Funktion geradlinig oder aber drehbar bewegbar ausgelegt sein können. Die jeweiligen Spindeln können zur Durchführung anderer Funktionen gewünschtenfalls ohne weiteres gewechselt werden, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine bisher unbekannte Vielseitigkeit erhält. Zur Vereinfachung der Beschreibung der Spindeln 16 und 18 in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zunächst die oberen Spindeln 16 und sodann die unteren Spindeln 18 beschrieben. Es ist darauf hinzuweisen, daß obere und untere Spindeln im wesentlichen jeweils gleich sind, wobei ihre hauptsächlichen konstruktiven Unterschiede auf der jeweils zu erfüllenden Funktion beruhen.

Die oberen Spindeln 16 besitzen einen rohrförmigen Körper 70, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der betreffenden Spindelbohrung 28. Der rohrförmige Körper 70 besteht aus einem Rohrmaterial, das in an sich bekannter Weise entsprechend bearbeitet, gehärtet und verchromt worden ist. Die Länge des Körpers 70 ist so groß, daß er die oberen Spindelbohrung 28 der Flansche 26 des oberen, ringförmigen Drehkopfs 12 zu durchsetzen vermag. Der rohrförmige Körper 70 weist dabei ein offenes oberes Ende 72 und ein offenes unteres Ende 74 auf. Auf das obere Ende 72 ist eine obere Endkappe 76 aufgesetzt, während mit dem unteren Ende 74 des Körpers 70 eine untere Endkappe 78 verbunden ist, deren Befestigung in an sich bekannter Weise erfolgen kann. Die Endkappen 76 und 78 besitzen jeweils

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eine Bohrung 80, die bei am Körper 70 angebrachten Endkappen miteinander fluchten. Eine die Bohrungen 80 durchsetzende Welle bzw. Achse 82 ist mit den Endkappen 76 und 78 mittels Büchsen 83 verbunden, die in an sich bekannter Weise eine Drehung der Welle ermöglichen. Ein Aufnahmekopf 84 zur Aufnahme des Kopfes 86 einer Schraube 88 ist am unteren Ende der Welle 82 angebracht. Mit dem oberen Ende der Welle 82 ist ein Ritzel 90 verbunden, das mit einem Stirnbzw. Antriebszahnrad 92 kämmt. Die Übertragung der Drehbewegung auf die Welle 82 erfolgt dabei über das Antriebszahnrad 92 und das Ritzel 90. Das Antriebszahnrad 92 wird seinerseits durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben, mit dem es unmittelbar verbunden ist. Der Motor treibt das Antriebszahnrad 92 und somit die Welle 82 über das Ritzel 90 mit konstanter, vorbestimmter Drehzahl an.

Zwischen jeder oberen Spindelbohrung 28 und dem Körper 70 der Spindel 16 ist eine Büchse 94 angeordnet, die eine freie lotrechte Bewegung der Spindel 16 zuläßt. Die lotrechte Verschiebung der Spindel wird durch eine noch näher zu erläuternde Steuerkurvenanordnung 20 gesteuert.

Die obere Spindelwelle 82 besteht aus zwei Teilen oder Segmenten, von denen der obere Teil 82a mit dem Ritzel 90 verbunden ist, während der untere Teil 82b den Aufnahmekopf 84 trägt. Der Wellenteil 82b ist dabei teleskopartig mit dem Wellenteil 82a verbunden, so daß er bei der lotrechten Verschiebung der oberen Spindel 16 durch die Kurvenanordnung 20 eine lotrechte Bewegung durchzuführen vermag. Die Wellenteile bzw. -segmente 8 2a und 82b drehen sich kontinuierlich, wenn die Welle 82 durch die Steuerkurvenanordnung 20 aufwärts bzw. abwärts verschoben wird.

In bevorzugter Ausführungsform bestehen die unteren Spin-

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dein 18 aus zwei getrennten Spindeln, nämlich einer unteren äußeren Spindel 96 und einer unteren inneren Spindel 98. Die Außenspindel 96 besteht aus einem rohrförmigen Körper 100, dessen Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser der unteren Spindelbohrungen 38. Die untere Innenspindel 98 besteht ebenfalls aus einem rohrförmigen Körper 102 mit einem etwas kleineren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser der unteren Außenspindel 96, wobei die Innenspindel teleskopartig in der Außenspindel 96 geführt ist. Die Rohrkörper 100 und 102 sind auf ähnliche Weise bearbeitet und behandelt wie der Rohrkörper 70. Der Rohrkörper 100 der Außenspindel 96 besitzt ein offenes oberes Ende 104 und ein offenes unteres Ende 106. MLt dem offenen oberen Ende der Außenspindel 96 ist eine obere Endkappe 108 mit einer Bohrung 110 verbunden. Die teleskopartig geführte Innenspindel 98 besitzt ein oberes Ende 112, an welchem ein Haken- bzw. Stiftelement 114 befestigt ist, welches die Bohrung 110 der Endkappe 108 der Außenspindel 96 durchsetzt. Mit dem unteren Ende 118 der Innenspindel 98 ist eine untere Endkappe 116 verbunden.

Die ringförmige Tragplatte 42 weist eine Anzahl von Bohrungen 120 auf, die mit den unteren Spindelbohrungen 38 fluchten und die unteren Enden der teleskopartig geführten Innenspindeln 98 aufzunehmen vermögen. Zwischen die Bohrungen 38 und die Außenspindeln 96 sowie zwischen die Bohrungen 120 und die unteren Enden der Innenspindeln 98 ist jeweils eine geeignete Lagerbüchse 122 eingesetzt.

Die Steuerkurvenanordnung 20 ist mit den oberen Spindeln 16, den unteren Außenspindeln 96 und den unteren Innenspindeln 98 über Kurvengabeln 124 verbunden, die in an sich bekannter Weise mit den betreffenden Spindeln gekoppelt sind.

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Die Kurvengabeln besitzen eine im wesentlichen rechteckige Form mit einer Spindelbohrung 126 zur Aufnahme der zugeordneten Spindel. Jede Spindel trägt dabei eine Kurvengabel 124, die beispielsweise mit einer Stellschraube 128 befestigt sein kann, welche eine Gewindebohrung 130 durchsetzt, welche senkrecht ;:,ur Spindelbohrung 126 verläuft und diese schneidet.

Mit jeder Kurvengabel 124 ist in an sich bekannter Weise ein an der Steuerkurvenanordnung 20 angreifender Kurvenfühler 132 verbunden.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besteht die Steuerkurvenanordnung 20 aus einer in Segmente unterteilten Trommelkurve. Derartige Steuerkurven sind an sich bekannt und im Handel erhältlich. In bevorzugter Ausführungsform ist eine dreiteilige, segmentierte Trommelkurve mit drei getrennten Kurvenführungen 140, 142 und 144 vorgesehen, die jeweils einen der Kurvenfühler 132 aufzunehmen vermögen. Die Trommelkurve 20 ist in vier Segmente 146a, 146b, 146c und 146d unterteilt, die ihrerseits durch einen Kurvenkäfig 147 miteinander verbunden sind, der seinerseits geteilte bzw. geschlitzte Blöcke 148 mit Abschnitten 148a und 148b aufweist, die dann, wenn sie mittels eines Schraubbolzens 136 miteinander verbunden sind, eine Bohrung 149 festlegen (vgl. Fig. 11). Je ein Schraubbolzen 137 dient zur Befestigung des Blocks 148 jedes Segments der Trommelkurve 20 an dieser. An jeder,Trennstelle zwischen zwei Segmenten der Trommelkurve werden jeweils nach Bedarf mehrere Kurvenkäfig-Tragblöcke 148 vorgesehen, um eine feste Verbindung zu gewährleisten. In den Bohrungen 149 sitzt jeweils eine Kurvenkäfig-Tragstange 138, welche sich über die gesamte lotrechte Länge der Trommelkurve erstreckt und welche die miteinander fluchtenden Bohrungen 149 durchsetzt.

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Die Tragstangen 138 sind mit einem kreisförmigen Kurven-Tragring 139 über entsprechende Tragplatten 134 verbunden, die ihrerseits mit Hilfe von Schraubbolzen 135 am Ring 139 befestigt sind.

Die einzelnen Kurvenführungen 140, 142 und 144 steuern die lotrechte Bewegung der oberen Spindeln 16, der unteren Außenspindeln 96 sowie der teleskopartig geführten Innenspindeln 98. Die Kurvenführungen 140 bis 144 können bei Verwendung der in Segmente unterteilten Trommelkurve ohne weiteres einzeln oder als Ganzes ausgewechselt werden. Durch Wechseln einer Kurvenführung wird die Funktion bzw. Arbeitsweise aller Spindeln geändert, die über den Kurvenfühler 132 und die Kurvengabel 124 mit der betreffenden Kurvenführung verbunden sind. Die segmentierte Trommelkurve 20 ist innerhalb des oberen Drehkopfs und des unteren Spindelkäfigs 50 angeordnet, so daß die Kurvenfühler 132 in die entsprechenden Kurvenführungen eingreifen, wobei die Trommelkurve 20 weiterhin mit der Tragkonstruktion 68 verbunden ist. Beispielsweise sind alle Kurvenfühler 132, die über die Kurvengabeln 124 mit den oberen Spindeln verbunden sind, in der Kurvenführung 140 angeordnet, während alle Kurvenfühler 132 der unteren Außenspindeln 96 in der Kurvenführung 142 laufen und alle Kurvenfühler 132 der unteren Innenspindel 98 in die Kurvenführung 144 eingreifen. Die Trommelkurve 20 befindet sich im Betrieb in Stillstand, während sich oberer Drehkopf und unterer Spindelkäfig 50 um sie herum drehen.

Mehrere L-förmige bzw. abgewinkelte Tragarme 152 verbinden die Trommelkurve 20 mit der Tragkonstruktion 68, wobei jeder Tragarm 152 jeweils mit dem einen Ende an der Oberplatte 54 und dem anderen Ende am Kurven-Tragring 139 für die Trommelkurve befestigt ist, und zwar jeweils mit Hilfe von Schraubbolzen 153. Anstelle der Schraubbolzen 153 können

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selbstverständlich auch andere, an sich bekannte Mittel zur Befestigung der Trommelkurve 20 an der Tragkonstruktion verwendet werden.

Selbstverständlich können innerhalb des Erfindungsrahmens auch anstelle einer einzigen Trommelkurve zwei oder mehr Trommelkurven verwendet werden.

Die Antriebseinrichtung 22 umfaßt einen auf passende Weise an der Tragkonstruktion 68 befestigten Motor 154 (Fig„ 1) und eine Antriebskette 156, die mit dem Motor und dem Kettenrad 51 verbunden ist. Der Motor 154 versetzt das Kettenrad 51 über die Kette 156 in Drehung, so daß der untere Spindelkäfig 50 und über die Tragstangen 32 auch der obere Drehkopf 12 in Drehung versetzt werden.

In bevorzugter Ausführungsform dient die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufsetzen von zwei Unterleg- bzw. Beilagscheiben auf eine Schraube ο Zu diesem Zweck ist eine ringförmige Schraubentragplatte 158 vorgesehen, die zwischen dem unteren Spindelkäfig 50 und dem oberen Drehkopf 12 oberhalb der Oberplatte 54 der Tragkonstruktion 68 angeordnet ist.

Die ringförmige Schraubentragplatte 158 ist mit einer Anzahl von Bohrungen 160 versehen, die von den auf passende Weise darin befestigten Tragstangen 32 durchsetzt werden. Längs des Außenumfangs der Schraubentragplatte 158 sind zahlreiche Aussparungen 162 (Fig. 10) zur Aufnahme je einer Schraube 88 in solcher Position vorgesehen, daß der Schraubenkopf koaxial auf die Spindel 16 des oberen Drehkopfs ausgerichtet ist. Für jede obere Spindel 16 ist jeweils eine Aussparung vorgesehen,, so daß unter jeder der einzelnen oberen Spindeln 16 je eine Schraube 88 angeordnet werden kann.

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Eine an sich bekannte Schrauben-Zufuhreinrichtung 164 liefert kontinuierlich Schrauben 88 zur Schraubentragplatte 158. Entsprechende Zufuhreinrichtungen 166 und 168 liefern jeweils eine Metallscheibe 170 und eine Gummischeibe 172 zum oberen Ende der unteren Außenspindel 96, so daß diese Scheiben vom betreffenden Stiftelement 114 erfaßt werden können.

Die Zufuhreinrichtung 164 zur Lieferung der Schrauben 88 zur Schraubentragplatte 158 ist eine mit Fall- bzw. Schwerkraftförderung arbeitende Führung, die neben der Schraubentragplatte 158 so angeordnet ist, daß jeweils eine Aussparung 162 der Tragplatte 158 beim Vorbeilauf an der Führung 164 eine Schraube 88 aufzunehmen vermag. Die Schraubenzuführeinrichtung 164 besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten Platten bzw. Leisten 174, die in einem solchen gegenseitigen Abstand angeordnet sind, daß zwar der Körper bzw. Schaft der Schraube 88, nicht aber ihr Kopf 86 zwischen ihnen hindurchzutreten vermag. Die Zufuhreinrichtung 164 ist so geneigt, daß die Schrauben 88 unter Schwerkrafteinfluß zur Schraubentragplatte 158 herabrutschen können. Die parallelen Platten 174 sind dabei durch Spannstangen 176 miteinander verbunden.

Die Scheiben-Zufuhreinrichtungen sind jeweils im wesentlich gleich ausgebildet, und sie bestehen aus einem U-Profi.1 182 mit zwei parallelen Seiten 184 und einem Boden 186. Das Profil 182, das eine für den Durchlauf der Beilagscheiben 170 und 172 ausreichend große Breite besitzt, ist nach unten geneigt, so daß die Scheiben unter Schwerkrafteinfluß herabgleiten können. Die die Gummischeiben zuführende Einrichtung ist mit ihrem unteren Ende dicht am oberen rnde der Außenspindel so angeordnet, daß die Bohrung der Scheiben 172 über der Bohrung 110 der oberen Endkappe 108 zu liegen

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kommt und somit das Stiftelement 114 die Scheibe fixieren kann. Wenn die Gummischeibe 172 auf dem Stiftelement 114 sitzt, kann dieses die Metallscheibe 170 von der zugeordneten Zufuhreinrichtung 166 aufnehmen. Letztere ist unter einem Neigungswinkel dicht an einer oberen Endkappe 108 der Spindel 96 angeordnet, so daß eine Metallscheibe auf das Stiftelement 114 und über der Gummischeibe 172 abgesetzt werden kann. Die Scheiben-Zufuhreinrichtungen 166 und 168 besitzen jeweils zwei Backen 178, durch die jeweils nur eine Scheibe auf ein Stiftelement 114 abgegeben wird. Diese Backen 178 begrenzen den -Fluß der Scheiben an dem neben dem Spindelkäfig 50 befindlichen Ende. Die Backen 178 können durch Federbelastung oder auf andere, an sich bekannte Weise zur Steuerung der Zufuhr der Beilagscheiben gesteuert werden, wobei sie bei Einwirkung einer kleinen Kraft jeweils eine Scheibe austreten lassen. Diese Kraft wird durch das Stiftelement 114 ausgeübt, das an der betreffenden Scheibe angreift und diese bei der Drehbewegung des Spindelkäfigs 50 um die Kurvenanordnung 20 herum aus dem Backen herauszieht.

Die auf die Gummischeibe 172 aufgesetzte Metallscheibe 170 wird durch die Außenspindel 96 gegen die betreffende Schraube 88 hochgefahren, so daß diese beide Scheiben aufnimmt. Wenn die Scheiben 170 und 172 an der Schraube 88 angebracht worden sind, wird die Schraube mit den Beilagscheiben durch eine Schraubenauswerfeinrichtung 200 aus der Aussparung 162 ausgestoßen. Die Auswerfeinrichtung 200 besteht aus einem Stößel oder einem Metallstück, welches bei der Drehung der beiden Drehköpfe an der Schraube 88 anstößt und diese aus der Aussparung 162 der Schraubentragplatte 158 auswirft. Bei jedem Vorbeilauf einer Ausparung am Stößel wird jeweils eine Schraube 88 mit daran angebrachten Scheiben ausgeworfen. Die Auswerfeinrichtung 200 kann an der Vorrichtung 10 mit Hilfe von Schraubbolzen oder dgl. befestigt sein.

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Die Schraubenzuführeinrichtung 164, die Scheiben-Zufuhreinrichtungen 166 und 170 und die Schraubenauswerfeinrichtung 200 sind selektiv so um den Umfang der Drehköpfe herum angeordnet, daß die Schrauben innerhalb einer Umdrehung von oberem Drehkopf und unterem Spindelkäfig mit den Scheiben belegt und dann ausgeworfen werden können. Jede obere Spindel und die mit ihr zusammenwirkenden, koaxialen unteren Spindeln behandeln dabei bei jeder Umdrehung des Drehkopfes jeweils eine Einheit aus einer Schraube 88 mit einer Metallscheibe 170 und einer Gummischeibe 172.

Im Betrieb der Vorrichtung wird eine Schraube 88 so auf die Schraubentragplatte 158 aufgesetzt, daß der Schraubenkopf 86 mit dem mit der Welle 82 der oberen Spindel 16 gekoppelten Schrauben-Aufnahmekopf 84 fluchtet. Gleichzeitig werden die Scheiben 170 und 172 in verschiedenen Umfangspositionen selektiv auf die obere Endkappe 108 der AußenspinJel 96 aufgesetzt, sooft sich eine Außenspindel 96 in einer Position für die Aufnahme der Scheiben befindet.

Die Welle 82 dreht sich ständig mit einer vorbestimmten Drehzahl, wenn die Spindel 16 durch die Kurvenführung 140 herabgefahren wird, bis der Aufnahmekopf 84 am Schraubenkopf 88 angreift und diesen in Drehung versetzt. Die Gummischeibe 172 wird zuerst auf die obere Endkappe 108 der Außenspindel 196 aufgesetzt, und zu diesem Zeitpunkt fährt das Stiftelement 114 aus der Bohrung 110 aus, um an der Gummischeibe anzugreifen. Diese Bewegung des Stiftelements 114 wird durch die dritte Kurvenführung 144 gesteuert, in welcher die Kurvenfühler 132 durch die Kurvengabeln 124 gehalten werden, die ihrerseits mit der teleskopartig geführten Innenspindel 98 verbunden sind. Das Stiftelement 114 wird beim Vorbeilauf an der Metallscheiben-Zufuhreinrichtung 166 geringfügig

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zurückgezogen und dann wieder hochgefahren, um beide Scheiben 170, 172 zu erfassen. Wenn die beiden Scheiben 170 und 172 vom Stiftelement 114 erfaßt worden sind, wird die Aussenspindel 96 unter der Steuerung durch die Kurvenführung 142 allmählich hochgefahren, wobei sich das Stiftelement 114 in die Bohrung 110 zurückzieht und die Scheiben 170 und 172 in Anlage an die Schraube 88 gelangen und bei deren Drehbewegung auf sie aufgeschraubt werden. Sobald die Scheiben 170 und 172 mit der Schraube 88 verbunden sind, wird die Außenspindel unter der Steuerung der Kurvenführung 142 nach unten in die Ausgangsstellung zurückgezogen, so daß die Schraube 88 mit den an ihr angebrachten Scheiben 170 und 172 in der Schraubentragplatte 158 zurückbleibt, um dann durch die Auswerfeinrichtung 200 ausgestoßen zu werden.

Mit der Welle 82 ist mittels eines Sprengrings 204 eine Pufferfeder 202 verbunden, die zwischen dem Sprengring und der Endkappe 76 sitzt und eine ruckfreie lotrechte Verschiebung der Welle 82 ermöglicht.

Obgleich vorstehend nur eine derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler fir Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

George M. Tarzian,

Möhlstra8e37 Chicago, 111., V.St.A- D-8000München80

Tel.: 089/982085-87

Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

911,795

2 8. Mai 1979

Rotierende Vorrichtung zur kontinuierlichen Werkstücksbearbeitung

Patentansprüche

ί 1.)Rotierende Vorrichtung zur kontinuierlichen Werkstückbearbeitung, gekennzeichnet durch einen ringförmigen oberen Drehkopf (12), durch einen koaxial zu diesem angeordneten und mit ihm gekoppelten ringförmigen unteren Drehkopf (14), durch eine Anzahl von.um den oberen Drehkopf herum auf Umfangsabstände verteilten Spindeln (16), durch eine Anzahl von um den unteren Drehkopf herum auf Umfangsabstände verteilten und mit den betreffenden oberen Spindeln fluchtenden (unteren) Spindeln (18), durch eine mit den Spindeln gekoppelte Steuerkurvenanordnung (20) zur Bewegungssteuerung der Spindeln, durch eine Tragkonstruktion (68), mit welcher der untere Drehkopf (14) verbunden ist, und durch einen mit der Tragkonstruktion verbundenen Antrieb (22) , um die beiden Drehköpfe in Drehbewegung zu versetzen.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Drehkopf (12) zwei Flansche (24) aufweist, die zwischen sich eine U-Profilausnehmung (26) festlegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Drehkopf in seinen Flanschen zahlreiche Bohrungen zur Aufnahme der oberen Spindeln aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche des oberen Drehkopfes weiterhin von mehreren auf Umfangsabstände verteilten oberen Tragstangenbohrungen durchsetzt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Drehkopf zwei Flansche aufweist, die zwischen sich eine U-Profilausnehmung festlegen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige untere Drehkopf weiterhin in seinen Flanschen mehrere Spindelbohrungen für die unteren Spindeln aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Drehkopf weiterhin eine Anzahl von auf Umfangsabstände verteilten Bohrungen für untere Tragstangen aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem unteren Drehkopf eine ringförmige Tragplatte verbunden ist und daß der untere Drehkopf und die Tragplatte einen Spindelkäfig bilden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte mit einer Anzahl von auf Umfangsabstände

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verteilten und mit den unteren Spindelbohrungen des unteren Drehkopfes (koaxial) fluchtenden Bohrungen aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte mehrere untere Tragstangenbohrungen aufweist, die (koaxial) mit den unteren Tragstangenbohrungen des unteren Drehkopfes fluchten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere untere und obere Tragstangen vorgesehen sind, von denen die unteren Tragstangen die entsprechenden Bohrungen des unteren Drehkopfes und der Tragplatte und die oberen Tragstangen die entsprechenden Bohrungen der Tragplatte sowie von oberem und unterem Drehkopf durchsetzen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Verbindung der unteren Tragstangen mit der Tragplatte und mit dem unteren Drehkopf sowie zur Verbindung der oberen Tragstangen mit der Tragplatte sowie unterem und oberem Drehkopf vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Traganordnung eine Oberplatte mit einer Bohrung, die etwas größer ist als der Durchmesser des unteren Drehkopfes, und mehrere mit der Oberplatte verbundene Füße aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberplatte der Tragkonstruktion ein an ihrer Fläche um den Umfang ihrer Bohrung umlaufendes U-Profil (channel) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem unteren Drehkopf und dem genannten U-Profil mehrere

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(Wälz-)Lager zur drehbaren Lagerung des unteren Drehkopfes in der Oberplatten-Bohrung verbunden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Spindeln jeweils einen Rohrkörper mit je einem offenen oberen und unteren Ende, eine mit dem oberen Ende des Rohrkörpers verbundene obere Endkappe mit einer zentralen Bohrung und eine mit dem offenen unteren Ende des Rohrkörpers verbundene untere Endkappe mit einer zentralen Bohrung aufweisen, die mit der Bohrung der oberen Endkappe fluchtet.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede obere Spindel weiterhin eine sich über ihre Länge erstreckende und die Bohrungen beider Endkappen durchsetzende Welle aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede obere Spindel weiterhin eine mit dem oberen Ende der Welle an der oberen Endkappe verbundenes Ritzel und einen mit dem unteren Ende dieser Welle verbundenen Aufnahmekopf aufweist, der den Kopf einer Schraube aufzunehmen vermag.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede obere Spindel weiterhin eine mit dem Rohrkörper verbundene Kurvengabel (cam fork) aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spindel des unteren Drehkopfes eine Außenspindel und eine teleskopartig in dieser geführte und mit ihr verbundene Innenspindel aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenspindeln der unteren Drehkopf-Spindeln jeweils

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einen Rohrkörper mit offenen oberen und unteren Enden und eine mit dem oberen Ende des Rohrkörpers verbundene obere Endkappe mit einer Bohrung, die koaxial zum Rohrkörper angeordnet ist, aufweisen.

22. Vorrichtung nach Anrpruch 21, dadurch gekennzeichnet,

daß die Außenspindeln der unteren Drehkopf-Spindeln jeweils eine mit dem Rohrkörper verbundene Kurvengabel aufweisen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die teleskopartig geführten Innenspindeln der unteren Drehkopf-Spindeln jeweils einen Rohrkörper mit offenen oberen und unteren Enden, ein am oberen Ende des Rohrkörpers vorgesehenes Haken- bzw. Stiftelement und eine mit dem unteren Ende des Rohrkörpers verbundene Endkappe aufweisen, wobei das Stiftelement durch die obere Endkappen-Bohrung der Außenspindel hindurch ausfahrbar ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenspindeln der unteren Spindeln jeweils eine mit ihrem Rohrkörper verbundene Kurvengabel aufweisen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Außenspindeln jeweils eine mit ihrem Rohrkörper verbundene Kurvengabel aufweisen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvengabeln der Rohrkörper der oberen Spindeln sowie der unteren Außen- und Innenspindeln jeweils einen damit verbundenen Kurvenfühler aufweisen, der mit der Steuerkurvenanordnung in Berührung steht.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenanordnung eine mit der Tragkonstruktion verbundene., in Segmente unterteilte Trommel(Steuer)kurve

aufweist. 909849/0742

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelkurve drei Kurvenführungen aufweist, nämlich je eine für die einzelnen oberen Spindeln, die Außenspindeln der unteren Drehkopf-Spindeln bzw. die teleskopartig geführten Innenspindeln der unteren Drehkopf-Spindeln, und daß die Kurvenführungen die Kurvenfühler aufzunehmen und die Bewegung der mit diesen verbundenen Spindeln zu steuern vermögen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ritzeln der oberen Drehkopf-Spindeln ein Antriebszahnrad kämmt, daß ein Motor vorgesehen ist und daß zwischen den Motor und das Antriebszahnrad ein Mittel eingeschaltet ist, über welches durch das Antriebszahnrad eine Drehbewegung auf die Ritzel übertragbar ist, die ihrerseits die Drehung auf die oberen Spindelwellen übertragen.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen oberem und unterem Drehkopf koaxial zu diesen angeordnete Schrauben- bzw. Werkstücktragplatte vorgesehen ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubentragplatte mit den oberen Tragstangen verbunden ist, welche den oberen Drehkopf mit dem unteren Drehkopf verbinden.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubentragplatte eine Anzahl von auf Umfangsabstände verteilten Aussparungen zur Aufnahme jeweils einer Schraube aufweist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ringförmigen Tragplatte ein Kettenrad verbunden ist.

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34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen an der Tragkonstruktion montierten Motor und eine mit Motor und Kettenrad verbundene Antriebs(rollen) kette aufweist, wobei der Motor über die Antriebskette das Kettenrad antreibt und damit die mit ihm verbundenen Drehköpfe in Drehung versetzt.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verbindung der unteren Tragstangen mit der Tragplatte und dem unteren Drehkopf sowie zur Verbindung der oberen Tragstangen mit der Tragplatte und unterem und oberem Drehkopf Stellschrauben umfassen, die jeweils in einer senkrecht zu den Tragstangenbohrungen verlaufenden und diese schneidenden Gewindebohrung sitzen.

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