DE3146121A1

DE3146121A1 - Vorrichtung zum aufnehmen und abgeben von werkstuecken an einer fertigungs-schleifmaschine

Info

Publication number: DE3146121A1
Application number: DE19813146121
Authority: DE
Inventors: Paul 93220 Gagny Favrot
Original assignee: CONSTRUCTIONS DE CLICHY
Current assignee: CONSTRUCTIONS DE CLICHY
Priority date: 1980-11-21
Filing date: 1981-11-20
Publication date: 1982-06-16
Also published as: JPS57107771A; FR2494614A1; GB2087768B; GB2087768A

Description

Vorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Werkstücken an einer Fertigungs-Schleifmaschine.

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Aufnehmen und Abgeben von Werkstücken an einer Fertigungs-Schleifmaschine· Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen dieser Art, die einen Arm aufweisen, der an einem fest mit dem Maschinenkörper verbundenen Stützbock um eine waagerechte Achse verschwenkbar ist, die orthogonal zu der Achse der Organe verläuft, an denen die beiden Enden eines Werkstücks in der Maschine gehaltert werden und an dessen Ende sich ein schwenkbares Kopfteil befindet, das mit zwei Zangen zum Greifen von zu schleifenden und von fertig geschliffenen WErkstücken versehen ist, wobei die Vorrichtung außerdem mit einer Einrichtung versehen ist* die den Arm auf seinem Stützbock zwischen einer aktiven Stellung zum Aufnehmen bzw. zum Abgeben eines Werkstücks in der Maschine und einer Handhabungsstellung im Abstand von der genannten aktiven Stellung schwenken läßt, mit einer Einrichtung zum Schwenken des Kopfteils an dem Arm und mit einer Einrichtung zum öffnen und Schließen der Zangen.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der französischen Patentschrift 1 314 746 bekannt. Bei der dort beschriebenen Ausführungsform mit einem Schwenkkopf mit zwei Zangen, die gleichzeitig ein fertig geschliffenes und ein zu schleifendes Werkstück während eines bestimmten Abschnitts eines Werkstückwechselzyklus¹ halten können, verläuft die Schwenkachse des Kopfteils an dem das Kopfteil

tragenden Arm parallel zu der waagerechten Achse der Organe zum Haltern eines Werkstücks in der Maschine. Ein derartiger Aufbau hat aber Nachteile. Es bleibt nämlich sehr wenig Platz für die Bewegung des mit zwei Werkstücken beladenen Kopfteils, wenn man berücksichtigt, daß eine Schleifscheibe und deren Schutzgehäuse neben den Geräten für das automatische Peststellen der Werkstückmaße während des Schleifvorgangs unterzubringen sind. Die Verhältnisse werden noch wesentlich schwieriger, wenn in der Maschine beiderseits des Werkstücks eine Schleifscheibe vorzusehen ist, denn dann verbleibt nur noch ein sehr enger vertikaler Durchgang in dem es gänzlich unmöglich ist, ein mit zwei Werkstücken beladenes Kopfteil hin und her zu bewegen, indem man dieses Kopfteil um eine waagerechte Achse schwenken läßt, die parallel zu der Achse der Organe zum Haltern eines Werkstücks in der Maschine verläuft.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Werkstücken zu entwickeln, die von dem angegebenen Prinzip ausgeht und frei von den oben erwähnten Nachteilen ist.

Dazu verläuft nach einem ersten Merkmal der Erfindung die Schwenkachse für das Werkseugträgerkopfteil an dem dieses Kopfteil tragenden Arm parallel zu der Schwenkachse des Arms, d.h., daß siedaenfalls orthogonal zu der Achse der Organe liegt, die ein Werkstück in der Maschine haltern. Damit die Schwenkbewegung des mit zwei Werkstücken beladenen Kopfteils nicht durch die Organe selbst, die das Werkstück in der Maschine haltern, behindert werden kann, sind außerdem nach einem zweiten Merkmal der Erfindung die die Schwenkbewegung des Arms bewirkenden Einrichtungen so ausgebildet und angeordnet, daß der Arm unter anderem eine.erste Zwischenposition bei der Bewegung des Schwenkkopfes in der Nähe seiner aktiven Stellung zum Aufnehmen oder Abgeben eines

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Werkstücks in der Maschine einnehmen kann.

Wegen der Kombination dieser beiden speziellen neuen Merkmale weist die aus dem schwenkbaren Kopfteil und den beiden von ihm getragenen Werkstücken bestehende Bauteilgruppe nur eine verhältnismäßig geringe Breitenerstreckung auf, so daß sie sich in dem engen vertikalen Durchgang bewegen läßt, der weiter oben erwähnt wurde, und es besteht nicht die Gefahr, daß die Werkstückenden störend in den Bereich der Halterungsorgane für das Werkstück in der Maschine geraten, weil das Schwenken des genannten Kopfteils erfolgt, während der Arm seine erste Zwischenstellung bei der Bewegung des Schwenkkopfs ein Stück weit entfernt von dem Ort der Unterbringung des Werkstücks in der Maschine befindet, weshalb man außerdem die Bewegungsweite der genannten Halterungsorgane beim Einsetzen und beim Herausnehmen von Werkstücken auf ein absolutes Minimum beschränken und infolgedessen den Werkstückwechsel innerhalb äußerst kurzer Frist vornehmen kann.

Eine derartige Vorrichtung ist einfach und robust konäruiert, arbeitet sicher und schnell und erlaubt eine weitestmögliche Herabsetzung von Totzeiten; andererseits lassen sich Kurbelwellen von Brennkraftmaschinen undandere verhältnismäßig schwere Teile handhaben. Außerdem bietet die Vorrichtung den Vorteil, daß sie sowohl von Hand als auch automatisch von geeigneten Förderern aus beschickt werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend eine Ausfuhrungsform einer Vorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Werkstücken gemäß der Erfindung beschrieben und anhand von Zeichnungen erläutert.

Die Figuren zeigen:

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Fig. 1 eine Ansicht der Gesamtvorrichtung von vorn;

Fig. 2 die wesentlichen Teile der in Fig. 1 wiedergegebenen Vorrichtung in einer Ansicht von vorn in größerem Maßstab und unter Fortlassung einiger Teile;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 in größerem Maßstab;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2 in größerem Maßstab;

Fig. 5 einen Schnitt durch den Schwenkkopf längs der Linie V-V in Fig. 2, ebenfalls in größerem Maßstab;

Fig. 6 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie VI-VI in Fig. 5;

Flg. 7 einen Schnitt im wesentlichen längs der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 3 in kleinerem Maßstab;

Fig. 9 einen Teilschnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 3, ebenfalls in kleinerem Maßstab;

Fig. IO eine schematische Darstellung der verschiedenen Phasen des Arbeitszyklus¹ der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Gesamtvorrichtung dient zum Zuführen und Wegführen von Werkstücken 1 in eine Fertigungsschleifmaschine und aus ihr heraus? der Spindel-

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stock 2 bzw. der Reitstock 3 tragen Spitzen 4 bzw. 5 als Halterung oder zum Einspannen des zu schleifenden Werkstücks 1.

Die Vorrichtung weist im wesentlichen einen Arm 11 auf, der im oberen Teil eines Stützbocks 12 angeordnet ist, der mit dem (nicht gezeichneten) Maschinenkörper fest verbunden ist; die Anordnung ist so getroffen, daß der Arm um eine horizontal liegende geometrische Achse 14 schwenkbar ist, die orthogonal zu der gemeinsamen Achse 15 der Spitzen 4, 5 verläuft, die das zu schleifende Werkstück 1 haltern, wobei der Arm 11 an seinem Ende ein Kopfteil 16 trägt, das um eine parallel zu der Achse 14 verlaufende geometrische Achse 17 schwenkbar und mitzwei Zangen 18, 19 zum Greifen von Werkstücken 1 versehen ist.

0er Schwenkarm 11 hat Gabelform, und die beiden Gabelabschnitte sind mit 22 bzw. 23 bezeichnet (vgl. auch Fig. 2 und 3). Der Abschnitt 22 dreht sich auf dem Stützbock 12 mittels einer Welle 25, auf der er ausgerichtet bzw. befestigt ist mit Hilfe von Stiften 26 und Schrauben 27, zwei Kugellagern od. dgl. 28, 29 und einer Hülse 31, die in einer Bohrung 32 liegt, die in den oberen Teil des Stützbocks 12 geschnitten ist und deren Achse mit der genannten geometrischen Achse zusammenfällt. Eine auf die Welle 25 geschraubte Mutter 35 hält auf dieser eine Reihe Teile fest, nämlich: ein Zahnrad 36, auf das weiter unten zurückzukommen ist, einen ersten Zwischenring 37, den Innenring des Kugellagers 28, einen zweiten Zwischenring 38 und den Innenring des Kugellagers Das Zahnrad 36 ist durch einen Keil 44 drehfest mit der >Vel-Ie 25 verbunden. Ein Deckel 12 ist mit koaxial zu der Welle 25 liegenden Schrauben 43 an dem Stützbock befestigt.

In entsprechender Weise dreht sich der Abschnitt 23 des Arms 11 an dem Stützbock 12 mittels einer Welle 46, auf der

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er mit Schrauben 47 befestigt ist, zweier Nadellager 43, 49, einer Hülse 52, zweier Kugellager 53, 54 und einer Hülse 55, die in eine Bohrung 56' eingelegt ist, die sich in dem oberen Teil des Stützbocks 12 befindet und deren Achse mit der erwähnten geometrischen Achse 14 zusammenfällt. Auf der Hülse 52 1st ein Kettenrad 56 (auf das weiter unten zurückzukommen ist) mit Hilfe von Schrauben 57 und Führungsstiften 58 befestigt. Eine auf die Hülse 52 geschraubte Mutter 62 blockiert auf dieser Hülse eine Gruppe von Bauteilen, nämlich: ein Zahnrad 63 (auf das weiter unten zurückzukommen sein wird), einen ersten Zwischenring 64, den Innenring des Kugellagers 54, einen zweiten Zwischenring 65 und den Innenring des Kugellagers 53. Das Zahnrad 63 ist durch einen Keil 69 drehfest mit der Hülse 52 verbunden. Ein Deckel 67 ist mit Schrauben 68 koaxial zu der Welle 46 an dem Stützbock 12 befestigt.

Die Schwenkbewegungen des Arms 11 um die geometrische Achse 14 erfolgen gleichzeitig mit Hilfe eines Druckflüssigkeits-Hauptarbeitszyllnders 81 (Fig. 1 und 2) und eines Druckflüssigkeits-Hllfsarbeitszyllnders 82, und diese beiden Arbeitszylinder wirken zusammen aus Gründen, die weiter unten ersichtlich werden.

Der Hauptarbeitszylinder 81 weist einen Zylinder 83 auf, der aus Konstruktionsgründen aus mehreren Teilen besteht, nämlich: einem Bodenteil 84, einem kurzen Rohr 85 und einem langen Rohr 86, die mit Zugstäben 87zusammengehalten werden. Das Bodenteil 84 ist um eine geometrische Achse 91 schwenkbar an dem Stützbock 12 angelenkt (vgl. auch Fig. 3); diese Achse 91 verläuft parallel zu der geometrischen Schwenkachse 14 des Arms 11 und liegt unterhalb der Achse 14.

In dem Zylinder 83 des Hauptarbeitszylinders sind hintereinander zwei Kolben angeordnet: ein erster kurser Kolben 94

(Fig. 2) und ein zweiter langer Kolben 95. Der erste Kolben bewegt sich in dem kurzen Rohr 85 nur ein kleines Stück weit zwischen dem Bodenteil 84 und dem langen Rohr 86, während der zweite Kolben einen sehr viel längeren Weg in dem langen Rohr 86 durchläuft, und sein freies Ende ist an den Arm 11 um eine geometrische Achse 97 schwenkbar angelenkt; die Achse 97 verläuft parallel zu der geometrischen Schwenkachse 91 des Bodenteils 84 des Zylinders des Arbeitszylinders auf dem Stützbock 12.

Die Schwenkbarkeit des Bodenteils 84 des ArbeitsZylinders an dem Stützbock 12 ist durch zwei Kugellager 101, 102 (Fig. 3) gewährleistet, die freitragend an den Enden zweier Wellen 103 bzs. 104 angebracht sind, welche in Bohrungen 105 bzw. 106 des Stützbocks 12 mittels Schrauben 107 bzw. 108 befestigt sind.

Die Schwenkbarkeit des langen Kolbens 95 des Arbeitszylinders an dem Arm 11 ist in vergleichbarer Weise durch zwei Kugellager 111, 112 (Fig. 4) gewährleistet, die freitragend an den Enden zweier Wellen 113 bzw. 114 angebracht sind, welche in Bohrungen 115 bzw. 116 des Arms 11 mittels Schrauben 117 bzw. 118 befestigt sind.

Durch den langen Kolben 95 des ArbeitsZylinders 81 zieht eine längsverlaufende zentrale Stellschraube 121 (Fig. 2), die in den unteren Teil dieses Kolbens gedreht ist und ihn durchsetzt, os daß sie sich an der oberen Stirnfläche des kurzen Kolbens 94 abstützt und ganz genau die kleinste Gesamtlänge des Arbeitszylinders definiert, die die beiden unteren Extremlagen des Schwenkarms 11 bestimmt, nämlich: die mit P1 bezeichnete aktive Stellung des Arms zur Aufnahme und Abgabe eines Werkstücks in der Maschine, in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellt, und seine mit

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PS bezeichnete Handhabungsstellung. Auf das obere Ende des Schaftes der Einstellschraube 121 ist eine blockierende Kontermutter 122 geschraubt.

Der Arbeitszylinder 81 ist ein einfachwirkender Zylinder; er wird wirksam nur im Sinne einer Verlängerung, wodurch der Arm 11 angehoben wird. Die Druckflüssigkeit kann unter den kurzen Kolben 94 des Zylinders durch eine Leitung geführt werden, die sich folgendermaßen zusammensetzt: eine Leitung 125 (Fig. 2 und 3) im Zylinderbodenteil 84 des Arbeitszylinders und eine Axialleitung 126, die in dem feststehenden Abschnitt 103 untergebracht ist und an deren Gewindeende 127 eine Verbindungsleitung zu einem Verteiler für Einlaß und Auslaß angeschlossen ist, der seinerseits an einer Druckflüssigkeitsquelle liegt.

Die Druckflüssigkeit kann außerdem unter den langen Kolben 95 mit Hilfe einer Leitung geführt werden, die sich folgendermaßen zusammensetzt: eine Radialleitung 131 (Fig. 2) Sn dem großen Rohr 86 des Zylinders im Arbeitszylinder, eine Längsleitung 132, bestehend aus einem angesetzten äußeren Rohr, dessen eines Ende mit der Radialleitung 131 zusammenhängt, eine in den Zylinderboden 84 geschnittene Radialleitung 133, die in Verbindung einerseits mit dem anderen Ende des äußeren Rohres 132 und andererseits mit einer zentralen Erweiterung 135 des Zylinderbodenteils 84 steht, und schließlich eine Axialleitung 136 (Fig. 3), die in dem feststehenden Abschnitt 104 liegt und in deren Gewindeende 137 eine Verbindungsleitung zu einem Verteiler für Einlaß und Auslaß angeschlossen ist, der seinerseits an einer Druckflüssigkeitsquelle liegt.

Der Druckflüssigkelts-Hilfsarbeitszylinder 82 (Fig. 2) weist einen von dem Deckel 42 (Fig_o 3) gebildeten Korpus auf, der

mit dem feststehenden Stützbock 12 fest verbunden ist (vgl. auch Fig. 8). Die Achse dieses ArbeitsZylinders liegt schrägt, weil sich dadurch ein einfacherer Aufbau ergibt. Der Kolben 142 des Arbeitszylinders besteht aus zwei Endstücken 143, 144, von denen jeweils einer auf einem der beiden Enden einer zylindrischen Kolbenstange 146 befestigt ist, die eine mit Verzahnung versehene Abflachung 147 aufweist, die im Eingriff mit dem obenerwähnten Zahnrad 36 steht. Eine Rolle 148 ist auf einer von dem Korpus 42 des ArbeitsZylinders getragenen Achse 149 angebracht; die Rolle nimmt die Radialkomponenten der Reaktionskraft der in Eingriff stehenden Verzahnungen des Zahnrades 36 und der Zahnstange 147 auf. Der Zylinder 152 des Arbeitszylinders besteht aus zwei Rohren 153, 154, die in den Eingang von zugeordneten Bohrungen 155, 156 geschoben sind, festgehalten jeweils durch Zugstäbe 157, 158, die an Ansatzzylindern 162, 163 angebracht sind, die in die zugeordneten äußeren Enden der genannten Rohre eingeführt sind. Bei dem Arbeitszylinder handelt es sich um einen doppeltwirkenden Zylinder, und seine beiden Zylinderböden weisen Gewindeöffnungen 164, 165 für den Anschluß an einen Einlaß/Auslaß-Verteiler, der seinerseits an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen ist, auf. Die beiden Kammern des Arbeitszylinders haben die Bezeichnungen 166 bzw. 167 erhalten.

Der Schwenkkopf 16 (Fig. 1) ist in seinen Einzelheiten in den Fig. 5 bis 7 dargestellt; er weist einen Mittelteil auf, der sich auf Kugellagern 182, 183 auf einer zylindrischen Welle 184 dreht, die mit ihren beiden Enden an den beiden Abschnitten 22, 23 des Schwenkarms· 11 befestigt sind. Dazu ist an jedem Ende der genannten Welle eine erste Abflachung 185 vorgesehen, die sich gegen den Grund einer zugeordneten Vertiefung 186 legt, die im Ende des zugeordneten Abschnitts des Arms 11, beispielsweise in dem Abschnitt 23 (vgl. Fig. 5 und 2) angebracht ist, sowie eine zweite

Abflachung 187/ die sich gegen den Grund einer Vertiefung 188 legt, die in ein Bauteil 189 geschnitten ist, das mit zwei Schrauben 191 an dem Ende des Abschnitts 23 befestigt ist. Ein abgerundetes Endstück 192 ist mit einer Schraube an der Abschlußfläche jedes der beiden Abschnitte 22, 23 des Arms befestigt. Das andere Ende der Welle 184 ist in gleichartiger Welse an dem anderen Abschnitt 22 des Arms befestigt.

An zwei entgegengesetzten Flächen des Mittelteils 181 sind mit.Schrauben 198, ,199 bzw. 201, 202 zwei Platten 196 bzw. 197 befestigt. Die Schraube 201 dient gleichzeitig durch Vermittlung von zwei Kugellagern 205, 206 als Schwenkachse für einen Klemmbackenhalter 207, an dem eine Klemmbacke 208 befestigt ist ο In entsprechender Weise dient die Schraube 202 als Schwenkachse für einen Klemmbackenhalter 211, an dem eine Klemmbacke 212 befestigt ist. Die beiden Klemmbacken 208 und 212 bilden zusammen die In Fig. 1 gezeigte Zange 18.

Die andere Zange 19 wird von zwei Klemmbacken 213, 214 (Fig. 6) gebildet, die mit den Klemmbacken 211, 212 übereinstimmen und in gleicher Weise montiert sind. Zum Beispiel ist die Klemmbacke 213 an einem Klemmbackenhalter 216 befestigt, der sich um die Schraube 198 auf zwei Kugellagern 217, 218 dreht. Jede Klemmbacke, beispielsweise die Klemmbacke 208 besitzt auf ihrer der anderen Klemmbacke des gleichen Paares, hier der Klemmbacke 212, zugewandten Fläche eine V-förmige Nut (in Fig. 1 gestrichelt bei 219 angedeutet, um ein zu förderndes zylindrisches Werkstück ergreifen zu können.

Die zu einem Kiembackenpaar gehörigen beiden Klemmbacken, beispielsweise die beiden Klemmbacken 208 und 212 werden durch die Wirkung einer Feder 221 (Flg. 6) gegeneinanderge-

führt, die sich zwischen dem Boden 222 und dem Kolben 223 eines Druckflüssigkeitszylinders 224 befindet, dessen mit 225 bezeichneter Zylinder Bestandteil des Mittelteils 181 des Schwenkkopfes ist. Der äußere Teil des Kolbens 223 trägt ein querzylindrisches Element 227, das dazu dient, zwei zylindrische Rollen 228, 229 zurückzudrängen, die drehbeweglich auf Achsen 232 bzw. 233 angeordnet sind, welche in den beiden entsprechenden Kleinmbackenhaltern 207 bzw. 211 befestigt sind. Der Arbeitszylinder 224 ist so aufgebaut, daß, wenn eine Druckflüssigkeit in seinen zylindrischen Ringraum 235 geleitet wird, der Kolben 223 in Richtung zum Boden 222 gegen die Federkraft der Feder 221 gedrückt wird. Ein mit dem Arbeitszylinder 224 genau übereinstimmender weiterer Arbeitszylinder dient der Betätigung der Klemmbacken 213, 214 der anderen Zange 19. Diese beiden Arbeitszylinder werden durch jeweils eine von zwei Leitungen versorgt, die die beiden Abschnitte 22, 23 des Arms 11 durchlaufen. Zur Versorgung des Arbeitszylinders 224 dient folgende Leitung: eine Leitung 238 (Fig. 5) in dem Mittelteil 181, eine.Leitung 239 in der Welle 184, eine Leitung 241 in dem Abschnitt 22 des Arms 11, dann ein äußeres Rohr 242 (Fig. 2), eine Leitung 244 (Fig. 3) in dem Abschnitt 22 des Arms, eine Leitung 245 in der Welle 25 und schließlich eine Leitung 246 in dem festen Deckel 42 zum Anschluß an einen Einlaß/Auslaß-Verteiler des fraglichen Arbeitszylinders. Zum Betrieb des ArbeitsZylinders für die Betätigung der anderen Zange 19 ist eine ganz entsprechende Leitungsführung in dem anderen Abschnitt 23 des Arms 11 vorgesehen.

Zum Schwenken des Kopfteils 16 dient eine Kettentransmission, die von einem weiteren Druckflüssigkeits-Arbeitszylinder angetrieben wird. Die Kettentransmission besteht aus einer Kette 251 (Fig. 2, 3 und 5), die über das oben bereits erwähnte Zahnrad 56 (Fig. 3) läuft sowie über ein

weiteres Zahnrad 252 (Flg. 5) das durch Schrauben 253 und Führungsstifte 254 starr mit dem Mittelteil 181 des Schwenkkopfes verbunden ist.

Das auf der Hülse 52 sitzende Zahnrad 56 (Fig. 3) wird in jeweils einer der beiden Richtungen in Drehung versetzt durch das Zahnrad 63, mit dem es starr verbunden ist und das in Eingriff mit einer Antriebszahnstange ist, die mit der Antriebszahnstange 147 (Fig. 8) für die Schwenkung des Arms 11 baulich genau übereinstimmt und mit der Kolbenstange des genannten weiteren Druckflüssigkeits-Ant rieb's Zylinders 82A, der nur teilweise in Fig. 9 dargestellt ist, der aber baulich genau übereinstimmt mit dem in allen Einzelheiten in Fig. 8 gezeigten Arbeitszylinder 152, und dessen Korpus von dem Deckel 67 (Fig. 3) gebildet wird. In den Fig. 1 und 2 fällt dieser weitere Arbeitszylinder 82A in der Projektion mit dem Arbeitszylinder 82 zusammen, der ihn genau verdeckt. Während der Antriebszylinder 82 für die Schwenkbewegung des Arms 11 mit seinen Endstellungen die genauen Positionen des genannten Arms nicht genau bestimmt, bestimmt demgegenüber der andere Arbeitszylinder 82A für die Schwenkbewegung des Kopfteils 16, wie sich anhand der Beschreibung seiner Arbeitsweise noch ergeben wird, ganz genau die Winkelposition des genannten Kopfteils; aus diesem Grunde ist eine Unterlage 256 (Fig. 9) von genau bestimmter Dicke gegen das Ende des Kolbens 144A (der dem Kolben 144 des Arbeitszylinders für die Schwenkbewegung des Arms 11 entspricht) durch ein Endstück 257 geklemmt, das von einer Schraube 258 gehalten wird. Das Teil 257 legt sich gegen den Zylinderboden 163A, der dem Zylinderboden des ArbeltsZylinders 82 entspricht. Um die Übersicht zu erleichtern, sind die in Fig. 9 gezeichneten Bauelemente des Arbeitszylinders 82A für die Schwenkbewegung des Kopfteils 16 mit den gleichen Bezugsziffern mit Index "A" wie

bei den entsprechenden Bauelementen an dem Arbeitszylinder für die Schwenkbewegung des Arms 11 versehen.

Vor der Beschreibung eines vollständigen Arbeitsspiels der Gesamtvorrichtung soll das Verhalten der verschiedenen Einzelorgane untersucht werden.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß, wenn Druckflüssigkeit unter den kurzen Kolben 94 (Fig. 2) des Hauptarbeitszylinders 81 (durch die Leitung 125 und die im einzelnen oben beschriebene Leitung) geleitet wird, dieser Kolben aus der in Fig. gezeichneten unteren Stellung in seine obere Stellung übergeht, in der seine Oberseite an das untere Ende des langen Rohres 86 des Zylinders 83 des Arbeitszylinders stößt. Durch diese Bewegung hebt der kurze Kolben 94 den langen Kolben 95 um den gleichen Betrag, so daß der Schwenkarm 11 aus seiner in Fig. 1 gezeichneten untersten Stellung, d.h. aus der mit P1 bezeichneten aktiven Stellung zum Aufnehmen und Ablegen eines Werkstücks in der Maschine, in eine erste Bewegungs-Zwischenstellung P2 des Schwenkkopfes übergeht, in der es möglich ist, das Kopfteil 16 zu drehen, ohne daß die von ihm gehaltenen Werkstücke, z.B. ein Werkstück 1, an den Spindelstock 2 oder den Reitstock 3 anstößt.

Aus dieser Stellung heraus fährt der Arbeitszylinder 81, wenn jetzt Druckflüssigkeit auch unter den langen Kolben 95 dieses ArbeitsZylinders durch die Leitung 131 und die obenerwähnte weitere Leitung gebracht wird, so weit wie möglich aus und läßt den Schwenkarm 11 bis in seine Vertikalstellung aufsteigen, die als Bereitschaftsstellung in Fig. 1 bis P3 bezeichnet ist. Es versteht sich von selbst, daß der Hauptarbeitszylinder 81 den Arm nicht weiter in Richtung des Pfeils f1 fortschreiten lassen kann, denn die Mechanik befindet sich jetzt am Totpunkt. Nun greift der Hilfsarbeitszylinder 82 (Fig. 2 und 8) ein, der es dank der Versorgung

mit Druckflüssigkeit durch seinen oberen Ansatz 165 jetzt übernimmt, die Zahnstange 147, die mit dem Zahnrad 36 in Eingriff steht, abwärts zu bewegen und infolgedessen den Schwenkarm 11 zwingt, seine Schwenkbewegung in Richtung des Pfeils f1 über seine vertikale Bereitschaftsstellung P3 hinaus fortzusetzen. Der Hauptarbeitszylinder 81 ist aber erforderlich, weil der Hilfsarbeitszylinder 82 nicht genügend Leistung würde aufbringen können, um den schon verhältnismäßig schweren und außerdem mit oftmals ebenfalls schweren Werkstücken, z.B. mit Kurbelwellen für Brennkraftmaschinen beladenen Arm anzuheben, umsomehr als diese Bewegungen schnell ausgeführt werden müssen, wenn man erreichen will, daß die Totzeiten keinen zu großen Bruchteil der Dauer eines vollständigen Arbeitsspiels im Vergleich zu der eigentlichen Bearbeitungszeit ausmacht»

Mit anderen Wortens immer wenn man den Arm 11 in einer der beiden Richtungen verschwenken und anheben will, wird nicht nur der Hauptarbeitszylinder 81 gespeist sondern gleichzeitig auch der Hilfsarbeitszylinder 82.

Wenn der Schwenkarm 11 aus seiner Vertikalstellung in Richtung des Pfeils f1 abzusteigen beginnt, um eine zweite Zwischenstellung P4 (auf die weiter unten noch zurückzukommen sein wird) zu erreichen _s wird die Arbeitskammer des langen Kolbens 95 des Hauptarbeitszylinders auf Auslaß geschaltet, und man kann die Abstiegsgeschwindigkeit des Arms, der unter dem Einfluß der Schwerkraft steht, durch eine Einstellung der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsausstroms aus der unteren Kammer 166 des Hilfsarbeitszylinders 82 regulieren. Die Antriebskammer des kurzen Kolbens 84 des Hauptarbeitszylinders 81 bleibt druckbeaufschlagt; dadurch wird die Zwischenlänge dieses Arbeitszylinders und demnach die Neigung des Arms 11 für dessen zweite Zwischenstellung P4 festgelegt.

Schließlich kann der Schwenkarm 11 aus dieser Stellung weiter in eine mit P5 bezeichnete fünfte Handhabungsstellung weiterlaufen; diese Stellung ist die tiefste Stellung auf der der unteren aktiven Stellung P1 zum Aufnehmen und Abgeben eines Werkstücks in der Maschine gegenüberliegenden Seite, und sie wird erreicht, wenn auch die Arbeitskammer des kurzen Kolbens 94 des HauptarbeitsZylinders 81 auf Auslaß geschaltet ist. Das letzte Stück des Abstiegs wird durch die Feder 124 gedämpft, die sich im Inneren des HauptarbeitsZylinders 81 befindet (Fig. 2).

Wenn der Schwenkarm 11 sich nun in dieser Handhabungsstellung P5 befindet, wird das fertig geschliffene Werkstück von dem Kopfteil 16 abgenommen und durch ein unbearbeitetes Werkstück ersetzt. Dieser Austausch kann von Hand erfolgen, wobei dann die zweite Zwischenposition P4 entbehrlich ist, d.h. daß der Arm aus seiner vertikalen Bereitschaftsstellung P3 unmittelbar in seine Handhabungsstellung P5 übergeht, wozu die beiden Kammern des HauptarbeitsZylinders gleichzeitig entleert werden; das Abnehmen kann aber auch automatisch vorgenommen werden, wobei der Arm seine zweite Zwischenstellung P4 einnehmen können muß, in der eine Schwenkung des mit Werkstücken beladenen Kopfteils 16 ohne Störung eines Förderers für fertige und unbearbeitete Werkstücke möglich ist, dessen Bahn an der durch die Stellung P5 des Arms angesteuerte Stelle der Förderstation vorbeiläuft.

Das Kopfteil 16 kann man an dem Arm 11 schwenken lassen, während dieser an einer seiner beiden Zwischenstellungen P2 und P4 anhält; die Drehung kann in der einen oder der anderen Richtung erfolgen, indem man den Arbeitszylinder 82 in dem entsprechenden Sinne speist, weil der Kolben 142A (Fig. 9) dieses ArbeitsZylinders mit dem Schwenkkopf 16 durch folgenden mechanischen Kraftfluß verbunden ist:

Zahnrad 63 (Fig. 3), Welle 46, Zahnrad 56, Kette 251 (Figuren 2 und 5) und mit dem Schwenkkopf 16 fest verbundenes Zahnrad 252 (Fig. 5).

Im übrigen versteht es sich von selbst, daß, v/enn der Arbeitszylinder 82A (Fig. 9) in einer Endstellung blockiert ist, wenn beispielsweise sein Kolbenkopf 144A ganz oben steht, der Werkstücke tragende Schwenkkopf 16, wenn man den Arm 11 schwenken läßt, dank der erwähnten Kettentransmission immer parallel zu sich selbst bleibt und die von ihm gehaltenen Werkstücke 1 ihre Horizontallage beibehalten.

Schließlich wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Zangen 18, 19 des Schwenkkopfs 16 ständig in ihre Schließstellung gedrückt werden, wozu Federn 221 (Fig. 6) vorgesehen sind, die in den Arbeitszylindern 224 angeordnet sind, und daß sie wahlweise zu öffnen sind, indem man Druckflüssigkeit in denjenigen Arbeitszylinder leitet, der der fraglichen Zange entspricht; die beiden dafür vorgesehenen speziellen Leitungskreise sind oben angegeben. Die Zangen bewegen sich somit unabhängig von dem Kopfteil 16 und dem Arm 11.

Hierunter wird ein vollständiges Arbeitsspiel der Vorrichtung für zwei vorkommende Fälle beschrieben: für den ersten Fall, daß die Beschickung mit unbearbeiteten Werkstücken und die Abnahme der fertig geschliffenen Werkstücke aus der Maschine von Hand vorgenommen werden, und für den zweiten Fall, daß diese Arbeiten automatisch mit einem mechanischen Förderer vorgenommen werden.

Erster Fall. Beförderung von Hand.

1. Das Schleifen eines Werkstücks 1 (Fig. 1) ist abgeschlossen. Ein su schleifendes Werkstück 1A (vgl. auch Fig. 10) befindet sich in der oberen Zange 19 des Kopfteils 16 in

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der vertikalen Bereitschaftsstellung P3 des Schwenkarms

2. Mit Hilfe des HilfsarbeitsZylinders 82 wird der Arm 11 durch Bewegung entgegen dem Pfeilrichtungssinn f1 bis in die untere aktive Stellung Pl zur Aufnahme und Abgabe eines Werkstücks in der Maschine herabgelassen. Die in dem Hauptarbeitszylinder 81 befindliche Feder 124 (Fig. 2) bremst den Schluß der Bewegung ab. Die Zange 18 wird gegen die Kraft ihrer Rückholfeder geöffnet und umspannt das fertig geschliffene Werkstück 1.

3. Der Spindelstock 2 und der Reitstock 3 werden von dem Werkstück weg bewegt, so daß die Spitzen 4, 5 von Spindelstock und Reitstock das Werkstück 1 freigeben.

4. Durch Schwenken aus der aktiven Stellung P1 in die erste Bewegungszwischenstellung P2 des Schwenkkopfes mittels des kurzen Kolbens 94 des HauptarbeitsZylinders 81 wird der Arm 11 aufwärts geführt. Das Kopfteil 16 und die beiden Werkstücke 1 und IA nehmen die in Fig. 10 wiedergegebenen Stellungen ein.

5. Das Kopfteil 16 wird mittels des Zahnstangenzylinders 82A um 180° gedreht, so daß die Positionen der beiden WeJ stücke 1, IA miteinander vertauscht werden.

6. Der Schwenkarm 11 wird in die untere aktive Stellung P1 zurückgeführt, indem die Antriebskammer des kurzen Kolbens 94 des Hauptarbeitszylinders auf Auslaß geschaltet wird. Das unbearbeitete Werkstück IA wird in die geometrische Achse der Spitzen 4, 5 der Maschine gehalten. Der Spindelstock 2 und der Reitstock 3 werden dem Werkstück IA genähert, und die Zange 19 wird durch Speisung ihres Antriebszylinders geöffnet.

7= Der Arm 11 wird durch die kombinierte Wirkung von Hauptarbeitszylinder 81 und Hilfsarbeitszylinder 82 in der im einseinen oben beschriebenen Weise unmittelbar aus der aktiven Stellung P1 in die Handhabungsstellung P5 geschwenkt. Während dieser Bewegung führt das Kopfteil 16 eine Kreisbewegung derart aus, daß das fertige Werkstück 1 in der Zange 18 nach oben gewandt ist.

8. Die Zange 18 wird sur Freigabe des fertigen Werkstücks geöffnet, und das Werkstück wird durch ein neues, noch zu schleifendes Werkstück IB ersetzt; dann wird die Zange geschlossen«

9 ο Der Schwenkarm 11 wird aus einer Handhabungsstellung P5 in seine vertikale BezöLtschaftsstellung P3 gebracht, wozu der Hauptarbeitszylinder 81 und der Hllfsarbeltssylinder in Kombination tätig werden? das neue Werkstück IB nimmt jetzt die Bereitschaftsstellung des im oberen Teil der Fig_o gezeigten Werkstücks IA ein, well das Kopfteil während der letzten Schwenkbewegung des Arms 11 eine einfache Kreisbewegung ausgeführt hat und daher parallel zu sich selbst verblieben ist. Das Arbeitsspiel ist beendet.

Zweiter Fall. Automatische Förderung. Arbeltsspiel mit Förderer: bei der Rückkehr des Arms 11 in die Handhabungsstellung P5 ist die untere Zange unbesetzt. Daher wird der Arm in die Förderstellung P5 herabgeführt, damit er ein zu schleifendes Werkstück aufnimmt; dann wird der Arm In die zweite Zwischenstellung P4 (fertiges Werkstück oben, zu schleifendes Werkstück unten) gebracht, in der eine Drehung des Kopfteils 16 vorgenommen wird; dann wird der Arm in die Handhabungsstellung P5 abwärts geführt, damit das fertige Werkstück auf den Förderer abgelegt werden kann; und schließlich wird der Arm 11 in die vertikale Bereitschaftsstellung P3 geführt.

Wenn im übrigen die Maschine in einem Augenblick anhält, in dem der Arm 11 sich in der vertikalen Bereitschaftsstellung P3 befindet, und wenn die Maschine danach längere Zeit angehalten bleibt, beispielsweise über Nacht, reicht die Reibung in den Arbeitszylindern 81, 82 aus, um den Arm in dieser offensichtlich labilen Stellung zu halten, so daß das automatische Arbeitsspiel der Maschine nicht in Gefahr gerät, beim Wiederanfahren der Maschine außer Tritt zu geraten.

Außerdem könnten die Werkstücke in der Handhabungsstellung P5 in vertikaler statt in der hier vorgesehenen horizontalen Lage aifgenommen und abgegeben werden; dazu müßte nur das Durchmesserverhältnis der beiden Zahnräder 56, 252 der Kettentransmission für den Antrieb des die Zangen tragenden Kopfteils 16 auf einen geeigneten Wert gebracht werden.

Der Patentanwalt

Claims

Patentansprüche

1.jVorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Werkstücken an einer Fertigungs-Schleifmaschine, mit einem Arm, der an einem fest mit dem Maschinenkörper verbundenen Stützbock um eine Horizontalachse verschwenkbar ist, die orthogonal zu der Achse der Organe verläuft, an denen ein Werkstück in der Maschine gehaltert wird, und an dessen Ende sich ein Schwenkkopf befindet, der mit zwei Greifzangen zum Halten von Schleifstücken und von fertig geschliffenen Werkstücken versehen ist, ferner mit einer Einrichtung zum Verschwenken des Arms auf seinem Stützbock zwischen einer aktiven Stellung zum Aufnehmen und Abgeben eines Werkstücks in der Maschine und einer Handhabungsstellung im Abstand von der aktiven Stellung, mit einer Einrichtung zum Verschwenken des Kopfteils an dem Arm und mit einer Einrichtung zum öffnen und Schließen der Zangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (17) des Werkstückhalterkopfs (16) auf dem ihn tragenden Arm (11) parallel zu der Schwenkachse (14) des Arms (11) an seinem Stützbock (12) verläuft, und daß die Antriebseinrichtungen (81, 82) zum Ausüben der Schwenkbewegung des Arms (11) so ausgebildet und angeordnet sind, daß der Arm (11) außer-

dem eine erste Zwischenstellung (P2) bei der Bewegung des Schwenkkopfs (16) in der Nähe der aktiven Stellung (P1) zum Aufnehmen und Abgeben eines Werkstücks in der Maschine einnehmen kann.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschwenken des Arms (11) an seinem Stützbock (12) einerseits einen Druckflüssigkeits-Hauptarbeltszylinder (81), dessen eines Ende an den Arm (11) angelenkt ist, während das andere Ende an eine Achse (103, 104) angelenkt ist, die in dem mit dem Maschinenkörper fest verbundenen Stützbock (12) angeordnet und gegenüber der Schwenkachse (14) des Arms (11) dezentriert ist, und andererseits einen Druckflüssigkeits-Hilfsarbeitszylinder (82) aufweist, dessen Kolbenstange (142) mit einer Zahnstange (147) baulich verbunden ist, die mit einem fest mit dem Arm (11) verbundenen Zahnrad (36) in Eingriff steht, und daß der Druckflüssigkeits-Hauptarbeitszylinder (81) einen ersten Kolben (94) aufweist, dessen Endstellung die erste Zwischenstellung (P2) des Arms (11) für die Bewegung des Schwenkkopfs (16) bestimmt, sowie einen zweiten Kolben (95), dessen Hubbewegung zusätzlich zu der des ersten Kolbens (94) die maximale Verlängerung des HauptarbeitsZylinders für die Bestimmung einer vertikalen Bereitschaftsstellung (P3) des Arms (11) bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (11) die Form einer Gabel hat, die sich an dem feststehenden Maschinenrahmen mit den Enden ihrer beiden Abschnitte (22, 23) dreht, und daß der Hauptarbeitszylinder (81) zwischen den beiden Abschnitten der genannten Gabel angeordnet ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschwenken des Kopfteils (16) an dem Arm (11) einen feststehenden Druckflüssigkeits-Arbeitszylinder (82A) aufweist, dessen Kolbenstange (142A) mit einer Zahnstange baulich verbunden ist, die mit einem Zahnrad (63) in Eingriff steht, das drehbeweglich auf der Schwenkachse (46) des Arms (11) angebracht iäb und über das eine Kette (251) geführt ist, die außerdem über ein weiteres, fest mit dem Kopfteil (16) verbundenes Zahnrad (252) läuft.

ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung sum öffnen und Schliessen der einzelnen Zangen (18, 19) einen Druckflüssigkeits-Arbeitszylinder (224) aufweist, dessen Kolbenstange (223) unter der Einwirkung einer Feder (221) als Öffnungskeil für zwei Klemmbackenhalter wirkt, die durch Verlängerungen (207, 211) der Schwenkbacken (208, 212) der Zange (18) zum Spannen dieser Zange gebildet werden, wobei die Flüssigkeit auf den Kolben gegen die Federkraft das öffnen der Zange bewirkt.