DE4142121A1 - Transferstrasse zur bearbeitung von werkstuecken, insbesondere zur bearbeitung von ausgleichsgehaeusen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Transferstraße gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Serienfertigung von spanabhebend zu bearbeitenden Werkstücken werden häufig Transferstraßem eingesetzt, die zur Bearbeitung eines bestimmten Werkstücktyps oder zur Bearbeitung einer begrenzten Anzahl ähnlicher Werkstück­ typen eingerichtet sind. Die Transferstraße weist Bear­ beitungsstationen auf, die von jedem Werkstück in einer festgelegten Reihenfolge nacheinander durchlaufen werden. Die Bearbeitungsstationen sind dabei weitgehend auf be­ stimmte Arbeitsgänge spezialisiert, die an jedem durch­ laufenden Werkstück in der gleichen Weise ausgeführt werden. Während des Bearbeitungsvorganges wird das be­ treffende Werkstück in einer geeigneten Aufnahmeeinrich­ tung festgehalten, danach wird das Werkstück von einer Transfereinrichtung zur nächsten Bearbeitungsstation weitertransportiert. Je nach Ausführung und Verwendungs­ zweck der Transferstraße sind die Aufnahmeeinrichtungen in den Bearbeitungsstationen entweder fest, oder sie werden als Paletten ausgebildet und mit dem Werkstück zusammen durch die Transferstraßen getaktet. Bei der erstgenannten Variante spricht man auch von "vorrich­ tungslosem Werkstücktransfer". Um in den einzelnen Bear­ beitungsstationen möglichst einen freien Zugang der Be­ arbeitungseinrichtungen zu dem Werkstück zu ermöglichen, wird gerade bei der Bearbeitung von relativ komplizierten Werkstücken gern auf eine Palettierung verzichtet und der vorrichtungslose Werkstücktransfer angewendet. Dies ist bspw. bei der spanabhebenden Bearbeitung von im Automo­ bilbau als Getriebeteile benötigten Ausgleichsgehäusen der Fall. Diese sind nacheinander aus wenigstens vier verschiedenen, jeweils im rechten Winkel zueinander ste­ henden Richtungen zu bearbeiten. Um dabei eine innerhalb einer vorgegebenen Fertigungstoleranz liegende Maßhaltig­ keit zu gewährleisten, müssen die Werkstücke, bspw. die Ausgleichsgehäuse in jeder Bearbeitungsstation aufs neue gespannt werden, wobei eine vorgegebene enge Toleranz einzuhalten ist. Dabei bleibt die Einrichtung der Bear­ beitungsstationen im allgemeinen unverändert, da ein individueller Abgleich jeder Station auf jedes durchlau­ fende Werkstück einen unvertretbaren Aufwand bedeuten würde.

Aus der Praxis ist eine Transferstraße zur Bearbeitung von Ausgleichsgehäusen bekannt, bei der Bearbeitungssta­ tionen mittels eines Überkopftransfers verkettet sind. In den einzelnen Bearbeitungsstationen, die sowohl waage­ recht liegende als auch senkrecht hängende Werkzeugspin­ deln aufweisen, sind die Werkstücke in ortsfeste Aufnah­ meprismen eingelegt und während der Bearbeitung festge­ spannt. Um die Bearbeitung von allen erforderlichen Sei­ ten vornehmen zu können, sind die Bearbeitungsstationen mit waagerecht liegenden Werkzeugspindeln unter verschie­ denen Winkeln gegen die Transportrichtung angestellt. Einige Bearbeitungsstationen sind im rechten Winkel zu der Transportrichtung aufgestellt, andere wiederum stehen in einem Winkel von 45°. Entsprechend wird das betreffende zu bearbeitende Werkstück von der Transfereinrichtung mehrfach um seine senkrechte Achse gedreht und in ent­ sprechender Winkelstellung in die Aufnahmeprismen einge­ legt. Die Aufnahmeprismen weisen jeweils zwei Anlageflä­ chen auf, die rechtwinklig zueinander und bezogen auf die Horizontale um 45° geneigt stehen.

Die Anordnung der Bearbeitungsstationen, abweichend von der Querrichtung unter unterschiedlichen Winkeln ergibt zum einen eine unübersichtliche Anordnung der Transfer­ straße und einen hohen Platzbedarf; zum anderen aber ist es wegen der schrägen Aufstellung einiger Bearbeitungs­ stationen schwierig eine Transfereinrichtung unterhalb der Förderebene der Werkstücke anzuordnen. Deshalb kommt ein Überkopftransfer zur Anwendung, der jedoch die Zu­ gänglichkeit zu den Werkstücken von oben her beeinträch­ tigt. An Bearbeitungsstationen mit senkrecht hängender Werkzeugspindel sind aufwendige Sonderkonstruktionen zum Zuführen bzw. Abtransportieren der Werkstücke aus den Bearbeitungsstationen erforderlich.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Transferstraße zu schaffen, die sich durch gute Über­ sichtlichkeit und geringen Platzbedarf auszeichnet, wobei die Bearbeitung der Werkstücke mit der erforderlichen Genauigkeit ermöglicht werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Transferstra­ ße gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausrichtung der Werkstückmittelachsen quer zu der Transportrichtung in allen Bearbeitungsstationen können alle Bearbeitungsstationen mit waagerecht angeord­ neter Werkzeugspindel im rechten Winkel zu der Transport­ richtung ausgerichtet werden. Es ergibt sich ein platz­ sparender und übersichtlicher Aufbau der Transferstraße, wobei insbesondere durch das Fehlen von schräg gestellten Bearbeitungsstationen eine von unten wirkende Transfer­ einrichtung zur Anwendung kommen kann. Durch die Anwen­ dung einer von unten wirkenden Transfereinrichtung können ohne weiteres und besonders platzsparend Bearbeitungs­ stationen mit senkrecht hängenden Werkzeugspindeln aufge­ stellt werden, ohne daß dazu aufwendige Zusatzkonstruk­ tionen für den Werkstücktransfer erforderlich wären. Weil die Werkstücke bei Bedarf zwischen zwei Bearbeitungssta­ tionen um einen Winkel um ihre stets quer zur Transport­ richtung stehende Werkstückmittelachse gedreht werden können, ist es möglich in aufeinander folgenden Bearbei­ tungsstationen jeweils mit senkrecht hängenden Werkzeug­ spindeln Bohrung oder Flächen an dem betreffenden Werk­ stück zu bearbeiten, die unter einem Winkel zueinander stehen, der dem Winkel entspricht, um den das Werkstück gedreht worden ist. Besonders vorteilhaft dabei ist, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Aufnahmeprismen stets dieselben Berührungsstellen zwischen dem Werkstück und den Anlageflächen der Aufnahmeprismen als Auflage­ stellen verwendet werden, selbst wenn die Werkstücke um ihre Mittelachse gedreht sind. Auf diese Weise können keine zusätzlichen Fehler, etwa durch die Benutzung ver­ schiedener Berührungsstellen bei unterschiedlichen Be­ arbeitungsvorgängen auftreten.

Besonders geringe Toleranzen zwischen den Bearbeitungs­ schritten in verschiedenen Bearbeitungstationen werden erhalten, wenn die Aufnahmeprismen unterschiedlicher Be­ arbeitungsstationen um denselben Winkelbetrag um waage­ rechte, quer zu der Transportrichtung verlaufende Achsen gegeneinander verdreht sind, um den auch die Werkstücke um ihre Werkstückmittelachsen gedreht sind. Dadurch wird erreicht, daß die Werkstücke auch dann in jeder Bearbei­ tungstation an den selben Berührungsstellen aufgenommen und gespannt sind, wenn das betreffende Werkstück zwi­ schen den betreffenden zwei Bearbeitungsstationen gedreht wird.

Eine Ausführungsform, die besonders gut zur Bearbeitung von Ausgleichsgehäusen geeignet ist wird erhalten, wenn die Aufnahmeprismen in wenigstens zwei aufeinanderfolgen­ den Bearbeitungsstationen gegeneinander um einen Winkel von 90° verdreht sind. Bei dieser Ausführung können mit jeweils senkrecht hängenden Bearbeitungseinheiten unter­ schiedlicher Bearbeitungstationen nacheinander verschie­ dene Querbohrungen an dem Werkstück bearbeitet werden, die zueinander senkrecht stehen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird er­ halten, wenn die Aufnahmeprismen in den Bearbeitungssta­ tionen jeweils wenigstens eine waagerecht ausgerichtete und wenigstens eine dazu senkrecht stehende vertikale Anlagefläche aufweisen. Zum einen ist es so möglich ein­ heitliche Aufnahmeprismen für die gesamte Transferstraße vorzusehen, und zum anderen wirken die von der senkrecht hängenden Bearbeitungsspindel ausgehenden Axialkräfte senkrecht zu den Anlageflächen, wodurch sie besonders gut aufgenommen werden können.

Ein unkomplizierter Werkstücktransport wird dadurch er­ möglicht, daß zwischen zwei Bearbeitungsstationen, in denen die Werkstücke in gegeneinander verdrehten Positio­ nen eingelegt und zu bearbeiten sind, eine Wendestation vorgesehen ist. Das Drehen der Werkstücke und die Zufüh­ rung bzw. Herausnahme der Werkstücke zu den Bearbeitungs­ stationen kann somit unabhängig voneinander von der Transfereinrichtung bzw. der Wendestation ausgeführt werden.

Die Zuführung der Werkstücke zu der Wendestation ist auf besonders einfache Weise zu bewerkstelligen, wenn die Wendestation Aufnahmeprismen aufweist. Die Werkstücke sind dann durch die Transfereinrichtung ohne zusätzliche Hilfsmittel in die Wendestation zu- und abführbar.

Das Drehen der Werkstücke erfolgt vorteilhaft durch in der Wendestation vorgesehene um eine Querachse schwenkbar gelagerte Greifarme, die zur Aufnahme der Werkstücke und zur Ablage derselben in einer um 90° um die Werkstück­ mittelachse gedrehten Position vorgesehen sind. Der Transport der Werkstücke und das Drehen um 90° kann auf diese Weise sehr einfach koordiniert werden.

Eine besonders einfache Lösung, bei der auf zusätzliche Justiermittel in der Wendestation verzichtet werden kann, wird erhalten, wenn die Greifarme zwischen zwei Endstel­ lungen schwenkbar sind, die einen rechten Winkel ein­ schließen. Das ist genau dann der Fall, wenn die Quer­ achse mittig zwischen den Aufnahmeprismen und um einen halben Abstand versenkt angeordnet ist. Das Werkstück wird dann zwangsläufig auch um einen Winkel von 90° ge­ dreht.

Vorteilhafterweise sind an den Greifarmen zur Aufnahme der Werkstücke und zur Kopplung mit diesen Verriegelungs­ mittel vorgesehen. Eine unerwünschte Verdrehung der Werk­ stücke während des Wendevorganges wird dadurch vermieden. Besonders einfach können die Verriegelungsmittel als quer zu der Taktrichtung bewegliche Stifte mit Anlageschulter ausgeführt sein.

Eine gute Justage der Werkstücke in den Bearbeitungssta­ tionen insbesondere hinsichtlich der winkligen Ausrich­ tung um die Mittelachse derselben wird erreicht, wenn die Justagemittel quer zu der Taktrichtung in wenigstens eine Indexbohrung des Werkstückes eingreifende Indexbolzen sind. Die Bohrungen sind bei vielen Werkstücken bspw. als Flanschbohrungen ohnehin vorhanden, so daß kein zusätz­ licher technologischer Aufwand entsteht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung dargestellt, das für die Bearbeitung von Ausgleich­ gehäusen zugeschnitten ist. Es zeigt

Fig. 1 zwei Bearbeitungsstationen einer im Ausschnitt dargestellten Transferstraße,

Fig. 2 eine stark schematisierte Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Ausschnitts aus der Trans­ ferstraße,

Fig. 3 eine Bearbeitungstation der Transferstraße nach Fig. 1 in Vorderansicht, entgegen der Taktrich­ tung gesehen,

Fig. 4 ein zur Bearbeitung in der Transferstraße vor­ gesehenes Werkstück in einer perspektivischen Ansicht und mit hervorgehobener Achsbohrung und Querbohrung,

Fig. 5 das zur Bearbeitung in der Transferstraße vor­ gesehenes Werkstück in einer perspektivischen Ansicht und mit hervorgehobener Querbohrung,

Fig. 6 das zur Bearbeitung in der Transferstraße vor­ gesehenes Werkstück in einer perspektivischen Ansicht mit hervorgehobener Kugelfläche,

Fig. 7 die geometrischen Verhältnisse bei der Aufnahme der Werkstücke in einer Bearbeitungstationen einer Transferstraße nach Fig. 1 und

Fig. 8 die geometrischen Verhältnisse bei der Aufnahme der Werkstücke in einer anderen Bearbei­ tungstationen einer Transferstraße nach Fig. 1.

In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einer Transferstraße 1 mit zwei Bearbeitungsstationen 2, 3 dargestellt. Die Bearbeitungsstationen 2, 3 sind beispielhaft fur alle weiteren nicht dargestellten Bearbeitungsstationen der Transferstraße 1, jedoch mit der Besonderheit, daß die Bearbeitung von Werkstücken in der Bearbeitungsstation 2 unter einem bezogen auf das Werkstück anderen Winkel erfolgt, als in der Bearbeitungsstation 3. Die bezüglich einer bei 4 durch einen Pfeil angedeuteten Taktrichtung zurückliegende Bearbeitungsstation 2 weist zwei waage­ recht liegende Bearbeitungseinheiten 5, 6, die rechtwink­ lig zu der Taktrichtung angeordnet sind, sowie eine ver­ tikale Bearbeitungseinheit 7 auf. In den Bearbeitungsein­ heiten 5, 6, 7 sind Werkzeugspindeln 8, 9, 10 gelagert, die in Fig. 3 nur strichpunktiert angedeutet sind und in denen Werkzeuge gehalten sind. Jede Bearbeitungseinheit 5, 6, 7 ist jeweils mit einem Schlitten 12, 13, 14 auf einem Bett 16, 17, 18 derart gelagert, daß sie eine Zu­ stellbewegung auf ein in schwachen Linien angedeutetes Werkstück 30 zu ausführen kann. Die die waagerecht lie­ genden Bearbeitungseinheiten 5, 6 lagernden Betten 16, 18 sind auf einem der gesamten Bearbeitungsstation 2 gemein­ samen Grundgerüst 21 montiert, das entsprechend steif ausgelegt ist, um alle bei der Bearbeitung der Werkstücke auftretenden Kräfte problemlos aufnehmen zu können. Auf dem Grundgerüst 21 ist ein Aufbau 22 aufgesetzt, der das Bett 17 der vertikalen Bearbeitungseinheit 7 trägt und ebenfalls so steif ausgeführt ist, daß keine die Bearbei­ tungsgenauigkeit beeinträchtigenden Verformungen auftre­ ten.

Desgleichen weist die in Taktrichtung folgende Bearbei­ tungsstation 3 ein Grundgerüst 23 auf, das einen Aufbau 24 zur Führung einer vertikalen Bearbeitungseinheit 26 trägt, in der eine Werkzeugspindel 27 mit einer vertika­ len Drehachse 28 drehbar gelagert ist.

Alle Bearbeitungsstationen der Transferstraße 1 sind einer bestimmten durch den technologischen Ablauf beding­ ten Reihenfolge durch eine Transfereinrichtung 29 ver­ bunden, die zur Beförderung der Werkstücke 30 vorgesehen ist. Es handelt sich dabei um einen sogenannten vorrich­ tungslosen Werkstücktransfer, bei dem die Werkstücke 30 ohne Werkstückpaletten oder dergleichen transportiert und in jeder Bearbeitungsstation 2, 3 aufs neue gespannt werden.

Die Transfereinrichtung 29 sind die Bearbeitungsstationen 2, 3 durch einen Grundrahmen 31 verbunden, der an den Bearbeitungsstationen 2, 3 fest gehalten ist. Auf dem Grundrahmen 31 sind eine rechte und eine linke Auflage­ schiene 32 aufgesetzt. Zwischen den bezogen auf die Be­ arbeitungsstationen 2, 3 starr und ortsfest angeordneten Auflageschienen 32 sind versenkt und deshalb in Fig. 1 nicht sichtbar, zwei Taktstangen 33 angeordnet, die von einem an sich bekannten Transferantrieb getrieben, eine Hub-Vorschub-Senkbewegung ausführen. Wie lediglich in Fig. 3 dargestellt ist, ist auf die Taktstangen 33 ein Trägerteil oder Adapter 34 aufgesetzt, der zu den Werk­ stücken 30 passend geformt ist, um eine sichere Auflage derselben während des Taktvorganges zu gewährleisten.

Zur Aufnahme der Werkstücke 30 sind sowohl an den Bear­ beitungsstationen 2, 3 als auch an weiteren Zwischensta­ tionen Werkstückaufnahmen vorgesehen. Wie besonders gut aus der sehr stark schematisierten Darstellung der Fig. 2 zu entnehmen ist, sind sowohl die in den Bearbeitungs­ stationen 2, 3 als auch die zwischen diesen Bearbeitungs­ stationen 2, 3 angeordneten Werkzeugaufnahmen als Auf­ nahmeprismen 36, 37, 38, 39 ausgebildet, auf den Auflage­ schienen 32 befestigt und derart angeordnet, daß die Werkstücke immer quer zu der Taktrichtung liegen. Außer­ dem sind die Aufnahmeprismen 36 bis 39 in im wesentlichen gleichen Abständen zueinander angeordnet, so daß die Werkstücke 30 bei dem Werkstücktransfer jeweils aus einem Aufnahmeprisma herausgehoben und in dem in Taktrichtung nächstfolgenden wieder abgelegt werden können. In der Fig. 1 sind die auf die rechte Auflageschiene 32 aufge­ setzten Aufnahmeprismen 36-39 mit a und zur Unterschei­ dung die auf die linke Auflageschiene 32 aufgesetzten Aufnahmeprismen 36-39 mit "b" indiziert. Bezugszeichen ohne Indizierung beziehen sich in der folgenden Be­ schreibung sowohl auf die auf die rechte als auch auf die auf die linke Auflageschiene 32 aufgesetzten Aufnahme­ prismen.

Das in der Bearbeitungsstation 2 vorgesehene Aufnahme­ prisma 36 weist, wie auch aus der Fig. 2 hervorgeht, zwei rechtwinklig zueinander stehende Anlageflächen 41, 42 auf. Dabei ist die Anlagefläche 41 vertikal und die An­ lagefläche 42 horizontal ausgerichtet. Wie auch aus Fig. 2 zu entnehmen ist, weist ein Schenkel des von den An­ lageflächen 41, 42 beschriebenen rechten Winkels nach oben, und der andere Schenkel weist in horizontaler Rich­ tung der Taktrichtung entgegen. Das Aufnahmeprisma 36a und das Aufnahmeprisma 36b sind so ausgerichtet, daß die horizontalen Anlageflächen 42 miteinander fluchten, und daß außerdem die vertikalen Anlageflächen 41 miteinander fluchten. Die vertikalen Anlageflächen 41 liegen parallel zu den zur Führung der horizontalen Bearbeitungseinheiten 5, 6 vorgesehenen Betten 16, 18.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist das in der Bearbei­ tungsstation 3 angeordnete Aufnahmeprisma 39 ebenfalls zwei einen rechten Winkel einschließende Anlageflächen 43, 44 auf, von denen eine vertikal und die andere hori­ zontal ausgerichtet ist. Bezüglich der Ausrichtung der Anlageflächen 43, 44 gilt dasselbe, wie bereits für die Anlageflächen 41, 42 des Aufnahmeprismas 36. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Aufnahmeprisma 36 weist jedoch bei dem Aufnahmeprisma 39 der horizontal liegende Schen­ kel des rechten Winkels, der von den Aufnahmeflächen eingeschlossen wird, in Taktrichtung.

Die horizontal ausgerichteten Anlageflächen 42, 44 sind, wie aus den Fig. 7 und 8 hervorgeht, die Stirnflächen von auswechselbaren Justagebolzen, die in entsprechende Bohrungen der Aufnahmeprismen eingesetzt sind. Die ver­ tikal ausgerichteten Anlageflächen 41, 43 werden durch Flächen der massiven Aufnahmeprismen 36, 39 selbst gebil­ det.

Den in den Bearbeitungsstationen 2, 3 angeordneten Auf­ nahmeprismen 36, 39 sind hydraulisch betätigte Spannein­ richtungen 46, 47 zugeordnet, die dazu vorgesehen sind, die betreffenden Werkstücke 30 in Bearbeitungposition zu spannen. Zum Werkstücktransfer sind die Werkstücke 30 von ihnen jeweils freizugeben. Wie in Fig. 3.angedeutet und in Fig. 2 stark schematisiert dargestellt ist, weist die Spanneinrichtung 46 ein an dem Aufbau 22 gehaltertes Widerlager 48 auf, an dem ein Spannhebel 49 zur radialen Fixierung des Werkstückes 30 schwenkbar gelagert ist, auf. Etwa mittig ist an dem Spannhebel 49 ein Spannbacken 51 vorgesehen, der dem Aufnahmeprisma 36 gegenüberliegt. Das freie Ende des Spannhebels 49 ist über ein Kugelge­ lenk mit einer Spannstange 52 verbunden, die von einem hydraulischen Antrieb 53 in der durch den Pfeil 54 be­ zeichneten Richtung auf und ab bewegt werden kann.

Die in der Bearbeitungsstation 3 angeordnete Spannvor­ richtung 47 ist gleich aufgebaut, wie die bereits be­ schriebene Spannvorrichtung 46, weshalb für die einzelnen Teile der Spannvorrichtung 47 ohne weitere Erläuterungen diesselben Bezugszeichen wie bei der Spannvorrichtung 46 verwendet wurden.

Zusätzlich zu den Spannvorrichtungen 46, 47 sind in den Bearbeitungsstationen 2, 3 Justageeinrichtungen 56 zur genauen Ausrichtung des betreffenden Werkstückes 30 um seine sich quer zu der Taktrichtung erstreckende Mittel­ achse 57 vorgesehen. In Fig. 3 ist die Justageeinrichtung 56 der Bearbeitungsstation 2 dargestellt. Die Justageein­ richtung 56 weist einen in dem Aufbau 22 geführten Index­ bolzen 58 auf, der bezogen auf das Werkstück 30 axial (in Fig. 3 nach rechts und links) beweglich ist. Der Index­ bolzen 58 ist über ein Gelenk 59 mit einem hydraulisch angetriebenen, schwenkbar gelagerten Hebel 61 verbunden. Mit einem Ende 62 ist der Indexbolzen dem Werkstück 30 zugewandt und angefast. Der Durchmesser des Indexbol­ zens entspricht einer in der Nähe des Umfanges des Werk­ stückes 30 in axialer Richtung angeordneten Flanschboh­ rung 63, die in diesem Fall als Indexbohrung 63 dient. Der mogliche Hub des Indexbolzens 58 ist so bemessen, daß derselbe in die Indexbohrung 63 eingreifen und diese auch ganz freigeben kann. Wird der Indexbolzen 58 in die In­ dexbohrung 63 eingeschoben und fluchten beide womöglich nicht genau, dreht der Indexbolzen mit seinem stark ange­ fasten Ende 62 das Werkstück 30 etwas um seine Mittel­ achse 57, bis die Indexbohrung 63 und der Indexbolzen 58 fluchten.

Zwischen den Bearbeitungsstationen 2, 3 ist eine Wende­ station 65 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, die Werkstücke 30 um einen Winkel von 90° um die Mittelachse 57 zu drehen (Fig. 1). Der Eingang und der Ausgang der Wendestation 65 wird durch die Aufnahmeprismen 37, 38 gebildet. Die an den Auflageschienen 32 zwischen den Be­ arbeitungsstationen 2, 3 angeordneten Aufnahmeprismen 37, 38 weisen in jeweils einem Winkel von 45° zur Horizontalen stehende Anlageflächen 66, 67 auf und sind nach oben geöffnet. Die Aufnahmeprismen 37a, 37b fluchten seitlich gesehen miteinander. Die Aufnahmeprismen 38a, 38b sind ebenfalls so angeordnet, daß sie aus seitlicher Sicht fluchten. So sind die Mittelachsen von in den Aufnahme­ prismen 37, 38 liegenden Werkstücken 30 auch hier quer zu der Taktrichtung orientiert. Desweiteren weist die Wende­ station 65 zwei Greifarme 68 auf, die an dem Grundrahmen 31 um eine Schwenkachse 69 zwischen zwei Endstellungen 71, 72 schwenkbar gelagert sind und deren einer rechts sowie deren anderer links von dem Grundgerüst 31 nach oben steht. Die Schwenkachse 69 liegt horizontal quer zu der Taktrichtung und ist mittig zwischen den Aufnahme­ prismen 37, 38, jedoch um einen halben Abstand derselben nach unten versetzt, angeordnet. Die eine Endstellung 71 nehmen die Greifarme 68 ein, wenn sie neben dem Aufnahme­ prisma 37 stehen, die andere Endstellung 72 nehmen sie ein, wenn sie neben dem Aufnahmeprisma 38 stehen. Die Endstellungen 71, 72 schließen miteinander einen rechten Winkel ein.

An ihren schwenkbaren freien Ende sind die Greifarme 68 mit einer Koppeleinrichtung 73 versehen, mit deren Hilfe die Greifarme 68 mit dem Werkstück 30 verriegelbar sind. Die Koppeleinrichtung 73 ist im einfachsten Falle ein hydraulisch betätigter mit einer Anlageschulter versehe­ ner Stift 73, der in eine axiale Bohrung 74 des Werk­ stückes 30 eingreifen kann.

Die auf der Transferstraße zu bearbeitenden Werkstücke 30 können beispielsweise in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellte Ausgleichsgehäuse 30 für im Automobilbau in großen Stück­ zahlen erforderliche Ausgleichsgetriebe sein. Das Aus­ gleichsgehäuse 30 weist eine ganze Anzahl von nachein­ ander zu bearbeitenden Flächen auf, von denen in den Bearbeitungsstationen 2, 3 eine koaxial zu der Mittel­ achse liegende Achsbohrung 76 (identisch mit der axialen Bohrung 74), eine dazu rechtwinklig stehende Querbohrung 77 und eine im Inneren des Ausgleichsgehäuses 30 gelegene Kugelfläche 78 zu bearbeiten sind. Die Kugelfläche 78 ist über eine Montageöffnung 79, deren Achse 81 lotrecht zu der Achse der Querbohrung steht, zugänglich und zu be­ arbeiten. Die Achsbohrung 76 geht durch zwei im wesentli­ chen zylindrische Abschnitte 81 (Lagersitze) durch, die bislang nur grob vorgearbeitet sind.

Die insoweit beschriebene Transferstraße arbeitet wie folgt:

Das aus in Fig. 1 nicht dargestellten vorgelagerten Be­ arbeitungsstationen kommende Ausgleichsgehäuse 30 wird von der Transfereinrichtung 29 in das Aufnahmeprisma 36 eingelegt. Bei einer Abwärtsbewegung der Transferstangen 33 und des auf diese aufgesetzten Adapters 34 wird das Ausgleichsgehäuse 30 mit seinen Abschnitten 81 zunächst nur lose auf die Anlagefläche 42 aufgelegt. Die hier als Indexbohrung 63 dienende Flanschbohrung steht ungefähr fluchtend vor dem Indexbolzen 58. Im nächsten Schritt wird der Hebel 61 nach innen (Fig. 3 nach links) ge­ schwenkt, so daß der Indexbolzen 58 in die Indexbohrung 63 eingreift. Das angefaste Ende 62 drückt dabei die in Fig. 4 gut sichtbare Indexbohrung 63 genau vor den Index­ bolzen wobei das Ausgleichsgehäuse 30 eine leichte Dre­ hung um seine Mittelachse 57 ausführt. Ungenauigkeiten, die beispielweise dadurch auftreten können, daß das Aus­ gleichsgehäuse 30 während des Werkstücktransfers zwischen Bearbeitungsstationen geringfügig verrrutscht, werden auf diese Weise wieder korrigiert. Ist das Ausgleichsgehäuse 30 ausgerichtet, werden die Spannhebel 49 herabgesenkt und die Spannbacken 51 fest an die Abschnitte 81 ange­ preßt.

In Fig. 7 ist der in das Aufnahmeprisma 36 eingelegte und festgespannte nur grob vorgearbeitete Abschnitt 81 darge­ stellt. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit ist die Darstellung stark schematisiert. Zusätzlich sind die durch die lediglich grobe Vorbearbeitung verursachten Unregelmäßigkeiten des Abschnittes 81 zur Veranschauli­ chung und zur Darstellung der an sich sehr geringen Un­ regelmäßigkeiten äußerst übertrieben dargestellt. Durch einen schwach angedeuteten Kreis 82 ist die Lage mar­ kiert, die der Abschnittes 81 einnehmen würde, wenn er ideal rund wäre. Der Mittelpunkt dieses Kreises liegt genau auf der Achse der Werkzeugspindel 8. Tatsächlich weicht die Lage des Abschnittes 81 jedoch von der Lage des Kreises 82 ab. Im vorliegenden beispielhaft darge­ stellten Fall ist die Mittelachse 57 des Ausgleichsgehäu­ ses 30 durch schraffiert dargestellte Erhebungen 84, 83, die an den Anlageflächen 41, 42 in Berührungsstellen 86, 87 anliegen, nach oben verschoben, so daß sie nicht mehr mit der Werkzeugspindel 8 fluchtet. In dieser Stellung werden in der Bearbeitungsstation 2 nacheinander die Achsbohrung 76 von der horizontalen Bearbeitungseinheiten 5, 6 und die Querbohrung 77 von der vertikalen Bearbei­ tungseinheit 7 bearbeitet. Unabhängig von der absoluten Lage des Ausgleichsgehäuses 30 stimmen die Lagen der Werkzeugspindeln 8, 9 zueinander, so daß sich die Achs­ bohrung 76 und die Querbohrung 77 in einem Schnittpunkt 88 schneiden.

Nach dem Ende der Bearbeitung in der Bearbeitungsstation 2 wird das Ausgleichsgehäuse 30 von der Spanneinrichtung 46 freigegeben und der Indexbolzen 58 wird aus der Index­ bohrung 63 herausgezogen. Das Ausgleichsgehäuse 30 wird nun von der Transfereinrichtung 29 in einer Aufwärtsbewe­ gung aus den Aufnahmeprismen 36 herausgehoben, in Takt­ richtung aus der Bearbeitungsstation 2 herausgeführt, der Wendestation 65 übergeben, in der Wendestation 65 um 90° um die Mittelachse 57 (in Fig. 2 im Uhrzeigersinn) ge­ dreht und in den Aufnahmeprismen 39 der Bearbeitungssta­ tion 3 abgelegt. Eine detaillierte Beschreibung des Vor­ gangs findet sich weiter hinten.

In der Fig. 8 ist das in das Aufnahmeprisma 39 eingesetzte Ausgleichsgehäuse 30 dargestellt. Die Querbohrung liegt nun horizontal in Taktrichtung. Wie auch das Ausgleichs­ gehäuse 30, sind die Anlageflächen 44, 43 der Bearbei­ tungsstation 3 um 90° im Uhrzeigersinn gegenüber den Anlageflächen 41, 42 der Bearbeitungsstation 2 versetzt (Fig. 7, 8). Da der Winkel, um den die Anlageflächen 41, 42 versetzt sind, mit dem Winkel, um den das Ausgleichs­ gehäuse 30 gedreht wurde, übereinstimmt, liegt das Aus­ gleichsgehäuse 30 in dem Aufnahmeprisma 39 mit denselben Berührungsstellen 86, 87 an, wie in dem Aufnahmeprisma 36. Die Mittelachse 57 ist gegenüber dem Mittelpunkt des Kreises 82, der die Lage eines ideal runden Abschnittes 81 markiert, nach oben rechts versetzt. Durch Betätigung einer an der Bearbeitungsstation 3 vorgesehenen Indexvor­ richtung wird das Ausgleichsgehäuse 30 wie bereits bei der Bearbeitungsstation 2, ausgerichtet und mittels der Spannvorrichtung 47 in der eingestellten Lage festge­ spannt. In Fig. 8 ist lediglich ein Abschnitt des Spann­ hebels 49 mit dem Spannbacken 51 dargestellt, der in Pfeilrichtung gegen den Abschnitt 81 des Ausgleichsgehäu­ ses drückt. In der so eingestellten Lage erfolgt nun die Bearbeitung der in Fig. 6 markierten Kugelfläche 78.

Die Kugelfläche 78 wird mit einem Werkzeug bearbeitet, das in der Werkzeugspindel 27 gespannt ist und um die Drehachse 28 rotiert. Weil die gleichen Berührungsstellen 86, 87 zur Aufspannung des Ausgleichsgehäuses 30 genutzt werden wie bei dem vorhergehenden Bearbeitungsschritt, trifft die Drehachse 28 die Achsen der Werkzeugspindeln der vorhergehenden Bearbeitungsschritte ohne zusätzliche Justage in dem Schnittpunkt 88. Obwohl das Ausgleichs­ gehäuse 30 zwischen den beiden Bearbeitungsstationen 2, 3 gedreht wurde, sind die Bearbeitungen in den Bearbei­ tungsstationen 2, 3 in Bezug aufeinander maßhaltig. Das ist unabhängig von der konkreten Größe oder Höhe der Erhebungen 83, 84. Bei allen zufälligen Abweichungen der Mittelachse 57 von der durch die Werkzeugspindel 8 be­ stimmten Sollage ist ist gesichert, daß sich durch die Benutzung ein- und derselben Berührungsstellen 86, 87 zur Aufspannung des Ausgleichsgehäuses 30 in allen Bearbei­ tungsstationen die Achsen in dem gemeinsamen Schnittpunkt 88 treffen.

Für die weitere Bearbeitung der bis zu diesem Bearbei­ tungsschritt nur grob vorgearbeiteten Außenflächen dient eine der bereits fertigbearbeiteten Bohrungen, vorzugs­ weise die Achsbohrung 76 als Bezugsfläche.

Die bislang nur angedeutete Arbeitsweise der Wendestation 65 ist genau auf die geometrischen Verhältnisse des zu bearbeitenden Werkstückes 30, in dem beschriebenen Fall des Ausgleichsgehäuses 30, zugeschnitten und ist wie folgt:

Ein in der Bearbeitungsstation 2 bearbeitetes Ausgleichs­ gehäuse wird von der Spanneinrichtung 46 zunächst freige­ geben. Die Transfereinrichtung 29 erfaßt das Ausgleichs­ gehäuse 30 und führt es zunächst nach oben, bis es ober­ halb des Aufnahmeprismas 36 steht. Durch eine Bewegung der Transferstangen 33 in Taktrichtung 4 wird das Aus­ gleichsgehäuse 30 bis über das Aufnahmeprisma 37 geführt und in dieses eingelegt, wobei die Transferstangen 33 nach unten abgesenkt werden. Eine Verdrehung des Aus­ gleichsgehäuses 30 hat noch nicht stattgefunden, so daß die von der Bearbeitungseinheit 9 bearbeitete Querbohrung 77 nach wie vor vertikal steht.

Zum Wenden des Ausgleichsgehäuses 30 schwenken die Greif­ arme 68 neben das Aufnahmeprisma 37 in die Endstellung 71. Sowohl der in dem rechten als auch der in dem linken Greifarm 68 verschiebbar gelagerte Stift 73 fluchtet im wesentlichen mit der Achsbohrung 76 des Ausgleichsgehäu­ ses 30. Zur Verriegelung mit dem Ausgleichsgehäuse 30 werden die Stifte 73 hydraulisch betätigt in die Achs­ bohrung 76 eingefahren, bis sich eine an den Stiften 73 vorgesehene und nicht weiter dargestellte Anlageschulter an die Mündung der Achsbohrung 76 anlegt. In diesem Zu­ stand ist das Ausgleichsgehäuse 30 zumindest bezüglich geringerer Drehmomente drehfest mit den Greifarmen 68 gekoppelt. Durch die Betätigung eines entsprechenden Antriebes schwenken die Greifarme 68 nun um die Schwenk­ achse 69 zu dem Aufnahmeprisma 38 in die Endstellung 72, wobei sie einen rechten Winkel zurücklegen. Wegen der festen Kopplung mit dem Ausgleichsgehäuse 30 dreht sich dieses ebenfalls um einen Winkel von 90°. Wenn die Greif­ arme 68 genau neben dem Aufnahmeprisma 38 stehen, ist das Ausgleichsgehäuse 30 in das Aufnahmeprisma 38 eingelegt. Zur Freigabe des Ausgleichsgehäuses werden die Stifte 73 aus der Achsbohrung 76 herausgefahren, wodurch es lose in dem Aufnahmeprisma 38 liegt. Die ursprünglich vertikal stehende Querbohrung liegt nun horizontal in Taktrich­ tung. In dieser Stellung wird das Ausgleichsgehäuse 30 von dem Adapter 34 der Transfereinrichtung 29 erfaßt, aus dem Aufnahmeprisma 38 herausgehoben, in Taktrichtung bis zu dem Aufnahmeprisma 39 geführt und in diesem abgelegt.

Die Wendeeinrichtung 65 ist je nach Bedarf und in Abhän­ gigkeit davon, unter welchen Winkeln Bearbeitungsvorgänge aneinandergereihter Bearbeitungsstationen erfolgen, für ganz unterschiedliche Verdrehungen auslegbar. Dazu bedarf es lediglich einer Veränderung der Lange der Greiferarme und einer entsprechenden Festlegung ihre Schwenkachse.

Claims (12)

1. Transferstraße zur Bearbeitung von Werkstücken, ins­ besondere zur Bearbeitung von Ausgleichsgehäusen an deren axial zu einer jeweiligen Werkstückmittelachse angeordneten Achs- und Querbohrungen sowie an deren Flanschbohrungen und Kugelflächen, mit mehreren für spezifische Arbeitsgänge eingerichteten Bearbei­ tungsstationen, die zum Transport der Werkstücke zwischen den Bearbeitungsstationen in einer festge­ legten Taktrichtung über eine Transfereinrichtung verkettet sind, die zur Beförderung der Werkstücke und zum Einlegen in an den Bearbeitungsstationen angeordnete Werkstückaufnahmen vorgesehen ist, die als Aufnahmeprismen ausgebildet sind, denen Spann- und Justagemittel zugeordnet sind und die jeweils zwei rechtwinklig zueinander stehende Anlageflächen zur Halterung der Werkstücke in Bearbeitungsposition an zwei Abschnitten des jeweiligen Werkstückes auf­ weisen, wobei die Anlageflächen mit dem Werkstück an den in allen Bearbeitungsstationen gleichen Berüh­ rungsstellen in Berührung stehen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkstückmittelachsen (57) aller Werkstücke (30) in allen Bearbeitungsstationen (2, 3) quer zu der Taktrichtung (4) ausgerichtet sind, und daß die Werkstücke (30) in wenigstens zwei Bear­ beitungsstationen (2, 3) in sich voneinander durch eine Drehung um die Werkstückmittelachse (57) un­ terscheidenden Bearbeitungspositionen aufnehmbar sind, wobei die rechtwinklig zueinander stehenden Anlageflächen (41, 42; 43, 44) der Aufnahmeprismen (36, 39) der beiden Bearbeitungsstationen (2, 3) dabei derart angeordnet sind, daß die Berührungs­ stellen (86, 87), an denen die Anlageflächen (41, 42 bzw. 43, 44) das Werkstück (30) berühren, in jeder Bearbeitungsstation (2, 3) dieselben sind.

2. Transferstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufnahmeprismen (36, 39) der Bearbei­ tungsstationen (2, 3) um denselben Winkelbetrag um waagerecht quer zu der Taktrichtung verlaufende Achsen gegeneinander verdreht sind, um den auch die Werkstücke (30) um ihre Werkstückmittelachsen (57) gedreht sind.

3. Transferstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufnahmeprismen (36, 39) in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen (2, 3) gegeneinander um einen Winkel von 90° verdreht sind.

4. Transferstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufnahmeprismen (36, 39) in den Bear­ beitungsstationen (2, 3) jeweils wenigstens eine waagerecht ausgerichtete Anlagefläche (42, 44) und wenigstens eine dazu senkrecht stehende vertikale Anlagefläche (41, 43) aufweisen.

5. Transferstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen zwei Bearbeitungsstationen (2, 3), in denen die Werkstücke (30) in gegeneinander ver­ drehten Positionen zu bearbeiten sind, eine Wende­ station (65) vorgesehen ist.

6. Transferstraße nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wendestation (65) Aufnahmeprismen (37, 38) aufweist.

7. Transferstraße nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wendestation zur Aufnahme der Werkstücke (30) und zur Ablage derselben in einer um 90° um die Werkstückmittelachse (57) gedrehten Position um eine Querachse schwenkbar gelagerte Greifarme (68) aufweist.

8. Transferstraße nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Greifarme (68) zwischen zwei Endstel­ lungen schwenkbar sind, die einen rechten Winkel einschließen.

9. Transferstraße nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Querachse mittig zwischen den Aufnahme­ prismen (37, 38) und um einen halben Abstand der Aufnahmeprismen (37, 38) nach unten versenkt ange­ ordnet ist.

10. Transferstraße nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Greifarme (68) zur Aufnahme der Werk­ stücke (30) und zur Kopplung mit diesen Verriege­ lungsmittel (73) aufweisen.

11. Transferstraße nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verriegelungsmittel (73) quer zu der Taktrichtung bewegliche Stifte sind.

12. Transferstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Justagemittel quer zu der Taktrichtung in wenigstens eine Indexbohrung (63) des Werkstückes (30) eingreifende Indexbolzen sind.