DE7043764U

DE7043764U - Vorrichtung zur Handhabung von Werk stucken

Info

Publication number: DE7043764U
Application number: DE19707043764
Authority: DE
Original assignee: MASCHINENFAB FRORIEP GmbH
Current assignee: MASCHINENFAB FRORIEP GmbH
Priority date: 1970-11-26
Filing date: 1970-11-26
Publication date: 1971-03-25
Also published as: FR2115965A7

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Werkstückhandhabung bei Maschinen zur Bearbeitung von Eisenbahnrädern oder ähnlichen Teilen mit Mitteln zum überführen der Werkstücke von einer Station zu einer anderen Station.

Die Bearbeitung von Eisenbahnrädern stellt einen wichtigen Fertigungsvorgang dar. Auch beim Einsatz von modernen Maschinen ist es unumgänglich, die Bearbeitung in mehreren Schritten vorzunehmen. Es ist dabei insbesondere üblich, auf einer Maschine eine Seite des Rades und auf einer weiteren Maschine die andere Seite des Rades zu bearbeiten. Vielfach wird ausserdem für die Bearbeitung der Nabe des Rades noch eine dritte Maschine eingesetzt. Dies bringt eine Anzahl von Transportvorgängen mit sich. Von den bereitgestellten, beispielsweise vorgeschmiedeten oder gegossenen rohen Werkstücken muß immer jeweils eines auf die erste Bearbeitungsmaschine gebracht werden, es muß nach der Bearbeitung von dieser abge-

nommen und zur zweiten Maschine gebracht werden und, sofern nicht noch eine dritte Maschine zum Einsatz gelangt, wieder in eine für den Abtransport geeignete Lage überführt werden. Ein solcher Transport von verhältnismäßig schweren Werkstücken wirft eine Reihe von Problemen auf, zumal im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit der gesamten Bearbeitung d-"e einzelnen Transportzeiten möglichst kurz sein sollen.

Ziel der Erfindung ist es, bestehende Schwier* .^;i-.en und Unzulänglichkeiten zu überwinden und eine ve. " * .näßig einfache Vorrichtung zu schaffen, mit der Eiseni;_.mr&der oder S ähnliche Werkstücke in besonders günstiger Weise gehandhabt

und von einer Station zur anderen überführt werden können.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung einen mittels Antriebs absatzweise drehbaren Kopf vor, der mit in radialer Richtung verlaufenden, Spann- oder Aufnahmeeinrichtungen für die Werkstücke aufweisenden Armen versehen ist.

Neben unkompliziertem Aufbau und großer Stabilität zeichnet eine solche Vorrichtung u.a. besonders auch dadurch aus, daß die Transportwege klein gehalten werden können, eine günstige Anordnung der Bearbeitungsmaschinen möglich ist und eine schnelle Handhabung der Werkstücke erreicht wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Zuführen der rohen Werkstücke und das Abführen der bearbeiteten Werkstücke an einer einzigen Station möglich ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung sind we-

nigstens drei Arme mit gleichen Winkelabständen voneinander sternförmig an dem Kopf angeordnet.

Zweckmäßig wird die Ausbildung und Anordnung so getroffen, daß in vorgebbaren Winkelstellungen des Sternes jeweils we-

r nigstens ein Arm der Vorrichtung auf eine Werkstück-Zubringe-

j- bzw. -Ab führ s tat ion weist, während die anderen Arme auf Be-

■ arbeitungsstationen hin gerichtet sind.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Vorrichtung ist der drehbare Kopf mit den Armen in Richtung seiner Drehachse heb- und senkbar. Diese Ausführung eignet sich besonders für Bearbeitungsmaschinen, in deren Spannvorrichtung «as Werk= stück von oben her eingelegt wird. Zum Heben und Senken des Kopfes wird zweckmäßig ein Druckmittelantrieb vorgesehen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist wenigstens ein Arm der Vorrichtung eine um l80° dreh- oder schwenkbare Werkstückaufnahme auf. Dies ermöglicht es, jeweils die Lage eines Werkstückes auf dem Weg von einer Bearbeiturigsstation zur anderen umzukehren, wodurch sich für die Bearbeitung selbst besonders günstige Verhältnisse ergeben.

Zum Drehen oder Schwenken der Werkzeugaufnahme an einem Arm kann ein gesonderter Antrieb vorgesehen sein, beispielsweise ein auf dem Arm oc^r im Kopf angeordneter Elektromotor oder Hydromotor.

Bei einer anderen Ausführung sieht die Erfindung vor, daß die Dreh- oder Schwenkbewegung der Werkstückaufnahme von der

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Drehbewegung des Sternes abgelaitet ist. Im einzelnen kann dies auf verschiedene Weise gesehenen.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, daß ein mit der Werkstückaufnahme in Getrieboverbindung stehendes Ritzel od.dgl. in ein undrehbar gehaltenes Zahnrad od.dgl. eingreift und auf diesem abrollen kann, wobei der Eingriff zwischen dem Ritzel und dem undrehbaren Zahnrad aufhebbar ist oder wobei in der Getriebeverbindung zwischen der Werkstückaufnahme und dem Ritzel eine Kupplung angeordnet ist.

Eine solche Kupplung läßt sich in Abhängigkeit von bestimmten Winkelstellungen des Kopfes mechanisch oder mittels elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Servoantriebs einrücken und lösen, um im Bereich einer entsprechenden Winkeldrehung des Kopfes das Schwenken der Werkstückaufnahme zu bewerkstelligen.

Bei einer Ausführung der Vorrichtung, bei der der drehbare Kopf in Richtung seiner Drehachse heb- und senkbar ist, kann die Ausführung auch zweckmäßig so getroffen werden, daß das undrehbare Zahnrad od.dgl. an einem relativ zu dem heb- und senkbaren Kopf feststehenden Teil angeordnet ist. Es ist dann z.B. bei abgesenktem Kopf der Eingriff zwischen dem Ritzel und dem Zahnrad hergestellt, während bei angehobenem Kopf die Antriebsverbindung zwischen diesen beiden Teilen gelöst ist. Dies bedeutet, daß bei einer Drehung des Sternes in abgesenktem Zustand gleichzeitig auch die an einem Arm des Kopfes befindliche Werkstückaufnahme eine Schwenkung erfährt.

Bei einer weiteren Ausführung ist das und ^hbare Zahnrad od.dgl. für sich allein in axialer Richtung mittels eines geeigneten mechanischen, pneumatischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromagnetischen Antriebs verschiebbar, um dadurch die Antriebsverbindung mit dem Ritzel herzustellen oder zu lösen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Pig. 1 eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung in einer durch zwei Arme gehenden Vertikalebene in etwas größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. U einen Teil einer abgewandelten Ausführung der Vorrichtung in einem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt und

Fig. 5 eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen drehbaren Kopf 1 mit vier sternförmig von diesem ausgehenden Armen 2,3 auf. Die drei Arme 2 sind an ihren Enden mit Spanneinrichtungen 4 versehen, welche in Mittelbohrungen der Werkstücke, hier Eisenbahnräder 5, eingreifen (vgl. auch

Fig. 2). Der vierte Arm 3 ist mit einer das Werkstück 5 von außen umfassenden Aufnahmeeinrichtung 6 ausgestattet, die um die Längsachse 3a des Armes 3 mittels eines noch zu erläuternden Antriebs jeweils um l80° drehbar ist.

Die Spanneinrichtungen 4 weisen z.B. jeweils einen in die Nabe des betreffenden Rades eintauchenden Spannkopf mit druckmittelbetätigten Spanngliedern auf. In der Aufnahme wird das festzuhaltende Rad von Backen 6a erfaßt, die in ihre Spannstellung und in ihre Lösestellung durch Druckmittelzylinder gebracht werden können.

Mit den Ziffern 7j 8 und 9 sind Bearbeitungsmaschinen bezeichnet. Hierbei kann es sich an den Stationen 7 und 8 z.B. um Senkrechtdrehmaschinen spezieller Ausbildung und an der Station 9 um eine Nabenausbohrmaschine handeln. Die Aufnahme und Abgabe der Werkstücke 5 erfolgt an einer insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichneten weiteren Station. Hier ist eine übergabevorrichtung 11 vorgesehen, die einen um eine horizontale Achse 12 um 90° schwenkbaren Teil 13 mit einer Halterung für ein Werkstück aufweist. Seitlich von übergabevorrichtung 11 ist auf Schienen lU ein Transportwagen 15 verfahrbar, der beispielsweise zwei abnehmbare Magazine 16 trägt. Jedes Magazin bildet eine Anzahl hintereinanderliegender Abteile l6a, in denen die Eisenbahnräder stehend aufgenommen werden. Ein Druckmittelzylinder 17 dient jeweils zum Herausführen eines unbearbeiteten Rades aus dem Magazin. Die Ausbildung kann beispielsweise so sein, daß die Räder im Magazin durch Auflageschienen unterstützt aind, die

jeweils um einen seitlichen Drehpunkt mittels eines vom Zylinder 17 bewegte: Hebels oder Stößels schräggestellt wer Jen können. Das betreffende Rad rollt dadurch in die Halterui 5 des schwenkbaren Teiles 13 der Übergabevorrichtung 11. Ein der letzteren zugeordneter Druckmittelzylinder l8 dient umgekehrt !; suu* Rückführung eines bearbeiteten Rades aus der Übergabevor-

I' richtung τη einen freien Magazinplatz.

Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, setzt sich der die Arme 2, 3 tragende Kopf 1 der Vorrichtung nach unten hin in einer Hülse la fort, die auf einer «eststehenden, zentralen Säule 19 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Zum aLjatzweisen Drehen der Hülse la mit dem Kopf 1 dient eine von einem Gotriebemotor 20 antreibbare Schnecke 21, die in ein Schneckenrad 22 eingreift. Dieses sitzt fest auf einem drehbar gelagerten, die Hülse la umgebenden Zylinder 23* Die übertragung des Drehmoments auf die Hül_e la erfolgt da-..-bei unter Belassung axialer Verschiebbarkeit der Hülse durch

^ einen von einer Nut des Zylinders 23 aufgenommenen Keil

X Am oberen Ende der Säule 19 ist ein fester Kolben 25 vorgesehen, der von einem Zylinder im oberen Teil der Hülse la aufgenommen ist. UberLeitungen 26 und 27 kann von einer nicht besonders gezeigten Quelle aus über ein beispielsweise fernsteuerbares Ventil wahlweise dem oberen Zylinderraum 28 oder

% dem unteren Zylinderraum 29 Druckmittel zugeführt werden.

Hierdurch läßt sich die Hülse la mit dem Kopf 1 und den Ar-

|i men 2,3 heben oder senken. Eine solche Hubbewegung dient da

zu., vor dem Drehen des Kopfes 1 die von den Armen 2, 3 er-

faßten Werkstücke 5 aus der. Aufnahmen ar. der. einzelnen Stationen 7» 8, 9» 10 herauszuheben bzw. sie nach erfolgter Drehung des Kopfes 1 in diese Aufnahmen abzusenken. Das Heben und Senken des Kopfes 1 kann mit Hilfe einer Programmsteuerung od.dgl. automatisch zu den gewünschten Zeitpunkten eingeleitet werden.

Die Drehung des Kopfes 1 kann weiterhin dazu benutzt werden, die am Arm 3 befindliche Werkstückaufnahme 6 um die Achse 3a zu drehen und damit das von der Aufnahme 6 gehaltene Werkstück zu wenden* Zu diesem Zweck ist auf einem drehbar im Kopf 1 gelagerten, mit der Aufnahme 6 verbundenen Zapfen 30 ein Kegelrad 31 befestigt, das in ein undrehbar gehaltenes Kegelrad 32 eingreift. Letzteres ist über eine feste Achse mit der Säule 19 verbunden. Wird der Kopf 1 in der bereits erläuterten Weise angehoben, so kommt gleichzeitig das Kegelrad 31 außer Eingriff mit dem Kegelrad 32. Bei einer anschließenden Drehung des Kopfes 1 verbleibt also die Aufnahme 6 in ihrer Lage. Wird dagegen der Kopf 1 in abgesenktem Zustand gedreht, so erfährt gleichzeitig auch dia Aufnahme β wegen der nun im Eingriff befindlichen Kegelräder 31 und 32 eine Drehung um die Achse 3a. Die übersetzung in den Kegelrädern 31, 32 kann beispielsweise bei einer Vorrichtung mit vier Armen und entsprechend vier Stationen so gewählt sein, daß eine Drehung der Aufnahme 6 um l80° im Verlauf eines Drehwinkels des Kopfes 1 von 45° oder 60° stattfindet. In Fig. 2 ist die Aufnahme 6 in einer halb gewendeten Stellung wiedergegeben. Dies entspricht der in Fig. 1 strich-

punktiert eingezeichneten Lage der Arme im Verlauf einer Drehung des Kopfes 1. Der als Beispiel angegebene Winkelbereich von 45° oder 6o° liegt also in der Mitte zwischen den jeweiligen Endlagen der Arme, in denen diese auf die einzelnen Stationen hin gerichtet sind.

Pig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführung, bei der die Achse 33' des Kegelrades 32' mit einem Kolben 3Ί versehen ist, der in einem in der Säule 19' angeordneten Zylinder verschiebbar ist. Je nachdem, ob über die Leitung 35 dem Zylinderraum 37 oder über die Leitung 36 dem Zylinderraum 38 Druckmittel zugeführt wird, werden die beiden Kegelräder 31'» 32' voneinander getrennt oder miteinander zum Eingriff gebracht. Dies kann auch unabhängig von einer angehobenen oder abgesenkten Stellung des Kopfes der Fall sein.

Weiterhin ist es möglich, die beiden Kegelräder 31, 32 ständig im Eingriff miteinander zu lassen, wobei das Kegelrad 32 von dem Kopf 1 bei seiner Hubbewegung über eine geeignete Axiallagerung mitgenommen wird, wobei dann zwischen der Achse 33 dieses Kegelrades 32 einerseits und der Säule 19 andererseits eine wahlweise zu betätigende Kupplung vorgesehen wird, etwa eine Elektromagnetkupplung. Noch eine andere Möglichkeit zur Erzielung einer Wendebewegung der Aufnahme 6 des Armes 3 in Abhängigkeit von einer Drehung des Kopfes 1 besteht in der Verwendung eines Freilaufes, ggfs. in Verbindung mit Betätigungsnocken od.dgl.

Fig. Z zeigt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrich-

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tung mit nur zwei Bearbeitungamaachinen 57 und 58 und einem mit drei Armen 5?, 53 versehenen Kopf 51, wobei der eine Arm 53 wiederum mit einer um die Achse 53a des Armes drehbaren Aufnahme 56 für ein Werkstück 55 ausgerüstet ist. Als weitere Möglichkeit für das Drehen oder Schwenken der Aufnahme zeigt Fig. 5 die Verwendung eines gesonderten Antriebsmotors 59» der über eine Welle od.dgl. mit der Aufnahme 56 in Verbindung steht. Es kann sich z.B. um eine- ^r in dem Kopf 51 angeordneten Getrieberaotor handeln. L . - nge- und Abführstation für die Werkstücke ist h5er mit ier Ziffer¹ oO bezeichnet.

Die Arbeitsweise der beiden in den Fig. 1 und 5 dargestellten Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Prinzip die gleiche, so daß es genügt, bei der nachstehenden Erläuterung in erster Linie auf die Ausführung nach Fig. 1 Bezug zu nehmen.

Als Ausgangspunkt sei angenommen, daß der Kopf 1 mit den Armen 2, 3 in der in Fig. 1 gezeigten Lage steht, in der er angehoben ist, nachdem zuvor die Werkstücke an die einzelnen Stationen abgegeben worden sind. Es findet dann auf den Maschinen 7, 8 und 9 die Beax-beitung der Räder 5 statt. Das fertig bearbeitete, an die Station 10 übergebene Rad befindet sich in der Halterung des Teiles 13 mit Abstand unterhalb des Armes 2. Es wird mittels dieses Teiles 13 in eine senkrechte Lage geschwenkt und anschließend durch den Druckmittelzylinder 18 in einen freien Platz des Magazins 16 zu-

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I rückgeschoben. Der Magazinwagen wird mittels eines nicht be-

j- sonders gezeigten Druckmittelantriebes um eine Teilung vor-

j wärts bewegt, worauf nun ein in dem nächsten Abteil des Ma-

■ gazins befindliches unbearbeitetes Rad mittels des Zylin-

]. ders 17 in die übergabevorrichtung 11 eingeführt wird. Es

wird dabei von der Halterung des Teiles 13 aufgenommen und mittels des letzteren in eine waagerechte Lage unterhalb ; des an seiner Stelle verbliebenen Armes 2 geschwenkt.

t Sobald die Bearbeitung in den Stationen 7,8 und 9 beendet

< ist, wird der Kopf 1 abgesenkt, die Räder 5 werden von den

! , Spanneinrichtungen 4 und der Aufnahme 6 erfaßt und gespannt

' und sodann durch erneutes Anheben des Kopfes 1 aus den

* Stationen herausgenommen. Hierauf erfolgt eine Drehung des

; Kopfes 1 mittels des Antriebsmotors 20 um 90°, wobei im

: Verlauf dieser Drehung mit Hilfe einer der weiter oben be-

4 schriebenen Vorrichtungen auch das Wenden des in der Aufnah·

'· me 6 befindlichen Werkstückes 5 bewerkstelligt wird. Ist

' hierfür ein gesonderter Antrieb vorgesehen, wie ihn die

! Ausführung nach Fig. 5 zeigt, so wird zunächst nur eine

, Drehung des Kopfes 1 um 45° in die strichpunktiert angedeu-

tete Lage vorgenommen, in der dann das Wenden geschieht,

'?■' worauf anschließend eine Drehung um weitere 45 erfolgt.

j Damit befinden sich die von den Armen gehaltenen Werkstücke

Ά wieder über den Stationen und können durch Absenken des

P Kopfes in die betreffenden Aufnahmen, Spannvorrichtungen,

i Halterungen od.dgl. eingelegt werden. Der Kopf 1 wird an-

schließend wieder angehoben und um 90° in entgegengesetzter

Richtung (bei dem dargestellten Beispiel im Gegenuhrzeigersinn) gedreht. Damit ist die Ausgangslage nach Fig. 1 bzw. Fig. 5 wieder erreicht, so daß der geschilderte Vorgang aufs neue beginnen kann.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten bzw. in der Zeichnung dargestellten Merkmale sollen, sofern der bekannte Stand der Technik es zuläßt, für sich allein oder auch in Kombinationen als unter die Erfindung fallend angesehen werden.

SchutzansprUche

Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Werkstückhandhabung bei Maschinen zur Bearbeitung von Eisenbahnrädern oder ähnlichen Teilen mit Mitteln zum überführen der Werkstücke von einer Station zu einer anderen Station, gekennzeichnet durch einen mittels Antriebs (20) absatzweise drehbaren Kopf (1) mit on diesem in radialer Richtung ausgehenden, Werkstück-Spann- oder -Aufnahmeeinrichtungen (¹J; 6) aufweisenden Armen (2, 3)·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kopf (Ij 51) wenigstens drei Arme (52, 53; 2, 3) mit gleichen Winkelabständen voneinander sternförmig angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in vorgebbaren Winkelstellungen des Kopfes (1; 51) jeweils wenigstens ein Arm (2; 52) auf eine Werkstück-Zubringe- bzw. -Abführstation (10; 60) weist, während andere Arme (2, 3; 52, 53) auf Bearbeitungsstationen (7, 8, 9; 57, 58) hin gerichtet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Kopf (Ij 51) mit den Armen (2, 3; 52, 53) in Richtung sei.ier Drehachse heb- und senkbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dpiß zum Heben und Senken des Kopfes (1) ein Druckmittelantrieb (25, 3, 29) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5_C dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Arm (3j 53) eine um l80° dreh- oder schwenkbare Werkstückaufnahme (6; 56) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Drehen oder Schwenken der Werkstückaufnahme (56) ein gesonderter Antrieb (59) vorgesehen ijt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6; dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- oder Schwenkbewegung der Werkstückaufnahme (6) von der drehbewegung des Kopfes (1) abgeleitet ist.

9· Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein mit der Werkstückaufnahme (6) in Getriet«^verbindung stehendes Ritzel (31) od.dgl., das in ein undröhbar gehaltenes Zahnrad (32) od.dgl. eingreift und auf diesem abrollen kann, wobei der Eingriff zwischen dem Kitzel (3D od.dgl. und dem undrehbaren Zahnrad (32) od.dgl. aufhebbsr ist oder in der Verbindung zwischen einem der Räder (31* 32) und einem damit in Verbindung stehenden Teil (30, 19) eine wahlweise lösbare Kupplung vorgesehen let.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das undrehbare Zahnrad (32) od.dgl. an einem relativ

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zu dem heb- und senkbaren Kopf (1) feststehenden Teil (19) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das undrehbare Zahnrad (32) od.dgl. in axialer Richtung mittels Antriebs (34, 37, 38) verschiebbar ist.