DE2530526A1 - Bearbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Patentanmeldung

der Firma

U.So Amada Limited

615 8th Avenue South, Seattle. Washington (U.S.A.)

Bearbeitungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine, insbesondere eine Werkzeugmaschine, mit mindestens einem Werkzeug- oder Werkstückrevolver, der über ein Getriebe mit Getrieberädern von einer Antriebswelle drehend antreibbar und mit Paßstiften in verschiedenen WinkelStellungen arretierbar ist.

Revolvergetriebe für einen einzelnen Werkzeugrevolver, beispielsweise einer Metallbearbeitungsmaschine, oder für paarweise angeordnete Revolver, z«B_o einer Stanzpresse, werden

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im allgemeinen von einer einzigen Antriebswelle über Ketten und Kettensterne, Zahnräder, Riementriebe od.dgl» angetrieben· Als Kraftquelle wird hierbei im allgemeinen ein Motor mit verhältnismäßig geringer Leistung verwendet, wobei ein Zahnrad- oder Kettenverstarkergetriebe die verhältnismäßig hohe Drehzahl des Motors auf eine niedrigere Drehzahl mit höherem Drehmoment auf den Revolver umsetzen muß. Durch den Antriebsverstärker kann eine auf das Antriebssystem des Revolvers übertragene Kraft verstärkt auf die Kraftquelle zurückübertragen werden und eine vollständige Zerstörung der Kraftquelle zur Folge haben_o

In Revolvergetrieben dreht die Antriebskette den Revolver in eine mit der gewünschten Winkelstellung etwa übereinstimmende Lage. Eine genauere Einstellung wird dann durch Paßstifte erreicht, die in konische am Umfang des Revolvers im Abstand voneinander angeordnete Öffnungen eingesteckt werden, um den Revolver genau auszufluchten. Eine solche genaue Einstellung ist entweder infolge der Zuordnung des Revolvers zu der digitalen oder manuellen Einstellvorrichtung des Werkstückes oder deshalb notwendig, um eine genaue Ausrichtung zwischen einer Matrize und einer Patrize zu erreichen, wie dies bei einer Stanzpresse mit zwei Revolvern der Fall ist.

Die Paßstifte üben auf die Revolver natürlich eine gewaltige Kraft aus, um ihre große Masse zu bewegen. Hierbei besteht das Problem, daß diese von den Paßstiften ausgeübte Kraft durch die Antriebskette übertragen wird und entweder

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die Kraftquelle oder die Antriebskette selbst zerstören kann. Um eine solche Zerstörung zu verhüten, wurden bei bekannten Vorrichtungen Kupplungen od.dgl. verwendet, um die Kraftquelle von der Antriebswelle während des Einführens der Paßstifte zu trennen. Die Antriebskette zwischen dem Revolver und der Antriebswelle befindet sich jedoch hierbei noch in Betrieb und muß die Beanspruchung aufnehmen.

Bei Doppelrevolvern müssen die Revolver nicht nur gegenüber der Kraftquelle, sondern auch relativ zueinander ausgerichtet werden. Infolgedessen nimmt die Antriebskette zwischen der gemeinsamen Antriebswelle und den Revolvern ständig die Kraft auf, die von den Paßstiften hervorgerufen wird, wenn die beiden Revolver relativ zueinander genau ausgefluchtet werden. Das Beanspruchungsproblem wird bei der Herstellung von Stanzpressen noch kompliziert, da es faktisch unmöglich ist, Kettentriebe zu einem vernünftigen Preis herzustellen, die genau genug sind, daß beispielsweise bei einer Drehung der gemeinsamen Antriebswelle jeder der Revolver um genau den gleichen Betrag gedreht wird.

Um die Beanspruchung herabzusetzen, wurden in einigen Fällen die Ketten mit einem gewissen Durchhang oder Schlupf ausgebildet, um eine Relativbewegung gegenüber den Revolvern zu ermöglichen. Dieser Schlupf schafft jedoch Probleme für die numerische Steuerung der Maschine und die Trägheit der schweren Revolver führt infolge dieses Schlupfes zu einem vorzeitigen Versagen der Kette₀ Der Kettentrieb für

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einen Doppelrevolver wird noch komplizierter, wenn ein unerfahrener Arbeiter die Ketten auf den Revolvern ersetzt und diese zu stramm zieht, so daß kein Durchhang zur Verfügung steht, der die mangelhafte Ausrichtung der Revolver ausgleichen kann. Das Fehlen eines Schlupfes oder Spieles war in der Vergangenheit ein ständiges Problem, da ein Arbeiter von Natur aus das Bestreben hat, die Ketten so straff wie möglich anzuziehen, um die zukünftige, natürliche Reckung der Ketten auszugleichen,.

Auf der anderen Seite ist es natürlich in höchstem Grade wünschenswert, die Revolver bei numerisch gesteuerten Stanzmaschinen so schnell wie möglich zu drehen, so daß die Bearbeitungszeit, während der sich ein Werkstück in der Maschine befindet, auf ein Minimum zurückgeführt wird· Um eine solche hohe Geschwindigkeit zu erreichen, sind verschiedene Kraftquellen und Antriebe verwendet worden. Eine Art des Revolverantriebes bestand darin, einen kleinen Motor zu verwenden, der ein Schwungrad antreibt, das eine Kupplung aufweist, welche das Schwungrad von der zu den Revolvern führenden Antriebskette abkuppelt und gleichzeitig an die Revolver eine Bremse anstellt. Die zeitliche Abstimmung der Betätigung von Kupplung und Bremse wird etwa durch die Stellung der Paßstifte bestimmt, in der diese in die Revolver ein- und ausfahren„

Da die Tiefe der Löcher zur Aufnahme der Paßstifte in den Revolvern bei einer Bearbeitungsmaschine niemals überall

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genau gleich sein kann, werden die Endschalter oder anderen Abtastgeräte zur Feststellung der Lage der Paßstifte normalerweise nach den am wenigsten tiefen Löchern ausgelegt. Aus diesem Grunde ist die Stellung eines bestimmten Paßstiftes gegenüber einem der auf dem Umfang angeordneten Löcher des Revolvers niemals genau die gleiche, so daß die Kupplung gelegentlich schon wieder betätigt wird, um die Antriebskette mit dem Schwungrad in Eingriff zu bringen, bevor der Paßstift vollständig herausgezogen ist, was dann eine Zerstörung zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der zeitweise ein Revolver von der den Revolver drehenden Antriebswelle getrennt und von der Kraftquelle derart abgeschaltet werden kann, daß die Paßstifte sich immer außer Singriff befinden, bevor die Kraftquelle wieder wirksam wird. Außerdem ist es ein Anliegen der Erfindung, die Vorrichtung so auszubilden, daß eine begrenzte Relatiwerdrehung zwischen zwei Revolvern eines Revolverpaares hierbei möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem Revolver und der Antriebswelle zum Drehen des Revolvers eine lösbare Kupplung angeordnet ist, die eine sehr begrenzte Relatiwerdrehung zwischen dem Revolver und seiner Antriebswelle während der Einführung von Vorrichtungen zur Feineinstellung des Revolvers, wie beispielsweise von Paßstiften, gestattet« Die Kupplung wird hierbei

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zweckmäßig so nah wie möglich am Revolver angeordnete Bei Doppelrevolvern wird die Kupplung oder werden die Kupplungen in den Kettentrieben zwischen den beiden Revolvern derart angeordnet, daß der eine Revolver sich gegenüber dem anderen bewegen kann. Der Freiheitsgrad in der Drehbewegung der Revolver ist auf einen Betrag begrenzt, der dem Paßstift nicht die Möglichkeit nimmt, den Revolver aus seiner nur etwa fluchtenden Lage in eine genau übereinstimmende Lage zu bringen.

Diese Begrenzung der möglichen Drehbewegung im ausgekoppelten Zustand verhindert, daß die Revolver aus ihrer zueinander synchronen Drehbewegung geraten und ihren Gleichlauf mit der numerischen Steuerung und dem Kraftantrieb verlieren O

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Paßstifte am Revolver und die Kupplungsvorrichtungen und Antriebsketten vorzugsweise pneumatisch von der gleichen Kraftquelle aus betrieben und so gesteuert, daß keiner gegenüber den anderen zur Unzeit betätigt werden kann.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles. Es zeigt:

Fig. 1 eine Maschine mit einem Doppelrevolver nach der Erfindung in einem senkrechten Teilschnitt,

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Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1, die einen Teil eines Paßstiftes erkennen läßt, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen anderen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, der die Kupplung zeigt und

Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 3 in einem Teilschnitt nach Linie 4-4.

In Fig. 1 ist mit 10 eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine bezeichnet, die einen oberen Revolver 11 und einen unteren Revolver 12 aufweist. Obgleich die Erfindung an einer numerisch gesteuerten Doppelrevolver-Werkzeugmaschine erläutert wird, ist doch verständlich, daß die Erfindung auch bei einer mit einem einzigen Revolver ausgerüsteten Maschine und bei Maschinen anwendbar ist, die ohne eine numerische Steuerung betrieben werden.

Der obere Revolver 11 ist auf einer Welle 14 drehbar gelagert, auf der ein Kettenstern 15 verkeilt ist. In gleicher Weise ist der untere Revolver 12 auf einer Welle 16 drehbar gelagert, auf die ein Kettenrad 18 aufgekeilt ist. Die Kettenräder 15 und 18 werden gleichzeitig von einer geraeinsamen Antriebswelle 20 über eine obere Kette 21, eine untere Kette 22, ein oberes Kettenrad 23, ein unteres Kettenrad 24 und über obere und untere lösbare Kupplungen und 27 angetriebene Obgleich das Ausführungsbeispiel Ketten und Kettenräder zum Antrieb der Revolver zeigt, kann

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die Erfindung doch in gleicher Weise bei anderen Drehantriebsarten, wie beispielsweise Zahnradgetrieben, Riementrieben od.dgl. angewendet werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gemeinsame Antriebswelle 20 in Lagerböcken 28 drehbar gelagert und mit einem großen, getriebenen Zahnrad 30 verkeilt. Das getriebene Zahnrad kämmt mit einem kleineren Antriebszahnrad 32, das von einem Motor 34 oder einer anderen geeigneten Kraftquelle, wie beispielsweise einem kontinuierlich angetriebenen Schwungrad, angetrieben wird. Zwischen der Antriebswelle 20 und der Kraftquelle kann, falls gewünscht, eine geeignete Kupplungsvorrichtung angeordnet sein. In fast allen Fällen jedoch wird ein Verstärker zwischen der Kraftquelle und dem Revolver vorhanden sein, um einen Motor mit hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment die extrem schweren Revolver antreiben zu lassen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt das Untersetzungsverhältnis etwa 200 t 1.

Die Kupplungen 26 und 27 sind untereinander identisch· Deshalb soll nur eine Kupplung 26 im einzelnen beschrieben werden. Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, ist das Kettenrad 23 auf einer Hülse 36 befestigt, die dem Kettenrad eine Drehung gegenüber der Antriebswelle 20 gestattet. Die lösbare Kupplung 26 besteht aus einem beweglichen Ringkörper 38, der durch eine Paßfeder 39 mit der Welle 20 verbunden ist und hierdurch sich immer mit der Welle drehte Eine

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Stirnfläche 42 des "beweglichen Ringes 38 wird von einem Kolben 40 beaufschlagt, der in einer Umfangsbohrung 44 eines Zylinders 45 angeordnet ist, der die Welle 20 umgibt· Zum Ausfahren des Kolbens wird diesem Luft zugeführt, die aus einer Leitung 48 kommt, die an beide Kupplungen 26 und 27 angeschlossen ist«.

In axialer Richtung der Welle 20 erstrecken sich zwei Klauen 50 nach außen. Diese Klauen oder Daumen sind konisch ausgebildet, damit sie in konische Bohrungen 52 im Kettenrad 23 passen. Wenn der Kolben 40 voll ausgezogen ist, sind die Klauen 50 voll in die Bohrungen 52 eingeschobene

Der verschiebbare Ringkörper 38 ist ferner mit einer Vielzahl von auf seinem Umfang im Abstand voneinander angeordneten Puffern 60 versehen, die von Federn 62 gegen die Unterseite des Kettensternes 23 gedrückt werden. Wenn der Luftdruck auf den Kolben 40 nachläßt, werden die Puffer 60 von den Federn 62 nach außen gedrückt und schieben den beweglichen Ringkörper in die in Fig« 3 durch strichpunktierte Linien gekennzeichnete Lage, wobei die Klauen 50 teilweise aus den konischen Bohrungen 52 herausgezogen werden₀ Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, werden die Klauen 50 in ihrer in strichpunktierten Linien dargestellten, zurückgezogenen Lage 52a nur teilweise aus ihrer voll eingeschobenen Stellung zurückgezogen, wobei sie die Relativbewegung zwischen dem Kettenrad 23 und dem verschiebbaren Ringkörper

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auf eine Entfernung 77 begrenzen, die dem Abstand zwischen der konischen Fläche der Klauen und der konischen Fläche der konischen Bohrungen 52 entspricht. Dieser Abstand 77 ist annähernd ebenso groß oder kleiner als der Abstand zwischen der sich verjüngenden Oberfläche eines der noch zu beschreibenden Paßstifte und seiner zugeordneten konischen Öffnung in den Revolvern.

Die Revolver 11 und 12 sind mit einer Vielzahl von auf dem Umfang im Abstand voneinander angeordneten sich verjüngenden Bohrungen 64 versehen, die den Werkzeugstationen auf den Revolvern entsprechen» Im Maschinenrahmen sind obere und untere Paßstifte 66 und 67 angeordnet. Diese Paßstifte und ihre Betätigungsvorrichtungen sind untereinander identisch. Deshalb soll nur der obere Betätigungsmechanismus im folgenden beschrieben werden.

Der obere Paßstift 66 ist an einem Kolben 68 befestigt, der sich in einem Zylinder 69 befindet. Das eine Ende des Zylinders ist mit einer Lufteinlaßöffnung 70 an ein Zweiwege-Elektromagnetventil 72 angeschlossenο Das andere Ende des Zylinders ist durch eine Leitung 74 an einen zweiten Ausgang des Ventiles 72 angeschlossen. Mit der Leitung 74 ist eine Leitung 76 verbunden, die ihrerseits an eine Leitung 48 angeschlossen ist, die zu den lösbaren Kupplungen 26 und 27 führt.

In der dargestellten Stellung leitet das Ventil Luft in die

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Zylinder, um die Paßstifte, wie dargestellt, zurückzuziehen, während es gleichzeitig Luft in die Zylinder 44 leitet, wodurch die Klauen 50 der beiden Kupplungen 26 und 27 eingeschoben werden. Wenn das Ventil in seine entgegengesetzte Stellung geschoben wird, werden die Leitungen 74 und 48 an den Auslaß und die Leitungen 70 an den Lufteinlaß angeschlossen, so daß die Paßstifte 66 und 67 in die Revolver eingeschoben werden, während gleichzeitig die Luft in der Leitung 48 abgelassen wird, so daß die Federn 62 die Klauen aus den Kettensternen 23 und 24 zurückziehen können. Da sowohl für die Paßstifte als auch für die Klauen ein gemeinsames Ventil verwendet wird, können Stifte und Klauen niemals aus ihrem gegenseitigen Gleichlauf geraten und der Luftdruck wird von den Kolben 40 immer ablassen, bevor die Paßstifte sich in vollem Eingriff befinden, so daß die Paßstifte zu keiner Zeit auf die Antriebskette oder den Motor einwirken.

Zwei Schalter 78 und 80 sind mit Schaltbetätigungsvorrichtungen 82 und 84 verbunden um anzuzeigen, wenn die Paßstifte ihre voll eingeschobene oder voll zurückgezogene Stellung erreicht haben. Diese Signale werden in der Steuervorrichtung zum Beginnen der Stanzarbeit oder zum Drehen der Revolver verwendete

Man erkennt, daß die Ketten 21 und 22 um den Betrag der Entfernung 77 zwischen den Klauen und Kettensternen 23 und 24 gegeneinander bewegt werden können. Hierdurch kann der Re-

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volver 11 gegenüber dem Revolver 12 gedreht werden. Selbstverständlich kann auch jeder Revolver gegenüber der Antriebswelle 20 und so auch gegenüber dem Motor 34 leicht gedreht werden. Hierdurch trennt die lösbare Kupplung nicht nur den Motor von einem Revolver, sondern sie trennt auch bei einer Doppelrevolvermaschine die Revolver voneinander.

Obgleich im vorstehenden besonders zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, soll doch darauf hingewiesen werden, daß verschiedene Abwandlungen für einen Fachmann möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen,, Demgemäß ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   ^!.'Bearbeitungsmaschine, insbesondere Werkzeugmaschine, mit mindestens einem Werkzeug- oder Werkstückrevolver, der über ein Getriebe mit Getrieberädern von einer Antriebswelle drehend antreibbar und mit Paßstiften in verschiedenen Winkelstellungen arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Getrieberad (23 bzw. 24) mit seiner Antriebswelle (20) durch eine ausrückbare Kupplung (50, 52) derart verbunden ist, daß das Getrieberad (23 bzw. 24) bei ausgerückter Kupplung (50, 52) gegenüber seiner Welle (20) nur eine begrenzte Drehbewegung ausführen kann und daß eine Steuervorrichtung (60, 62, 72) vorgesehen ist, welche die Kupplung (50, 52) ausrückt, bevor ein Paßstift (66) den Revolver (11 bzw. 12) arretiert und welche die Kupplung (50, 52) unmittelbar nach dem Zurückziehen des Paßstiftes (66) wieder einrückt.

   2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getrieberad (23) mindestens eine konische Bohrung (52) aufweist, in die eine konische Klaue (50) eingreift, die an der Welle (20) dieser gegenüber undrehbar gelagert ist und daß die Klaue (50) und das Getrieberad (23) axial gegeneinander verschieblich sind.

   Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klaue (50) in einem die Welle (20) umgebenden Ring (38) angeordnet ist, der gegenüber der Welle (20)

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   axial verschiebbar, aber undrehbar ά st und der gegen das Getrieberad (23) wirkende Ausrückfedern (62) aufweist und von einer Schubvorrichtung (4o) beaufschlagt wird ο

   4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine erste pneumatische, auf die Kupplung (38, 50, 52) von Antriebswelle (20) und Getrieberad (23) wirkende Kolben-Zylinder-Sinheit (40, 44) und eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit (68, 69) zum Vorschieben und Zurückziehen des Paßstiftes (66) aufweist und daß beide Kolben-Zylinder-Einheiten (40, 44 und 68, 69) an ein gemeinsames Steuerventil (72) angeschlossen sind·

   5. Maschine mit zwei paarweise angeordneten Revolverköpfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Revolver ein Kettentrieb (21, 22) zugeordnet ist, dessen Kettenräder (23, 24 bzw. 15» 18) miteinander fluchtend angeordnet sind, wobei je ein Kettenrad (23 bzw. 24) eines jeden Kettentriebes (21, 22) auf einer gemeinsamen Antriebswelle (20) angeordnet ist und eine konische Bohrung (52) aufweist und daß zwei pneumatisch betätigbare, konische Klauen (50) vorgesehen sind, die mit der Antriebswelle (20) uridrehbar verbunden und zwischen inneren, die Bohrungen (52) voll ausfüllenden und dadurch die Kettensterne (23 und 24) arretierenden und teilweise zurückgezogenen Stellungen bewegbar sind,

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   in denen die Kettensterne (23, 24) gegenüber der Welle (20) begrenzt drehbar sind.

   6ο Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Revolver (11, 12) an ihrem Umfang im Abstand voneinander angeordnete Öffnungen (64) aufweisen, in welche die Paßstifte (66) pneumatisch einschiebbar sind und daß zum Zurückziehen aller Paßstifte und zum gleichzeitigen Einschieben der Klauen (50) ein gemeinsames, pneumatisches Ventil vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, daß ein gleichzeitiges Einschieben von Klauen und Paßstiften verhindert wird«

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