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Dokumentenidentifikation DE19529071C2 30.04.1998
Titel Vorrichtung zur Front- und Rückseitenbearbeitung von Werkstücken
Anmelder Würthner, Holger, 78054 Villingen-Schwenningen, DE
Erfinder Würthner, Holger, 78054 Villingen-Schwenningen, DE
Vertreter Patentanwälte Westphal, Mussgnug & Partner, 78048 Villingen-Schwenningen
DE-Anmeldedatum 08.08.1995
DE-Aktenzeichen 19529071
Offenlegungstag 13.02.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.04.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse B23B 15/00
IPC-Nebenklasse B23B 9/00   B23Q 39/04   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Front- und Rückseitenbearbeitung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird ein Werkstück oder Drehteil zunächst auf seiner Frontseite in einem Drehautomaten bearbeitet. Sodann wird ein Abgreifspindelmotor an das Werkstück herangefahren und dieses im Spannfutter des Abgreifspindelmotors eingespannt. Nach dem Abstechen des auf der Frontseite bearbeiteten Drehteils wird der Abgreifspindelmotor zurückgefahren und seitlich zu einer oder nacheinander zu mehreren Rückseiten-Bearbeitungsstationen jeweils in einzelnen Verfahrensschritten bewegt. Durch die langen Verfahrwegzeiten ist es unmöglich, komplex bearbeitete Drehteile in kurzer Taktzeit herzustellen, da bei einer kurzen Frontbearbeitungs-Drehzeit, z. B. 3 Sekunden, keine Möglichkeit besteht, die folgenden Verfahrensschritte zu beschleunigen.

Auch ist es bei den bekannten Vorrichtungen nicht möglich, ohne Hauptspindelstop an der Drehteilfrontseite komplexe Bearbeitungsvorgänge anzubringen, die einen Drehstop der Drehautomatenspindel erfordern.

Aus DE-AS 12 64 927 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der auf einem Drehteller in gleichen Winkelabständen um ihre Achse in Drehung versetzte Werkstückeinspannvorrichtungen vorgesehen sind, welche gemeinsam von einer Zentralwelle aus über eine Gelenkwelle und einen Kegelradantrieb, d. h. also mit gleicher Drehzahl, angetrieben werden. Diese Drehzahl ist mit der Drehzahl eines dem Drehteller gegenüber angeordneten Drehautomaten synchronisiert. Damit ist ein Abgreifen des im Drehautomaten eingespannten Werkstücks nach der frontseitigen Bearbeitung möglich. Nach Fortschalten des Drehtellers kann in zwei folgenden Bearbeitungsstationen eine Bearbeitung der Werkstückrückseite bei gleicher Drehzahl des Werkstücks erfolgen. Für das Abgreifen des Werkstücks am Drehautomaten muß außerdem ein den Drehteller tragender Schlitten zusammen mit diesem verfahren werden. Während der für das Hin- und Herfahren des Schlittens erforderlichen Zeit ist eine Bearbeitung aller in den verschiedenen Werkstückeinspannvorrichtungen eingespannten Werkstücke nicht möglich. Außerdem ist das Verfahren des gesamten Drehtellers mit Schlitten verhältnismäßig schwerfällig und daher aufwendig.

Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung ferner die Tatsache, daß die Werkstücke, die in den sich mit der Drehzahl des Drehautomaten drehenden Werkzeugeinspannvorrichtungen eingespannt sind, an ihrer Rückseite ebenfalls nur drehend bearbeitet werden können. Andere Bearbeitungsvorgänge an den sich schnell drehenden Werkzeugen sind nicht möglich.

Aus der DE-PS 9 36 176 ist es zwar bekannt, auf einem Drehteller in Radialrichtung verschiebbare Werkstückeinspannvorrichtungen vorzusehen. Allerdings sind diese Werkstückeinspannvorrichtungen nicht in Drehung um ihre Achse zu versetzen, so daß nur eine Bearbeitung bei feststehendem Werkstück möglich ist. Für die Rückseitenbearbeitung ist sodann in recht aufwendiger Weise ein zweiter, im wesentlichen gleichartiger fortschaltbarer Drehteller erforderlich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach der DE-AS 12 64 927 so zu verbessern, daß mit einem einzigen, nicht verfahren Drehteller beliebige Bearbeitungen der Front- und Rückseiten der Werkstücke bei drehendem und nichtdrehendem Werkstück und minimalem Ausfall an Bearbeitungszeit durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat die folgenden Vorteile gegenüber dem Stand der Technik:

  • 1. Durch das Vorfahren des synchronisierten Abgreifspindelmotors, der sich gegenüber dem Drehautomaten befindet, kann ein in kurzer Zeit (ca. 3 Sekunden) am Drehautomaten auf seiner Frontseite bearbeitetes Drehteil lagerichtig abgenommen werden und auf wenigstens einer, vorzugsweise mehreren, z. B. sechs, nachfolgenden Bearbeitungsstationen auf der Drehteilrückseite vielschichtig bearbeitet werden.
  • 2. Durch den in kürzester Zeit hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch axial vor- und zurückfahrenden synchronisierten Abgreifspindelmotor ist ein extrem kurzer Drehteilabnahme-Zyklus möglich. Der ultraschnelle Drehteilabgreifvorgang ermöglicht somit eine extrem schnelle Drehteilrückseitenbearbeitung.
  • 3. Jeder der verfahrbaren, synchronisierten und auf dem Schaltteller indexierbaren AC-Spindelmotoren wird in den verschiedenen Haltestellungen des weiterschaltbaren Schalttellers im Wechsel als Abgreifspindelmotor, Bearbeitungsspindelmotor sowie Teileauswurfspindelmotor verwendet. Somit kommt zur Anzahl der Bearbeitungsspindelmotoren am Schaltteller immer je ein Teileauswurfspindelmotor sowie ein Abgreifspindelmotor hinzu.
  • 4. Die Rückseiten-Bearbeitungstaktzeit richtet sich ausschließlich nach Drehteile-Stückbearbeitungszeit, Spindelmotor-Abgreifzeit und Schaltteller-Indexierzeit (Fortschaltzeit). Die gesamte Teilestückzeit richtet sich immer nach dem längsten Bearbeitungszyklus.
  • 5. Durch das Spindelmotor-Abgreifsystem ist es möglich, Drehteile mit kurzen Stückbearbeitungszeiten (ca. 3 Sekunden) lagerichtig abzunehmen und auf der Teilerückseite mehrere Rückseitenbearbeitungen durchzuführen. Somit können auch kleinste Teilemengen kostengünstig komplett bearbeitet werden.
  • 6. Durch die drehzahlgesteuerten, mit dem Schaltteller indexierbaren Spindelmotoren sind auch komplexe Bearbeitungsvorgänge je nach Ausstattung der Bearbeitungsstationen an der Drehteilrückseite möglich.
  • 7. Das Spindelmotor-Abgreifsystem-Drehzentrum kann als kostengünstiges 3-Stationen-System für einfache rückseitenbearbeitete Drehteile sowie als komplexes Vielstationen-Komplettbearbeitungs-Drehzentrum mit verhältnismäßig großer Anzahl von Bearbeitungsstationen rings um den Drehteller aufgebaut werden.
  • 8. Das Abgreifen des am Drehautomaten auf der Frontseite bearbeiteten und abgestochenen Drehteils mit dem Abgreifspindelmotor gegenüber dem Drehautomaten bewirkt eine Teilewendung von 180°. Dadurch ist es möglich, an der Drehteilrückseite diverse Operationen in Längs- sowie Querachse des Drehteils auszuführen. Ein Stop der Drehautomatenspindel bei frontseitigen Bearbeitungsvorgängen, die nur bei Stillstand des Drehteils möglich sind, z. B. außer der Drehachsenmitte Bohren, Querbohren, Fräsen, Gewindeschneiden usw., kann entfallen, wenn auf dem Drehteller eine 180° Teilewendestation montiert ist.
  • 9. Die für das Indexieren oder Fortschalten des Drehteils erforderliche Zeit kann für das Zurückfahren und das anschließende Wiedervorfahren des Abgreifspindelmotors zur jeweils nachfolgenden Bearbeitungsstation bzw. Auswurfstation ausgenützt werden, so daß eine extrem schnelle Weiterschaltung möglich wird.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 (Ansicht A) eine Seitenansicht der Spindelmotorabgreif- Vorrichtung und

Fig. 2 (Ansicht B) eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Spindelmotorabgreif-Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet in der nachfolgend geschilderten Weise.

Der Drehautomat 1 fertigt ein nicht gezeigtes Drehteil oder Werkstück an der mitlaufenden Führungsbuchse 17 mit den im Werkzeughalter 15 befestigten Werkzeugen in einer kurzen Drehstückzeit von ca. 3 Sekunden bis zum Beginn des Drehteilabstechvorgangs.

Der mit dem Drehautomaten-Spindelmotor 16 drehzahlsynchronisierte, AC-gesteuerte Spindelmotor 13 steht zum Teileabgriff auf Abgreifspindelposition 10. Die Abgreifspindelposition liegt exakt linear auf der Drehautomatenachsmitte 2. Der Spindelmotor 13 in Abgreifposition 10 wird blitzschnell hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch über das am Drehautomaten 1 gefertigte Drehteil über den Verfahrweg 6 geschoben. Das Spannsystem (Spannzange) fixiert das Drehteil im Spindelmotor 13. Nach dem Drehteilabstechvorgang im Drehautomaten 1 wird der Spindelmotor 13 über den Verfahrweg 6 mit dem im Spannsystem befindlichen Drehteil in seine Ausgangsposition nahe der Mitte des Drehtellers 3 zurückgefahren, und dadurch zur Zeitersparnis gleichzeitig der Schalt- oder Drehteller 3 in die erste Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 verschwenkt.

Nachdem der Spindelmotor 13 den Drehteilabgreifvorgang abgeschlossen hat und seine erste Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 erreicht hat, steht auf dem Drehteller 3 ein drehteilfreier, drehzahlsynchronisierter, AC-gesteuerter Abgreifspindelmotor 13 gegenüber dem Drehautomaten 1 in der Abgreifposition 10 zur Abnahme eines neuen Drehteils bereit.

Während der Bearbeitung eines zweiten Drehteils am Drehautomaten 1 kann zeitgleich an der ersten Nach- oder Rückseitenbearbeitungsstation 9 eine weitere Bearbeitung stattfinden.

Wenn der Teileabgreifvorgang für das zweite Drehteil in der Position 10 abgeschlossen ist, kann der Schaltteller 3 wieder um eine Station weitergeschaltet werden. Der Abgreifspindelmotor 13 wird dabei vom Drehautomaten 1 zur Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 weitergeschaltet, während der bisher gegenüber der Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 stehende Abgreifspindelmotor 13 sich an der zweiten Nach- oder Rückseiten- Bearbeitungsstation 7 zur Durchführung eines weiteren Rückseiten-Bearbeitungsvorgangs positioniert.

Nach dem Fertigdrehen des dritten Drehteils am Drehautomaten 1 und Beendigung des Spindelmotor-Abgreifvorgangs wird der Schaltteller 3 wieder um eine Station weitergeschaltet, so daß nun sämtliche Rückseiten-Bearbeitungstationen 9, 7 sich im Operationsprozeß befinden.

Jetzt befindet sich der Abgreifspindelmotor 13 mit dem ersten am Drehautomaten 1 gedrehten Werkstück in der Fertigteile- Auswurfposition 12 und wirft das komplett bearbeitete Drehteil in den Fertigteilebehälter 11. Dieser Abgreifspindelmotor 13 ist nun drehteilfrei und wird kurz vor Fertigstellung des vierten Drehteiles am Drehautomaten 1 durch den Drehteller 3 in Schaltrichtung 14 wieder in die Abgreifspindelposition 10 gebracht. Die geschilderte Prozeßreihenfolge beginnt wieder und setzt sich in einem Endloszyklus fort.

Alle zum Einsatz kommenden Abgreifspindelmotoren sind in Rollenbahnführungen 5 zum Zweck der präzisen, widerstandarmen und somit extrem schnellen Verfahrbarkeit über den Abgreifweg 6 auf dem Drehteller 3 montiert. Es wird bemerkt, daß in Ansicht A die Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 zur übersichtlicheren Darstellung weggelassen ist.

Zur Bearbeitung von kurzen sowie extrem langen Drehteilen kann die gesamte Rückseiten-Bearbeitungs-Drehtellereinheit in der Drehmaschinen-Längsachse entlang des Verstellweges 8 verstellt werden.

Bezugszeichenliste

1 Drehautomat (Frontseitenbearbeitung)

2 Axialfertigungsdrehachse

3 Dreh- oder Schaltteller

4 Rückseiten-Bearbeitungsstationen, die jeweils eine mit der Drehautomatenspindel synchronisierbare, AC-gesteuerte Bearbeitungsspindel enthalten

5 Rollenführungsbahn

6 Abgreifweg für Abgreifspindelmotor

7 Rückseiten-Bearbeitungsstation, in 3 Achsen verstellbar

8 Verstellweg für komplette Rückseiten-Bearbeitungsstation zum Ausgleich größerer Längenunterschiede der Werkstücke

9 Rückseiten-Bearbeitungsstation, in 3 Achsen verstellbar

10 Abgreifspindelposition, deren Spindeldrehzahl mit der Drehautomatenspindel 16 synchronisiert ist

11 Fertigteile-Auswurfbehälter

12 Fertigteile-Auswurfposition

13 Synchronisierte, AC-gesteuerte Spindelmotoren, deren Anzahl je nach Drehtellerausführung 3, 4, 5, 6, 8 oder noch mehr beträgt

14 Dreh- oder Schaltteller-Drehrichtung

15 Werkzeughalter am Drehautomaten

16 Synchronisierter, AC-gesteuerter Spindelmotor des Drehautomaten

17 Mitlaufende oder feste Führungsbuchse am Drehautomaten.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Front- und Rückseitenbearbeitung von Werkstücken, mit einem Drehautomaten, einer in Arbeitsstellung in der Achse des Drehautomaten angeordneten, synchron mit dem Drehautomaten drehbaren Werkstückeinspannvorrichtung zur Aufnahme des vom Drehautomaten bearbeiteten Werkstücks und mit Einrichtungen zum Verfahren der Werkstückeinspannvorrichtung zu weiteren Bearbeitungsstationen, wobei wenigstens drei Werkstückeinspannvorrichtungen in gleichen Winkelabständen auf einem Drehteller montiert sind, welcher in Drehrichtung derart weiterschaltbar ist, daß in jeder seiner Haltestellungen die Achsen der Werkstückeinspannvorrichtungen jeweils entweder mit der Achse des Drehautomaten zur Frontseiten-Bearbeitung des Werkstücks, mit wenigstens einer Bearbeitungsstation zur Rückseiten-Bearbeitung des Werkstücks oder mit der Öffnung eines Fertigteilebehälters ausgerichtet sind, wobei die Werkstückeinspannvorrichtungen in der Achse des Drehautomaten verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückeinspannvorrichtungen als bezüglich des Drehtellers (3) in Radialrichtung desselben verfahrbare Abgreifspindelmotoren (13) ausgebildet sind und daß die Abgreifspindelmotoren (13) bezüglich des Drehautomaten (1) drehzahlsynchronisiert und bezüglich der Bearbeitungsstationen (6, 7) AC-gesteuert sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Verfahren jedes Abgreifspindelmotors (13) hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch erfolgt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drehteller (3) eine 180°-Teilewendestation montiert ist.






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