-
Selbsttätige Vorschub- und Klemmeinrichtung für Werkstücke bzw.
-
Werkstückträger in mit einzelnen Arbeitsstationen versehenen Fertigungs-
oder Taktstraßen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an sogenannten Fertigungs-
oder Taktstraßen, auf denen in Großserie hergestellte Werkstücke, beispielsweise
Flugmotorengroßteile, zum Zweck der mechanischen Bearbeitung eine Reihe von nebeneinander
angeordneten Bearbeitungsstationen taktmäßig durchwandern.
-
Fertigungs- oder Taktstraßen dieser Art wurden in den letzten Jahren
in neuzeitlichen Großbetrieben, insbesondere bei der Herstellung von Kraftwagen,
Flugzeugen oder Flugmotoren, in zunehmendem Umfang aufgestellt, um die Leistung
zu steigern sowie um Bedienungspersonal und Arbeitsraum zu sparen. Dabei bildete
die möglichst zweckentsprechende Ausgestaltung der einzelnen Arbeitsstationen und
der Werkstückträger und der Elemente zum selbsttätigen Verschieben derselben von
einer Arbeitsstation zur anderen sowie schließlich die genaue Fixierung der Werkstücke
in der richtigen Bearbeitungsstellung eine besonders schwierige Aufgabe. Teilweise
hat man sich damit begnügt, die Werkstückträger von Hand zu verschieben und in der
Bearbeitungsstellung auf der zur Verschiebung dienenden Unterlage festzuklemmen
(vgl. insbeson-
dere die Patentschrift 566 ooS). In anderen Fällen
hat man hydraulisch betätigte Zugstangen mit federnden Greifern verwendet, welche
an der Rückseite der Werkstückträger anfassen und diese um einen bestimmten Betrag,
d. h. von einer Arbeitsstellung in die nächste vorziehen, worauf sodann die Klemmung
derselben auf den Gleit- oder Führungsbahnen ebenfalls hydraulisch erfolgt. I)abei
sind an jeder Station ein oder mehrere elektrische Schaltelemente vorgesehen, um
den Vorschub in gegebenem Zeitpunkt zu unterbrechen und das Festspannen der Werkstückträger
durchzuführen, wobei teilweise ebenfalls hydraulische Einzelaggregate verwendet
werden. Diese zahlreichen und empfindlichen Bauelemente bergen naturgemäß entsprechende
Fehler- und Störungsquellen hezüglich eines gleichmäßigen Vorschubes. Fixierung
der Werkstücke in der richtigen Arbeitsstellung.
-
Sicherungen gegen Störungen usw. in sich, so daß es ein dringendes
Erfordernis war, bei der Konstruktion ganz neuzeitlicher Fertigungsstraßen derartige
Mängel von vornherein auszuschalten, weil diese sonst sehr schwerwiegende Zeitverluste
und Störungen der Fertigung mit sich bringen können, welche sich in der Großserienfertigting
besonders unangenehm auswirken.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine selbsttätige Vorschub-
und Klemmeinrichtung für die Werkstücke bzw. Werkstückträger in mit einzelnen Arbeitsstationen
versehenen Fertigungs-oder Taktstraßen. die dadurch gekennzeichnet ist. daß zur
Festlegung der Bearbeitungsstellung an der Laufbahn ein sich selbsttätig vorschiehender
Anschlag vorgesehen' ist. gegen den der B'erkstückträger unter der Einwirkung von
mit einer Rutschkupplung ausgestatteten rotierenden Vorschubelementen gefahren wird,
um danach auf der Laufhahn in dieser Stellung unverrückbar festgezogen zu werden.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Erzielung
eines störungsfreien Vorschubes jederWerkstückträger an seiner Unterseite eine Zahnstange
mit besonders spifz ausgebildeten Zähnen aufweist, in welche ein von den Vorschubelementen
getriebenes. entsprechend ausgebildetes Ritzel einfaßt.
-
Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Vorschubantrieb
für die gesamte Fertigungsstraße von einer zweckmäßig durch einen Elektromotor getriebenen,
sich durch alle Arbeitsstationen erstreckenden Trausmissionswelle abgenommen wird,
die aus durch Oldhamsche Kupplungen verlinudenen Einzellängen in den Abmessungen
der Arbeitsstationen besteht.
-
Ferner ist zur zweckmäßigen Durchführullg des Erfindungsgedankens
vorgesehen, daß der Werkstückvorschub von der Transmissionswelle znveckmäßig über
Schneckengetriebe abgenommen wird, deren austreibende Wellen die in die Zahnstange
des Werkstückträgers eingreifenden Ritzel tragen und mit Rutschkupplungen versehen
sind.
-
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Vorschieben
und Zurückziehen des festen Anschlages auf allen Arbeitsstationen zweckmäßig quer
zur Bexvegungsrichtung der Werkstückträger durch je einen Druckmittelzylinder erfolgt,
die an eine gemeinsame Druckmittelleitung angeschlossen sind.
-
Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen. daß die
Klemmung der Werkstückträger auf den Führungsbahnen der einzelnen Stationen durch
Zugbolzen geschieht, deren T-förmige Enden sich beim Vorschub der Werkstückträger
in entsprechend geformte Ausnehmungen an der ltnterseite derselben einschieben und
die beispielsweise durch Exzenterhebel gelenkig an die Kolbenstangenenden von Druckmittelzylindern
angeschlossen sind. die sämtlich von einer gemeinsamen Leitung bedient werden.
-
Schließlich ist zur zweckmäßigen Durchführung des Erfindungsgedankens
vorgesehen. daß zwecks leichter Verschiebbarkeit und sicheren Festklemmens der Werkstückträger
auf den Gleithahtlen der Arbeitsstationen erstere mit Laufrollen versehen sind,
die sich in der Bearbeitungsstellung in auf den Gleitbahnen vorgesehene Ausnehmungen
legen.
-
In der Zeichnung ist eine zweckmäßige Ausführung des Erfindungsgegenstandes
als Beispiel dargestellt.
-
Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Arbeitsstation der Fertigungsstraße
sowie den Werkstückträger mit Anschlag und Vorschubelementen; Abb. 2 ist ein Querschnitt
auf der Linie Il-II von Abb. I, worauf eine Vorschubwelle mit Rutschkupplung und
Antriebsritzel sowie die Laufrollen des Werkstückträgers gezeigt sind: Abb. 3 ist
ein Querschnitt auf der Linie III-III von Abb. I mit der Darstellung eines der Spannbolzen
und seiner Betätigungswelle; Abb. 4 zeigt einen Querschnitt auf der Linie IV-IV
von Abb, I, aus dem Einzelheiten des Anschlag mechanismus hervorgehen; Abb. 5 gibt
ein Schema der Schaltung mit den zur Steuerung der einzelnen Maschinenelemente verwendeten
Schaltgeräten wieder.
-
In den Abbildungen bedeutet 10 das erhöhte SIittelstück der eigentlichen
Arbeitsstation, auf dem durch Schrauben IIa, IIb usw. das als Auflage und Verschiebeelement
für die Werkstückträger dienende Bett 12 so befestigt ist, daß eine Vielzahl derselben
in gerader Fluchtlinie eine durchgehende Laufbahn für die Werkstücke in der Fertigungsstraße
ergeben. Die auf beiden Seiten der Arbeitsstation senkrecht zur Zeichenebene angeordneten
Bearbeitungsaggregate zum Ausführen von Bohr-, Fräs- oder GewilndeschneitdearbeitEn
sind hier nicht dargestellt. In den Lagerstellen 13a, 13b, 13c, 13d des Bettes 12
ist die Vorschubwelle 14 angeordnet, deren Länge für alle Arbeitsstationen die gleiche
ist. Die Einzellängen sind zum Ausgleich kleiner Differenzen in der geraden Fluchtlinie
durch Oldhamsche Kupplungen Liga, 15b verbunden. I6 und I7 stellen die Führungsbetten
der beiden angrenzenden Arbeitsstationen mit den
Vorschubwellen
18 und 19 dar. Der Antrieb des gesamten Transmissionsstranges geschieht durch einen
am Ende der Fertigungsstraße angeordnetell Elektromotor 74 od. dgl. (Abb. 5). Jede
Vorschubwelle treibt zwei Schneckengetriebe 20a, 20b und 21a, 2 I 17. Die Schneckenräder
20b und 21b sind auf Querwellen 22 bzw. 23 angeordnet und treiben über Rutschkupplungen
24 (Abb. 2) die Ritzel 26 und 27, welche mit der Zahnstange 28 an der Unterseite
des Werkstückträgers 30 im Eingriff stehen. Der Werkstückträger 30 ist ohne das
aufgespannte Werkstück dargestellt. Von den Führungen des Längsbettes 12 wird gemäß
Abl). 2 die eine, I2a, zweckmäßig prismatisch ausgehildet und die andere, 12b flach.
Zum leichteren Verschiel)en der Werkstückträger 30 auf diesen Gleithahnen sind erstere
mit Laufrollen 31a, 31b versehen, die sich in der Bearbeitungsstellung in auf den
Führungsbahaen vorgesehenen Ausnehmungea (nicht dargestellt) legen, damit heim Festklemmen
der Werkstückträger auf den Führungen ein unnachgiebiger Sitz erzielt wird.
-
35 ist der Anschlag, welcher die Bearbeitungsstellung des Werkstückträgers
30 bzw. des Werkstückes genau begrenzt und festlegt. Er ist an einer Seite; wo sich
ein gehärteter Anschlagklotz 36 des Werkstückträgers 30 dagegenlegt, abgeflacht
und ebenfalls gehärtet. Der Anschlag 35 ist an seiner Unterseite mit einer Bohrung
37 versehen (Abb. 4). Durch den Teleskopbolzen 38 ist er mit der Kolbenstange 39
des Druckmittelkolbens o verbunden, welch letzterer sich in dem Zylinder 41 bewegt,
der im vorliegenden Beispiel durch Preßluft betätigt wird. Durch die Schraubendruckfeder
42, welche auf dem Zylinderdeckel 410 aufliegt, wird der Anschlag ständig nach oben
gedrückt.
-
Geht der Kolben o aus der gezeigten Stellung nach unten, wird auch
der Anschlag 35 zurückgezogen. Die geteilte federnde Anordnung des Anschlages 35
dient als Sicherung, damit bei irgendeiner Störung infolge Materialbruches oder
Versagens eines Steuerelementes aer Anschlag, der unter der Zahnstange 28 liegt,
überfahren werden kann, ohne daß eine Beschädigung der Teile eintritt. In diesem
Falle würde die Druckfeder 42 in Wirksamkeit treten und es dem Anschlag 35 erlauben,
nach unten auszuweichen. Die Druckmittelzylinder 41 sämtlicher Arbeitsstationen
sind an eine Leitung angeschlossen und werden von einem Steuerventil 70 (Abb. 5)
gesteuert.
-
Zum Festklemmen des Werkstückträgers auf den Gleitbahnen I2a, I2b
in der Bearbeitungsstellung dienen die beiden mit T-förmigen Köpfen versehenen Zugbolzen
45a, 450, die mit zwei ebenfalls T-förmig ausgearbeiteten Augen 460, 46h an der
Unterseite des Werkstückträgers 30 zusammenwirken, welche sich kurz vor dem Erreichen
der Arbeitsstellung über die Köpfe der beiden Zugbolzen 45a, 45b hinwegschieben.
Die Halteaugen 46a, 46b sind starr in dem Werkstückträger 30 befestigt. An ihren
Enden sind die Zugbolzen 45a, 45b mit Augenlagern 470, 47b versehen, in welchen
auf Wellen 48a, 48b angeordnete Exzenter 490, 490 arbeiten. Die Wellen 48a, Jr8°
sind in dem Bett I2 drehbar gelagert. Um mittels der Exzenter 490, 49b eine Spannwirkung
ausüben zu können, sind die Wellen 48a, 48b mit Hebeln 50n, 50b ausgerüstet, die
durch Gelenke 5Ia, 510 mit den Kolbenstangen 52a, 52b von Kolben 53", 53b in dem
Zylinder 54 verbunden sind. Um an den Zugbolzen 45n, 45b die Anordnung eines weiteren
Gelenkes zu vermeiden, sind die Bohrungen der Augen 470, 47 entsprechend der Exzentrizität
der Teile 49a, 490 oval ausgebildet. Das Festziehen des Werkstückträgers 30 erfolgt,
sobald die Zylinderkammer durch das Druckmittel beaufschlagt wird, was zur Folge
hat, daß die Kolben 53a, 53b die Wellen 48 bzw. die Exzenter 49, 49b verdrehen,
wodurch die Zugbolzen 45, 45b auf die Augen46«, 46b einen entsprechenden Zug nach
unten ausüben. Die Teile 60 und 6I (Abb. 1) stellen Abdeckbleche dar, welche mit
ihren umgebogenen Enden in Quernuten an den Enden der Werkstückträger eingelegt
werden, um als Schutz gegen Späne od. dgl. zu dienen.
-
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist gemäß Abb. 5 folgende: Die
Werkstücke befinden sich auf den Werkstückträgern 30 in Bearbeitungsstellung (zum
besseren Verständnis sind drei Arbeitsstationen mit Anschlagzylindern 41 und Spannzylindern
54 schematisch dargestellt). Die Werkstückträger sind also auf den Gleitbahnen 120,
120 der Betten I2 festgeklemmt. Durch Betätigen eines hier nicht gezeigten Schaltgerätes
gehen unter der Einwirkung der einzelnen Vorschubmotoren, wovon einige durch 7,
8, 9 angedeutet sind, sämtliche Werkstückträger A, A1-B, B1-C, Ci der vorhandenen
Bohr-, Fräs- oder IGewin,dlesohneidaggregate aus ihrer Endstellung nach vorn und
führen die vorgesehenen Arbeitsoperationen aus, wobei die Aggregate, welche die
längste Arbeitszeit benötigen, zuerst in Stellung geben. Nach Beendigung der Arbeit
gehen die Werkzeugträger selbsttätig wieder in ihre Ausgangsstellung zurück, wo
sie beispielsweise Kontakte 65a, 65t, 65C betätigen, die in Reihe geschaltet sind.
Der zuletzt beeinflußte Kontakt betätigt ein Schütz 66, welches auf die Zugmagnete
67 und 68 der Druckmittelumsteuerventile 69 und 70 einwirkt, welch letztere auf
diese Weise umgesteuert werden. 70 ist das Ventil zur Betätigung des den Anschlag
35 bedienenden Druckmittelzylinders 41 und 69 dasjenige für den Zylinder 54, welches
das Festklemmen des Werkstückträgers 30 auf dem Bett 12 veranlaßt. Durch das Umsteuern
wird also einmal der Anschlag 35 zurückgezogen und zum anderen die durch die Zugbolzen
45a, 45b bewirkte Klemmung des Werkstückträgers 30 gelöst. Das Steuerventil 69 betätigt
dabei zwei Kontakte 71, 72, von denen 7I ein Quecksilberverzögerungsrelais 73 einschaltet.
-
Die Quecksilbersäule erwärmt sich unter dem Stromeinfluß und steigt,
bis sie zwei Kontakte schließt, wodurch dem Vorschubmotor 74 über ein Relais 75
ein kurzer Linksimpuls erteilt wird, um zunächst den Druck der Werkstückträger 30
von den Anschlägen 35 zu nehmen. Durch den zweiten
Kontakt 72 wird
ein zweites Relais 76 unter Strom gesetzt, welches mit großer Verzögerung arbeitet
und anschließend den Vorschubmotor 74 über das Schütz 77 im Rechtsgang einschaltet.
Indem das Schütz 77 Spannung erhält, wird ein Quecksilberkipprelais 78 eingeschaltet,
welches über die Schütze 79, 7ga auf den Zugmagneten So des Anschlagsteuerventils
70 einwirkt, wodurch dieses letztere umgeschaltet wird und den Anschlag 35 wieder
in Arbeitsstellung vorschiebt. Das Relais 78 ist dabei so eingestellt, daß der Anschlag
35 etwa 200 mm, bevor er von dem Werkstückträger erreicht wird, vorgeschoben wird.
Dieser Vorgang vollzieht sich für alle Anschläge der Fertigungsstraße gleichzeitig.
Bei der Einschaltung des Weil<stückträgervorschules wilrd außerdem ein Quecksilberverzögerungsrelais
85 eingeschaltet, welches über das Schütz 86 auf den zweiten Zugmagneten 87 des
Druckmittelventils 69 einwirkt, das umgesteuert wird, was eine Beaufschlagung des
Spannzylinders 54 in der Kammer 54a mit Druckmittel zur Folge hat, so daß die Zugbolzen
45a, 45b wieder nach unten gezogen werden und den Werkstückträger 30 festklemmen.
Durch das Umsteuern des Druckmittelventils 69 wird der Kontakt 72 in umgekehrtem
Sinne betätigt. Er setzt dadurch das Verzögerungsausschaltrelais 88 unter Strom,
wodurch der Vorschubmotor 74 über das Schütz 77 abgeschaltet und stillgesetzt wird.
-
Die Verzögerung ist hier aus dem Grunde vorgesehen, damit alle Spannzylinder
54 der Fertigungsstraße Zeit haben, ihre Wirkung bei der Länge der Straße richtig
auszuüben und die Werkstückträger 30 in Anlage gegen die Anschläge 35 zu fahren,
damit sie festgeklemmt werden, solange noch der Vorschubdruck darauf ruht, wobei
die Rutschkupplungen 24 in Wirksamkeit treten. Mit dem Abschalten des Vorschubmotors
74 werden die Bearbeitungsaggregate der einzelnen Arbeitsstationen bzw. die Vorschubmotoren
7, 8, 9 usw. durch ein Kontaktschaltwerk go in einer festgelegten Reihenfolge über
Schütze 910. 91b, gIc usw. wieder eingeschaltet. Die Schaltgeräte werden zweckmäßig
in bekannter Weise in einem gemeinsamen Schaltschrank, der hier nicht gezeigt ist,
untergebracht.
-
PATENTANSPRVCHE: I. Selbsttätige Vorschub- und Klemmeinrichtung für
Werkstücke bzw. Werkstückträger in mit einzelnen Arbeitsstationen versehenen Fertigungs-
oder Taktstraßen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Bearbeitungsstellung
an der Laufbahn ein sich selbsttätig vorschiebender Anschlag vorgesehen ist, gegen
den das Werkstück bzw. der Werkstückträger unter der Einwirkung von mit einer Rutschkupplung
ausgestatteten rotierenden Vorschubelementen gefahren wird, um danach auf der Laufbahn
in dieser Stellung unverrückbar festgezogen zu werden.