DD296331A5 - Vorrichtung zum automatischen auflegen von antriebsriemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Auflegen von Antriebsriemen auf Riemenscheiben von Arbeitsspindeln, mit einem dem Riementrieb zugeordneten Antriebsmotor und einer Antriebsriemenscheibe, deren Achsabstand zur Riemenscheibe der Arbeitsspindel durch eine Verschiebeeinrichtung veraenderlich gestaltet ist. Als bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Maschinensysteme, Fertigungszellen oder Taktstraszen mit automatischer Zufuehrung von Arbeitsspindeleinheiten aus Speichereinrichtungen von Werkzeugmaschinen zu betrachten. Nach den Merkmalen der Erfindung besteht die Vorrichtung aus einem Spreizmechanismus innerhalb der Riemenschlinge, mit dessen Hilfe der Antriebsriemen zum Einfuehren der getriebenen Riemenscheibe durch Spreizhebel mit Spreizrollen aufgeweitet wird. Die Zufuehrung von Spindeleinheiten zum Riementrieb aus verschiedenen Zufuehrrichtungen, einschlieszlich von Zufuehr-Kippbewegungen wird dadurch erreicht, dasz der Spreizmechanismus auf einen Schwenkarm angeordnet ist, mit dem sich die Riemenschlinge aus dem Zufuehrbereich entfernen laeszt. Fig. 1{Riementrieb; Auflegen, automatisch; Spreizmechanismus; Spreizhebel; Schwenkarm}

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Auflegen von Antriebsriemen auf Riemenscheiben von Arbeitsspindeln, mit einem dem Riementrieb zugeordneten Antriebsmotor und einer Antriebsriemenscheibe, deren Achsabstand zur Riemenscheibe der Arbeitsspindel durch eine Verschiebeeinrichtung veränderlich gestaltet ist. Als bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Maschinensysteme, Fertigungszellen oder Taktstraßen mit automatischer Zuführung von Arbeitsspindeleinheiten aus Speichereinrichtungen zur Werkzeugmaschine zu betrachten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zum Auflegen von endlosen Antriebsriemen auf die Riemenscheiben eines Antriebsmotors und die getriebene Riemenscheibe sind viele Arten von Hilfsvorrichtungen bekannt. Bei der Betrachtung der verschiedenen Möglichkeiten bei der Montage eines Riementriebes fällt auf, daß bisher nur das Auflegen von Hand praktiziert wurde. Als Beispiel wird auf die DE-PS 1272 057,47 h 7/24 verwiesen. Erst die schnell fortschreitende Entwicklung der Automatisierung des Werkzeugwechsels mit Bereitstellung ganzer Antriebseinheiten in Speichereinrichtungen stellt auch an die Flexibilität des Riemenwechsels gesteigerte Anforderungen.

Nach dem derzeitigen Stand der Speicherentwicklung sind Werkzeugspeicher bekannt, die zur Aufnahme kompletter Spindeleinheiten für Rotationswerkzeuge geeignet sind, wobei der Werkzeugspindel ein eigener Antriebsmotor, in der Regel gleichachsig, zugeordnet ist. Die Spindeleinheiten werden mittels Handhabungseinrichtungen aus dem Speicher entnommen und dem Arbeitstisch der Werkzeugmaschine zugeführt. In der DD-PS 86742; B23Q3/157 ist ein Beispiel bezogen auf eine Schleifmaschine beschrieben, wobei komplette Schleifspindeleinheiten in einem Revolverkopf bereitgestellt sind. Ob sich die Ausrüstung jeder Schleifspindeleinheit mit einem eigenen Antriebsmotor ökonomisch als sinnvoll erweist oder einen zu hohen

technischen Aufwand darstellt, hängt von der Größe und dem Leistungsbedarf der Antriebsmotoren ab. Für größere Spindeleinheiten mit leistungsstarken Motoren ergeben sich aber Gewichtsbelastungen der Speicher, verbunden mit Abmessungsproblemen, vor allem bei längeren Arbeitsspindeln, die technisch schwer beherrschbar und ökonomisch nicht vertretbar sind. Aus dieser Betrachtung läßt sich erkennen, wie sinnvoll es wäre, zumindestens für die Spindeleinheiten mit größeren Motoren eine antriebslose Variante zu wählen und den notwendigen Antrieb für mehrere Spindeleinheiten nutzbar erst auf dem Arbeitstisch der Werkzeugmaschine anzukoppeln.

Wie aufgezeigt, ist diese vorteilhafte Verfahrensweise mit den bekannten Einrichtungen bezüglich der automatischen Zuordnung von Antriebsriemen zu den Riemenscheiben von Arbeitsspindeln nicht durchführbar.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung wird angestrebt, den Antriebsmotor eines Riementriebes für mehrere automatisch dem Arbeitstisch zuführbare Spindeleinheiten zu nutzen und dadurch den sonst notwendigen Mehraufwand für spindelintegrierte Antriebsmotoren zu vermeiden, den Spindeleinheitsspeicher gewichtsmäßig zu entlasten und seine Aufnahmeparameter bezüglich der aufnehmbaren Spindellänge besser auszunutzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum automatischen Auflegen von Antriebsriemen auf Riemenscheiben von Arbeitsspindeln, mit einem dem Riementrieb zugeordneten Antriebsmotor und einer Antriebsriemenscheibe, deren Achsabstand zur Riemenscheibe der Arbeitsspindel durch eine Verschiebeeinrichtung veränderlich gestaltet ist, zu schaffen, bei welcher die Riemenscheibe der Arbeitsspindel an einer durch Handhabungseinrichtungen dem Arbeitstisch der Werkzeugmaschine zugeführten Spindeleinheit in die Riemenschlinge des Antriebsriemens hindernisfrei ein- und ausführbar ist und der Spannungszustand des Antriebsriemens zur Vornahme dieser Bewegungen den notwendigen Bewegungsspielraum angepaßt werden kann.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der auf der Antriebsriemenscheibe aufgelegte Antriebsriemen über zwei innerhalb der Riemenschlinge angeordnete Spreizrollen läuft, die auf schwenkbaren Spreizhebeln gelagert sind, deren Schwenklager im Bereich des Riementrumes so angeordnet sind, daß die Spreizrollen in einer Ruhestellung der Spreizhebel den die Riemenscheibe der Arbeitsspindel gedacht umschließenden Hüllzylinder übergreifen und dabei der Lauffläche des gespannten Antriebsriemens zugeordnet sind und bei einem verminderten Achsabstand zwischen Antriebsriemenscheibe und Riemenscheibe eine Spreizstellung einnehmen, in welcher die Spreizrollen an der Lauffläche des Antriebsriemens anliegend dessen Schlinge derart erweitern, daß er den Hüllzylinder der Riemenscheibe mit Abstand umschlingt und daß die Riemenscheibe oder die Schwenklager mitsamt der Antriebsriemenscheibe in Richtung der Achse der Arbeitsspindel relativ zueinander verstellbar angeordnet sind.

Damit ist die Spindeleinheit von oben her senkrecht und in einer Richtung ihrer Achse waagerecht, sowie in einer Richtung waagerecht quer zur Spindelachse zuführbar.

Eine Zuführungsmöglichkeit durch Einfahren oder Einkippen aus einer anderen Richtung, bezogen auf die Spindelachse wird nach weiteren Merkmalen der Erfindung dadurch erreicht, daß die Schwenklager für die Spreizhebel am Ende eines Schwenkarmes angeordnet sind, der um eine parallel zur Achse des Antriebsmotors verlaufende Schwenkachse mit festem Achsabstand zur Achse der Arbeitsspindel in einem weiteren Schwenklager gelagert ist und mit einem Schwenkantrieb in Wirkverbindung steht, durch den der Schwenkarm in eine Auflegestellung und eine Freigabestellung stellbar ist, wobei der Schwenkarm einen Spreizmechanismus für die Spreizhebel aufnimmt.

Günstige Verschwenkmöglichkeiten für die Spreizhebel ergeben sich, wenn die Spreizhebel achsfluchtend in einem Schwenklager gelagert sind, dessen Achse in der Auflegestellung des Schwenkarmes etwa mit der Achse der Arbeitsspindel fluchtet.

Ein weiteres Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung sieht vor, daß dem Antriebsmotor ein Verschiebeantrieb zugeordnet ist, durch den die Achse der Antriebsriemenscheibe in eine Spannstellung für den Antriebsriemen und in eine Lockerungsstellung für diesen stellbar ist, in welcher die Schwenkachse des Schwenklagers für den Schwenkarm mit der Achse der Antriebsriemenscheibe etwa in einer Fluchtlinie liegt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit schematisierter Darstellung der Kinematik, bei aufgelegtem Antriebsriemen,

Fig. 2: eine Bewegungsstudie, in Anlehnung an Fig. 1, bei Stellung der Teile in Wechselposition, Fig. 3: eine weitere Bewegungsstudie, in Anlehnung an Fig. 2, mit hochkippender Vorrichtung, Fig. 4: eine Draufsicht auf die Vorrichtung.

Das Ausführungsbeispiel nimmt Bezug auf eine Schleifmaschine, deren Schleifwerkzeug 1 im Ergebnis eines automatisierten Werkzeugwechselprozesses auf dem Arbeitstisch 2 der Schleifmaschine bereitgestellt werden. Dazu sind die Schleifwerkzeuge Bestandteil einer Spindeleinheit 3, in welcher die Schleifspindel 4 gelagert ist, die eine gleichachsig mit ihr verbundene Riemenscheibe 5 aufweist. Zur Aufnahme der Spindeleinheit 3 befindet sich auf dem Arbeitstisch 2 eine in Längsführungen mit Hilfe eines Verschiebeantriebes 7 hin- und herbewegliche Aufnahmeplatte 8. Fixierelemente 9 an der Unterseite der Spindeleinheit 3 und eine nicht dargestellte Klemmeinrichtung sorgen für eine lagegerechte lösbare Verbindung zwischen Aufnahmeplatte 8 und Spindeleinheit 3.

Zum Antrieb der Spindeleinheiten 3 dient ein Antriebsmotor 10,derauf einem querzur Motorachse 11 in Längsführungen 12auf dem Arbeitstisch 2 verschiebbaren Spannschlitten 13 befestigt ist. Auf der Motorachse 11 befindet sich eine Antriebsriemenscheibe 14, auf welcher ein Antriebsriemen 15 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gehalten wird. Der Verschiebeantrieb 16 für den Spannschlitten 13 ist am Arbeitstisch 2 angeordnet und greift mit einer Gewindespindel 17ineine Stellmutter 18 am Spannschlitten 13 ein. Zur Aufnahme der Vorrichtung dient ein auf dem Arbeitstisch 2 befestigtes Schwenklager 19, dessen Schwenkachse 20 parallel zur Motorachse 11 des Antriebsmotors lOverläuft. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem im Schwenklager 19 schwenkbar gelagerten Schwenkarm 21, der an seinem freien Ende in einem Schwenklager 22 zwei Spreizhebel 23; 24 aufnimmt, die mit Spreizrollen 25; 26 aufgestattet sind, sowie einem Spreizmechanismus für die Spreizhebel 23; 24 und einem Schwenkantrieb für den Schwenkarm 21. Der auf der Antriebsriemenscheibe 14 aufgelegte Antriebsriemen 15 ist über die Spreizrollen 25; 26 geführt. Der Spreizantrieb für die Spreizhebel 23; 24 besteht aus einer Kulissenführung 27 mit Kulissenstein 28, von dessen Kurbelpunkt aus zwei Koppelstangen 29 an den Spreizhebeln 23; 24 angelenkt sind. Die Kulissenführung 27 ist Bestandteil des Schwenkarmes 21 und der Kulissenstein 28 wird in der Kulissenführung 27 von einer Druckfeder 30 unter Vorspannung in einer Endlage gehalten. Zur Verschiebung in der Kulissenführung 27 ist der Kulissenstein 28 mit der Kolbenstange eines elastisch wirkenden Schubkolbenantriebes 31 verbunden, der ebenfalls Bestandteil des Schwenkarmes 21 ist. Als Schwenkantrieb für den Schwenkarm 21 ist am Schwenklager 19 ein Schubkolbenantrieb 32 angeordnet, dessen als Zahnstange 33 ausgebildete Kolbenstange in ein Zahnrad 34 eingreift, das über die Schwenkachse 20 fest mit dem Schwenkarm 21 verbunden, im Schwenklager 19 drehbar gelagert ist. Die gesamte Laufstrecke des Antriebsriemens 15 sowie die Antriebsriemenscheibe 14 werden von einer Schutzabdeckung 35 eingehüllt, die am Schwenkarm 21 befestigt, mit diesem seinen Schwenkbewegungen folgt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Zur Aufnahme einer Spindeleinheit 3 ist die Aufnahmeplatte 8 mit Hilfe des Verschiebeantriebes 7 in eine Bestückungsposition gefahren und die Spindeleinheit 3 wurde durch nicht dargestellte Handhabungseinrichtungen auf der Aufnahmeplatte 8 aufgesetzt und mit dieser verriegelt. Wie aus Fig.4 ersichtlich, befindet sich in dieser Ausgangsstellung die Riemenscheibe 5 außerhalb der Riemenschlinge des Antriebsriemens 15.

Um dieZubringerbewegungderSpindeleinheit 3 nichtzu behindern, ist derSchwenkarm 21 mit der Schutzabdeckung 35 durch Betätigung des Schubkolbenantriebes 32 um einen Schwenkwinkel von 90° in eine Freigabestellung B geschwenkt. Fig.3 zeigt die Bewegungsphase nach dem Erreichen von etwa 45° Schwenkwinkel. Zum Auflegen des Antriebsriemens 15 auf die Riemenscheibe 5 der Schleifspindel 4 wird der Schwenkarm 21 nach Abschluß der Zuführung der Spindeleinheit 3 in eine Auflegestellung A, gemäß Fig. 2 geschwenkt, die gleichzeitig eine Lockerungsstellung für den Antriebsriemen 15 verwirklicht. Während der Schwenkbewegungen des Schwenkarmes 21 ist der Spannschlitten 13 auf den Längsführungen 12 soweit nach linksverschoben, daß die Schwenkachse 20 des Schwenklagers 19 etwa mit der Motorachse 11 beziehungsweise mit der Achse der Antriebsriemenscheibe 14 in einer Fluchtlinie liegt. Die Spreizhebel 23; 24 am Schwenkarm 21 sind in der Auflegestellung A durch den Spreizmechanismus in eine Spreizstellung Il gestellt, wozu der elastisch wirkende Schubkolbenantrieb 31 den Kulissenstein 28 entgegen der Kraft der Druckfeder 30 nach links verschoben hat, so daß die Koppelstangen 29 die Spreizhebel 23; 24 um ihr Schwenklager 22 soweit verschwenkt haben, daß der durch die Achsabstandsverminderung sich lockernde Antriebsriemen 15 in seiner Umschlingungslage aufgeweitet wird.

In der Spreizstellung Il der Spreizhebel 23; 24 haben die Spreizrollen 25; 26 an der Lauffläche des Antriebsriemens 15 anliegend dessen Schlinge so erweitert, daß sie den Hüllzylinder der Riemenscheibe 5 mit Abstand umschlingt, so daß die Riemenscheibe 5 durch eine Axialbewegung in diese Schlinge einschiebbar ist. Diese Axialbewegung wird durch Betätigung des Verschiebeantriebes 7 bewirkt, wobei die Aufnahmeplatte 8 mitsamt der Spindeleinheit 3 soweit verschoben wird, daß sich die Riemenscheibe 5 lagegerecht zum Auflegen des Antriebsriemens 15 innerhalb seiner Riemenschlinge befindet. Zum Auflegen des Antriebsriemens 15 auf die Riemenscheibe 5 laufen folgende Vorgänge ab:

- Verstellen des Spannschlittens 13 nach rechts mittels Verschiebeantrieb 16; 17; 18.

- Unter Wirkung der sich mit dem Antriebsmotor 10 nach rechts verschiebenden Antriebsriemenscheibe 14 wird der Antriebsriemen 15 mitgenommen und bewirkt eine resultierende Schwenkbewegung der die Spreizrollen 25; 26 tragenden Spreizhebel 23; 24 entgegen der vom elastisch wirkenden Schubkolbenantrieb 31 über den Kulissenstein 28 und die Koppelstangen 29 aufgebrachten Kraft.

- Nach Erreichen der vorgesehenen Riemenspannlage der Antriebsriemenscheibe 14 wird der elastisch wirkende Schubkolbenantrieb 31 drucklos geschaltet, wodurch unter Kraftwirkung der Druckfeder 30 der Kulissenstein 28 in die rechte Endstellung gebracht und die Spreizrollen 25; 26 vom gespannten Antriebsriemen 15 abgehoben werden und ihre Ruhestellung leinnehmen (Fig. 1).

Soll die Spindeleinheit 3 durch eine andere ersetzt werden, läuft der geschilderte Vorgang rückläufig ab. Die markanten Schritte sind dabei:

- Druckbeaufschlagung des elastisch wirkenden Schubkolbenantriebes 31, wodurch die Spreizrollen 25; 26 am noch gespannten Antriebsriemen 15 angelegt werden.

- Verstellen des Spannschlittens 13 nach links.

- Unter Wirkung der sich nach links verschiebenden Antriebsriemenscheibe 14 wird der Antriebsriemen 15 freigegeben, was durch den elastisch wirkenden Schubkolbenantrieb 31 eine Schwenkbewegung der Spreizhebel 23; 24 bewirkt.

- Bei Erreichen der Fluchtung von Motorachse 11 und Schwenkachse 20 haben die Spreizrollen 25; 26 an Antriebsriemen 15 völlig von der Riemenscheibe 5 abgehoben (Fig. 2).

- Verschieben der Aufnahmeplatte 8, bis Riemenscheibe 5 axial aus der Riemenschlinge entfernt ist (Fig.4).

- Schwenken des Schwenkarmes 21 in senkrechte Freigabestellung B.

- Entfernen der Spindeleinheit 3 von der Aufnahmeplatte 8 und Aufsetzen der nachfolgenden Spindeleinheit.

Die nachfolgende Spindeleinheit kann durchaus mit einem eigenen Antriebsmotor ausgestattet sein. Während des Arbeitens mit dieser Spindeleinheit verbleibt der Schwenkarm 21 in Freigabestellung B.

Für den Fall, daß die Spindeleinheiten der Aufnahmeplatte 8 von links her seitlich oder genau von oben her senkrecht zugeführt werden, können der Schwenkantrieb 32 und der Schwenkhebel 21 entfallen, womit auch die Freigabestellung B entfällt. Das Beispiel zeigt die große Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung an unterschiedliche Zuführbewegungen und Richtungen, sowie die Flexibilität zur Bestückung des Arbeitstisches 2 mit antriebslosen oder selbstangetriebenen Spindeleinheiten.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum automatischen Auflegen von Antriebsriemen auf Riemenscheiben von Arbeitsspindeln, mit einem dem Riementrieb zugeordneten Antriebsmotor und einer Antriebsriemenscheibe, deren Achsabstand zur Riemenscheibe der Arbeitsspindel durch eine Verschiebeeinrichtung veränderlich gestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Antriebsriemenscheibe (14) aufgelegte Antriebsriemen (15) über zwei innerhalb der Riemenschlinge angeordnete Spreizrollen (25; 26) läuft, die auf schwenkbaren Spreizhebeln (23; 24) gelagert sind, deren Schwenklager (22) im Bereich des Riementrumes so angeordnet sind, daß die Spreizrollen (25; 26) in einer Ruhestellung (I) der Spreizhebel (23; 24) den die Riemenscheibe (5) der Arbeitsspindel (4) gedacht umschließenden Hülizylinder übergreifen und dabei der Lauffläche des gespannten Antriebsriemens (15) zugeordnet sind und bei einem verminderten Achsabstand zwischen Antriebsriemenscheibe (14) und Riemenscheibe (5) eine Spreizstellung (II) einnehmen, in welcher die Spreizrollen (25; 26) an der Lauffläche des Antriebsriemens (15) anliegend dessen Schlinge derart erweitern, daß er den Hüllzylinder der Riemenscheibe (5) mit Abstand umschlingt und daß die Riemenscheibe (5) oder die Schwenklager (22) mitsamt der Antriebsriemenscheibe (14) in Richtung der Achse der Arbeitsspindel (4) relativ zueinander verstellbar angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklager (22) für die Spreizhebel (23; 24) am Ende eines Schwenkarmes (21) angeordnet sind, der um eine parallel zur Achse des Antriebsmotors (10) verlaufende Schwenkachse (20) mit festem Achsabstand zur Achse der Arbeitsspindel (4) in einem Schwenklager (19) gelagert ist und mit einem Schwenkantrieb (32; 33; 34) in Wirkverbindung steht, durch den der Schwenkarm (21) in eine Auflegestellung (A) und eine Freigabestellung (B) stellbar ist, wobei der Schwenkarm (21) einen Spreizmechanismus (28; 29; 30; 31) für die Spreizhebel (23; 24) aufnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizhebel (23; 24) achsfluchtend in einem Schwenklager (22) gelagert sind, dessen Achse in der Auflegestellung (A) des Schwenkarmes (21) etwa mit der Achse der Arbeitsspindel (4) fluchtet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebsmotor (10) ein Verschiebeantrieb (16; 17; 18) zugeordnet ist, durch den die Achse der Antriebsriemenscheibe (14) in eine Spannstellung für den Antriebsriemen (15) und in eine Lockerungsstellung für diesen stellbar ist, in welcher die Schwenkachse (20) des Schwenklagers (19) für den Schwenkarm (21) mit der Achse der Antriebsriemenscheibe (14) etwa in einer Fluchtlinie liegt.