DE2331630A1

DE2331630A1 - Werkzeugmaschine mit werkzeugmagazin und werkzeugwechsler

Info

Publication number: DE2331630A1
Application number: DE2331630A
Authority: DE
Inventors: Dieter Bernhardt; Michael Geiger; Hermann Roesler
Original assignee: LUDWIGSBURGER MASCH BAU
Current assignee: LUDWIGSBURGER MASCH BAU
Priority date: 1973-06-22
Filing date: 1973-06-22
Publication date: 1975-01-23

Description

DR-ING. DlPL.-ING. M. SC. DIf-L -F-hVS. )S. DIP'-.-PH'S.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSRACH - i IAiICf^tER

Aoo1boU

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 39 9o2 h
γ - 137
2o.Juni 1973

Firma Ludwigsburger Maschinenbau GmbH
714 Ludwigsburg, Mörike Str. 81-83

Werkzeugmaschine
mit Werkzeugmagazin und Werkzeugvechsler

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem zur
Durchführung eines automatischen Werkzeugv/echse.13 dem Spindelkopf ihrer Arbeitsspindel seitlich und zurückver.^c;etzt zugeordneten Werkzeugmagazin, in welchem eine Vielzahl von einzeln einer übergabestelle zuführbaren Werkzeugen gespeichert sind
und mit einer Werkzeugwechseleinrichtung, die zwei in entgegengesetzte Richtungen und senkrecht zur Spindel bzw. zu den Werkzeugachsen gerichtete Werkzeuggreifer aufweist, die an einem
durch eine Antriebsvorrichtung antreibbaren Greiferträger angeordnet sind, der zum Herauslösen des an der Ubergabestelle

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des Werkzeugmagazins und des in der Arbeitsspindel vorhandenen Werkzeuges in Richtung einer zur Arbeitsspindel parallelen Steuerachse in eine Freigabestellung verstellbar, anschliessend um die Steuerachse um 18o verschwenkbar und im folgenden zum Einführen des aus dem Werkzeugmagazin' entnommenen Werkzeuges in die Arbeitsspindel bzw. in die an der Übergabestelle vorhandene Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins in die entgegengesetzte Richtung entlang der Steuerachse bev/egbar ist.

Werkzeugmaschinen der eingangs beschriebenen Art sind bereits bekannt. Bei solchen Maschinen muss das an der Übergabestelle des Magazins bereitgestellte Werkzeug aufgrund der räumlichen Zuordnung von Werkzeugmagazin und Arbeitsspindel zunächst in eine vor und seitlich der Arbeitsspindel liegende Stellung überführt werden, bevor es zum Einsetzen in die Arbeitsspindel in eine zu dieser koaxiale Lage gebracht werden kann.

Die Werkzeugwechseleinrichtung der bekannten Maschinen ist deshalb üblicherweise in einen Überbringer und einen den Greiferträger bildenden Werkzeugwechselkopf gegliedert. Mit Hilfe des in der Regel durch einen Schwenkarm gebildeten Überbringers werden einzelne Werkzeuge an der Übergabestelle aus dem Werkzeugmagazin entnommen und vor und seitlich der Arbeitsspindel parallel zu deren Achse bereitgestellt, worauf dann der Werkzeugwechselkopf in Funktion tritt, dessen Greifarme gleich zeitig das vom Überbringer bereitgehaltene Werkzeug und das

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sich in der Arbeitsspindel befindende Werkzeug greifen. Danach fährt der Werkzeugwechselkopf zum Herauslösen dieser Werkzeuge aus dem Überbringer bzw. der Arbeitsspindel in eine Freigabestellung, worauf derselbe für den Werkzeugwechsel eine 18o° Drehung ausführt und zum Einsetzen der Werkzeuge wiederum in seine zuvor eingenommene Stellung zurückfährt. Anschliessend transportiert der Überbringer das inzwischen aufgenommene, ausgewechselte Werkzeug zum Werkzeugmagazin ( s. US-Patent 3 217 4o6 ).

Derartige Werkzeugwechseleinrichtungen sind konstruktiv aufwendig. Ausserdem erfordert die Aufgliederung dieser Einrichtungen in einen Überbringer und einen Werkzeugwechselkopf für deren Antrieb gesonderte Antriebsvorrichtungen, deren Bewegungen aufeinander abzustimmen sind, so dass der Vorgang eines Werkzeugwechsels viel Zeit in Anspruch nimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Werkzeugwechseleinrichtung gattungsgemässer Werkzeugmaschinen konstruktiv zu. vereinfachen und in ihrer Arbeitsweise derart zu verbessern, dass sich ein Werkzeugwechsel in einem Bruchteil der hierzu bisher benötigten Zeit durchführen lässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Werkzeugv/echseleinrichtung in bekannter Weise zwischen Arbeitsspindel und Werkzeugmagazin angeordnet und deren Greiferträger durch zwei zueinander und zur Arbeitsspindel parallele, stangenförrnige und an ihrem Vorderende jeweils einen Werkzeuggreifer

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tragende Schieber gebildet ist und dass mit Hilfe der Antriebsvorrichtung, nachdem sich beide Werkzeuggreifer in der Freigabestellung vor der Arbeitsspindel bzw. vor dem Werkzeugmagazin befinden, jeweils einer der beiden Schieber relativ zum anderen Schieber zum Transportieren des sich vor dem Werkzeugmagazin befindenden Werkzeugs neben das sich vor der Arbeitsspindel befindende Werkzeug bzw. nach erfolgter 18o° Drehung des Greiferträgers zum Transportieren des aus der Arbeitsspindel entnommenen Werkzeuges in die vor dem Werkzeugmagazin liegende Freigabestellung längsverschiebbar ist, worauf zum Einsetzen beider von den Werkzeuggreifern gehaltenen Werkzeuge in die Arbeitsspindel bzw. das Magazin beide Schieber gemeinsam in ihre Ausgangsstellung zurücksteuerbar sind.

Bei der erfindungsgemässen Konstruktion übernimmt damit der eine Teil des Greiferträgers auch die Funktion eines Überbringers, wobei sich die Steuerung der beiden Schieber des Greiferträgers in einer Weise aufeinander abstimmen lässt, dass sich ein Werkzeugwechsel in kürzester Zeit durchführen lässt.

Optimale Schaltzeiten lassen sich dabei erreichen, wenn derjenige Schieber _f der das dem Werkzeugmagazin entnommene bzw. das in dasselbe zurückzubringende Werkzeug trägt, entlang der Wegstrecke, die bei Stillstand des jeweils anderen Schiebers zu durchfahren ist, mit einer Geschwindigkeit antreibbar ist, die grosser, vorzugsweise doppelt so gross ist, wie die Geschwindigkeit, mit der beide Schieber zum Herauslösen bzw. Einsetzen der Werkzeuge gemeinsam bewegbar sind.

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Eine vorteilhafte gegenseitige Führung der beiden Schieber und eine besonders günstige Lagerung des durch diese beiden Schieber gebildeten Greiferträgers am Maschinengestell lässt sich dadurch bewerkstelligen, dass, gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung, die stangenförmigen Schieber mit jeweils ebenen Flächen aneinander anliegen und gemeinsam eine im Querschnitt kreiszylindrische Welle definieren.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie es ermöglicht, sämtliche Bewegungen der beiden Schieber mittels einer einzigen Antriebsvorrichtung durchführen zu können. Zu diesem Zweck wird in weiterer Verbesserung der Erfindung vorgeschlagen, im Bereiche des Hinterendes der beiden Schieber jeweils eine sich in deren Längsrichtung erstreckende Zahnstange anzuordnen und diese mit einem gemeinsamen Zahnrad der Antriebsvorrichtung kämmen iu lassen, das zum gemeinsamen und wechselweisen Antrieb der Schieber mit seiner Achr;e in deren Längsrichtung in beiden Richtungen verstellbar ist. Vorteilhaft ist es hierbei, als Antriebsvorrichtung ein stationäres Zylinderaggregat vorzusehen und das Zahnrad am Vorderende einer koaxial zur Steuerachse angeordneten, durch dessen Kolben verstellbaren Stange drehbar zu lagern. Mit Hilfe eines solchen Zylinderaggregates lässt sich in einfacher Weise auch die 18o° Drehung des Greiferträgers durchführen, wenn dessen beiden Schiebern eine stationäre Kurve zugeordnet ist, an deren Kur-■frenflächen die Schieber mittels jeweils einer Kurvenrolle anliegen. Diese Kurve lässt sich besonders günstig in den Gesamtaufbau der Werkzeugwechseleinrichtung integrieren, wenn sie

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durch einen das Hinterende der beiden Schieber umgebenden und vor dem Zylinderaggregat angeordneten Hohlzylinder gebildet ist, der in seinem Mantel Kurvenschlitze und gegebenenfalls entsprechende Steuermittel aufv/eist, mit denen jeweils eine der an den Schiebern angeordneten Kurvenrollen zusammenwirkt.

Die Werkzeugwechseleinrichtung kann zusammen mit dem Werkzeugmagazin eine Baueinheit bilden. In diesem Falle wäre es jedoch notwendig, bei jedem fällig werdenden Werkzeugwechsel die Arbeitsspindel in eine vorbestimmte Lage relativ zur Werkzeugwechseleinrichtung zu steuern. Um dies zu vermeiden, ist die Werkzeugwechseleinrichtung in v/eiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemässen Werkzeugmaschine an dem die Arbeitsspindel tragenden Spindelaggregat fest angeordnet, und die Anordnung des Werkzeugmagazines ist so getroffen, dass dasselbe mindestens die Vorschubbewegung der Arbeitsspindel mitausführt. Vorteilhaft ist es ausserdem, wenn die Übergabestelle des Werkzeugnagazines in jeder beliebigen Stellung der Arbeitsspindel bzw. der Werkzeugwechseleinrichtung eine für die Entnahme bzv/. das Einsetzen eines Werkzeuges günstige Lage einnimmt .

Die an den Schiebern angeordneten Werkzeuggreifer können verschieden gestaltet sein. Diese können beispielsweise hydromechanisch betätigte Greifelemente aufweisen, mit deren Hilfe sie in bekannter Weise einen Werkzeughalter greifen bzw. freigeben können. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Greiferkonstruktion, die eine Steuerung der Werkzeuggreifer überflüssig werden lässt. Diese Konstruktion sieht

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vor, dass die Werkzeuggreifer an ihrem freien Ende zum Zwecke der Werkzeughalterung in Richtung der Werkzeugachse auseinanderspreizbar sind, dass die Werkzeuge in Werkzeughaltern angeordnet sind, die eine Umfangsnut aufweisen, an deren Nutwänden die Werkzeuggreifer zur Halterung der Werkzeuge unter Druck anliegen und dass jedem Werkzeuggreifer ein gestellfestes Kurvenstück zugeordnet ist, an welchen sie in eingesetztem Zustand der Werkzeuge in die Arbeitsspindel bzw. in das Magazin zur Aufhebung der Spreizung bzw. zur Freigabe der Werkzeuge unter Druck anliegen.

Eine günstige Konstruktion ergibt sich in diesem Zusammenhang, wenn die Werkzeuggreifer zwei Schenkel aufweisen, von denen der eine an dem betreffenden Schieber fest angeordnet und der andere gegen die Wirkung wenigstens einer Druckfeder um eine zur Steuerachse und zur Arbeitsspindelachse senkrechte Schwenkachse verschwenkbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

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Fig.l eine schaubildliche Ansicht einer einspindligen Werkzeugmaschine, deren Arbeitsspindel ein Werkzeugmagazin nebst einer Werkzeugwechseleinrichtung zugeordnet ist,

Fig.2 einen horizontalen Längsschnitt durch die Werkzeugwechseleinrichtung, in verkürzter Darstellung,

Fig.3 einen Teillängsschnitt durch die Antriebsvorrichtung der Werkzeugwechseleinrichtung, in vertikaler Ebene,

Fig.4 eine Abv/icklung der zur Durchführung der 18o° Drehung der Werkzeugwechseleinrichtung an einem Hohlzylinder vorgesehenen Kurvenschlitze,

Fig.5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig.3, in grösserem Masstab als diese Figur,

Fig.6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig.3, in grösserem Masstab als diese Figur,

Fig.7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 der Fig.2, in grösserem Hasstab als diese. ι zur vorstehenden Schnittangabe.

in grösserem Hasstab als diese.und 9o gedreht

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Auf dem mit Io bezeichneten Maschinenbett der in Fig.l gezeigten Werkzeugmaschine ist auf geeigneten Führungswangen ein Führungsschlitten 12 geführt, der an seiner Oberseite sich quer zu seiner Verstellrichtung erstreckende Führungswangen 14,16 aufweist, auf welchen ein als Ganzes mit 18 bezeichneter Maschinenständer geführt ist. Der Führungsschlitten 12 und der Maschinenständer 18 sind jeweils mittels eines geeigneten Antriebes steuerbar. An der Vorderseite des Maschinenständers ist ein als Ganzes mit 2o bezeichnetes, eine Arbeitsspindel aufweisendes Spindelaggregat vorgesehen, das in vertikaler Richtung motorisch verstellbar und feststellbar ist. An der einen Seite des Maschinenständers ist ein Werkzeugmagazin 22 angeordnet, das beispielsweise durch einen Schwenkkopf gebildet ist, der an seinem Umfange Ausnehmungen aufweist, in die jeweils ein mit einem Werkstück/bestückter Werkzeughalter 25 auswechselbar eingesetzt sind. Es ist demgemäss zum Spindelkopf 26 der Arbeitsspindel seitlich und zurückversetzt vorgesehen. Das Werkzeugmagazin kann auch in anderer Weise ausgebildet sein.

Mit 27 ist als Ganzes eine zwischen der Arbeitsspindel 21 und dem Werkzeugmagazin 22 angeordnete Werkzeugwechseleinrichtung bezeichnet, mit deren Hilfe ein ausgewähltes Werkzeug des Werkzeugmagazines, nachdem dasselbe durch Verdrehen des Werkzeugmagazines in eine vorbestimmte Übergabestellung eingestellt worden ist, herausnehmbar und anstelle des gleichfalls mit ihrer Hilfe aus dem Spindelkopf 26 der Arbeitsspindel 21 entnommenen Werkzeuges in diese einsetzbar ist, wobei das entnommene Werkzeug zugleich dem Werkzeugmagazin zugeführt wird. Auf die Konstruktion dieser Werkzeugwechseleinrichtung wird weiter unten näher eingegangen.

Dem Spindelaggregat 2o ist vor dem Maschinenständer 18 ein mit einem horizontalen Drehteller 28 zur Werkstückaufnahme ausgestatteter Maschinentisch 29 zugeordnet.

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Aus den Fig. 2 bis 7 ist die Konstruktion der Werkzeugwechseleinrichtung zu ersehen. Sie v/eist ein längliches, rohrförmiges Lagergehäuse 3o auf, das an dem die Arbeitsspindel tragenden Spindelaggregat der Werkzeugmaschine fest angeordnet ist, so dass es sämtliche Bewegungen des Spindelaggregates mitausführt. Die Werkzeugwechseleinrichtung v/eist ferner einen als Ganzes mit 32 bezeichneten, im Lagergehäuse 3o angeordneten Greiferträger auf, dessen Werkzeuggreifer mit 34 bzw. 3G bezeichnet sind. Der Greiferträger 32 ist durch zwei zueinander und zur Arbeitsspindel parallele, stangenförmige Schieber 38,4o gebildet, die im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind und mit ihren Flachseiten 42 bzw. 44 aneinander anliegen. Die beiden Schieber bilden damit eine aus zwei Teilstücken gebildete Rundstange, deren Achse eine Steuerachse definiert und die in Lagerbüchsen 46,43 des Lagergehäuses 3o verschiebbar angeordnet ist. Zur Durchführung ihrer Axialbewegung weisen beide Schieber im Bereich ihres Hinterendes jeweils eine innerhalb derselben angeordnete und sich in deren Längsrichtung erstreckende Zahnstange 5o bzw. 52 auf. Diese kämmen mit einem gemeinsamen, am Vorderende einer Verstellstange 54 drehbar gelagerten Zahnrad 56, das sich in entsprechenden, die Zahnstangen 5o,52 aufnehmenden Ausnehmungen innerhalb der beiden Schieber befindet. Die koaxial zum Greiferträger 32 angeordnete Verstellstange 54 wird betätigt durch ein koaxial zum Lagergehäuse angeordnetes Zylinderaggregat 58. Die Konstruktion ist derart ausgelegt, dass durch es gleichzeitig auch die für den durchzuführenden Werkzeugwechsel erforderliche 18o Drehung des Greiferträgers bewerkstelligt v/ird. Zu diesem Zweck ist innerhalb des Lagergehäuses 3o eine als Ganzes mit 6o bezeichnete hohlzylindrische Steuerkurve angeordnet, welche die hinteren

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Endstücke der beiden Schieber 38,4o umgibt. Jeder Schieber trägt an seinem hinteren Ende eine Kurvenrolle 62 bzw. 64, die einander diametral gegenüberliegen, und diese greifen jeweils in einen Kurvenschlitz 66 bzw. 6 8 der Steuerkurve ein, deren Verlauf so gewählt ist, dass sich die Schieber für die Durchführung eines Werkzeugwechsels in der notwendigen Folge einzeln und gemeinsam in Längsrichtung bewegen können und ausserdem im Verlaufe ihrer Relativbewegung gemeinsam um 18o° gedreht werden.

Die am Vorderende der beiden Schieber 38,4o befestigten Kerkzeuggreifer(34,36)die einander in entgegengesetzter Richtung zugeordnet sind, weisen einen am jeweiligen Schieber fest angeordneten Schenkel 7o und einen an diesem um eine senkrecht zur Steuerachse des Greiferträgers bzw. senkrecht zur Werkzeugachse angeordnete Schwenkachse 72 verschwenkbaren Spannschenkel 74 auf. Zwischen diesen-beiden Schenkeln sind, wie Fig. 7 zeigt, zwei Druckfedern 76,78 angeordnet, die versuchen, durch Verschwenken des Spannschenkels 74 die Werkzeuggreifer in Richtung der Werkzeugachse zu spreizen. Zur Aufnahme eines Werkzeuges greifen daher die beiden Schenkel 7o,74 mit ihrem Vorderende in eine in Fig.2,3 und 7 angedeutete, im Querschnitt U-förmige Umfangsnut 80 eines das betreffende Werkzeug haltenden Werkzeughalters 82 ein. Aus Fig,7 ist zu ersehen, dass hierbei die Schenkel lediglich in die Umfangsnut 80 eintauchen, jedoch den Werkzeughalter nicht umgreifen. Während das Endstück des Greiferschenkels 7o mit seiner ebenen Aussenflache 71 an der einen Nutwand anliegt, berührt der Spannschenkel die gegenüberliegende Nutwand lediglich iait zwei in diese

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eingesetzten Bolzen 84,86. Die beiden Druckfedern 76,78 erzeugen hierbei einen Anpressdruck, der zur sicheren Verspan-^ nung eines mit einem Werkzeug bestückten Werkzeughalters genügt.

Am verschwenkbaren Spannschenkel 74 ist ein eine Rolle 88 tragender Ansatz 9o angeformt, dem am Lagergehäuse 3o ein stationäres Kurvenstück 92 zugeordnet ist. Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, läuft die Rolle 88 in der Stellung der Greifer, in der die Werkzeuge in die Arbeitsspindel bzw. in das Magazin eingesetzt sind, an der Kurve an, wodurch zwangsläufig eine Auslenkung des Spannschenkels 74 gegen die Wirkung der Druckfedern 76,78 erfolgt, so dass die Spreizung der Werkzeuggreifer aufgehoben wird und deren freies Ende sich mit seitlichem Spiel in der Umfangsnut der Werkzeughalter befindet. Dadurch können die Werkzeuggreifer auch während der Rotation der Arbeitsspindel bzw. bei dex" Bereitstellung eines neuen Werkzeuges in der Übergabestellung des Magazines in ihrer Greifstellung verbleiben. Im Augenblick der Freigabe der Rolle 88 durch das Kurvenstück 9o der Betätigungsvorrichtung spreizen sich die Werkzeuggreifer aufs Neue, und es erfolgt wiederum eine Mitnahme der Werkzeughalter durch die Greifer. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist dem Greiferträger 32 noch eine mit 94 bezeichnete, parallel zu diesem im Lagergehäuse 3ο axial verschiebbar gelagerte Schleppstange zugeordnet, die einen Schaltnocken 9 6 trägt, der zur Betätigung zweier diJ3 Endstellungen des Kolbens des Zylinderaggregates 58 definierende Endschalter 98,loo dient. Die Schleppstange ist durch einen Mitnehmer Io2 mitnehmbar, der an einem Verbindungsstück Io4

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befestigt ist, das seinerseits innerhalb der hohlzylindrischen Steuerkurve 6o auf der Kolbenstange drehbar angeordnet ist. Der Mitnehmer Io2 durchgreift dabei einen entsprachenden Schlitz der Steuerkurve Go.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Werkzeugwechseleinrichtung im besonderen anhand der Fig.4 des näheren erläutert.

Aufgrund der Anordnung des VJerkzeugmagazins relativ zum Spindelkopf der Arbeitsspindel müssen die Schieber 38,4o des Greiferträgers 32 in der Stellung zum gleichzeitigen Herauslösen eines Werkzeuges aus der Arbeitsspindel und aus dem Magazin bzw. zum Einsetzen eine in Achsrichtung zueinander versetzte Lage gemäss Fig.2 einnehmen. In dieser Stellung befindet sich das zum Antrieb der beiden Schieber 38,4o dienende Zahnrad 5G am Vorderende der Zahnstange 52 des Schiebers 38 und am Hinterende der Zahnstange 5o des Schiebers 4o.

Zur Steuerung der Relativbewegung und der Drohbewegung der beiden Schieber 38,4o erstrecken sich die Kurvenschlitze 66, 68 an einander gegenüberliegenden Umfangsteilen der Kurve entlang einer Mantellinie. Die Länge des Kurvenschlitzes 68 entspricht hierbei der Strecke, welche die beiden Schieber des Greiferträgers anfänglich gemeinsam zurückzulegen haben, um ein Werkzeug völlig ausser Eingriff mit der Arbeitsspindel und der betreffenden Aufnahme des Magazines zu bringen. Sind die beiden Schieber 38,4o um diese Strecke a gemeinsam verstellt worden, so dass sich jedes Werkzeug in einer Freigabestellung

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befindet, so ist gemäss Fig.2 der Schieber 38, mit dessen Hilfe ein Werkzeug aus dem Magazin entnommen worden ist, relativ zu dem Schieber 4o solange zu verstellen, bis der Greiferträger 36 des Schiebers 38 mit dem Greiferträger 34 des Schiebers 4o fluchtet. Während bei der anfänglichen Bewegung beider Schieber 38,4o das Zahnrad 56 im Stillstand verharrte, wird es sich von dem Zeitpunkt an, an dem die Kurvenrolle 62 an dem gemäss Fig.4 linken Ende des Kurvenschlitzes 6 8 angelangt ist, aufgrund seiner durch die Kolbenstange 54 bewirkten Verlagerung in Richtung der Steuerachse in Drehung versetzen, indem es sich nunmehr an der Zahnstange 5o des Schiebers 4o abrollt. Diese Drehbewegung hat zur Folge, dass der Schieber 3 8 mit einer gegenüber der anfänglichen Geschwindigkeit doppelt so grossen Geschwindigkeit relativ zum Schieber 4o nach vorne weiterbewegt wird. Damit der Schieber diese Relativbewegung zum Schieber 4o ausführen kann, ist der Kurvenschlitz 6 6 gegenüber dem Kurvenschlitz 6 8 zunächst um den Betrag b in gleicher Richtung verlängert und geht dann in ein ansteigendes, drehmomenterzeugendes Schlitzstück Io8 über, so dass während der alleinigen Bewegung des Schiebers 38 der Greiferträger auch eine 13o° Drehung ausführt. Im Verlaufe dieser 18o Drehung tritt die Kurvenrolle 62 des in Längsrichtung nicht verstellten Schiebers 4o in einen sich entlang des Umfanges der hohlzylindrischen Steuerkurve erstreckenden Verbindungsschlitz Ho ein, und bei Beendigung der 18o° Drehung des Greiferträgers befindet sie sich bei 111 in einem Knie, das durch eine Verlängerung 112 des Kurvenschlitzes 66 in Verbindung mit dem Verbindungsschlitz Ho definiert ist, während zwischenzeitlich die Kurvenrolle 64 des Schiebers 38am gemäss Fig.4 linken Ende des Kurvenschlitzes 68 angekommen ist.

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In dieser Stellung ist die Kurvenrolle gemäss Fig.6 durch eine Sicherungsknagge 113 gesichert und kann sich nicht mehr zurückbewegen. In dieser Position der beiden Kurvenrollen 62,64 fluchtet ausserdem der Werkzeuggreifer 36 mit dem Werkzeuggreifer 34. Gleichzeitig v/ird nun über den Endschalter loo das Zylinderaggregat umgeschaltet, so dass sich das Zahnrad und mit diesem zusammen beide Schieber 38,4o zum Einsetzen des vor die Arbeitsspindel gebrachten Werkzeuges in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Nach dem Einsetzen führt der Schieber 4o relativ zum Schieber 38 eine Relativbewegung durch _t wobei die Kurvenrolle 62 eine um eine Schwenkachse 114 verschwenkbare Kurvenweiche 115 verschwenkt und in den geraden Kurvenschlitz 66 eintritt und die Kurvenrolle 64 sich lediglich bis zum gemäss Fig.4 rechten Ende des Kurvenschlitzes 68 bewegt. Eine Zugfeder 116 versucht, die Kurvenweiche ständig in der in Fig.4 gezeigten Stellung zu halten. Während dann im weiteren Verlauf der Schieber 38 die in Fig.2 gezeigte Stellung des Schiebers 4o einnehmen wird, ist der Weg für das Einsetzen des gebrauchten Werkstückes in das Magazin frei und der Schieber 4o kann sich in die zuvor vom Schieber 38 eingenommene Endstellung zurückbewegen. Für einen erneuten Werkzeugwechsel wird dann zunächst der Schieber 4o die oben beschriebenen Bewegungen des Schiebers 38 ausführen.

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Claims

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Patentansprüche :

( 1.J Werkzeugmaschine mit einem zur Durchführung eines automatischen Werkzeugwechsels dem Spindelkopf ihrer Arbeitsspindel seitlich und zurückversetzt zugeordneten Werkzeugmagazin, in welchem eine Vielzahl voi einzeln einer Ubergabestelle zuführbaren Werkzeugen gespeichert sind und mit einer Werkzeugwechseleinrichtung, die zwei in entgegengesetzte Richtungen und senkrecht zur Spindelbzw, zu den Werkzeugachsen gerichtete Werkzeuggreifer aufweist, die an einem durch eine Antriebsvorrichtung antreibbaren Greiferträger angeordnet sind, der zum Herauslösen des an der Ubergabestelle des Werkzeugmagazins und des in der Arbeitsspindel vorhandenen Werkzeuges in Richtung einer zur Arbeitsspindel parallelen Steuerachse in eine Freigabestellung verstellbar, anschliessend um die Steuerachse um 18o° verschwenkbar und im folgenden zum Einführen des aus dem Werkzeugmagazin entnommenen Werkzeuges in die Arbeitsspindel bzw. in die an der Ubergabestelle vorhandene Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins in die entgegengesetzte Richtung entlang der Steuerachse bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Antriebsvorrichtung, nachdem sich beide Werkzeuggreifer (34,36) in der Freigabestellung vor der Arbeitsspindel (21) bzw. vor dem Magazin (22) befinden,

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jeweils einer der beiden Schieber (38,4o) relativ zum anderen Schieber zum Transportieren derj sich vor dom Magazin ( 22) befindenden Werkzeuges neben das sich voider Arbeitsspindel (21) befindende Werkzeug b'.:w. nach erfolgter 18o° Drehung des Greiferträgers (32) zum Transportieren des aus der Arbeitsspindel entnommenen Werkzeuges in die vor dem Magazin liegende Freigabestel-lung längs verschiebbar ist, worauf zum Einsetzen beider von den Werkzeuggreifern (34,36) gehaltenen Werkzeuge in die Arbeitsspindel bzw. das Magazin beide Schieber (38,4o) gemeinsam in ihre Ausgangsstellung zurücksteuer-bar sind.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Schieber (38 bzw. 4o) , der das dein Magazin (22) entnommene bzw. das in dasselbe einzusetzende! Werkzeug trägt, entlang der Wegstrecke, die hai Stillstand des jeweils anderen Schiebers aus der l'roi'j.xbcin die Wechselstellung bzv/. in umgekehrter KichUmg zu durchfahren ist, mit einer Geschwindigkeit antroibbar ist, die grosser, vorzugsweise doppelt so gross ist, wie"die Geschwindigkeit, mit der beide Schieber (38,Ίο) zum Herauslösen bzv/. Einsetzen der Werkzeuge gemeinsam bewegbar sind,

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stangonförmigen Schieber (38,4o) mit jeweils einer ebenen Fläche aneinander anliegen und gemeinsam eine im Querschnitt kreiszylindrischc Randstange bilden, deren' Achse eine Sttmerachse definiert.

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4. Werkzeugmaschine nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schieber (38,4o)

zur Durchführung ihrer Axialbewegungen im Bereiche ihres Hinterendes jeweils eine sich in Längsrichtung der Schieber erstreckende Zahnstange (5o bzw. 52) aufv;eisen, die ruit einein gemeinsamen Zahnrad (56) der Antriebsvorrichtung (58) kämmen, das zum gemeinsamen und wechselweisen Antrieb der Schieber (38,4o) mit seiner Lagerachse in Richtung der Steuerachse hin- und herverstellbar ist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass das Zahnrad (56) am Vorderende einer koaxial zur Steuerachse angeordneten Verstellstange (51) einas am Hinterende der Schieber (38,4o) angeordneten, als Antriebsvorrichtung dienenden, stationären Zylinder aggregates (58) drehbar gelagert ist.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass mitteIr. des Zylinderaggregates (58) i^ovohl die Axialbewegung als auch die l'Jo Drehung der Schieber (38,4o) zum Verschwenken der I/erkzeuggreifer (34,3C) durchführbar ißt.

Werkzeugmaschine nach /r:"pruch C>, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der 18o Drehung der oeiden Schieber (38,4o) eine stationäre Kurve (6o) dient, an der die Schieber mittels -jeweils einer Kurvenrolle (62,64) anliegen .

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8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurve (6o) durch einen das Hinterende der beiden Schieber (38,4o) umgebenden und vor dem Zylinderaggregat (58) angeordneten Hohlzylinder gebildet ist, der in seinem Mantel Kurvenschlitze (66,68) aufweist, in die jeweils eine der an den Schiebern (38,4o) angeordneten Kurvenrollen (62,64) eingreift.

9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugwechseleinrichtung (²⁷) an dem die Arbeitsspindel (21) tragenden Maschinenständer (18) der Werkzeugmaschine fest angeordnet ist und dass das Werkzeugmagazin (22) mindestens die Vorschubbewegung der Arbeitsspindel (21) mitausführt.

Io. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuggreifer (34,36) an ihrem freien Ende zum Zwecke der Werkzeughalterung in Richtung der Werkzeugachse auseinanderspreizbar sind, dass die Werkzeuge in Werkzeughaltern (82) angeordnet sind, die eine Umfangsnut (8o) auf v/eisen, an deren Nutwänden die Werkzeuggreifer (34,36) zur Halterung der Werkzeuge unter Druck anliegen und dass jedem Werkzeuggreifer ein gestellfestes Kurvenstück (9o,92) zugeordnet ist, an welchem sie in eingesetztem Zustand der Werkzeuge in die Arbeitsspindel (21) bzw. in das Magazin (22) zur Aufhebung der Spreizung bzw. zur Freigabe der Werkzeuge unter Druck anliegen.

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11. Werkzeugmaschine nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuggreifer (34,36) zwei Schenkel (7o,74) aufweisen, von denen der eine an dem betreffenden Schieber (38 bzw, 3o) fest angeordnet und der andere gegen die Wirkung wenigstens einer Druckfeder (76) um eine zur Steuerachse und zur Arbeitsspindelachse senkrechte Schwenkachse (72) verschwenkbar ist.

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der verschwenkbare Schenkel (74) lediglich mit zwei im Abstand voneinander vorgesehenen, vorzugsweise durch Bolzen gebildete Vorsprünge (84,86) an der einen Nutwand der Werkzeughalter (82) anliegt.

409884/0042

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