DE2926179C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Werkzeug­ wechseleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Grundsätzlich sind für derartige Vorrichtungen zwei ver­ schiedene Konstruktionen bekannt. Einerseits gibt es Vorrichtungen mit einem Revolverkopf und andererseits Vor­ richtungen mit einem Arm, bei welchem die erforderlichen Werkzeugwechsel durch eine Arm- und Werkzeugtransporteinheit erfolgen, die sich zwischen einem Werkzeugmagazin und der Spindel des Maschinenwerkzeuges befinden. Bei den erst­ genannten Ausführungsformen mit einem Revolverkopf besteht der Nachteil, daß bei verhältnismäßig kurzer Werkzeug­ wechselzeit die in einem Kopf speicherbaren Werkzeuge die Zahl von sechs bis acht üblicherweise nicht überschreiten kann, so daß die Ausführungsform für Werkzeugmaschinen ungeeignet ist, die eine große Anzahl von Bearbeitungen aus­ führen müssen; darüber hinaus besteht ein Nachteil darin, daß Einstellfehler, Fehlausrichtungen und dergleichen möglich sind. Die an zweiter Stelle genannten, mit einem Arm ver­ sehenen Ausführungen haben demgegenüber den Nachteil, daß man den Werkzeughaltekopf zunächst bis in eine vorgegebene Höhe anheben muß, damit der Werkzeugwechsel durch zwischen­ geschaltete Einrichtungen, wie eine Roboteinrichtung, erfolgen kann, woraufhin der Kopf erneut abgesenkt werden muß, um die Bearbeitung vornehmen zu können; sogar bei Bearbeitungs­ vorgängen von sehr geringen Abmessungen muß der Kopf bis in die vorgegebene Höhe angehoben werden, was für den Wechsel der Werkzeuge eine Totzeit bedingt, wobei es auch unvermeidlich ist, die gesamte Vorrichtung groß und kon­ struktiv kompliziert auszubilden, so daß sich derartige Einrichtungen nicht mehr bei Werkzeugmaschinen verwenden lassen, die, der gegenwärtigen technischen Entwicklung folgend, kleiner ausgeführt werden müssen.

Eine automatische Werkzeugeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art ist dach der DE-OS 27 33 482 be­ kannt. Bei dieser Werkzeugwechseleinrichtung sind ein ring­ förmiger Kanal im Außenumfang einer Trommel und eine größere Anzahl von Aufsteckdornen vorgesehen, welchletztere inner­ halb des ringförmigen Kanals beweglich eingepaßt sind; dabei befindet sich einer der Aufsteckdorne im Eingriff mit der Hauptwelle der Bearbeitungseinheit, wohingegen die übrigen Aufsteckdorne aufeinanderfolgend entlang des oberen Umfanges der Trommel oberhalb einer Stellung angeordnet sind, die mit einem vorgegebenen Winkel beidseitig des im Eingriff befindlichen Aufsteckdornes beabstandet ist. Bei dieser Vorrichtung können die Aufsteckdorne zum Zwecke des Werk­ zeugwechsels nur um einen Betrag gedreht werden, der je­ weils einem Aufsteckdorn entspricht und sich nur in einer Richtung erstreckt, so daß es also nicht möglich ist, die Dorne wahlweise im Uhrzeigersinn und entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn zu verschwenken.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, trotz in großer Zahl zur Verfügung gehaltener Werkzeuge jedes gewünschte Werkzeug in einer kleinstmög­ lichen Zeit mit Sicherheit zur Verfügung zu stellen, um dadurch die Leistungsfähigkeit des Werkzeugwechsels er­ heblich zu steigern.

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung bei einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung der eingangs genannten Art durch den Vorschlag gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1, für den die Unteransprüche 2 und 3 vorteilhafte Weiterent­ wicklungen vorsehen.

Die erfindungsgemäße Konstruktion gestattet es, beim vor­ gesehenen Austausch des Werkzeuges durch ein anderes zu­ nächst die Bearbeitungseinheit in eine Stellung zu bringen, in welcher die Werkzeuge das Werkstück nicht berühren kön­ nen, und dann die Druckstange nach unten zu drücken, um den Eingriff des Aufsteckdorns zu lösen. Sodann kann ent­ sprechend der Stellung des Armes, der das gewünschte Werk­ zeug trägt, die Drehungsrichtung und die Anzahl der Drehun­ gen für die Malteserkreuze festgelegt werden, um die Auswahl des speziellen Arms in einer Mindestzeit zu er­ möglichen und dadurch die Werkzeugwechselung zu verbessern. Wenn daher die Arme entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn um einen Betrag verdreht werden müssen, wie er einem Arm entspricht, ist es lediglich erforderlich, den Motor so zu betätigen, daß der zylindrische Nocken die Abwärtsbewegung der Trommel verursacht und gleich­ zeitig die Drehung der Malteserkreuze startet; dies er­ laubt bei einer Drehung der Malteserkreuze den schnellen exakten Austausch des benutzten Werkzeuges gegen ein neues Werkzeug auf linker oder auf rechter Seite. Wenn anderereits die Arme schnell fortwährend angetrieben werden, um eine Strecke verschwenkt zu werden, die zwei oder mehr Armen entspricht, ist es lediglich erforderlich, dafür Sorge zu tragen, daß die Malteserkreuze zwei oder mehrere Umdrehungen entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn aufeinanderfolgend ausführen, wobei die Trommel in ihrer untersten Stellung angehalten ist. Wenn darüber hinaus die alten und neuen Werkzeuge gegeneinander vertauscht wurden, läßt sich die Trommel lediglich durch Betätigung der Kupplung leicht in ihre Ausgangsstellung zurückführen, so daß nach dem Anschluß des neuen Werkzeuges an die Hauptwelle die Druckstange betätigt und die Ein­ spannung das neue Werkzeug greift, wodurch der Werkzeug­ wechsel abgeschlossen wird.

Die beschriebene Erfindung gewährleistet den großen praktischen Vorteil, daß eine erhebliche Anzahl von Werk­ zeugen vorgehalten werden kann, und daß jedes gewünschte Werkzeug genau in einer Mindestzeit gewählt werden kann; die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß die Betätigung der Malteserkreuze derart erfolgt, daß diese nur mit sehr langsamer Geschwindigkeit am Beginn des Eingriffs mit einem Arm und gegen Ende der Einstellung gedreht werden, und daß demgemäß der Werkzeugwechsel stoß- und erschütterungsfrei sehr weich ausgeführt werden kann.

Obgleich eine große Anzahl von Werkzeugen vorgehalten werden kann, um ein Werkzeug gegenüber irgendeinem anderen Werkzeug rechts oder links wechseln zu können, ist die erfindungs­ gemäße Konstruktion in ihrer Ausführung sehr einfach und kompakt; da darüber hinaus Maßnahmen zur Verhinderung des Herabfallens der Arme zweifach und dreifach derart vorgesehen sind, daß der den Aufsteckdorn tragende und im Eingriff mit der Hauptwelle stehende Arm und die zu beiden Seiten des erwähnten Armes in Stellung gehaltenen Arme einen vorbestimmten Abstand voneinander haben, befindet sich die Drehscheibe im Eingriff mit den Zylindern, während die ein Herunterfallen verhindernden Stifte im Eingriff mit den Malteserkreuzen stehen und sich so gegenseitig ab­ stützen; somit besteht während der Bearbeitung des Werk­ stückes keine Gefahr, daß die anderen Arme, die jeweils ein Werkzeug halten, heruntergleiten; dadurch wird ein hohes Ausmaß an Sicherheit gewährleistet.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugwechseleinrichtung, aus der sich die Art der Anordnung bei einer Werkzeugmaschine ergibt,

Fig. 2 eine seitliche Ansicht entsprechend Fig. 1,

Fig. 3A einen Längsschnitt bei einer erfindungsge­ mäßen Ausführungsform,

Fig. 3B eine vergrößerte Ansicht des Ausschnittes S der Fig. 3A,

Fig. 3C eine vergrößerte Ansicht des Ausschnittes P der Fig. 3A,

Fig. 4 Hauptteile eines Armes in vergrößerter Dar­ stellung, wobei A die Draufsicht, B die Sicht in Richtung der Linie E-E in A und C die Boden­ ansicht darstellt,

Fig. 5 eine Halteklaue eines symmetrischen Paars zum Festhalten eines Aufsteckdornes mit A der Draufsicht, B der Seitenansicht und C der Unteransicht,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine die nicht benutzten Arme verbindenden Scheibe,

Fig. 7 die Hauptbestandteile eines Malteserkreuzes mit A der Unteransicht und B einer Teilseiten­ ansicht entsprechend der Linie F-F in A,

Fig. 8 die Draufsicht auf eine Ringplatte,

Fig. 9 einen Zylinder mit A der Längsansicht, B der Ansicht entsprechend der Linie V-V in A und C eine Ansicht entsprechend der Linie Z-Z in A,

Fig. 10 eine schematische Ansicht auf die Vorderseite gemäß Fig. 3, die den Eingriff zwischen den Armen und den Malteserkreuzen wiedergibt,

Fig. 11 eine schematische Längsansicht der Konstruktion für den Eingriff und für die Lösung eines Aufsteckdornes mit einer Hauptwelle oder Spindel,

Fig. 12 die Ausgestaltung einer Armhebeleinstellkammer mit der Draufsicht A, der Sicht B entsprechend der Linie X-X in A und der Bodenansicht C,

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der Armhebeleinstellkammer mit A der Draufsicht, B der Ansicht entsprechend der Linie Y-Y in A, C der Bodenansicht und D der Seitenansicht und

Fig. 14 eine Armkonstruktion für die leichte Montage und Demontage eines Zylinders, mit A der Draufsicht, B einer teilweisen seitlichen Ansicht entsprechend der Linie G-G in A, C der Draufsicht auf einen Deckel am Vorsprung des Arms und D einer Ansicht entsprechend Linie H-H in C.

Zeichnungsgemäß befindet sich an der Vorderseite der Standsäule 2 die Bearbeitungseinheit 1, die vertikal entlang der Führungsschienen 3 einstellbar ist; eine kegelstumpfförmige Trommel 4 ist auf die Vorderseite der Bearbeitungseinheit 1 aufgesetzt, so daß sie vertikal in ihre nach unten geneigte Stellung bewegbar ist; die Basis 5 der Trommel hat einen umgekehrt kegelstumpfförmigen Abschnitt 6 im mittleren Abschnitt sowie einen ringförmigen Flansch 7 am äußeren Umfang; eine Stirnwand 8 am Außenumfang des umgekehrten, kegelstumpfförmigen Abschnittes 6 ist, wie die Zeichnungen zeigen, in der gleichen Ebene angeordnet, so daß sie nach unten geneigt ist und in vorgegebener Lage ihrer oberen Umfangsrichtung mit einer größeren, insbesondere 2/3 des Umfanges betragenden Führungsnut 12 ausgeführt ist, mit der ein Gleitfuß 11 am oberen Ende eines Zylinders 10 im Eingriff steht, der in einer vorgegebenen mittleren Stellung jedes Armes 9 vorgesehen ist, so daß er stets in Richtung auf die Vorderwand 8 gedrückt ist.

Eine zentrale Welle 13 ist mit ihrem Fuß fest mit der Mitte der Rückseite des umgekehrt kegelstumpfförmigen Abschnittes 6 der Trommel 4 verbunden, so daß sie in geneigter Richtung von der Basis nach vorne vorsteht; in vorgegebener Stellung ist ein Kragen 14 am Außenumfang der Welle 13 in der Nähe ihrer Basis vorgesehen, so daß ihre Vorderseite in der gleichen Ebene mit der äußeren, peripheren Vorderwand 8 des umgekehrt kegelstumpfförmigen Abschnittes 6 liegt. Ein Deckel 15 ist stirnseitig fest mit der zentralen Welle 13 durch einen Ringflansch 16 verbunden und bildet den Vorderteil der Trommel; ein Aufnahmeraum 17 für einen Werkzeugaufsteckdorn befindet sich zwischen dem inneren Umfangsabschnitt des Ringflansches 7 und dem äußeren Abschnitt des Deckels 15; ein zentraler Ring 18 ist auf der Außenseite der zentralen Welle 13 zwischen der unteren Seite des Kragens 14 und dem ringförmigen Flansch 16 angeordnet und mit einem Abschnitt 18′ von vorgegebener Länge seiner Basis versehen, der einen kleineren Durchmesser besitzt.

Eine große Anzahl abgewinkelter Arme 9, von denen zeichnungsgemäß zwanzig Stück dargestellt sind, befinden sich in radialer Anordnung und sind um die Außenseite des Ringabschnittes 18′ mit kleinerem Durchmesser zwischen der Unterseite des Kragens 14 und der Oberseite des zentralen Ringabschnittes 18″ mit großem Durchmesser verschwenkbar; jeder Arm 9 besitzt einen Armkörper vorgegebener Länge, der den Boden des Armes bildet und eine Dicke aufweist, welche der Länge des mit kleinem Durchmesser ausgeführten zentralen Ringabschnittes 18′ entspricht; ein Vorsprung 24 erstreckt sich auf der Seite 20 des Armkörpers mit einer darin eingearbeiteten Nut 21 für die Aufnahme eines Zylinders, die in Richtung auf die Vorderseite 8 offen ist, während ein Schlitz 23 mit der Nut 21 in Verbindung steht und der Aufnahme der äußeren Umfangskante einer nicht gebrauchte Arme miteinander verbindenden Drehscheibe 22 dient; ein Klauenhalter 26 von vorgegebener Länge erstreckt sich in geneigter Richtung vom Armkörper 20 entlang einer Außenwand 25 des umgekehrt kegelstumpfförmigen Abschnittes 6, während Klauenstücke 28 im Klauenhalter 26 fixiert sind, um einen Aufsteckdorn 27 lösbar zu halten. Einer der Arme 9, der einen Aufsteckdorn 27 hält, steht im Eingriff mit der Hauptwelle 29 der Bearbeitungseinheit 1, wobei es sich um den Arm 9-1 in einer Stellung im unteren Teil der Trommel 4 handelt, während die anderen Arme 9-2 bis 9-20 kontinuierlich oberhalb einer Stellung aufeinanderfolgend angeordnet sind, die mit vorgegebenem Winkel, der zeichnungsgemäß 60° beträgt, beidseitig des in der unteren Stellung befindlichen Armes 9-1 beabstandet ist. Der Winkel wird auf einen derartigen Wert voreingestellt, daß jede Störung zwischen den Armen und einem Werkstück verhindert wird.

Eine große Anzahl ringförmiger Platten 30, von denen in der Zeichnung zwanzig dargestellt sind, stehen mit den zugehörigen Armen 9 im Eingriff und halten seine untere Bodenseite auf gleicher Höhe; sie besitzen zwanzig Ringplattenkörper 30′ von vorgegebener Dicke, die drehbar sowie einer auf dem anderen zwischen der Unterseite der Arme entlang dem Außenumfang des mit großem Durchmesser ausgeführten Abschnittes des zentralen Ringes 18 und dem Ringflansch 16 angeordnet sind; ein Armvorsprung 30″ erstreckt sich von einer vorgesehenen Stellung am Außenumfang jedes Plattenkörpers 30′, wodurch die ringförmige Platte 30 in der obersten Lage unmittelbar mit dem gewählten Arm 9 in Eingriff gelangt und diesen mittels der Vorsprünge 30″ hält, wobei es sich um den unteren Arm 9-1 der Zeichnung handelt; die übrigen neunzehn Ringplatten 30 stehen mit ihren Vorsprüngen 30″ über neunzehn Höheneinstellklammern 31 mit den übrigen neunzehn Armen 9 im Eingriff, die sich aufeinanderfolgend in der Höhe voneinander unterscheiden, wobei es sich um die Arme 9-2 bis 9-20 der Zeichnung handelt, so daß die Arme 9 auf gleicher Höhe gehalten werden.

Auf der Rückseite der Armkörper sind Längsnuten 32 bei jedem Arm 9 vorgesehen, um den Treibstift 34 eines paarweise vorgesehenen Malteserkreuzes 33 aufzunehmen; im Bodenabschnitt der Armkörper sind die Seitenwände der Längsnut 32 mit Ausschnitten versehen, um Eingriffsanfangsabschnitte 35 zu bilden, so daß der Treibstift 34 in und außer Eingriff mit der Längsnut 32 über den Eingriffsanfangsabschnitt 35 gelangen kann.

In die Aufnahmenut 21 für den Zylinder sind die Zylinder 10 bei jedem Arm 9 eingesetzt, wobei je ein Zylinder 10 in vorgegebener Stellung auf seiner Innenseite mit einem Schlitz 36 ausgebildet ist, um die äußere Umfangskante der Drehscheibe 22 für die nicht benutzten Arme aufzunehmen. Das vorerwähnte Gleitkontaktteil 11 ist mittels eines Stiftes 11′ rückseitig von oben am Zylinder 10 befestigt, so daß ein lösbarer Eingriff mit der 2/3 Kreisbogen betragenden Nut 12 durch Drehung des Arms 9 besteht; der Zylinder 10 reicht auch in den unteren Endabschnitt der Vorderseite mit einer Federaufnahmenut 37, in der sich eine Feder 38 befindet, deren eines Ende gegen den Boden der Nut 37 abgestützt ist, und deren anderes Ende in elastischer Berührung mit der inneren Bodenseite des Armvorsprungs 24 steht, so daß der Zylinder 10 stets gegen den kegelstumpfförmigen Abschnitt der Vorderwand 8 gedrückt ist. Wenn sich ein Arm 9 in der Bodenstellung 9-1 befindet, ist das Gleitkontaktteil 11 daher gegen die entsprechende flache Seite der Vorderwand 11 gepreßt, um den Zylinder in jener Stellung zu halten, und wenn der Arm 9 aus seiner Bodenstellung in die Stellung der oberen Arme 9-2 bis 9-20 entsprechend der größeren bogenförmigen Führungsnut 12 bewegt wird, gleitet der Zylinder 10 in Richtung auf die Vorderwand 8 dank der Wirkung der Feder 38, und der Gleitkontakt 11 der Zylinderstirnseite ist in die Führungsnut 12 eingepaßt.

Die Drehscheibe 22 zur Verbindung nicht benutzter Arme besitzt für die Aufnahme der Zylinderaußenflächen bogenförmige Nuten 39 mit dem gleichen Abstand wie die aufeinanderfolgend angeordneten Arme 9-2 bis 9-20, wodurch die Drehscheibe 22 im Eingriff mit den Schlitzen 36 der Zylinder 10 über die Schlitze 23 in den Armvorsprüngen 24 steht, so daß die Drehscheibe 22 außer Eingriff mit dem Arm 9-1 in der unteren Stellung ist, während mit den übrigen oberen Armen 9-2 und 9-20 dank der Gleitbewegung der Zylinder 10 in Richtung auf die Vorderwand 11 ein Eingriff besteht, der die Außenseite der Zylinder 10 in Eingriff mit den bogenförmigen Nuten 39 bringt, wodurch die oberen Arme 9-2 bis 9-20 zuverlässig in ihrer Lage gehalten sind.

Ein Gleitkontakt 40 ist mittels eines Verriegelungsbolzens 41 in einer bestimmten Stellung auf der Innenseite des Klauenhalters 26 jedes Armes 9 gehalten, so daß eine Be­ rührung mit der Umfangskante 25 des umgekehrt kegelstumpf­ förmigen Abschnittes besteht; ein Gleitkontakt 42 ist mittels eines Verriegelungsbolzens 43 in bestimmter Stellung am Ende der Klauenstücke 28 befestigt, so daß eine Berührung mit der inneren Umfangsfläche des Ringflansches 7 besteht. Auf diese Weise sind die Zwischenabschnitte und Endab­ schnitte jedes Armes 9 durch die Gleitkontakte 40 und 42 in weichem Dreheingriff, während sie sich auf gleicher Höhe befinden.

Die Basis jedes Arms 9 trägt einen auf der Rückseite vor­ stehenden Haltestift 44, der ein Herabfallen derart ver­ hindert, daß dann, wenn der Arm nach links oder nach rechts aus der unteren Stellung 9-1 geschwenkt wird, dieser Stift in Berührung mit der hufeisenförmigen Umfangskante des Malteserkreuzes 33 gelangt, so daß ein Herunterfallen der oberen Arme vermieden wird.

Eine umgekehrt dreieckige Aussparung 25 bildet einen Raum für die Aufnahme der Aufsteckdorne in einer Lage der Basis 5, die derjenigen der ringförmigen Nut 17 entspricht.

Die Bezugszeichen 33 A und 33 B bezeichnen das Paar die Arme antreibender Malteserkreuze, welche symmetrisch zwischen den Armen 9 angeordnet sind; die insbesondere in Fig. 3B erkennbaren Halter 46 der Malteserkreuze besitzen Lagr 46′ auf ihrer Außenseite in einer vorgegebenen Stellung im unteren Abschnitt des umgekehrt kegelstumpfförmigen Abschnittes 6; diese Anord­ nung besteht zwischen dem unteren Arm 9-1 und den Armen 9-2 und 9-20, die beidseitig des Armes 9-1 angeordnet sind und von letzterem um einen vorgegebenen Winkel beabstandet sind. Wenn daher die Malteserkreuze 33 A und 33 B eine Drehung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn machen, werden die Arme 9-1 bis 9-20 jeweils um einen Betrag gedreht, der einem Arm entgegengesetzt zum Uhrzei­ gersinn oder im Uhrzeigersinn entspricht, während die An­ ordnung der Fig. 10 aufrechterhalten wird. Jedes Malteser­ kreuz 33 besteht also aus einer Basisplatte 49 auf seiner einen Seite mit einer hufeisenförmig gekrümmten Fläche 47 für die Berührung mit den ein Herunterfallen verhindernden Haltestiften 44 und auf der anderen Seite einem halbkreis­ förmigen Plattenabschnitt 48 sowie einem Antriebsbzahnrad 50 auf der Außenseite der Lager 46′ hinter der Grundplatte 49; der mit einer Rolle versehene Treibstift 34 steht außen auf dem hufeisenförmigen Abschnitt der Platte 49 vor und kann in und außer Eingriff mit der Längsnut 32 des zugehörigen Arms 9-2 oder 9-20 gelangen und sich ent­ lang eines Weges 51 entsprechend der Drehung der Malteser­ kreuze 33 A bzw. 33 B in der gleichen Richtung bewegen, während ein ansteigender Vorsprung 52 mit einer senkrecht gebogenen Umfangsfläche vor dem halbkreisförmigen Platten­ abschnitt in einem bestimmten Abstand davon vorgesehen ist. Wenn in diesem Falle eine Basisaußenseite 53 des anstei­ genden Vorsprunges 52 und die folgende halbkreisförmige Basisvorderseite 54 in Berührung mit jeder Außenseitenkante des Arms 9-1 gemäß der Zeichnung gelangen, ist es möglich, zuverlässig die Heranführung und Einstellung bei dem Arm­ wechselvorgang zu bewirken.

Rückseitig ist die Basis 5 der Trommel mit einer Vielkeil­ welle 55 versehen, welche im Eingriff mit einem unteren Zahnrad 57 eines zylindrischen Nockens 56 und einer Dreh­ welle 58 steht. Die Vielkeilwelle 55 trägt unten ein Kegel­ zahnrad 59, während eine Antriebsübertragungseinheit 60 einendig ein Kegelrad 61 trägt, welches mit dem erster­ wähnten Kegelrad im Eingriff steht; das andere Ende der Einheit trägt einen Zahnkranz 62, mit dem sich das Zahn­ rad 50 für die Drehung des Malteserkreuzes über den Zahn­ kranz 63 drehen läßt, der mit dem Zahnkranz 62 kämmt.

Nachstehend wird die Betriebsweise des Malteserkreuzes 33 beschrieben. Wenn die Malteserkreuze 33 A und 33 B aus der Ruhestellung in Fig. 10 jeweils eine Drehung im Uhrzeigersinn machen, steht der Treibstift 34 mit der Längsnut 32 des Arms 9-20 im Eingriff und beginnt die Drehung aus einer Stelle mit einer Winkelgeschwindigkeit von Null und wird demgemäß weich in Bewegung gesetzt. Als Ergebnis hiervon löst sich der Treibstift 34 aus der Längsnut 32 des Arms 9-20 und gelangt schnell im eingriffsfreien Zustand in Richtung auf den Arm 9-1, worauf­ hin der Treibstift 34 wieder abgebremst wird, um in die Längsnut 32 des Arms 9-1 einzutreten und in dieser Eingriffs­ stellung den Arm 9-1 in diejenige Stellung zu bringen, in welcher der Arm 9-20 zuvor war. Wenn andererseits die Drehung im Uhrzeigersinn des Malteserkreuzes 33 B den Arm 9-2 in die untere Stellung der Trommel bringt oder in diejenige, in welcher sich der Arm 9-1 zuvor befunden hat, während er im Eingriff mit dem Malteserkreuz 33 B stand, gestattet dies den Austausch des Werkzeuges gegenüber einem neuen Werkzeug auf der rechten Seite. In diesem Falle werden die anderen Arme 9-3 bis 9-20 jeweils im Uhrzeigersinn um einen Betrag verschwenkt, der einem Arm entspricht, so daß das Malteserkreuz 33 A seine Drehung vollendet, während es im Eingriff mit dem Arm 9-1 steht, wohingegen das Malteserkreuz 33 B seine Drehung im Eingriff mit dem Arm 9-3 vollendet.

Wenn andererseits die Malteserkreuze 33 A und 33 B jeweils eine Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn machen, läßt sich der Werkzeugwechsel durch eine Operation vornehmen, die umgekehrt zur denjenigen bei der Drehung der Malteserkreuze im Uhrzeigersinn verläuft. Mit anderen Worten, die entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn erfolgende Drehung des Malteserkreuzes 33 B führt aus dem Eingriff mit dem Arm 9-2 und sodann in den Eingriff mit dem Arm 9-1, so daß er in die Stellung verschwenkt werden kann, in welcher der Arm 9-2 zuvor gewesen war, während gleichzeitig das Malteserkreuz 33 A im Eingriff mit dem Arm 9-20 in diesem Zustand in die Stellung bewegt wird, wo zuvor der Arm 9-1 gewesen ist, so daß der Werkzeugaustausch nunmehr auf der linken Seite gegen ein neues Werkzeug möglich ist.

Das gleiche Prinzip findet Anwendung, wenn die Malteserkreuze 33 A und 33 B jeweils mehrere Drehungen aufeinanderfolgend im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn machen. Wenn also die Malteserkreuze 33 A und 33 B jeweils bis zum Beispiel zwei Umdrehungen im Uhrzeigersinn machen, führt die erste Drehung der Malteserkreuze 33 A und 33 B zur Verschwenkung des Arms 9-1 in die Stellung, in der zuvor der Arm 9-20 gewesen ist, während gleichzeitig der Arm 9-2 in die Stellung bewegt wird, in der sich zuvor der Arm 9-1 befunden hat. Entsprechend der sich daran anschließenden zweiten Drehung der Malteserkreuze 33 A und 33 B im Uhrzeigersinn wird der Arm 9-2 aus der Tiefenstellung in die Stellung verschwenkt, in welcher der linksseitige Arm 9-1 zuvor gewesen ist, während gleichzeitig der Arm 9-3 in die untere Stellung gebracht wird, in welcher sich der Arm 9-2 zuvor befunden hatte, so daß das Werkzeug des Arms 9-1 gegen das neue Werkzeug des Arms 9-3 durch Überspringen ausgetauscht werden kann.

Die Außenfläche des Aufsteckdorns 27 besitzt eine Mitnehmernut 64, während eine Einstellspitze 65 einer federbelasteten Klinke 66 am vorderen Ende des Klauenhalters 26 sich in einer Stellung bezüglich der Mitnehmernut 64 befindet, durch die dann, wenn die für den Aufsteckdorn vorgesehenen Haltestücke 28 in der Stellung unter der Trommel 4 kein Werkzeug halten, eine untere Stirnwand 67 der Bearbeitungseinheit 1 gegen die Rückseite der Klinke 66 gedrückt ist; die Einstellspitze 65 wird dann aus der Mitnehmernut 64 gedrückt, und wenn die zum Halten des Aufsteckdorns vorgesehenen Haltestücke 28 ein Werkstück halten, wird die Einstellspitze 65 in Eingriff mit der Mitnehmernut 64 durch die elastische Federkraft gedrückt, so daß die genaue Beibehaltung der Einstellung des Aufsteckdorns 27 gewährleistet ist. Eine Kante 68 am unteren Teil der Bearbeitungseinheit 1 befindet sich gegenüber den für das Halten des Aufsteckdorns vorgesehenen Klauenstücken 28 und ist in Bezug hierauf zurückziehbar, wodurch die Kante 68 in den Eingriff mit den den Aufsteckdorn haltenden Haltestücken 28 erstreckt wird und die Klauen in ihre Öffnungsstellung gedrückt sowie der Eingriff des Werkzeuges gelöst werden. Im unteren Teil der Bearbeitungseinheit 1 befindet sich auch der Mitnehmer 69.

Die Hauptwelle 29 bzw. Spindel ist senkrecht im unteren Teil der Berarbeitungseinheit 1 vorgesehen; der untere Abschnitt der Hauptwelle 29 trägt einen sich erweiternden Schaft. Die Einspannung 70 der Hauptwelle 29 ist in einem bestimmten Bereich vertikal verschiebbar und besitzt einen oberen Wellenschlußkopf 71, eine Zwischenstange und ein Spannteil 70′ am unteren Wangenende, welches sich öffnen und schließen läßt, indem die Innenwand des den Schaft aufnehmenden Abschnittes und eine an der Zwischenstange angeordnete Feder den Wellenschlußkopf nach oben drücken; wenn kein Druck auf den Wellenschlußkopf 71 ausgeübt wird, greift die Einspannung 70 den Schaft des Aufsteckdorns 27, der sich unten in der Trommel 4 befindet, und bei einer den Wellenschlußkopf 71 nach unten gegen die elastische Kraft der eingebauten Feder drückenden Kraft wird der Aufsteckdorn 27 gelöst, so daß sich der Aufsteckdorn 27 durch eine Doppelwirkung greifen läßt. Die Hauptwelle 29 trägt eine Antriebsübertragung 72, insbesondere in Form eines Zahnrades.

Wenn eine Basisaußenseite 53 des ansteigenden Vorsprungs 52 und die folgende halbkreisförmige Basisvorderseite 54 in Berührung mit jeder Außenseitenkante des Arms 9-1 gemäß der Zeichnung gelangen, ist es möglich, zuverlässig die Heranführung und Einstellung bei dem Armwechselvorgang zu bewirken.

Die Konstruktion, mit welcher sich der Aufsteckdorn 27 in und außer Eingriff bezüglich der Hauptwelle 29 bringen läßt, weist eine Druckstange 74 auf, die innerhalb der Bearbeitungseinheit 1 über eine Welle 58 oberhalb der Hauptwelle 29 vertikal bewegbar ist, ferner eine Scheibe 75 am oberen Ende der Druckstange 74, eine Nockenwelle 77 mit einer abgesetzten Schulter im oberen Teil, die mittels einer Feder 78 nach oben gepreßt ist, ferner ein drehbares Teil 79, das am oberen Ende der Drehwelle 73 angeordnet ist und Rollen 80, die im Eingriff mit der Vertiefung 76 stehen; beim Eingriff der Rollen 80 in die Vertiefung 76 wird die Nockenwelle 77 dank der elastischen Feder 78 nach oben gedrückt, so daß die Einspannung 70 den Aufsteckdorn greifen kann, wohingegen dann, wenn die Rollen außer Eingriff mit der Vertiefung 76 stehen, die Nockenwelle 77 gegen die elastische Kraft der Feder 78 nach unten gedrückt wird, so daß der Wellenschlußkopf 71 gleichfalls nach unten gedrückt und der Aufsteckdorn 27 gelöst wird.

Das untere Teil der Welle trägt ein Zahnrad 81, welches über ein Leerlaufzahnrad 82 und eine Motorwelle 83 von einem Motor 84 angetrieben wird, während es seinerseits mit der Vielkeilwelle 55 der Trommel 4 im Eingriff steht. Die Trommel 4 ist mittels des zylindrischen Nockens 56 vertikal verschiebbar, welcher Nocken drehbar auf der Welle 73 in einer Stellung oberhalb des Zahnrades 81 angeordnet ist; Rollen 85, die von der Basis der Trommel 4 vorstehen, stehen im Eingriff mit einer geneigten Nut 56′ des Nockens 56. Da der Nocken 56 außen eine von der höchsten Stellung allmählich in Richtung auf die niedrigste Stellung fallende Nut aufweist und dann aus der tiefsten Stellung in die höchste Stellung zurückkehrt, und da das Zahnrad 57 am unteren Teil des Nockens 56 mit der Vielkeilwelle 55 im Eingriff stehend einen bestimmten Abstand von der untersten Stellung der geneigten Nut besitzt, führt eine Drehung der Welle 58 gleichzeitig mit dem Beginn der Drehung des Malteserkreuzes 31 dazu, daß auch der Nocken 56 seine Drehung beginnt, so daß die Trommel 4 aus der zeichnerisch dargestellten höchsten Lage nach unten bewegt wird und gleichzeitig das Zahnrad 57 des Nockens 56 außer Eingriff mit der Vielkeilwelle 55 gelangt, wodurch die Trommel 4 in der untersten Stellung angehalten wird und sich nur noch das Malteserkreuz 33 weiterhin dreht. Die Welle 58 trägt eine elektromagnetische Kupplung 86 in einer Stellung, die der Innenfläche des zylindrischen Nockens 56 entspricht, wodurch beim Anhalten der Trommel 4 in ihrer unteren Stellung die Kupplung 86 betätigt wird, falls es erforderlich ist, so daß sie in Eingriff mit dem zylindrischen Nocken 56 gelangt, wodurch sich der zylindrische Nocken 56 erneut dreht und die Trommel 4 in ihre Ausgangsstellung zurückgehoben wird. Ein Paar Führungsschienen 87 stehen auf der Vorderseite der Bearbeitungseinheit 1 vor, entlang welcher die Trommel 4 vertikal beweglich ist.

Die Konstruktion eines Armes gemäß Fig. 14 sieht die Aufteilung des Armvorsprunges in ein Körperteil 24′ und einen Deckel 24″ vor, der lösbar auf dem Teil 24′ angebracht ist, so daß die Konstruktion den Vorteil hat, Montage und Demontage des Zylinders 10 zu erleichtern.

Claims (3)

1. Automatische Werkzeugwechseleinrichtung für eine Werk­ zeugmaschine mit einer bewegbaren Bearbeitungseinheit sowie einer daran angeordneten, vertikal bewegbaren Trom­ mel, für die eine Basis vorgesehen ist, die mittels einer außenseitig an der Bearbeitungseinheit befindlichen Schie­ nenführung geführt ist, von deren außen liegendem Mittel­ teil sich eine nach unten geneigte, zentrale Welle er­ streckt, und bei der am Außenumfang in einem ringför­ migen Kanal in größerer Anzahl Aufsteckdorne von Werk­ zeugen beweglich eingepaßt sind, von denen sich einer in Ausrichtung auf die Hauptwelle mit letzterer im Eingriff befindet, während um die zentrale Welle in vorgegebener Lage drehbar angeordnete Arme vorgesehen sind, von denen jeder endseitig einen äußeren Aufsteck­ abschnitt sowie ferner eine Halteeinrichtung aufweist, die aus einer vorgegebenen Stellung im Zwischenabschnitt für den Eingriff mit einer die nicht benutzten Arme verbindenden Drehscheibe vorsteht, wobei die die nicht benutzten Arme verbindende Drehscheibe Nuten in ihrem äußeren Umfangs­ abschnitt für die Aufnahme der Arme derart besitzt, daß bei Eingriff eines Armes mit der Hauptwelle der Bearbeitungseinheit die Halteeinrichtungen der anderen Arme von den Nuten aufgenommen und gehalten sind, während die anderen Arme kontinuierlich oberhalb einer Stellung beidseitig des einen mit der Hauptwelle im Eingriff stehenden Arms um einen vorgegebenen Winkel beabstandet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die in größerer Anzahl vorge­ sehenen Arme (9) abgewinkelt sind und jeweils die Halte­ einrichtung in Form einer bodenseitigen, mittigen, rück­ wärtigen Längsnut (32) für den Eingriff mit dem Treibstift (34) eines paarweise vorgesehenen Malterserkreuzes (33 A, 33 B) sowie einen Zylinder (10) aufweisen, der für die Aufnahme in den halbkreisförmig ausgeführten Nuten (39) ausgebildet ist, und
daß von dem Paar Malteserkreuze (33 A, 33 B) jedes symmetrisch zu dem mit der Hauptwelle (29) im Eingriff stehenden Arm (9-1) und den benachbarten, sich beidseitig desselben dahinter befindlichen Armen (9-2; 9-20) angeordnet ist, wobei sein zugehöriger Treibstift (34) den Armantrieb durch wahlweisen Eingriff mit der Längsnut (32) des einen Arms (9-1) oder des angrenzenden Arms (9-2; 9-20) derart übernimmt,
daß bei ein oder mehreren Umdrehungen der Malteserkreuze im Uhrzeigersinn oder dazu entgegengesetzt die Arme jeweils im Uhrzeigersinn oder dazu entgegengesetzt um einen Betrag bewegt werden, der einen oder mehreren Armen bei Aufrechterhaltung dieser Anordnung entspricht.

2. Automatische Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) jedes Armes (9) derart senkrecht angeordnet ist, daß er stets auf die Vorder­ seite der Basis (5) gedrückt ist, und einen rückseitigen Gleitkontakt sowie in vorgegebener Lage der dazwischen liegenden Innenseite einen Schlitz (36) für die Aufnahme der Umfangskante der die nicht benutzten Arme verbindenden Dreh­ scheibe (22) aufweist, während der Mittelabschnitt der Basis (5) der Trommel 4 außenseitig einen umgekehrt kegelstumpf­ förmigen, nach unten geneigten Abschnitt (6) besitzt, welcher in einer vorgegebenen oberen Stellung eine äußere periphere Stirnwand (8) aufweist, die eine größere bogenförmige Führungsnut für den Eingriff mit den Gleitkontakten auf der Rückseite der Zylinder (10) der nicht gebrauchten Arme auf­ weist, so daß, wenn die Außenfläche des Zylinders (10) mit der halbkreisförmigen Nut (39) der Drehscheibe (22) im Eingriff steht, die nicht gebrauchten oberen Arme (9-2) bis (9-20) in ihrer vorgegebenen Stellung gehalten sind.

3. Automatische Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (5) der Trommel (4) mit einem ringförmigen Flansch (7) an ihrem Außenumfang versehen ist, wobei ein Deckel (15) sich außen auf der zentralen Welle (13) derart befindet, daß er eine Vorderwand der Trommel (4) bildet, wohingegen ein Spalt für die Aufnahme der Aufsteck­ dorne (27) zwischen einer Umfangskante des ringförmigen Flansches (7) und einer Umfangskante des Deckels (15) besteht, wobei eine Bodenseite jedes Armes (9) mittels einer der mehr­ fach vorhandenen Stützen abgestützt ist, die auf der zentralen Welle (13) mit vorgegebenem Abstand um die zentrale Welle (13) derart drehbar sind, daß sie gegen die Vorderseite des umge­ kehrt kegelstumpfförmigen Abschnittes gedrückt sind, während jeder Arm außenseitig Gleitkontakte (40, 42) für den Kontakt mit einer Innenseite des ringförmigen Flansches und einer äußeren Umfangskante des umgekehrt kegelstumpfförmigen Abschnittes aufweist.