DE4315537A1 - Werkzeugwechsel-Vorrichtung, anbringbar an Holzbearbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugwechsel-Vorrichtung, anbringbar an Holzbearbeitungsmaschinen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung des obengenannten Typs, die vorteilhafterweise an Fräs- und/oder Bohrmaschinen mit vertikaler Achse verwendbar ist, auf welche sich die nachstehende Beschreibung bezieht, ohne dabei jedoch an Allgemeinem zu verlieren, wobei in dieser Bezeichnung auch sehr umfangreiche Geräte enthalten sind, die gewöhnlich mit "Bearbeitungszentren" bezeichnet werden.

Auf dem Gebiet der Holzbearbeitung, und besonders, wenn die Notwendigkeit besteht, Fräs- oder Bohrarbeiten an Platten oder Teilen vorzunehmen, die für die Produktion in großer Serie für Industrie oder Einrichtung bestimmt sind (z. B. die klassischen Anbaumöbel, Einrichtungsgegenstände, sich auf Möbel beziehende Details usw.), werden allgemein Bearbeitungsmaschinen verwendet, bei denen, wenn nur ein Werkzeug vorhanden ist, dieses mit vertikaler Achse angeordnet wird, so daß es sich entlang der Achse Z für die Bearbeitungstiefe bewegen kann und in der Lage ist (dieses selbst oder der Werkstückhaltertisch), sich entlang entsprechenden Führungselemente zu bewegen, um Verschiebungen auf horizontaler Ebene auszuführen (Achsen X und Y).

Das Werkzeug wird üblicherweise gehalten und angetrieben durch eine sich im Handel befindliche Elektrospindel aus einem Körper mit Schnellwechsel des Werkzeugs (mit hydraulischem Antrieb), die ausladend und mit Schwalbenschwanzverbindung oder gleichwertigen Mitteln einem Schlitten zugeordnet ist, der von entsprechenden Antriebsmittel bewegt wird.

In den Bearbeitungszentren wird der "Aufbau" in dem Sinne hervorgehoben, als daß diesem, der stets entlang der drei Achsen beweglich ist, mehrere Bearbeitungswerkzeuge zugeordnet werden: Normalerweise eine doppelte Serie von Bohrwerkzeugen, angeordnet entlang von zwei rechtwinklig verlaufenden Achsen (X und Y), und mehrere Elektrospindeln des obengenannten Typs zur Verwendung von Fräsen oder Gruppen von Bearbeitungswerkzeugen unterschiedlicher Art (zum Beispiel kann eine dieser Gruppen, die von der Elektrospindel gesteuert werden, eine bestimmte Anzahl von Bohrern enthalten, die nach mehreren Achsen oder auf sich gegenüberliegenden Seiten für besondere Bearbeitungen angeordnet sind, zum Beispiel mit anderen Achsabständen zwischen den Bohrwerkzeugen als die der normalerweise an dem Kopf des Bearbeitungszentrums verwendeten).

Bei diesen letzteren Maschinen der umfangreicheren Art ist es bekannt, daß der Wechsel des von der genannten Elektrospindel gehaltenen Werkzeugs vollkommen automatisch erfolgt, wobei die Elektrospindel selbst (das heißt der Kopf, der diese trägt) in Richtung einer Station für den Werkzeugwechsel verschoben wird, die sich seitlich der Fläche der gesamten Maschine befindet, und an der einige Köpfe angeordnet sind, welche die Austauschwerkzeuge tragen. Diese Köpfe sind in der Lage, sich unter der Wirkung jeweiliger Antriebsmittel (strömungsdynamische Kolben) vertikal zwischen zwei extremen Positionen zu bewegen, und zwar einer oberen für den Werkzeugwechsel und einer unteren der Ruhestellung, und weisen oben einen zu dem Kopf des Bearbeitungszentrums hin offenen elastischen Ring auf, in welchen der Kopf das Werkzeug einsetzt oder aus welchem er das Austauschwerkzeug herausnimmt, und um an dessen Stelle ein neues Werkzeug anordnen zu können.

Die Grenzen der oben beschriebenen Werkzeugwechsel-Vorrichtungen bestehen in der begrenzten Anzahl von Köpfen des beschriebenen Typs, die in dem zur Verfügung stehenden Platz der betreffenden Holzbearbeitungsmaschinen angeordnet werden können, sowie in der Tatsache, daß diese Köpfe, da entsprechende Antriebsmittel vorgesehen werden müssen, sich in der Gesamtheit der Lösung als sehr teuer erweisen. Außerdem erlaubt die Ausführung derselben und deren reihenweise nebeneinanderliegende Anordnung tatsächlich nicht die Verwendung jener obengenannten Spezialgruppen, da praktisch der notwendige verfügbare Platz fehlt. Daraus ergibt sich, daß der automatische Werkzeugwechsel in seiner Zahl auf die Anzahl der Köpfe beschränkt ist, die geometrisch positionierbar sind, um das Magazin zu bilden, und daß er auf die Werkzeuge klassischer Art begrenzt ist, wobei die obengenannten "Spezial"-Gruppen also ausgeschlossen sind.

Zwecks der vorliegenden Erfindung ist der, eine Vorrichtung für den automatischen Werkzeugwechsel zu liefern, die an Holzbearbeitungsmaschinen der oben beschriebenen Art anbringbar ist, und die es erlaubt, über eine große Zahl der für den Austausch unmittelbar zur Verfügung stehenden Werkzeuge verfügen zu können, und die dabei besonders einfach und verhältnismäßig wirtschaftlich sind sowie von verschiedenen Formen und Abmessungen.

Die Erfindung, die durch die Ansprüche gekennzeichnet ist, löst das Problem, eine Werkzeugwechsel-Vorrichtung zu liefern, die an Holzbearbeitungsmaschinen anbringbar ist, wobei die genannten Maschinen vom Typ sind, der wenigstens eine Elektrospindel mit vertikaler Achse enthält, in einem Körper mit dem Motor und einem Drehkopf mit Schnellspannung für ein einzelnes Werkzeug und verschiebbar, durch die Wirkung von ersten Antriebsmitteln, parallel zu wenigstens zwei horizontalen Achsen, die rechtwinklig zueinander verlaufen, wobei der genannte Drehkopf einer Werkstückhaltefläche mit horizontalem Verlauf zum Auflegen und Bearbeiten von Holzteilen zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannten Elektrospindel Greifmittel für einen Teil des von dem Drehkopf der Elektrospindel selbst gehaltenen Werkzeugs zugeordnet sind sowie zweite Antriebsmittel, um die genannten Greifmittel nach der Vertikalen in beiden Richtungen zu verschieben, und dadurch, daß sie ein erstes Werkzeugmagazin enthält, das in einer Werkzeugwechselposition angeordnet ist, versehen mit einer Anzahl von Sitzen zur Aufnahme der entsprechenden Werkzeuge; wobei die genannten ersten Antriebsmitttel dazu dienen, die genannte Elektrospindel zwischen einer Position zur Bearbeitung der genannten Holzteile und einer Position des vertikalen Ausrichtens ihres Drehkopfes zu einem Sitz des genannten ersten Magazins zu verschieben sowie zwischen mehreren Positionen des vertikalen Ausrichtens ihres Drehkopfes zu verschiedenen Sitzen des ersten Magazins selbst.

Vorzugsweise enthalten die genannten Greifmittel ein Halteelement, verfügbar hinter einem Abschnitt eines genannten Werkzeuges, wobei dem genannten Halteelement Spannmittel zugeordnet sind, und wobei an dem genannten Werkzeug ein Anschlagmittel vorhanden ist, auf welches die genannten Spannmittel treffen.

Nach einer vorgezogenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das genannte Halteelement ein ringförmiges Element, das koaxial einen Abschnitt des genannten Werkzeuges umgibt, wobei an dem genannten Abschnitt des genannten Werkzeuges eine ringförmige, umlaufende Vertiefung eingearbeitet ist, und wobei dem genannten ringförmigen Element in die genannte ringförmige, umlaufende Vertiefung des genannten Werkzeuges einfügbare Spannmittel zugeordnet sind.

Die technischen Eigenschaften der Erfindung sind nach den obengenannten Zwecken deutlich erkennbar aus dem Inhalt der nachstehenden Ansprüche, und die Vorteile derselben werden noch besser verdeutlicht durch die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die eine rein als Beispiel gedachte und nicht begrenzende Verwirklichungsform darstellen, und von denen

- Abb. 1 schematisch und in Frontalansicht eine Holzbearbeitungsmaschine zeigt, welche die Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in einer vereinfachten Ausführung enthält;

- Abb. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Werkzeughalterelement, das zu der Werkzeugwechsel-Vorrichtung wie in Abb. 1 gehört;

- Abb. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht in vergrößerter Form und zum Teil im Schnitt von einem Teil eines in der Maschine aus Abb. 1 verwendbaren Werkzeugs, zusammen mit einem Abschnitt der Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung; und
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Abb. 4 zeigt schematisch eine Plandarstellung einer komplizierteren Ausführung der Werkzeugwechsel-Vorrichtung aus den vorherigen Abbildungen.

In Übereinstimmung mit den beiliegenden Abbildungen ist die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete betreffende Werkzeugwechsel-Vorrichtung insbesondere an einer Holzbearbeitungsmaschine 2 anbringbar (s. zum Beispiel Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren), vom Typ enthaltend einen Universalkopf 2t, der eine doppelte Reihe von Bohrwerkzeugen (mit 2f bezeichnet) und wenigstens eine Elektrospindel 3 mit vertikaler Achse, in einem Körper mit einem Motor und einem Drehkopf 4, trägt; dieser Drehkopf 4 weist ein hier nicht gezeigtes Element zum Schnellverbinden (zum Beispiel den bekannten Kegelverbinder) für ein einzelnes Werkzeug 5 auf, und die Elektrospindel 3 wird von einem Spindelkopf 6 getragen, der an eine Träger- und Verschiebestruktur 7 von bekannter Art angeschlossen schlossen ist, schematisch dargestellt in einem Block (der Universalkopf 2t wie oben), und in der Lage, als Antrieb und in bekannter Weise wirkend, der Elektrospindel 3 selbst Verschiebungen nach einer vertikalen Richtung und nach zwei horizontalen und zueinander rechtwinklig verlaufenden Achsen (X und Y, s. Abb. 4) zu verleihen. Genauer gesagt führt der Kopf 2t vertikale Arbeitsverschiebungen aus, während die Trägerstruktur 7 die vertikalen Verschiebungen zum Antrieb des betreffenden Werkzeuges ausführt, so wie die einzelnen Bohrwerkzeuge. Mit anderen Worten gibt der Bedienende je nach der auszuführenden Bearbeitung einen Antriebsimpuls, und zwar an ein jedes Werkzeug, das die Arbeit ausführen soll, während der Kopf 2t mit einer einzigen vertikalen Verschiebung auch mehrere Vorgänge gleichzeitig ausführt.

Ein Sockel 8 der Maschine 2 trägt eine Werkstückhalterfläche 9 mit horizontalem Verlauf zur Auflage und Bearbeitung der Holzteile 10, die Schlittenmittel 11 enthalten, die sich über die gesamte Länge des Sockels 8 der Maschine und nach einer Richtung X wie oben erstrecken, und die normalerweise als Support für die unterbrochen hergestellte Werkstückhalterfläche dienen, wie schematisch in der Abb. 1 sichtbar ist.

Nach dem was gezeigt wird, tragen die Schlittenmittel 11, verschiebbar in einer horizontalen Richtung X, einen Haltekopf 12 für ein Magazin oder ein Werkzeugträgerelement 13, welches im wesentlichen aus einer horizontalen Platte 14 (s. Abb. 2) besteht, die mit einer Anzahl von durchgehenden Sitzen oder Bohrungen 15 mit vertikaler Achse versehen ist, welche vorzugsweise gleichmäßig in zwei parallel zueinander verlaufenden Reihen angeordnet sind. Jede Bohrung 15 weist einen Durchmesser auf, der ungefähr etwas größer ist als der Durchmesser des Körpers des erwähnten Werkzeuges 5. Der Kopf 12 ist an ein Antriebselement 16 angeschlossen, das in der Lage ist, ihn in den beiden Richtungen nach der genannten Horizontalen X zu verschieben, und er ist zwischen einer ersten Position, in welcher er sich zusammen mit dem über ihm angeordneten Werkzeugträgerelement 13 vollkommen in einem feststehenden Gehäusekörper 17 befindet, und einer zweiten Position, in welcher er aus dem Gehäusekörper 17 selbst ausgefahren ist, beweglich. Der Gehäusekörper 17 wird zu einem Teil aus einem beweglichen Schließelement 18 beschrieben, welches vorzugsweise einen aufrollbaren und abrollbaren Rolladen 19 enthält, der unter der Wirkung von umkehrbaren Antriebsmitteln 21, die von dem genannten Sockel 8 getragen werden und mit der Ausfahrbewegung des Gehäusekörpers 17 im Zusammenhang stehen, in Halteführungen 20 läuft.

Nach dem was in Abb. 3 gezeigt ist, enthält das Werkzeug 5 einen oberen Schaft 21′, der dazu bestimmt ist, von dem Drehkopf 4 gegriffen zu werden (oder besser gesagt von den Spannmitteln der Spindel), und unter welchem der Körper des Werkzeuges 5 selbst mit einer umlaufenden, ringförmigen Vertiefung oder einem Anschlagelement 22 von toroidförmigem Schnitt versehen ist, in dem eine Anzahl von Spannmitteln aufgenommen werden können, die aus Kugeln 23 bestehen, welche zu einem, einen Teil der genannten Werkzeugwechsel-Vorrichtung bildenden Trägerelement 24 gehören. Die Kugeln 23 sind in einer Vertiefung 25 gelagert, die koaxial in ein ringförmiges Element oder ein Trägerelement 26 eingearbeitet ist, und sie erstrecken sich zu einem Teil in Richtung der Achse des ringförmigen Elementes 26 selbst, und zwar durch entsprechende Öffnungen 27, die koaxial in eine Wand 28 des ringförmigen Elementes 26 eingearbeitet und deren erwähnter Achse zugewandt ist. Die genannten Öffnungen 27 weisen eine Kreisform auf und haben einen geringeren Durchmesser als der der Kugeln 23, so daß diese nicht aus dem ringförmigen Element selbst austreten können.

Die genannten Kugeln 23 und das ringförmige Element 26, welches diese in ihrer Vertiefung 25 hält, bilden in ihrer Gesamtheit das Teil, das nachstehend aus mit "Greifmittel" des Werkzeuges 5 genannt wird.

Der Durchmesser der durch die Wand 28 gebildeten Bohrung ist leicht größer als der Abschnitt des Werkzeuges 5, in welches die genannte ringförmige Vertiefung 22 eingearbeitet ist, und die Vertiefung 25 des ringförmigen Elementes 26 steht durch eine flexible und dehnbare Leitung 29 mit einer Strömungsquelle in Verbindung, und zwar vorzugsweise Druckluft, schematisch in Abb. 1 durch einen Block 30 dargestellt. Das ringförmige Element 26 wird seitlich durch einen Bügel 31 gehalten, der einen oberen Abschnitt aufweist, welcher an einen, an einer Seite der Elektrospindel 3 befestigten Antrieb 32 (Abb. 1) angeschlossen ist, in der Lage, dem Bügel 31 selbst und somit dem ringförmigen Element 26 Verschiebungen in den beiden Richtungen nach der Vertikalen Z zu verleihen. Unterhalb der Vertiefung 22 ist mit dem Körper des Werkzeuges 5 koaxial ein umlaufender Abschnitt verbunden, der aus einem ringförmigen Element 33 gebildet wird, welches, da es im Verhältnis zu dem Körper des Werkzeuges 5 selbst einen vergrößerten Durchmesser aufweist, wie nachstehend noch besser verdeutlicht wird, aus Auflage- und Trägerelement für das Werkzeug 5 selbst wirkt, wenn dieses sich in eine der Bohrungen 15 in der Platte 14 eingesetzt befindet. Das ringförmige Element 33 könnte auch eine andere Form als die beschriebene aufweisen, muß aber auf jeden Fall eine größere Querabmessung haben als der Durchmesser der Bohrungen 15, um seine Aufgabe korrekt erfüllen zu können.

Es wird nun der Betrieb der Werkzeugwechsel-Vorrichtung 1 beschrieben, wobei zum Beginn ein Zustand angenommen wird, in dem ein von dem der Elektrospindel 3 zugeordneten Kopf 4 gehaltenes Werkzeug 5 gerade eine Bearbeitung an einem Teil 10 beendet hat und ausgetauscht werden soll (eine Situation, die ungefähr der in Abb. 1 dargestellten entspricht). In diesem Zustand befinden sich der Kopf 12 und das darüberliegende Werkzeugträgerelement 13 vollkommen innerhalb des Gehäusekörpers 17, und zwar deshalb, weil sich während der Bearbeitung eine erhebliche Menge an Staub bildet, der das wartende Werkzeugmagazin nicht berühren darf.

Wenn der Wechselvorgang des der Elektrospindel 3 zugeordneten Werkzeugs 5 beginnt, bewirken die Antriebsmittel das Öffnen des Rolladens 19 entlang der Führungen 20 und das daraus sich ergebende Öffnen einer Fläche (17a in Abb. 1) des Gehäusekörpers 17.

Das Antriebselement 16 bringt nun den Kopf 12 in die in Abb. 1 dargestellte ausgefahrene Position, während die Träger- und Verschiebestruktur 7 des Spindelkopfes 6 das von der Elektrospindel 3 herangeführte Werkzeug 5 in den Einflußbereich einer elektronischen Steuereinheit 34 bekannter Art führt, die sich oberhalb einer kein Werkzeug aufweisenden Bohrung 15 der von dem Kopf 12 selbst getragenen Platte 14 befindet. Das genannte Schnellverbinderelement der Elektrospindel 3 gibt nun das Werkzeug 5 frei, welches nach diesem Vorgang daher nur noch von den Kugeln 23 gehalten wird, die in die ringförmige Vertiefung 22 greifen. Das Antriebselement 32 bewirkt folglich das Senken des ringförmigen Elementes 26 und des von diesem gehaltenen Werkzeuges 5, bis das Einsetzen des Werkzeuges 5 selbst in die erwähnte leere Bohrung 15 erfolgt (s. Strichlinie in Abb. 1).

Es muß bemerkt werden, daß während der Arbeit des Werkzeuges 5 an einem Teil 10 (Darstellung in Abb. 1) und während der soeben aufgeführten Betriebsphasen der Werkzeugwechsel-Vorrichtung 1 die Vertiefung 25 des ringförmigen Elementes 26 stets mit einer Druckluftquelle 30 in Verbindung gehalten wird, und daß die in diesem enthaltenen Kugeln 23 in Richtung der Öffnung 27 gedrückt und in die ringförmige Vertiefung 22 eingeschoben sind, und zwar ohne Kontakt mit dem Werkzeug 5, das in dieser Phase dank der Bemessung der Öffnung 27 und der Vertiefung 23 des Werkzeuges 5 selbst vollkommen von der Elektrospindel 3 getragen wird. Dies bildet einen Sicherheitsfaktor im Falle des nicht einwandfreien Betriebes der Spannmittel der Elektrospindel für das Werkzeug, ein zwar sehr seltener Fall, jedoch im Grunde nicht unmöglich. In diesem Falle würde das nun nicht mehr von der Spindel gehaltene Werkzeug nicht herausfallen, sondern in einer ungefährlichen Position verbleiben.

Nach dem erfolgten Einsetzen des Werkzeugs 5 in die genannte leere Bohrung 15 wird die Verbindung zwischen der Kammer 25 im Inneren des ringförmigen Elementes 26 und der Druckluftquelle 30 unterbrochen und die Kugeln 23, die nun nicht mehr in Richtung der Achse des ringförmigen Elementes 26 gedrückt werden, geben das Werkzeug 5 selbst frei, welches durch sein eigenes Gewicht in einer Bohrung 15 eingesetzt bleibt, und zwar mit seinem eigenen ringförmigen Element 33 auf einem entsprechenden Abschnitt der Oberfläche der Platte 14 aufliegend angeordnet.

Durch die Einwirkung der elektronischen Steuereinheit 34 bewirkt der Antrieb 32 nun ein Anheben des ringförmigen Elementes 26 (die Kugeln 23, die nicht mehr der Wirkung der Druckluft unterliegen, geben durch eine Radialkraft, hervorgerufen durch das Gewicht des Werkzeugs selbst, zum Inneren der Aufnahmekammer hin nach) und der Spindelkopf 6 verfährt (zunächst in vertikaler Richtung, dann horizontal und schließlich vertikal nach unten), bis das Schnellverbinderelement der Elektrospindel 3 über ein neues, zu entnehmendes Werkzeug 5 gebracht ist, das sich in einer Bohrung 15 der Platte 14 befindet. Das ringförmige Element 26 wird folglich auf den Befehl der elektronischen Steuereinheit 34 hin gesenkt, bis es sich mit den in ihm enthaltenen Kugeln 23 horizontal zu der ringförmigen Vertiefung 22 des neuen Werkzeuges 5 ausgerichtet anordnet, und die Kugeln 23 selbst werden dank der erneuten Verbindung der internen Vertiefung 25 des ringförmigen Elementes 26 mit der Druckluftquelle 30 zu einem Teil in diese ringförmige Vertiefung 22 eingeschoben. Das ringförmige Element 26 wird durch die Wirkung des Antriebes 32 wieder in die ursprünglich angenommene Position angehoben, und das Schnellverbinderelement der Elektrospindel 3 schließt sich um den Schaft des neuen Werkzeuges 5.

Am Schluß dieser soeben beschriebenen Vorgänge bewirkt die elektronische Steuereinheit 34 den Rücklauf des Spindelkopfes 6 und folglich der Elektrospindel 3 in die anfangs angenommene Betriebsposition, und es kann mit der Bearbeitung des Teiles 10 fortgefahren werden, wobei das neue Werkzeug 5 benutzt wird, und zwar nach dem Zurückfahren des Kopfes 12 und Verschließen des Rolladens 19 aus Gründen der Sauberhaltung des Werkzeugmagazins einschließlich der Platte 14. Natürlich wiederholen sich die soeben beschriebenen Vorgänge des Werkzeugwechsels auf die gleiche Weise jedesmal, wenn der Austausch eines sich in Benutzung befindlichen Werkzeuges 5 gegen ein anderes, von der Platte 14 getragenes notwendig ist. Bei der Ausführung der Werkzeugwechsel-Vorrichtung 1 wie in Abb. 4 dargestellt ist auf einer Seite der Maschine 2 und auf einer im wesentlichen gleichen Höhe wie die der genannten und in dem Gehäusekörper 17 eingeschlossenen Platte 14 ein Magazin angeordnet, das aus einer Plattform 35 besteht, die eine Anzahl von quer nebeneinander angeordneten und in den entsprechenden Bohrungen 15 für die Werkzeuge 5 liegenden Platten 14a trägt, Werkzeuge, die normalerweise voneinander verschieden und auch verschieden von den Werkzeugen 5 sind, die von der Platte 14 getragen werden (sie könnten auch gleich sein, so daß ein Satz bereits abgenutzter zum Schleifen geschickt werden kann). Diese Plattform 35 ist in der Lage, unter der Wirkung eines von der Maschine 2 getragenen und durch die elektronische Steuereinheit 34 verriegelten Antriebselementes 36 horizontal in beiden Richtungen zu verfahren, und zwar nach Schritten, deren Länge im wesentlichen einer Querabmessung der Platten 14a entspricht.

Nach dem was in Abb. 4 gezeigt wird, fehlt von der Plattform 35 eine Platte 14a, die (mit 14 bezeichnet) in der zuvor berücksichtigten Position am Rande der Maschine 2 angeordnet ist.

Ein Antriebselement 37, getragen von dem Sockel 8 auf eine hier nicht gezeigte Weise dicht an einer Seite der Plattform 35 und verriegelt durch die elektronische Steuereinheit 34, hält und bewegt axial in beiden Richtungen ein Übergabemittel, enthaltend einen Arm 38, der an seinem Ende mit einem Greifelement 39 von einem an und für sich bekannten Typ versehen ist, in der Lage, einzeln die von der Plattform 35 getragenen Platten 14a zu greifen und sie in einer Längsbewegung, wie nachstehend besser verdeutlicht wird, in das Innere des Gehäusekörpers 17 zu führen, welcher sich in diesem Falle ständig oder vorübergehend als seitlich offen zeigt, und ebenso in der Lage, die in dem Gehäusekörper 17 enthaltene Platte 14 zu greifen und sie in einer Längsbewegung in eine Position oberhalb der Plattform 35 zu führen. Da der Kopf 2t vom Typ mit Steuerung auf allen drei Achsen ist, kann als Alternative dieser auch als Antriebselement 37 verwendet werden, wobei natürlich das gesamte Getriebe ausgetauscht werden muß.

Der Betrieb dieser Werkzeugwechsel-Vorrichtung 1, die in Abb. 4 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 aus den Abb. von 1 bis 3 ausschließlich durch die Tatsache, daß es beim Verschieben der Plattform 35 durch das Antriebselement 36 zu jedem Augenblick möglich ist, den Teil der Plattform 35 selbst, auf dem sich keine Platte 14a befindet, vor die am Rande der Maschine 2 angeordnete Platte 14 zu bringen, diese Platte 14 durch das Greifelement 39 aus ihrer Position zu nehmen und sie auf der Plattform 35 anzuordnen, die Plattform 35 auf solche Weise zu verschieben, daß der Seite des Gehäusekörpers 17 eine neue Platte 14a zugewandt wird, und durch das Greifelement 39 diese neue Platte 14a in den Gehäusekörper 17 zu führen, wobei somit die Maschine 2 in die Lage versetzt wird, mit einem neuen Satz von Werkzeugen 5 zu arbeiten.

Natürlich wäre es möglich, anstelle der Plattform 35, die praktisch ein Magazin für eine Anzahl von Werkzeughalterplatten 14a bildet, auf logische Weise und nach dem, was vorher gesagt wurde, auch die Verwendung eines Magazins für beliebig ausgebildete Platten 14a vorzusehen.

Aus dem was gesagt wurde, geht deutlich hervor, daß die beschriebene Werkzeugwechsel-Vorrichtung 1 voll die gewünschten Zwecke erreicht, da sie folgende Vorteile ermöglicht:

- Die Maschine 2 hat eine große Anzahl von Ersatzwerkzeugen 5 zur Verfügung, die unverzüglich für den Austausch bereit sind, und dies erweist sich als besonders einfach und wirtschaftlich: der Austausch der Platte 14 kann tatsächlich innerhalb begrenzter Zeit von Hand erfolgen oder automatisch innerhalb sehr kurzer Zeit durch ein Plattenmagazin mit automatischem Wechsel vom Typ wie in Abb. 4 gezeigt;

- die Wirtschaftlichkeit wird somit durch das Fehlen der einzeln angetriebenen Antriebsköpfe noch hervorgehoben, wie bei den vorstehenden Lösungen, und gleichzeitig ist der belegte Platz geringer;

- die Zeiten für den Werkzeugwechsel sind im Verhältnis zu den Lösungen, die den Stand der Technik bilden, noch reduzierbar, und zwar aufgrund der Steuerung der Bewegungen, die dem beweglichen Kopf übertragen ist, sowie durch die Verwendung der obengenannten Greifmittel;

- größere Sicherheit für den Bedienenden durch die Überwachung der Position des sich in Betrieb befindlichen Werkzeuges;

- die Möglichkeit, den Werkzeugwechsel von Spezialgruppen vorzusehen, da die Platte, wenn sie entsprechend ausgebildet ist, Gruppen außerhalb der Standardabmessungen aufnehmen kann, wie mit Strichlinien in Abb. 4 gezeigt und mit 5g bezeichnet ist, und die zum Beispiel den Platz von zwei oder mehr Bohrungen 15 belegen können; in diesem Falle ist der Werkzeugwechsel auf jeden Fall möglich, da das Magazin selbst vollkommen passiv ist und die Betriebsbewegung vollkommen dem Universalkopf und dessen betreffenden zusätzlichen Elementen übertragen ist.

Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, die alle in den Bereich des erfinderischen Konzepts fallen. Außerdem können alle Details gegen technisch gleichwertige Elemente ausgetauscht werden.

Claims (9)

1. Werkzeugwechsel-Vorrichtung, die an Holzbearbeitungsmaschinen anbringbar ist, wobei die genannten Maschinen (2) vom Typ sind, der wenigstens eine Elektrospindel (3) mit vertikaler Achse enthält, in einem Körper mit dem Motor und einem Drehkopf (4) mit Schnellspannung für ein einzelnes Werkzeug (5) und verschiebbar, durch die Wirkung von ersten Antriebsmitteln (7), parallel zu wenigstens zwei horizontalen Achsen (X, Y), die rechtwinklig zueinander verlaufen, wobei der genannte Drehkopf (4) einer Werkstückhaltefläche (9) mit horizontalem Verlauf zum Auflegen und Bearbeiten von Holzteilen (10) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannten Elektrospindel (3) Greifmittel (23, 26) für einen Teil des von dem Drehkopf (4) der Elektrospindel (3) selbst gehaltenen Werkzeugs (5) zugeordnet sind sowie zweite Antriebsmittel (32), um die genannten Greifmittel (23, 26) nach der Vertikalen (Z) in beiden Richtungen zu verschieben, und dadurch, daß sie ein erstes Magazin (13) für die Werkzeuge (5) enthält, das in einer Werkzeugwechselposition angeordnet ist, versehen mit einer Anzahl von Sitzen (15) zur Aufnahme der entsprechenden Werkzeuge (5); wobei die genannten ersten Antriebsmittel (7) dazu dienen, die genannte Elektrospindel (3) zwischen einer Position zur Bearbeitung der genannten Holzteile (10) und einer Position des vertikalen Ausrichtens ihres Drehkopfes (4) zu einem Sitz (15) des genannten ersten Magazins (13) zu verschieben sowie zwischen mehreren Positionen des vertikalen Ausrichtens ihres Drehkopfes (4) zu verschiedenen Sitzen (15) des ersten Magazins (13) selbst.

2. Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Greifmittel ein Halteelement (26) enthalten, das an der Rückseite eines Abschnittes eines genannten Werkzeuges (5) verfügbar ist, wobei dem genannten Halteelement (26) Spannmittel (23) zugeordnet sind, und wobei an dem genannten Werkzeug (5) ein Anschlagelement (22) vorhanden ist, auf welches die genannten Spannmittel (23) treffen.

3. Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Halteelement ein ringförmiges Element (26) enthält, welches axial einen Abschnitt des genannten Werkzeuges (5) umgibt, wobei eine ringförmige Vertiefung (22) eingearbeitet ist, welche das genannte Anschlagmittel bildet, und wobei dem genannten ringförmigen Element (26) Spannmittel (23) zugeordnet sind, die in die genannte ringförmige Vertiefung (22) des genannten Werkzeuges (5) einfügbar sind.

4. Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte ringförmige Element (26) mit einer internen Vertiefung (25) versehen ist sowie mit wenigstens einer Öffnung (27), die mit der internen Vertiefung (25) in Verbindung steht und an die genannte ringförmige Vertiefung (22) angrenzt, wobei die genannten Spannmittel wenigstens eine Kugel (23) enthalten, die in der genannten internen Vertiefung (25) gelagert ist und größere Abmessungen im Verhältnis zu denen der genannten Öffnung (27) aufweist, so daß sie zum Teil aus der genannten Öffnung (27) austritt, um sich zum Teil in die genannte ringförmige Vertiefung (22) einzufügen, und wobei die genannte interne Vertiefung (25) an eine unter Druck stehende Strömungsquelle (30) anschließbar ist.

5. Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte erste Magazin (13) eine horizontal angeordnete Platte (14) enthält, deren genannte Sitze aus Bohrungen (15) bestehen, die in die genannte Platte (14) eingearbeitet sind, wobei jedes genannte Werkzeug (5) mit einem umlaufenden Abschnitt (33) zur Auflage auf der genannten Platte (14) versehen ist, welcher eine größere Querabmessung aufweist als der Durchmesser der genannten Bohrungen (15).

6. Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zum Teil zu öffnenden Gehäusekörper (17) zur Aufnahme der genannten Platte (14) enthält, wobei dritte Antriebsmittel (16) vorgesehen sind, um die genannte Platte (14) abwechselnd in das Innere des genannten Gehäusekörpers (17) hinein- und aus diesem herauszufahren.

7. Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen beweglichen Rolladen (19) zum teilweisen Verschließen des genannten Gehäusekörpers (17) enthält, wobei vierte Antriebsmittel (21) vorgesehen sind, um jeweils den genannten Rolladen (19) in Führungen (20) auf- und abzurollen.

8. Werkzeugwechsel-Vorrichtung nach einem beliebigen der Patentansprüche von 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zweites Magazin (35) zum Tragen einer Anzahl der genannten Platten (14a) enthält, wobei in beiden Richtungen arbeitende Übergabemittel (38, 39, 2t) für die einzelnen Platten (14, 14a) zwischen dem genannten zweiten Magazin (35) und der genannten Werkzeugwechsel-Position vorgesehen sind.

9. Werkzeugwechsel-Vorrichtung, anbringbar an Holzverarbeitungsmaschinen, nach den vorstehenden Patentansprüchen und nach dem was unter Bezugnahme auf die Abbildungen in den beiliegenden Zeichnungen und zu den erwähnten Zwecken beschrieben und gezeigt wurde.