DE1261374B - Baechle, Milwaukee, Wis (V St A) I Vorrichtung zum Speichern von Werkzeugen mit einem kraftbetatig ten Magazin - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B23b

Deutsche Kl.: 49 a-43/03

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1261374
K 40657 I b/49 a 23.Juni 1959 15. Februar 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Speichern von Werkzeugen mit einem kraftbetätigten Magazin zur Aufnahme der in der Werkzeughalterung einer Werkzeugmaschine zu verwendenden Werkzeuge, wobei das Magazin Vorrichtungen zur lösbaren Halterung der Werkzeuge aufweist.

Bei modernen, mit automatischer Programmsteuerung arbeitenden Werkzeugmaschinen muß während des Ablaufes des Programms ein Austausch der Werkzeuge in der Werkzeughalterung der Maschine erfolgen. Die benötigten Werkzeuge werden dabei in einem Magazin bereitgestellt, aus dem sie in Abhängigkeit von entsprechenden Steuerimpulsen entnommen und gegen das in der Werkzeughalterung der Maschine liegende Werkzeug ausgetauscht werden. Der bei einfachen Werkzeugmaschinen in derartigen Fällen verwendete Revolver, an dem die einzelnen für ein Arbeitsprogramm benötigten Werkzeuge in entsprechenden Halterungen angebracht sind und der jeweils so verdreht wird, daß die entsprechende Halterung mit dem benötigten Werkzeug in Arbeitsstellung liegt, sind bei den bei großen Maschinen verwendeten umfangreichen Programmen infolge der Vielzahl der benötigten und gegebenenfalls anzutreibenden Werkzeuge nicht anwendbar.

Es sind derartige Werkzeugwechselmagazine bekannt, die die Werkzeuge in entsprechenden Arbeitshalterungen enthalten und die an der Maschine so bewegbar gelagert sind, daß das jeweils benötigte Werkzeug an der Bearbeitungsstelle liegt und aus dem Magazin in Arbeitsstellung vorgeschoben und gegebenenfalls mit dem Antrieb gekuppelt werden kann. Bei einer anderen bekannten Anordnung wird das Magazin so verstellt, daß das ausgewählte Werkzeug in einer Wechselstellung liegt, worauf das gesamte Magazin bis an die Werkzeughalterung der Maschine verschoben und der Austausch des Werkzeuges in der Arbeitshalterung vollzogen wird. Es ist ferner bekannt, in den Wechselmagazinen Werkzeugspeicherhülsen vorzusehen, um die Werkzeuge lösbar im Magazin zu halten.

Alle diese bekannten Magazine machen es notwendig, daß das Magazin wenigstens zeitweilig im Bearbeitungsbereich der Maschine liegt. Beim Aufbau der Maschine muß also der Arbeitsbereich so ausgebildet sein, daß ein entsprechender Platz für das Magazin, zusätzlich zu dem vom Werkzeug und Werkstück benötigten Platz, vorhanden ist. Dies macht eine wesentliche Erhöhung der freien Stützhöhen der Ständer und der freien Längen der Ausleger erforderlich, wodurch nicht nur die Maschinen-Vorrichtung zum Speichern von Werkzeugen mit einem kraftbetätigten Magazin

Anmelder:

Kearney & Trecker Corporation, Milwaukee, Wis. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt, 1000 Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

Wallace E. Brainard,
John A. Hansen,
Robert K. Sedgwick,
Charles B. Sipek,
"Hans J. Baechle, Milwaukee, Wis. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. Juni 1958 (744 976), vom 30. März 1959 (802924)

kosten erhöht, sondern auch die Schwingungsneigung gefördert wird.

Die Überführung des erforderlichen Werkzeuges aus dem Magazin in die Werkzeughalterung der Maschine mittels Ubertragervorrichtung war bisher mangels einer geeigneten Ausbildung des Magazins nicht möglich.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Werkzeugwechselmagazin für eine Werkzeugmaschine so auszubilden, daß eine Übertragung des Werkzeuges aus dem in Abstand von der Bearbeitungsstation an der Maschine angeordneten Magazin in die Werkzeughalterung mittels einer beliebigen Ubertragereinrichtung möglich ist und daß kein zusätzlicher Platzbedarf an der Bearbeitungsstation der Maschine gegeben ist. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Magazin an der Werkzeugmaschine festliegt und eine Werkzeugwechselstation aufweist, an die durch Betätigung des Magazins dessen an sich bekannte Werkzeugspeicherhülsen nacheinander bewegbar sind, wobei eine Steuereinrichtung zum selbsttätigen Abschalten der Magazinbetätigung vorgesehen ist, wenn das aus-

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gewählte Werkzeug an der Werkzeugwechselstation liegt, in der das ausgewählte Werkzeug in einem vorbestimmten Abstand abseits von der Werkzeughalterung der Maschine liegt, so daß das in der Werkzeughalterung der Maschine liegende Werkzeug gegen das an der Wechselstation im Magazin liegende Werkzeug austauschbar ist.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung liegt also, auch wälirend des Werkzeugwechsels, das Ma-

rungsbahnen (nicht dargestellt) zusammenarbeiten, welche sich am Boden des Ständers 41 befinden, so daß der Ständer längs des Maschinenbettes 40 gleiten kann. Am Bett 40 und am Ständer 41 sind in teleskopischer Anordnung mehrere verschiebbare Platten 43 so befestigt, daß sie die Längsbewegung des Ständers 41 nicht stören, während sie gleichzeitig eine Schutzdecke über den Bahnen 42 bilden, so daß die während eines Bearbeitungsvorganges entstehen-

ten, um den Kreuzschlitten in seiner lotrechten Bewegungsbahn gleitend zu tragen. Die lotrechte Bewegung des Kreuzschlittens 49 in der einen oder in der anderen Richtung erfolgt durch Drehen einer Gewindespindel 50, die sich im Gewindeeingriff mit

gazin außerhalb der Bearbeitungsstation, und der io den Späne nicht auf die Führungsbahnen 42 fallen

Wechsel des Werkzeuges kann durch beliebige Um- können.

Setzvorrichtungen durchgeführt werden. Der Ständer 41 weist lotrechte Führungsbahnen 48

Um unabhängig von der Lage der Drehachse des auf, die mit komplementären Führungsbahnen (nicht

Magazins die Werkzeugachse an der Wechselstation dargestellt) eines Kreuzschlittens 49 zusammenarbeiin die für den Wechselvorgang notwendige Lage zu 15
bringen, können die Werkzeugspeicherhülsen des
Magazins an der Werkzeugwechselstation verschwenkbar sein. Dabei kann eine Sperrvorrichtung
vorgesehen sein, welche die Werkzeugspeicherhülsen

in .achsparalleler Lage festhält und die Hülsen an der 20 einer auf einem Kugellager laufenden Gewindemutter

Werkzeugwechselstation jedoch zum Ausschwenken (nicht dargestellt) befindet, die in dem Kreuzschlitten

freigibt. 49 befestigt ist. Die Spindel 50 wird von dem Stän-

Wenn das Magazin durch einen Motor angetrieben der 41 drehbar getragen und ist mit ihrem oberen

ist, kann die den Motor mit dem Magazin verbin- Ende in einer Kappe 51 gelagert, die am oberen

dende Antriebswelle aim Umfang mit einer Ab- 25 Ende des Ständers 41 befestigt ist und sich vom

fiachung versehen sein, die einen Schalter zum Ab- Ständer über die Führungsbahnen 48 erstreckt, um

schalten des Motors betätigt und damit die Drehung die Spindel 50 aufzunehmen. Das untere Ende der

des Magazins beendet, wenn das ausgewählte Werk- Spindel 50 ist in einem Lager (nicht dargestellt) ge-

zeug genau vor der Werkzeugwechselstation steht. lagert, das am Ständer 41 unterhalb der Oberseite

Vorzugsweise kann das Magazin nach beiden 30 des Maschinenbettes 40 befestigt ist. Die Spindel 50 Drehriohtungen gedreht werden, um das ausgewählte kann in der einen oder in der anderen Richtung von Werkzeug an der Werkzeugwechselstation bereit- einem Motor 52 gedreht werden, der von der Oberzustellen. Der von der Abflachung der Welle be- seite der Kappe 51 getragen wird und die Spindel 50 tätigte Schalter kann in einer Steuerschaltung liegen, dreht, um den Kreuzschlitten 49 in seiner Bewedie bei seiner Betätigung die Vorwärtsdrehung des 35 gungsbahn durch Kraftantrieb zu bewegen. Zwei Motors beendet, wenn das Magazin so verstellt ist, aus Kolben und Zylinder bestehende hydraulische daß das" ausgewählte Werkzeug an der Werkzeug- Aggregate sind über Treibstangen 54 mit dem Kreuzwechselstation steht, und die selbsttätig den Rück- sohlitten 49 verbunden und sind in bekannter Weise lauf des Motors einleitet, und es kann ein Schwenk- so angeordnet, daß dem Gewicht des Unterschlittens arm so vorgesehen sein, daß er sich an die Abflachung 40 49 und seiner zugehörenden Vorrichtung entgegendes Magazins anlegen kann, wenn das Magazin an gewirkt wird.

einer von einer Anzahl von Schaltstellungen steht, Von dem Kreuzschlitten 49 wird ein Spindelstock

wobei der Schwenkarm durch eine Feder od. dgl. 60 getragen, dessen waagerechte Führungsbahnen 61

gegen die Welle vorgespannt ist und durch eine Be- mit komplementären Führungsbahnen des Kreuz-

tätigungsvorrichtung während der Vorwärtsdrehung 45 Schlittens 49 zusammenwirken. Ständer 41, Kreuz-

des Magazins gegen die Kraft der Feder außer Ein- schlitten 49 und Spindelstock 60 können also drei

griff mit der Antriebswelle bewegbar ist und während der Rückdrehung des Magazins für den Eingriff mit der Antriebswelle freigegeben wird und wobei der Schwenkarm bei vollem Anliegen an der Abflaehung der Antriebswelle den Schalter betätigt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine sohaubildliche Ansicht einer dungsgemäßen Werkzeugmaschine,

Fig. 2 eine ins einzelne gehende Seitenansicht von rechts auf das bei der in F i g. 1 dargestellten Maschine verwendete Werkzeugspeictiermagazin,

gegenseitig verschiedene Bewegungen ausführen. Der Spindelstock 60 trägt drehbar eine Spindel 62 für ein Werkzeug 65, das sich bei Ausführung eines Bearbeitungsvorganges mit der Spindel 62 dreht. Die Spindel 62 wird in bekannter Weise von einem Kraftantrieb (nicht dargestellt) getrieben.

Die Spindel 62 trägt das Werkzeug 65 in einer solchen Stellung, daß das Werkzeug ein Werkstück erfin- 55 (nicht dargestellt) bearbeiten kann, das sich auf einem einstellbaren Drehtisch 66 befindet, der auf der Unterseite eines an der Vorderfläche des Maschinenbettes 40 befestigten Untergestells 67 gelagert ist. In der dargestellten Ausführung nimmt der

F i g. 3 ein Schnitt entlang der Linie 3-3 in F i g. 2 60 Drehtisch 66 die an Schlitten (nicht dargestellt) be-

uod festigten Werkstücke auf, wobei die Schlitten dem

F i g. 4 ein Horizontalschnitt durch die Mitte des Drehtisch 66 auf zwei Schienen 64 mittels einer

Magazins. Fördervorrichtung (nicht dargestellt) zugeführt und

Die in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Werk- an den Schienen zum Ausführen einer automatischen zeugmaschine weist ein Maschinenbett 40 auf, das 65 Bearbeitung festgeklemmt werden. Es kann aber einen Ständer 41 gleitbar trägt. Zu diesem Zweck auch ein üblicher Drehtisch vorhanden sein, an den ist das Maschinenbett 40 mit waagerechten Führungs- jedes einzelne Werkstück mit der Hand von der Bebahnen 42 versehen, die mit komplementären Füh- dienungsperson festgeklemmt wird.

Die in F i g. 1 dargestellte Maschine ist mit einem erfindungsgemäßen, automatisch betätigten Werkzeugwechsler ausgerüstet, der auf dem Kreuzschlitten 49 der Maschine gelagert ist. In einem ebenfalls am Kreuzschlitten angeordneten Magazin 70 ist eine Anzahl von Werkzeugen 65, die zur Durchführung eines Bearbeitungsvorganges benötigt werden, z. B. Bohrer 68 oder Fräser 68', gespeichert. Ein Werkzeugwechselarm 71 wird von einem hydraulischen Aggregat getragen, das den Werkzeugwechselarm 71 so betätigt, daß er ein ausgewähltes Werkzeug 65 aus dem Magazin 70 herauszieht und in die Spindel 62 einsetzt, so daß dieses Werkzeug einen Bearbeitungsvorgang ausführen kann. Gleichzeitig zieht der Werkzeugwechselarm 71 das bereits in der Spindel 62 befindliche Werkzeug 65 zurück und schiebt das Werkzeug zwecks Speicherung in das Magazin 70.

An der rechten Seite des Kreuzschlittens 49 ist eine Platte 80 (F i g. 1) befestigt, von der das Magazin 70 so getragen wird, daß es sidh mit dem Kreuzschütten bei dessen lotrechter Bewegung bewegen kann. Die nähere Ausführung des Magazins 70 ist in den F i g. 2 bis 4 dargestellt. Das Magazin weist einen Werkzeugtragring 81 auf, der zwischen einer Vorderplatte 82 und einer Hinterplatte 83 drehbar getragen wird. Der Tragring 81 ist mit einer Innenverzahnung 84 versehen und wird von zwei an der einen und anderen Seite der Innenverzahnung 84 angeordneten Kugellagern 85 und 86 getragen. Die Vorderplatte 82 und die Hinterplatte 83 haben je eine Ringschulter, die an den Innenlaufringen des Kugellagers 85 bzw. 86 anliegt, während der Werkzeugtragring 81 ebenfalls zwei Ringschultern hat, auf denen die Außenlaufringe der Kugellager 85 und .86 liegen. Infolge dieser Anordnung ist also der Werkzeugtragring 81 zwischen der Vorderplatte 82 und der Hinterplatte 83 fest gelagert, kann sich aber zwischen diesen Platten frei drehen.

Die Hinterplatte 83 weist eine Mittelöffnung 91 auf, die eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Abschnittes der Antriebsvorrichtung bildet, die später beschrieben wird. Die Öffnung 91 wird von einer Nabe 92 begrenzt, die sich seitlich zur Hinterplatte 83 zur Innenfläche der Vorderplatte 82 erstreckt. Mehrere Kappenschrauben 93 durchsetzen Bohrungen der Vorderplatte 82 und sind in die Nabe 92 eingeschraubt, um die Vorderplatte 82, den Werkzeugtragring 81, die Hinterplatte 83 und die Kugellager 85 und 86 gegenseitig zu befestigen und in der richtigen Stellung zu halten.

Der Werkzeugtragring 81 dient als Speicher, der verschiedene Werkzeuge 65 trägt und der ausgewählte Werkzeuge einzeln einer Werkzeugwechselstation 105 zuführt, an der die Werkzeuge dem Werkzeuigwechselarm 71 erreichbar sind. Zu diesem Zweck hat der Ring 81 eine nach außen ragende kreisringförmige Ringleiste 106, auf der mehrere Konsolen 107 in gleichem Abstand voneinander befestigt sind und sich aus dem Ring 81 radial nach außen erstrecken. Jede Konsole 107 weist zwei auf Abstand stehende, nach außen gerichtete Schenkel 108 auf, die einen Zapfen 109 tragen, der den zwischen den Schenkeln 108 vorhandenen Spalt überbrückt.

Von allen Konsolen 107 wird je eine Platte 110 6g getragen, die eine Bohrung zur Aufnahme des Zapfens 109 hat und von den Schenkeln 108 beidseitig umfaßt wird, so daß also die Platte 110 von der Konsole 107 drehbar getragen wird. Mehrere Werkzeugspeicherhülsen oder Werkzeugschachteln 115 sind im Magazin angeordnet. Eine Platte 110 ist an der Umfangsfläche je einer Speicherhülse 115 befestigt. Die Werkzeugspeicherhülsen 115 dienen zur Aufnahme der verschiedenen Werkzeuge 65, so daß jedes Werkzeug 65, das zur Bearbeitung an der Maschine verfügbar sein muß, innerhalb des Magazins 70 durch Einsetzen in eine der Speicherhülsen 115 gespeichert werden kann. In der dargestellten Ausführung sind dreißig Speicherhülsen 115 gezeigt, die zur Aufnahme von dreißig Werkzeugen dienen, und da ein Werkzeug 65 sich in der Spindel 62 befindet, stöhen einunddreißig verschiedene Werkzeuge 65 zur Verfügung. In der dargestellten Ausführung sind zwar dreißig Speioherhülsen 115 dargestellt, doch können auch andere Mengen vorhanden sein, um den Erfordernissen einer jeweiligen Verwendung zu genügen. Außerdem sind nur zwei Werkzeuge 65 zur Vereinfachung in zwei Werkzeugspeicherhülsen 115 dargestellt, jedoch können Werkzeuge 65 in allen Werkzeugspeicherhülsen oder in einem Teil der Werkzeugspeicherhülsen enthalten sein.

Das Werkzeug 65 wird innerhalb der Hülse 115 von einem Kolben 125 federnd nachgiebig zurückgehalten, der sich innerhalb einer in der Platte 110 geformten Bohrung befindet und dessen Achse sich quer zur Achse der Speicherhülse 115 erstreckt. Eine Feder 126 liegt mit ihrem einen Ende an dem Kolben 125 an und wird von einem Pfropfen 127 zusammengepreßt, der in die die Feder 126 enthaltende Bohrung eingeschraubt ist. Der Kolben 125 durchsetzt eine in der Speicherhülse 115 geformte Querbohrung, so daß der Kolben 125 in Berührung mit dem Umfang des innerhalb der Speicherhülse 115 liegenden Werkzeuges 65 gedrückt wird, um das Werkzeug 65 nachgiebig federnd in der Speicherhülse 115 zu halten.

Das Werkzeug 65, das ausgewählt ist, um von dem Wechselarm 71 in die Spindel 62 eingesetzt zu werden, muß zur Arbeitsstation 105 des Magazins 70 bewegt werden. Diese Bewegung erfolgt durch Kraftantrieb vom Motor 130 aus. In der Darstellung ist als Beispiel ein hydraulischer Motor gewählt, doch kann zu diesem Zweck auch ein Elektromotor verwendet werden. Eine Abtriebswelle 131 des Motors 130 treibt ein Zahnradgetriebe 132, dessen Zahnrad 133 mit der Innenverzahnung 84 des Werkzeugtragringes 81 im Eingriff steht. Infolgedessen wird bei der Drehung des Motors 130 der Ring 81 gedreht, um die Speicherhülse 115 und die von ihnen getragenen Werkzeuge 65 in einer Ringbahn zu bewegen.

Jedes Werkzeug 65 wird durch eine Zahl von Null bis Einunddreißig identifiziert. Alle diese Zahlen sind entsprechend dem binären System chiffriert oder codifiziert, um die Zahl des Werkzeuges anzuzeigen. Es werden bekanntlich in dem binären System nur zwei Zahlen, und zwar 0 und 1, verwendet, und da einunddreißig Zahlen in der dargestellten Ausführung erforderlich sind, müssen fünf Ziffern des binären Systems vorgesehen sein. Die Zahl 00001 bezeichnet ein Werkzeug Nr. 1, während die Binärzahl Hill das Werkzeug Nr. 31 identifiziert. Es sind daher fünf Umfangsstreifen auf der Ringbüchse 119 erforderlich, die die Codezeichen bezeichnen, wobei jeder Streifen in dem dargestellten Beispiel eine der Ziffern des binären Systems darstellt. Jeder dieser Umfangs-

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streifen kann einen Umfangsring oder eine Umfangs- geformten Zylinders 163 zugeführt. Diese Druckrippe haben, die die Nummer 1 für diese jeweilige flüssigkeit drückt den im Zylinder 163 gelegenen Ziffer der Binärzahl anzeigt. Das Fehlen einer Um- Kolben 164 nach oben, so daß sicih der Kolben 164 fangsrippe 135 längs irgendeines Umfangsstreifens an den Schwinghebel 157 anlegt. Bei der Aufwärtszeigt die Nummer 0 für diese jeweilige Ziffer des 5 bewegung des Kolbens 164 durch die Druckflüssigbinären Systems an. keit dreht der Kolben 164 den Schwinghebel 157 Diese Codifizierung der Werkzeuge 65 wird von nach oben in die in gestrichelten Linien in F i g. 2 einem Werkzeugwählerkopf oder Ablesekopf 140 ab- dargestellte Stellung, in der sich der Schwinghebel gelesen. Vor dem Einschalten des Motors 130 157 außer Berührung mit der Kupplungsbüchse 161 zwecks Drehung des Ringes 81 wird die Identifizie- io befindet, so daß die Drehung der Büchse nicht berungsnummer des gewünschten Werkzeuges auf das !hindert wird. Der über dem Kolben 164 übertragene elektrische Regelsystem entweder von Hand oder Druck wirkt gegen den Druck einer Feder 165, die automatisch in einer später beschriebenen Weise federnd nachgiebig auf die entgegengesetzte Seite des aufgedrückt. Beim Drohen des Ringes 81 liest dann Schwinghebels 157 drückt, um den Schwinghebel der Ablesekopf 140 das Codezeichen auf den Ring- 15 nach unten in seine untere Drohstellung zu bewegen, büchsen 119 ab, und wenn die von dem Lesekopf Wenn die Vorwärtsdrehung des Motors 130 beendet

140 an der Ringbüchse 119 abgelesene Nummer mit ist und während die Rückwärtsdrehung des Motors der Nummer zusammenfällt, die auf das elektrische 130 mit Kriechgeschwindigkeit erfolgt, wird die Regelsystem aufgedrückt worden ist, dann schaltet Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 163 abgeleitet, so das elektrische Regelsystem den Motor 130 ab und 20 daß die Feder 165 den Schwinghebelarm 157 zur unterbricht dadurch die Drehung des Ringes 81. Der Kupplungsbüchse 161 dreht.

Ablesekopf weist bewegliche Finger 141 auf, die aus Bei jeder halben Umdrehung der Abtriebswelle einem Gehäuse 142 ragen und an fünf Umfangs- 131 des Motors 130 wird der Ring 81 über einen streifen der Ringbüchsen 119 der Werkzeuge 65 an- Winkel von 12 Winkelgraden gedreht, so daß die liegen, die so bezeichnet worden sind, daß sie die 25 eine Speicherhülse 115 aus der Werkzeugwechsel-Codezeichen zur Identifizierung jedes Werkzeuges Station 105 herausbewegt und die nächste Speicherenthalten. Jeder Finger 141 wird nachgiebig federnd hülse 115 in Ausrichtung mit der Wechselstation 105 nach vorn in Anlage an die Ringbüchse 119 von gebracht wird. Die Kupplungsbüchse 161 ist so aneiner Feder gedrückt, die ihren zugehörenden Finger geordnet, daß, wenn die eine oder die andere der

141 in die Bewegungsbahn der Ringbüchsen 119 30 Abflachungen 160 mit der Unterfläche des Schwingschiebt, wenn sich diese Büchsen bei der Drehung hebeis 157 ausgerichtet ist und beide Flächen in volldes Ringes 81 auf ihrer Kreisbahn bewegen. kommener Lageberührung stehen, sich eine Speicher-Wenn die durch das Codezeichen auf der be- . hülse 115 genau an der Werkzeugwechselstelle 105

treffenden Ringbüchse 119 auf den Ablesekopf 140 befindet. Wenn dagegen die eine oder die andere der aufgedrückte Zahl mit der Zahl übereinstimmt, die 35 Abflächungsflächen 160 der Kupplungsbüchse 161 auf das elektrische Regelsystem zum Auswählen des nicht mit der Unterfläche des Schwinghebels 157 ausgewünschten Werkzeuges aufgedrückt worden ist, gerichtet ist, dann legt sich der Durchmesser der dann wird der Motor 130 abgeschaltet, um die Vor- Büchse 161 an die Unterfläche des Schwinghebels wärtsdrehung des Ringes 81 zu beenden. Wenn das 157, so daß also die Feder 165 den Schwinghebel erfolgt, hat der Ring 81 sich über die gewünschte 40 157 nicht in seine untere Stellung drücken kann. Das Stellung hinausbewegt, so daß daß sich das aus- Ende des Schwinghebels 157 legt sich daher nicht gewählte Werkzeug 65 etwas jenseits der Werkzeug- an den Schaltkolben 162 des Grenzschalters 150. Wechselstation 105 befindet. Die elektrische Regel- Wenn jedoch beim Drehen des Motors 130 in entvorrichtung arbeitet daher, um den Motor 130 sofort gegengesetzte Richtung bei Kriechgeschwindigkeit mit einer Kriechgeschwindigkeit zurückzuführen, bis 45 die eine der Abflächungsflächen 160 der Kupplungsdas gewünschte Werkzeug 65 genau an der Werk- büchse 161 mit der Unterfläche des Schwinghebels zeugwechselstation aufgestellt worden ist. Die Rück- 157 fluchtet, dann drückt die Feder 165 den Schwingdrehung des Motors 130 wird durch Schaltung eines hebel 157 in seine unterste Stellung, wie dies die zu-Grenzschalters 150 (F i g. 2) beendet. gehörende Abflachung 160 zuläßt, und der Schwing-

Die genaue Regelung des Motors 130 zur ge- 50 hebel 157 legt sich an den Schaltkolben 162, um den rauen Aufstellung des ausgewählten Werkzeuges 65 Grenzschalter 150 zu betätigen, an der Werkzeugwechselstation 105 erfolgt mittels Durch das Schalten des Grenzschalters 150 wird

der in F i g. 2 dargestellten Einstellvorrichtung 155, ein Solenoidventil abgeschaltet, das das Arbeiten des die ein Gehäuse 156 aufweist, das einen Schwing- Motors beendet. Eine der das ausgewählte Werkhebel 157 mittels eines Zapfens 158 drehbar trägt, 55 zeug 65 enthaltenden Speicherhülsen 115 ist dami der von dem Gehäuse 156 getragen wird und mit genau an der Werkzeugwechselstation 105 aufgestellt, dem einen Ende des Schwinghebels 157 in Drehver- Die Werkzeugwechselvorrichtung arbeitet nunmehr, bindung steht. Der Schwinghebel 157 liegt über zwei um das in der Spindel 62 befindliche Werkzeug 65 Abflachungen 160, die sich auf einer Kupplungs- durch ein anderes Werkzeug 65, das an der Werkbüchse 161 befinden, die auf die Abtriebswelle 131 60 zeugwechselstation 105 aus der Speicherhülse 115 des Motors 130 aufgekeilt ist und sich mit dieser herausgezogen- wird, auszuwechseln. Die Drehung · Abtriebswelle 131 des Motors dreht. Der Schwing- des Ringes 81, durch die das ausgewählte Werkzeug hebel 157 erstreckt sich von dem Drehzapfen 158 an der Werkzeugwechselstation 105 aufgestellt wird, über das Gehäuse 156 und ragt über dessen Kante kann während eines Bearbeitungsvorganges erfolgen, hinaus, wobei er einen Schaltkolben 162 des Grenz- 65 der von dem in der Spindel 62 befindlichen Werkschalters 150 berührt, um diesen Schalter zu betätigen. zeug 65 ausgeführt wird. Wenn dieser Bearbeitungs-

Beim Vorwärtsgang des Motors 130 wird Druck- Vorgang beendet ist, wird das anschließende geflüssigkeit dem unteren Ende eines im Gehäuse 156 wünschte Werkzeug 65 an der Werkzeugwechsel-

station 105 aufgestellt sein, und die Werkzeugwechselvorrichtung kann dann sofort betätigt werden, um einen Werkzeugwechsel in der Spindel 62 zu bewirken.

Der Durchmesser des Magazins 70 wird dadurch auf einer Kleinstgröße gehalten, daß die innerhalb des Magazins aufgestellten, zur Aufnahme der Werkzeuge 65 dienenden Speicherhülsen 115 mit ihren Achsen im wesentlichen parallel zur Achse des Magazins stehen. Alle Speicherhülsen 115 werden jedoch von je einer Konsole 107 drehbar getragen. Zum Verriegeln der Speicherhülsen 115 in ihrer Speicherstellung, in der ihre Achsen im wesentlichen parallel zur Magazinachse verlaufen, weist das Hmterende jeder Speicherhülse 115 eine Schrägfläche 170 auf, die sich an eine komplementäre ringförmige Schrägfläche oder Kegelfläche 171 anlegt, die auf dem Umfang der Hinterplatte 83 geformt ist. Bei der Drehung des Ringes 81 gleiten die Schrägflächen 170 der Speicherhülsen 115 längs der ortsfesten Schrägflächen 171 der Hinterplatte 83, wobei dieser Eingriff mit der Schrägfläche 171 eine Drehung der Speicherhülsen 115 nach außen verhütet. Die Schrägfläche 171 reicht über den gesamten Umfang der Hinterplatte 83, mit Ausnahme des Abschnittes an der Werkzeugwechselstation 1.05, an der diese Fläche 171 unterbrochen ist, um eine Auswärtsdrehung der Speicherhülsen 115 an dieser Station zu ermöglichen.

Zur Ausführung eines Werkzeugwechsels muß die an der Wechselstation 105 befindliche und die das ausgewählte Werkzeug 65 enthaltende Speicherhülse 115 nach außen gedreht werden, so daß sich die Achsen der Speicherhülse 115 und ihres zugehörenden Werkzeuges 65 im wesentlichen senkrecht zur Achse des Magazins erstrecken. Die Speicherhülse 115 muß daher um ungefähr 90 Winkelgrade gedreht werden, um ihr zugehörendes Werkzeug 65 aus der Peripherie des ,Magazins zu bewegen. Diese Bewegung der ausgewählten Speicherhülse 115 wird von einer an der Werkzeugwechselstation 105 angeordneten Drehvorrichtung 175 erzeugt.

Die Drehvorrichtung 175 (F i g. 4) wird von einer aus einem Kolben und Zylinder bestehenden Vorrichtung 176 betätigt, die auf der Vorderplatte 82 gelagert ist. Die Vorrichtung 176 weist eine Kolbenstange 177 auf, an deren Ende eine Platte 178 befestigt ist. Die Platte 178 ist mit einem Kolben 180 verbunden, der von einer von der Vorderplatte 82 getragenen Führung 181 gleitbar zwecks Ausführung einer Axialbewegung getragen wird. Der Kolben 180 hat ein abgeschrägtes Ende 182, das sich an eine komplementäre abgeschrägte Fläche 183 der Platte 110 anlegen kann. Wie beschrieben, ist je eine dieser Platten 110 mit je einer Speicherhülse 115 verbunden.

In F i g. 4 ist der Kolben 180 in seiner zurückgezogenen Stellung dargestellt, wobei die Kolbenstange 177 in den Zylinder 176 zurückgezogen ist. Wenn das ausgewählte Werkzeug an der Werkzeugwechselstation 105 aufgestellt ist, wird die Vorrichtung 176 eingeschaltet, um die Kolbenstange 177 und infolgedessen auch den Kolben 180 nach rechts, gesehen in Fig. 4, zu bewegen. Das abgeschrägte Ende 182 des Kolbens 180 legt sich dann an die abgeschrägte Fläche 183 der Platte 110. Bewegt sich der Kolben 180 weiterhin nach rechts, so dreht er die Speicherhülse 115 in Linksrichtung, gesehen in Fig. 4, in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung. In dieser Stellung der Speicherhülse 115, in der die Hülsenachse im wesentlichen senkrecht zur Achse des Magazins 70 gerichtet ist, ragt das Werkzeug 65 aus dem Magazin 70 heraus, und es befindet sich in einer Stellung, in der es von einem der Werkzeuggreifer des Werkzeugwechselarmes 71 erfaßt werden kann.

Um den elektrischen Regelstromkreis für die Sequenzen des Zyklus vorzubereiten, erstreckt sich die Platte 178 in Seitenrichtung der Kolbenstange 177 (F i g. 4), so daß sie sich an die Schaltkolben zweier Grenzschalter 184 und 185 anlegen kann. Bei zurückgezogenem Kolben 180 (F i g. 2 und 4) liegt die Platte 178 an dem Schaltkolben des Grenzschalters 184 an, um diesen Schalter einzuschalten. Bei der Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 177 gibt die Platte 178 den Schaltkolben des Grenzschalters 184 frei. Erreicht der Kolben 180 die Grenze seiner Vorwärtsbewegung, dann legt sich die Platte 178 an den Schaltkolben des Grenzschalters 185, um den Schalter zu schalten und anzuzeigen, daß ein Werkzeug 65 aus dem Magazin 70 ragt und daß sich das Werkzeug in einer Stellung befindet, in der es von den Werkzeuggreifern des Wechselarmes 71 erfaßt werden kann.

Wie bereits erwähnt, stellt die Einstelleinrichtung 155 das ausgewählte Werkzeug 65 genau an der Werkzeugwechselstation 105 auf. Sollte jedoch eine geringe Verlagerung des Werkzeuges 65 vorhanden sein, so wird das Werkzeug bei der Drehbewegung seiner zugehörenden Speicherhülse 115 von zwei Führungen 190 und 191 an der Werkzeugwechselstation 105 genau aufgestellt.

Die Führungen 190 und 191 sind an der Kante zweier Platten208 und 209 (Fig. 3) befestigt und sind so angeordnet, daß sie zwischen sich einen Abstand bilden, der dem Abstand zweier ebener Flächen 192 entspricht, die sich auf dem Umfang der Speicherhülse 115 befinden. Die Aufstellung der ebenen Flächen 192 auf der Speicherhülse 115 ist aus F i g. 2 zu sehen. Die Abmessung zwischen diesen beiden ebenen Flächen 192 wird genau aufrechterhalten, damit die Flächen genau in den Abstand zwischen den Führungen 190 und 191 passen. Bei der Auswärtsdrehung der Speicherhülse 115 aus ihrer in dem Magazin 70 eingenommenen Normalstellung bewegen sich die ebenen Flächen 192 in den zwischen den Führungen 190 und 191 vorhandenen Zwischenraum, um die Speicherhülse 115 an der Werkzeugwechselstation 105 genau aufzustellen.

Die nach außen bewirkte Drehstellung der Speicherhülse 115 an der Werkzeugwechselstation 105 wird von einer Anschlagschiene 201 genau festgelegt, die sich über den zwischen den Führungen 190 und 191 vorhandenen Spalt erstreckt, wobei das eine Ende der Anschlagschiene 201 an der Führung

190 befestigt und das andere Ende an der Führung,

191 angebracht ist. Die Anschlagschiene 201 arbeitet mit einer an dem hinteren Ende jeder Speicherhülse 115 vorhandenen Anschlagfläche 202 zusammen, so daß die Speicherhülse 115 in ihrer nach außen gerichteten Stellung zwecks Ausführung eines Werkzeugwechsels genau aufgestellt wird. Bei der nach außen erfolgenden Drehung der Speicherhülse 115 durch das' Arbeiten des Kolbens 180 wird die Drehbewegung so lange fortgesetzt, bis die Anschlagfläche 202 sich an die Kante der Anschlagschiene 201 anlegt. Diese Stellung der Speicherhülse 115 ist in ge-

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strichelten Linien in F i g. 4 dargestellt, wobei sich das Werkzeug6S aus dem Magazin 70 nach außen erstreckt und die Anschlagfläche 202 der Speicherhülse 115 dicht an der Kante der Anschlagschiene 201 anliegt. Wenn die Drehbewegung der Speicherhülse 115 beendet ist, so daß das Werkzeug 65 nach außen ragt, wird der im Zylinder 176 vorhandene hydraulische Druck weiter aufrechterhalten, um die Anschlagfläche 202 in dichte Anlage an die An-

210 gedreht und infolgedessen der Schieber 205 nach vorn bewegt. Bei der Vorwärtsbewegung des Schiebers 205 legt sich der Schieber an die Kegelfläche 170 der Speicherhülse 115 und dreht die Speicher-5 hülse 115 nach innen in das Magazin, nachdem der Werkzeugwechsel beendet worden ist. Der Schieber 205 nimmt dann seine Normalstellung ein, in der seine Kegelfläche 206 mit der Kegelfläche 171 der Hinterplatte 83 ausgerichtet ist, um eine unbeabsich-

ihrer Stellung sicher zu halten.

Wie bereits erwähnt, werden die Speicherhülsen 115 an einer Auswärtsdrehung von ihrer im Magazin

schlagschiene 201 zu drücken und die Speicherhülse io tigte Drehbewegung der Speicherhülse 115 bei ihrem 115 bei der Ausführung eines Werkzeugwechsels in Vorbeigang an der Werkzeugwechselstation 105 zu

verhüten.

Zum federnden Festhalten des Schiebers 205 in seiner zurückgezogenen Stellung und in seiner Vor-

70 eingenommenen Normalstellung an allen Stellen, 15 wärtsstellung ist nahe dem Schieber 205 eine Arreaußer an der Werkzeugwechselstation 105, durch tierung 213 vorhanden. Eine Sperrkugel 214 wird in Anlage ihrer Kegelflächen 170 an die auf dem Um- eine in der Außenfläche des Schiebers 205 befindfang der Hinterplatte 83 vorhandene ringförmige liehe Rast 215 von einer an der Sperrkugel anlie-Kegelfiäche 171 verhindert. Die Hinterplatte 83 ist genden Feder 216 gedrückt. Die Rast 215 bestimmt jedoch an der Werkzeugstation 105 unterbrochen, so 20 die zurückgezogene Stellung des Schiebers 205. Beim daß eine Drehung der Speicherhülsen 115 an dieser Einschalten der Vorrichtung 176 überwindet der von Stelle möglich ist. Da sich aber die Speicherhülsen dieser Vorrichtung entwickelte Druck die Kraft der 115 an dieser Wechselstation 105 bei der Drehung Feder 216, so daß die Kugel 214 aus der Rast 215 des Ringes 108 vorbeibewegen, muß an der Wechsel- herausgedrückt wird und eine Vorwärtsbewegung des station 105 eine Vorrichtung vorgesehen sein, die die 25 Schiebers 205 erfolgen kann.

Auswärtsdrehung der Speicherhülsen 115 verhindert, Außer zur Herbeiführung der Auswärtsdrehung

außer durch die Betätigung der Vorrichtung 176. Zu des ausgewählten Werkzeuges 65 dient die Drehdiesem Zweck wird ein Schieber 205 zwischen den vorrichtung 175 auch noch dazu, das hydraulische Führungen 190 und 191 und zwei Schultern 207 Antriebsaggregat des Werkzeugwechselarmes zu gleitbar getragen, die auf den Platten 208 und 209 30 drehen, damit der Werkzeugwechselann 71 aus sei-(Fig. 3) geformt sind. Der Schieber 205 hat an sei- ner zurückgezogenen Ruhestellung gedreht werden nem Vorderende eine Kegelfläche 206, die der auf kann.

der Hinterplatte 83 befindlichen Kegelfläche 171 ent- Die Auswärtsbewegung des Werkzeugwechselspricht. Bei zurückgezogenem Kolben 180 befindet armes 71 erfolgt gleichzeitig dann, wenn ein Werksich der Schieber 205 in seiner vorderen Stellung, 35 zeug 65 aus dem Magazin 70 nach außen gedreht wobei die Kegelfläche 206 sich in Ausrichtung mit wird. Der Antrieb für die Drehung des Antriebsder Kegelfläche 171 befindet. Die Kegelfläche 206 aggregate für den Wechselarm wird daher von dem füllt daher den an der Werkzeugwechselstation 105 Zahnrad 210 abgeleitet, das auf der. Welle 230 aufvorhandenen Spalt aus und bildet eine Fortsetzung gekeilt ist, deren Lagerung in den Platten 208 und der Kegelfläche 171, so daß eine Drehung der Spei- 40 209 (Fig. 3) erfolgt. Die Welle230 erstreckt sich cherhülsen 115 an der Wechselstation 105 so lange über die Platte 209 hinaus und nimmt ein auf der vermieden wird, bis die Drehung des Ringes 81 be- Welle aufgekeiltes Zahnrad 231 auf. Mit dem Zahnendet ist und ein Betätigen der Vorrichtung 176 er- rad 231 arbeitet ein breites Zahnrad 232 zusammen, folgt. das drehbar von einem Wellenstummel 233 getragen

Bewegt sich der Kolben 180 nach vorn, um ein 45 wird, der in der Platte 209 befestigt ist. Das Zahn-Werkzeug 65 zur Außenseite des Magazins 70 zu rad 232 hat einen seitlich gerichteten Anguß, drehen, so wird der Schieber 205 zurückgezogen, um Wenn der Kolben 180 nach vorn geschoben wird,

seine Kegelfläche 206 nach hinten zu bewegen, so um ein Werkzeug 65 aus dem Magazin 70 herausdaß die Auswärtsdrehung der Speicherhülse 115 er- zudrehen, dann dreht der Kolben 180 das Zahnrad folgen kann. Das Zurückziehen des Schiebers 205 50 210 und infolgedessen die Welle 230. Hierdurch wird erfolgt mittels eines Zahnrades 210, das sich im Ein- das Zahnrad 232 gedreht und infolgedessen sein zugriff mit einer Zahnstange 211 befindet, die auf dem gehörender Anguß in einer Kreisbahn bewegt. Mit Kolben 180 gebildet ist. Außerdem steht das Zahn- dem Anguß sind über einen Zapfen Lenker verbunrad 210 noch im Eingriff mit einer Zahnstange 212, den zum Bewegen des hydraulischen Antriebsaggredie sich auf der Innenfläche des Schiebers 205 be- 55 gats für den Werkzeugwechselann. Der Werkzeugfindet. Bewegt sich der Kolben 180 nach vorn, um wechselarm 71 bewegt sich bei der Drehbewegung ein Werkzeug 65 nach außen zu drehen, so wird das des Aggregats aus seiner Ruhestellung in seine Ar-Zahnrad 210 gedreht, das auf Grund seines Ein- beitsstellung. Nach Beendigung des WerkzeuggriSes mit der auf dem Schieber 205 geformten Zahn- wechseis erfolgt die umgekehrte Bewegung, um den stange 212 den Schieber 205 zurückzieht. Die Kegel- 60 Werkzeugwechselarm 71 wieder zurückzuführen, fläche 206 des Schiebers 205 ist dann außer Berührung mit der Kegelfläche 170 der Speicherhülse 115,
wie in gebrochenen Linien in F i g. 4 dargestellt ist.
Ein anderer Zweck des Schiebers 205 besteht
darin, beim Zurückziehen des Kolbens 180 die Spei- 65
cherhülse 115 in ihre innerhalb des Magazins 70 befindliche Normalstellüng zurückzudrehen. Beim
Zurückziehen des Kolbens 180 wird das Zahnrad

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Speichern von Werkzeugen
mit einem kraftbetätigten Magazin zur Aufnahme
der in der Werkzeughalterung einer Werkzeugmaschine zu verwendenden Werkzeuge, wobei
das Magazin Vorrichtungen zur lösbaren Halte-

rung der Werkzeuge aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (70) an der Werkzeugmaschine festliegt und eine Werkzeugwechselstation (105) aufweist, an die durch Betätigung des Magazins dessen Werkzeugspeicherhülsen (115) nacheinander bewegbar sind, wobei eine Steuereinrichtung zum selbsttätigen Abschalten der Magazinbetätigung vorgesehen ist, wenn das ausgewählte Werkzeug (68) an der Werkzeugwechselstation liegt, in der das ausgewählte Werkzeug abseits von der Werkzeughalterung der Maschine liegt, so daß das in der Werkzeughalterung der Maschine liegende Werkzeug gegen das an der Wechselstation im Magazin liegende Werkzeug austauschbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Werkzeuge achsparallel im Magazin gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspeicherhülsen (115) des Magazins an der Werkzeugwechselstation (105) verschwenkbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Sperrvorrichtung (170, 171), die die Werkzeugspeicherhülsen (115) in achsparalleler Lage festhält, die Hülsen an der Werkzeugwechselstation (105) jedoch zum Ausschwenken freigibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 mit einem Motor zum Antrieb des Magazins, dadurch gekennzeichnet, daß die den Motor mit dem Magazin (70) verbindende Antriebswelle (131) am Umfang mit einer Abflachung (160) versehen ist, die einen Schalter (150) zum Abschalten des Motors (130) betätigt und damit die Drehung des Magazins beendet, wenn das ausgewählte Werkzeug (68) genau vor der Werkzeugwechselstation (105) steht.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (70) nach beiden Drehrichtungen ge-

dreht werden kann, um das ausgewählte Werkzeug an der Werkzeugwechselstation bereitzustellen.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (150) in einer Steuerschaltung liegt, die bei seiner Betätigung die Vorwärtsdrehung des Motors (130) beendet, wenn das Magazin (70) so verstellt ist, daß das gewählte Werkzeug an der Werkzeugwechselstation (105) steht, und die selbsttätig den Rückwärtslauf des Motors einleitet, und daß ein Schwenkarm (157) so vorgesehen ist, daß er sich an die Abflachung anlegen kann, wenn das Magazin an einer von einer Anzahl von Schaltstellungen steht, wobei der Schwenkarm durch eine Feder (165) od. dgl. gegen die Welle vorgespannt ist und durch eine Betätigungsvorrichtung (163, 164) während der Vorwärtsdrehung des Magazins gegen die Kraft der Feder (165) außer Eingriff mit der Antriebswelle bewegbar ist und während der Rückwärtsdrehung des Magazins für den Eingriff mit der Antriebswelle freigegeben wird und wobei der Schwenkarm bei vollem Anliegen an der Abflachung der Antriebswelle den Schalter (150) so betätigt, daß die Steuereinrichtung den Motor abschaltet und damit die Drehung des Magazins beendet, wenn das gewählte Werkzeug (68) sich genau an der Werkzeugwechselstation (105) befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 926 888, 676 150,
175;

schweizerische Patentschriften Nr. 75 567,
258 358;

Zeitschrift »Machinery«, London, vom 11.4.1958, S. 848 bis 850;

Zeitschrift »AmericanMachinist«, vom 2.12.1957, Anzeigenseiten, S. 80/81.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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