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Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechselvorrichtung Die Erfindung betrifft
eine Werkzeugmaschine, z.B. Bohr- und Fräswerk, mit einer Bearbeitungsstation,
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an der verschiedene Werkzeuge zum Durchführen verschiedener Arbeiten
aufnehmbar sind, und mit einem Werkzeugspeicher und mixt einer Werkzeugwechselvorrichtung
mit einem drehbaren Werkzeugwechselarm, wobei das ausgewählte Werkzeug durch die
Werkzeugwechselvorrichtung
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aus dem Werkzeugspeicher entnehmbar und zu der Werkzeugaufnahmevorrichtung
der Bearbeitungsstation überführbar ist und der Werkzeugwechselarm in einer Arbeitsstellung
zur Durchführung des Werkzeugwechsels und. in eine Ruhestellung verschwenkbar ist.
Bei
modernen Werkzeugmaschinen ist es in der Regel. notwendig, die Wertizeuge in der
Werkzeughalterung an der Bearbeitungsstation der Maschine entsprechend einem vorbestimmten
Bearbeitungspro;ramm auszutauschen:--
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Dazu ist es bekannt, an der Bearbeitungsstelle selbst einen revolverartig
drehbaren liehrfachwerkzeughalter anzubringen, der durch seine Drehung das erforderliche
Werkzeug an die Bearbeitungsstelle brin;t, an Gier es aus dem Nehrfachwerkzeughalter
in xrbeitsstellung aus-4eschoben und dabei ggl. mit dem antrieb verbunden wird.
Nach einer anderen bekannten Anordnung liegt
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das Werkzeugmagazin ausserhalb der Bearbeitungsstelle und wird zum
Auswechseln des Werkzeugs an die Bearbeitungsstelle eingefahren, wobei aas ausgewählte
",Verkzeug in eine entsprechende .,dechselstellun@ im Magazin gebracht und gegen
das in der Werkzeughalterung liegende, beim vorherigen Arbeitsgang benötigte Werkzeug
ausgetauscht wird. Diese bekannte icaordnungen benötigen zwar nur eine einfache
Umsetzvorrichtung zum Austauschen der Werkzeuge zwischen PTagazin und Werkzeughalterung,
jedoch muss an der Bearbeitungsstelle f der vom Magazin wenigstens während des jVlerkzeugwechsels
benötigte
Fl;:tz vorgesehen werdent wodurch grössere Kosten entstehen uila die ,3chwingungsneigunb
der Ilaschine durch die notwendigen grösseren ätützläzgen -gefördert wird.
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Ein wesentliches Problem bei derartigen 1@e@@lzeu@@@@echelvorrichtun_:en
lieg; in einer möglichst schellen und trotüdem exakt steuerbaren Be,.ret,un- des
:bertragungsorGans. Dic=se 3ewegunt- hängt einmal von der Ausbildunj ses ilbertragun#;sor
anes selbst utid Nur, <<nd¢ren von
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Art und _iio@;nun=des :'_ntriebe"ab.
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Es st sie :ier z@iii-:fun sug2@aiiäeliegen@:e _Aufgabe, c*i:e derai-tiüe
;erkze@tg;:e,:,441eiii.@ehtun Tier ein;angs u;:jri-,;seneii :_rt zu scaa@fen,die
sich iii t,l£.ei;-entlichen j.irbeitsbereic:: des ;@er@zeug@@ecäi:;el@.rxe.= völlig
prei bewegen k-3,-in, eine dass wesentlxclie Teile des Antriebsaggregt=tes in riesem
Bereich vorgesehen sein müssen und wobei zum an'-:eren die Verschwsnlsung zwischen
a.rbeits- und Huhestellung unmittelbar zu dem Zeit-
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nkt einsetzen kann in welchem die Greifer, die
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in der Bearbeitungsstation bezwdem Werkzeugspeicher
eingesetzten
Werkzeuge freigegeben haben. Gemäss Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der
Werkzeugwechselarm an einem aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung um eine
Achse parallel zur Schwnkachse des Werkzeugwechselarmes schwenkbaren Träger angeordnet
ist.
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Durch diese erfindungsgemässe Anordnung können einmal die Intriebsaggregate
sowohl für die Schwenkbewegung des Werkzeugwechselarmes selbst als auch für die
Verschwenkung des Werkzeugattägers und die Axialverschiebung des Werkzeugträgers
in Abstand von der eigentlichen Wechselstelle angeordnet sein, wodurch eine wesentlich
kompaktere Anordnung der Maschine im eigentlichen 73e--.rbeitungs- und Wechselbereich
möglich ist. Zum anderen besteht durch die Verschwenkung des Trägers mit
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dem Werkzeu.,lwechselarm parallel zur Drehebene des Werkzeugvrechselarmes
selbst, die an sich für den Werkzeugwechsel. freigehalten werden muss, nicht die
Gefahr, dass beim y erschwenken der Werkzeu;wechselarm an itlaschinenteilerbezr.
;Terkstücken anstösst bezw. der entsprechende Platz freigelassen werden muss.
Die
Betätigungseinrichtung für die Drehbewegung des Werkzeugwechselarmes liegt vorzugsweise
in Abstand von diesem und die Drehkraft wird mittels einer Transmission übertragen.
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Durch eine zweite vom Werkzeugwechselarm entfernt angeordnete Betätigungseinrichtung
kann über eine Kupplung Üie Drehkraft auf den Träger für. den Werkzeugwechselarm
zum Verschwenken des Werlczeuäwechselarmes zwischen Arbeits- und Ruhestellung angeordnet
sein. Durch-eine
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@i:citte '@etätigungseinrichtung, die in Abstand vom Jerkzeugwechselarm
angeordnet ist, kann der Träger mit dem aerkzeugwechselarm in Richtung seiner Drehachse
veTscho-'.sen. werden, um die vIerkzeu-e i-Ii fUie und aus der Bearbei-@u:@zgsstc@ton
beüw. Speiche--@einrichtunc, einzusetzen bezw. sie r,1i_szuzieheii, wenn sie von
dein. Greifern des Werlizeuöwechselarmes erlasst sind.
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Dubei ist die die Drehkraft für den Werkzeugwechselarm Übertragende
;^lelle vorzugsweise in der Bohrung der als: Hohlwellen koaxial ineinanderliegenden
oWelle für die
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f Übertragung der Drehbewegung des Trägers für den Werkzeugwechselarm
und
Wellenhülse für die Axialverschiebung des ITerkzeug;-techselarmes gelagert.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt:
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Fig.l eine jc:iräga.nsicht einer er-I- ndun-sgemässen Werkzeudmasc@.@,
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Fig.2 einen Seilschnitt in Draufsicht auf den ;,erlY-zeugspeicher-,
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Fig.3 einen ,-)cLini ttansicht durch ein EndE: der -eTer -zeugweciiselvo-rrichtun@
entsprechend der Linie 3-3 in Fig.2,
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Fig. 4 eine Vorderansicht des Kreuzschliff,-;; er,. .-# gerr:ä ss
der ysi r#ig.l dargestellten Maschine mit Jpindel'opf und ,lerkzeugspeicher, wobei
sich der i;Terkzeugwechselarm in
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seiner Arbeitsstellung befindet,
Fig.5 eine Ansicht
ähnlich Fig.4, wobei sich jedoch der Verkzeugwechselarm in Ruhestellung befindet,
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Fig.6 bis 6F eine Reihe schematischer Schrägansichten der Vorderseite
der Spindel und des Magazins-derin Fig.l dargestellten Werkzeugmasc.liine, und stellen
verschiedene Zagen des Werkzeugwechselarmes beim Wechsel eines Werkzeuges, und -
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Fi--.7 ein otrangscliem,i' des hydraulischen Strömungskreises. Die
in Fig.l dargestellte erfindungsgemässe Werkzeugmaschine weist ein I.Iasc:@inengestell
40 auf, auf dem ein ,itäiider 41 auf waagerechten Führungen 42 verschiebbar liegt.
Mehrere fl.t te@ 3 sind telesltop@@rtig v erschiebba.r a;ii Haschinvngestell
`0 uii-__ -m Länden 41 befestigt, Der Gtänuer 41 h:.t senk-rechte i@ül#i.ungen
48 für einen
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49. ,Die wenkreci ;e Bewegung des Schlittens 49 in der eine;. oder
Jel@.:itt@r en I:i Tja üur@; erfolgt - durch einen Srin':eltrieb 50. Die ivirii,<el
50 is i im Ständer 41
an ihrem oberen Ende in einem Kopf
51 und am unteren Ende unterhalb der Decke des Maschinengestelles 40
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am Ständer 41 gelagert. Die Spindel 50 wird von einem auf der Oberseite
des Kopfes 51 angeordneten, Motor 52 gedreht. Zwei aus Kolben und Zylinder bestehende
hydraulische Vorrichtungen 53 seitlich des. Kopfes 51 sind mit dem Schlitten
49 über-Verbindungsstangen-54 so verbunden, dass das Gewicht des Schlittens 43 ausgeglichen
ist. Der Schlitten 49 hat einen Spindelstock 609 der waagerechte I'ührungen
61 aufweist und eine flanvorschubbewegung in einer horizontal verlaufenden Bahn
ausführen kann.
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Der Spindelstock 60 trägt drehbar eine Spindel &2, die ein Werkzeug
65 aufnehmen-kann und von einem Motor 466 (Fig.5) in. bekannter Weise in Drehung
gesetzt wird.
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Das Werksdick (nicht- dargestellt ist auf einem drehbaren Spanntisch
66 befestigt, der auf der Uatte eines an der -. Vorderseite des Maschinengestells
40 vorhandenen Fu:se- _ Ständers 67 gelagert ist.
Die in Fig.l
dargestellte Werkzeugmaschine-weist einen erfindungsgemässer- automatisch betätigbaren,
auf dem Kreuzschlitten 49 gelagerten mechanischen Werkzeug-Wechsler auf. Zu diesem
Zweck sind mehrere Werkzeuge . 65, z.B. Bohrer.68 oder Fräser 68A, in, einem Magagin
70 gespeichert. Am Schlitten 49 liegt eine Werkzeug-
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w chseleinrichtung 71 (Fig.2),die ein hydraulisches .Aggregat 72 aufweist,
das einen Werkzeugwechselarm 75 so antreibt, dass dieser ein, ausgewähltes Werkzeug:
65 aus dem Magazin 70 entnimmt und in die Spindel 62 einsetzt. Gleichzeitig
zieht der Werkzeugwechselarm 75 das bereits in der Spindel 62 befindliche Werkzeug
aus der Spindel 62 heraus und setzt es in das Magazin 70 ein.
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Der Werkzeugwechselarm 75 ist an einem Wechselärmträger 175 drehbar
gelagert, der seinerseits zwecks horizontaler Drehbewegung X um den Werkzeugwechselarm
75 zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung zu bev@egen. Die Fig.l
unü 4 zeigen den Werkzeugwechselarm.
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75 in seiner Ruhestellung ausserhalb der Bewegungsbahn
des
Spindelstockes 60 zwischen der Rückfläche des Magazins 70 und der rechten
Seite des Bpindelstokkes 60. Soll ein Werkzeugwechsel ausgeführt werden, dann wird
der Wechselarmträger 175 in einer lotrechten Ebene auf seiner Welle 80 nach links
in Fig.l gedreht, um den Jerkzeugwechselarm 75 um ungefähr 15 Winkelgrade aus der
in Fiö.ö dargestellten Ruhestellung in die in:
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Fig.6A dargestellte, zur Ausführung eines .erkzeuGwechselvorganges
erforderliche Arbeitsstellung zu drehen.
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An den Enuen des ;1erkzeugwechselarmes 75 befinden sich Werkzeuggreil_er
74 u..Ld 76. Jeder Werkzeuggreifer hat eine im wesentlichen halbkreisförmige Fläche
77, die eine am Werkzeuö 65 angebrachte Rinöbüchse 79 aufnilflmt. In jedem Greifer
74 oder 7b ist eine federbelastete tolle 79 vorgesehen, die das Werkzeug 65 in der
halbkreisförmigen Fläche 77 hält, wie dies in Pig.2 und 3 gezeigt ist.
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Fig.6 bis 6E zeigen schematisch denrbeitszyklus des Werkzeugwechselarmes
75 beim Auswechseln eines in der
Spindel 62 befindlichen Werkzeuges
65. Fig.6 zeigt den Werkzeugwechselarm 75 in seiner Ruhestellung. Aufgrund eines
entsprechenden Signales wird. das hydraulische Aggretat 72 betätigt und dreht den
Werhzeugwechselarm 75 um die waagerechte Welle 80 von vorne gesehen nach rechts
in weine in Fig,6.dargestellte Arbeitsstellung, während der Bewegau, des Werkzeugwechselärmes
75 in seine Arbeitsetellung wird euch das ausgewählte "Jerkzeug cp5 ;nas dem Magazin
70 radial nach aussen geschwenkt, wie ;lies in Pig.6A angedeutet ist.
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In Arbeitsstellung steht der Werkzeugwechselarm 75 in der Mitte zw.°.cüen
dem im Magazin 70 ausgeschwenkten Werkzeug 65 und der Spindel 62 (Fig. 611)
, so dass die Werkzeuggrei..'er 74 und 76 die Werkzeuge hei Drehung des Armes
75 gleichzeitig erfassen können.-Der Arm `I5 wird dann von einem hydraulischen Aggregat
370 (Fig.2 und ?) kum seine waagerechte Achse weiter rechts in die in Fig.
6B dargestellte Stellung gedreht, in der der Grei2er 7. das Werkzeug 65 im
Hagazin 70 und der Greifer 76 das Werkzeug 6 5 in der Spindel 62 erfasst.
In
der in-Fig.6B dargestellten Stellung des Werkzeugwechselarmes 75 haben die Greifer
74 und 76 die beiden Werkzeuge 65 erfasst, um die Werkzeuge aus der Spindel 62 bezw.
dem Magazin 70 herauszuziehen. Dazu wird der Werkzeugwechselarm 75 von dem hydraulischen
Aggregat 72
axial nach vorne in die in Fig.6C gezeigte Stellung bewegt.
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Danach wird der Werkzeugwechselarm 75 um 18ü0 von vorn gesehen nach
rezhts in Richtung der Pfeile in Pig,6C in die in Fig.6D dargestellte Stellung gedreht.
Bei dieser Drehung des Werkzeugwechselarmes 75 wird der Bohrer 68 von der Spindel
62 zum Magazin 70 und der Fräser 68A vom Magazin 70 zur Spindel 62 bewegt, Sobald
der Bohrer 68 und der Präser 68A durch diese halbe Drehung des o#lerkzeugweehselarmes
75mit den Haltern
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in Magazin bezw. Spindel fluchteng wird dee -Werkzeugwechselarm 75-axial
zurückgezogen ind die -1bälden Werkzeuge 65 in die Spindel 62 bbzw. 3.n. das Magazin`
78 eingesetzt" wie dies Pig.6D zeigte
Der Werkzeugwechselarm 75
wirddann, wie durch die in Fig: 6E dargestellten Pfeile angedeutet, in die in Fig.6A
dargestellte Stellung bewegt. In dieser Stellung liegt der Werkzeugwechselarm um
180o aus seiner zu Beginn
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des Werkzeugwechselvorganges eingenommenen Stellung, . und die Werkzeuggreifer
74 und 76 werden dabei ausser Eingriff von dem zugehörenden Werkzeug 65 gebracht.
Das hydraulische Aggregat 72 schwenkt dann den Werkzeugwechselarm 75 nach links
aus seiner Arbeitsstellung in die in Fig.6 dargestellte Ruhestellung, in der der
Arm 75 das Arbeiten des Spindelstockes 60 nicht behindert. Bei der Bewegung des
Werkzeugwechselarmes.75 in seine Ruhestellung wird das Magazin 70-gedreht und das
als nächstes benötigte Werkzeugausgewählt
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Das Magazin 70 hat einen Werkzeugtragring 81, der in einem Gehäuse
82 (Fig.2) drehbar gelagert -ist. Der Werkzeugtragring 81 wird von einem Flüssigkeitsfotor'
86 gedreht, der auf einer von dem Magazin; 70 getragenen Vorderplatte 87 befestigt
i st..Der Motor 86 treibt-
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über ein Zahnradgetriebe (nicht dargestellt) in bekannten
reise
den Ring 81, am ein ausgewähltes Merkzeug an einer Werkzeuwechselstation 88 aufzustellen,
andem das Werkzeug von dem Werkzeuöwechselarm 75 erfasst werden kann. Der Werkzeugwec
äselring 81 weist eine j'#-nzahl Werkzeuöhalter 91 für je ein sderkzeug 65 auf.
Jeder Sockel 91 weist im derkzeurwechselring 81 eine Iaiordnung auf, dass er an
der eierkzeugwechselsti.tion 88 aus dem Magazin '70 in Wechselstellung herausgeschtaenht
werden kann, so dass das Werkzeug von dem @,ler'kzeug@iechselarm 75 zur Ausführung
eines ilerkzeugweehsels erfasst werden kann. Die Steuerung des Ho lors 86 zur genauen
Einstellung des ausgewähltene -yerkzeuges E5 an der Werkzeugwechselstation 88 erfolgt
mittels eines Grenzschalters 95, der L:ittels ei nys Schwingarmes 101 über
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eine durch den Blocl-. 5¢1 (Ei g.7) dargey-tellte Regelvorrichtung
geschaltet wird.
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Durch das ;ichalten des Grenzschalters 95 wird ein.Solenoidventil
abgeschaltet, das den tjlotor 86 ausschaltet, das
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wenn der Werkzeugträger 91., der ale gewünschte Merkzeug 65 enthält,
genau an der Werkzeugwechselstation 88 liegt.
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i
Das dargestellte Magazin 70 ist so ausgebildet,
dass
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es dreissig Werkzeuge-- aufnimmt. Mit dem in der Spindel 62 befindlichen
stehen also einunddreissig Werkzeuge zum wahlweisen Einsetzen in die Spindel 62
zur oVerfügung Jedes oWerkzeug ist entsprechend dem binarene System
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kodiert, um eine Kennzahl des Werkzeuges anzuzeigen und weist mehrere,
den Ring 78 umgebende Umfangsrippen (Fig.6) auf. Jede Umfangsrippe kann die Ziffer
1 füg die jeweili& Zahl. des Binarsystems darstellen.
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Die Kodierung der terk--eu-e 65-wird nsn sich bekannter Weise von
einem nicht bezeigten -Lbtaster abgelesen.. Vom dem Einschalten des den Ring 81
drehenden Motors 88 wird die Identifivierungszahl des gewünschten Werkzeuges auf
den Werkzeugwählerkreis (nicht gezeigt) einer elektrischen Regelanlage entweder
von Hand oderautomatisch eingespeist. Die genaue: Steuerung des Motors
86 zur genauen Einstellung des ausgewählten.Werkzeuges an vier Werkzeugwechselstation
wird mittels einer Einstellvorrichtung 100 (Fig. 2 ) erhalten, die auch schematisch
in Fig.1 dargestellt ist.
Der Durchmesser des Magazins 70 wird
dadurch auf einem Kleinstmuss gehalten,. dass die Werkzeugträger 91 im I#:ngäsin
im wesentlichen achsparallel zur Drehachse
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des Ilagazins gespeichert werden.; Jeder Speichersockel 91 ist auf
dem Ring 81 schwenkbar so gelagert" dass der Träger 9l an der Werkzeugwechselstation
um etwa 900 nach aussen geschwenkt wird, so dass die Achsen des Trägers 91
und seines zugehänenden Werkzeuges 65
im wesentlichen senkrecht -zur Magazinachse
liegen., Eine derartige Drehbewegung des ausgewählten Speichersockels 91 erfolgt
durch eine aus Kolben und Zylinder bestehende Antriebsvorrichtung 110e die auf der
Platte 87 des Magazins (Fig.2) gelagert isst und deren Kolben eine Kolbenstange
111 aufweist, an deren verschiebbarem Ende eine Scheibe 112 befestigt ist. .An der
Scheibe 112 ist ein Kolüen 113 befestigt, der axial bewegbar in einer Führung 114
an der Vorderplatte 87 des
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I4 gazins 70 verschiebbar ist. Wird der Kolben 113 durch die axitliebsvorrichtung
110 axial nach linksf gesehen in i#ij.2 bewegt, dann legt sich der Kolben 1.13 an
den Träger 91 an, der in der Werkzeugwechselstation 88 liegt, und schwenkt diesen
durch die Weiterbewegung
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des Kolben: 11nach aussen in eine ötellung, in der das Merkzeug vors
Werkzeuggreifer 74 oder 76 des Werkzeugwechselarnes 75 erfasst werden kann.
-An
der unteren Kante der Scheibe 33;2 Ist eine Konsole 'b:efezti;gt, die zwei -Hflcken.
11'7 und 118. hat, welche
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@so versellbar sein können, dass sie die Schaltglieder zweier Grenzschalter
121 bezw. 122 betätigen. Nimmt-1er-lb@en 11 -die in g.2 dargestellte zurückgezogene
Stellung ein, dann schaltet die Hocke 113 den Grenzschalter 122. Bewegt sich die
Kolbenstange 111 nach vorn, um den Kolben 113 vorzuschieben, dann gibt die
Nocke
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113 den Grenzschalter 12'2 frei, und-an der vorderen Endstellung schaltet
die Nocke 117 den Grenzschalter 121, um auf diese Weise anzuzeigen, dass ein Werkzeug
ö5 aus dem Magazin 70 in einer Wechselstellung liegt.
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Das V=chieben und das Zurückziehen des Werkzeugwechselarmes 75 erfolgt
mittels einer Hohlwelle 126,-die eine Axialbewegung in dem koaxialen rohrförmigen
Zylinder 73 ausführen kann. Die Bewegung des Werkzeugwechsele.rmes 75 zwischen seiner
Ruhestellunö und seiner ,irbeitsstellung eri`olüt durch Drehen einer Rohrwelle 152,
die koaxial in ä.er Hohlwelle 126 drehbar gelagert ist. Die Rohrwelle 152
ist
mit dem s.echselarmträger 175 verbunden, um diesen um die Achse der Romwelle 152
zu drehen. Du-ch diese Drehbewegung des Trägers 175 wird der Werkzeugwechelarm
7559
der am freien Ende des Trägers drehbar gel@:gert isz,
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zwischen seiner Ruhestellung und seiner ärbeitsstellun-L: gedreht.
Der "ericzeugwechselarm 'i 5 wird durch ein= .1-elle 155, die koaxial in der Rohrwelle
152 angeordnet ist, gedreht.
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ilie Fig.2 zeigt, ist der rohrförmiüe Zylinder 7> in einer waagerechten
Bohrung einer U-förmigen, am iccilitten 49 befestigten T_a.6-konsole 125 angebracht.
Die lan#;e@ohl:elle 12ö ist innerhalb des 4linders 73 an drei hellen 12'(,128, 129
gelagert, um in jeder axialen Sttellunb eine genaue
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Fluchtstellung der Hohlwelle zu sichern. Der üie mittlere -Lagerstelle
bilaenue Kolben 129 führt nichi nur uie Län@sbewegung der Hohlwelle 126, sondern
stützt auch den zwischen den hagern 127 und 128 gelegenen Mittelabschnitt
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der Hohlwelle
126 ab. Der Hohlwellenlegeriräger 136 isz auf
dem vorderen Ende der Hohlwelle 12b ahn@:hrrbar gelagert und kann sich mit der Jelle
120 in @änüs_ier@tuig bewegen. Das vordere Ende der sioi;lwelle 12ö ist, mi t einem
Gewindeabschnitt-zur .aufnahme des lagerträgers 136 versehen.
Zwei Grenzschalter 179 und 180 (Fig.2) regeln den Stromkreis für
aufeinanderfolgende Schritte des Werkzeugwechselzyklusses. Der Grenzschalter 179
ist auf der Rückfläche
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der Tragkonsole 125 befestigt; der Grenzschalter 180 wird von einem
Zwischensteg der Konsole 125 (Fig.2) getragen. Der Grenzschalter 179 wird von einer
Knigge 131 geschaltet, die in einem Tragring 132 befestigt: ist,der auf dem nach
hinten gerichteten Abschnitt der Hohlwelle 126 verstellbar liegt. Der Grenzschalter
180, der einwärts oder vorwärts des Grenzschalters 179 angeordnet istr wird von
einer Knigge 133 auf dem Umfang des Tragringes 1.32
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und unterhalb der Hohlwelle 126 geschaltet. Befindet eich ie Hohlwelle
126 in ihrer zurückgezogenen Stellung" so scualtet die Knigge 131 den Schalter 179
und zeigt dadurch an, dass der Werkzeugarm 75 vollotändig zurückgezogen worden ist.
Ist dagegen die Hohlwelle 126 nach
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links bewegt worden und infolgedessen der Werkzeugwechselarte 75 vollständig
-mrbesehoben, wie Fig.2 zeigt, dann schaltet die Knigge 133 den Schalter 180 und
zeigt in
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üer elektrischen Regelanlage an, dass der Werkzeugwechselarm 75 vollständig
vorgeschoben-worden iet.
-Der Weehselarmträ,ger 175 weist ein Traggestell
176 mit einem Umfangsflansch auf, der ,sich paus dem Gestell 176 nasch hinten zum
'Schlitten ¢6 erstreckt. Ein Deckel 181
passt dicht auf den Umfangsflansch
170 und ist an diesem Elansüh mit Schrauben 195 befestigt. Der Deckel
181 hat an :seinem ebenen. Ende eine runde Öffnung 182, so dass der Deckel
auf eine in längsrchtung nach aussen gerichtete Nabe aufgesetzt werden kann' die
sich am Träger 146 befindet. Die gesamte Zusammenstellung 176,181 wird am Träger
146 mit mehreren Schrauben 184 befestigt, die in Gewindebohrungen eines Flansches
eingeschraubt
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sind. Der Wechselarmträger 175 dient auch als Gehäuse für einen KetteArzebp
der die Drehung der Welle 155 auf den Werkzeugwechselarm 75 überträgt.
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Der Werkzeugwechselarm 75 wird mittels einer 1-Verkzeugarmwelle 193
gedreht, die. in einer mit dem unterene Ende
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des Trägers 175 aus einem Stück bestehenden Nabe 191 gelagert ist.
Auf den hinteren kegeligen Abschnitt der Welle 193 ist ein Kettenrad 197 aufgekeilt
und mittels Mutter 210 festgelegt. Die axial gerichtete Nabe des Kettenrades 197
nimmt ein Wälzlager auf, das in der Nabe 191 gelagert ist und sowohl das
Kettenrad 197 als auch das hintere Ende der Welle 193 lagert.
Das:
vordere Ende der vielle 193 ist in. einem Wälzlager gelagert, welches in den vorderen
Ende der habe 191 angeordnet ist.
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Eine Sperrmutter 212, welche auf das äussere Ende der Welle 193 geschraubt
ist, für den Wechselarm 75 hat eine Ringnut und hält den .Arm 75 in .Arbeitsstellung
auf der Welle 193.
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Die Welle 155 dreht den Wechselarm 75 mittels einer endlosen über
die Kettenräder 159 und 197 laufenden Kette 216.
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Das Spannen der Kette 23.6 zum Entfernen von Durchhan6 erfolgt mittels
einer Spannvorrichtung 220 auf dem Gestell 176 (Fig.2).
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Das hydraulische-Aggregat 72 stellt den Werkzeugarm 75 entweder in
seine Arbeitsstellung oder in seine Ruhestellung ein und dreht gleichzeitig den
Werkzeugarm 75, um einen Werkzeugwechsel in der bereits beschriebenen Weise auszuführen.
Das hydraulische Aggregat 72 (Fig.2i und 6) weist ein ITotargehäuse 240 auf, aas
einen verhältnismässig
langen senkrechten Zylinder 241 und einen
verhältnismässig kurzen Zylinder 242 haty der parallel zum langen Zylinder "241
ang eordnet ist. Das Gehäuse 240 weist ferner eine waagerechte nach vorn gerichtete
rohrförmige Traghülse 243 auf, die auf das nach hinten gerichtete Ende der Hohlwelle
126 (Fig.2-,6 und 10) aufgeschoben ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass
das hydraulische Aggregat 72 die Hohlwelle 126
bewegt, wenn die Hohlwelle
ihre Längsbewegung ausführt. Das nach hinten gerichtete Ende der Hohlwelle 126 wird
in der Traghülse 243 aufgenommen und wird in der. Hülse festgeklemmt, so
dass sich aas hydraulische Aggregat
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72 mit der Hohlwelle 126 bei ihrer Axalbewegung bewegt. Das hydraulische
Aggregat verhindert auch ein -Drehen der riohlwelle 126 in dem Zylinder 73.
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Das hydraulische Aggregat 72 ist auf diese Weise mit der Hohlwelle-126
verbunden und bewegt sich, glechzeitig mit der Hohlwelle. - -Jas hydraulische IIgregat
verhindert auch ein Drehen der-Hohlwelle 126 in dem,Zyiinder 7. . _
Befindet
sich der Werkzeugwechselarm 75 in seiner vorgeschobenen Stellung, so wird er um
einen Winkel von 18o0 gedreht, um die Stellung der beiden in den Greifern 74 und
76 befindlichen Werkzeuge 65 zu tauschen. Diese Drehbewegung des -derkzeugweehselarmes
mit den in den Greifern 74 und 76 befindlichen beiden Werkzeugen-65 erfolgt nur,
wenn sich der Werkzeugwechselarm 75 in seiner vorgeschobenen Stellung befindet.
Die Drehung des Werkzeugwechselarms 75, zum Austausch der Stellungen der in seinen
Greifern gehaltenen Werkzeuge 65 .erfolgt verhältnismässig schnell und es ist möglich,
dass beim Stillsetzen des Armes 75 das Trägheitsmoment der in
-
den Greifern befindlichen Werkzeuge 65 den Druck der Federn überwindet,
so dass die Rollen 79 die Werkzeuge 65 mehr innerhalb der Greifer festhalten. Damit
die Sicherheit besteht, dass eine derartige unbeabsichtigte Verlagerung der beiden
Werkzeuge aus den Greifern des Werkzeugweccselarmes- 75 nicht erfolgt, ist ein hydrauliisctier
Strömungskreis vorhanden, welcher Kolben 444 in ihrer, äussersten Stellungen verriegelt
und hierdurch
-
die beiden Rollenpaare der Rollen 79 in Berührung mit den innerhalb
der Greifer 74 und-76 befindlichen Werkzeugen 65 hält.
Der vereinfachte
Werkzeugwechselarm 75 hält die Werkzeuge 65 sicher in den Greifern 74 und 76 zurückg
da die Rollen 79 beim Drehen des Werkzeugwechselarmes 75 in Anlage an den Ringen
der Werkzeuge hydraulisch verriegelt werden. Die Drehgeschwindigkeit des Armes 75
. beim Austausch der Stellungen der Werkzeuge braucht daher nicht verringert zu
werden., da sich die Werkzeuge aus den Greifern nicht verlagern können, wenn das
bei
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der Drehung des Werkzeugwechselarmes 75 auftretende Trägheitsmoment
der Werkzeuge auf die Werkzeuge einwirkt.
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Die Spindel weist eine Spannhülse 470 (Fig.7) zum selbsttätigen Verriegeln
eines Werkzeuges in der Spindel auf, so dass nach dem durch den Werkzeugweehselarm
erfolgende Einsetzen des Werkzeuges in die Spindel ein Bearbeitungsvorgang ausgeführt
werden kann. Die Spannhülse 470 wird automatisch betätigt. Die in dem Strom-ILreis
der l'ig.7 schematisch dargestellte Spindel 62 ist in #3)pindelstöck 60 drehbar
gelagert und weist ein Zahnrad 465 auf, das über ein Getriebe 507 von einem Kraftantrieb
466 getrieben-wird. Die Spindel 62 enthält die Spannhülse 47 zur Aufnahme des Schaftes
des Werkzeugs 65
und ist so angeordnet,-dass sie in bekannter Weise
zwecks Verriegelung des ;erkzeuges 65 an der Spindel 62 betätigbar ist. Das Verriegeln
des .leri@zeugs 65
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mit der Spindel 62 erfolbt dadurch, dass die Üpannliülse 470 nach
hinten gezogen wird, .so dass sie aicil fest
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an den Schaft des Werkzeugs anlegt. Zur Freigabe des Werkzeugs wird
die Spannhülse 470 um ein kleines Ausmass nach vorn bewegt, so dass der Druck auf
den Schaft des Werkzeugs 65 aufhört. Innerhalb der Spindel 62 liegt eine Zugstange
467, die die Kraft überträgt, die die Spannhülse 470 in Axialrichtung verschiebt,
um
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das Werkzeug 69 in der Spindel G2 _'estzuklemmen ode_e° aus der Spindel.
62 zu lösen. Die Zugstange 467 .#rird nachgiebig federnd von einer Feder 468 nach
hinten geschoben, deren eines Ende am hinteren Ende der Spindel anliegt und deren
anderes Ende sich an einem Ring oder Kolben 469 abstützt, so dass d-ie Feder 468
gewöhnlich die Zugstange 467 in der Spindel 62 nach hinten drückt.
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Zum-Lösen des Werkzeugs wird- ein Axialdruck auf die Zugstange 467
über den Kolben 469 ausgeübt, der über eine Öffnung 471 und eine Kammer 472 eines
Zylinders 473 beaufsehlagt wird. Der hydraulische Druck wirkt gegen das Ende des
Kolbens 469, um ihn nach vorn zu drücken
una ihn gegen der,: Druck,
einer Feder __ 463 zu bewegen. 5'ird die Druckflüssi"keit aus der Kammer 472 abgelassen,
dann werden der Kolben 469 una die Zugstange 467 durch die ?der 468 nach hinten
edrückt. Auf diese Weise wird bei Ablassen des hYdraulischen Druckes aus der Kammer
472 die Spanrihiilse 470 in Klemmeingriff mit den
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erkzetz,#schaft gebracht, um das rerkzeug an der Spindel 62 zu verriELgeln.
Die Rückwärtsbewegun- des Kolbens 469 mittels der Feder 468 schaltet auch einen
Grenzschalter 475y Üer in der elektrischen Regelanlage anzeigt, dass oich die ;jpannhülse
470 in ihrer Klemmstellung befindet und dass ein Bearbeitungsvorgang ausgeführt
werden kann. Das Ende der Sta_ige 476 ist Mit einer Knagge 4'T7 verseLent die .den
jehültkelten des Grenzschalters 475 schaltete sobal- sich der Kolben 469 in seiner
hinteren Stelluzi.,- be finJ et.
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Der zum 2':ntrieb der verschiedenen Bauteile dienende und in Fig.7
schematisch dargestellte hydraulische Strömungskreis weint eine Pumpe 490 aufs die
Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 491 ansauvt. Die Pumpe 490 fördert die Drucklüssinkeit
in eine Druckleitung 492-,und in eine Zweigdruckleitun; 493# ,Die Rücklaufflüssigkeit
wird
über zwei Rücklaufleitungen 494 und 49-5 dem Vorratsbehälter
wieder zugeführt. Die Planbewegung des Spindelstoekes 60, durch die die Spindel
62 zum Werkstück hin und vom Werkstück weg bewegt wird, erfolgt mittels eines h-draulischen
Hotors 501, dem Druckflüssigkeit aus 'der Leitung 492 unter Regelung. eines hydraulischen
Servoventils 502 zugeführt, wird,, das automatisch geschaltet wird, und zwar aufgrund
von gatenaufzeichnüngen oder durch Handbet.tigung des elektrischen Regelstromkreises>
der die Geschwindigkeit und kDrehrichtungdes, Flanvorschubmotors 501 regelt, um
die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Spindelstocks 60 zu regeln.
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Die Drehung der Spindel 62 erfolgt mittels eines hydraulischen Motors
466 unter Steuerung eines zweiten hydraulischen Servoventiles 506.
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Druckflüssigkeit aus der Zeitung 492 wird auch wahlweise den Zylinder
743 zugeführt, um der, Kolben 469 zu verschieben und die Feder 468 zusammenzudrücken,
damit die Spannhülse 470 zur Preigabe des in der Spindel 62 befindlichen Verkzeuges
65 nach vorne geschoben wird. Der Druckflüssigkeitsstrom zum Zylinder 473 wird von
einem Ventil 509
geregelt, .da für gewäIlhilob den Zylinder .73
mit der Rücklaufleitung 4-94- verbindet, so dass sich. die- Feder -.4a,68 ausdehnt
und die Spannhülse 470 in die-Klemmstellung zieh a in der ,das Werkzeug in der Spindel
62 festgeklemmt wird. Soll das 3.n der Spindel 62 befindliche Z^Terkzeug
freigggeben werden., dann wird eine Solenoidspule 513 eingeschaltet, die das Ventil:
509 betätigt, das dann. die-Druckleitung 492 mit dem Zylinder 473 verbindet, wodurch
der Kolben 469 verschoben und die Feder 468 zusammengedrückt-wird. Das innerhalb
der Spannhülse 470 befindliche Werkzeug 65 wird infolgedessen freigegeben.
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Die Kolben 129 und seine `zugehörende Hohlwelle 126, die den `iVerkzeugwechselarm
75 vorschieben und zurückziehen, werden von zwei Richtungsventilen 514 und 515 geregelt,
die für gewöhnlich die Kammern 173 und 1$l mit der
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ßücklaufleitung 494 (Fig.7) verbinden. Das Ventil 514 wird durch seine
Ventilspule 516 eingeschaltet und das Ventil 515 wird durch seine Solenoidspule
517 eingeschaltet. Beim Einschalten der Solenoidspule 516 verbindet
das
Ventil 514 die Kammer 173 mit der Druckleitung -1-92, so dass die Hohlwelle 126
in Linksrichtung, gesehen in l'ig.7, oder in Rechtsrichtung, gesehen in Fig.2, bewegt
wird, um den Werkzeu.wechselarei 75 zurückzuziehen. Beim Einschalten der Solenoidspule
517 dagegen verbindet das Ventil 515 die Kammer 171 mit der Druci:leitung 492, so
dass die zugehörende Hohlvielle 126 den Werkzeugwechselarm 75 vorschiebt. Ein Drosselventil
518
ist in eine Rüciilaufleitung 519 eine"schaltet, die Flüssigkeit aus der
Kammer 173 zur Rücklau---'leituni, 494 leitet, so dass die Vorschubgeschi-rindigi:eit
des zeugwechse@crc@es T5 geregelt crerde:. r@@_n.n. In bleicher Ueise ist ein Drosselventil
520 in eir=e @ac=@l-;.@aflei tuc
-
521 eingeschaltet, iäie -jltz:,iit eu: ft._r I#J:.....Fr =?, zur Rüci.lr,ufleitund
:`+y4 leitet, so d-2::::- die R@=c'_zi eh = eschwindigkeit des ..erLzeugwech^elä.rnes
durch Ein--tel-
-
len des Ventils 520 geregel t werder_ r-la nn.
-
Das Arbeite -r. des 11%otors 86, der den die ;lerkzeuge tragenderl
Ring 81 dreht, um die lerkzeugspeic'.ersochel 91 in ihrer Kreisbahn zu bewegen,
wird von zwei Richtungsventilen 527 und 528 geregelt. Beide Ventile verbinden für,
gewöhnlich beide Seiten des Motors 86 mit der Rücklaufleiturig
494.
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Soll der Wertzeugtraüring 81 vorwärts bewegt werden, um ein
gewünschtes in einem der Werkzeugspeichersockel 91 befindliches Werkzeug 65 auszuctählen,
dann wird das Solenoid 529 des Ventils 523 abgeschaltet, um das Ventil in
seine Normalstellung zu stellen, in der die Öffnung (zes Motors feit der Räcklaufleitung
494 verbunden ist. Durch Einschalten einer Solenoid spule 534 wird das Ventil 527
eingeschaltet, so dass Druckflüssigkeit aus der Druckleitung 492 zu einer ancieren
(lfilung des Motors 86' geleitet wird un! eine Bewegung des Motors 86 in VorwärtsrichtunG
erfoll-t. Die Druckflüssigkeit fliesst über las Ventil 5-227 in die Leitung 533
und über das Rück^clilajvetsiil 5-il zu der mit der Mo tor S6 verbundenea Le@.;,'an
@ 530. . )ie £zblaufflüssighei t fliesst üter eine ::fit de@#n,@E:@#er ffaung
des -:otors f36 verbundene Zeitung, D3>> und ü,-er ein Drosselventil 5361
das im ;trümungskreis im iiebeiischluss zu einem Rüctzschlagvei-til 537 liegt.
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Das Drozz#zelventil 536 regelt die Geschwindigkeit der
Vor@wärtc
@.@je:un@; des Motors 8v. Die Ablaufflüssigkeit flieast dna.i über eine Zeituri-.
535 und über das Ventil 528, das sich in seiner TTormalstellung befindet, zur 40,4
und zurück zum Vorratsbehälter 491.
hie in der Zeitung 533 befindliche
Druckflüssigkeit, die den Werkzeugtmgring 81 in Vorwärtsrichtung dreht, strömt auch
in :einer angeschlossenen Zeigleitung 542 zu eitlem Zylinder 104 und bewegt einen
Kolben 107, der einen Schwingarm 101 gegen den guck einer Feder 103 nach oben dreht,
so dass der Schwingarm den ichaltkolben 102 des Grenzschalters 95 nicht berührt.
Bei der Rückdrehung des Motors .86 und des Werkzeugtrngrings 81 fliesst 'eine Druckflüssigkeit
in der Zeitung 542, so dass der Kolben 107 freigegeben wird und die Feder 103 den
öchwingarm 101 nach unten gegen die Einstellvorrichtung, die von dem Block 541 dargestellt
wird, drückt. Die Vorrichtung @ 541 It dem Motor 86 zugeordnet.-Die Vorrichtung
541 verhindert so lange ein Anlegen ;es Chwingarmes 101 an den Schaltkolben 102
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des Grenhschalter95, bis der ausgewählte Werkzeug-Speicher Sockel
91 als der Werkzeugwechaelstaton 88 durch den Motor 86 richtig eingestiLlt worden
ist.
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Die Rückdrehung des Werkzeuötragrings 81 wird .dann, wie bereits beschrieben,
.so lange fortgesetzt, bis die dem Notor 86 zugeordnete Einstellvorrichtung 541
den Arm 101 freigibt, was dann der Fall ist, wen. der Ring 81
das
ausgewählte Werkzeug genau an der Werkzeugwechselstation 88 aufgestellt hat. Sobald
dies der Fall ist, bewegt sich der Schwingarm 101 unter dem Druck der Feder 103
nach unten und legt sich an den Schaltkolben 102 des Grenzschalters 95 an, um das
Arbeiten des Motors 86 stillzusetzen. Der ausgewählte Werkzeug-Speichersockel 91
ist dann genau an der Werkzeugviechselstation 88 eingestellt.
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Wie erwähnt, erfolgt die Drehbewegung des Werkzeugwechselarms 75 durch
die hydraulischen Antriebsvorrichtungen 370 und 371. Der Druckflüssigkeitsstrom
zu den Kolben 380 und 399 und von den Kolben 388 und 399 und zu den Kolbenhülsen
und von den Kolbenhülsen 381 und 401 wird von drei Richtungsventilen 543,544 und
545 geregelt. Die Druckflüssigkeit aus de Pumpe 490 wird den Ventilen 543 und 545
über die Zweigdruckleitung 493 zugeführt, die die Druckflüssigkeit aus der Druckleitung
492 erhält. Die Druckflüssigkeitszuführuns zum Ventil 544 erfolgt über die Druckleitung
492. Das Ventil 543 regelt das Arbeiten der Kolbenhülsen 381
anal
401. Das Ventil 543 ist mit den Kammern 383 und 407 über eine Zeitung 546 und eine
Zeitung 547 verbunden. Die Zeitungen stehen mit den Öffnungen 384 bezw. 406 in Verbindung.
In seiner ilormalstellung verbindet das Ventil 543.die Kammern 383 und 407 mit der
Rücklaufleitung 495, so dass die Kolbenhülsen in beiden Richtungen frei beweglich
sind. Durch Einschalten einer Solenoidspule 549 wird das Ventil 543 jedoch so eingestellte
dass die Kammern 383 und 407 mit der Zweigdruckleitung 493 verbunden werden, so
dass beide Kolbenhülsen gleichzeitig auf ihre inneren Stellungen gegen die Stopflansohe
385 und 404 der Zylina@rhülsen 375 bezw. 399 bewegt werden.
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Durch Einschalten einer Solenoidspule 551 kann jedoch das Ventil 544
so eingestellt werden, dass das Ventil die Druckleitung 492 mit der Leitunö 550
verbindet, um Druckflüssigkeit der Kammer 389 zuzuleiten, damit der Kolben 380 den
Kolben 368 in der bereits beschriebenen Weise bewegt.
-
Befindet sich das Ventil 535 in seiner Normalstellung,
dann
verbindet das Ventil die Kammer 410 mit der Rzckzaui'leitun- 495, so dass der Kolben
399 innerhalb seiner riue@iörene@ea beweglich ist. Beim
-
Lylinlerhülse 398 frei
-
Eiasch-alten einer Ä')'olenoidspule 352 wird .das Ventil 54'5 Vesclialtet,
so clash D-.--uckilüssigkeit dem Kolben 399 Zui;e:'iziirt Uli' dieser Kolben
gegeil den Kolben 368 ge_ drU.ckt "wird,arei da,- bchalten nies Ventil.:
545 wird die
-
-)rucleituii,_ .r`?3 mit einer Leitung 553 verbunden" die
an der Werkzeugwechselstation 88 nach aussen, um das ausgewählte
Werkzeug 65 aus.dem Magazin 70 heraus in eine lirbeitsstellung zu drehen, in der
das Werkzeug von dem Werkzeugwechselarm 75 erfasst werden kann. Die Antriebsvorrichtung
3.10 wird durch Druckflüssigkeit aus der Druckleitung 492 unter Regelung zweier
Richtungsventile 558 und 559 betätigt. Das Ventil 558 verbindet für gewöhnlich über-ein
Drosselventil 560 das rechte Ende des Zylinders 110, gesehen in Fig.7, mit Rücklaufleitung
494 während das Ventil 559 für gewöhnlich das linke Ende des Zylinders 110 mit der
Rücklauf-Leitung 494 über ein Drosselventil 561. verbindet.
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Das Einschalten einer Solenoidspule 562 stellt das Ventil 558-:;o
ein, dass Druckflüssigkeit aus der Druckleiteng 492 einer Zeitung 563 zugeführt
wird, die mit dem rechten Ende des Zylinders der Antriebsvorrichtung 110 verbunden
ist.. Die dem rechten Ende des Zylinders der Antriebsvorrichtung 110 zugeführte
Druckflüssigkeit drüc':ct der. zu"t;e"örenden Kolben in die zurückgezogene
Stellung, in der der Werkzeugspeichersockel 91 das Hagazin 70 zurückzieht.
Die
dem rechten Ende der Antriebsvorrichtung 110 zugeführte Druckflizssigkeit:zieht
zwar den Werkzeugspeichersockel 91 zurück, doch wird die in der Zeitung 5'3 vorhandene
Druckflüssigkeit.auch der Ka=mmer 289 des kurzen Zylinders 2¢2-über eine Zeitung
557 zugeführt.' Die der Kammer 289 des Zylinders 241 zugeführte Druckflüssigkeit
drückt den Kolben 278 nach oben, so dass
-
der Werkzeuöwechselarm 75,-wie bereits beschrieben, auf seine Huhestellung
bewegt wirr;:.