DE2316605A1

DE2316605A1 - Kraftbetaetigte anzugstangenvorrichtung fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2316605A1
Application number: DE2316605A
Authority: DE
Inventors: Frederick L Schmidt
Original assignee: Giddings and Lewis LLC
Current assignee: Giddings and Lewis LLC
Priority date: 1972-04-04
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1973-10-18
Also published as: US3753383A; JPS5313067B2; CA985889A; GB1410686A; JPS5164679A; DE2316605C2

Description

GIDDINGS & LEWIS, INC.

Kraftbetätigte Anzugstangenvorrichtung für Werkzeugmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeugmaschinen und betrifft insbesondere eine Vorrichtung mit einer drehbaren Anzugstange, die es ermöglicht, ein Werkzeug nach Bedarf mit einer antreibbaren Spindel einer Werkzeugmaschine zu verbinden bzw. das Werkzeug wieder zu lösen. Eine Anwendbarkeit der Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich bei einer Werkzeugmaschine gegeben, die mit einer selbsttätigen Werkzeugwechseleinrichtung ausgestattet ist·

Es sind bereits zahlreiche Konstruktionen von Vorrichtungen mit solchen Anzugstangen vorgeschlagen worden, und es werden ständig weitere Versuche angestellt, um den Erfordernissen zu entsprechen, die sich bei komplizierteren Werkzeugmaschinen, z.B. solchen mit automatischen Werkzeugwechslern, ergeben. Bei einer solchen Maschine muß die Anzugstange einwandfrei arbeiten und das betreffende Werkzeug zuverlässig erfassen und lösen können, ohne daß hierzu Eingriffe seitens einer Bedienungsperson erforderlich sind. Viele der bis jetzt bekannten Vorrichtungen mit Anzugstangen sind jedoch vom komplizierter Konstruktion, und daher ergeben sich bei ihnen die verschiedensten Schwierigkeiten. Beispielsweise ist bei den bis jetzt gebräuch-

309842/0464

lichen Maschinen, bei denen die Anzugstange innerhalb der Spindel nach hinten vorgespannt ist, um zu gewährleisten, daß der Werkzeugaufnahmekegel in Eingriff mit den Mitnehmern der Spindel kommt, bevor die Zugstange in Berührung mit dem Aufnahmekegel gebracht wird, das mit Gewinde versehene äußere Ende der Anzugstange häufig nicht in einem hinreichenden Ausmaß zugänglich, um ein zuverlässiges Erfassen des Werkzeugaufnahmekegels zu gewährleisten, der automatisch in eine AufnahmeÖffnung am freien Ende der Spindel eingeführt wird. Zwar bieten solche nach hinten vorgespannte Anzugstangen gewisse Vorteile, doch haben sie sich bis jetzt bei Werkzeugmaschinen mit automatischen Werk- · zeugwechslern als nicht besonders geeignet erwiesen.

Bei den bekannten Anzugstangen muß sich das mit Gewinde versehene Ende der Stange außerdem gewöhnlich schon-;-- λ im Verlauf einer relativ geringen Anzahl von automatischen; Werkzeugwechselvorgängen übermäßig abnutzen. Eine· solche Abnutzung des Gewindes kann auf den Kraftaufwand zurückzuführen sein, mit dem ein Werkzeugwechseler_:den Aufnahmekegel eines Werkzeugs zur Anlage an der Anzugstange bringt. Weiterhin beobachtet man eine Abnutzung und Beschädigung des Gewindes der Anzugstange, wenn versucht wird, ein Werkzeug zwangsläufig aus der Aufnahme Öffnung der Spindel auszuwerfen, denn der AuswarfVorgang beginnt häufig bereits, während das Werkzeug noch teilweise in Gewindeverbindung mit der Anzugstange steht. ■

Die Wartung und Instandhaltung der Anzugstangen führt bei den neuzeitliehen großen und komplizierten Werkzeugma^· schinen zu weiteren Schwierigkeiten. Die bekannten Anzug- '--stangen lassen sich gewöhnlich nur nach hunten aus der Maschine herausziehen, so daß es dann, wenn eine solche Maschine mit ihrer Rückseite einer Wand nahe benachbart ist, unmöglich ist, die Anzugstange aur Instandsetzung oder zum Austausch aufzubauen, ohne daß die Maschine in einem erheblichen Ausmaß zerlegt wird.

42/0.464

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, kraftbetätigte Vorrichtung mit einer Anzugstange zu schaffen, die geeignet ist, bei Werkzeugmaschinen verwendet zu werden, welche mit automatischen Werkzeugwechslern ausgerüstet sind, und die so ausgebildet ist, daß sie sich auf einfache, schnelle und zuverlässige Weise betätigen läßt. Ferner soll durch die Erfindung eine solche Vorrichtung geschaffen werden, bei der die Anzugstange gegenüber der Spindel zwar nach hinten vorgespannt, jedoch leicht zugänglich ist, um in Eingriff mit einem Werkzeug gebracht zu werden, das automatisch in die Aufnahme öffnung der Spindel der Maschine eingeführt wird, die ferner geeignet ist, in die Spindel einer Werkzeugmaschine automatisch eingeführte Werkzeuge auf eine solche Weise zu erfassen bzw. zu lösen, daß eine übermäßige Abnutzung oder Beschädigung des Gewindes der Anzugstange vermieden wird, die weiterhin so ausgebildet ist, daß sie es ermöglicht, ein Werkzeug aus der Spindel der Maschine nur auszuwerfen, nachdem die Anzugstange vollständig aus dem Aufnahmekegel des Werkzeugs herausgeschraubt worden ist, bei der die Anzugstange aus der Spindel der Werkzeugmaschine über das vordere Ende der Spindel leicht und schnell ausgebaut werden kann, und die insbesondere geeignet ist, in Verbindung mit Werkzeugen benutzt zu werden, die mit einem Aufnahmekegel nach der einschlägigen tr.S.-amerikanischen Norm versehen sindo

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert· Es zeigt:

Fig. la einen Teil eines Längsschnitts durch den , Spindelkasten einer Werkzeugmaschine, die mit einer Anzugstangenvorrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist;

Fig. 1b einen Teil eines Längsschnitts durch das vorfiere Ende der Anzugstange und der Spindel nach Fig. 1a, in dem ein in die Spindel eingebautes Werkzeug teilweise

309842/0464

231660

dargestellt ist;

Fig. 2 und 3 vergrößerte Ausschnitte aus Fig. 1a, aus denen weitere Einzelheiten der Anzugstangenvorrichtung

ersichtlich sind; -'

Fig. 4' "bis 6 jeweils einen Schnitt längs der Linie 4-4 bzw. 5-5 "bzw. 6-6 in Fig. 1a;

Fig. 7 "bis 11 Längsschnitte durch die Anzugstangenvorrichtung nach Fig. 1a, in denen aufeinander folgende Arbeitsschritte zum Lösen und zwangsläufigen Auswerfen eines Werkzeugs aus einer Werkzeugmaschinenspindel dargestellt sind;

Fig. 12 einen Teilschnitt durch die Antriebseinrichtung für die Anzugstangenvorrichtung nach Fig. 1a;

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Einrichtung zum Betätigen der Anzugstangenvorrichtung nach Fig. 1a; und

Fig. 14 eine schematische Darstellung einer elektrischen Einrichtung zum Steuern der Anzugstangenvorrichtung nach Fig. 1a und 1b.

In Fig. 1a und 1b ist als Beispiel ein Spindelkasten 10 einer Werkzeugmaschine mit einer vor- und zurückschiebbaren und antreibbaren Spindel 11 dargestellt, bei dem die Spindel in einer drehbaren Antriebs- oder Mitnehmerbuchse 12 axial verschiebbar gelagert, gedoch mit der Buchse drehfest verbunden ist. Die Spindel 11 weist langgestreckte Keilleisten 14 auf, die in Gleitberührung mit Keilen 15 stehen, welche fest in die Mitnehmerbuchse 12 eingebaut sind und die Spindel bei ihrer axialen Bewegung führen« Damit die Spindel 11 angetrieben werden kann, wird die Mitnehmerbuchse 12 durch eine nicht dargestellte Antriebsein-^? richtung in Drehung versetzt.

9842/0404

Damit sich, die Spindel 11 gegenüber der Mitnehmerbuchse 12 und dem Spinäelzapfen 10 axial verschieben läßt, ist das hintere Ende der Spindel in Drucklagern 16 gelagert, die in einen Schlitten 18 eingebaut sind, welcher seinerseits in einer Bohrung 19 eines Ansatzes 10a des Spindelkastens 10 gleitend geführt ist. Damit der Schlitten 18 axial verstellt werden kann, um die Spindel nach Bedarf in verschiedene axiale Stellungen zu bringen, wie es durch die jeweils durchzuführende Bearbeitungsaufgäbe bedingt ist, ist ein Pig. 1a und 12 teilweise sichtbarer hydraulischer Zylinder 21 in den Ansatz 10a des Spindelkastens eingebaut und mit einem nach unten ragenden Ansatz 22 des Schlittens 18 gekuppelt. Durch Zuführen eines hydraulischen Druckmittels zu dem Zylinder 21 ist es möglich, axiale Kräfte auf den Schlitten 18, die Drucklager 16 und die Spindel 11 aufzubringen und so die Spindel axial zu verstellen.

Das vordere Ende der Spindel 11 weist gemäß Fig. 1b eine konische Öffnung 24 zum Aufnehmen eines dazu passenden Aufnahmekegels 25 von genormter Konstruktion auf, der im vorliegenden Pail einen Träger 26 trägt. Der konische Schaft des Aufnahmekegels und die Aufnahmeöffnung der Spindel arbeiten mit einer Keilwirknng zusammen, um das Werkzeug in der öffnung der Spindel fest in seiner Lage zu halten. Um eine formschlüssige Antriebsverbindung zwischen dem Aufnahmekegel 25 und der Spindel 11 herzustellen, ist der Aufnahmekegel mit Keilnuten 28 versehen» in die nach vorn vorspringende Keile oder Mitnehmer 29 am freien Ende der Spindel 11 eingreifen können. Der Aufnahmekegel oder Werkzeughalter weist außerdem einen Flansch 30 auf, der von einem automatischen Werkzeugwechsler erfaßt werden kann, um eine Handhabung des Werkzeugs zu ermöglichen.

Um den Aufnahmekegel 25 in der Öffnung 24 der Spindel festzulegen, ist eine gemäß der Erfindung ausgebildete kraftbetätigte Anzugstangenvorrichtung vorhanden, zu der eine mit dem Aufnahmekegel 25 zusammenarbeitende Anzugstange

309842/0464

32 gehört, die gleichachsig mit der Spindel 11 in einer Längsbohrung 34- der Spindel drehbar und axial hin- und herbewegbar angeordnet ist. Die Anzugstange 32 ragt nach hinten längs einer erheblichen Strecke aus dem Schlitten heraus, und ihr hinteres Ende ist mit einem Vierkant 35 versehen, damit die Anzugstange erforderlichenfalls mit Hilfe eines Schraubenschlüssels gedreht werden kann. Das vordere Ende der Anzugstange 32 ist längs eines Abschnitts 36 mit Außengewinde versehen, und dieser Gewindeabschnitt ragt in die Öffnung 24- der Spindel 11 hinein, um mit einer Gewindebohrung 38 im benachbarten Ende des Aufnahmekegels 25 zusammenzuarbeiten· Wird die Anzugstange 32 gegenüber der Spindel 11 gedreht, während der Aufnahmekegel 25 festgehalten wird, läßt sich die Anzugstange in den Aufnahmekegel einschrauben, um ihn fest in die -Öffnung 24- der Spindel hineinzuziehen.

Gemäß der Erfindung ist die 'Anzugstange 32 gegenüber der Spindel 11 nach hinten durch eine erste Vorspanneinrichtung und in der entgegengesetzten Richtung in einem begrenzten Ausmaß durch eine zweite Vorspanneinrichtung vorgespannt, so daß die Anzugstange leicht zugänglich ist, um ein Werkzeug mit einem Aufnahmekegel zu erfassen, der automatisch in die Öffnung 24- der Spindel eingeführt wird; hierbei wird die Anzugstange elastisch'abgestützt, um zu vermeiden, daß übermäßig große Axialkräfte auf die Anzugstange aufgebracht werden. Nach der Beendigung eines Bearbeitungsvorgangs wird die Anzugstangenvorrichtung betätigt, wobei sie eine lOUge von Arbeitsschritten ausführt, um zunächst die Anzugstange vollständig von dem Aufnahme-, kegel zu trennen und dann den Aufnahmekegel zwangsläufig freizugeben, bzw. ihn aus der Öffnung der Spindel auszuwerfen· Zu diesem Zweck ist eine AnsugstangenrBetätigungseinrichtung 4-0 vorhanden, zu der gemäß Fig. la ein Gehäuse 41 gehört, das in dem Schlitten 18 angeordnet ist und in fester Anlage an dem benachbarten Ende der Spindel, 11 steht. Das Gehäuse 4-1 der Betätigungseinrichtung 40 hat

309842/0464

eine allgemein zylindrische Form und setzt sich gemäß Fig. 2 aus zwei Endabschnitten 41a und 41d sowie zwei dazwischen angeordneten Abschnitten 41b und 41c zusammen, die durch lange Schrauben 42 fest miteinander verbunden sind. Das hintere Ende der Spindel 11 weist gemäß Pig. 4 einen langgestreckten Mitnehmerabschnitt 43 auf, der in einen dazu passenden Querschlitz 47 am vorderen Ende des Gehäuseteils 41a eingreift und mit ihm gemäß Fig. 2 und durch Schrauben 44 verbunden ist.

Das vordere Ende der Anzugstange 32 ist innerhalb der Spindel 11 gemäß Fig. 1a und 1b von einem axial bewegbaren Auswerferrohr 45 umschlossen, das seinerseits in der Spindelbohrung 34 gelagert ist. Das eine Ende des Auswerferrohrs 45 erstreckt sich bis zu einem Punkt in der Nähe der Aufnahmeöffnung 24 der Spindel, und sein anderes Ende liegt fest am vorderen Ende einer schwimmend gelagerten Buchse 46 an, die gemäß Fig. 2 in dem Gehäuse 41 axial bewegbar geführt ist. Auf dem Auswerferrohr 45 ist gemäß Fig. 2 ein Sprengring 45 angeordnet, der radial nach außen in eine Aussparung 49 der Spindel hineinragt, um die axiale Bewegungsstrecke des Auswerferrohrs gegenüber der Spindel auf die axiale Länge der Aussparung 49 zu begrenzen. Gemäß Fig. 1b ist ein Gleitlager 50 vorhanden, das auf einem dünneren vorderen Endabschnitt der Anzugstange 32 angeordnet ist u&d dazu dient, die Anzugstange in dem Auswerferrohr 45 so zu lagern, daß sie gedreht und axial in beiden Eichtungen bewegt werden kann.

Das nach hinten vorspringende Ende der Anzugstange ist gemäß Fig. 3 von einer auf ihrer Außenseite mit Keilleisten versehenen Betätigungsbuchse 51 umschlossen, die gemäß Fig. 1a, 2 und 3 an ihrem vorderen Ende durch eine Gewindeverbindung 52 mit einer Anschlagbuchse 54 verbunden ist, welche im Gehäuse 41 der Betätigungseinrichtung angeordnet ist. Die Anschlagbuchse 54 ist mit der Anzugstange 32 durch Seilbahnen 55 so verbunden, daß diese beiden Teile relativ zueinander in axialer Richtung bewegbar sind.

309842/CU64

Die Anzugstange 32 ist mit der Betätigungsbuchse 51 und der Anschlagbuchse 54- elastisch verbunden. Zu diesem Zweck sind gemäß Fig. 3 eine Mutter 56 und- eine Feder 58 auf der Anzugstange 32 auf entgegengesetzten Seiten eines Kings 59 angeordnet, der in der Betätigungsbuchse 5Ϊ durch einen Sprengring 60'in seiner Lage gehalten wird. Die -Feder erstreckt sich in axialer Richtung zwischen dem Hing 59 der Betätigungsbuchse 51 und einem King 61, der durch die Feder in Anlage an einer Schulter der Anzugstange gehalten wird. Die Mutter 56 ist gegen das benachbarte Ende der Betätigungsbuchse 51 so festgezogen, daß die Feder 58 eine Druckkraft ausübt, um die Anzugstange 32 gegenüber der Betätigungsbuchse 51 nach vorn vorzuspannen. Es ist ersichtlich, daß es nur erforderlich ist, die Mutter 56 von dem hinteren Ende der Anzugstange 32 abzuschrauben, um ein leichtes und schnelles Ausbauen der Anzugstange über das offene vordere Ende der Spindel 11 zu ermöglichen, so daß die Anzugstange gegebenenfalls schnell instandgesetzt oder erneuert werden kann.

Damit die Anzugstange 32 in Drehung versetzt werden kann, ist gemäß Fig. 1a ein hydraulischer Motor 62 auf dem Spindelkasten 10 angeordnet. Der Motor 62 ist mit der/ Betätigungsbuchse 51 durch ein Getriebe gekuppelt, zu dem gemäß Fig. 1a eine Welle 64, ein Zahnrad 65, ein Kupplungszahnrad 66,■eine zwangsläufig arbeitende Klauenkupplung 68 und ein Mitnehmer 69 gehören, welch letzterer gemäß Fig. 3 auf seiner Innenseite Keilbahnen 70 aufweist, die mit dazu passenden äußeren Keilbahnen 71 der Betätigungsbuchse 51 zusammenarbeiten. Der Mitnehmer 69 ist in dem Ansatz 10b des Spindelkastens 10 gemäß Fig_e 3 mit Hilfe eines Wälzlagers 67 gelagert, so daß er sich zusammen mit der Betätigungsbuchse 51 drehen kann. Um ein Ausrücken der Kupplung zu ermöglichen, läßt sich das Kupplungszahnrad längs eines ortsfesten hohlen Achsstummels 72 -gemäß Fig. 12 mittels einer hydraulisch betätigbaren Schalteinrichtung 74- axial verschieben. Um solche axialen Bewegungen

309842/0464

des Kupplungszannrades 66 zu erleichtern, kann man in eine Ringnut 73 am Umfang des ortsfesten Achsstummels ein Schmiermittel einbringen.

Zu der Einrichtung 74- zum Betätigen des Kupplungszahnrades 66 gehört gemäß Fig. 12 ein hydraulischer Zylinder 75» in dem ein Kolben 76 arbeitet, mit dem eine gleichachsig mit dem Zylinder angeordnete Kolbenstange verbunden ist. Das äußerste Ende der Kolbenstange 76a ist mit dem Kupplungszahnrad 66 durch ein Gabelteil 77 gekuppelt, das die Drehung des KupplungsZahnrades nicht behindert. Durch Zuführen eines Druckmittels zur einen oder anderen Seite des Kolbens 76 über einen der Einlasse und 79 ist es möglich, die Kolbenstange 76a nach Bedarf zu betätigen, um das Kupplungszahnrad 66 axial zu verstellen und so die Kupplung 68 ein- bzw. auszurücken. Mit dem Kupplungszahnrad 66 arbeitet gemäß I¹Xg. 12 ferner eine · Führungsstange 80 zusammen, die mit dem Zahnrad durch das ü-abelteil 77 gekuppelt ist und dazu dient, einen Verriegelungsschalter 81 zu betätigen, der einen Bestandteil einer noch zu beschreibenden elektrischen Einrichtung zum Steuern der Anzugstange bildet« Es ist ersichtlich, daß die Kupplung 68 gemäß Figo 5 eingerückt werden kann, um es dem Motor 62 zu ermöglichen, den Mitnehmer 69 anzutreiben, der seinerseits die Betätigungsbuchse 51 in die Anschlagbuchse 54- antreibt, so daß die Anscljlagbuchse die Drehbewegung über die Keilbahnen 55 auf die Anzugstange 32 überträgt.

Um die axiale Bewegung der Anschlagbuchse 54· der Betätigungsbuchse 51 auf einen vorbestimmten Bereich zu begrenzen, sind gemäß Fig. 2 ein Drucklager 82, ein Abstandhalter 84· und ein weiteres Drucklager 85 zwischen einem radialen Flansch 86 der Anschlagbuchse 54- und einer Mutter 88 angeordnet, welch letztere auf er Anschlagbuchse 54- in einem axialen Abstand von dem Flansch 86 angeordnet ist. Der Abstandhalter 84- weist mehrere in Umfangsabständen verteilte, radial nach außen ragende

309842/0464

Ansätze 89 auf, von denen jeder zur Begrenzung seiner axialen Bewegung in einen zugehörigen radialen Schlitz 90 im Gehäuse 41 für die Betätigungseinrichtung 40 hineinragt. Damit der Abstandhalter 84 gegen Drehbewegungen dadurch gesichert werden kann, daß seine Ansätze 89 in die Schlitze 90 eingreifen, während die Betätigungsbuchse 5-1 und die Anschlagbuchse 54 gedreht werden, arbeitet von jedem der Drucklager 82 und 85 jeweils nur ein Laufring 82a bzw. 85a mit der Anschlagbuchse 54 zusammen, während die beiden anderen Laufringe 82b und 85b einen größeren Innendurchmesser haben, so daß sie gemäß Pig. 2 nicht in Berührung mit der Anschlagbuchse 54 stehen. In axiale Bohrungen 92 des Gehäuseteils 41c sind unter Federspannung stehende Bolzen 91 eingebaut, die sich an den Ansätzen 89 abstützen, um den Abstandhalter 84, die Anschlagbuchse 54, die Betätigungsbuchse 51 und die Anzugstange 32 gegenüber der Spindel nach rechts vorzuspannen, "wie es aus Fig· 1a ersichtlich ist.

Die Anschlagbuchse 54 weist einen zylindrischen Abschnitt 94 auf, der nach vorn in das Gehäuseteil 41b hineinragt und gemäß Fig. 2 in ihrem vorderen Ende mit einem Außengewinde 95 versehen ist. Die schwimmend gelagerte Buchse 46 hat einen nach hinten ragenden zylindrischen Ansatz 96, der den vorderen Ansatz 94 der Anschlagbuchse 54 umschließt und mit einer Aussparung 98 zum Aufnehmen des Außengewindes 95 <ier Anschlagbuchse 54- aufweist» Das hmntere bzw. rechte Ende der schwimmenden Buchse 46, die in dem Gehäuseteil 41a verschiebbar gelagert ist, besitzt an ihrem vorderen Ende eine zylindrische Lagerfläche 100, mit der diese Buchse in dem vorderen Gehäuseteil 81 gelagert ist; ferner weist die schwimmende Buchse 46 gemäß Fig. 2 einen radial nach außen ragenden Flansch 101 auf» der an seinem Umfang mit Keilbahnen versehen ist, die gleitend mit inneren Keilbahnen 102 des Gehäuseteils 41b zusammenarbeitet. Zwischen der schwimmenden Buchse 46 und der Anzugstange 32 ist ein Gleitlager 104^ angeordnet,

3Ö98 4 2/04 64

um gleitende und drehende Eel at ivb ewe gung en zu ermöglichen, und am hinteren Ende der zylindrischen Lagerflache 100 der schwimmend gelagerten Buchse 46 ist in Anlage an einer äußeren Schulter 103a dieser Buchse ein Abstandhalter 103 angeordnet. Um die schwimmende Buchse 46 gegenüber dem Gehäuse 41 elastisch zu zentrieren, sind gemäß Pig. 2 zwei Federn 105 und 106 auf entgegengesetzten Seiten des Flansches 101 so angeordnet, daß sie sich in axialer Sichtung an dem vorderen Gehäuseteil 41a bzw. einem nach innen vorspringenden Flansch 108 des Gehäuseteils 41c abstützen. Wenn die Anzugstange 32 vollständig in Eingriff mit dem Werkzeugaufnahmekegel 25 gebracht und der Aufnahmekegel fest in die SpindelÖffnung 24 hineingezogen worden ist, nehmen die Anschlagbuchse 54 und die schwimmende Buchse in dem Gehäuse 41 die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein, bei der das Außengewinde 95 und das Innengewinde 99 nicht in Eingriff miteinander stehen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Anzugstangenvorrichtung mit der Anzugstange 32 beim Freigeben bzw= Festziehen eines Werkzeugs gegenüber der Spindel 11 anhand von Fig. 7 bis 11 erläutert. Fig. 7 zeigt die Stellung, bei der die Anzugstange 32 vollständig in Eingriff mit einem in die SpindelÖffnung 24 eingeführten Werkzeugaufnahmekegel ateht, wie es auch in Fig. 1b gezeigt ist» Hierbei ist das Auswcrferrohr 45 z.B. längs einer Strecke d von etwa 6,5 mm gegenüber dem inneren Ende des Aufnahmekegels 25 zurückgezogen, und die Gewinde 99 und 95 der schwimmenden Buchse 46 bzw. der Anschlagbuchse 54 sind außer Eingriff gebracht, so daß die Federn 105 und 106 gemäß Fig. 2 die schwimmende Buchse 46 zentrieren können. Der Aufnahmekegel 25 wird in der Spindel Öffnung 24 zwangsläufig durch eine axiale Spannkraft festgehalten, die darauf zurückzuführen ist, daß die Anzugstange 32 und die Spindel 11 mit dem. Aufnahmekegel 25 zusammenarbeiten· Eine metallische Berührung zwischen den Bauteilen zum Aufbringen der Spann- oder Zugkraft auf die Anzugstange besteht zwischen der Mutter 56 sm hinteren Ende der Zugstange,

309842/0464

an der sich, die Betätigungsbuchse 51 abstützt, der Betätigungsbuchse, der Anschlagbuchse 54-, dem Abstandhalter 84-, den zugehörigen Ansätzen 89, die an den vorderen Wänden der Schlitze 90 des Gehäuseteils 4-1c anliegen, dem Gehäuse 81 und der Spindel 11.

Beim Lösen des Werkzeugaufnahmekegels 25 wird beider folgenden Beschreibung von Pig· 8 ausgegangen. Um den Lösevorgang einzuleiten, wird der hydraulische Motor 62 zum Antreiben der Anzugstange 32 in Betrieb gesetzt, und die Kupplung 68 wird eingerückt, um zu bewirken, daß die Anzugstange 32 und die Anschlagbuchse 54· gemäß Fig. 5 entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht werden. Während hierbei die Anzugstange aus dem Aufnahmekegel herausgeschraubt wird, werden die Anschlagbueh.se 54-, die Betätigungsbuchse 51 und die Anzugstange 32 gegenüber der Spindel 11 dadurch axial nach hinten bewegt, daß die unter Federspannung stehenden Bolzen 91 auf die Ansätze 89 des auf der Anschlagbuehse 54- angeordneten Abstandhalters 84- wirken. Dieses Vorspannen der Anzugstange in der Rückwärtsrichtung gewährleistet, daß der Aufnahmekegel 25 nicht außer Eingriff mit den Teilen 29 der Spindel gebracht wird, solange die Anzugstange noch mit dem Aufnahmekegel verbunden ist. Eachdem sich die Anzugstange 32 und die Anschlagbuchse 5^ längs einer ausreichenden Strecke axial nach hinten bewegt haben, kommt das Gewinde 95 der Anschlagbuchse in Eingriff mit dem Gewinde 99 der schwimmenden Buchse, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Wird die Anzugstange weiter gedreht, wird die axiale !Rückwärtsbewegung der Anschlagbuchse 54-dadurch beendet, daß die Ansätze 89 des Abstandhalters 84-zur Anlage an den hinteren Stirnwänden der Schlitze 90 des Gehäuseteils 5"ld kommen, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Hierauf bewirkt eine weitere Drehbewegung der Anzugstange 32 und der Anschlagbuchse 54-, daß die schwimmende Buchse 4-6 dadurch fortschreitend nach vorn bewegt wird, daß die Gewinde 95 und 99 der Anschlagbuchse und der schwimmenden Buchse zunehmend in Eingriff kommen, wodurch das Auswerferrohr 4-5 nach vorn geschoben wird, wie es in Fig. 10

309842/0484

gezeigt ist. Gleichzeitig "bewirkt das weitere Zurückschrauben der Anzugstange 32 gegenüber dem Aufnahmekegel 25» daß sich die Anzugstange weiter nach hinten bewegt, während die axiale Bewegung der Anschlagbuchse 54 und der Betätigungsbüchse 51 dadurch beendet wird, daß die Ansätze 89 des Abstandhalters 85 zur Anlage an den hinteren Stirnflächen der Schlitze 90 des Gehäuseteils 4id kommen. Sobald die Anzugstange vollständig aus dem Aufnahmekegel herausgeschraubt worden ist, hat sie sich gemäß Fig. 10 längs einer Strecke t von etwa 3,2 mm gegenüber der Anschlagbuchse 54- und der Betätigungsbuchse 51 nach hinten bewegt, und hierdurch ist die Spannung der auf die Anzugstange wirkenden Feder 58 erhöht worden.

Nachdem die Anzugstange 32 vollständig aus dem Aufnahmekegel 25 herausgeschraubt worden ist, wie es in Fig. 10 zu erkennen ist, bewegt sich das Auswerferrohr 4-5 nach vorn bis zur Anlage an dem Aufnahmekegel, so daß eine weitere Auswärtsbewegung des Auswerferrohrs gegenüber.der Stellung, bei der die Gewinde 95 und 99 der Anschlagbuchse und der schwimmenden Buchse in Eingriff gebracht wurden, gemäß Fig. 11 dazu fuhrt, daß der Aufnahmekegel zwangsläufig aus der Spindelöffnung 24 herausgedrückt wird. Da die Anzugstange vollständig aus dem Aufnahmekegel herausgeschraubt und gemäß Fig. 10 gegenüber der Betätigungsbuchse 51 nach unten bewegt worden ist, bevor das Auswerferrohr 4-5 zur Anlage an dem Aufnahmekegel kommen kann, bewirkt das Auswerfen des gegebenenfalls festsitzenden Aufnahmekegels aus der Spindelöffnung nicht, daß das Gewinde der Anzugstange und dasjenige des Aufnahmekegels beschädigt oder durch starke Beanspruchung abgenutzt wird. Es hat sich gezeigt, daß das Auswerferrohr 4-5 den Aufnahmekegel 25 gemäß Fig. 11 nur längs einer relativ kleinen Strecke 1 von etwa 0,8 mm zu bewgen braucht, um zu gewährleisten, daß der Aufnahmekegel zuverlässig freigegeben wird, so daß er leicht von einem automatischen Werkzeugwechsler erfaßt und bewegt werden kann. Um die Auswärtsbewegung der schwimmenden Buchse 46 und des Auswerferrohrs 45 zu begrenzen,

309842/0464

kommt gemäß Fig. 11 der auf der schwimmenden Buchse angeordnete Abstandhalter 105 zur Anlage an der benachbarten inneren Stirnfläche des Gehäuseteils -41a. Sobald dies geschehen ist, wird das Auseinanderschrauben der schwimmenden Buchse 46 und der Anschlagbuchse 54- beendet, um das Ar- ·. beitsspiel zum Auswerfen des Werkzeugs abzuschließen, und der Motor 62 wird dadurch automatisch außer Betrieb gersetzt, daß auf eine noch, zu erläuternde Weise ein Druckanstieg hervorgerufen wird, der die Betätigung eines Druckschalters bewirkt. Außerdem wird auch die Kupplung ausgerückt.

Fach dem Auswerfen des Aufnahmekegels 25 aus der Spindel öffnung 24 bewegt sich die Anzugstange 32 gemäß Fig. 10 unter der Wirkung der Vorspannkraft der Feder 58 längs der Strecke t, so daß die Mutter 56 auf dem hinteren Ende der Änzugstange zur Anlage am hinteren Ende der Betätigungsbuchse 51 kommt und das mit Gewinde versehene Ende 36 der Anzugstange seine vordere Stellung einnimmt, so daß es sich leicht in Eingriff mit dem Aufnahmekegel 25 des nächsten in die Spindelöffnung 24- eingeführten Werkzeugs bringen läßt. Die Gewinde 95 und 99 der Anschlagbuchse 54- bzw. der schwimmenden Buchse 46 bleiben jedoch während dieser Zeit in Eingriff, so daß das Auswerferrohr 45 in seiner vordersten Stellung gehalten wird.

Um ein neues Werkzeug in die Spindel einzusetzen und festzuspannen, werden die vorstehend beschriebenen Arbeitsschritte im wesentlichen in der umgekehrten Reihenfolge und jeweils im entgegengesetzten Sinne durchgeführt. Beim Einführen des nächsten Aufnahmekegels 25 in die Spindelöffnung 24 wird zunächst eine anfängliche Berührung zwischen dem inneren Ende des Aufnahmekegels und dem vorderen Ende der Anzugstange 32 herbeigeführt. Solche der Aufnahmekegel mit der Hand oder durch einen automatischen Werkzeugwechsler unter großem Kraftaufwand in die Spindelöffnung eingeschoben werden, kann sich die Anzugstange entgegen der Vorspannkraft der Feder 58 nach hinten bewegen,

309842/0484

um den Stoß zu dämpfen und so eine Beschädigung des Gewindes 36 im vorderen Ende der Anzugstange zu -verhindern_o ^a das Auswerferrohr 45 hierbei noch seine vorderste Stellung einnimmt, verhindert es das vollständige Einführen des Aufnahmekegels in die Spindel öffnung-, d.h. gemäß Fig· 11 wird der Aufnahmekegel durch den Abstandhalter 103 in einem Abstand 1 von der Spindel öffnung 24 gehalten. Ohne Rücksicht darauf, ob der Aufnahmekegel vollständig in die Spindelöffnung eingeführt wird, bis er zur Anlage an dem Auswerferrohr 45 kommt, oder ob der Aufnahmekegel vorsichtig zur Anlage am freien Ende der Anzugstange gebracht wird, ohne daß die Feder 58 in einem bemerkbaren Ausmaß zusammengedrückt wird, kommen die Mitnehmer 29 der Spindel in Eingriff mit den Schlitzen 28 des Aufnahmekegels, um zu verhindern, daß das Werkzeug gedreht wird, wenn danach die Anzugstange betätigt wird, um den Aufnahmekegel in die Spindelöffnung hineinzuziehen und das Werkzeug festzuspannen«.

Um das zwangsläufige Einspannen des neuen Werkzeugs in der Spindelöffnung einzuleiten, wird der umsteuerbare hydraulische Motor 62 so in Betrieb gesetzt, daß er in der entgegengesetzten Richtung arbeitet, und die Kupplung 68 wird ausgerückt, so daß die Anzugstange 32 gemäß Fig. im Uhrzeigersinne gedreht wird. Die anfängliche Drehbewegung der Anzugstange bewirkt, daß das Auswerferrohr 4-5 zurückgezogen wird, da die schwimmende Buchse 46 nach hinten bewegt wird, weil die Gewinde 95 und 99 der Anschlagbuchse und der schwimmenden Buchse auseinandergeschraubt werdeno Da die Anzugstange 32 durch die Feder 58 nach vorn gegen den Aufnahmekegel 25 vorgespannt ist, bewirkt die Drehung der Anzugstange, daß die Gewinde 38 und 36 des Aufnahmekegels und der Anzugstange sofort in Eingriff kommen, woraufhin die Anzugstange gleichzeitig mit der Rückwärtsbewegung des Auswerferrohrs 45 nach hinten bewegt wird, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Sobald sich die Anzugstange so weit bewegt hat, daß die Mutter 56 auf ihrem hinteren Ende zur Anlage an der Betätigungsbuchse

309842/0484

gekommen ist, bewirkt die weitere Vorwärtsbewegung der ' Anzugstange durch, das weitere Ine inander schrauben der Gewinde 38 und 36 des Aufnahmekegels und der Anzugstange, daß die Betätigungsbuchse 51 und die Anschlagbuehse 54-gemäß Fig. 8 nach vorn bewegt werden. Während dieser Vorwärtsbewegung kommen die Gewinde 95 und 99 der Anschlag« buchse 54- und' der schwimmenden Buchse 46 vollständig außer Eingriff, so daß die Federn 105 und 106 die schwimmende Buchse erneut zentrieren können. Wird die Anzugstange weiter in den Aufnahmekegel eingeschraubt, bewegt sie sich nach vorn, bis die Ansätze 89 des Abstandhalters 84· zur Anlage an den vorderen Enden der Schlitze 90 des Gehäuseteils 91d kommen. Sobald diese Stellung erreicht ist, steht das Gewinde 36 der Anzugstange vollständig in Eingriff mit dem Gewinde 38 des Aufnahmekegels, und da die Ansätze eine weitere Vorwärtsbewegung der Anzugstange unmöglich machen, bewirkt der noch in Betrieb befindliche Motor 62, daß die Anzugstange unter Kraftaufwand in ihre Spannstellung nach Fig. 7 gebracht wird; sobald dies geschehen ist, wird der Motor 52 s'af eine noch zu erläuternde Weise dadurch automatisch stillgesetzt, daß ein Druckanstieg auftritt und hierdurch ein Druckschalter betätigt wird.

In Fig. 13 ist als Beispiel eine hydraulische Einrichtung zum Betätigen und Umsteuern der Anzugstange 32 dargestellt. Zu dem umsteuerbaren hydraulischen Motor 62 zum Antreiben der Anzugstange 32 gehören zwei Leitungen und 111, die nach Bedarf an eine Druckmittelquelle A angeschlossen bzw. abgesperrt werden können; zu diesem Zweck ist ein Magnetventil 112 mit drei Betriebsstellungen vorhanden. Das Ventil 112 weist in diesem Fall zwei Elektromagnet e S0L1 und S0L2 auf. Um den Motor 62 in Betrieb zu setzen und die Anzugstange 32 zum Einspannen eines Werkzeugs zu drehen, wird die Druckmittelquelle A, die ein Druckmittel unter einem Druck von z.B» etwa 85 bar abgibt, mit der Leitung 110 dadurch verbunden, daß der Elektromagnet S0L1 eingeschaltet wird, um den Ventilkörper des Ventils 112 gemäß Fig. 13 nach links zu bewegen. Wird die

309842/0464

Leitung 111 an die Druckmittelquelle A dadurch angeschlossen, daß der Elektromagnet S0L2 eingeschaltet wird, um den Ventilkörper nach rechts zu bewegen, arbeitet der Motor in der entgegengesetzten Drehrichtung, um die Anzugstange so zu betätigen, daß das betreffende Werkzeug freigegeben wird. Sind die beiden Elektromagnete abgeschaltet, befindet sich der Ventilkörper des Ventils 112 in der in Fig. 13 gezeigten Stellung, bei der beide Leitungen 110 und 111 abgesperrt sind, so daß sich der Motor 62 außer Betrieb befindete

Um das Drehmoment zu begrenzen, das der Motor 62 beim Einziehen der Anzugstange 32 erzeugt, und um den Motor abzustellen, sobald der zugehörige Druck erreicht wird, ist an die Leitung 110 ein Druckschalter PS1 angeschlossen, der so eingestellt ist, daß er bei einem vorbestimmten Druck von z.B. etwa 83 bar anspricht. Damit der Motor 62 auch dann abgestellt werden kann, wenn während des Losspannens eines Werkzeugs in der Leitung 110 ein. Druck wirksam wird, der dem höchsten zulässigen Drehmoment des Motors entspricht, ist an die Leitung 111 ein Druckschalter PS2 angeschlossen. Die beiden Druckschalter bilden Bestandteile einer noch zu beschreibenden elektrischen Einrichtung zum Steuern der Anzugstange.

Damit die Kupplung 68 eingerückt bzw. ausgerückt werden kann, wenn der hydraulische Motor 62 Xn bzw. außer Betrieb gesetzt wird, ist ein Magnetventil 114· mit zwei Betriebsstellungen vorhanden, zu dem zwei Elektromagnete S0L3 und S0L4- gehören, und das mit dem hydraulischen Zylinder 75 durch zwei Leitungen 115 und 116 verbunden ist· Wird der Motor 62 z.B. dadurch abgeschaltet, daß einer der Druckschalter PS1 und PS2 anspricht, wird der Elektromagnet S0L4 durch eine noch zu beschreibende elektrische Schaltung betätigt, um den Ventilkörper des Ventils 114 in die in Pig. 13 gezeigte Stellung zu bringen, bei der die Leitung 115 an eine Druckmittelquelle B angeschlossen ist, die ein Druckmittel unter einem Druck von z.B. etwa 35 bar abgibt. Durch die Leitung 115 strömt das Druckmittel

309842/0464

zu dem Zylinder 75» um den Kolben 76» die Kolbenstange 76a und das damit gekuppelte Kupplungszahnrad 66 gemäß Fig. 13 nach rechts zu bewegen und so die Kupplung 68 auszurücken. Sobald die Ausrückstellung erreicht wird, betätigt die mit dem Kupplüngszahnrad 66 verbundene Stange 80 den Endschalter 81. Ist der Motor 62 in Betrieb, wird der Elektromagnet SOL3 eingeschaltet, um den Ventilkörper des Ventils 114 gemäß Fig. 1$ nach links zu.bewgen und so die Leitung 116 mit der Druckmittelquelle B zu verbinden, damit der Kolben 76 das Kupplüngszahnrad 66 nach links bewegt, um die Kupplung-68 einzurücken. Sobald dies geschieht, gibt die Stange 80 den Endschalter 81 frei, so daß er sich öffnen kann.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Maßnahmen getroffen, um das Einrücken der Kupplung 68 und damit auch das Betätigen des Endschalters 81 bis zu einem Zeitpunkt zu verzögern, der etwas später als der Zeitpunkt erreicht wird, in dem der hydraulische Motor 62 in Betrieb gesetzt wird, um es diesem Motor zu ermöglichen, ein Drehmoment zu entwickeln, das ausreicht, um den Eeibungsschluß zwischen dem Gewinde der Anzugstange 32 und dem Gewinde des Aufnahmekegels 25 beim Losspannen des Werkzeugs oder den Eeibungsschluß zwischen den Gewinden der schwimmenden Buchse 46 und der Anschlagbuchse 54 beim Einspannen eines Werkzeugs aufzuheben. Zu diesem Zweck ist in die Leitung 115 zum Zuführen des Druckmittels von der Quelle B aus ein Hegelventil 118 eingeschaltet, zu dem ein Rückschlagventil 119 gehört, das ein ungehindertes Strömens des Druckmittels von der Druckmittelquelle B aus zu dem Zylinder 75 zuläßt, während die Kupplung 68 ausgerückt wird. Jedoch wird der Druckmittel strom, der von dem Zylinder 75 BiL die Leitung 115 abgegeben wird, während der Kolben 76 gemäß Fig. 13 nach links bewegt wird, um die Kupplung 68 einzurücken, durch eine Drossel 120 in dem Ventil 118 so geregelt, daß sich das Einrücken der Kupplung verlangsamt, und daß das öffnen des Endschalters 81 verzögert wird. -

.309842/0484

Damit die hydraulische Einrichtung nach Fig. 13 ein Arbeitsspiel ausführt, wird sie z.B. mittels einer elektrischen Schaltung gesteuert, die in Fig. 14 dargestellt ist und zwei Paare von Leitungen L1, L2 und L3» L4 aufweist, Um den hydraulischen Motor 64 in Betrieb zu setzen, damit die Anzugstange 32 den Aufnahmekegel 25 eines Werkzeugs erfaßt, nach innen zieht und festspannt, wird ein Schalter 125 mit einer Zentrierfeder in der gewünschten Richtung, z.B. gemäß Fig. 14 nach rechts, betätigt. Der Schalter 125 kann mit der Hand betätigt werden oder dann, wenn die Anzugstangenvorrichtung einer automatisch gesteuerten Werkzeugmaschine zugeordnet ist, die z.B. einen automatischen Werkzeugwechsler aufweist, durch einen nicht dargestellten Elektromagneten. Beim Betätigen des Schalters 125 werden die Kontakte C1 geschlossen, um ein Relais CRI über die Ruhekontakte des Druckschalters PS1 und Kontakte CRO1 einzuschalten. Beim Einschalten des Relais CRI werden Kontakte CRI1 geschlossen, um einen die Kontakte C1 überbrückenden Haltestromkreis zu schließen, nachdem der durch eine Feder in seine Mittelstellung vorgespannte Schalter 125 freigegeben worden ist. Die Kontakte CRH1, die nur dann geschlossen werden, wenn der Endschalter 81 geschlossen und das Relais CRH eingeschaltet wird, schließen einen Haltestromkreis, der den Druckschalter PS1 während des Anlaufens des hydraulischen Motors 62 überbrückt. Beim Einschalten des Relais CRI werden Kontakte CRI2 und CRI3 geschlossen, und es werden Kontakte CRI4 und CRI5 geöffnet, um gleichzeitig die Elektromagnete SOL1 und SOL3 zu erregen, damit der hydraulische Motor 62 in Betrieb gesetzt und die Kupplung 68 eingerückt wird. Beim Einrücken der Kupplung 68 wird der Endschalter 81 geöffnet, um das Relais CRH stromlos zu machen und so die Kontakte CRH1 zu öffnen und den Druckschalter PS1. zur Wirkung zu bringen. Während der Verzögerung des Einrückens der Kupplung 68, die dadurch hervorgerufen wird, daß das aus dem Zylinder 75 entweichende Druckmittel durch die Drossel 120 strömen muß, bleibt der durch die Kontakte CEH1 geschlossene, den Druckschalter PS1 überbrückende Haltestrom-

309842/0464

kreis genügend lange geschlossen, um das Relais ^CRH im eingeschalteten Zustand zu halten, damit der hydraulische Motor 62 ein Drehmoment entwickeln kann, wie es erforderlich ist, um den Reibungsschluß zwischen den Gewinden der schwimmenden Buchse 46 und der Anschlagbuchse 54 aufzuheben.

Nach dem Einschrauben der Anzugstange 32 in den Werkzeugaufnahmekegel 25 baut sich in der hydraulischen Leitung 110 ein Druck auf, durch den schließlich der Druckschalter PS1 betätigt wird, um das Relais CRI abzuschalten, so daß die Kontakte CRII, CRI2 und CRI3 geöffnet und die Kontakte CRI4 und CRI5 geschlossen werden, um die Elektromagnete SOLJ uns SOLI abzuschalten und den Elektromagneten SOL4 einzuschalten, so daß der hydraulische Motor 62 stillgesetzt und die Kupplung 68 ausgerückt wird.

•Der Betrieb des hydraulischen Motors 62 in der entgegengesetzten Drehrichtung zum Losspannen des Werkzeugaufnahmekegels 25 wird auf elektrischem Wege dadurch eingeleitet, daß der durch eine Feder zentrierte Schalter 125 in einer bestimmten Sichtung betätigt wird, z.B. gemäß Pig. 14 jetzt nach links, so daß die Kontakte C2 geschlossen werden, um das Relais CRO über die Ruhekontakte des Druckschalters PS2 und die Kontakte CRI5 einzuschalten. Beim Einschalten des Relais CRO werden die Kontakte CRO3 geschlossen, um einen die Kontakte C2 überbrückenden Haltestromkreis zu schließen, nachdem der Schalter 125 freigegeben worden isto Der Kontakt CRH2 schließt einen den Druckschalter PS2 überbrückenden Haltestromkreis während des Anlaufens des hydraulischen Motors 62. Wie bei dem Haltestromkreis für den Druckschalter PS1 werden die Kontakte CRH2 nur während der Zeit geschlossen, während welcher der Endschalter 81 geschlossen und das Relais CRH einge- . schaltet ist. Der Endschalter 81 wird so eingestellt, daß er kurz vor dem Zeitpunkt anspricht, in dem die Kupplung 68 vollständig eingerückt ist·

Beim Einschalten des Relais CRO werden die Kontakte CR02, CR03 und CR04 geschlossen, während die Kontakte CRO;

30984 2/0484

und CEO5 geöffnet werden, um gleichzeitig die Elektromagnete SOL2 und SOLJ einzuschalten, damit der hydraulische Motor 62 in Betrieb gesetzt und die Kupplung 68 eingerückt wird. Beim Einrücken der Kupplung 68 wird der Endschalter 81 geöffnet, um das Relais CEH abzuschalten, damit die Kontakte CEH1 geöffnet und der Druckschalter PS2 betriebsfähig gemacht wird. Wegen der Verzögerung des Einrückens der Kupplung 68 durch die Drossel 120 wird wiederum der den Druckschalter PS2 überbrückende Haltestromkreis durch die Kontakte GEH2 genügend lange geschlossen gehalten, damit das Eelais CEH eingeschaltet bleibt, um es dem hydraulischen Motor 62 zu ermöglichen, das hohe Drehmoment zu entwickeln, das benötigt wird, um den Eeibungsschluß zwischen den Gewinden der Anzugstange 32 und des Werkzeugaufnahmekegels 25 aufzuheben.

Wird der hydraulische Motor 62 weiter in Betrieb gehalten, bewirkt er, daß die Anzugstange 32 vollständig aus dem Werkz eugaufnahmeke gel 25 herausgeschraubt wird, während das Auswerferrohr 45 so weit vorgeschoben wird, daß es den Aufnahmekegel zwangsläufig außer Eingriff mit der Spindelöffnung 24 bringt. Nach der Beendigung des Auswerfvorgangs liegt der Abstandhalter 103 auf der schwimmenden Buchse 46 an dem Gehäuseteil 41a an, so daß sich in der Leitung 111 ein Druck aufbaut,- bis der Druckschalter PS2 betätigt wird. Beim Öffnen dieses Druckschalters wird das Eelais CEO stromlos gemacht, so daß sich die Kontakte CE02, CEO3 und CE04 öffnen, um die Elektromagnete S0L3 und S0L2 abzuschalten, damit der hydraulische Motor 62 stillgesetzt wird. Gleichzeitig werden die Kontakte CE05 geschlossen, um den Elektromagneten S0L4 einzuschalten, damit die Kupplung 68 ausgerückt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Anzugstangenvorrichtung nach der Erfindung auf einfache, genaue und zuverlässige Weise arbeitet und sich sehr gut »ur Verwendung bei Werkzeugmaschinen eignet, die mit automatischen Werkzeugwechslern ausgerüstet sind.

309842/0464

Es hat sich gezeigt, daß sich eine solche Vorrichtung in Verbindung mit einem automatischen Werkzeugwechsler lange Zeit hindurch "benutzen läßt, ohne daß eine Beschädigung oder ein übermäßiger Verschleiß der G-ewindegänge der Anzugstange und der Werkzeugaufnahmekegel eintritt.

Ansprüche:

309842/Q484

Claims

ANSPRÜCHE

1. J Kraftbetätigte Anzugstangenvorrichtung zum lösbaren befestigen eines Werkzeugs in der Aufnahmeöffnung der Spindel einer Werkzeugmaschine, wobei das Werkzeug einen Werkzeugaufnahmekegel mit einer Gewindebohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß in der Spindel (11) eine Anzugstange (32) drehbar und axial verschiebbar gelagert ist, daß ein Ende der Anzugstange einen mit Gewinde versehenen Abschnitt (36) aufweist, der in die Aufnahmeöffnung (24) der Spindel hineinragt, um in Eingriff mit einem in die Aufnahmeöffnung eingeführten Werkzeugaufnahmekegel (25) bringbar zu sein, daß ein Auswerferglied (4-5) in der Bohrung (34-) der Spindel nahe der Anzugstange axial bewegbar gelagert ist, daß eine Einrichtung (62) vorhanden ist, die es ermöglicht, die Anzugstange in einer bestimmten Richtung zu drehen, um ihren mit Gewinde versehenen Endabschnitt in Eingriff mit der Gewindebohrung (38) eines in die Aufnahmeöffnung der Spindel eingeführten Werkzeugaufnahmekegel zu bringen, und um den Werkzeugaufnahmekegel zwangsläufig fest mit der Wand der Aufnahmeöffnung zu verspannen, daß eine Einrichtung (62) vorhanden ist, die es ermöglicht, die Anzugstange in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, um sie aus dem Werkzeugaufnahmekegel herauszuschrauben und ihn hierdurch loszuspannen, und daß eine Einrichtung (25» 29) vorhanden ist, die bei ddr weiteren Drehbewegung der Anzugstange im Sinne des Losspannens eines Werkzeugs zur Wirkung kommt, nachdem die Anzugstange vollständig aus dem von der SpindelÖffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel· herausgeschraubt worden ist, um das Auswerferglied gegenüber der Spindel axial nach vorn zu bewegen, damit es gegen den Werkzeugaufnahmekegel in der Aufnahmeöffnung stößt, um ihn zwangsläufig außer Eingriff mit der Aufnahmeöffnung zu bringen.

309342/OASA

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswerferglied ein Rohr (4-5) ist, das gleichachsig mit einem vorderen Abschnitt der Anzugstange (52) angeordnet ist und ihn umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlitten (18) vorhanden ist, in dem das hintere Ende der Spindel (11) drehbar gelagert ist, daß in dem Schlitten eine Betätigungseinrichtung (40) angeordnet ist, die dazu dient, automatisch den Betrieb der Einrichtung (62) zum Drehen der Anzugstange (32) und der Einrichtung (95» 99) zum Bewegen des Auswerferrohrs (45) zu synchronisieren, und daß ein einziger Motor (62) zum Antreiben der Betätigungseinrichtung vorhanden ist.

.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zu der Einrichtung zum Drehen der Anzugstange (32) eine auf der Anzugstange axial verschiebbare Betätigungsbuchse (51) gelagert ist, daß zu der Einrichtung zum Bewegen des Auswerferrohrs (45) ein am hinteren Ende der Spindel (11) befestigtes Gehäuse (41) gehört, ferner eine schwimmende Buchse (46), die an dem Auswerferrohr anliegt und in dem Gehäuse axial verschiebbar gelagert ist, sowie eine Anschlagbuchse (54), die an der Betätigungsbuchse befestigt und in dem Gehäuse drehbar und axial verschiebbar gelagert ist, daß die schwimmende Buchse und die Anschlagbuchse gleichachsig angeordnete Ansätze (96» 94) aufweisen, die in Gewindeverbindung bringbar sind, wenn die Anzugstange in der erwähnten Weise weiter im Sinne des Losspannens eines Werkzeugs (26) gedreht wird, nachdem sie vollständig aus einem von der Spindelöffnung (24) aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel (25) herausgeschraubt worden ist, und daß die schwimmende Buchse und das Auswerferrohr gegenüber der Anschlagbuchse und der Spindel nach vorn bewegbar sind, während zwischen der Anschlagbuchse und der schwimmenden Buchse eine Gewindeverbindung vorhanden ist.

309842/0404

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste unter i'ederspannung stehende Einrichtung (91) vorhanden ist, die die Anschlagbuchse (54-)» die Betätigungsbuchse (51) und die Anzugstange (32) gegenüber der Spindel (11) nach hinten vorspannt, und daß eine zweite Federanordnung (58) vorhanden ist, die die Anzugstange gegenüber der Betätigungsbuchse und der Anschlagbuchse nach vorn vorspannt·

6. Kraftbetätigte Anzugstangenvorrichtung zum lösbaren befestigen eines Werkzeugs in einer Aufnahmeöffnung einer Spindel einer Werkzeugmaschine, wobei das Werkzeug einen Werkzeugaufnahmekegel mit einer Gewindebohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spindel (11) eine Anzugstange (32) axial verschiebbar und drehbar gelagert ist, daß ein Ende der Anzugstange einen mit Gewinde versehenen Abschnitt (36) aufweist, der in die Aufnahmeöffnung (24) der Spindel hineinragt, um in Eingriff mit einem die Öffnung eingeführten ^erkzeugaufnahmekeg.el (25) bringbar zu sein, daß auf der Anzugstange eine Betätigungsbuchse (51) zusammen mit der Anzugstange drehbar und gegenüber der Anzugstange axial bewegbar gelagert ist, daß eine erste unter Federspannung stehende Einrichtung (91) vorhanden ist, die die Betätigungsbuchse und die Anzugstange gegenüber der Spindel nach..hinten vorspannt, daß eine zweite Vorspanneinrichtung (58) vorhanden ist, die die Zugstange gegenüber der Betätigungsbuchse nach vorn vorspannt, daß die Anzugstange gegenüber der Spindel und der £>etätigungsbuchse entgegen der Kraft der zweiten Vorspanneinrichtung nach hinten bewegbar ist, umaciale Kräfte aufzunehmen, die auf die Anzugstange beim Einführen eines Werkzeugaufnahmekegels (25) in die Spindelöffnung ausgeübt werden, daß eine Einrichtung (62) vorhanden ist, die dazu dient, die Betätigungsbuchse und die Anzugstange in einer bestimmten Richtung zu drehen, um die Anzugstange in die Gewindebohrung (38) eines in die Öffnung der Spindel eingeführten Werkzeugaufnahmekegels einzuschrauben und so den Werkzeugaufnahmekegel fest mit der Wand der Spindelöffnung

309842/0464

zu verspannen, und daß eine Einrichtung (62) vorhanden ist, die dazu dient, die Betätigungsbuchse und die Anzugstange in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, um die Anzugstange aus einem von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel herauszuschrauben und den Werkzeugaufnahmekegel loszuspannen«,

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Anzugstange (32) ein Auswerferrohr (45) gegenüber der Anzugstange axial bewegbar gelagert .ist, und daß eine Einrichtung (95» 99) vorhanden ist, die beim weiteren Drehen der Anfcugstange im Sinne des Losspannens eines Werkzeugs zur Wirkung kommt, nachdem die Anzugstange vollständig aus einem von der Spindeloffnung (24) aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel (45) herausgeschraubt worden ist, um das Auswerferrohr axial nach vorn gegenüber der Spindel (11) zu bewegen, damit sie gegen den Werkzeugaufnahmekegel stößt, um ihn zwangsläufig außer Eingriff mit der Aufnahme öffnung zu bringen. ·

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Ende der Anzugst'ange (32) eine lösbare und abnehmbare Befestigungseinrichtung (56) angebracht ist, die eine Schulter bildet, daß die erste unter Federspannung stehende Einrichtung (91) die Betätigungsbuchse (51) gegen diese Schulter vorspannt, um die Anzugstange gegenüber der Spindel (11) nach hinten vorzuspannen, und daß die Befestigungseinrichtung von der Anzugstange abnehmbar ist, um das Ausbauen der Anzugstange über die öffnung (24) am vorderen Ende der Spindel zu er- möglichen.

9· Kraftbetätigte Anzugstangenvorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Werkzeugs in der Aufnähmeöffnung der Spindel einer Werkzeugmaschine, wobei das Werkzeug einen Werkzeugaufnahmekegel mit einer Gewindebohrung aufweist, und wobei die Spindel an ihrem Ende mit Keilen versehen ist, die in Eingriff mit einem in die Aufnahme Öffnung eingeführten Werkzeugaufnahmekegel bringbar sind, dadurch

309342/0484

gekennzeichnet, daß in der.Spindel (11) eine Anzugstange (32) gegenüber der Spindel axial bewegbar und drehbar gelagert ist, daß ein Ende der Anzugstange einen mit Gewinde versehenen Abschnitt (36) aufweist, der in die Spindelöffnung (24) hineinragt, um in Eingriff mit einem in die Spindelöffnung eingeführten Werkzeugaufnahmekegel (25) bringbar-zu sein, daß in der Bohrung (3²I-) der Spindel ein Aaswerferrohr (45) axial bewegbar gelagert ist, das gleichachsig mit der Anzugstange angeordnet ist und sie umschließt, daß eine Einrichtung (62) vorhanden ist, die dazu dient, die Anzugstange in einer bestimmten Eichtung zu drehen, um ihr mit Gewinde versehenes Ende in die Gewindebohrung (38) eines in die Spindelöffnung eingeführten Werkzeugaufnahmekegels einzuschrauben und den Werkzeugaufnahmekegel fest mit der Wand der Spindelöffnung zu verspannen, daß eine Einrichtung (§4) vorhanden ist, die dazu dient, die Anzugstange in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, um sie aus einem von der SpindelÖffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel herauszuschrauben, und daß eine Einrichtung (95j 99) vorhanden ist, die dazu dient, das Auswerferrohr gegenüber der Spindel und der Anzugstange axial nach vorn zu bewegen, nachdem die Anzugstange ais dem von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel herausgeschraubt worden ist, und die dazu dient, das Auswerferrohr zu veranlassen, einen Stoß auf den Werkzeugaufnahmekegel auszuüben, um ihn zwangsläufig außer Eingriff mit der Spindelöffnung zu bringen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch einen einzigen Motor (664) zum Antreiben sowohl der Einrichtung zum Drehen der Anzugstange (32) als auch der Einrichtung zum Bewegen des Auswerferrohrs (45). "

11. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß auf der Anzugstange (32) eine zusammen mit ihr drehbare Betätigungsbuchse (51) montiert ist, daß ein Motor (62) zum Drehen der Betätigungsbuchse und der Anzugstange vorhanden ist, und daß eine ^etätigungs-

309842/0464

einrichtung (95» 99) vorhanden ist, die mit EiIfe der Betätigungsbuchse betätigt wird, um die Betätigung der Einrichtung zum Bewegen des Auswerferrohrs (45) so zu synchronisieren, daß das Auswerferrohr an einen von der Spindelöffnung (24) aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel (25) erst anstößt, nachdem das mit Gewinde versehene Ende der Anzugstange vollständig aus dem Werkzeugaufnahmekegel herausgeschraubt worden istο

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine unter ^ederspannung stehende erste Einrichtung (91) vorhanden ist, die die Betätigungsbuchse (5Ό und die Anzugstange (52) gegenüber der Spindel (11) nach hinten vorspannt, so daß ein in die Spindelöffnung (24) eingeführter Werkzeugaufnahmekegel (25) in Eingriff mit den Keilen (29) der Spindel mommt, bevor er mit der Anzugstange zusammenarbeitet, und daß eine zweite Vorspanneinrichtung (592 vorhanden ist, die dazu dient, die Anzugstange gegenüber der Betätigungsbuchse nach vorn vorzuspannen, so daß die Anzugstang,e in der Spindel elastisch abgestützt ist und übermäßige Axialkräfte dämpft, die auf die Anzugstange während des Einführens eines Werkzeugaufnahmekegels in die Spindelöffnung aufgebracht werden.

15· Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet , daß eine Spindel (11) vorhanden ist, die eine durchgehende Bohrung (34) aufweist, welche in einer Öffnung (24) zum Aufnehmen eines in sie eingeführten Werkzeugaufnahmekegels (25) mündet, daß der Werkzeugaufnahmekegel eine Gewindebohrung (38) besitzt, daß in der Bohrung der Spindel eine Anzugstange (32) gegenüber der Spindel axial bewegbar und drehbar gelagert ist und einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt (3.6) aufweist, der in die Öffnung der Spindel hineinragt, um in Eingriff mit der Gewindebohrung eine in die öffnung eingeführten Werkzeugaufnahmekegel bringbar zu sein, daß auf der Anzugstange eine zusammen mit ihr drehbare und gegenüber d@r Anzugstange und der Spindel axial bewegbare Betätigungsbuchse (51)

309842/0404

gelagert ist, die mit einer nach vorn ragenden Anschlagbuchse (54-) zusammenarbeitet, daß auf der Anzugstange eine schwimmende Buchse (46) gelagert ist, die zusammen mit der Spindel drehbar und gegenüber der Anzugstange und der Spindel axial bewegbar ist, daß eine Einrichtung (62) vorhanden ist, die dazu dient, die Betätigungsbuchse, die Anschlagbuchse und die Anzugstange in einer bestimmten Richtung zu drehen, um das mit Gewinde versehene Ende der Anzugstange in die Gewindebohrung eines von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegels einzuschrauben und den Werkzeugaufnahmekegel zwangsläufig mit der Wand der Spindelöffnung zu verspannen, daß eine Einrichtung (62) vorhanden ist, die es ermöglicht, die Betätigungsbuchse die Anschkagbuchse und die Anzugstange in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, um sie aus dem von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel herauszuschrauben und ihn loszuspannen, und daß eine Einrichtung (95» 99) vorhanden ist, die beim weiteren Drehen der Betätigungsbuchse, der Anschlagbuchse und der Anzugstange im Sinne des Lösens eines Werkzeugs der Wirkung ausgesetzt ist, nachdem die Anzugstange vollständig aus dem von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel herausgeschraubt worden ist, woraufhin die schwimmende Buchse und das Auswerferrohr gegenüber der Spindel axial nach vorn bewegt werden, um das Auswerferrohr zu veranlassxn, einen Stoß auf den von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel auszuüben und ihn zwangsläufig außer Eingriff mit. der Spindelöffnung zu bringen.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Drehen der Anzugstange (32) ein Motor (62) zum Antreiben der Betätigungsbuchse (5Ό gehört, daß eine Einrichtung vorhanden ist, die dazu dient, die axiale Bewegung der Anschlagbuchse (54) gegenüber der Spindel (11) zwischen einer vorderen und einer hinteren Grenze zu begrenzen, daß eine unter IFederspannung stehende erste Einrichtung (91) vorhanden ist, die die Anschlagbuchse, die Betätigungsbuchse

309842/0464

und die Anzugstange gegenüber der Spindel nach, hinten vorspannt, daß die Anschlagbuchse durch die Yerspannkraft der ersten Vorspanneinrichtung am hinteren Ende ihrer Bewegungsstrecke gehalten wird, wenn die Anzugstange nicht in Gewindeverbindung mit einem Werkzeugaufnahmekegel (25) steht, daß die Ansehlagbuchse- aus ihrer hinteren Endstellung in Richtung in Pachtung auf ihre vordere Endstellung bewegbar ist, wenn die Anzugstange in einen von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel eingeschraubt wird, und daß eine Einrichtung vorhanden ist, die anspricht, sobald die Anschlagbuchse ihre vordere Endstellung erreicht, um den Motor selbsttätig außer Betrieb zu setzen»

15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet , daß am hinteren Ende der Spindel ^11)-ein Gehäuse (4-1) für eine Betätigungseinrichtung (4-0) befestigt ist, daß in diesem Gehäuse die Anschlagbuchse (54·) und die schwimmende Buchse (46) angeordnet sind, daß die schwimmende Buchse gegenüber dem Gehäuse axial bewegbar geführt ist, daß die Anschlagbuchse gegen, über dem Gehäuse axial bewegbar und drehbar gelagert ist, und daß zu der Einrichtung zum Begrenzen der axialen Bewegung der Anschlagbuchse mehrere in dem Gehäuse ausgebildete radiale Schlitze (90) und ein Abstandhalter (84-) gehören, der auf äer Anschlagbuchse drehbar gelagert ist und mehrere radiale Ansätze (89) aufweist, von denen jeder so angeordnet ist, daß seine, axiale Bewegung durch einen der radialen Schlitze des Gehäuses begrenzt wird·

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15« dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbuchse (54·) und die schwimmende Buchse (46) je einen mit Gewinde versehenen Ansatz (94-, 96) aufweisen, daß diese Ansätze gleichachsig angeordnet und in Eingriff miteinander bringbar sind, daß die Ansätze der schwimmenden Buchse und der Anschlagbuchse nicht in.Gewindeverbindung miteinander stehen, wenn die Anzugstange (32) vollständig in die Gewindebohrung (38) eines von der Spindelöffnung (24) auf-

309842/0484

genommenen Werkzeugaufnahmekegel (25) eingeschraubt ist, daß die Anschlagbuchse aus ihrer vorderen Endstellung in ihre hintere Endstellung bewegbar ist, während die Anzugstange gedreht wird, um einen von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel loszuspannen, daß die Anschlagbuchse und die schwimmende Buchse während der Bewegung der Anschlagbuchse aus ihrer vorderen Endstellung in ihre hintere Endstellung ineinanderschraubbar sind, daß die schwimmende Buchse gegenüber der Anschlagbuchse und der Spindel (11) in Abhängigkeit davon nach vorn bewegbar ist, daß die Anzugstange und die Anschlagbuchse im Sinne des Losspannens eines Werkzeugs weiter gedreht werden, nachdem die Anschlagbuchse ihre hintere Endstellung erreicht hat, daß das Auswerferrohr (4-5) zusammen mit der schwimmenden Buchse bewegbar ist, sobald die schwimmende Buchse in die Anschlagbuchse ineinandergeschraubt werden, damit das Auswerferrohr einen Stoß auf einen von der Spindelöffnung aufgenommenen Werkzeugaufnahmekegel ausübt, um ihn zwangsläufig zu lösen, und daß eine Einrichtung vorhanden ist, die auf die Bewegung der schwimmenden Buchse mit einer vorbestimmten vorderen Stellung anspricht, um den Motor (62) außer Betrieb zu setzen.

17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorspanneinrichtung zwischen dem Gehäuse und den radialen Ansätzen des Abstandhalter s angeordnet ist, und daß die zweite Vorspanneinrichtung zwischen der Anzugstange und der Betätigungsbuchse angeordnet ist, um die Anzugstange gegenüber der ^ nach vorn vorzuspannen.

309842/0464

Leerseite