DE2616459C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäß dem Ober­ begriff des Anspruchs 1, wie sie durch die DE-OS 17 52 605 bekannt ist.

Diese Druckschrift richtet sich in erster Linie auf ein Werk­ zeugmagazin zur Aufnahme von unterschiedlich großen Werkzeu­ gen, d. h. Werkzeugen mit unterschiedlich großen Schäften. Die zu diesem Werkzeugmagazin zugehörige Werkzeug­ maschine ist nur angedeutet.

Die Druckschrift geht aus von dem Problem, daß Werkzeugmaga­ zine mit großer Kapazität recht sperrig sind und daß es deshalb erforderlich ist, den in einem Werkzeugmagazin zur Verfügung stehenden Raum weitmöglichst zu nutzen. Zu diesem Zweck sind nicht, wie bisher, gleich große Werkzeug-Auf­ nahmeräume vorgesehen, sondern diese sind je nach Größe des aufzunehmenden Werkzeugs unterschiedlich groß.

Nachteilig ist der Umstand, daß das Werkzeugmagazin genau auf die in einem Arbeitsprozeß verwendeten Werkzeuge abge­ stimmt sein muß. Wird eine mit diesem Werkzeugmagazin aus­ gestattete Werkzeugmaschine auf einen anderen Arbeitsprozeß umgerüstet, bei welchem nicht wieder die gleiche Anzahl von Werkzeugen mit großem bzw. kleinem Schaft verwendet werden soll, dann ist es unvermeidlich, daß eine Anzahl von Fassungen, die für große Werkzeugschäfte eingerichtet sind, ungenutzt bleiben, wenn nicht genügend entsprechende Werkzeuge vorgesehen sein sollen. Andererseits ist es aber nicht möglich, etwa Werkzeuge mit kleinem Schaft in diese Fassungen einzusetzen, da diese hierfür nicht eingerichtet sind. Es kann somit die zur Verfügung stehende Speicher­ kapazität nur im Ausnahmefall voll genutzt werden.

Ausgehend von dieser Problemlage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, deren Speicher ein vergrößertes Fassungsvermögen hat.

Diese Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 ge­ löst.

Hierbei sind Werkzeuge mit Adapter und eine Werkzeugspin­ del mit einer durch eine Feder vorgespannten Werkzeugein­ zugsstange durch die US-PS 31 52 811 bekannt, während ein Werkzeugwechsler, der parallel zur Hauptspindel angeordnet ist und einen Werkzeugwechselarm aufweist, der an jedem seiner beiden Enden jeweils ein Werkzeug-Haltebackenpaar trägt, durch die US-PS 37 91 002 bekannt ist.

Erfindungsgemäß entspricht die äußere Form des Adapters jener des großen Werkzeugschaftes, während der Adapter seinerseits dazu eingerichtet ist, in seinem Inneren den kleinen Werkzeugschaft aufzunehmen.

Das Werkzeugmagazin muß stets mit mindestens einem Adapter ausgerüstet sein, da dieser nicht nur zur Aufnahme eines Werkzeugs mit kleinem Schaft im Magazin dient, sondern auch zur Aufnahme eines derartigen Werkzeugs in der Spindel.

Wurde in der Spindel ein Werkzeug mit kleinem Schaft verwen­ det und soll dieses gegen ein weiteres Werkzeug mit kleinem Schaft ausgetauscht werden, das im Magazin in einer speziell für kleine Werkzeuge eingerichteten Aufnahme sitzt, dann verbleibt der Adapter in der Spindel und es wird lediglich das kleine Werkzeug gegen ein solches im Magazin ausge­ tauscht. Soll dagegen ein kleines Werkzeug gegen ein sol­ ches Werkzeug ausgetauscht werden, das im Magazin in einer Aufnahme für große Werkzeuge sitzt, sei es nun ein Werk­ zeug mit großem Schaft oder mit kleinem, das in einem Adap­ ter sitzt, dann wird das kleine Werkzeug zusammen mit dem Adapter aus der Spindel entfernt und gegen ein Werkzeug mit oder ohne Adapter ausgetauscht.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist somit imstande, die vorgegebene Speicherkapazität eines Werkzeugmagazins durch die Verwendung von Adaptern noch weiter zu nutzen, als dies bisher möglich ist. Diese Adapter sind aber nicht einfach vergrößerte Werkzeugschäfte, sondern bilden ihrer­ seits als Spannelement, das zur Einspannung der kleinen Werkzeuge verwendet wird, ein echtes Funktionselement der Werkzeugmaschine.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1A und 1B eine Vorder- bzw. eine Seitenansicht einer Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeug­ wechseleinrichtung,

Fig. 2A eine schematisierte Längsschnittansicht eines Werkzeugmagazins,

Fig. 2B eine Längsschnittansicht einer Werkzeughalterung mit einem darin eingesetzten Adapter,

Fig. 3 eine Darstellung der Schwenkbewegung einer Werk­ zeughalterung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Werkzeugmagazin,

Fig. 5A eine Längsschnittansicht einer Werkzeugspindel beim Einspannen eines Werkzeugs,

Fig. 5B einen Ausschnitt aus Fig. 5A in Richtung des Pfeils A,

Fig. 6 eine Längsschnittansicht einer Werkzeug-Wechselein­ richtung in Richtung der Pfeile B-B in Fig. 9,

Fig. 7 und 8 Darstellungen der Wirkungsweise der Werkzeug­ wechseleinrichtung,

Fig. 9 eine Schnittansicht eines Werkzeug-Wechslerarms,

Fig. 10 eine Fig. 9 entsprechende Teilansicht des Wechsler­ arms mit einem daran festgehaltenen Werkzeug großen Durchmessers,

Fig. 11 eine Fig. 10 entsprechende Ansicht des Wechsler­ arms mit einem daran festgehaltenen Werkzeug mit kleinem Durchmesser und

Fig. 12A bis 12S Darstellungen der Bewegungsabläufe beim Werkzeugwechsel in bezug auf die Fortschaltbewegung des Werkzeugmagazins.

In Fig. 1A und 1B erkennt man einen T-förmigen Sockel 1 mit einer Ständerführung 2 und einer Tischführung 3. Ein Ständer 4 ist unter dem Antrieb einer bekannten Antriebseinrichtung mit einem Motor 5 und einer mit einer Laufmutter zusammen­ wirkenden Spindel entlang einer durch die Ständerführung 2 gebildeten X-Achse bewegbar. Auf der Tischführung 3 ist ein Tisch 6 unter dem Antrieb eines Motors 7 mit einer Spindel und einer damit zusammenwirkenden Laufmutter entlang einer Z-Achse bewegbar.

Der Ständer 4 hat an einer Seite eine Spindelkopfführung 8, entlang welcher ein Spindelkopf 10 unter dem Antrieb eines mit einer Spindel und einer Laufmutter zusammenwirkenden Motors 9 in Richtung einer Y-Achse bewegbar ist. Eine im Spindelkopf 10 gelagerte Werkzeugspindel 11 ist über ein im Spindelkopf angeordnetes Wechselgetriebe von einem Motor 12 angetrieben.

Auf dem Spindelkopf 10 ist eine Werkzeug-Wechseleinrichtung 13 und auf dieser ein Sockel 14 eines Werkzeugmagazins ange­ ordnet. Auf dem Sockel 14 erkennt man eine abnehmbar darauf gesetzte Werkzeughalterung 15. Ferner trägt die Wechselein­ richtung ein mit antreibbaren Förderketten arbeitendes Werkzeugmagazin 16. Beim Abruf eines bestimmten Werkzeugs wird die dieses tragende Halterung an einer bestimmten Stelle von den Förderketten abgenommen und in eine Bereit­ schaftsstellung gebracht, in welcher sie verharrt, bis am Ende eines Bearbeitungsgangs ein Signal zum Auswechseln des Werkzeugs erzeugt wird. Auf dieses Signal hin wird die in der Bereitschaftsstellung befindliche Halterung parallel zur Werkzeugspindel geschwenkt, worauf das Werkzeug ausgewech­ selt werden kann.

Die Wechseleinrichtung 13 hat einen Wechslerarm 17, welcher in Axialrichtung verschieblich und drehbar gelagert ist und dazu dient, das in der Werkzeugspindel 11 sitzende Werkzeug gegen das in der Halterung bereitgehaltene auszuwechseln.

Das Werkzeugmagazin 16 ist im einzelnen in Fig. 2A, 2B, 3 und 4 dargestellt. Der Sockel 14 des Magazins trägt zwei senkrecht stehende Achsbolzen 18 A, 18 B an der Oberseite. Der der Spindel 11 zunächst angeordnete Achsbolzen 18 A trägt ein frei drehbares Kettenrad 19, während der andere Achsbolzen 18 B ein antreibbares Kettenrad 20 trägt. Die Kettenräder 19 und 20 sind mittels Lagern frei drehbar auf dem jeweiligen Achsbolzen gelagert. Um jeweils einen oberen und einen unteren Zahnkranz der Kettenräder 19, 20 ist eine endlose Kette 21 geschlungen. Diese hat jeweils aufwärts hervorstehende Gelenkstifte 22, an denen jeweils eine Werkzeughalterung 15 mit seitlich daran angebrachten Halteaugen 23 angehängt werden kann. Dabei wird das Gewicht der einzelnen Halterungen 15 von einer an der Unterseite der­ selben gelagerten Laufrolle 15 R getragen.

Es sind zwei verschiedene Formen von Werkzeughalterungen vorhanden, nämlich Halterungen 15 B und 15 F für die Auf­ nahme von Werkzeugen mit genormtem konischem Schaft und Halterungen 15 D für die Aufnahme von Werkzeugen mit zylin­ drischem Schaft. Um das Herausfallen des jeweiligen Werk­ zeugs beim Kippen der Halterung 15 zu verhindern, haben die Halterungen 15 B und 15 F für Werkzeuge mit konischem Schaft eine am Kopf eines Zugbolzens 62 des Werkzeugschafts angreifende Federklammer 15 S, während die Halterung 15 D für Werkzeuge mit zylindrischem Schaft eine Federklammer 71 enthält, welche in eine Rille am Halteflansch des Werkzeugs greift.

Wie man in Fig. 4 erkennt, werden die Werkzeughalterungen 15 in unterschiedlichen Abständen an den Ketten aufgehängt. Zwischen zwei benachbarten, für die Aufnahme von Werk­ zeugen mit großem Durchmesser, etwa Fräsköpfen od. dergl., eingerichteten Halterungen 15 F bleiben jeweils drei Ketten­ stifte 22 frei. Zwischen den für die Aufnahme von Werk­ zeugen mit mittlerem Durchmesser bestimmten Halterungen 15 B bleiben jeweils zwei Kettenstifte 22 frei, während zwischen den für die Aufnahme von Werkzeugen mit kleinem Durchmesser, etwa Bohrern od. dergl., eingerichteten Halterungen 15 D keine freien Kettenstifte 22 vorhanden sind.

Die Halterungen 15 und damit die darin sitzenden Werkzeuge sind also in ungleichen Abständen an den Ketten 21 anbring­ bar und können nach einem System der festen Adressen ange­ ordnet werden.

In die in Fig. 2B dargestellte Halterung 15 B ist ein ein Werkzeug mit mittlerem Durchmesser enthaltender Adapter 60 eingesetzt. Das Werkzeug ist so in den Adapter eingesetzt, daß sein Halteflansch in einer anderen Höhe liegt als der des Adapters 60. Das Werkzeug hat hier einen zylindrischen Schaft. Wie man aus dem Vorstehenden erkennt, ist die Länge der Werkzeughalterungen 15 F und 15 B verschieden von der der Halterung 15 D und richtet sich jeweils nach der Länge des darin einzusetzenden Werkzeugs.

Eine in Fig. 2A zur Linken des angetriebenen Kettenrads 20 über dem Sockel 14 angeordnete Antriebsquelle 24 trägt auf ihrer Ausgangswelle ein Ritzel 24 A, welches mit einem Zahn­ rad 20 A am mittleren Teil des Kettenrads 20 kämmt. Die Antriebsquelle 24 ist durch auf Band gespeicherte Abruf­ befehle steuerbar, um die endlosen Ketten 21 anzutreiben und damit die abgerufenen Werkzeuge zuzuführen.

Eine in der Mitte des Werkzeugmagazins oberhalb des Sockels 14 angeordnete Abtasteinrichtung 28 dient dazu, die jewei­ ligen Stellungen der in verschiedenen Abständen angeordneten Werkzeughalterungen 15 abzutasten. Die Abtasteinrichtung 28 enthält eine drehbare Welle 29, welche am unteren Ende ein Zahnrad 31 und am oberen Ende eine entsprechend der Anzahl der vorhandenen Werkzeughalterungen 15 codierte Steuer­ scheibe 30.

Das Zahnrad 31 kämmt mit einem Ritzel 33 A, welches gemein­ sam mit einem Kettenrad 33 frei drehbar auf einem auf dem Sockel 14 stehenden Zapfen 32 gelagert ist. Das Kettenrad 33 ist über eine Kette 35 antriebsübertragend mit einem Ket­ tenrad 34 am unteren Teil des angetriebenen Kettenrads 20 verbunden, so daß die Steuerscheibe 30 beim Antrieb der Ketten 21 durch das Kettenrad 20 ebenfalls in Drehung ver­ setzt wird. Dabei vollführt die Steuerscheibe 30 jeweils eine volle Umdrehung für einen vollen Umlauf der Ketten 21. Unterhalb der Antriebsquelle 24 ist ein Zylinder 25 zum Arretieren der Ketten 21 angeordnet. Eine je nach der Speisung des Zylinders 25 mit hydraulischem Druck ausstreck- und einziehbare Kolbenstange 26 trägt an ihrem freien Ende eine Rolle 27, welche zum Arretieren der Ketten 21 mit dem unteren Zahnkranz des Kettenrads 20 in Eingriff bringbar ist.

Ein auf Band gespeichertes Abrufsignal steuert den Antrieb 24 in Abhängigkeit von der dem jeweils nächsten Werkzeug ent­ sprechenden Codierung der Steuerscheibe 30. Erreicht dabei die das betreffende Werkzeug enthaltende Halterung die Abruf- oder Bereitschaftsstellung, so wird der Antrieb 24 stillgesetzt und der Arretierzylinder 25 betätigt, um die Rolle 27 der Kolbenstange 26 in Eingriff mit dem Ketten­ rad 20 zu bringen und dadurch die Ketten 21 in der vorbe­ stimmten Stellung zu arretieren und auszurichten.

Zwischen der Werkzeug-Wechseleinrichtung 13 und dem Sockel 14 des Werkzeugmagazins 16 ist an dem oberhalb der Spindel 11 gelegenen Ende des Magazins eine Werkzeug-Überführungsein­ richtung 36 angeordnet. Diese hat eine Grundplatte 37 mit einer parallel zur Mittelachse der Spindel verlaufenden Führungsnut 38. Am hinteren Teil trägt die Grundplatte 37 einen parallel zur Führungsnut 38 angeordneten Zylinder 39. Ein frei verschieblich in der Führungsnut 38 geführter Schlitten 40 ist an seinem hinteren Ende mit dem freien Ende einer im Zylinder 39 geführten Kolbenstange 41 ver­ bunden. Durch entsprechende Druckspeisung des Zylinders 39 ist der Schlitten 40 zwischen einer Abrufstellung R und einer Bereitschaftsstellung C für den Werkzeugwechsel bewegbar (Fig. 3). Diese Bewegungen sind durch die Betäti­ gung zweier Begrenzungsschalter LS 3, LS 4 durch ein an der Kolbenstange 41 angebrachtes Betätigungsglied 42 gesteuert.

Der Schlitten 40 trägt einen Kippzylinder 43, welcher zwei verschieblich darin geführte Kolben 44, 45 enthält. Eine mit dem Kolben 44 einstückige Kolbenstange 44 A ist sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite als Zahnstange 46 A bzw. 46 B ausgebildet. Das hintere Ende der Kolbenstange 44 ist frei verschieblich im anderen Kolben 45 geführt, und trägt ein Betätigungsglied 47 für die Betätigung dreier hinter dem Kippzylinder 43 angeordneter Begrenzungsschal­ ter LS 5, LS 6, LS 7 in drei vorbestimmten Stellungen.

Am Schlitten 40 ist eine Schwinge 49 mittels einer quer zur Achse der Werkzeugspindel verlaufenden Welle 48 gelagert. Die Schwinge 49 trägt an einer Seite ein in ihrer Längs­ richtung verschiebliches Gleitstück 50 zum Einhängen und Ausheben der Werkzeughalterungen. Das Gleitstück 50 hat am unteren Ende einen Stößel 52 mit einer Rolle 51.

Die Rolle 51 ist durch eine das Gleitstück 50 abwärts bela­ stende Feder 53 in Anlage an einem fest auf der Welle 48 sitzenden, mit einem Zahnrad verbundenen Nocken 54 gehalten. Das mit dem Nocken 54 verbundene Zahnrad 54 A befindet sich in Eingriff mit der Zahnstange 46 A an der Oberseite der Kolbenstange 44 A. Die Zahnstange 46 B an der Unterseite der Kolbenstange 44 A ist in Eingriff mit einem Zahnrad 56 A, welches fest auf einer quer zur Achse der Spindel verlau­ fenden Welle 55 sitzt und mit einer Kurbelscheibe 56 ver­ bunden ist.

Ein an der Kurbelscheibe 56 hervorstehender Zapfen 57 greift in eine Nut 58 A einer fest mit der Schwinge 49 ver­ bundenen Scheibe 58 (Fig. 3). Bei der Speisung des Zylin­ ders 43 mit hydraulischem Druck über die Durchlässe 43 A und 43 C und Druckentlastung am Durchlaß 43 B bewegt sich der Kolben 44 aus der in Fig. 2A gezeigten Stellung nach rechts bis in Anlage am zweiten Kolben 45.

Dadurch werden die mit den Zahnstangen 46 A und 46 B an den beiden Seiten der Kolbenstange 44 A in Eingriff befindlichen Zahnräder 54 A und 56 A in Drehung versetzt. Die Drehung des Zahnrads 54 A bewirkt über den Nocken 54, die Rolle 51 und den Stößel 52 eine Aufwärtsbewegung des Gleitstücks 50, wobei am Gleitstück hervorstehende Stifte 50 A in Bohrun­ gen 59 A eines Tragstücks 59 der Werkzeughalterung 15 F greifen und diese anheben, so daß deren Halteaugen 23 von den Stiften 22 der Ketten 21 abgehoben werden.

Gleichzeitig damit wird das Zahnrad 56 A und die damit ver­ bundene, den Zapfen 57 tragende Kurbelscheibe 56 in Drehung versetzt, bis der Zapfen 57 in den Schlitz 58 A der Scheibe 58 eintritt. Am Ende dieser Bewegungen betätigt das an der Kolbenstange 44 A sitzende Betätigungsglied 47 den Begren­ zungsschalter LS 6. Ein durch die Betätigung des Begrenzungs­ schalters LS 6 erzeugtes Signal bewirkt die Druckspeisung des Zylinders 39 über einen Durchlaß 39 A, so daß der Schlitten 40 mittels des Kolbens 41 A und der Kolbenstange 41 in die Bereitschaftsstellung C für den Werkzeugwechsel vorgeschoben wird. Am Ende dieser Bewegung betätigt das an der Kolbenstange 41 sitzende Betätigungsglied 42 den Begrenzungsschalter LS 3. In der damit erreichten Stellung verharrt der Schlitten bis zur Beendigung des jeweils lau­ fenden Arbeitsgangs, so daß das nun bereitgehaltene Werk­ zeug dem in Bearbeitung befindlichen Werkstück nicht im Weg ist. Ein am Ende des laufenden Bearbeitungsgangs erzeugtes Signal bewirkt die Druckspeisung des Zylinders 43 über den Durchlaß 43 A und die Druckentlastung der Durch­ lässe 43 B und 43 C, so daß sich der Kolben 44 nun gemein­ sam mit dem anderen Kolben 45 nach rechts bewegt. Dabei versetzt die Zahnstange 46 B an der Unterseite der Kolben­ stange 44 A die Kurbelscheibe 56 in Drehung, welche ihrer­ seits die Abtriebsscheibe 58 über den Zapfen 57 in Drehung versetzt. Dadurch wird die Schwinge 49 im Gegenzeigersinn um 90° verschwenkt, so daß die daran hängende Werkzeug­ halterung 15 parallel zur Achse der Spindel zu liegen kommt. In dieser Stellung der Halterung sind die Werkzeuge mittels des Wechslerarms auswechselbar.

Gleichzeitig damit wird auch das Zahnrad 54 A in Drehung versetzt. Da sich die Rolle 51 jedoch aufgrund der vorhe­ rigen Drehung des Nockens 54 bereits auf dessen höchster Erhebung befindet, bleibt die Stellung des Gleitstücks 50 unverändert.

Ein am Ende dieser Bewegung durch die Betätigung des Begrenzungsschalters LS 7 durch das Betätigungsglied 47 erzeugtes Signal löst nun die Betätigung des Wechslerarms 17 aus. Am Ende der Betätigung des Wechslerarms 17 wird ein weiteres Signal erzeugt, welches die vorstehend beschrie­ benen Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge und gegen­ läufigem Sinn auslöst, um das vorher gebrauchte Werkzeug an seinen ursprünglichen Platz im Werkzeugmagazin zurück­ zubringen.

Fig. 5 zeigt die mittels Lagern drehbar im Spindelkopf 10 gelagerte Werkzeugspindel 11. Diese hat im vorderen Ende eine Werkzeugfassung 11 A und eine sich von dieser bis an das hintere Ende erstreckende Axialbohrung 11 B, in welcher eine Werkzeug-Einspanneinrichtung angeordnet ist. Eine in der Axialbohrung 11 B längsverschieblich geführte Zugstange 61 hat am vorderen Ende ein Spannfutter. Dieses ist aus einer fest in der Bohrung 11 B sitzenden Muffe 63 mit trichterförmiger Innenwandung und einer Anzahl von im vor­ deren Ende der Zugstange gehaltenen Kugeln 64 gebildet. Die Kugeln 64 laufen an der trichterförmigen Innenwand der Muffe 63 auf und greifen dabei am Zugbolzen 62 eines in die Fassung 11 A eingeführten Werkzeugs an. Zwischen einer in der Axialbohrung 11 B der Spindel 11 gebildeten Stufe 11 C und einem Bund 61 A am hinteren Ende der Zugstange 61 ist ein Tellerfederpaket 65 zum Einspannen des Werkzeugs angeordnet. In die Fassung 11 A am vorderen Ende der Spindel 11 ist ein Werkzeug mit genormtem konischem Schaft einsetzbar, oder ein einen genormten konischen Schaft aufweisender Adapter 60, welcher ein Spannfutter zum Festhalten eines Werkzeugs mit zylindrischem Schaft enthält (Fig. 5). Damit läßt sich also auch ein Werkzeug mit zylindrischem Schaft unter Verwendung des Adapters 60 an der Spindel anbringen. Der Adapter 60 ist von einer Axialbohrung 60 A durchsetzt und enthält ein Spannfutter 66 zum Festhalten des zylindrischen Schafts eines Werkzeugs mit kleinem Durchmesser.

Das Spannfutter 66 hat am vorderen Ende eine konische Außen­ fläche, welche mit einer trichterförmigen Innenfläche 60 C des Adapters zusammenwirkt, so daß sich das Spannfutter zusammenzieht, wenn es in den Adapter eingezogen wird. Zum Öffnen des Spannfutters wird es im Adapter vorwärts ge­ schoben. Am hinteren Ende des Spannfutters 66 steht ein Zugbolzen 62 hervor. Beim Einführen des Adapters 60 in die Spindelfassung 11 A kommt der Zugbolzen 62 in eine Stellung, in welcher das Einspannfutter der Zugstange daran angreifen kann. Eine im hinteren Teil des Adapters 60 vorhandene Bohrung enthält eine frei bewegliche Kugel 68, welche wahlweise mit einer Nut 66 B am Umfang des Spann­ futters 66 oder mit einer Nut 11 D an der Innenseite der Spindel 11 in Eingriff bringbar ist. Am vorderen Ende des Adapters 60 ist ein Ringdeckel 70 angebracht, welcher an der Innenseite eine Ringnut mit einer darin sitzenden Ring­ feder 71 aufweist. Beim Einführen des Schafts eines Werk­ zeugs 110 mit kleinem Durchmesser in den Adapter 60 rastet die Ringfeder 71 in eine einen Teil des Schafts umgebende Rille 111 ein, um damit das Werkzeug im Adapter 60 fest­ zuhalten. Eine zwischen dem Ringdeckel 70 und der vorderen Stirnfläche 66 A des Spannfutters 66 angeordnete Feder 69 belastet das Spannfutter in axialer Richtung rückwärts, so daß dieses kein freies Spiel im Adapter 60 hat. Ein Halte­ flansch des Adapters 60 ist von einer von seinem Umfang zur Axialbohrung 60 A führenden Radialbohrung 60 D durch­ setzt. Ein in dieser geführter Stift 73 ist durch eine Feder 72 in Anlage an der Umfangsfläche des Spannfutters 66 belastet.

Das Spannfutter 66 hat in seiner Umfangsfläche eine Rast­ vertiefung 66 E, welche in bezug auf das innere Ende des Stifts 73 so angeordnet ist, daß dieser das Spannfutter in einer Stellung festhält, in welcher die Kugel 68 auf die Umfangsnut 66 B des Spannfutters ausgerichtet ist, wenn der Adapter 60 ein Werkzeug enthält und/oder im Werkzeug­ magazin sitzt. Beim Einführen des Adapters 60 in die Spindel 11 bewegt sich die Kugel 68 in der Bohrung im hinteren Teil des Adapters, bis sie in die Nut 11 D an der Innenseite der Spindel 11 einfällt. Dabei wird zunächst der Adapter 60 bis zum Anschlag in die Fassung 11 A der Spindel eingeführt, worauf dann das Einspannfutter am vorderen Ende der Zugstange 61 am Zugbolzen 62 des Spann­ futters 66 angreift und es rückwärts zieht, wobei sich die Kugel aus der Nut 66 B des Spannfutters 66 in die Nut 11 D der Fassung bewegt, um damit den Adapter 60 in der Spin­ del zu verriegeln. Zum Herausziehen des Adapters 60 aus der Spindel schiebt das vordere Ende der Zugstange 61 das Spannfutter 66 entgegen der Belastung durch die Feder 69 nach vorn, bis die Kugel 68 in die Umfangsnut 66 B des Spann­ futters einfällt, worauf sich der Adapter herausziehen läßt.

Gleichzeitig damit rastet der Stift 73 unter der Belastung durch die Feder 72 in die Rastvertiefung 66 E ein und hält anschließend das Spannfutter 66 entgegen der Belastung durch die Feder 69 in der vorgeschobenen Stellung fest. In diesem Zustand wird der Adapter 60 mit dem darin enthal­ tenen Werkzeuge 110 aus der Spindel 11 hervorgezogen. Zum Entnehmen des Werkzeugs 110 aus dem Adapter 60 wird die Zugstange 61 aus der in Fig. 5A gezeigten Stellung so weit vorgeschoben, daß sie mit ihrem vorderen Ende am Zugbolzen 62 aufsetzt und über diesen das Spannfutter 66 um ein gerin­ ges Maß vorwärts schiebt, so daß dessen Umfangsnut 66 B der Kugel 68 des Adapters 60 noch nicht gegenüber zu liegen kommt. Dadurch wird das Spannfutter 66 soweit gelöst, daß sich der Schaft 112 des Werkzeugs daraus hervorziehen läßt. Die Kugel 68 bleibt dabei weiterhin in Eingriff mit der Nut 11 D der Spindel und hält damit den Adapter 60 in dieser fest.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung erkennt, wird die Zugstange 61 um ein verschiedenes Maß vorgeschoben, je nachdem, ob ein Adapter oder ein Werkzeug mit genormtem konischem Schaft aus der Spindel freigegeben werden soll, oder ob ein Werkzeug mit zylindrischem Schaft ausgewechselt werden muß. Daher muß ein am hinteren Teil des Spindelkopfs 10 angeordneter Betätigungszylinder 74 so ausgebildet sein, daß die Zugstange 61 mittels seiner Kolbenstange 75 über zwei verschieden lange Strecken vorgeschoben werden kann. Zu diesem Zweck hat die Kolbenstange 75 am vorderen Ende eine Führung 75 A, entlang welcher ein in zwei verschiedene Höhen gestuftes Druckstück 76 bewegbar ist. Ein mit einer Haltelasche 77 an der Kolbenstange 75 angebrachter Elektro­ magnet 78 dient dazu, das höhere oder das tiefere Teil des Druckstücks 76 gegenüber dem Ende der Zugstange 61 auszu­ richten. Sitzt in der Spindel ein Werkzeug mit großem Durch­ messer und konischem Schaft, so bringt der Elektromagnet 78 das Druckstück 76 in die in Fig. 5A gezeigte Stellung, in welcher sein höheres Teil auf die Zugstange ausgerichtet ist. Bei Druckspeisung des Zylinders 74 über einen Durchlaß 74 A und Druckentlastung des Auslasses 74 B bewegt sich der Kolben 75 vorwärts, um die Zugstange 61 über das höhere Teil des Druckstücks 76 so weit vorzuschieben, daß das in der Spindel sitzende Werkzeug freigegeben wird. Wie nach­ stehend noch im einzelnen erläutert wird der Betätigungs­ zylinder 74 mit dem Kolben in Abhängigkeit von einem Signal betätigt, welches erzeugt wird, wenn der Wechsler­ arm 17 der Wechseleinrichtung 13 das in der Spindel sitzende Werkzeug ergriffen hat. In der vorderen Endstellung des Kolbens 75 wird ein Begrenzungsschalter LS 16 betätigt, dessen Ausgangssignal die Betätigung des Wechslerarms 17 zum Hervorziehen des Werkzeugs aus der Spindel auslöst. Anschließend wird der Wechslerarm zum Austauschen der davon festgehaltenen Werkzeuge um 180° gedreht und dann in axialer Richtung zurückgezogen. Ein am Ende der Rück­ wärtsbewegung des Wechslerarms erzeugtes Signal löst die Rückwärtsbewegung des Kolbens 75 im Zylinder 74 aus, so daß das neu zugeführte Werkzeug von der Zugstange 61 eingespannt wird. Am Ende seiner Rückwärtsbewegung betätigt der Kolben 75 einen weiteren Begrenzungsschalter LS 17, dessen Aus­ gangssignal die Freigabe des eingesetzten Werkzeugs durch den Wechslerarm 17 und den Beginn eines weiteren Arbeits­ gangs auslöst.

Wie man in Fig. 6 bis 9 erkennt, enthält die Werkzeug- Wechseleinrichtung 13 eine drehbare und parallel zur Achse der Spindel verschiebliche Welle 80, an deren vor­ derem Ende der Wechslerarm 17 so angebracht ist, daß er an der Vorderseite der Wechseleinrichtung 13 hervorsteht.

Der Wechslerarm 17 hat ein Gehäuse mit einer vorderen und einer hinteren Tragwand 81 bzw. 82. Nahe den Enden der beiden Tragwände 81 und 82 ist zwischen ihnen jeweils ein Gelenkzapfen 83 angeordnet. Jeder Gelenkzapfen 83 trägt ein Paar öffnend und schließend betätigbarer Greifbacken 84 . Diese bilden jeweils einen Sitz 85 A zum Ergreifen eines Werkzeugs mit kleinem Durchmesser und einen Sitz 85 B zum Ergreifen eines solchen mit großem Durchmesser. An einer von den Sitzen 85 A und 85 B entfernten Stelle steht an jeder Greifbacke 84 ein Zapfen 86 hervor. Zwei zum Öffnen und Schließen der Greifbacken verschieblich zwischen den Tragwänden 81 und 82 geführte Schubgabeln 87 greifen mit hakenförmigen Endstücken 87 A an den Zapfen 86 der Greif­ backen 84 an. Die vordere Tragwand 81 hat an der Innen­ seite ein Paar Führungsnuten 81 A, in welchen die Schub­ gabeln 87 mit einem vorwärts hervorstehenden Anlenkteil 87 C genau in Radialrichtung des Wechslerarms geführt sind. Am hinteren Teil haben die Schubgabeln 87 jeweils eine radiale Verlängerung 87 B mit einem Langloch 87 D für die bewegliche Aufnahme des Gelenkzapfens 83.

Die Verlängerung 87 B der Schubgabel 87 kommt in Eingriff mit einer Nut eines von den zugeordneten Greifbacken 84 gehal­ tenen Werkzeugs, so daß dieses sich nicht zwischen den Bac­ ken verdrehen kann, während der Arm 17 seine Drehung voll­ führt. An den Anlenkteilen 87 C der Schubgabeln 87 ist je­ weils ein Verbindungsglied 88 bzw. 89 mittels eines Stifts 90 angelenkt. Am jeweils anderen Ende sind die Verbindungs­ glieder 88, 89 mittels eines Stifts 91 am Endstück einer längsverschieblich in der Welle 80 geführten Schubstange 92 angelenkt. Am hinteren Ende der Welle 80 ist ein Betätigungs­ zylinder 93 für die Greifbacken angeordnet. Dieser enthält einen axial verschieblich von der Schubstange 92 durchsetzten Kolben 94 und einen am Endstück 92 A der Schubstange 92 befestigten Kolben 95. Durch Steuerung der Druckspeisung des Zylinders 93 über ein Paar Durchlässe 93 A und 93 B sind die Greifbacken 84 über die Schubstange 92, die Verbin­ dungsglieder 88, 89 und die Schubgabeln 87 in drei vorbe­ stimmte Stellungen bewegbar, in denen sie geöffnet sind bzw. ein Werkzeug mit großem bzw. ein solches mit kleinem Durchmesser festhalten. Wird der Einlaß 93 A des Zylinders 93 über einen Magnetschieber 96 mit einer Druckquelle und der Durchlaß 93 B mit einem Druckrücklauf verbunden, so bewegt sich die Schubstange 92 nach rechts in ihre End­ stellung, in welcher die Greifbacken 84, wie in Fig. 9 dargestellt, geöffnet sind.

Am Ende dieser Bewegung betätigt ein am hinteren Ende der Schubstange 92 sitzendes Betätigungsglied 92 B einen Begrenzungsschalter LS 8. Sind die beiden Durchlässe 93 A und 93 B des Zylinders 93 über das Magnetventil 96 mit der Druckquelle verbunden, so bewegt sich die Schubstange 92 in eine in Fig. 7 gezeigte mittlere Stellung, in welcher die Greifbacken 84 in einer Stellung zum Ergreifen eines Werkzeugs mit großem Durchmesser sind. Bei Erreichen der mittleren Stellung betätigt das am Ende der Schubstange 92 sitzende Betätigungsglied 92 B einen mittleren Begrenzungs­ schalter LS 9. Ist schließlich der Einlaß 93 B des Zylinders 93 über das Magnetventil 96 mit der Druckquelle verbun­ den und der andere Durchlaß 93 A druckentlastet, so bewegt sich die Schubstange 92 in ihre linke Endstellung, in welcher die Greifbacken in der in Fig. 11 gezeigten Stellung zum Ergreifen eines Werkzeugs mit kleinem Durchmesser sind (Fig. 8). Das Ende dieser Bewegung wird durch ein bei Betätigung eines vorderen Begrenzungsschalters LS 10 mit­ tels des Betätigungsglieds 92 B erzeugtes Signal angezeigt.

Wie man in Fig. 6 erkennt, hat die Welle 80 der Wechselein­ richtung 13 am hinteren Teil eine Umfangsnut 97, mit wel­ cher sich eine Gabel 98 in Eingriff befindet. Mit dem un­ teren Ende ist die Gabel an einer Kolbenstange 100 eines Vorschubzylinders 99 befestigt. Der Zylinder 99 ist durch einen an der Kolbenstange 100 befestigten Kolben 101 und einen verschieblich auf der Kolbenstange 100 sitzenden Kolben 102 in drei Kammern unterteilt. Je nach der über einen Magnetschieber 103 gesteuerten Druckspeisung und Druckentlastung zweier Durchlässe 99 A, 99 B des Zylinders 99 ist die Welle 80 mittels der fest mit der Kolbenstange 100 verbundenen Gabel 98 in drei vorbestimmte Stellungen beweg­ bar. Wie bereits bei der Beschreibung des Adapters ange­ deutet sind diese drei Stellungen dazu vorgesehen, ein Werkzeug mit großem bzw. kleinem Durchmesser zu ergreifen bzw. das Werkzeug aus der Spindelfassung zu ziehen. Dies kommt dadurch zustande, daß der Halteflansch eines Werk­ zeugs mit großem Durchmesser, etwa eines Fräskopfs, bzw. eines Adapters in bezug auf die Welle 80 in einer anderen Axialstellung angeordnet ist als der eines Werkzeugs mit kleinem Durchmesser, etwa eines Bohrers, eines Gewinde­ bohrers oder einer Räumnadel.

In Fig. 6 ist der Durchlaß 99 A des Zylinders 99 über das Magnetventil 103 mit einer Druckquelle und der Durchlaß 99 B mit dem Rücklauf verbunden, so daß sich die Welle 80 in der rechten Endstellung befindet, in welcher die Greif­ backen 84 zum Ergreifen eines in der Fassung sitzenden Werkzeugs mit großem Durchmesser ausgerichtet sind. In dieser Stellung betätigt ein mit der Gabel 98 verbundenes Betätigungsglied 98 A einen Begrenzungsschalter LS 11. Sind die Durchlässe 99 A und 99 B des Zylinders 99, wie in Fig. 8 dargestellt, beide über das Magnetventil 103 mit der Druckquelle verbunden, so bewegen sich die Kolben 101 und 102 aufgrund des ihre verschieden großen Stirnflächen beaufschlagenden Drucks in eine Mittelstellung. In der dadurch bewirkten Mittelstellung der Welle 80 sind die Greifbacken 84 zum Ergreifen eines in der Spindelfassung sitzenden Werkzeugs mit kleinem Durchmesser ausgerichtet. Das Ende dieser Bewegung wird durch ein bei Betätigung eines Begrenzungsschalters LS 12 mittels des Betätigungs­ glieds 98 A erzeugtes Signal angezeigt. Wird schließlich der Durchlaß 99 B des Zylinders 99 über das Magnetventil 103 mit der Druckquelle und der Durchlaß 99 A mit dem Rück­ lauf verbunden, so bewegt sich die Welle 80 in die linke Endstellung, wobei das von den Greifbacken 84 ergriffene Werkzeug aus der Spindelfassung bzw. aus der Halterung herausgezogen wird. Das Ende dieser Bewegung wird durch ein bei Betätigung eines weiteren Begrenzungsschalters LS 13 mittels des Betätigungsglieds 98 A erzeugtes Signal angezeigt.

Wie man ferner in Fig. 6 erkennt, hat das mittlere Teil der Welle 80 eine in Längsrichtung verlaufende Verzahnung 104, deren Länge etwas größer ist als der größte Kolben­ hub des Zylinders 99. Mit der Verzahnung 104 befindet sich eine quer zur Welle 80 verschieblich in der Wechsel­ einrichtung geführte Zahnstange 105 in Eingriff. Die Zahn­ stange 105 ist von einem (nicht gezeigten) Betätigungs­ zylinder bewegbar, um die Welle 80 und damit den Wechsler­ arm 17 um jeweils 180° hin und her zu drehen.

Der vorstehend beschriebene Werkzeug-Wechselautomat ver­ mag jeweils ein Werkzeug mit großem Durchmesser bzw. einen Adapter gegen ein anderes Werkzeug mit großem Durchmesser oder einen anderen Adapter oder aber ein Werkzeug mit kleinem Durchmesser gegen ein Werkzeug mit kleinem Durch­ messer auszuwechseln. Das Auswechseln von Werkzeugen mit großem Durchmesser gegen solche mit kleinem Durchmesser und umgekehrt ist nicht in einem Zug möglich. Das Aus­ wechseln der Werkzeuge geht folgendermaßen vor sich:

Zunächst sei angenommen, daß ein in der Spindelfassung sitzendes Werkzeug gerade ein Werkstück bearbeitet und daß sich die geöffneten Greifbacken in der Stellung befin­ den, in welcher sie das betreffende Werkzeug beim vorauf­ gegangenen Wechsel in die Spindel eingeführt haben. Dabei umgeben die Greiferbacken in der geöffneten Stellung in einigem Abstand den Halteflansch des in der Spindel sit­ zenden Werkzeugs. Ist dann der mit dem betreffenden Werk­ zeug durchzuführende Arbeitsgang beendet, so wird die Werkzeug-Überführungseinrichtung 36 durch ein diesen Zustand anzeigendes Signal betätigt, um das in der Abruf­ stellung C befindliche Werkzeug in die Bereitschafts­ stellung für den Werkzeugwechsel zu schwenken. Das Ende dieser Bewegung wird durch ein bei Betätigung des Begren­ zungsschalters LS 7 mittels des Betätigungsglieds 47 erzeug­ tes Signal angezeigt. Dieses Signal steuert den Magnet­ schieber 96 für die Speisung des Zylinders 93 zum Schließen der Greifbacken 84 unter Betätigung durch den Kolben 95. Damit halten nun die beiden Greifbackenpaare 84 die in der Spindel bzw. in der Werkzeughalterung sitzenden Werk­ zeuge fest. Handelt es sich dabei um Werkzeuge mit großem Durchmesser, so bewegt sich der Kolben 95 so weit vor, bis das Betätigungsglied 92 B den Begrenzungsschalter LS 9 betätigt. Handelt es sich jedoch um Werkzeuge mit kleinem Durchmesser, so bewegt sich der Kolben 95 bis zur Betä­ tigung des Begrenzungsschalters LS 10 durch das Betätigungs­ glied 92 A vorwärts. Das Ende dieser Bewegung wird durch ein bei der Betätigung des Begrenzungsschalters LS 9 bzw. LS 10 erzeugtes Signal angezeigt. Dieses Signal steuert die Betätigung des am hinteren Ende der Spindel 11 angeordneten Zylinders 74, dessen Kolben 75 nun die Zugstange 61 vor­ wärts schiebt, um das in der Spindel sitzende Werkzeug freizugeben.

Handelt es sich bei den in der Spindel und in der Halte­ rung sitzenden Werkzeugen um solche mit großem Durch­ messer, so wird vor der Betätigung des Zylinders 74 der Elektromagnet 78 angesteuert, um das höhere Teil des Druck­ stücks 76 zwischen die Kolbenstange 75 und die Zugstange 61 zu bringen. Sitzen in der Spindel und in der Halterung jedoch Werkzeuge mit kleinem Durchmesser, so wird der Elektromagnet 78 abgeschaltet, so daß sich das Druck­ stück 76 unter der Belastung durch eine Feder mit seinem niedrigeren Teil in die Wirkstellung bewegt. Das Ende dieser Bewegungen für die Freigabe des Werkzeugs wird durch ein bei Betätigung des Begrenzungsschalters LS 16 erzeugtes Signal angezeigt.

Dieses Signal steuert die Betätigung des Magnetventils 103 für die Speisung des Zylinders 99 zum axialen Bewegen des Wechslerarms 17 unter dem Antrieb durch den Kolben 101. Dabei werden die ergriffenen Werkzeuge gleichzeitig aus der Spindel und aus der Werkzeughalterung herausgezogen. Am Ende dieser Bewegung wird durch die Betätigung des Begrenzungsschalters LS 13 ein Signal erzeugt, welches die Speisung des Zylinders für die Betätigung der Zahnstange 105 steuert, so daß der Wechslerarm 17 um 180° gedreht wird.

Ein am Ende dieser Drehbewegung erzeugtes Signal betätigt erneut das Magnetventil 103 für die Rückwärtsbewegung des Kolbens 101 in die auf die am Wechslerarm festgehal­ tenen Werkzeuge abgestimmte Stellung. Handelt es sich dabei um Werkzeuge mit kleinem Durchmesser, so bewegt sich der Kolben 101 rückwärts, bis das Betätigungsglied 98 A den Begrenzungsschalter LS 12 betätigt. Haben die in die Spindel und die Halterung eingeführten Werkzeuge jedoch den größeren Durchmesser, so bewegt sich der Kolben 101 bis zur Betätigung des Begrenzungsschalters LS 11 durch das Betätigungsglied 98 A rückwärts. Das Ende dieser Bewegung wird durch ein bei der Betätigung des jeweiligen Begren­ zungsschalters erzeugtes Signal angezeigt. Dieses Signal steuert die Speisung des Zylinders 74 für die Rückwärts­ bewegung von dessen Kolben 75 in die hintere Endstellung.

Dabei bewegt sich die Zugstange 61 unter der Belastung durch das Federpaket 65 rückwärts und ergreift dabei mit seinem Einspannfutter am vorderen Ende den Zugbolzen 62 des Werkzeugs bzw. den Zugbolzen 62 am ein Werkzeug mit kleinem Durchmesser haltenden Spannfutter 66 des Adapters 60. Damit ist das Werkzeug nun fest in der Spindel eingespannt. Ein am Ende der Rückwärtsbewegung des Kolbens 75 durch Betätigung des Begrenzungsschalters LS 17 erzeugtes Signal steuert das Magnetventil 96 des Betätigungszylinders 93 der Greifbacken für die Bewegung von dessen Kolben 95 in die hintere Endstellung. Das dadurch bewirkte Öffnen der Greifbacken wird durch ein bei der Betätigung des Begren­ zungsschalters LS 8 erzeugtes Signal angezeigt, welches die Wiederaufnahme der Bearbeitung auslöst.

Die Werkzeughalterung 15 mit dem in diese zurückgeführten Werkzeug wird an den ursprünglichen Platz des betreffenden Werkzeugs im Werkzeugmagazin zurückbefördert. Anschließend bringt das Magazin das auf das zu diesem Zeitpunkt für die Bearbeitung verwendete Werkzeug folgende Werkzeug in die Abrufstellung R, aus welcher es von der Überführungsein­ richtung 36 in die Bereitschaftsstellung C gebracht und bis zum nächsten Wechselbefehl bereitgehalten wird. Wie man aus der vorstehenden Beschreibung erkennt, sind die Bewe­ gungen bzw. die Endstellungen derselben der verschiedenen Einrichtungen davon abhängig, ob es sich um Werkzeuge mit großem oder kleinem Durchmesser handelt. Für den Ablauf eines vollständigen Arbeitsspiels der Maschine ist es daher zweckmäßig, zunächst Werkzeuge mit großem Durchmesser gegen­ einander auszuwechseln, sodann ein Werkzeug mit großem Durchmesser gegen einen Adapter und schließlich das jeweils im Adapter sitzende Werkzeug mit kleinem Durchmesser gegen ein anderes Werkzeug mit kleinem Durchmesser. In jedem Falle soll der Wechsel zwischen einem Werkzeug mit großem Durch­ messer und einem solchen mit kleinerem Durchmesser über das Auswechseln des ersteren gegen einen Adapter erfolgen.

Im folgenden ist das Auswechseln eines Werkzeugs mit großem Durchmesser gegen einen Adapter und das anschließende Wech­ seln von Werkzeugen mit kleinem Durchmesser anhand von Fig. 12A bis 12S erläutert.

In Fig. 12A bis 12C sind die Vorgänge bei der Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines ersten Werkzeugs F und das Auswechseln dieses Werkzeugs gegen ein zweites Werkzeug B dargestellt. Zunächst sitzt das erste Werkzeug F in der Werkzeugspindel und bearbeitet ein auf dem Tisch aufge­ spanntes Werkzeug. Währenddessen wird die Kette 21 des Werkzeugmagazins angetrieben, um das zweite Werkzeug B für den nächsten Bearbeitungsgang bereitzustellen (Fig. 12A). Dabei ist die Bewegung der Ketten für den Transport des zweiten Werkzeugs B in die Abrufstellung von der Abtast­ einrichtung 28 und der Arretiereinrichtung gesteuert. Aus der Abrufstellung wird das Werkzeug B von der Überführungs­ einrichtung 36 in die Bereitschaftsstellung überführt und darin bis zum nächsten Wechselbefehl bereitgehalten. An­ schließend wird das Werkzeugmagazin erneut in Gang gesetzt, um die dem gerade arbeitenden Werkzeug F zugeordnete Posi­ tion in die Abrufstellung zu bringen (15 F in Fig. 4, Fig. 12B). Ist dann die Bearbeitung mit dem Werkzeug F beendet und das Werkzeug um eine für den Werkzeugwechsel notwendige Strecke vom Werkstück zurückgezogen, so wird ein die Beendigung dieser Vorgänge anzeigendes Signal erzeugt. Aufgrund die­ ses Signals wird das zweite Werkzeug B in die für den Werk­ zeugwechsel bestimmte Stellung parallel zur Achse der Spindel gekippt.

Da es sich sowohl beim ersten als auch beim zweiten Werk­ zeug F bzw. B um Werkzeuge mit großem Durchmesser handelt, wird der Wechslerarm in vorstehend beschriebener Weise so gesteuert, daß er die beiden Werkzeuge ergreift. Das am Ende dieses Vorgangs erzeugte Signal betätigt die Freigabe­ einrichtung zum Freigeben des in der Spindel eingespannten Werkzeugs F, worauf der Wechslerarm vorgeschoben wird und dabei die beiden Werkzeuge aus der Spindel bzw. aus der Halterung hervorzieht. Anschließend wird der Wechslerarm um 180° gedreht und wieder zurückgezogen, so daß die beiden Werkzeuge F und B in die Halterung bzw. in die Spindel eingeführt werden. Das Werkzeug B wird in der Spindel ein­ gespannt und die Bearbeitung erneut aufgenommen, nachdem ein Signal die Freigabe des Werkzeugs durch die Greif­ backen des Wechslerarms angezeigt hat (Fig. 12C). Während das Werkzeug B das Werkstück weiter bearbeitet, wird die in der Stellung für den Werkzeugwechsel befindliche Werk­ zeughalterung mit dem darin eingesetzten ersten Werkzeug F in die vorher in die Abrufstellung gebrachte Position des Werkzeugmagazins überführt. Anschließend wird das Werkzeug­ magazin erneut betätigt, um das nach dem zweiten Werkzeug B zu verwendende Werkzeug C in die Abrufstellung zu bringen (Fig. 12D). Bei dem dritten Werkzeug C handelt es sich um ein solches mit kleinem Durchmesser. Dieses sitzt in einem Adapter, welcher anschließend gegen das zweite Werkzeug B auswechselbar ist. Das in die Abrufstellung gebrachte dritte Werkzeug C wird von der Überführungseinrichtung 36 in die Bereitschaftsstellung überführt und bis zum näch­ sten Wechselbefehl darin gehalten. Inzwischen wird die für die Aufnahme des zweiten Werkzeugs B bestimmte Posi­ tion des Werkzeugmagazins wieder in die Abrufstellung gebracht (Fig. 12E). Ist dann die Bearbeitung mittels des zweiten Werkzeugs B beendet und dieses um eine für den Werkzeugwechsel notwendige Strecke vom Werkstück zurück­ gezogen, so wird ein die Beendigung dieser Vorgänge an­ zeigendes Signal erzeugt, aufgrund dessen der das dritte Werkzeug C enthaltende Adapter A in die Stellung zum Aus­ wechseln der Werkzeuge gekippt wird. Der das dritte Werk­ zeug C haltende Adapter A entspricht einem Werkzeug mit großem Durchmesser, in diesem Falle also dem Werkzeug B. Dementsprechend wird der Wechslerarm zum Auswechseln von Werkzeugen mit großem Durchmesser betätigt. Er ergreift das zweite Werkzeug B und den Adapter A und zieht sie nach Freigabe des zweiten Werkzeugs B aus der Spindel bzw. aus der Werkzeughalterung hervor. Anschließend wird er, wie in Fig. 12F dargestellt, um 180° gedreht und dann zurückge­ zogen, um den Adapter A mit dem dritten Werkzeug C und das zweite Werkzeug B in der für Werkzeuge mit großem Durch­ messer üblichen Weise in die Spindel bzw. in die Werk­ zeughalterung einzuführen. In der Spindel wird das dritte Werkzeug C zusammen mit dem Adapter A eingespannt. Das an­ schließende Öffnen der Greifbacken wird durch ein Signal angezeigt, welches die Wiederaufnahme der Bearbeitung aus­ löst. Während der Bearbeitung des Werkstücks mittels des dritten Werkzeugs C wird die Halterung mit dem vorher ver­ wendeten zweiten Werkzeug B darin von der Überführungsein­ richtung 36 aus der Stellung für den Werkzeugwechsel in die vorher in die Abrufstellung gebrachte Position des Magazins zurückgebracht, worauf dann ein nach dem dritten Werkzeug C zu verwendendes viertes Werkzeug D in die Ab­ rufstellung transportiert wird (Fig. 12G). Das vierte Werkzeug D ist ebenso wie das dritte ein solches mit kleinem Durchmesser. Die Überführungseinrichtung 36 überführt das vierte Werkzeug D aus der Abrufstellung in die Bereitschaftsstellung und hält es dort bis zum näch­ sten Wechselbefehl bereit.

Anschließend wird die für die Aufnahme des zu diesem Zeit­ punkt arbeitenden dritten Werkzeugs C bestimmte Position des Magazins, entsprechend der Position 15 D in Fig. 4, in die Abrufstellung gebracht (Fig. 12H).

Ist dann die Bearbeitung mittels des dritten Werkzeugs C beendet und dieses um ein für den Werkzeugwechsel notwen­ diges Stück vom Werkstück zurückgezogen, so wird ein die Beendigung dieser Vorgänge anzeigendes Signal erzeugt, auf­ grund dessen das vierte Werkzeug D in die Stellung für den Werkzeugwechsel gekippt wird. Da es sich bei den beiden Werkzeugen C und D um solche mit kleinem Durchmesser han­ delt, wird der Wechslerarm nun in der für das Auswechseln von Werkzeugen mit kleinem Durchmesser vorgesehenen Weise betätigt, um das dritte Werkzeug C nach Freigabe desselben durch die Freigabeeinrichtung der Spindel aus dem Adapter A und das vierte Werkzeug D aus seiner Halterung hervorzu­ ziehen. Anschließend wird der Wechslerarm um 180° gedreht und dann zurückgezogen, um das vierte Werkzeug D in den in der Spindel sitzenden Adapter A und das dritte Werk­ zeug C in die für die Aufnahme eines Werkzeugs mit kleinem Durchmesser bestimmte Halterung einzuführen (Fig. 12I). Die Spindel spannt das vierte Werkzeug D im Adapter A fest. Ein anschließend beim Öffnen der Greifbacken des Wechsler­ arms erzeugtes Signal löst dann einen weiteren Bearbeitungs­ gang aus.

Während das Werkstück nun vom vierten Werkzeug D bearbeitet wird, überführt die Überführungseinrichtung 36 die Hal­ terung mit dem darin eingesetzten dritten Werkzeug C aus der Stellung für den Werkzeugwechsel in die vorher in die Abrufstellung gebrachte Zwischenposition des Magazins. Anschließend wird das nach dem vierten Werkzeug D zu ver­ wendende letzte Werkzeug T in die Abrufstellung gebracht (Fig. 12J). Dieses ist ebenso wie das vierte Werkzeug D ein solches mit kleinem Durchmesser. Das in die Abruf­ stellung gebrachte letzte Werkzeug T wird von der Über­ führungseinrichtung 36 in die Bereitschaftsstellung über­ führt und bis zum nächsten Wechselbefehl darin gehalten. Inzwischen wird die für die Aufnahme des vierten Werkzeugs D bestimmte Position des Magazins wieder in die Abruf­ stellung gebracht (Fig. 12K). Ist dann die Bearbeitung mittels des vierten Werkzeugs D beendet und dieses um eine für den Werkzeugwechsel notwendige Strecke vom Werkstück zurückgezogen, so wird ein die Beendigung dieser Vorgänge anzeigendes Signal erzeugt und das letzte Werkzeug T daraufhin in die Stellung für den Werkzeugwechsel gekippt. Da sowohl das vorher gebrauchte vierte als auch das als letztes zu gebrauchende Werkzeug D bzw. T Werkzeuge mit kleinem Durchmesser sind, wird der Wechslerarm in der zum Auswechseln von Werkzeugen mit kleinem Durchmesser vor­ gesehenen Weise betätigt. Er ergreift die beiden Werkzeuge und zieht sie auf ein die Freigabe des in der Spindel sitzenden vierten Werkzeug anzeigendes Signal aus dem Adapter A bzw. aus der Halterung hervor. Anschließend wird der Wechslerarm um 180° gedreht und wieder zurück­ gezogen, um das letzte Werkzeug T in den in der Spindel sitzenden Adapter und das vierte Werkzeug D in die Hal­ terung einzuführen. Nachdem die Spindel das letzte Werk­ zeug T im Adapter eingespannt hat, löst ein beim Öffnen der Greifbacken des Wechslerarms erzeugtes Signal den Beginn eines weiteren Bearbeitungsvorgangs aus (Fig. 12L).

Während das Werkstück mittels des letzten Werkzeugs T bearbeitet wird, überführt die Überführungseinrichtung 36 die Halterung mit dem darin eingesetzten vierten Werkzeug aus der Stellung für den Werkzeugwechsel in die vorher in die Abrufstellung gebrachte Position des Werkzeug­ magazins. Da das Werkzeug T das letzte in diesem Arbeits­ spiel verwendete ist, braucht für dieses Arbeitsspiel kein weiteres Werkzeug mehr in die Abrufstellung gebracht zu werden. Statt dessen müssen jedoch die Werkzeuge vor Beginn des nächsten Arbeitsspiels wieder in der ursprüng­ lichen Reihenfolge im Magazin angeordnet werden. Dazu muß zunächst das dritte Werkzeug C wieder in den Adapter ein­ gesetzt und dieser dann an die für ihn vorgesehene Position des Magazins zurückbefördert werden, worauf anschließend das erste Werkzeug F wieder in die Spindel einzusetzen ist.

Dazu wird nach der Rückführung des vierten Werkzeugs D zunächst das dritte Werkzeug C in die Abrufstellung gebracht (Fig. 12M). Aus dieser wird es von der Überfüh­ rungseinrichtung 36 in die Bereitschaftsstellung gebracht und bis zum nächsten Wechselbefehl darin gehalten.

Inzwischen wird die für das gerade in Gebrauch befindliche letzte Werkzeug T bestimmte Position des Werkzeugmagazins in die Abrufstellung gebracht (Fig. 12N). Ist dann die Bearbeitung mittels des letzten Werkzeugs T beendet und dieses um eine für den Werkzeugwechsel notwendige Strecke vom Werkstück zurückgezogen, so wird ein die Beendigung dieser Vorgänge anzeigendes Signal erzeugt, auf welches hin das dritte Werkzeug C in die Stellung für den Werkzeug­ wechsel gekippt wird. Da sowohl das als letztes gebrauchte als auch das dritte Werkzeug T bzw. C Werkzeuge mit kleinem Durchmesser sind, wird der Wechslerarm in der zum Auswech­ seln von Werkzeugen mit kleinem Durchmesser vorgesehenen Weise betätigt um die beiden Werkzeuge zu ergreifen und sie nach Freigabe des letzten Werkzeugs T durch die Frei­ gabeeinrichtung der Spinel aus dem Adapter A bzw. aus der Werkzeughalterung herauszuziehen. Anschließend wird der Wechslerarm um 180° gedreht und wieder zurückgezogen, um das dritte Werkzeug C in den Adapter A und das letzte Werkzeug T in die für die Aufnahme eines Werkzeugs mit kleinem Durchmesser bestimmte Halterung einzusetzen. Nach­ dem die Spindel dann das dritte Werkzeug C im Adapter ein­ gespannt hat, werden die Greifbacken des Wechslerarms geöffnet und dann ein die Beendigung dieser Vorgänge an­ zeigendes Signal erzeugt. Da jedoch nun kein Signal für eine weitere Bearbeitung vorliegt, bleibt die Werkzeug­ maschine in diesem Zustand stehen. Das vorher gebrauchte letzte Werkzeug wird zusammen mit der es haltenden Halte­ rung von der Überführungseinrichtung 36 aus der Stellung für den Werkzeugwechsel in die vorher in die Abrufstellung gebrachte Position des Magazins überführt. Anschließend wird wieder das erste Werkzeug F in die Abrufstellung gebracht (Fig. 12P). Bei diesem handelt es sich um ein Werkzeug mit großem Durchmesser, welchem auch der in der Spindel sitzende und das dritte Werkzeug C haltende Adapter A entspricht. Das in die Abrufstellung gebrachte erste Werkzeug F wird von der Überführungseinrichtung in die Bereitschaftsstellung überführt und bis zum nächsten Wechselbefehl darin gehalten. Inzwischen wird die für die Aufnahme des noch in der Spindel sitzenden Adapters vorge­ sehene Position des Werkzeugmagazins in die Abrufstellung gebracht (Fig. 12Q). Auf ein die Beendigung dieses Vorgangs anzeigendes Signal hin wird das erste Werkzeug F in die Stellung für den Werkzeugwechsel gekippt. Da das abgerufene erste Werkzeug F ein Werkzeug mit großem Durchmesser ist und der Adapter einem solchen entspricht, wird der Wechsler­ arm in der zum Auswechseln von Werkzeugen mit großem Durch­ messer vorgesehenen Weise betätigt, um den Adapter und das Werkzeug F zu ergreifen und sie nach Freigabe des Adapters durch die Freigabeeinrichtung der Spindel aus dieser bzw. aus der Halterung herauszuziehen. Anschließend wird der Wechslerarm um 180° gedreht und wieder zurück­ gezogen, um das erste Werkzeug F in die Spindel und den Adapter A in die Werkzeughalterung einzusetzen. Nach dem Einspannen des Werkzeugs F in der Spindel werden die Greifbacken des Wechslerarms geöffnet (Fig. 12R). Anschließend wird der das Werkzeug C haltende Adapter A zusammen mit der ihn tragenden Halterung in die in der Abrufstellung befindliche Position des Magazins über­ führt, womit dann ein volles Arbeitsspiel beendet ist (Fig. 12S).

Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, ermöglicht die Erfindung die Verwendung von Werkzeugen sowohl mit großem als auch mit kleinem Durchmesser in ein und der­ selben Werkzeugmaschine durch den Einsatz eines Adapters, welcher die gleiche Schaftform hat wie ein Werkzeug mit großem Durchmesser und in den ein Werkzeug mit kleinem Durchmesser einsetzbar ist. Dank dieser Möglichkeit läßt sich eine größere Anzahl von Werkzeugen im Werkzeugmagazin unterbringen.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Werkzeug mit kleinem Durchmesser und zylindrischem Schaft in einen Adapter mit einem genormten konischen Schaft eingesetzt und mittels eines Spannfutters 66 darin eingespannt.

Es ist jedoch auch möglich, ein Werkzeug mit kleinem Durchmesser zu verwenden, welches einen Morse-Schaft oder einen genormten konischen Schaft mit kleineren Abmessungen als ein Schaft eines Werkzeugs mit großem Durchmesser zu verwenden. In diesem Falle kann die Zug­ stange der Spindel direkt am Zugbolzen des Werkzeugs mit kleinem Durchmesser angreifen und dieses in den Adapter ziehen.

Claims (4)

1. Werkzeugmaschine mit den folgenden Merkmalen:

• - ein Werkzeug-Vorratsmagazin (16) mit
  • -- einer Vielzahl kleiner Werkzeugspeichereinrichtungen (15 D), in denen Aussparungen in einer Form vorgesehen sind, welche einem kleinen Werkzeugschaft entspricht, und
  • -- einer Vielzahl großer Werkzeugspeichereinrichtungen (15 B, 15 F), in denen Aussparungen mit einer Form vor­ gesehen sind, welche einem großen Werkzeugschaft ent­ spricht,
• - eine Werkzeugspindel mit einem Spindelteil (11), das eine Werkzeugfassung (11 A) an seinem vorderen Ende, das aus der Werkzeugmaschine herausragt, aufweist, wobei die Werkzeugfassung (11 A) eine Innenaussparung aufweist, welche zur Aufnahme des großen Werkzeugschaftes einge­ richtet ist, wobei auch der kleine Werkzeugschaft in der Werkzeugfassung spannbar ist,
• - ein automatischer Werkzeugwechsler (13), der zum Er­ greifen und Umsetzen der Werkzeuge mit großem und klei­ nem Werkzeugschaft zwischen der Spindel und einer Über­ gabestation eingerichtet ist, und
• - einer Einrichtung (36) zum Ergreifen einer Werkzeug- Speichereinrichtung (15 B, 15 D, 15 F) zu deren Hin- und Herführen von Werkzeug-Vorratsmagazin (16) zu einer Stellung, in welcher das Werkzeug von dem Werkzeugwechs­ ler ergriffen bzw. abgegeben werden kann,

gekennzeichnet durch die folgenden Merk­ male:

• - das Werkzeug-Vorratsmagazin weist zusätzlich mindestens einen Werkzeugadapter (60) auf, dessen äußere Form dem konischen großen Werkzeugschaft entspricht, mindestens in einer der großen Werkzeugspeichereinrichtungen (15 B, 15 F) angebracht ist und eine Innenaussparung mit einer Form aufweist, welche dem kleinen Werkzeugschaft ent­ spricht, wobei Werkzeuge mit kleinem Schaft sowie in den kleinen Werkzeugspeichereinrichtungen (15 D) als auch mittels des Adapters (60) in den großen Werkzeug­ speichereinrichtungen (15 B, 15 F) unterbringbar sind,
• - die Werkzeugspindel ist versehen mit
  • -- einer Werkzeugeinspannstange (61), die innerhalb des Spindelteils (11) in Achsrichtung beweglich ist und ein Zugbolzen-Spannfutter (63, 64) an dem der koni­ schen Werkzeugfassung (11 A) zugewandten Ende aufweist, um einen Zugbolzen (62) an der Schaftrückseite der Werkzeuge mit großem Werkzeugschaft zu ergreifen, wenn die Einspannstange (61) in die Spindel (11) ein­ gezogen ist, und um den Zugbolzen (62) freizugeben, wenn die Einspannstange (61) um einen ersten Abstand in Richtung der Werkzeugfassung (11 A) hin bewegt wird,
  • -- einer Federeinrichtung (65), die die Werkzeugeinspann­ stange (61) in Einzugsrichtung vorspannt, und
  • -- einem Spannfutter (66) für jeen Adapter (60), welches in der Einzugsrichtung der Werkzeugseinspannstange (61) beweglich ist, um einen kleinen Werkzeugschaft im Adapter (60) zu halten, und welche in Achsrichtung zum vorderen Ende des Spindelteils (11) hin mittels einer Bewegung der Werkzeugeinspannstange (61) zur Werkzeugfassung (11 A) hin um einen zweiten Abstand beweglich ist, der kleiner ist als der erste Abstand, um einen kleinen Werkzeugschaft freizugeben, ohne daß der Adapter (60) aus der Werkzeugfassung (11 A) frei­ gegeben wird,
• - der automatische Werkzeugwechsler (13) ist versehen mit
  • -- einer drehbaren Mittelwelle (80), die parallel zur Spindel angeordnet ist,
  • -- einem Werkzeug-Wechslerarm (17), der in Querrichtung am äußeren Ende der Mittelwelle (80) angebracht ist,
  • -- zwei Werkzeug-Haltebackenpaaren (84), die an den gegenüberliegenden Enden des Werkzeug-Wechselarmes (17) angebracht und aus einer voll offenen Stellung in mindestens eine Mittelstellung beweglich sind, in welcher sie ein großes Werkzeug ergreifen können, so­ wie in eine voll geschlossene Stellung, in welcher sie ein kleines Werkzeug ergreifen können,
  • -- einer Drehantriebseinrichtung (105), die mit der dreh­ baren Mittelwelle (80) zu deren Hin- und Herdrehung um deren Achse gekoppelt ist, und zwar aus einer Stel­ lung, in welcher die Backen (84) am einen Ende des Werkzeug-Wechslerarmes (17) ein Werkzeugspindelteil (11) ergreifen können, bis in eine Stellung, in welcher die Backen (84) am anderen Ende des Werkzeug-Wechsler­ armes (17) ein Werkzeug im Spindelteil (11) ergreifen können,
  • -- einer Axialantriebseinrichtung (99, 101), die mit der Mittelwelle (80) gekoppelt ist, um diese in Achsrich­ tung anzutreiben, und
  • -- einer Backenantriebseinrichtung (93, 95), die mit den Backen (84) gekoppelt ist, um diese zu schließen und somit in die Mittelstellung oder voll geschlossene Stellung zu verbringen, in Abhängigkeit von der Größe des zu ergreifenden Werkzeugs, und die Backen (84) wieder in die voll offene Stellung zurückzuverbringen,
• - eine Antriebsquelle, die mit der Werkzeugspannstange verbunden ist, um diese axial entgegen der Kraft der Federeinrichtung zu verschieben, und
• - einer Steuereinrichtung, die betrieblich der Werkzeug­ spannstange und der Antriebsquelle zugeordnet ist, um die Werkzeugspannstange über den ersten oder zweiten Abstand durch die wahlweise erfolgende Ansteuerung der Antriebsquelle zu bewegen, um die den Zugbolzen ergrei­ fende Einrichtung der Werkzeugspannstange vom Zugbolzen am Schaft eines großen Werkzeugs oder des Adapters zu lösen, wenn die Werkzeugspannstange über den ersten Abstand hinweg bewegt wird, und um das Spannfutter vom Schaft eines kleinen Werkzeugs ohne Lösen des Adapters zu lösen, wenn die Werkzeugspannstange um den zweiten Abstand bewegt wird.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeugspeichereinrichtungen als kleine und große zylindrische Werkzeugaufnahmehalterungen (15) zur Aufnahme der klei­ nen bzw. großen Werkzeugschäfte ausgebildet sind.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeugaufnahmehalterungen (15) zur Aufnahme kleiner Werkzeugschäfte eine gerade und zur Aufnahme großer eine konische Fassung aufweisen.