DE2624775A1 - DEVICE FOR AUTOMATICALLY CHANGING THE JAWS OF THE CHUCK OF A MACHINE - Google Patents
DEVICE FOR AUTOMATICALLY CHANGING THE JAWS OF THE CHUCK OF A MACHINEInfo
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- DE2624775A1 DE2624775A1 DE19762624775 DE2624775A DE2624775A1 DE 2624775 A1 DE2624775 A1 DE 2624775A1 DE 19762624775 DE19762624775 DE 19762624775 DE 2624775 A DE2624775 A DE 2624775A DE 2624775 A1 DE2624775 A1 DE 2624775A1
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- B23B31/16045—Jaws movement actuated by screws and nuts or oblique racks
Description
Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8U00 MÖNCHEN 22 Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8U00 MÖNCHEN 22
Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10 Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstrasse 10
Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS 2624775Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS 2624775
2. Juni 1976 SE/meJune 2, 1976 SE / me
Gildemeister AG
4800 Bielefeld 1Gildemeister AG
4800 Bielefeld 1
Am HauptbahnhofAt the Central station
PatentanmeldungPatent application
Einrichtung zum automatischen Wechseln der Spannbacken des Spannfutters einer WerkzeugmaschineDevice for the automatic changing of the clamping jaws of the chuck of a machine tool
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum automatischen Wechseln der Spannbacken des Spannfutters einer Werkzeugmaschine, mit einem Spanribacken-Magazin und einer übertragungsvorrichtung zum überführen der Spannbacken aus dem Magazin in das Spannfutter und umgekehrt.The invention relates to a device for automatically changing the clamping jaws of the chuck of a machine tool, with a clamping jaw magazine and a transmission device to transfer the clamping jaws from the magazine to the chuck and vice versa.
Das Wechseln von Spannbacken erfolgt, um das Spannfutter an unterschiedlich harte Materialien oder an verschiedene geometrische Formen des zu bearbeitenden Werkstückes anzupassen. Bei herkömmlichen Werkzeugmaschinen erfolgt der Wechsel der Spannbacken des Spannfutters noch von Hand. Dabei werden die zu wechselnden Spannbacken nacheinander aus dem Spannfutter entfernt und auch die neuen Spannbacken nacheinander wieder in das Spannfutter eingesetzt.The clamping jaws are changed in order to adapt the chuck to materials of different hardness or to different ones adapt the geometric shapes of the workpiece to be machined. The change takes place in conventional machine tools the jaws of the chuck still by hand. The jaws to be changed are removed from the chuck one after the other removed and the new jaws inserted one after the other in the chuck.
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Die zunehmende Automatisierung der Fertigungsmittel hat jedoch zwischenzeitlich auch dazu geführt, Vorrichtungen zum automatischen Wechseln der Spannbacken eines Spannfutters zu konstruieren. So ist beispielsweise nach der DT-PS 2 104 904 eine automatische Wechseleinrichtung bekannt, die mit zv/eiteiligen Spannbacken arbeitet. Jede Spannbacke besteht aus einer in dem Spannfutter verbleibenden und radial verstellbaren Grundbacke sowie einer auswechselbaren Aufsatzbacke. Die Grundbacken und Aufsatzbacken weisen an den einander zugewandten Seiten hinterschnittene Nuten und Vorsprünge auf, die zwecks Verbindung der beiden Backen in Eingriff miteinander gebracht werden können. Die zum Wechseln benötigten Aufsatzbacken-Sätze sind auf Paletten gehalten, die in einem Magazin in Richtung der Spannfutterachse in ReiheThe increasing automation of the production means has meanwhile also led to devices to automatically change the jaws of a chuck. For example, according to the DT-PS 2 104 904 an automatic changing device is known that works with two / one-part clamping jaws. Each clamping jaw consists from a radially adjustable base jaw remaining in the chuck and an exchangeable top jaw. The base jaws and top jaws have undercut grooves and projections on the sides facing one another which can be brought into engagement with one another for the purpose of connecting the two jaws. The ones needed to switch Sets of top jaws are held on pallets in a magazine in the direction of the chuck axis in series
hintereinander angeordnet sind. Das Magazin ist parallel zur Spannfutterachse verschiebbar. Die Übertragungsvorrichtung besteht aus einem schwenkbaren doppelarmigen Greifer, mittels welchem Paletten aus dem Magazin entnommen und zum Wechseln gegen das Spannfutter gefahren werden können. Die bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß mit ihr nur die eigens dafür konstruierten zweiteiligen Spannbacken gewechselt werden können. Das bedeutet, daß die üblichen einteiligen Spannbacken, wie sie beispielsweise in der DT-PS 2 007 509 beschrieben sind, mit einer solchen Einrichtung nicht ausgetauscht werden können. Darüberhinaus ist die bekannte Einrichtung ziemlich aufwendig und teuer.are arranged one behind the other. The magazine can be moved parallel to the chuck axis. The transmission device consists of a swiveling double-armed gripper, by means of which pallets are removed from the magazine and can be changed can be driven against the chuck. The known device has the disadvantage that with her only the own two-part clamping jaws designed for this purpose can be exchanged. This means that the usual one-piece clamping jaws, as described, for example, in DT-PS 2 007 509, cannot be exchanged with such a device. In addition, the known device is quite complex and expensive.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Einrichtung zum automatischen Wechseln der Spannbacken des Spannfutters einer Werkzeugmaschine zu schaffen, mit welcher die üblichen einteiligen Spannbacken ausgetauscht werden können.The invention is based on the object of a simple device to automatically change the jaws of the chuck of a machine tool with which the usual one-piece clamping jaws can be exchanged.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spannbacken in dem Magazin in geradlinien Führungen so angeordnet sind, daß - wenn sich Spannfutter und Magazin relativ zueinander in Wechselposition befinden - die Führung für mindestens eine Spannbacke des Spannfutters mit der Führung für mindestens eine Spannbacke des Magazins fluchtet und daß die übertragungsvorrichtung mindestens ein in Richtung der fluchtenden Führungen bewegbares Übertragungselement aufweist. The object is achieved according to the invention in that the clamping jaws are arranged in the magazine in straight guides are that - when the chuck and magazine are in the change position relative to each other - the guide for at least one jaw of the chuck is aligned with the guide for at least one jaw of the magazine and that the transmission device has at least one transmission element movable in the direction of the aligned guides.
Das Magazin kann gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung als ein zu dem Spannfutter konzentrisches Ringmagazin ausgebildet sein, in dem die Führungen für die Spannbacken radial zur Achse des Spannfutters verlaufen.According to a first embodiment of the invention, the magazine can be designed as a ring magazine concentric with the chuck be designed in which the guides for the clamping jaws extend radially to the axis of the chuck.
Zweckmäßigerweise gestaltet man die Einrichtung so, daß eine der Zahl der Spannbacken in dem Spannfutter gleicher Anzahl von Führungen für die Spannbacken in dem Ringraagazin mit den Führungen der Spannbacken in dem Spannfutter fluchten. Bs wäre nun denkbar, daß die Übertragungsvorrichtung nur ein Übertragungselement aufweist, welches nacheinander an die Stellen geführt wird, wo Führungen des Spannfutters mit Führungen des Ringmagazines fluchten, um dort die Verschiebung vorzunehmen. Besser ist es jedoch, wenn die Übertragungsvorrichtung eine der Zahl der Spannbacken in dem Spannfutter gleicher Anzahl von Übertragungselementen aufweist, von denen jedes einem Paar von fluchtenden Führungen zugeordnet ist. Wenn das Ringmagazin beispielsweise drei Spannbacken hat, so müßten das Spannfutter und das Ringmagazin relativ zueinander so positionierbar sein, daß die drei Führungen des Spannfutters gleichzeitig mit drei Führungen des Ringmagazines fluchten. Mit drei Übertragungselementen wäre dann der gleichzeitige Austausch aller drei Spannbacken möglich.The device is expediently designed so that one of the number of clamping jaws in the chuck has the same number of Guides for the clamping jaws in the ring magazine are aligned with the guides for the clamping jaws in the chuck. Bs would be It is now conceivable that the transmission device has only one transmission element, which successively to the points is performed where guides of the chuck are aligned with guides of the ring magazine in order to carry out the shift there. However, it is better if the transmission device is one of the number of clamping jaws in the chuck of the same number of transmission elements, each of which is associated with a pair of aligned guides. When the ring magazine For example, if it has three clamping jaws, the chuck and the ring magazine should be able to be positioned relative to one another in such a way that that the three guides of the chuck are simultaneously aligned with three guides of the ring magazine. With three transmission elements it would then be possible to exchange all three clamping jaws at the same time.
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Es ist denkbar, daß das Ringmagazin feststehend ist. Zum Wechseln müßte dann das Spannfutter in die Wechselposition gedreht werden. Ausserdem müßte die Übertragungsvorrichtung beweglich sein, so daß auch das Übertragungselement oder die Übertragungselemente in eine Stellung gebracht werden, in der sie die zur Übertragung erforderliche Verschiebung der Spannbacken durchführen können. Einfacher ist es jedoch, wenn das Ringmagazin um die Achse des Spannfutters drehbar und in bestimmten, auf eine Grundstellung des Spannfutters ausgerichteten Drehstellungen arretierbar ist. In diesem Fall kann auch die Übertragungsvorrichtung feststehend sein. Das übertragungselement oder die Übertragungselemente können dann ebenfalls auf die Grundstellung des Spannfutters ausgerichtet sein.It is conceivable that the ring magazine is stationary. To change the chuck would then have to be in the change position to be turned around. In addition, the transmission device would have to be movable, so that the transmission element or the Transmission elements are brought into a position in which they move the clamping jaws required for transmission can perform. However, it is simpler if the ring magazine can be rotated around the axis of the chuck and in certain, can be locked in rotational positions aligned with a basic position of the chuck. In this case, the Transmission device be stationary. The transmission element or the transmission elements can then also be aligned with the basic position of the chuck.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Magazin ein um eine senkrecht zur Spannfutter-Achse stehende Achse drehbares Trommelmagazin oder Kettenmagazin sein, das an seinem Umfang mit parallel zu der zuletzt genannten Achse verlaufenden Führungen für Spannbacken versehen ist.According to another embodiment of the invention, the magazine can be one that is perpendicular to the chuck axis Axis rotatable drum magazine or chain magazine, which is parallel to the last-mentioned axis on its circumference running guides for clamping jaws is provided.
Es ist aber auch möglich, daß das Trommel- oder Kettenmagazin neben dem das Spannfutter konzentrisch umgebenden Ringmagazin verwendet wird. In diesem Fall ist die Anordnung so zu wählen, daß eine Führung des Trommel- oder Kettenmagazins mit einer Führung des Ringmagazins zur Flucht gebracht werden kann, und daß eine zusätzliche übertragungsvorrichtung zur übertragung von Spannbacken zwischen den beiden Magazinen vorgesehen ist, welche ein in Richtung der fluchtenden Führungen der beiden Magazine bewegbares Übertragungselement aufweist.But it is also possible that the drum or chain magazine next to the ring magazine concentrically surrounding the chuck is used. In this case, the arrangement is to be chosen so that a guide of the drum or chain magazine with a Guide of the ring magazine can be brought to flight, and that an additional transmission device for transmission of clamping jaws is provided between the two magazines, which one in the direction of the aligned guides of the two Has magazine movable transmission element.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung kann das Trommel- oder Kettenmagazin so angeordnet sein, daß - wenn sich das Spannfutter um das Ringmagazin relativ zueinander in Wechselposition befinden - eine Führung des Trommel- oder Kettenmagazins in Flucht mit einem fluchtenden Paar von FührungenAccording to an expedient development, the drum or chain magazine can be arranged so that - when the chuck around the ring magazine are in changing position relative to each other - a guide for the drum or chain magazine in flight with an aligned pair of guides
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des Ringmagazins und des Spannfutters gebracht werden kann. Wenn der Verschiebeweg des Übertragungselementes der zusätzlichen Übertragungsvorrichtung entsprechend lang gewählt wird, so kann mit diesem Übertragungselement eine Spannbacke direkt aus dem Trommel- oder Kettenmagazin in das Spannfutter und umgekehrt verschoben werden.the ring magazine and the chuck can be brought. If the displacement of the transmission element of the additional Transmission device is selected to be correspondingly long, a clamping jaw can be used with this transmission element be moved directly from the drum or chain magazine into the chuck and vice versa.
Eine andere Möglichkeit zur Erweiterung der Speicherkapazität für die zu wechselnden Spannfutter kann darin bestehen, daß in dem Ringmagazin mindestens zwei in Achsrichtung des Spannfutters hintereinander angeordnete Reihen von ringförmige angeordneten Führungen für Spannbacken vorgesehen sind, und daß das Ringmagazin axial verschiebbar ist. Durch axiale Verschiebung kann in diesem Fall die jeweils ausgewählte Reihe von Spannbacken in Wechselposition gebracht v/erden. Um das drehbare Ringmagazin in Bezug auf eine Grundstellung des Spannfutters in Wechselposition zu bringen, kann das Ringmagazin mit einem Drehantrieb verbunden sein. Zur Vermeidung eines zusätzlichen Antriebes für die axiale Verschiebung des Ringmagazins zweck Auswahl der entsprechenden Reihe von Spannbacken, kann eine andere Weiterbildung der Erfindung darin bestehen, daß das Ringmagazin mit einer Umsetzvorrichtung versehen ist, welche - wenn das Ringmagazin arretiert ist die von dem Drehantrieb auf das Ringmagazin übertragene Drehenergie in eine Verschiebebewegung des Ringmagazins umsetzt. Das Ringmagazin kann dazu aus einem axial feststehenden Teil und einem wenigstens die Führungen für die Spannbacken enthaltende! axial verschiebbaren IS.1 bestehen, wobei der Drehantrieb auf den axial feststehenden Teil einwirkt und die Umsetzvorrichtung zwischen dem axial feststehenden Teil und dem axial verschiebbaren Teil angeordnet ist.Another possibility for expanding the storage capacity for the chucks to be changed is that in the ring magazine at least two rows of annular rows arranged one behind the other in the axial direction of the chuck Guides for clamping jaws are provided, and that the ring magazine is axially displaceable. By axial displacement In this case, the selected row of clamping jaws can be brought into the changing position. To that The ring magazine can bring the rotatable ring magazine into the changing position in relation to a basic position of the chuck be connected to a rotary actuator. To avoid an additional drive for the axial displacement of the ring magazine purpose selection of the appropriate row of clamping jaws, another development of the invention can consist in that the ring magazine is provided with a relocating device, which - when the ring magazine is locked converts rotary energy transmitted from the rotary drive to the ring magazine into a displacement movement of the ring magazine. The ring magazine can consist of an axially fixed part and at least one guide for the clamping jaws containing! axially displaceable IS.1 exist, the rotary drive acts on the axially fixed part and the relocating device between the axially fixed part and the axially displaceable part is arranged.
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Eine praktische Realisierung der Übertragungsvorrichtung kann darin bestehen, daß das Übertragungselement von einer in Fluchtrichtung der Führungen verschiebbaren Stange gebildet ist, die an ihrem der zu verschiebenden Spannbacke zugewandten Ende Kupplungsmittel aufweist, und daß an der Umfangsseite jeder Spannbacke entsprechende Gegenkupplungsmittel vorgesehen sind. Die Kupplungsmittel an der Stange können beispielsweise von einem hinterschnittenen Schlüsselkopf und die Gegenkupplungsmittel von einem hinterschnittenen Schlüsselloch gebildet sein, wobei die Stange um einen begrenzten Winkel um ihre Längsachse drehbar ist, so daß sich die Hinterschneidungen von Schlüsselloch und Schlüsselkopf hintergreifen, wenn der Schlüsselkopf in das Schlüsselloch eingeführt ist. Ferner kann ein Teil der Stange mit Gewinde und ein anderer Teil mit einem unrunden Profil versehen sein, wobei auf dem Gewinde eine von einem ersten Antrieb drehbare, axiale nicht verschiebliche Mutter sitzt. Der mit dem unrunden Profil versehene Teil kann in einer mit einem entsprechenden unrunden Hohlprofil versehenen Führungsbuchse sitzen, die von einem zweiten Antrieb um den begrenzten Winkel drehbar ist.A practical implementation of the transmission device can be that the transmission element of a Slidable rod is formed in the direction of alignment of the guides, which is attached to the clamping jaw to be displaced facing end having coupling means, and that on the circumferential side of each clamping jaw corresponding mating coupling means are provided. The coupling means on the rod can, for example, come from an undercut key head and the counter-coupling means be formed by an undercut keyhole, the rod being limited by a Angle is rotatable about its longitudinal axis, so that the undercuts of the keyhole and key head reach behind when the key head is inserted into the keyhole. Furthermore, a part of the rod can be threaded and another part may be provided with a non-circular profile, with a rotatable by a first drive on the thread, axial non-displaceable nut is seated. The part provided with the non-round profile can be in a with a corresponding Sitting non-circular hollow profile provided guide bushing, which can be rotated by a second drive through the limited angle.
Zweckmäßiger Weise verwendet man eine der Zahl der Spannbacken in dem Spannfutter gleicher Zahl von Stangen, die entsprechend den Wechselpositionen über den Umfang des Ringmagazins verteilt angeordnet werden. Dabei kann jede der auf den Stangen sitzenden Muttern aussen als Zahnrad ausgebildet sein, wobei sämtliche Zahnrad-Muttern mit einem sich konzentrisch zur Spannfutterachse drehbar angeordneten ersten Zahnring kämmen können, der mit dem ersten Antrieb verbunden ist. In diesem Fall werden also sämtliche Zahnrad-Muttern über den ersten Zahnring von einem einzigen Antrieb aus gedreht, derart, daß sich die Stange mit ihrem Gewinde in der Zahnrad-Mutter vor- oder zurückbewegt.Expediently, one uses one of the number of clamping jaws in the chuck with the same number of rods, which accordingly the change positions are arranged distributed over the circumference of the ring magazine. Anyone sitting on the bars can do this The outside nuts can be designed as a gearwheel, all gearwheel nuts with one being concentric to the chuck axis can mesh rotatably arranged first ring gear, which is connected to the first drive. So in this case all gear nuts on the first ring gear rotated by a single drive, so that the rod with their thread in the gear nut moved forward or backward.
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In gleicher Weise ist es möglich, bei Verwendung von mehreren Stangen mit einem einzigen Antrieb die Verriegelung von Schlüsselkopf und Schlüsselloch vorzunehmen. Man erreicht dies dadurch, daß jede auf der Stange sitzende Führungsbuchse mit einer Aussenzafanung versehen wird, wobei sämtliche Führungsbuchsen mit ihrer Aussenzahnung mit einem sich konzentrisch zur Spannfutter-Achse drehbar angeordneten Ring direkt oder indirekt verbunden v/erden und der Ring mit dem zweiten Antrieb verbunden wird. Wenn der zweite Antrieb den Ring dreht, so wird die Drehbewegung gleichzeitig auf die Führungsbuchse übertragen, welche sich dann um den erwähnten begrenzten Winkel drehen.Similarly, it is possible to make the locking head of key and key hole when several rods with a single drive. This is achieved by providing each guide bushing on the rod with an external serration, whereby all of the guide bushes are connected directly or indirectly with their external serration to a ring rotatably arranged concentrically to the chuck axis and the ring is connected to the second drive will. When the second drive rotates the ring, the rotary movement is simultaneously transmitted to the guide bush, which then rotates through the aforementioned limited angle.
Bei Verwendung von Spannbacken, die an ihren Rückseiten mit einer Vielzahl von Zahnnuten versehen sind, wie dies bei den in der DT-PS 2 007 509 beschriebenen Spannbacken der Fall ist, können die Spannbacken in dem Magazin durch federnd gelagerteWhen using clamping jaws which are provided with a large number of toothed grooves on their backs, as is the case with the In the case of clamping jaws described in DT-PS 2 007 509, the clamping jaws can be resiliently mounted in the magazine
Rastelemente am Platz gehalten werden, welche/die Zahnnuten eingreifen. Latching elements are held in place, which / the tooth grooves engage.
Um zu verhindern, daß bei der Bearbeitung des Werkstückes in dem Spannfutter Späne in das Ringmagazin fliegen und dieses verschmutzen, kann zwischen dem Ringmagazin und dem Spannfutter eine zylindrische Abschirmwand angeordnet werden, die sich konzentrisch zur Spannfutter-Achse erstreckt. Diese Abschirmwand muß zumindest an den Stellen Durchbrechungen aufweisen, wo die Spannbacken zum Wechseln zwischen dem Spannfutter und dem Magazin hindurchgeschoben werden sollen. Wenn das Ringmagazin drehbar ist, so kann die Abschirmwand fest an der Maschine angeordnet werden, wobei die Durchbrechungen auf die Grundstellung des Spannfutters auszurichten sind.In order to prevent chips from flying into the ring magazine when the workpiece is being machined in the chuck dirty, a cylindrical shielding wall can be arranged between the ring magazine and the chuck, which extends concentrically to the chuck axis. This shielding wall must have openings at least at the points where the jaws should be pushed through to switch between the chuck and the magazine. When the ring magazine is rotatable, the shielding wall can be fixed to the machine, with the openings on the The basic position of the chuck must be aligned.
Eine praktische Verwirklichung des oben dargelegten Gedankens, die von aem Drehantrieb auf das Ringmagazin übertragene Drehenergie bei Arretierung des Ringrrtagazins in Drehrichtung in eine axiale Verschiebebewegung umzusetzen, kann darin bestehen,A practical implementation of the idea presented above, the rotary energy transmitted from a rotary drive to the ring magazine when the ring magazine is locked in the direction of rotation in to implement an axial displacement movement can consist of
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daß an dem axial feststehenden Teil des Ringmagazins
ein zweiter Zahnring konzentrisch zu der Spannfutter-Achse drehbar gelagert ist, mit dem mindestens ein Zahnrad
in Eingriff steht. Jedes Zahnrad kann drehfest mit einer an dem axial feststehenden Teil des Ringmagazins drehbar gelagerten
Schraubspindel verbunden sein, v/obei jede Schraubspindel mit einer entsprechenden Gewindebohrung in dem
axial verschiebbaren Teil des Ringmagazins in Eingriff
steht. Der zv/eite Zahnring kann dann mit dem Drehantrieb verbunden werden, v/obei der axial feststehende Teil des Ringmagazins
durch eine Indexiermechanismus in bestimmten, den Wechselpositionen entsprechenden Drehstellung arretierbar
ist. Die Umsetzvorrichtung besteht also bei dieser praktischen Verwirklichung des dargelegten Gedankens aus der
zu dam axial feststehenden Teil des Ringmagazins gehörenden Schraubspindel und aus der zu dem axial verschiebbaren Teil
des Ringmagazins gehörenden Gewindebohrung. Der Indexiermachanismus
kann beispielsweise von einem vor- und zurückbe*.f3gbaren
Indexierstift sowie dazu über den Umfang verteilten passenden Indexierlöchern an dem axial feststehenden
Teil des Ringmagazins gebildet sein.that on the axially fixed part of the ring magazine
a second toothed ring is rotatably mounted concentrically to the chuck axis, with which at least one gear wheel is in engagement. Each gear wheel can be connected non-rotatably to a screw spindle rotatably mounted on the axially fixed part of the ring magazine, v / obei each screw spindle with a corresponding threaded hole in the
axially displaceable part of the ring magazine in engagement
stands. The second toothed ring can then be connected to the rotary drive, while the axially fixed part of the ring magazine can be locked in certain rotary positions corresponding to the change positions by an indexing mechanism. In this practical implementation of the idea presented, the transfer device consists of the screw spindle belonging to the axially fixed part of the ring magazine and the threaded hole belonging to the axially displaceable part of the ring magazine. The indexing mechanism can be formed, for example, by a forward and backward movable indexing pin and matching indexing holes distributed over the circumference on the axially fixed part of the ring magazine.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.An embodiment of the invention is based on the following of the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Drehmaschine mit einem Ringmagazin und einem Trommelmagazin;1 shows a lathe with a ring magazine and a drum magazine;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Spannfutters und des Ringmagazins der in Fig. 1 gezeigten Drehmaschine;FIG. 2 shows an enlarged illustration of the chuck and the ring magazine of the lathe shown in FIG. 1; FIG.
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Fig. 3 einen Schnitt III-III durch das Spannfutter und das Ringmagazin in Fig. 2;Fig. 3 shows a section III-III through the chuck and the ring magazine in Fig. 2;
Fig. 4 eine vereinfachte schematische Seitenansicht eines Teiles der in Fig. 1 gezeigten Drehmaschine, welche die prinzipielle Anordnung des Spannfutters, des Ringmagazins und des Trommelmagazins erkennen läßt.FIG. 4 is a simplified schematic side view of part of the lathe shown in FIG. 1, which the basic arrangement of the chuck, the ring magazine and the drum magazine can be seen.
Die in Fig. 1 gezeigte Drehmaschine weist ein Schrägbett 2 mit einem Werkzeugrevolver 3 auf. Um ein Spannfutter 4 mit drei Spannbacken 5 ist ein Ringmagazin 6 angeordnet, in dem sich mehrere Spannbacken-Sätze befinden. Der Spannbacken-Wechsel erfolgt durch eine dreiteilige Übertragungsvorrichtung 7, die später noch genauer beschrieben wird. Über dem Ringmagazin 6 ist ein Trommelmagazin 8 mit einer zusätzlichen Übertragungsvorrichtung 9 angeordnet.The lathe shown in FIG. 1 has an inclined bed 2 with a tool turret 3. To a chuck 4 with three clamping jaws 5, a ring magazine 6 is arranged in which there are several sets of clamping jaws. The jaw change takes place by a three-part transmission device 7, which will be described in more detail later. Above that Ring magazine 6, a drum magazine 8 with an additional transfer device 9 is arranged.
Gemäß Fig. 2 befindet sich im Zentrum des Spannfutters 4 ein separat gegenüber dem Spannfutter 4 drehbares Zahnrad 10, welches mit einer Zahnstange 11 kämmt. Die Zahnstange 11 ist mit schrägen geraden Vorsprüngen 12 versehen, die in Eingriff mit entsprechend schrägen geraden Nuten 13 an der Rückseite einer einteiligen Spannbacke 5 stehen. Die Spannbacke 5 ist in hinterschnittene Nuten 29, welche radiale Führungen für die Spannbacke 5 bilden, verschiebbar. Wenn das Zahnrad 10 relativ gegenüber dem Spannfutter 4 gedreht wird, so verschiebt sich die Zahnstange 11 tangential zu dem Zahnrad 10, wodurch die Spannbacke 5 radial nach aussen oder innen bewegt wird. Spannbacken dieser Ausführungsform sowie der entsprechende Verschiebemechanismus sind heute bei Werkzeugmaschinen üblich und genauer in der DT-PS 2 007 509 beschrieben.According to FIG. 2, in the center of the chuck 4 there is a toothed wheel 10 that can be rotated separately with respect to the chuck 4, which meshes with a rack 11. The rack 11 is provided with inclined straight projections 12, which in Engage with correspondingly inclined straight grooves 13 on the back of a one-piece clamping jaw 5. The clamping jaw 5 can be displaced in undercut grooves 29 which form radial guides for the clamping jaw 5. if the gear wheel 10 is rotated relative to the chuck 4, the rack 11 moves tangentially the gear wheel 10, whereby the clamping jaw 5 is moved radially outwards or inwards. Jaws of this embodiment as well as the corresponding shifting mechanism are common today in machine tools and more precisely in the DT-PS 2 007 509.
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Das Ringmagazin 6 weist eine Vielzahl von radialen Führungen 31 für Spannbacken 5 auf. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 2 nur ein Teil der Übertragungsvorrichtung 7 gezeigt. Diese besteht aus einer mit Gewinde 16 versehenen Stange, an deren Ende ein hinterschnittener SchlüsselkopfThe ring magazine 6 has a multiplicity of radial guides 31 for clamping jaws 5. For the sake of clarity is only part of the transmission device 7 is shown in FIG. This consists of a threaded 16 Rod with an undercut key head at the end
15 sitzt. In der Aussenseite jeder Spannbacke 5 befindet sich ein hinterschnittenes Schlüsselloch 14. Der Querschnitt des Schlüssellochs 14 ist an das Querschnitts-Profil des Schlüsselkopfes 15 angepaßt, so daß letzterer in das Schlüsselloch eintauchen kann. Nach einer Drehung der Stange15 seated. In the outside of each clamping jaw 5 there is an undercut keyhole 14. The cross section of the keyhole 14 is adapted to the cross-sectional profile of the key head 15, so that the latter in the Keyhole can immerse. After one rotation of the rod
16 um 90 Grad hintergreifen sich der Schlüsselkopf 15 und das Schlüsselloch 14, so daß die Stange 16 die Spannbacke 5 zum Wechsel radial verschieben kann.16 the key head 15 and that engage behind each other by 90 degrees Keyhole 14 so that the rod 16 can move the clamping jaw 5 radially for changing.
Gemäß Fig. 3 ist in einem Lager des Gehäuses der Maschine 1 eine Welle 17 gelagert, welche das Spannfutter 4 trägt. Die in dem Spannfutter 4 verankerten Spannbacken 5 sind mit einem T-Profil versehen, welches in einem hinterschnittenen T-Profil 29 geführt ist. Auf der Welle 17 sitzt ein Zahnrad 18, welches mit einem nicht dargestellten Antrieb für das Spannfutter 4 verbunden ist.According to FIG. 3, a shaft 17, which carries the chuck 4, is mounted in a bearing of the housing of the machine 1. the Anchored in the chuck 4 clamping jaws 5 are provided with a T-profile, which in an undercut T-profile 29 is performed. On the shaft 17 sits a gear 18, which with a drive, not shown, for the Chuck 4 is connected.
In dem Ringmagazin 6 sind zwei Reihen von Führungen 29 für Spannbacken 5 vorgesehen. Die Führungen sind nicht erkennbar; es sind jedoch im oberen Teil des Ringmagazins 6 zwei Spannbacken 5 mit ihren hinterschnittenen T-Profilen 21 dargestellt. Die beiden Spannbacken 5 werden in dem Ringmagazin durch Rastelemente 48 gehalten, welche in die Zahnnuten 13 auf der Rückseite der Spannbade en 5 eingreifen. Die Rastelemente 48 werden durch Federn 42 gegen die Spannbacken 5 gedruckt.In the ring magazine 6 two rows of guides 29 for clamping jaws 5 are provided. The guides are not recognizable; however, two clamping jaws 5 with their undercut T-profiles 21 are shown in the upper part of the ring magazine 6. The two clamping jaws 5 are held in the ring magazine by latching elements 48 which engage in the toothed grooves 13 on the back of the clamping baths 5. The locking elements 48 are pressed against the clamping jaws 5 by springs 42.
Das Ringmagazin 6 ist insgesamt um die Achse des Spannfutters 4 drehbar. Es besteht jedoch aus einem axial feststehenden Teil sowie einem axial verschiebbaren Teil. Der axial fest-The ring magazine 6 is rotatable as a whole about the axis of the chuck 4. However, it consists of an axially fixed Part and an axially movable part. The axially fixed
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stehende Teil ist durch ein Wälzlager auf einem maschinenfesten Flanschteil 30 gelagert. Er besteht aus einem Formteil 97 sowie einem Ring 28, die miteinander verschraubt sind. In dem Formteil 27 sitzt eine Hülse 26. Ferner ist auf dem Formteil 27 mittels eines Kugellagers ein Zahnring 38 gelagert, der eine Aussenzahnung und eine Innenzahnung aufweist. Die Aussenzahnung kämmt mit einem Zahnrad 45, welches auf der Antriebswelles eines mashinenfesten Motors 46 sitzt, der den Drehantrieb für das Ringmagazins 6 bildet. Die Innenzahnung des Zahnringes 38 kämmt mit einem Zahnrad 40, welches fest auf einer Spindel 42 sitzt. Die Spindel 42 ist in der Hülse 26 drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar gelagert.The stationary part is supported by a roller bearing on a flange part 30 that is fixed to the machine. It consists of a molded part 97 and a ring 28 which are screwed together. A sleeve 26 is seated in the molded part 27 A toothed ring 38, which has an external toothing and an internal toothing, is mounted on the molded part 27 by means of a ball bearing having. The external toothing meshes with a gear 45, which sits on the drive shaft of a machine-fixed motor 46, which forms the rotary drive for the ring magazine 6. The internal teeth of the ring gear 38 meshes with a gear 40, which sits firmly on a spindle 42. The spindle 42 is rotatably mounted in the sleeve 26, but not axially displaceable.
Die Spindel 42 ist mit einem Gewindeteil 25 versehen, der mit dem Innengewinde 44 eine Gewindebuchse 23 in Singriff steht. Die Gewindebuchse 23 ist mittels einer Schraube 24 mit einem weiteren Formteil 22 verschraubt. Wenn sich die Spindel 42 dreht, so werden die Gewindebuchse 23 und der v/eitere Formteil 22 axial verschoben. Dementsprechend bilden die Gewindebuchse 23 und der Formteil 22 den axial verschiebbaren Teil des Ringmagazines 6. In diesem axial verschiebbaren Teil befinden sich die Führungen für die Spannbacken 5.The spindle 42 is provided with a threaded part 25 which is in sing engagement with the internal thread 44 of a threaded bushing 23. The threaded bushing 23 is screwed to a further molded part 22 by means of a screw 24. When the spindle 42 rotates, the threaded bushing 23 and the further molded part 22 are axially displaced. The threaded bushing forms accordingly 23 and the molded part 22 the axially displaceable part of the ring magazine 6. Located in this axially displaceable part the guides for the clamping jaws 5.
Zwischen dem Ring 28 und dem Formteil 27 ist ein verdickter Absatz 33 eines Anschlagbolzens 34 eingeklemmt. Dieser weist an seinem Ende einen mit einer Schraube 37 befestigten Anschlagkopf 36 auf. Der An-schlagkopf 36 korrespondiert mit einer Anschlagfläche 35 am Boden einer Ausnehmung mit dem Formteil 22.A thickened shoulder 33 of a stop bolt 34 is clamped between the ring 28 and the molded part 27. This one points a stop head 36 fastened with a screw 37 at its end. The stop head 36 corresponds with a stop surface 35 at the bottom of a recess with the molded part 22.
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Das Ringmagazin 6 kann in bestimmten Drehstellungen gegen ein Verdrehen durch einen Indexiermechanismus arretiert v/erden. Dieser besteht aus einem maschinenfesten Block 49, in dem ein Indexierstift 51 axial verschiebbar gelagert ist. Der Indexierstift 41 ist mit einem Kolben 53 verbunden, der in einem Zylinderraum 52 gelagert ist. Die Kolben-Zylinder-Anordnung des Indexisrmechanisaus kann hydraulisch oder pneumatisch betätigt v/erden. Die Zuleitungen für das pneumatische oder hydraulische Betriebsmittels sind der Einfachheit halber weggelassen. Der Formteil 27 ist mit einer oder mehreren Ausnehmungen 50 versehen, in die der Indexierstift 51 einrasten und das Ringmagazin 6 arretieren kann.The ring magazine 6 can be locked against rotation in certain rotational positions by an indexing mechanism v / earth. This consists of a machine-fixed block 49 in which an indexing pin 51 is mounted so as to be axially displaceable. The indexing pin 41 is connected to a piston 53, which is mounted in a cylinder space 52. The piston-cylinder arrangement the indexing mechanism can be hydraulically or pneumatically operated. The supply lines for the pneumatic or hydraulic operating means are omitted for the sake of simplicity. The molded part 27 is with a or a plurality of recesses 50 into which the indexing pin 51 can engage and the ring magazine 6 can lock.
Der hier dargestellte Teil der Übertragungsvorrichtung 7 besteht aus einer Stange 16, die unten mit einem Gewindeteil 16 A und oben mit einem gewindelosen Teil 16 B versehen ist. Der Gewindeteil 16A ist in einer Mutter 56 geführt, die aussen mit einer Zahnung 61 versehen ist. Die Nutter 56 ist drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar. Die Aussenzahnung 61 der Kutter 56 kämmt mit einem Zahnring 57, der über ein Kugellager an einem maschinenfesten Ringteil 55 gelagert ist. Der Zahnring 57 kämmt ausserdem mit einem Zahnrad 59, welches auf der Antriebswelle eines Motors 60 sitzt. Dar Motor 60 ist maschinenfest gelagert. Wenn sich der Motor 60 dreht, wird die Mutter 56 über den Zahnring 57 gedreht, wodurch sich die Stange 16 nach oben oder unten verschiebt.The part of the transmission device 7 shown here consists of a rod 16, the bottom with a threaded part 16 A and above with a threadless part 16 B is provided. The threaded part 16A is guided in a nut 56, which is provided with teeth 61 on the outside. The nut 56 is rotatable, but not axially displaceable. The external toothing 61 of the cutter 56 meshes with a toothed ring 57, which is mounted on a machine-fixed ring part 55 via a ball bearing. The toothed ring 57 also meshes with a gear 59 which is seated on the drive shaft of a motor 60. The engine 60 is mounted on the machine. When the motor 60 rotates, the nut 56 is over the Toothed ring 57 rotated, whereby the rod 16 moves up or down.
Der obere Teil 16B der Stange ist ohne Gewinde. Er ist jedoch mit zv/ei Rippen 72 versehen, die in entsprechende Nuten einer Führungsbuchse 62 axial verschiebbar gelagert sind. Die Führungsbuchse 62 ist ihrerseits drehbar in dem maschinenfesten Ringteil 55 angeordnet, jedoch axial nicht verschiebbar. Dia Führungsbuchse 62 ist mit einer Aussenzahnun? 19The upper part 16B of the rod is unthreaded. However, it is provided with two ribs 72 which are inserted into corresponding grooves a guide bush 62 are mounted so as to be axially displaceable. The guide bush 62 is in turn rotatable in the machine-fixed Ring part 55 arranged, but not axially displaceable. The guide bush 62 has an external tooth 19th
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versehen, v/elche mit einem Zahnrad 57 kämmt, das ausserdem mit einem Antriebszapfen 66 eines maschinenfesten Motors 65 in Eingriff steht. Mit dem Motor 65 kann alsG die Führungsbuchse 62 und damit auch die Stange 16 gedreht, -wer den. Das Zahnrad 57 sitzt auf einem Wellenzapfen 68, der über einen Schwenkhebel 69 mit einem Ring 70 verbunden ist. An zwei weiteren nicht sichtbaren Stellen sind die Führungsbuchsen 62 für die zwei anderen Stangen 16 in gleicher Weise mit dem Ring 70 verbunden. Die Schwenkhebel 69 lassen nur eine begrenzte Winkelschwenkung zu, da der Ring 70 in beiden Schwenkrichtungen gegen den Wellenzapfen 68 schlägt. Dieser begrenzte Schwenkwinkel definiert einmal die Stellung, in der der Schlüsselkopf 15 in das Schlüsselloch 14 eingeführt werden kann und zum anderen die Stellung, in der das Schlüsselloch und der Schlüsselkopf miteinander verriegelt sind.provided, v / which meshes with a gear 57, which also is in engagement with a drive pin 66 of a motor 65 fixed to the machine. With the motor 65 can alsG the guide bush 62 and thus also the rod 16 rotated, -will. The gear 57 sits on a shaft journal 68 which is connected to a ring 70 via a pivot lever 69 is. The guide bushings 62 for the two other rods are located at two other non-visible locations 16 connected to ring 70 in the same way. The swing levers 69 allow only a limited angular pivoting, since the ring 70 in both pivoting directions against the shaft journal 68 beats. This limited pivot angle defines the position in which the key head 15 in the Keyhole 14 can be inserted and on the other hand the position in which the keyhole and the key head are locked together.
Zwischen dem Spannfutter 4 und dem Ringmagazin 6 befindet sich eine zylindrische Abschirmwand 64, die an den maschinenfesten Flanschteil 30 angeschraubt ist. Die Abschirmwand 64 ist an den drei Stellen, wo der Spannbacken-Wechsel erfolgen soll, mit Durchbrüchen 71 versehen. In Figur 2 ist nur einer dieser Durchbrüche erkennbar.Between the chuck 4 and the ring magazine 6 there is a cylindrical shielding wall 64, which is attached to the machine-fixed Flange part 30 is screwed on. The shielding wall 64 is at the three points where the clamping jaws are changed is to be provided with openings 71. In Figure 2, only one of these breakthroughs can be seen.
Die Wechseleinrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst wird das Spannfutter 4 in einer definierten Grundposition festgesetzt. In dieser Grundposition fluchten die Führungen 29 für die drei Spannbacken mit den Durchbrüchen 71 in der Abschirmwand 64. Danach wird der Motor 46 in Betrieb gesetzt. Da der Indexstift 51 zunächst zurückgezogen ist, werden sowohl der axial feststehende Teil 27,28 als auch der axial verschiebbare Teil 22,23 gedreht. Eine axiale Verschiebung des axial verschiebbaren Teiles erfolgt nicht.The changing device works as follows: First, the chuck 4 is in a defined basic position fixed. In this basic position, the guides 29 for the three clamping jaws are aligned with the openings 71 in the shielding wall 64. The motor 46 is then put into operation. Since the index pin 51 is initially withdrawn is, both the axially fixed part 27,28 and the axially displaceable part 22,23 are rotated. An axial one The axially displaceable part is not displaced.
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Wenn die Führungen 31 von drei nicht mit Spannbacken 5 besetzten Positionen in dem Ringmagazin 6 mit den Führungen 29 des Spannfutters 4 fluchten, so liegt vor dem Indexierstift 51 eine Ausnehmung 50. Der Indexierstift 51 wird dann in die Ausnehmung 50 vorgeschoben und arretiert das Ringmagazin 6 ggen Drehung. Gleichzeitig wird der Motor 46 stillgesetzt. Daraufhin wird der Motor 60 in Betrieb gesetzt, wodurch die drei Stangen 16 vorgeschoben werden.When the guides 31 of three positions not occupied by clamping jaws 5 in the ring magazine 6 with the guides 29 of the chuck 4 are aligned, there is a recess 50 in front of the indexing pin 51. The indexing pin 51 is then advanced into the recess 50 and locked the ring magazine 6 against rotation. At the same time, the motor 46 shut down. The motor 60 is then started, whereby the three rods 16 are advanced.
Die Spannbacken 5 sind zuvor in die radial äußerste Stellung gefahren worden, in der kein Eingriff zwischen den Rippen 12 der Zahnstange 11 und den Nuten 13 in den Spannbacken 5 mehr besteht (siehe Figur 2). Nachdem die Schlüsselköpfe 15 in die Schlüssellöcher 14 eingefahren worden sind, wird der Motor 60 stillgesetzt. Daraufhin wird der Motor 65 in Betrieb gesetzt, wodurch die Stangen 16 um den begrenzten Winkel gedreht werden. Dadurch werden die Schlüsselköpfe in den Schlüssellöchern 14 verriegelt.The clamping jaws 5 have previously been moved into the radially outermost position in which there is no engagement between the ribs 12 of the rack 11 and the grooves 13 in the clamping jaws 5 there is more (see Figure 2). After the key heads 15 have been inserted into the keyholes 14, the motor 60 stopped. Then the motor 65 is put into operation, whereby the rods 16 to the limited Angle can be rotated. This locks the key heads in the keyholes 14.
Danach wird der Motor 60 wieder mit umgekehrter Drehrichtung in Betrieb gesetzt, so daß die drei Stangen 16 mit den daran angekuppelten Spannbacken 5 in die Leerpositionen des Ringmagazins 6 zurückgezogen v/erden.Then the motor 60 is put into operation again with the opposite direction of rotation, so that the three rods 16 with them The coupled clamping jaws 5 are retracted into the empty positions of the ring magazine 6.
Es sei nunehr vorausgesetzt, daß ein Spannbacken-Satz aus der hinteren Reihe des Ringmagazins 6 in das Spannfutter 4 eingefahren werden soll. Nachdem der Indexierstift 51 zurückgezogen worden ist, wird nunmehr wieder der Motor 46 in Betrieb gesetzt. Wenn die drei zu wechselnden Spannbacken in einer Ebene mit den leeren Führungen 29 des Spannfutters liegen, wird der Indexierstift 51 wieder in die entsprechende Ausnehmung 50 vorgeschoben. Dadurch wird das Ringmagazin 6 in dieser Drehstellung arretiert. Der Motor 46 wird nun jedoch nicht angehalten, sondern wirkt weiterhin auf den Zahnring ein. Dieser dreht die Spindel 42, wodurch sich der axial ver-It is now assumed that a set of clamping jaws the rear row of the ring magazine 6 is to be retracted into the chuck 4. After the indexing pin 51 is withdrawn has been, the motor 46 is now put into operation again. When the three jaws to be changed lie in a plane with the empty guides 29 of the chuck, the indexing pin 51 is back in the corresponding Recess 50 advanced. As a result, the ring magazine 6 is locked in this rotational position. The motor 46 is now, however not stopped, but continues to act on the toothed ring. This rotates the spindle 42, whereby the axially twisted
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schiebbare Teil 22,23 des Ringmagazins nach rechts verschiebt. Die Verschiebebewegung wird durch Abschalten des Motors beendet, wenn der Anschlagkopf 36 gegen die Anschlagfläche 35 trifft. Nunmehr können die drei in Wechselpos i tion befindlichen Spannbacken 5 aus der hinteren Reihe in die leeren Führungen 29 des Spannfutters 4 eingestoßen werden. Dies erfolgt in genau umgekehrter Weise wie das zuvor beschriebene Herausziehen von Spannbacken aus dem Spannfutter 4. Die Bezugsziffer 20 in Figur 3 bezeichnet den Speicherhohlraum für die Spannbacken 5.slidable part 22.23 of the ring magazine moves to the right. The shifting movement is activated by switching off the The motor stops when the stop head 36 hits the stop surface 35. Now the three can change positions The clamping jaws 5 located in the back row are pushed into the empty guides 29 of the chuck 4 will. This is done in exactly the opposite way to the previously described pulling out of the clamping jaws from the chuck 4. The reference number 20 in FIG. 3 denotes the storage cavity for the clamping jaws 5.
Aus Figur 4 ist entnehmbar, wie das Trommelmagazin 8 in Bezug auf das Ringmagazin 6 angeordnet ist. Das Trommelmagazin 8 sitzt auf einem Drehantrieb 75 und ist mit Führungen 58 für die Spannbacken 5 versehen. Die auf dem Trommelmagazin 8 angeordnete Übertragungsvorrichtung ist mit einer vorschiebbaren Stange 76 versehen, die an ihrem Ende einen Schlüsselkopf 77 aufweist. Dieser kann, wie zuvor beschrieben, in das Schlüsselloch der betreffenden zu wechselnden Spannbacke eingefahren und dort verriegelt werden. Zur Überbrückung des von dem Drehantrieb 75 benötigten Platzes ist zwischen dem Trommelmagazin 8 und dem Ringmagazin 6 eine Zwischenführung 74 angeordnet. In dem maschinenfesten Teil 55 des Ringmagazins 6 ist eine weitere Führung 73 vorgesehen. Wesentlich ist, daß in Wechselposition eine Führung 58 des Trommelmagazins 8 mit einer Führung 31 in dem Ringmagazin 6 und einer Führung 29 in dem Spannfutter 4 fluchtet, so daß eine Spannbacke 5 direkt aus dem Trommelmagazin 8 über die Führungen 74,73,29 in das Spannfutter 4 eingefahren oder aus diesem herausgezogen werden kann. Das Trommelmagazin braucht nur dann vorgesehen werden, wenn die Kapazität des Ringmagazinas nicht ausreicht.From FIG. 4 it can be seen how the drum magazine 8 is arranged in relation to the ring magazine 6. The drum magazine 8 sits on a rotary drive 75 and is provided with guides 58 for the clamping jaws 5. The one on the drum magazine 8 arranged transmission device is provided with an extendable rod 76, which has a key head at its end 77 has. As described above, this can be inserted into the keyhole of the relevant clamping jaw to be changed retracted and locked there. To bridge the space required by the rotary drive 75 An intermediate guide 74 is arranged between the drum magazine 8 and the ring magazine 6. In the machine-fixed part 55 of the ring magazine 6, another guide 73 is provided. It is essential that a guide 58 of the Drum magazine 8 is aligned with a guide 31 in the ring magazine 6 and a guide 29 in the chuck 4, so that a clamping jaw 5 is moved in or out of the chuck 4 directly from the drum magazine 8 via the guides 74, 73, 29 this can be pulled out. The drum magazine only needs to be provided if the capacity of the ring magazine not enough.
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