DE2710092C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnelltrenn-Werkzeugwechsel­ vorrichtung zum Einspannen und Freigeben eines mit einem Außenkonus versehenen Werkzeughalters in bzw. aus einem Zentrierkonus am vorderen Ende einer hohlen Spindel, in die eine Zugstange teleskopartig eingesetzt ist, an deren vorderem Ende der Werkzeughalter montiert wird, wobei im Bereich des hinteren Endes der Spindel und der Zugstange eine Spannereinrichtung, eine Betätigungseinrichtung für die Spannereinrichtung sowie eine Auslöse- und Freigabe­ einrichtung zum Auslösen einer Vorwärtsbewegung der Zug­ stange relativ zu der Spindel in die Werkzeughalter- Freigabestellung vorgesehen sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (CH-PS 3 96 579) weist die Spannereinrichtung eine Schraubenfeder auf, die sich bei eingespanntem Werkzeug in einem nur teilweise ge­ spannten Zustand befindet. Dadurch ist die Einspannkraft, die den an dem Werkzeug angreifenden Kräften, welche die Zugstange herunterzuziehen versuchen, entgegenwirkt, ge­ ringer, als wenn die Feder in ihrem vollständig gespann­ ten Zustand wäre. Daher ist die praktisch erzielbare Einspannkraft vergleichsweise gering, weil eine hohe Ein­ spannkraft nur mit einer solch starken Feder erzielt wer­ den kann, bei deren Verwendung Schäden an Zahnrädern oder Zahnstangen von konventionellen Betätigungseinrichtungen von Werkzeugmaschinen nicht ausgeschlossen werden können.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Betätigen eines Spannfut­ ters bekannt (US-PS 18 71 463), bei welcher eine Zugstange in der Einspannstellung durch die Druckkraft von Federn und durch Kniehebelpaare gesichert ist, wobei die Knie­ hebelpaare bei Bewegung der Zugstange in die Einspann­ stellung mittels einer Nockenfläche in Richtung gegen ihre gestreckte Stellung bewegt werden. Jedoch gelangen die Kniehebelpaare nicht vollständig in die gestreckte Stel­ lung, so daß sie demgemäß beim Bewegen der Zugstange in die Freigabestellung von allein in die ausgelenkte Stel­ lung gelangen. Eine solche Vorrichtung ist für eine Schnelltrenn-Werkzeugwechselvorrichtung der einleitend genannten Art nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schnelltrenn-Werkzeug­ wechselvorrichtung der einleitend genannten Art derart auszuführen, daß hohe Einspannkraft mit einfachen Mitteln erhalten wird. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfin­ dung dadurch, daß die Spannereinrichtung eine Mehrzahl von Kniehebelpaaren aufweist, von denen jedes an seinen entgegengesetzten Enden mit der Zugstange bzw. mit der Spindel gekoppelt ist und die beim Einspannvorgang unter der Wirkung der Betätigungseinrichtung in eine Rückwärts­ bewegung der Zugstange relativ zur Spindel hervorrufende radial innere Verriegelungsstellung, und unter der Wirkung der Auslöse- und Freigabeeinrichtung in eine Vorwärtsbewegung der Zugstange relativ zur Spindel zu­ lassende radial äußere Freigabestellung bewegbar sind, daß die Betätigungseinrichtung eine ortsfeste Betätigungs­ manschette aufweist, die bei Bewegung der Spindel und der Zugstange in Einspannrichtung mit den Kniehebelpaaren in Eingriff tritt, um diese in die radial innere Verriege­ lungsstellung zu bewegen, und daß die Auslöse- und Frei­ gabeeinrichtung bei Bewegung der Zugstange und der Spindel in Freigaberichtung die Kniehebelpaare in die radial äußere Freigabestellung bewegende Elemente aufweist.

Bei Verwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung kann bei hoher Funktionssicherheit mittels der Kniehebel, wenn diese sich in der radial inneren Verriegelungsstellung befinden, eine vergleichsweise hohe Einspannkraft erzielt werden, ohne daß sich der Raumbedarf für die Vorrichtung vergrößert. Dadurch wird die Vorrichtung gemäß der Erfin­ dung auch zum nachträglichen Einbau in vorhandene Werk­ zeugmaschinen geeignet.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 in vergrößertem Maßstab gehaltene teilweise weggebrochene Schnitte längs der Achse einer ersten Ausführungsform der Wechselvorrichtung in ihrer Spannstellung bzw. ihrer Freigabe­ stellung.

Fig. 3 eine Fig. 1 ähnelnde Ansicht, bei welcher je­ doch eine Sicherheitseinrichtung zur Verhin­ derung eines (ungewollten) Ausspannens des Werkzeuges vorgesehen ist.

Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 3.

Fig. 5 einen Fig. 3 ähnelnden Teilschnitt zur Dar­ stellung einer Handauslösung für die Sicher­ heitseinrichtung.

Fig. 6A bis 6E schematische Darstellungen einer Sicherheits­ einrichtung.

Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Dar­ stellung des Spannerabschnittes einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 8 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene per­ spektivische Darstellung der Glieder oder Len­ ker der bei der Vorrichtung gemäß Fig. 7 vor­ gesehenen Kniehebelsperre.

Fig. 9 und 10 in vergrößertem Maßstab gehaltene teilweise weggebrochene Schnitte längs der Achse der Hohlwelle bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7, in denen die Werkzeugwechselvor­ richtung in ihrer Spann- bzw. ihrer Freigabe­ stellung dargestellt ist.

Fig. 11 eine der Fig. 9 ähnelnde Ansicht, die je­ doch eine Sicherheitseinrichtung zur Verhin­ derung eines Ausspannens des Werkzeuges zeigt.

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie 21-21 in Fig. 11.

Fig. 13 einen Fig. 9 ähnelnden lotrechten Teil­ schnitt zur Veranschaulichung einer Siche­ rungs- oder Sperreinrichtung für die Si­ cherheitseinrichtung, und

Fig. 14 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Teilschnitt längs der Linie 23-23 in Fig. 13.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung umfaßt allgemein eine drehbare Hohlspindel 21 mit einer von dieser axial nach unten abgehenden Zug­ stange 23, die an ihrem unteren Ende einen konischen Greifer 25 zum selektiven Festhalten eines Werkzeughal­ ters 31 trägt. Der Greifer 25 wird gegen den Werkzeughal­ ter 31 geschlossen, indem die Zugstange 23 in der Spin­ del 21 nach oben zurückgezogen wird. Diese Rückziehbe­ wegung wird durch einen allgemein mit 33 bezeichneten Spanner bewirkt, der bei der vollen Aufwärts-Einfahrbewe­ gung der Spindel 21 selektiv betätigbar ist, um eine allgemein mit 35 bezeichnete Auslöse- und Freigabeeinrich­ tung zu betätigen, welche den Spanner 33 freigibt bzw. auslöst. Die selektive Betätigung des Spanners 33 er­ folgt dann durch eine diesen umgebende Betätigungs- Manschette 37, welche den Spanner 33 bei der Abwärtsbewe­ gung der Spindel 21 betätigt.

Gemäß Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvor­ richtung bei einer herkömmlichen Vertikalfräsmaschine in ein Gehäuse 41 eingebaut. Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist bei derartigen Maschinen die Spindel 21 üblicherweise in einer lotrecht verschiebbaren Hohlwelle 44 geführt, und die Spindel 21 trägt an ihrem unteren Ende eine Schlitz­ hülse in Form eines zylindrischen, hohlen Rohres mit drei nach unten weisenden und radial nach außen federnden Fingern, die um ihre unteren Enden herum mit einen Außen­ konus versehen sind, welcher einem Innenkonus 151 in der Spindel 21 komplementär angepaßt ist, wenn die Schlitz- oder Spannhülse in der Spindel hochgezogen wird und da­ durch die Hülsenfinger zum Erfassen des nicht dargestell­ ten zylindrischen Werkzeugschaftes radial nach innen ge­ drückt werden. Üblicherweise ist eine solche Hülse an einer nicht dargestellten Zugstange aufgehängt bzw. an­ gebracht, welche der Zugstange 23 ähnelt und die an ihrem unteren Ende mit einem Gewinde versehen ist, das in eine Gewindebohrung in der Spannhülse eingeschraubt ist, so daß bei der von Hand erfolgenden Drehung der Zugstange die Spannhülse in den Konus 151 hineingezogen und da­ durch die Spannhülse gegen den zugeordneten Werkzeug­ schaft geschlossen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die herkömm­ liche Zugstange und die Spannhülse durch die Zugstange 23 und den Greifer 25 ersetzt. Der Greifer 25 besitzt dabei die Form eines längsgeschlitzten Rohres mit drei nach unten ragenden und radial nach außen federnd vorbelaste­ ten Fingern.

Der übliche Werkzeugwechsel durch manuelles Drehen einer Zugstange zum Zurückziehen einer Spannhülse zum Schließen ihrer Finger gegen einen zylindrischen Werkzeugschaft ist mit dem Nachteil behaftet, daß der Werkzeugwechselvorgang selbst ziemlich mühsam und zeitraubend ist und dazu führt, daß jedes ausgewechselte Werkzeug mit seiner Schneidkante oder -fläche in einer anderen nicht vorherbestimmbaren Axial- und Radialposition liegt, so daß bei jedem Werk­ zeugwechsel das Werkzeug in bezug auf das Werkstück neu eingestellt werden muß. Die Einstellzeit kann dabei typi­ scherweise im Bereich von 5 bis 6 min. liegen.

Wie am besten aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, besteht der Greifer 25, d.h. das eigentliche Spannfutter, aus einem Federstahlrohr, das von seinem unteren Ende aus axial geschlitzt ist und drei nach unten ragende, radial nach außen federnde Finger 47 bildet, die an den unteren Enden mit radial nach innen gerichteten Greiflippen ver­ sehen sind. Die Finger 47 sind außerdem an ihren unteren Enden mit radial nach außen ragenden konischen Schließ­ flanschen 51 versehen, die gemäß Fig. 1 am unteren Ende 53 eines sie umgebenden rohrförmigen Schließers 55 an­ greifen, wenn der Greifer 25 selbst in Aufwärtsrichtung in den Schließer hineingezogen ist.

Gemäß Fig. 1 ist der Schließer 55 gegenüber dem Greifer 25 durch eine Schraubendruckfeder 63 nach oben vorbela­ stet, die sich zwischen einer im oberen Endabschnitt des Greifers ausgebildeten Schulter 65 und einem am oberen Ende des Schließers 55 vorgesehenen, nach innen gezogenen Ringflansch 67 abstützt.

Gemäß Fig. 1 weist die Spindel 21 ein rohrförmiges Spin­ delgehäuse 72 auf, das an seinem oberen Ende 70 eine kreisförmige Bohrung aufweist, in welche eine nach unten ragende Ringschale 68 einer Stützmanschette 69 teleskop­ artig eingesetzt ist, wobei auf letzterer eine Reihe von Tellerfedern 71 gestapelt ist, welche das untere Ende des Spanners 33 beaufschlagen.

Der Spanner 33 weist eine obere und eine untere Manschette 73 bzw. 75 auf, die durch Abstandsfedern 77 in Axialrich­ tung auseinandergedrängt werden und durch drei allgemein mit 79 bezeichnete Kniehebelsperren, welche in gleichen Abständen von 120° um den Umfang des Spanners 33 herum angeordnet sind, selektiv in ihrer axial voneinander ent­ fernten Spannposition arretierbar sind. Die Kniehebelsper­ ren bzw. Kniehebelpaare 79 werden jeweils durch obere und untere Kniehebel 78 bzw. 80 gebildet, die am oberen bzw. unteren Ende mittels eines Schwenkzapfens 81 bzw. 83 an der oberen bzw. unteren Manschette 73 bzw. 75 angelenkt und an ihren einander benachbarten Enden mit Hilfe eines mittleren Schwenkzapfens 85 miteinander verbunden sind, der zur Gewährleistung einer Kipp- bzw. Kniehebelwirkung normalerweise radial einwärts von einer zwischen den Enden der Schwenkzapfen 81 und 83 gezogenen Linie liegt. Die unteren Kniehebel 80 weisen dabei an ihren oberen Enden halbkreisförmige Betätigungskurven bzw. -nocken 91 auf, die auf noch näher zu beschreibende Weise bei der Abwärts­ bewegung der Spindel 21 an die Betätigungsmanschette 37 anstoßen.

Vom oberen Ende der Zugstange 23 erstreckt sich eine axial verlaufende Auslöserbohrung 95 nach unten, die im Bereich des Spanners 33 durch radial nach außen gerichtete Schubstiftbohrungen 97 geschnitten wird, welche ihrerseits auf die jeweiligen Kniehbelpaare 79 ausgerichtet sind. In der Bohrung 95 ist ein Auslöserstift 101 geführt, der an seinem unteren Ende eine konische Spitze 103 aufweist, welche selektiv an den radial gerichteten konischen Innen­ enden von in den Bohrungen 97 geführten Schubelementen 105 anzugreifen vermag, um diese nach außen zu schieben, so daß sie die Kniehebelpaare 79 in deren Mitte beaufschla­ gen und zum Auslösen des Spanners 33 in eine Übermitten­ stellung nach außen drängen.

Gemäß Fig. 1 ist der Auslöserstift 101 an seinem oberen Ende am Boden einer nach unten offenen zentralen Blind­ bohrung 109 mit einer Kappe 107 befestigt, die teleskop­ artig über eine oberseitig offene, durch einen Ansatz ge­ bildete zylindrische Hülse 111 aufgesetzt ist. Die Hülse 111 weist eine Durchgangsbohrung auf, die in ihrem mitt­ leren Bereich einen vergrößerten Durchmesser besitzt und dadurch eine nach unten weisende Ringschulter bildet, die auf dem oberen Ende der Zugstange 23 aufsitzt. Die Kappe 107 ist durch eine um den Auslöserstift 101 herumgelegte, sich zwischen dem oberen Ende der Zugstange und dem Boden der zentralen Blindbohrung 109 abstützende Schrauben­ druckfeder 112 in Aufwärtsrichtung vorbelastet. Die Kappe 107 ist gegen eine Drehung relativ zur Zugstange 23 durch einen Sperrstifte 113 arretiert, der mit seinem unteren Ende in eine sich aufwärts öffnende Bohrung 115 in der Hülse 111 und mit seinem oberen Ende in eine Bohrung 117 in der Kappe 107 eingesetzt ist. Die Kappe 107 ist in ihrer Außenseite mit einer sich radial auswärts öffnenden Bohrung 108 zur Erleichterung ihres Einbaus auf noch nä­ her zu beschreibende Weise versehen.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist eine hohlzylindrische Haube 121 zum Verschließen einer Bohrung 119 im Gehäuse 41 in axialer Ausrichtung über dem oberen Ende der Spindel 21 vorgesehen und mit einem Basisflansch 122 versehen, der am Gehäuse 41 befestigt ist. In der oberen Stirnwand der Haube 121 ist eine durchgehende Gewindebohrung 123 ausge­ bildet, in die ein mit Außengewinde versehener Anschlag­ ring 125 eingeschraubt ist, der zwei einander diametral gegenüberliegende Anschlagstifte 127 und 129 trägt, die von gegenüberliegenden Seiten her radial einwärts in den im Zentrum dieses Ringes ausgebildeten Durchgang 131 hineinragen.

Die Haube 121 ist an ihrem unteren Ende innenseitig mit einer Gegenbohrung 120 zur Aufnahme der Betätigungsman­ schette 37 versehen. Letztere weist an ihrer Innenseite eine aufwärtsgerichtete abgerundete Betätigungsschulter auf, die auf noch näher zu beschreibende Weise mit den Betätigungskurven 91 der Kniehebelpaare 79 in Berührung bringbar ist, und sich dann zu einer abwärts und radial einwärts geneigten Trichterform 126 verjüngt.

Ein mit seinem oberen Ende in den Durchgang 131 einge­ setzter hutförmiger, allgemein mit 135 bezeichneter Sicherheitsschieber ist auf die in Fig. 6E gezeigte Weise normalerweise an den Stiften 127 und 129 aufgehängt. Ge­ mäß den Fig. 4 und 6A bis 6E weist der Schieber 135 einen nach oben ragenden Schaft 141 auf, der an seinem unteren Ende einen vergrößerten Durchmesser besitzt und dadurch eine Basis- bzw. Grundscheibe 143 bildet, an welcher die Kappe 107 (Fig. 1) anliegt. Der Schaft 141 ist in seinen gegenüberliegenden Seitenflächen mit axial verlaufenden Auskehlungen bzw. Nuten 148 versehen, die an ihren oberen Enden in halbkreisförmigen Bögen 145 auslaufen. Zentral zwischen den Nuten 148 sind axial verlaufende Rippen 147 vorgesehen, deren obere Enden stumpfe Endflächen 149 auf­ weisen, die sich auf noch näher zu erläuternde Weise gegen die Anschlagstifte 127 und 129 anzulegen vermögen.

Gemäß den Fig. 1 und 2 sind vorzugsweise jeweils ge­ trennte Werkzeughalter 31 für jedes bei einem bestimmten Arbeitsgang einzusetzende Werkzeug vorgesehen, so daß die Werkzeuge selbst im voraus in den Werkzeughaltern einge­ spannt werden können und im Arbeitsverlauf für den schnel­ len Werkzeugwechsel bereitstehen, so daß bei den einzelnen Werkzeugwechselvorgängen erhebliche Zeiteinsparungen er­ zielt werden. Der starr bzw. steif ausgebildete Werkzeug­ halter 31 ist mit einem Zentrierkonus 153 versehen, der von einem komplementären Innenkonus 151 der Spindel auf­ genommen wird. Das Spindelgehäuse ist mit einer Bohrung versehen, die vom Konus 151 nach oben führt und an einer passenden Stelle einen verkleinerten Durchmesser besitzt, so daß sie eine abwärtsgerichtete Ringschulter 150 bildet, an die sich eine mittlere Außenschulter 156 des Schlie­ ßers 55 anzulegen vermag. Die weiter aufwärts verlaufende Hohlwellenbohrung bildet an einer weiteren verengten Stelle eine abwärtsgerichtete Schulter 152, an die sich die Oberseite des Schließers 55 anlegt. Der Werkzeug­ halter 31 weist eine sich in Axialrichtung nach unten öff­ nende Bohrung 155 sowie eine Stellschraube 157 auf, die in eine radiale Gewindebohrung 159 eingeschraubt ist und mit welcher ein Schaft 160 eines Werkzeuges im Werkzeughalter festgelegt werden kann. Der Halter weist an seinem oberen Ende einen sich aufwärts erstreckenden Schaft auf, der an seinem oberen Ende mit einem erweiterten Spann- bzw. Montageflansch 163 versehen ist, den die Greiflippen des Greifers 25 hintergreifen.

Ein besonders wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Werkzeugwechslers besteht in der Einfachheit und Schnel­ ligkeit, mit welcher er in eine herkömmliche Vertikalfräs­ maschine eingebaut werden kann.

Der Schließer 55 weist in seiner Wand einen axial verlau­ fenden, sich nach außen öffnenden Schlitz auf, der einen Schalt- bzw. Sperrschieber 183 lotrecht verschiebbar auf­ nimmt. Dieser Schieber 183 ist mit einer radial nach innen ragenden Nase 187 (Fig. 3) versehen, die durch einen in der Wand des Schließers 55 ausgebildeten Vertikalschlitz in die Bahn einer Schraubendruckfeder 191 (Fig. 3) hin­ einragt, welche um den Mittelteil des Greifers 25 herum­ gelegt ist und diesen Schieber normalerweise abwärts vor­ belastet.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist der Greifer 25 an seinem oberen Ende mit einer durchgehenden lotrechten Gewinde­ bohrung mit einem Gewinde 59 versehen, das zur Aufnahme einer Stellschraube 203 in der Weise dient, daß diese Stellschraube aufwärts gegen das untere Ende der Zug­ stange 23 angezogen und somit der Greifer relativ zur Zugstange gesichert werden kann.

Für Vertikalfräsmaschinen der hier interessierenden Art wird ein Werkzeugwechselsatz mit einer Haube 121, einer zusammengesetzten Anordnung aus der Zugstange 23, dem Spanner 33 und der Auslöse- und Freigabeeinrichtung 35 in Verbindung mit einer Reihe von Werkzeughaltern 31 vorgesehen, so daß diese Fräsmaschinen ohne weiteres für die Ermöglichung eines schnellen Werkzeugwechsels umgerüstet werden können.

Wenn der Werkzeugwechselsatz gemäß der Erfindung in eine Vertikalfräsmaschine eingebaut werden soll, kann die serienmäßig gelieferte nicht dargestellte Zugstange von der nicht dargestellten Spannhülse abgeschraubt und in Axialrichtung nach oben aus dem Spindelgehäuse 68 heraus­ gezogen werden. Sodann wird die Zugstange 23 des Satzes axial nach unten in das Gehäuse 41 eingeführt, so daß das untere Ende der Stützmanschette auf das obere Ende 70 (Fig. 2) des Spindelgehäuses 72 zu liegen kommt. Hier­ auf wird ein Werkzeughalter 31, in welchem der Schaft 160 eines Werkzeuges befestigt ist, in den Greifer 25 einge­ setzt, und die Schließer- und Greiferanordnung wird von unten her in das untere Ende des Spindelgehäuses 72 ein­ gesetzt, worauf das untere Ende der Zugstange in die mit dem Gewinde 59 versehene Gewindebohrung des Greifers 25 eingeschraubt wird. Das Drehen der Zugstange zum festen Verspannen der Greifer- und Schließeranordnung an ihr kann dadurch erfolgen, daß ein Innensechskantschlüssel od.dgl. in die in der Kappe 107 (Fig. 2) vorgesehene Bohrung 108 eingesetzt wird. Sodann wird die Zugstange 23 in den Schließer 55 eingeschraubt, wobei sich die Kniehe­ belpaare 79 in ihrer Spannstellung gemäß Fig. 1 befinden, so daß die Tellerfedern 71 teilweise zusammengedrückt sind.

Ersichtlicherweise wird beim Hochziehen des Greifers 25 im Spindelgehäuse 72 das obere Ende des Schließers 55 an die Spindelschulter 152 herangezogen, wodurch die weitere Aufwärtsbewegung des Schließers relativ zur Spindel begrenzt wird. Dies führt zu einer weiteren Dre­ hung der Zugstange, durch welche der Greifer 25 innerhalb des Schließers 55 gegen die Kraft der Druckfeder 63 (Fig. 1 bis 3) teleskopartig nach oben gezogen wird, wo­ bei das untere Ende dieses Greifers im Schließer weiter hochgezogen wird, so daß der Schließflansch 51 mit dem unteren Ende des Schließers in Berührung gelangt und die unteren Enden der Greiferfinger 47 radial nach innen gedrängt werden, um die nach innen gezogenen Greiflippen der Finger 47 unter den Halterflansch 163 eingreifen zu lassen. Auf diese Weise wird dieser Flansch innerhalb des Greifers locker festgehalten. Es ist zu beachten, daß der Flansch 163 in der gemäß Fig. 1 voll geschlossenen Stellung des Greifers 25 in Radialrichtung ziemlich lose gehaltert ist, so daß eine begrenzte Radialbewegung dieses Flansches gegenüber der Achse der Spindel möglich ist. Auf diese Weise wird die Anpassung zwischen dem Spindelzen­ trierkonus 151 und dem Werkzeughalter-Zentrierkonus 153 (Fig. 3) zur Steuerung der Zentrierung des Werkzeughal­ ters selbst ermöglicht.

Bei der Weiterdrehung der Zugstange 23 nach der gegen­ seitigen Anpassung zwischen den komplementären Zentrier­ konen 151 und 153 wird der Spanner 33 gegen die Teller­ federn 71 weiter nach unten gezogen, und dieses Festzie­ hen wird fortgesetzt, bis auf den Werkzeughalter 31 die gewünschte Aufwärtskraft einwirkt, um die genaue Zen­ trierung des im Werkzeughalter verspannten Werkzeuges zu gewährleisten. Vorzugsweise wird das Festziehen der Zugstange 23 fortgesetzt, bis auf den Werkzeughalter 31 bei in Sperrstellung befindlichem Spanner 33 eine auf­ wärtsgerichtete Kraft von etwa 680 kg einwirkt. Zum Ab­ schluß des Einbaus des Werkzeugwechselsatzes kann sodann die Spindelhaube 121 am Gehäuse 41 befestigt werden.

Wenn anschließend die Hohlwelle 44 bei sich nicht drehen­ der Spindel 21 hochgefahren wird, wird dabei die Auslö­ serkappe 107 (Fig. 1) in Anlage an das untere Ende des Sicherheitsschiebers 135 nach oben verschoben, so daß dieser Sicherheitsschieber lotrecht aufwärts mitgenommen wird und dadurch die stumpfen Anlageflächen 149 (Fig. 6A) an den Enden der Rippen 147 mit den betreffenden Anschlag­ stiften 127 und 129 (Fig. 1) in Berührung gelangen, wo­ durch die weitere Aufwärtsbewegung dieses Sicherheits­ schiebers 135 begrenzt wird. Hierdurch wird die Aufwärts­ verschiebung der Auslöserkappe 107 beendet, während der Auslöserstift 101 bei der weiteren Aufwärtsverschiebung der Zugstange 23 relativ zu dieser axial nach unten ge­ drängt wird. Wenn sich die Zugstange 23 um den Auslöser­ stift 101 weiter nach oben bewegt, greift die Spitze 103 dieses Stiftes zwischen die in Radialrichtung inneren Enden der Schubelemente 105 ein, wodurch diese gemäß Fig. 2 radial nach außen gedrängt werden, um an den Mittelberei­ chen der Kniehebelpaare 79 anzugreifen und deren zentrale Schwenkpunkte bzw. -zapfen 85 radial nach außen in ihre Übermittenstellung zu drängen. Hierdurch werden die obere und die untere Manschette 73 bzw. 75 gegen die Vorbela­ stungskraft der Tellerfedern 71 in Axialrichtung gering­ fügig weiter auseinandergedrängt, während die Kniehebel­ paare 79 nach dem Durchlauf durch diese Übermittenstellung unter der Kraft der Tellerfedern 71 in dem durch die Ab­ standsfedern 77 ermöglichten Ausmaß leicht zusammenklap­ pen, wobei die Manschetten 73 und 75 durch die Abstands­ federn 77 weiterhin in Axialrichtung auf Abstand vonein­ ander gehalten werden. Aufgrund dieses teilweisen Zusammen­ klappens der Kniehebelpaare 79 in die Position gemäß Fig. 2 kann sich der obere Spannerring 73 relativ zum Ge­ häuse 41 nach unten bewegen und dabei die Zugstange 23 ein kurzes Stück nach unten mitnehmen, so daß sich diese durch die untere Manschette 75 hindurch nach unten ver­ schiebt und somit der Greifer 25 durch die Druckfeder 63 relativ zum Schließer 55 nach unten gedrückt werden kann. Hierbei wird der Schließflansch 51 nach unten mitgenommen, so daß er vom unteren Ende des Schließers 55 freikommt und dadurch die unteren Enden der Finger 47 freigegeben werden, um sich unter ihrer Eigenfederspannung radial nach außen aufzuspreizen. Dabei bewegen sich die Greif­ lippen unter dem Halteflansch 163 heraus, so daß der Werkzeughalter 31 freigegeben wird und herausgenommen und durch einen anderen Werkzeughalter ersetzt werden kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform treibt die Druck­ feder 63 den Greifer 25 beim Auslösen der Kniehebelpaare 79 in einer ziemlich plötzlichen Bewegung nach unten, so daß sich dabei die Schließflansche 51 vom Schließer 55 wegbewegen und gleichzeitig die in Axialrichtung unteren Enden der Finger 47 an der nach oben gerichteten Schulter des Werkzeughalters anschlagen, so daß der Werkzeug­ halter einen Schlag erhält und dadurch aus dem Zentrier­ konus 151 im Gehäuse 41 herausgetrieben wird. Auf diese Weise wird eine etwaige Verklemmung des Werkzeughalters, die aufgrund der engen Passung zwischen den Zentrierkonen 151 und 153 aufgetreten sein könnte, beseitigt.

Bei ausgebautem Werkzeughalter 31 hat die Bedienungsperson Zugang zum unteren Ende der Spindel 21, so daß sie einen Innensechskantschlüssel oder dergleichen Werkzeug in die Sechskantbohrung der Stellschraube 203 einführen und diese nach oben einschrauben kann, bis ihr oberes Ende am unte­ ren Ende der Zugstange 23 anstößt. Auf diese Weise werden Greifer 25 und Zugstange 23 gegen eine relative Drehbe­ wegung und folglich auch gegen eine relative Axialbewegung gegeneinander gesichert.

Sodann kann ein anderer, die gleiche Konstruktion wie der Werkzeughalter 31 besitzender Werkzeughalter mit einem für einen bestimmten Arbeitsgang vorgesehenen Werkzeug aus­ gewählt werden. Dieser Halter wird sodann von unten her in das untere Ende der Spindel eingesetzt, um den Halte­ flansch 163 hinter die Greiflippen eingreifen zu lassen. Danach wird der Zustellhebel gedreht, um die Hohlwelle 44 und die Spindel 21 gegenüber der Betätigungsmanschette 37 (Fig. 2) nach unten auszufahren. Bei der Abwärtsbewegung der Spindel 21 und der nach unten ragenden Zugstange 23 kommen die Betätigungskurven 91 der unteren Kniehebel 80 (Fig. 2) in Berührung mit der abgerundeten Schulter 124 an der Manschette 37, wodurch auf die mittleren Schwenkpunkte bzw. -zapfen 85 eine radial einwärts gerichtete Kraft aus­ geübt wird und dadurch die betreffenden Enden der Knie­ hebellenker 78 und 80 radial nach innen getrieben werden. Ersichtlicherweise wird bei dieser Abwärtsbewegung der Zugstange 23 die Auslöserkappe 107 vom Sicherheitsschie­ ber 135 wegbewegt, so daß die Rückstell-Schraubenfeder 112 die Auslöserkappe 107 anheben und damit den Auslöserstift 101 nach oben von den in Radialrichtung inneren Enden der Schubelemente bzw. Schubstifte 105 wegbewegen kann. Infolge­ dessen können diese Schubelemente 105 radial nach innen geschoben werden, während sich die Verschiebung der ein­ ander benachbarten Enden der Kniehebellenker 78 und 80 durch den Trichterteil 126 (Fig. 2) fortsetzt, wodurch diese einander benachbarten Enden der Kniehebel durch ihre Übermittenstellung radial nach innen in Anlage an die Flä­ che der Zugstange 23 herangedrückt werden (vgl. Fig. 1). Bei dieser Bewegung der Kniehebel 78 und 80 wird die obere Manschette 73 relativ zur unteren Manschette 75 nach oben getrieben, so daß die Zugstange 23 gegenüber dem Gehäuse 41 nach oben gezogen und dadurch der Greifer 25 in den Schließer 55 hineingezogen wird. Der Greifer 25 ist auf diese Weise gegen den Halteflansch 163 geschlossen, so daß bei der weiteren Aufwärtsbewegung der Zugstange 23 der neue Werkzeughalter 197 unter dem Einfluß der gesam­ ten Kraft von 6800 N, die durch die Tellerfedern 71 ge­ liefert wird, nach oben in das untere Ende des Gehäuses 41 hineingezogen wird. Auf diese Weise wird der neue Werkzeughalter 197 in der Spindel zentriert, wobei eine zwangsläufige Axial- und Radialausrichtung dieses Werk­ zeughalters gegenüber der Spindel und folglich eine ge­ naue Axial- und Radialausrichtung der Schneidkante bzw. -fläche gegenüber dem Werkzeughalter gewährleistet wer­ den.

Die Vertikalfräsmaschine kann dann auf übliche Weise be­ trieben werden. Wenn die Bedienungsperson die Hohlwelle 44 und die Spindel 21 nach oben zurückfährt, wobei die Zugstangenkappe 107 mit dem Sicherheitsschieber 135 in Berührung gelangt, wird bei sich drehender Spindel 21 ersichtlicherweise dieser Sicherheitsschieber in Drehung versetzt, wodurch ein Auslösen des Spanners 33 vermieden wird. Dies beruht darauf, daß der Sicherheitsschieber 135 normalerweise in den halbkreisförmigen Bögen 145 gemäß Fig. 6A auf den Anschlagstiften 127 und 129 hängt, so daß die Rippen 147 in eine axial unter den Anschlagstiften auf letztere ausgerichtete Stellung gelangen. Wenn der Schieber 135 jedoch gemäß Fig. 6A durch die von der in Vorwärtsrichtung drehenden Spindel 21 getragene Kappe 107 berührt wird, hebt diese Kappe 107 den Sicherheitsschie­ ber von den Stiften 127 und 129 ab, wobei der Schieber 135 bei der Weiterdrehung der Kappe wegen der Reibung zwi­ schen der Kappe 107 und der Unterfläche des Schiebers 135 ebenfalls verdreht und hierdurch die Rippe 147 unmittelbar nach links bewegt wird, so daß die Seitenflanken der Nu­ ten 148 mit den betreffenden Anschlagstiften 127 und 129 in Berührung gelangen. Infolgedessen kommen die oberen En­ den 149 dieser Rippen 147 von den Anschlagstiften 127 und 129 frei, so daß der Schieber 135 seine Aufwärtsbewegung zusammen mit der Spindel in die Position gemäß Fig. 3 fortsetzen kann, wodurch die Entstehung einer Gegenwirk­ kraft durch Betätigung des Spanners 33 vermieden wird. Ersichtlicherweise wird das gleiche Sicherheitsmerkmal auch denn gewährleistet, wenn sich die Spindel 21 gemäß Fig. 6D in Gegenrichtung dreht.

Gemäß Fig. 5 läßt sich weitere Sicherheit gegen ein unge­ wolltes Auslösen der Werkzeughalter 31 und 197 dadurch erreichen, daß der Sicherheitsschieber 135 aus einem ferromagnetischen Material hergestellt und ein mit Außen­ gewinde versehener zylindrischer Dauermagnet 225 vorgese­ hen wird, der in eine oberseitig offene Gewindebohrung 227 in einer mit Innen- und Außengewinde versehenen rohrför­ migen Kappe 229 eingeschraubt ist, die ihrerseits in die Haubenbohrung 123 eingeschraubt ist. Die Anschlagstifte 127 und 129 werden zweckmäßig von der Kappe 229 getragen, so daß der Schieber 135 an ihnen zu hängen vermag.

Jedesmal dann, wenn die sich aufwärts bewegende Spindel 21 die Auslöserkappe 107 mit dem Sicherheitsschieber 135 in Berührung bringt und letzteren in Aufwärtsrichtung in das Magnetfeld des Magneten 225 mitnimmt, wird infolge­ dessen der Sicherheitsschieber vom Magneten festgehalten, auch wenn die Spindel 21 wieder nach unten ausgefahren wird. Die Freigabe des Sicherheitsschiebers erfolgt da­ bei nur dann, wenn die Bedienungsperson den Magneten 225 erfaßt und ihn von Hand nach oben herausdreht, so daß sein Magnetfeld aus dem Bereich des Schiebers 135 heraus­ gelangt und somit der Schieber herabfallen kann, bis er wieder auf den Anschlagstiften 127 und 129 hängt.

In den Fig. 7 bis 12 ist eine abgewandelte bzw. zweite Ausführungsform der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform entspricht bezüglich ihrer grundsätzlichen Arbeitsweise und ihrer Funktion praktisch der zuerst beschriebenen Ausführungs­ form, und die Unterschiede liegen hauptsächlich in Kon­ struktion und Anordnung der die Vorrichtung bildenden mechanischen Elemente. Diese Konstruktionsunterschiede bei der zweiten Ausführungsform gewährleisten ein leich­ teres Zusammensetzen der Vorrichtung selbst, so daß sich die Fertigungskosten für den Werkzeugwechselsatz erheb­ lich reduzieren lassen.

Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ist die Werkzeugwechselvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungs­ form der Erfindung wiederum für den Einbau in eine her­ kömmliche Vertikalfräsmaschine vorgesehen. Diese Maschine weist ebenfalls eine Spindel in einer lotrecht verschieb­ baren Hohlwelle 254 auf, welche durch die Drehbewegung eines Griffes steuerbar ist.

Wie im vorher beschriebenen Fall werden die üblicherweise vorgesehene Zugstange und die Spannhülse (nicht darge­ stellt) ausgebaut und durch eine Zugstange 258 sowie einen Greifer 260 (Fig. 10) ersetzt. Gemäß Fig. 9 vermag der Greifer 260 einen Werkzeughalter 262 zu erfassen und festzuhalten. Die Funktionen von Greifer 260 und Werk­ zeughalter 262 sind dieselben, wie vorher in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben. Wie insbe­ sondere aus Fig. 10 hervorgeht, weist der Werkzeughalter 262 einen Zentrierkonus 264 auf, und die Spindel 21 ist mit einem komplementären Spindel-Zentrierkonus 266 ver­ sehen, wobei diese Konen bei gegenseitigem Eingriff die Ausrichtung und Arretierung eines in eine Bohrung 270 des Werkzeughalters 262 eingesetzten Werkzeugschaftes 268 bewirken, welcher durch eine Stellschraube 272 in der Bohrung festgehalten wird.

Gemäß den Fig. 9 und 10 besteht der Greifer 260 aus einem Federstahlrohr, das von seinem unteren Ende her axial geschlitzt ist und drei nach unten ragende, radial nach außen vorbelastete Finger 274 bildet, die an ihren unteren Enden mit radial nach innen ragenden Greiflip­ pen 276 versehen sind. Von den unteren Enden der Fin­ ger 274 ragen konisch ausgebildete Schließflansche 278 radial nach außen, die mit dem unteren Ende 280 eines sie umgebenden rohrförmigen Schließers 282 in Berührung gelangen, wenn der Greifer 260 nach oben in den Schlie­ ßer zurückgezogen ist (vgl. Fig. 9).

Der Schließer 282 ist gegenüber dem Greifer 260 durch eine Schraubendruckfeder nach oben vorbelastet, die sich zwischen einer radial nach innen gezogenen Schulter 286 im Oberteil des Schließers und dem oberen Ende 288 einer am Greifer 260 befestigten Manschette 290 abstützt. Ein oberes Ende 292 des Schließers 282 liegt an einem in der Spindel 21 ausgebildeten, radial nach innen gerichteten Flansch 294 an. Wenn sich der Greifer 260 daher gemäß Fig. 10 in seiner vorgeschobenen bzw. ausgefahrenen Stellung befindet, werden Greifer und Schließer 282 durch die Feder 284 auseinandergedrängt, um dadurch zu gewährleisten, daß die Finger 274 radial nach außen ausgespreizt werden.

Wie erwähnt, soll die erfindungsgemäße Werkzeugwechsel­ vorrichtung die ursprüngliche Zugstangen- und Spann­ hülsenanordnung ersetzen. Da es hierbei wünschenswert ist, die Vorrichtung der üblicherweise vorgesehenen Spindel 21 so gut wie möglich anzupassen, weist der Greifer 260 gemäß der Erfindung in seinem unteren Be­ reich einen in Radialrichtung erweiterten Abschnitt 296 auf, welcher dem Abschnitt 298 mit in Radialrichtung erweitertem Durchmesser im Unterteil der bereits vor­ handenen Spindel 21 angepaßt ist. Da jedoch Greifer 260 und Schließer 282 vergleichsweise lose in die Spindel 21 eingesetzt sein sollen, ist ein gewisses Spiel vorge­ sehen.

Die Arbeitsweise des Greifers 260 in bezug auf den Werk­ zeughalter 262 entspricht praktisch der vorher in Ver­ bindung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung be­ schriebenen Arbeitsweise. Die beiden Ausführungsformen unterscheiden sich jedoch in bestimmten Merkmalen. Der obere Abschnitt des Werkzeughalters 262 ist mit einem Anbau- bzw. Halteschaft 300 versehen, auf dem ein radial nach außen abstehender Halteflansch 302 einer solchen Größe angeordnet ist, daß er von den nach innen gerich­ teten Enden der Greiflippen 276 der Finger 274 freikommt, wenn diese Finger gemäß Fig. 10 radial ausgespreizt sind. Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Halteflansch 302 im Vergleich zur ersten Ausführungs­ form einen vergrößerten Durchmesser, und die Greiflip­ pen 276 sind auf ähnliche Weise durch eine in den In­ nenflächen der Finger 274 vorgesehene ringförmige Aus­ nehmung 304 diametral erweitert. Auf diese Weise sind die Berührungsflächen zwischen Flansch 302 und Lippen 276 zur Gewährleistung größerer Haltekraft vergrößert.

Im Gebrauch wird der Werkzeughalter 262 in das offene untere Ende der Spindel 21 eingesetzt, und der Halte­ flansch 302 wird vor der gegenseitigen Berührung der Konusflächen 266 und 264 gemäß Fig. 10 in das untere Ende des Greifers 260 eingeführt. Sodann wird der Grei­ fer 260 auf die noch zu beschreibende Weise nach oben gezogen, so daß der konische Schließflansch 278 am unteren Ende 280 des Schließers 282 angreift und die Finger 274 radial nach innen verlagert werden, wobei sich die Lippen 276 um den Schaft 300 herum schließen und den Flansch 302 erfassen. Wie erwähnt, ist die da­ bei erzielte Halterung vergleichsweise locker, wobei durch diesen Kontakt lediglich die Ausübung einer Axialkraft ermöglicht wird, durch welche die Zentrier­ konen 264 und 266 in gegenseitigen Eingriff gezogen werden.

Das obere Ende des Greifers 260 läuft in einer axialen Gewindebohrung 306 aus, in welche das mit Gewinde verse­ hene untere Ende der Zugstange 258 eingeschraubt ist. Die Zugstange 258 ist in einer Spindelbohrung 308 über die Gesamtlänge der Spindel 21 hinweg axial verschieb­ bar. Die axiale Relativbewegung der Zugstange 258 ge­ genüber der Spindel 21 für die Betätigung des Greifers 260 wird zum Teil durch einen am oberen Ende der Spin­ del 21 montierten Spanner 310 geliefert. Dieser Spanner weist eine obere und eine untere Manschette 312 bzw. 314 auf, die durch drei um die Manschetten 312 und 314 auf gleiche Abstände von 120° verteilte Kniehebelpaare 316 auf Abstand voneinander gehalten werden. Zwischen die Kniehebelpaare 316 sind drei Abstandsstäbe 318 eingefügt, die in Bohrungen 320 in der unteren Manschet­ te festgelegt und durch Bohrungen 322 in der oberen Man­ schette 312 verschiebbar sind.

Die Kniehebelpaare 316 sind jeweils durch obere und untere Lenker 324 bzw. 326 gebildet, die an oberen und unteren Enden jeweils mittels eines Schwenkzapfens 328 bzw. 330 angelenkt und an ihren einander benachbarten Enden mittels entsprechender mittlerer Schwenkzapfen 332 miteinander verbunden sind. Wie vorher beschrieben, befinden sich die Kniehebelpaare in einem Sperrzustand, wenn der mittlere Schwenkzapfen 332 radial einwärts von einer die beiden Schwenkzapfen 328 und 330 mitein­ ander verbindenden Linie liegt.

Die unteren Kniehebel 326 sind jeweils am oberen Ende mit einer halbkreisförmigen Betätigungskurve 334 ver­ sehen, die auf noch näher zu beschreibende Weise bei der Abwärtsbewegung der Spindel 21 mit einer Betäti­ gungsmanschette 326 zusammengreift. Die oberen Knie­ hebel 324 sind an ihrer radial nach innen gerichteten Seite mit einer Kurvenfläche 336 versehen, die aus Fig. 8 am besten ersichtlich ist. Diese Kurvenflächen 336 greifen in Schlitze 338 ein, die im oberen Ende der Zugstange 258 ausgebildet sind. Die mit den Knie­ hebellenkern 324 und 326 in deren Sperrstellung in Be­ rührung stehende Fläche der Zugstange 258 ist gemäß Fig. 7 bei 333 leicht abgeflacht, damit die Kniehebel­ paare 316 möglichst wenig weit radial nach außen vor­ stehen.

Die Schlitze 338 stehen mit einer axial verlaufenden Entlastungs- bzw. Auslöserbohrung 340 in Verbindung, die sich von der Oberseite der Zugstange 258 aus über die Schlitze 338 hinaus erstreckt. In diese Bohrung 340 ist ein Auslöserstift 342 teleskopartig eingesetzt, der zentral in einem von der Innenseite einer Kappe 346 nach unten abstehenden Ansatz bzw. Anguß 344 montiert ist. Der Auslöserstift 342 trägt an seinem unteren Ende eine konische Spitze 348, die mit den Kurvenflächen 336 in Berührung bringbar ist, um die Kniehebelpaare 316 zum Auslösen des Spanners 310 nach außen in eine Über­ mittenstellung zu drängen.

Die im wesentlichen zylindrische und am oberen Ende 350 geschlossene Kappe 346 mit dem zentralen Anguß 344 weist eine zylindrische Hülse 352 auf, die über das obere Ende der oberen Manschette 312 teleskopartig verschieb­ bar ist, wobei die Bewegung in Abwärtsrichtung dadurch begrenzt wird, daß das Ende 354 der Hülse an einer von der oberen Manschette 312 radial nach außen abstehenden Schulter 356 anstößt, während die Aufwärtsbewegung durch Stifte 358 (Fig. 7) begrenzt wird, die von der oberen Manschette 312 nach außen ragen und in in der Hülse der Kappe 346 ausgebildete Langlöcher 360 ein­ greifen. Die Kappe 346 wird normalerweise in ihrer oberen Stellung durch innere und äußere Schraubenfe­ dern 362 bzw. 364 gehalten, die konzentrisch um den Anguß 344 herum zwischen einer Innenfläche 366 der Kappe 346 und einem ringförmigen Zwischenring bzw. -scheibe 368 auf der Oberseite 370 der oberen Manschet­ te 312 angeordnet sind.

Zwischen einer Unterseite 372 der unteren Manschette 314 und einer Oberseite 374 der Spindel 21 ist ein Stütz- bzw. Tragring 376 angeordnet, der eine Reihe von auf ihn aufgesetzten Tellerfedern 378 und einen an der Unterseite 372 der Manschette 314 angreifenden Abstandsring 380 trägt. Der Tragring 376 weist eine ring- bzw. rohrförmige Hülse bzw. Stutzen 382 auf, die bzw. der sich in das oberseitige offene Ende der Spin­ del 21 erstreckt, um eine Axialausrichtung der Zug­ stange 258 in der Spindelbohrung 308 zu gewährleisten. Der Tragring 376 ist mittels eines Arretierstiftes 384, der in einem längsverlaufenden Schlitz 386 in der Zug­ stange verschiebbar ist, zur ausschließlichen Axial­ verschiebung längs der Zugstange 258 mit dieser ver­ keilt. Gemäß Fig. 9 kann die an den Konusflächen 264 und 266 zwischen Spindel und Werkzeughalter 262 auf­ tretende relative Axialkraft zwischen Zugstange 258 und Spindel 21 durch Änderung der Relativstellung der oberen Manschette 312 auf der Zugstange eingestellt wer­ den, wenn die Konusflächen 264 und 266 aneinander anlie­ gen. Diese Kraft wird durch die Größe der relativen Zusammendrückung der Tellerfedern 378 bestimmt, und sie kann dadurch eingestellt werden, daß der Spanner 310 und die Zugstange 258 auf die vorher in Verbindung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrie­ bene Weise in das obere Ende des Greifers 260 hinein­ gedreht werden.

Wie ebenfalls vorher in Verbindung mit der ersten Aus­ führungsform beschrieben, weist eine über dem Spanner 310 aufgesetzte hohlzylindrische Haube 386 an ihrer Anbaufläche einen radial nach außen abstehenden Basis­ flansch 388 auf, welcher einen Betätigungsring 390 auf­ nimmt und haltert, welcher seinerseits eine Kurvenflä­ che 392 und einen Trichterabschnitt 394 zur Steuerung der Kurvenflächen 336 der Kniehebelpaare 316 zum Schließen und Sperren des Spanners bei der Abwärtsbe­ wegung der Spindel 21 aufweist.

Die Haube 386 weist in ihrer Oberseite eine offene Gewindebohrung 396 zur Aufnahme einer Sicherheitsschie­ beranordnung 398 auf. Diese Anordnung 398 weist eine Basis- bzw. Grundscheibe 402 auf, die flächig mit der Oberseite 350 der Kappe 346 in Berührung bringbar ist. Von der Basisscheibe 402 geht nach oben ein mit Aus­ kehlungen versehener Schaft 404 ab, welcher in der zentralen Durchgangsbohrung 406 eines Gewindeeinsatzes 408 verschiebbar ist, in den zwei Anschlagstifte 410 radial eingesetzt sind, die bei 412 in die Bohrung 406 hinein vorstehen. Die Funktion der Anschlagstifte 410 und des mit Auskehlungen bzw. Nuten versehenen Schaftes 404 entspricht der vorher in Verbindung mit den Fig. 6A bis 6E beschriebenen Arbeitsweise.

Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist der Schie­ ber 400 in Abwärtsrichtung durch eine Schraubendruck­ feder 414 vorbelastet, die sich zwischen einer Obersei­ te 416 des Schaftes 404 und einem Blind-Ende 418 einer Verschlußkappe 420 abstützt. Sowohl die Verschlußkappe 420 als auch der Einsatz 408 sind mit Hilfe je einer Stellschraube 422 bzw. 424 in ihrer Lage gesichert.

Wenn die Spindel 21 und der Spanner 310 gemäß Fig. 10 hochgefahren werden, greift die Oberseite 350 der Kappe 346 an der Unterseite der Basisscheibe 402 an, wobei die Kappe, vorausgesetzt, daß sich die Spindel nicht dreht, angehalten wird und sich der Auslöserstift 342 durch die entsprechende Bohrung 340 in Berührung mit den Kurvenflächen 336 der Kniehebelpaare 316 be­ wegt. Dabei verschieben sich die Stäbe 318 durch die Bohrungen 322 der oberen Manschette 312, um nach oben gegen den Zwischenring 368 anzudrücken und dadurch die beiden Schraubenfedern 362 und 364 zusammenzudrücken, bis der Zwischenring an einer Innenschulter 365 in der Kappe anstößt.

Wenn sich die Spindel jedoch dreht, wird die Sicherheits­ schieberanordnung 398 auf die in Verbindung mit Fig. 6A bis 6E beschriebene Weise verdreht, wodurch diese Si­ cherheitsschieberanordnung nach oben gedrückt wird, so daß der Auslöserstift 342, wie in Fig. 11 dargestellt, nicht an den Kurvenflächen 336 der Kniehebellenker 324 angreift.

Wenn sich die Spindel dreht, sollte vorzugsweise ein Aus­ lösen des Spanners 310 auch dann verhindert werden, wenn die Spindel in die Freigabe- bzw. Auslösestellung hoch­ gefahren wird. Zu diesem Zweck ist eine Auslöser-Sperr­ einrichtung 426 vorgesehen. Gemäß Fig. 14 weist diese Einrichtung einen Sperr- bzw. Raststift 428 auf, der in einer Bohrung 430 geführt ist, welche eine mit Außenge­ winde versehene Trägerschraube 432 axial durchsetzt. Eine Druckfeder 434 übt eine Kraft auf ein mit Flansch versehenes Innenende 436 des Raststiftes 428 aus, wobei die Feder in einer mit Innengewinde versehenen Bohrung sitzt und durch eine am Ende der Bohrung 438 vorgesehene Stell- bzw. Madenschraube 440 festgehalten wird. Die Sperreinrichtung 426 ist in eine die Seite der Haube 386 durchsetzende, radial verlaufende Gewindebohrung 442 ein­ geschraubt. Eine Einstellmanschette 444 ist mittels einer Stellschraube 446 auf der Trägerschraube 432 festgelegt. Die Einrichtung 426 wird so weit in die Haube 386 hin­ eingeschraubt, bis sich der Raststift 428 in einer sol­ chen Radialstellung befindet, daß eine an der Basis 402 des Schiebers 400 vorgesehene Schrägfläche 448 bei der Aufwärtsbewegung der Basisplatte mit dem Raststift in Berührung gelangt und diesen eindrückt. Wenn sich die Basisplatte 402 weit genug nach oben bewegt, kann der Raststift 428 in eine Sperrstellung einschnappen, in welcher er den Schieber 400 gemäß Fig. 13 in einer obe­ ren Stellung hält.

Wie erwähnt, gewährleistet die abgewandelte Ausführungs­ form der Erfindung zahlreiche Merkmale, welche den Zu­ sammenbau bzw. die Montage des Werkzeugwechseleinbau­ satzes erleichtern. Dies ist insbesondere für den Zu­ sammenbau des Spanners gemäß Fig. 7 von großer Bedeutung. Ersichtlicherweise besteht der Spanner 310 aus einer An­ zahl von Teilen, die sich vergleichsweise einfach nach­ einander zusammensetzen lassen. Beispielsweise wird die Zugstange 258 durch die untere Manschette 314 an den Kniehebelpaaren 316 vorbei und in die obere Manschette 312 eingeführt. Da die Zugstange 258 gegenüber der oberen Manschette 312 festgelegt werden soll, sind in Zugstange und oberer Manschette zwei übereinstimmende Bohrungen 448 bzw. 450 vorgesehen, die miteinander in Flucht gebracht werden, worauf ein nicht dargestellter Arretierstift ein­ geführt wird. In einwandfrei gegeneinander arretierter Stellung müssen dann die Kurvenflächen 336 der Kniehebel­ paare 316 in bezug auf die Schlitze 338 in der Zugstange 258 genau ausgerichtet werden. Danach werden die Stäbe 318 lose in die nicht dargestellten, in den Manschetten 314 und 316 ausgebildeten Bohrungen eingeführt. Der Zwischenring 368 wird danach zusammen mit den Schrauben­ federn 362 und 364 auf die Oberseite der Anordnung auf­ gesetzt, und die Kappe 346 mit dem in die Anordnung ein­ geführten Auslöserstift 342 wird teleskopartig über die obere Manschette 312 aufgesetzt. Hierauf werden die Langlöcher 360 auf Ausrichtbohrungen entsprechend der Bohrung 450 ausgerichtet, wonach Stifte 358 zur Fest­ legung der Kappe 346 in ihrer Einbaulage eingesetzt wer­ den. Auf diese Weise kann der gesamte Spanner 310 unter Verwendung nur einer begrenzten Zahl von Arretierstiften schnell und leicht zusammengesetzt werden.

In der Wand des Schließers 282 ist ein axial verlaufender, nach außen offener Schlitz ausgebildet, der einen Sperr­ schieber 454 lotrecht verschiebbar aufnimmt. Der Sperrschieber 454 ist mit einer radial nach innen ragen­ den Nase 456 (Fig. 9, 10 und 11) versehen, die einen lotrechten Schlitz in der Wand des Schließers 282 durch­ setzt und in die Bahn einer Schraubendruckfeder 460 hin­ einragt, welche über den Mittelteil des Greifers 260 aufgesetzt ist und normalerweise den Sperrschieber nach unten vorbelastet. Das untere Ende des Sperrschiebers 454 greift in eine sich nach oben öffnende Sperrnut 462 im oberen Ende eines Werkzeughalters 262 ein, um die Drehstellung eines Werkzeuges relativ zur Spindel 21 festzulegen. Wenn in den Greifer 260 ein Werkzeughalter 262 eingesetzt ist, dessen einwandfreie Arbeitsweise nicht von seiner genauen Drehstellung abhängig ist, stößt die nach oben weisende stumpfe Schulter des Werk­ zeughalters am unteren Ende des Sperrschiebers 454 an und drückt diesen in seinen Schlitz 452 zurück, so daß die Notwendigkeit für ein Verdrehen des Werkzeughalters zum Einrastenlassen des Sperrschiebers entfällt.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß mit der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung ein wirtschaftliches und zweckmäßiges Mittel zur Umrüstung herkömmlicher Fräsmaschinen für die Ermöglichung eines schnellen Werkzeugwechselvorganges geschaffen wird, wo­ bei dieser Werkzeugwechsel in nur einem Bruchteil der bei den bisherigen Werkzeugwechslern erforderlichen Zeit durchführbar ist.

Claims (8)

1. Schnelltrenn-Werkzeugwechselvorrichtung zum Einspan­ nen und Freigeben eines mit einem Außenkonus versehe­ nen Werkzeughalters (31 bzw. 262) in bzw. aus einem Zentrierkonus am vorderen Ende einer hohlen Spindel (21), in die eine Zugstange (23 bzw. 258) teleskop­ artig eingesetzt ist, an deren vorderem Ende der Werkzeughalter montiert wird, wobei im Bereich des hinteren Endes der Spindel und der Zugstange eine Spannereinrichtung (79 bzw. 316), eine Betätigungs­ einrichtung (37 bzw. 390) für die Spannereinrichtung sowie eine Auslöse- und Freigabeeinrichtung (35 bzw. 342, 348, 336) zum Auslösen einer Vorwärtsbewegung der Zugstange relativ zu der Spindel in die Werkzeug­ halter-Freigabestellung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannereinrichtung eine Mehrzahl von Knie­ hebelpaaren (79 bzw. 316) aufweist, von denen jedes an seinen entgegengesetzten Enden mit der Zugstange (23 bzw. 258) bzw. mit der Spindel (21) gekoppelt ist und die beim Einspannvorgang unter der Wirkung der Betätigungseinrichtung (37 bzw. 390) in eine Rück­ wärtsbewegung der Zugstange relativ zur Spindel her­ vorrufende radial innere Verriegelungsstellung, und unter der Wirkung der Auslöse- und Freigabeeinrichtung (35 bzw. 342, 348, 336) in eine Vorwärtsbewegung der Zugstange relativ zur Spindel zulassende radial äußere Freigabestellung bewegbar sind,
daß die Betätigungseinrichtung (37 bzw. 390) eine ortsfeste Betätigungsmanschette aufweist, die bei Bewegung der Spindel und der Zugstange in Einspann­ richtung mit den Kniehebelpaaren in Eingriff tritt, um diese in die radial innere Verriegelungsstellung zu bewegen,
und daß die Auslöse- und Freigabeeinrichtung (35 bzw. 342, 348, 336) bei Bewegung der Zugstange und der Spindel in Freigaberichtung die Kniehebelpaare in die radial äußere Freigabestellung bewegende Elemente (101, 105 bzw. 348, 336) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kniehebelpaare in die radial äußere Frei­ gabestellung bewegenden Elemente einen Auslöserstift (101), der in einer axialen Bohrung (95) der Zug­ stange (23) verschiebbar geführt ist und an seinem unteren Ende eine konische Spitze (103) hat, und für jedes Kniehebelpaar (79) ein Schubelement (105) auf­ weisen, welches in einer radialen Bohrung (97) der Zugstange (23) angeordnet ist und bei Eingriff mit der konischen Spitze der Zugstange nach außen ver­ schoben wird und das Kniehebelpaar in die radial äußere Freigabestellung bewegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kniehebelpaare (316) in die radial äußere Freigabestellung bewegenden Elemente einen Auslöser­ stift (342), der in einer axialen Bohrung (340) der Zugstange (328) verschiebbar angeordnet ist und an seinem unteren Ende eine konische Spitze (348) hat, und für jedes Kniehebelpaar (316) eine Kurvenfläche (336) aufweisen, die vom oberen Kniehebel (324) radial nach innen vorsteht und in einen in der Zug­ stange (328) gebildeten Schlitz (338) eingreift und bei Eingriff mit der konischen Spitze des Auslöser­ stiftes das Kniehebelpaar radial nach außen in die Freigabestellung bewegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Spindel (21) axial ausgerichtete Si­ cherheitseinrichtung (135) vorgesehen ist, die auf Drehung der Spindel anspricht und die Auslöse- und Freigabeeinrichtung (35 bzw. 342, 348, 336) unwirksam macht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung einen in der Bewegungs­ bahn der Auslöse- und Freigabeeinrichtung angeordneten Sicherheitsschieber (135) aufweist, der mit mindestens einer axialen Nut (148) versehen ist, in die ein ge­ wöhnlich Aufwärtsbewegung des Sicherheitsschiebers ver­ hindernder Anschlagstift (127 oder 129) eintreten kann, wenn er bei Drehung des Sicherheitsschiebers in Aus­ richtung mit ihr gelangt, wonach axiale Bewegung des Sicherheitsschiebers ermöglicht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschieber (135) im Bereich seines oberen Endes einen zentrierenden Aufhängebogen (145) für die Aufhängung des Schiebers an dem wenigstens einen Anschlagstift (127 oder 129) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Magnet­ einrichtung (225), um den Sicherheitsschieber (135) in einer die Betätigung der Auslöse- und Freigabeein­ richtung verhindernden Stellung zu halten.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Kniehebelpaaren (79) in gleichen Abständen auf dem Umfang der Zugstange (23) angeord­ net ist, jedes Kniehebelpaar (79) eine an der Zug­ stange angeordnete untere Manschette (75) und eine im Abstand dazu an der Zugstange angeordnete obere Manschette (73) aufweist, die Manschetten durch zwi­ schen ihnen angeordnete Abstandsfedern (77) in Richtung voneinander weggedrängt sind, und unter der unteren Manschette (75) eine diese in Aufwärtsrichtung bela­ stende Federeinrichtung (71) vorgesehen ist.