DE3049495C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiedemaschine mit automatischem Werkzeug­ wechsler mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Bisher mußte die Werkzeugbestückung von Schmiedemaschinen manuell gewech­ selt werden. Ein Austauschen wird erforderlich, wenn ein Werkzeug abgenutzt oder gebrochen ist. Auch kann ein vollständiger Wechsel der gesamten Werk­ zeugbestückung erforderlich werden, wenn das herzustellende Teil gewechselt wird. Mit einem solchen Wechsel kann ein beträchtlicher Verlust an Produk­ tionszeit und Kosten verbunden sein, insbesondere dann, wenn die gesamte Werkzeugbestückung auszutauschen ist.

Es ist aus der US-PS 35 59 446 bekannt, leistungsbetätigte Vorrichtungen zum lösbaren Festklemmen der Werkzeugbestückung zu benutzen, in der die Werkzeugbestückung für einen einfachen Werkzeugwechselvorgang angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung sieht jedoch keine vollständige Automatisie­ rung des Werkzeugwechselvorganges vor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmiedemaschine zu schaf­ fen, in der das Wechseln der gesamten Werkzeuge automatisch durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird von einer Schmiedemaschine gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü­ che.

Erfindungsgemäß weist die Werkzeugaustauschvorrichtung der Schmiedemaschine einen zum Handhaben der Werkzeugbestückung geeigneten Werkzeugaustauschkopf und einen damit gekoppelten, den Werkzeugaustauschkopf zwischen dem Werkzeug­ speicher und der Maschine bewegenden Antrieb auf, wobei die Maschine im Bereich der Arbeitsstationen Positionierungsvorsprünge und der Werkzeug­ austauschkopf diesen entsprechende Positionierungsöffnungen aufweist, weiter­ hin ist der Werkzeugaustauschkopf mit einem Wagen versehen, welcher mit einem diesen antreibenden Motor gekoppelt ist. Somit kann der Werkzeugaustausch­ kopf zwischem dem Werkzeugspeicher und der Maschine bewegt und in bezug auf die Maschine präzise lokalisiert werden, und die Belastung, welche beim Ein­ setzen und Entfernen der Werkzeugbestückung auftritt, wird absorbiert.

In einem Speichergestell an einer Seite der Maschine lagern Austauschwerk­ zeuge. Wenn ein kompletter Wechsel der Werkzeuge beabsichtigt ist, wird ein gesamter Satz einer Austausch-Werkzeugbestückung in dem Gestell bereit­ gestellt, während die Maschine arbeitet, so daß die Austausch-Werkzeug­ bestückung für das automatische Einsetzen in die Maschine zur Verfügung steht, wenn ein Werkzeugwechsel erforderlich ist.

Der dargestellte Werkzeugwechslermechanismus enthält einen Antrieb, der für vorbestimmte Bewegungen zwischen dem Speichergestell und der Maschine pro­ grammiert ist. Ein solcher Antrieb wird vielfach als Industrieautomat be­ zeichnet und ist kommerziell erhältlich.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schmiedemaschine besteht darin, daß die Werkzeugaustauschvorrichtung präzise an dem Speichergestell und an der Maschine positioniert werden kann, um die eingesetzte Werkzeug­ bestückung zu entfernen und die Austausch-Werkzeugbestückung einzusetzen. Das präzise Positionieren erfolgt mit Hilfe von Positionierungsvorsprüngen und Stützflächen an dem Gestell und an der Maschine, die mit zugehörigen Teilen an dem Werkzeugaustauschkopf in Eingriff gebracht werden, so daß der Kopf während des Werkzeugwechselvorganges vollständig, entweder an dem Gestell und/oder an der Maschine, abgestützt ist.

Es werden im wesentlichen alle Werkzeugabnahme- und Werkzeugeinsetzfunktio­ nen durchgeführt, während der Kopf in dieser Weise abgestützt und positio­ niert ist. Deshalb muß der Antrieb weder die Werkzeugaustauschvorrichtung genau ausrichten, noch die während der Einsetz- und Abnahmevorgänge der Werkzeugbestückung erzeugten Kräfte absorbieren.

Es wird somit eine Schmiedemaschine mit automatischem Werkzeugwechsler ge­ schaffen, bei dem der Industrieautomat nicht mit der erforderlichen vollen Positionsgenauigkeit arbeiten und auch nicht die Belastungen aufnehmen muß, die während des Einsetzens und Entfernens der Werkzeugbestückung auftreten.

Sind die Positionierungsvorsprünge als Bolzen oder Stifte und die entspre­ chenden Positionierungsöffnungen als Schlitze ausgestaltet, so kann das Positionieren genau bei gleichzeitiger geringer Störanfälligkeit durchgeführt werden.

Weist die Werkzeugbestückung Werkzeuge mit zylindrischen Halterungsabschnit­ ten auf und enthält die Maschine zur Aufnahme zugeordneter Werkzeuge für einen engen Sitz geeignete zylindrische Hohlräume und ist der mit dem Werk­ zeugaustauschkopf gekoppelte Antrieb sowohl horizontal als auch vertikal be­ treibbar, so wird dadurch ein genaues und einfaches Ausrichten der Werk­ zeuge in den entsprechenden Hohlräumen bei festem Sitz möglich.

Weist der Werkzeugaustauschkopf eine die Werkzeuge in Ausrichtung mit den zugeordneten Hohlräumen haltende Stützplattform auf und ist der durch den Motor antreibbare Wagen längs der den Werkzeugen zugeordneten Hohlräumen verschiebbar angeordnet, entfällt die Notwendigkeit von Einrichtungen zum Ergreifen und freitragendem Abstützen einer solchen Werkzeugbestückung.

Mit der dargestellten Stützplattform wird eine exzentrische Belastung ver­ mieden. Ferner kann die Lage der Stützplattform an eine Werkzeugbestückung unterschiedlichen Durchmessers automatisch angepaßt werden.

Da der Wagen sich nach unten erstreckende Vorsprünge aufweist und die Werk­ zeuge jeweils eine einen Vorsprung aufnehmende Vertiefung aufweisen, können die Werkzeuge in die entsprechenden Hohlräume einfach eingesetzt werden.

Sind die Vorsprünge als zwei im Abstand zueinander angeordnete Finger und die entsprechenden Vertiefungen als Nut ausgebildet, wobei der eine der bei­ den Finger in einem geringeren Abstand als der andere vom Wagenende angeord­ net ist und der kürzere der beiden Finger mit einer Nut in einem zylindri­ schen Formkörper und der längere der beiden Finger mit einer Nut in einem anderen zylindrischen Werkzeugkörper in Eingriff zu bringen ist, wird zum einen der präzise Sitz von Finger bzw. Vorrichtung und Werkzeug oder Form erreicht, zum anderen können zwei Zylinder verschiedenen Durchmessers mit einer Vorrichtung in die entsprechenden Hohlräume eingebracht werden.

Weisen die im Rahmen angeordneten Hohlräume jeweils eine zum teilweisen Ausstoßen von zumindest einer der Werkzeugbestückungen geeignete Ausstoß­ vorrichtung auf, können die Formen nachfolgend von dem Werkzeugwechsel­ system gehandhabt werden.

Der Werkzeugaustauschkopf ist zum Aufnehmen eines Spülkopfes geeignet. Ferner ist ein Hohlraum-Spülsystem vorgesehen, um die Werkzeug-Hohlräume vor dem Einsetzen der Austausch-Werkzeuge zu reinigen.

Ist die Maschine mit zum lösbaren Blockieren der Werkzeugbestückung geeig­ neten Blockiervorrichtungen im Rahmen und am Schlitten versehen, so wird dadurch ein fester Sitz der Werkzeuge erreicht, und zwar ohne ein Verklem­ men, welches zu Problemen führen könnte, wenn die Werkzeugbestückung für einen Austauschvorgang freigegeben wird.

Enthält die Werkzeugbestückung Werkzeuge und Formen, welche jeweils einen zylindrischen Körper bilden, weist die Maschine eine aus einem Schermesser und einer Hohlwelle bestehende Schneidestation auf, sind zylindrische Hohl­ räume für die Aufnahme von Werkstücken und Formen mit engem Sitz vorgesehen und weist die Werkzeugaustauschvorrichtung eine das Schermesser und die Hohlwelle aufnehmende Vorrichtung auf, so wird erreicht, daß der Werkzeug­ aufnahmekopf nebst der Stützplattform zum Entfernen und Einsetzen aller Werkzeuge und Formen an den Arbeitsstationen benutzt werden kann, während die Schermesser- und Hohlwellenaufnahmevorrichtung nach Drehen in eine Be­ triebsposition zum Entfernen und Erneuern der Scher- bzw. Schneidkomponen­ ten der Werkzeugbestückung benutzt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an einer bevorzugten, zeichne­ risch dargestellten Ausführungsform näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 - in einer schematischen Draufsicht eine Schmiedema­ schine vom Typ des progressiven Formers in Kombination mit einem automatischen Werkzeugwechsler nach der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 2 - einen vertikalen Schnitt durch das Zentrum des Arbeitsbereiches der Maschine, wobei der allgemeine Aufbau der Werkzeuge in der Maschine und das Speichergestell mit der Austausch-Werkzeug­ bestückung zusammen mit dem Überführungsmechanismus für das Werkzeug in Seitenansicht dargestellt sind,

Fig. 3 - in einer vergrößerten fragmentarischen Seitenansicht den Werkzeugaustauschkopf in der Position zwischen dem Formenbrustabschnitt des Rahmens und dem Schlitten,

Fig. 4 - in einer Seitenansicht den Werkzeugaustauschkopf aus Fig. 3 in einer Blickrichtung gemäß der Linie 4-4 aus Fig. 3,

Fig. 5 - in einem vergrößerten, fragmentarischen Schnitt längs der Mittellinie einer Arbeitsstation den Werkzeugkopf in der Position zum Abnehmen einer Form von dem Rahmen der Maschine, wobei der Aufbau zum teilweisen Ausstoßen einer Form von der Formenbrust zu einer Position dargestellt ist, wo der Werkzeug­ wechsler die Steuerung der Form übernehmen kann,

Fig. 6 - in einer weiter vergrößerten, fragmentarischen Endan­ sicht den Werkzeugaustauschkopf sowie den Aufbau des­ selben,

Fig. 7 - in einer vergrößerten, fragmentarischen Ansicht ein an einem Ende des Werkzeugaustauschkopfes vorgesehe­ nes Lokalisierungs- und Stützsystem zum Abstützen des Kopfes an der Maschine während der Werkzeugwechsel­ vorgänge,

Fig. 8 - eine Fig. 7 ähnelnde andere fragmentarische Ansicht, die jedoch den Stütz- und Lokalisierungsaufbau an dem anderen Ende des Werkzeugaustauschkopfes zeigt,

Fig. 9 - in einem vergrößerten, fragmentarischen Schnitt den Aufbau des Mechanismus in dem Werkzeugaustauschkopf zum Ergreifen und Entfernen des Schermessers sowie der Scher-Hohlwelle,

Fig. 10 - einen fragmentarischen Schnitt durch die Scher- bzw. Schneidestation, wobei der Aufbau zum Festspannen der Scher-Hohlwelle in ihrer eingesetzten Position darge­ stellt ist,

Fig. 11 - in einer vertikalen, fragmentarischen Ansicht das Be­ tätigungssystem zum Betreiben der Hohlwellen-Klemm­ vorrichtung aus Fig. 10,

Fig. 12 - in einem fragmentarischen Querschnitt den Klemmaufbau zum lösbaren Festklemmen der Formen,

Fig. 13 - in einer fragmentarischen Seitenansicht den Klemm­ mechanismus für die Werkzeuge,

Fig. 14 - in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht einen Reinigungskopf zum Ausspülen von Schmutz aus den Hohlräumen der Maschine und

Fig. 14A - eine fragmentarische Ansicht längs der Linie 14a-14a aus Fig. 14 zum Aufzeigen des Versorgungssystems für die Abspülflüssigkeit.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Gesamtaufbau einer Schmiedemaschi­ ne mit einem Werkzeugwechselsystem nach der vorliegenden Erfin­ dung. Das System enthält eine Schmiedemaschine 10. Die darge­ stellte Maschine wird gewöhnlich als ein progressiver Former bezeichnet, da von Draht- oder Stangengut abgeschnittene Roh­ stücke fortschreitend an jeder einer Mehrzahl von Arbeits­ stationen positioniert werden, in denen sie dann in die ge­ wünschte Form gebracht werden. Eine solche Maschine kann bei­ spielsweise ein Kaltformer, ein Heißformer, ein Kopfstaucher oder irgendeine andere herkömmliche Schmiedemaschine sein. Diese Maschine enthält eine Mehrzahl von Formen oder Gesenken 11 bis 15, die in dem Formenbrustabschnitt des Maschinenrahmens 16 angebracht sind, und zugeordnete Werkzeu­ ge 17 bis 21, die in einem hin- und hergehenden Schlitten 22 der Maschine angebracht sind. Gewöhnlich wird der Schlitten von einer Kurbel 23 und einem Kurbelarm 24 zu den Formen hin- und von diesen wegbewegend angetrieben, wobei diese Teile bei der dargestellten Maschine zusammenarbeiten, um fünf Arbeitsstatio­ nen 26 bis 30 längs der dargestellten Mittellinien zu bilden.

Ausgangsmaterial in Form von Stangen oder Draht wird in die Ma­ schine zu einer Scher- bzw. Schneidestation 31 eingeführt, wo eine Abscher-Hohlwelle 32 und ein vertikal hin- sowie herbewegbares Schermesser 33 zusammenarbeiten, um nachein­ ander abgemessene Längen vom vorderen Ende eines Gutes 34 abzu­ schneiden. Hierdurch werden einzelne Werkstücke produziert, die nacheinander zu jeder der Arbeitsstationen 26 bis 30 über­ führt werden, wo sie fortschreitend in die gewünschte Form umgeformt werden. Der Überführungsvorgang ist aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt, er kann beliebig durch­ geführt werden, solange er zum Handhaben der erzeugten ein­ zelnen Werkstücke geeignet ist.

Die US-PS 25 42 864 zeigt ein Beispiel einer progressiven Schmiedemaschine, bei der die vorliegende Erfindung anwend­ bar ist, jedoch können auch andere Maschinentypen einge­ setzt werden.

An einem an die Maschine angrenzenden zweckmäßigen Bereich befinden sich Speichergestelle 36 und 37 für die Werkzeug­ bestückung. Das Speichergestell 36 ist mit Formenvertiefun­ gen zum Aufnehmen von Austausch-Formen bzw. -Gesenken 11 a bis 15 a ausgebildet, die in der nachfolgend beschriebenen Weise automatisch mit den Formen bzw. Gesenken 11 bis 15 aus­ getauscht werden können. In dem Speichergestell 36 sind auch eine Austausch-Hohlwelle 32 a und ein Austausch-Schermesser 33 a angebracht, wobei diese Teile benutzt werden können, um die Hohlwelle 32 und das Scher­ messer 33 zu ersetzen. Das Speichergestell 36 ist außerdem mit einem rohrförmigen Hohlraum 40 versehen, in dem die Formen bzw. Gesenke 11 bis 15 positioniert werden können, wenn sie von der Schmiedemaschine 10 abgenommen werden. Bei der dargestellten Aus­ führungsform ist dieses Rohr so angeordnet, daß es die Formen in endseitiger Beziehung bzw. hintereinander aufnimmt. Das Rohr ist ausreichend lang, um alle aus der Maschine entnommenen Formen bzw. Gesenke aufzunehmen.

Austausch-Werkzeuge 17 a bis 21 a sind in einer ähnlichen Weise in dem Speichergestell 37 gehalten und auch durch den automatischen Überführungsmechanismus so überführbar, daß sie die entsprechenden Werkzeuge 17 bis 21 ersetzen, wenn diese Werkzeuge in der nachfolgend beschriebenen Weise durch den automatischen Werkzeugwechsler entfernt sind. Auch das Speichergestell 37 ist mit einem langgestreckten, rohrförmigen Hohlraum 45 versehen, der dazu dient, die Werkzeuge 17 bis 21 aufzunehmen, wenn diese während eines Werkzeugaustauschvorgangs von der Maschine abgenommen werden.

Ferner ist am Speichergestell 36 ein Bereich vorgesehen, an dem eine Hohl­ welle 32 b und ein Schermesser 33 b nach Abnehmen von der Schmiedemaschine 10 positioniert werden. Zusätzlich zu den Werkzeugen 17 a bis 21 a sind Spülköpfe 38 a und 38 b in den Speichergestellen 37 und 36 positioniert; sie werden be­ nutzt, um sicherzustellen, daß die Werkzeug- und Formen-Vertiefungen sauber und zum Aufnehmen der neuen Werkzeugbestückung und während eines Werkzeug­ austauschvorganges bereit sind. Normalerweise wird die erwünschte Austausch- Werkzeugbestückung während des Arbeitens der Schmiedemaschine 10 in den Speichergestellen 36 und 37 positioniert, so daß bei einem Werkzeugwechsel die Werkzeugbestückung für das Installieren bereit ist, wenn die eingebaute Werkzeugbestückung entfernt ist.

Ein Rahmen 41 erstreckt sich über der Maschine sowie dem Speichergestell und bildet ein Bahnsystem 42, an dem entlang eine Transportvorrichtung 43 zwi­ schen den Speichergestellen und der Maschine bewegbar ist. Eine solche an­ getriebene Transportvorrichtung, im folgenden als Antrieb bezeichnet, ist als Industrieautomat bekannt, der für eine Folge von Bewegungen zwischen bestimmten Stellen und längs bestimmter Bahnen programmiert ist. Solche Automaten sind handelsüblich und bilden keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung, soweit sie nicht in den Ansprüchen bestimmt sind. Eine derartige Einheit ist mit einem Werkzeugkopfhalter 44 versehen, an dem eine als Werk­ zeugkopf 46 ausgebildete Werkzeugaustauschvorrichtung schwenkbar bzw. dreh­ bar angebracht ist. Der Antrieb 43 dient lediglich zum Vor- und Rückbewegen des Werkzeugkopfes in einer programmierten Weise, um den Werkzeugkopf zum Abnehmen einer vorhandenen Werkzeugbestückung sowie zum Transportieren der­ selben zu den Speichergestellen und zum Überführen einer Austausch-Werkzeug­ bestückung von den Speichergestellen zu der Maschine zu positionieren, wobei dieses noch detaillierter erörtert wird. Ein derartiger Industrieautomat wird durch eine elektronische Steuerung 50 gesteuert.

Gemäß den Fig. 3 und 4 ist der Werkzeugkopf 46 für ein oszil­ lierendes Verschwenken über 180 Grad um eine Drehachse 47 schwenkbar angebracht. In einer extremen Position der Schwenkbe­ wegung erstreckt sich ein erster Werkzeugaustauschkopf 48 nach unten, während ein zweiter Werkzeugaustauschkopf 49 in einer obe­ ren Position angeordnet ist. Der erste Werkzeugaustauschkopf 48 wird benutzt, um die Werkzeuge 17 bis 21 und die Formen 11 bis 15 zu überführen, während der zweite Werkzeugaustauschkopf 49 nach einer Drehung zu der unteren oder Betriebsposition benutzt wird, um die Hohlwelle 32 und die Scherblätter 33 auszuwechseln.

Ein in dem Werkzeugkopfhalter 44 vorgesehenes Drehgetriebe dient zum Drehen des Werkzeugkopfes 46 über 180 Grad, um den ersten Werkzeugaustauschkopf 48 oder den zweiten Werkzeugaus­ tauschkopf 49 selektiv in ihren entsprechenden Positionen anzu­ ordnen. An dem Werkzeugkopf 46 ist ein Paar von Stopp- bzw. An­ schlagarmen 51 und 52 angebracht, die mit den Enden eines fest­ stehenden Stopp- bzw. Anschlaggliedes 53 in Eingriff treten kön­ nen, um die Schwenkbewegung des Werkzeugkopfes 46 zu begrenzen und ihn in jeder seiner Betriebspositionen passend zu positio­ nieren. An dem Anschlagarm 51 ist eine Platte 54 angebracht, die mit einem Ende des Anschlags in Eingriff kommt, wenn sich der erste Werkzeugaustauschkopf 48 in seiner Betriebsposition befin­ det. Eine ähnliche Platte 56 ist an dem Anschlagarm 52 ange­ bracht und kommt mit dem anderen Ende des Anschlaggliedes 53 in Eingriff, wenn sich der zweite Werkzeugaustauschkopf 49 in seiner Betriebsposition befindet.

Gemäß den Fig. 5 bis 8 ist der erste Werkzeugaustauschkopf 48 betreibbar, um alle Formen 11 bis 15 und alle Werkzeuge 17 bis 21 zu wechseln. Ein solcher Kopf enthält eine Stützplattform 61. Auf dieser sind zwei unter gegenseitigem Abstand angeordnete Stützschienen 62, 63 angebracht und mit geneigten Oberflächen versehen, die kooperieren, um je nach Fall einen zylindrischen Werkzeug-Körper 64 oder einen zylindrischen Formen-Körper 66 ab­ zustützen. Bei der dargestellten Maschine sind alle Formen 11 bis 15 in zylindrischen Formen-Körpern 66 angebracht, und alle Werkzeuge 17 bis 21 sind in zylindrischen Werkzeug-Körpern 64 eines anderen Durchmessers angebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die zylindrischen Werkzeug-Körper 64 einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Formen-Körper ist. Die Stützplattform 61 ist in bezug auf den Werkzeugkopf zwischen zwei Positionen bewegbar, von denen eine mit den Werkzeug-Körpern 64 ausgerichtet ist, während die andere mit den Formen-Körpern 66 ausgerichtet ist, was nachfolgend nä­ her beschrieben wird.

Die genaue Position des ersten Werkzeugkopfes in bezug entweder auf die Schmiedemaschine 10 oder die Speichergestel­ le 36 und 37 wird mit einem Aufbau erreicht, der am besten in den Fig. 5, 7 und 8 dargestellt ist. Der erste Werkzeugaus­ tauschkopf 48 ist mit einem Rahmen 67 versehen, der sich zwi­ schen dem Formenbrustabschnitt der Maschinenrahmens 16 und dem Schlitten 22 erstreckt, wie es am besten in Fig. 5 dargestellt ist. An dem linken Ende des Rahmens 67 ist ein Paar von herab­ hängenden Vorsprüngen 68 und 69 angebracht, die über zugeordnete Stifte 71 und 72 passen, welche in dem Formenbrustabschnitt des Maschinenrahmens 16 an jeder Seite einer jeden der Formenstatio­ nen angebracht sind. Der Vorsprung 68 hat einen querverlaufenden Schlitz 73 mit gegenüberliegenden Wänden, die in einen engen Sitz mit gegenüberliegenden Seiten des Stifts 71 treten, wenn der Kopf auf der Maschine abgestützt ist. Der Vorsprung 69 ist ebenfalls mit einem Schlitz 74 versehen, der sich jedoch in einer Richtung rechtwinklig zu dem Schlitz 73 erstreckt und der gegenüberliegende Seitenwände hat, die in einen engen Sitz mit den gegenüberliegenden Seiten des Stifts 72 treten.

Der Rahmen 67 ist an seinem entgegengesetzten Ende mit einem dritten herabhängenden Vorsprung 75 ausgebildet, der wiederum mit einem Schlitz 76 versehen ist. Der letztere hat gegenüber­ liegende Wände, die in einen engen Sitz mit einem in dem Schlit­ ten 22 angebrachten Bolzen oder Stift 77 treten. Der Schlitz 76 erstreckt sich in einer Richtung parallel zu dem Schlitz 74 und in der Richtung der Achse der Maschine. Diese drei Vorsprünge 68, 69 und 75 kooperieren mit den ihnen zugeordneten Stiften 71, 72 und 77, um den Werkzeugaustauschkopf während des Werkzeugaus­ tauschvorgangs in bezug auf die Maschine präzise zu positionieren. Die beiden Vorsprünge 69 und 75, deren Schlitze sich parallel zu der Achse der Maschine erstrecken, sorgen für ein präzises Posi­ tionieren des Kopfes seitlich von der Maschine in passender Aus­ richtung mit der zugeordneten Arbeitsstation. Der Vorsprung 68 sowie dessen Schlitz kooperiert mit dem Stift 71 so, daß der Kopf in Längsrichtung der Maschine genau positioniert wird.

Während des Wechselns der Werkzeuge und Formen ist der Schlitten 22 an seiner hinteren bzw. rückwärtigen Totpunktposition posi­ tioniert, so daß ein gleichförmiger Abstand zwischen dem Schlit­ ten und der Stirnseite der Formen hergestellt wird. Jeder der Schlitze 73, 74 und 76 ist an seinem unteren Ende bei 78 abge­ schrägt, so daß beim Absenken des Kopfes durch den Antrieb 43 in die entsprechende Position jegliche Fehlausrichtung automatisch korrigiert wird und der Kopf zu der für einen pas­ senden Werkzeugwechsel erforderlichen präzisen Position gesteu­ ert wird. Ferner wird die vertikale Lage des Kopfes durch den Eingriff von endseitigen Stirnflächen 79 an den verschiedenen Vorsprüngen bestimmt, die auf zugeordneten Oberflächen des Ma­ schinenrahmens 16 und des Schlittens 22 ruhen. Um sicherzustellen, daß sich kein Schmutz zwischen den Oberflächen bzw. Stirnflächen 79 und den zugehörigen Oberflächen an der Maschine befindet, ist jeder der Schenkel der Vorsprünge mit einer Öffnung 81 versehen, durch die ein Flüsigkeitskühlmittel gepumpt wird, wenn der Kopf in seine Position abgesenkt wird, um jeglichen Schmutz wegzuspü­ len, der sonst eine Fehlausrichtung des Kopfes in bezug auf die Maschine verursachen könnte.

Bei diesem Aufbau, bei dem der Kopf durch die zusammenpassenden Teile der Vorsprünge, Stifte und abstützenden Oberflächen an der Maschine genau positioniert wird, ist es nicht erforderlich, den Antrieb 43 zum präszisen Positionieren des Kopfes während der Werkzeugaustauschvorgänge zu benutzen. Es ist ledig­ lich erforderlich, eine ausreichende Positionsgenauigkeit in dem Antrieb vorzusehen, um den Kopf zu seiner Stelle zu bewe­ gen, an der er durch die Stifte in die benötigte präzise Posi­ tion gesteuert wird. Ferner werden bei diesem Aufbau, bei dem der Kopf während des Werkzeugwechselvorgangs vollständig an der Maschine abgestützt ist, die auf den Kopf einwirkenden Belastun­ gen infolge des Einsetzens und des Entfernens der Werkzeuge di­ rekt in den Maschinenaufbau absorbiert, so daß diese Belastungen nicht durch den Antrieb aufgefangen werden müssen. Dieser Auf­ bau schließt somit jegliche Neigung zu Auslenkungen bzw. Bie­ gungen während des Werkzeugwechselvorganges, die eine Ungenau­ igkeit der Position des Werkzeugaustauschkopfes verursachen könnten, aus.

Es sind drei Führungsstifte für jede der Arbeitsstationen 26 bis 30 vorgesehen, um für ein genaues Positionieren des ersten Kop­ fes 48 an jeder Arbeitsstation zum Entfernen oder Austauschen der zugeordneten Werkzeuge sowie Formen in der unten beschriebe­ nen Weise zu sorgen. Bei der dargestellten Ausführungsform befin­ den sich zwei Führungsstifte an dem Formenbrustabschnitt des Rahmens und ein Führungsstift an dem Schlitten, zugeordnet zu je­ der Arbeitsstation.

Ein ähnliches Muster von Führungsstiften 86 ist an den zwei Speichergestellen 36 und 37 vorgesehen, um den Kopf zum Entfernen der Werkzeuge sowie Formen von den Speichergestellen genau zu positionieren. Bei der dargestellten Ausführungsform sind jedoch die Werkzeuge und Formen an den Ge­ stellen 36 und 37 nicht direkt miteinander ausgerichtet, so daß unterschiedliche Führungsstifte zum Positionieren des Kopfes zum Aufnehmen der Werkzeuge und zum Positionieren des Kopfes zum Auf­ nehmen der zugeordneten Formen benutzt werden.

Gemäß den Fig. 5 und 6 ist die Stützplattform 61 an dem Kol­ ben 87 eines Kolben-Zylinder-Antriebs 88 angebracht, so daß sie zwischen ihren zwei Betriebspositionen angehoben und ab­ gesenkt werden kann. In der angehobenen Position sind die Stütz­ schienen 62 und 63 zum Aufnehmen oder Installieren der zylindri­ schen Werkzeug-Körper 64 kleineren Durchmessers positioniert. In den unteren Positionen sind die Stützschienen 62 und 63 zum Auf­ nehmen oder Installieren der zylindrischen Formen-Körper 66 größeren Durchmessers positioniert. Ein Bolzen 89 erstreckt sich von der Stützplattform 61 seitwärts in einen Schlitz 91 an einem Rahmenglied 92, um eine passende Ausrichtung der Stützplattform durch Verhindern eines Drehens derselben um die Achse des Kolbens 87 sicherzustellen.

Durch das Verwenden der Stützplattform und der Stützschienen zum Abstützen der Werkzeuge und Formen entfällt die Notwendig­ keit, Werkzeuge sowie Formen zusätzlich endseitig zu halten. Ferner werden die ziemlich schweren Werkzeug- und Formen-Körper 64, 66 wirksam abgestützt. Die Formen-Körper können bei­ spielsweise ein Gewicht in der Größenordnung von 45 kp haben und deshalb Schwierigkeiten bereiten, wenn sie an ihren Enden freitragend abgestützt werden. Dieser Aufbau stellt ferner sicher, daß der Überführungsvorgang keinen bedeutenden exzentri­ schen Belastungen unterworfen ist. Der Aufbau führt zu einem ho­ hen Maß an Positionsgenauigkeit, die erforderlich ist, um die Werkzeuge und Formen bzw. Gesenke mit ihren entsprechenden Hohl­ räumen und Vertiefungen während der Installation der Werkzeug­ ausrüstung in der Maschine auszurichten.

Die Antriebskraft für das Installieren und Entfernen der Werk­ zeuge sowie Formen wird durch einen Wagen 96 gebildet, der durch gegenüberliegende Rollen 99 und 101 auf Schienen 97 und 98 abge­ stützt ist. Diese sind an dem Rahmen 67 des Kopfes befestigt, wo­ bei der innere Rand der Schiene 97 mit einer Zahnstange 102 und der innere Rand der Schiene 98 mit einer ebenen Oberfläche verse­ hen sind, die mit seitlichen Positionierungsrollen 103 in Ein­ griff steht. Ein Antriebsmotor 104, der vorzugsweise ein hydrau­ lischer Motor ist, ist an dem Wagen 96 angebracht und mit einem Ritzel 106 versehen, das mit der Zahnstange 102 in Eingriff steht und in der Weise arbeitet, daß der Wagen längs der Schienen 97 und 98 rückwärts und vorwärts angetrieben wird.

Ein Drehsensor 107 ist ebenfalls an dem Wagen 96 angebracht und mit einem Ritzel 108 versehen, das mit einer Zahnstange 109 kämmt, um ein die Position des Wagens längs des Rahmens 67 an­ zeigendes elektrisches Signal zu bilden. Das Signal wird dem Steuerungssystem 50 für das Transportmittel zugeführt, so daß der Betrieb des Wages durch das Hauptsteuerungssystem des Antriebs 43 programmiert wird. Der Drehsensor 107 ist mit einer Anlenkung versehen, und eine Feder 111 spannt das Ritzel 108 gegen die Zahnstange 109 vor, um jegliches Spiel in dem Zahn­ rad zu eliminieren und so eine genaue Positionserfassung des Wa­ gens sicherzustellen.

Von dem Wagen 96 hängt ein Werkzeugerfassungselement 116 mit zwei unter Abstand angeordneten, herabhängenden Fingern 117 und 118 herab. Der Finger 117 ist so proportioniert, daß er in eine zugehörige Nut 119 in einem Formen-Körper 66 paßt, und der Fin­ ger 118 ist so proportioniert, daß er in eine in jedem der Werk­ zeug-Körper 64 ausgebildete Nut 121 paßt. Wenn der Finger 117 in der zugeordneten Nut 119 des gegebenen Formen-Körpern 66 positio­ niert ist, veranlaßt der Betrieb des Antriebsmotors 104 zum Bewe­ gen des Wanges 96 längs der Bahnen bzw. Schienen 97 und 98 eine axiale Bewegung des Formen-Körpers entweder in den oder aus dem zugeordneten Formen-Hohlraum 122, und zwar in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Wagens. Wenn der Finger 118 in die Nut 121 an einem Werkzeug-Körper 64 eingreift, wird eine Antriebsver­ bindung zum Begründen einer axialen Bewegung des Werkzeugs mit dem Wagen 96 gebildet.

Bei der dargestellten Ausführungsform bildet der Formen-Körper 66 dann, wenn er vollständig in seiner installierten Position sitzt, eine Rückseite 123, die mit einem Distanzblock 124 in dem Maschinenrahmen in Eingriff steht. In einer solchen Position ver­ läuft die Stirnseite des Formen-Körpers und der Form längs der Ebene 126, und sie steht nicht über die Stirnseite des Formen­ brustabschnitts des Rahmens nach vorne vor. Dementsprechend be­ findet sich die Nut 119 in dem Formen-Körper in einem Abstand hinter der Stirnseite.

Eine Ausstoßvorrichtung, die den Formen-Körper teilweise aus­ wirft, so daß er von dem Finger 117 erfaßt werden kann, ent­ hält einen Kolben 127, der in einer Zylinderboh­ rung 128 hin- und herbewegbar angebracht und mit einem herabhän­ genden Vorsprung 129 versehen ist. Dieser befindet sich in einem Schlitz 131 am rückwärtigen Ende des Formen-Körpers 66. Ein sol­ cher Vorsprung hat zwei Funktionen. Erstens sorgt er für ein Auf­ rechterhalten der korrekten Ausrichtung des Formen-Körpers in be­ zug auf den Rahmen. Zweitens bildet er eine Antriebsverbindung zum teilweisen Ausstoßen des Formen-Körpern, wenn der Kolben 127 im Sinne einer Bewegung nach rechts zu der in Fig. 5 gestrichelt dargestellten Position betätigt wird.

Gemäß den Fig. 5 und 12 ist jeder der Formen-Körper 66 in sei­ ner installierten Position durch einen seitlich bewegbaren Keil 132 lösbar blockiert. Der Keil 132 ist in Fig. 5 in der zurück­ gezogenen oder Freigabeposition und in Fig. 12 in der ausgefah­ renen oder Verriegelungsposition dargestellt. Der Keil 132 ist in einer in dem Formenbrustabschnitt des Maschinenrahmens ausgebil­ deten Keilführungsöffnung 133 radial bewegbar. Beim Ausfahren kommt eine Rampenoberfläche 134 an dem Keil 132 in Eingriff mit einer zugehörigen Rampenoberfläche 136, die den Formen-Körper zu seiner Sitzposition an dem Distanzblock 124 steuert. Vorzugsweise ist die Neigung oder der Winkel der zwei Rampenoberflächen 134 und 136 größer als der Blockierwinkel, so daß der Keil in seiner ausgefahrenen oder Betriebsposition nicht blockiert wird.

Der Antrieb für den Keil 132 ist in Fig. 12 dargestellt. Dieser Antrieb enthält ein Kolben-Zylinder-Getriebe 137 mit einer Kolbenstangenverlängerung 138, die durch eine Schraube 139 mit dem Keil verbunden ist. Das obere Ende der Kolbenstangenver­ längerung 138 ist mit einer Anflächung 141 versehen, die mit einer Führungsplatte 142 in Eingriff steht, um sicherzustellen, daß sich die Kolbenstangenverlängerung 138 und damit der Keil 132 nicht zu einer unkorrekten Position dreht, sondern ständig in seiner passenden Ausrichtung gehalten wird. Wenn das Betätigungs­ organ ausgefahren wird, wird der Keil 132 radial einwärts getrie­ ben, um den zugeordneten Formen-Körper 66 in seiner installierten bzw. eingesetzten Position zu blockieren. Wenn jedoch ein Entfer­ nen des Formen-Körpers erforderlich ist, wird das Getriebe 137 zurückgezogen, um den Keil 132 zu der in Fig. 5 darge­ stellten Position abzuziehen, wodurch der Formen-Körper freige­ geben wird, so daß er teilweise aus dem Formen-Hohlraum 122 aus­ gestoßen werden kann, um durch den Werkzeugaustauschkopf 48 ent­ fernt bzw. abgenommen zu werden.

Die Einzelheiten des Halterungsaufbaues für die Werkzeug-Körper 64 sind am besten in Fig. 13 dargestellt. Der Werkzeug-Körper 64 erstreckt sich in seiner vollständig installierten bzw. einge­ setzten Position über das Ende des Formen-Hohlraums 146 nach vorne, so daß die Nut 121 freiliegt. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, einen Ausstoßmechanismus vorzusehen, um den Werk­ zeug-Körper aus seiner eingesetzten Position teilweise auszusto­ ßen. Es muß jedoch sichergestellt werden, daß das Werkzeug in passender Weise um seine zentrale Achse innerhalb des Hohlraums 146 ausgerichtet ist. Das rückwärtige Ende des Werkzeug-Körpers ist mit einem axialen Schlitz 147 versehen, der einen Ausrich­ tungsvorsprung 148 aufnimmt, um eine passende Ausrichtung des Werkzeug-Körpers sicherzustellen.

Auch hier ist ein radial bewegliches Keilsystem vorgesehen, um das Werkzeug in seiner vollständig eingesetzten Position gegen die Stirnseite des Schiebers zu blockieren. Ein solches Keilsy­ stem enthält einen Keil 149 mit einer Rampenoberfläche 151, die mit einer Rampenoberfläche 152 an dem Werkzeug-Körper 64 in Ein­ griff tritt. Ein radiales Bewegen des Keils wird durch einen Kol­ ben 153 gesteuert, der ausgefahren werden kann, um den Keil zum Blockieren des Werkzeug-Körpers radial einwärts zu treiben, und der zurückgezogen werden kann, um den Keil abzuziehen und das Werkzeug freizugeben. Auch hier wird der Winkel der zwei Rampen­ oberflächen so gewählt, daß keine blockierende Neigung bzw. Schräge vorgesehen wird. Dementsprechend werden alle Getriebe für die Keile 132 und 149 im Betrieb der Maschine zu der ausgefahrenen Position unter Druck gesetzt, um die zugeordneten Formen sowie Werkzeuge in ihrem verriegelten Zustand zu halten. Da die Keile und Getriebe rechtwinklig zur Richtung der Schlittenbewegung ausgefahren werden, beeinflussen die Beschleuni­ gungskräfte infolge der Schlittenbewegung nicht die Blockierung des Keils. Ein Zurückziehen eines jeden der Betätigungsorgane führt zu einer selektiven Freigabe je nach Fall einzelner oder aller Werkzeugausrüstungen.

Der Betrieb des ersten Werkzeugaustauschkopfes 48 beim Wechseln einer gegebenen Form ist wie folgt. Vor der Bewegung des Werk­ zeugaustauschkopfes zu der Position aus Fig. 5 wird der zuge­ ordnete Keil 132 zurückgezogen, um den Formen-Körper freizugeben, der durch den Betrieb des Kolbens 127 teilweise ausgestoßen wird. Dieser Ausschubvorgang positioniert die Nut 119 in der Weise, daß der Finger 117 aufgenommen wird, wenn der Werkzeugaustauschkopf durch den Antrieb 43 zu seiner Aufnahmeposition bewegt wird. Wenn der Antrieb den Werkzeugaus­ tauschkopf 48 auf die Stifte absenkt, bewegt sich der Finger 117 in die Nut 119. Dieses erfordert natürlich eine passende Positio­ nierung des Wagens 96, so daß der Finger mit der Nut ausgerich­ tet ist, wenn ein Bewegen in die Betriebsposition an der Maschi­ ne erfolgt. Der Motor 104 wird dann betätigt, um den Wagen 96 gemäß der Darstellung in Fig. 5 nach rechts zu bewegen, damit der Formen-Körper 66 aus dem zugeordneten Hohlraum 122 und auf die Stützschienen 62 und 63 bewegt wird. Wenn die Form vollstän­ dig abgezogen und von den Schienen abgestützt ist, wird der An­ trieb 43 betätigt, um den Kopf zu dem Speicher­ gestell zu bewegen und die hierdurch gehaltene Form mit dem ent­ fernten bzw. geleerten Formen-Hohlraum 40 auszurichten, so der Kopf durch die zugeordneten Lokalisierungs- bzw. Führungsstifte 86 genau positioniert wird. Der Motor 104 wird dann betätigt, um den Formen-Körper von den Stützschienen 62 und 63 in den Werk­ zeug-Aufnahmehohlraum 40 zu schieben.

Nachdem das Abspülen in der unten beschriebenen Weise beendet worden ist, wird der Antrieb 43 programmiert, um den ersten Werkzeugaustauschkopf 48 an der passenden Stelle der Speicher­ gestelle gegenüber dem zu ersetzenden Werkzeug zu positionieren. Der Werkzeugaustauschkopf wird auf die passenden Lokalisierungsstifte 86 abgesenkt, um die Schienen mit dem ausgewählten Werkzeug auszurichten und den Fin­ ger 117 in den Schlitz 119 einzuführen. Angelenkte Arme 120 an den Speichergestellen 36 und 37 haben Enden, die in den Schlitzen 131 und 147 positioniert werden, wenn die Werkzeug­ ausrüstung in den Gestellen plaziert ist, um eine passende Aus­ richtung der Werkzeugausrüstung sicherzustellen.

Der Motor 104 wird dann betätigt, um die Form aus der Haltever­ tiefung in dem Speichergestell 36 auf die Stützschie­ nen zu bewegen, wo ein Abstützen erfolgt, während der Antriebs­ förderer sich zu der Maschine zurückbewegt und der Kopf an den passenden Formen-Hohlraum 122 angrenzend positioniert. Der Schlitz 119 ist flach bzw. eben und erstreckt sich über die Oberseite des Formen-Körpers in beiden Richtungen von einer zen­ tralen vertikalen Ebene. Der unteren Rand des Fingers 117 ist ebenfalls eben und paßt mit der Nut zusammen. Dieser Aufbau ko­ operiert mit den Stützschienen, um sicherzustellen, daß die pas­ sende Ausrichtung des Formen-Körpers um seine Achse während des gesamten Transportes aufrechterhalten bleibt. Nach einer passen­ den Positionierung an der Maschine wird der Antriebsmotor 104 zu einer Bewegung gemäß Fig. 5 nach links veranlaßt, um den Formen- Körper in den Hohlraum 122 zu schieben. Vor dem Ankommen der Form an dem Hohlraum wird der Druck an dem Ausstoßkolben 127 ab­ gebaut.

Da der Formen-Körper über die Position hinausbewegt werden muß, in der der Finger 117 in die Nut 119 eingreifen kann, kann der Formen-Körper durch die Bewegung des Wagens mit dem Finger in der Nut 119 nur teilweise in den Hohlraum eingesetzt werden. Wenn dementsprechend der Drehsensor 107 feststellt, daß der Wagen 96 zu der in Fig. 5 dargestellten gestrichelten Position bewegt worden ist, wird der Antrieb 43 betätigt, um den Kopf anzuheben und den Finger 117 aus der Nut 119 zu bewegen. Der Wagen wird gemäß Fig. 5 über die Endfläche des Formen-Kör­ pers hinausgehend nach rechts bewegt. Der Kopf wird dann wieder zu seiner Betriebsposition abgesenkt, um den Finger dem Ende des Formen-Körpers gegenüberliegend zu positionieren, und der Wagen wird gemäß Fig. 5 erneut nach links bewegt, um das Einsetzen des Formen-Körpers in den Hohlraum 122 zu vervollständigen. Wenn die Form vollständig eingesetzt ist, wird der zugeordnete Keil 132 ausgefahren, um die Form in ihrer Unterbringungsposition zu blockieren. Die Betriebsfolge wird dann im Bedarfsfall wieder­ holt, um die anderen Formen der Maschine abzunehmen und zu er­ setzen.

Die Betriebsweise für das Auswechseln der Werkzeuge ist im we­ sentlichen die gleiche, jedoch mit dem Unterschied, daß es nicht erforderlich ist, die Werkzeuge teilweise auszustoßen, da die Nuten 121 freiliegen, wenn die Werkzeuge vollständig eingesetzt sind. Der Werkzeugwechselvorgang ist im wesentlichen wie folgt. Die Stützschienen 62 und 63 werden durch das Getriebe 88 angehoben, um sie zum Aufnehmen der Werkzeuge passend zu posi­ tionieren, die bei der dargestellten Ausführungsform in dem Werk­ zeug-Körper 64 angebracht sind, der einen kleineren Durchmesser als der Formen-Körper 66 hat. Der Wagen 96 wird bewegt, um den Finger 118 so zu positionieren, daß dann, wenn der Werkzeugaus­ tauschkopf durch den Antrieb 43 zu der Betriebs­ position bewegt wird, der Finger 118 in die Nut 121 des ausge­ wählten Werkzeugs vorsteht. Der Keil 149 wird abgezogen, um das Werkzeug freizugeben, und der Wagen wird gemäß Fig. 5 nach links bewegt, um den Finger 118 zu veranlassen, den Werkzeug-Körper 64 aus seinem zugeordneten Hohlraum 146 und auf die Stützschienen zu ziehen.

Nachdem der Sensor 107 festgestellt hat, daß sich der Werkzeug- Körper 64 in einer Position befindet, in der er vollständig auf den Stützschienen 62, 63 abgestützt ist und sich vollständig außerhalb des Hohlraums 146 befindet, wird das Antriebstransport­ mittel 43 betätigt, um das Werkzeug zu einer Position zu tragen, die mit dem Werkzeug-Aufnahmedurchgang 45 ausgerichtet ist. Dort wird der Wagen betätigt, um das Werkzeug von dem Werkzeugkopf in den Durchgang 45 zu schieben. Anschließend wird nach einem Ab­ spülen in der beschriebenen Weise der Antrieb 43 betätigt, um den Kopf 48 so zu positionieren, daß das passende Werk­ zeug von dem Speichergestell 37 aufgenommen und zu einer mit dem passenden Werkzeug-Hohlraum 146 in dem Schlitten 22 ausgerichteten Position transportiert wird. Nach ge­ eignetem Sitz in der Betriebsposition für das Einsetzen des Werk­ zeug-Körpers 64 wird der Wagen erneut betätigt, um das Werkzeug in den zugeordneten Werkzeug-Hohlraum einzusetzen. Im Fall der Installation des Werkzeug-Körpers ist es möglich, diesen in einem einzigen Vorgang zu seiner vollständig eingesetzten Posi­ tion zu bewegen, da die Nut 121 freiliegend positioniert bleibt, wenn das Werkzeug vollständig eingesetzt ist.

Wegen der Vielseitigkeit der Maschine ist es möglich, ein oder alle Werkzeuge und eine oder alle Formen der Maschine in einer automatischen Weise selektiv bzw. beliebig zu wechseln. Vorzugs­ weise sind die Steuerschaltung 50 für den Förderer und das Werk­ zeugwechselsystem so aufgebaut, daß die Maschinen-Bedienungsper­ son durch bloßes Betätigen eines einzigen Schalters oder Knopfes automatisch jedes Werkzeug oder jede Form oder auch einen voll­ ständigen Satz von Werkzeugen und Formen wechseln kann. Dement­ sprechend sind die Steuerungen für die verschiedenen Ventile für die Betätigungsorgane und Motoren mit dem Gesamtsteuerungssystem 50 verbunden, so daß die Funktionen, die von jeder Komponente des Systems durchgeführt werden, automatisch erfolgen. Der oben spezifizierte Industrieautomat ist mit einem Steuerungssystem 50 versehen, welches eine Anzahl von Kanälen zusätzlich zu den Ka­ nälen enthält, die zum Steuern des Antriebstransportmittels 43 selbst erforderlich sind. Diese Kanäle sind zum Steuern des Be­ triebes der verschiedenen Werkzeugwechsel-Funktionselemente an den Köpfen und an der Maschine selbst angeschlossen.

Wie es oben erwähnt wurde, wird der zweite Werkzeugaustauschkopf 49 benutzt, wenn es erforderlich ist, die Scherkomponenten aus­ zuwechseln. In diesem Fall wird der Werkzeugkopfhalter 46 über 180 Grad gedreht, um den zweiten Werkzeugaustauschkopf 49 zu der Betriebsposition zu bewegen, in der er nach unten ausgefahren wird. Auch hier ist der Werkzeugaustauschkopf 49 mit drei Loka­ lisierungsvorsprüngen 161 versehen, die über zugeordneten Loka­ lisierungsstiften an der Maschine positioniert sind, um den Kopf genau zu positionieren und ihn in seiner Betriebsposition abzu­ stützen. Es ist festzustellen, daß sich der axiale Abstand zwi­ schen den Lokalisierungsvorsprüngen 161 an den Enden des Kopfes 49 von dem Abstand zwischen den entsprechenden Lokalisierungsvor­ sprüngen an dem Kopf 48 unterschiedet. Dieses trifft zu, weil sich die Schneidstation an einer Seite des Schiebers befindet und da beide Enden des Kopfes auf dem Rahmenabschnitt der Maschine ruhen. Ferner wird das Wechseln der Scherwerkzeugausrüstung durch­ geführt, während sich das Schermesser in seiner mit der Hohlwelle ausgerichteten unteren Position befindet. Wenn das Aus­ wechseln der Scherkomponenten erforderlich ist, wird die Maschine deshalb von der rückwärtigen Totzenterposition zu der passenden Zwischenposition gestoßen, in der das Schermesser in seiner Auf­ nahme sich an seiner abgesenkten Position befindet.

Der Kopf 49 ist ähnlich wie der Kopf 48 mit einem Wagen 162 ver­ sehen, der durch einen Antriebsmotor 166 auf Stützbahnen 163 und 164 bewegbar ist. Die Abstützung und der Antrieb des Wagens 162 entsprechen im wesentlichen der Abstützung sowie dem Antrieb des Wagens 96, so daß die baulichen Einzelheiten nicht mehr wieder­ holt werden müssen. Ferner ist auch ein Sensor 167 vorgesehen, um die Position des Wagens in bezug auf den Rahmen 168 zu bestimmen. Der Sensor ist in der gleichen Weise wie der Sensor 107 ange­ bracht, um einen Zahnradeingriff mit einem Null-Spiel vorzusehen.

Der Aufbau des Mechanismus zum Ergreifen und Halten des Schneid- bzw. Schermessers 33 und der Hohlwelle 32 ist am besten in Fig. 9 dargestellt. Dieser Aufbau enthält ein Paar von gefurchten Bol­ zen 171 und 172, die in seitlich bewegbaren Kolben 173 und 174 angebracht sind. Diese Kolben werden zueinander bewegt, wenn eine Druckbeaufschlagung über Mündungen 176 und 177 erfolgt. Sie wer­ den auseinanderbewegt, wenn eine Druckbeaufschlagung zwischen den Enden der Kolben über eine Mündung 178 erfolgt. Die Enden der Bolzen sind, wenn die Kolben zurückgezogen werden, um die Bolzen zueinander zu bewegen, in allgemein kreisrunde Öffnungen 181 und 182 in dem Schermesser 33 bewegbar. Die Öffnungen sind an ihren äußeren Enden bei 183 und 184 hinterschnitten, um Schultern 186 und 187 zu bilden. Diese Schultern ragen in Nuten 189 und 190, wenn die Greifer-Bolzen 171 und 172 in den Öffnungen positioniert sind und die Kolben 173 und 174 durch eine Druckbeaufschlagung über die Mündung 178 auseinanderbewegt werden.

Um sicherzustellen, daß das Schermesser 33 oder die Hohlwelle 32 fest an der Stirnseite 192 des Kopfes gehalten wird, sind die Bolzen 171 und 172 in den zugeordneten Kolben in einer Richtung zu der Stirnseite 192 federbelastet und gegen die Vorspannung der Federn in einer von der Stirnseite 192 wegweisenden Richtung bewegbar. Die Federvorspannung wird durch Federn 193 und 194 ge­ bildet, die sich zwischen Druckplatten 196 und zugeordneten Mut­ tern 197 erstrecken. Ferner sind die Nuten 189 und 190 bei 198 mit abgeschrägten Enden versehen, so daß dann, wenn die Bolzen durch ihre zugeordneten Kolben auseinanderbewegt werden, der Ein­ griff mit den zugeordneten Schultern 186 und 187 die Bolzen axial gegen die Wirkung der zugeordneten Federn steuert. Dieser Aufbau stellt sicher, daß das erfaßte Teil, beispielsweise das Schermes­ ser, fest an der Stirnseite 192 gehalten wird. Die Schaftteile 199 der beiden Bolzen 171 und 172 sind unrund und passen in zu­ gehörige Öffnungen in den entsprechenden Kolben, um sicherzustel­ len, daß sich die Bolzen nicht um ihre Achsen drehen und daß sie mit ihren entsprechenden Nuten voneinander abweisend positioniert sind.

Wenn der zweite Werkzeugaustauschkopf 49 benutzt wird, um ein Schermesser 33 zu entfernen, wird er in der Betriebsposition po­ sitioniert, wobei der Wagen 162 axial von dem Messer positio­ niert ist. Nachdem der Wagen in seiner Betriebsposition positio­ niert ist, wird er axial bewegt, während die Kolben 173 und 174 zurückgezogen sind, bis die entsprechenden Bolzen in den Öffnun­ gen 181 und 182 positioniert sind. Die Kolben werden dann aus­ einanderbewegt, um die Bolzen zu einem Ergreifen bzw. Erfassen des Messers 33 zu veranlassen. Das Messer wird abgespannt, um es dann entfernen zu können. In dem Fall des Mes­ sers 33 erfolgen jedoch das Entfernen und Einsetzen durch eine vertikale Bewegung, so daß das ergriffene Messer aus seiner ein­ gesetzten Position hochgehoben wird, indem der Kopf mit dem An­ trieb 43 angehoben wird. Ein solches Entfernen des Messers führt nicht zu einer übermäßigen Belastung des An­ triebsförderers, da das Messer relativ klein und viel leichter als die Werkzeuge und Formen ist.

Das Schermesser ist in seiner eingesetzten bzw. Installations­ position durch hydraulisch betätigte Keile lösbar festgeklemmt. Der Aufbau zum lösbaren Einspannen des Schermessers 33 und des Schermesser-Halters ist in den Zeichnungen nicht dargestellt, doch wird in diesem Zusammenhang auf die US-PS 35 59 446 ver­ wiesen, in der ein Schermesser-Einspannsystem zum lösbaren Blockieren des Schermessers in seiner eingesetzten Position dargestellt ist. Der Antrieb bringt dann das entfernte Schermes­ ser zu der in Fig. 1 dargestellten Position 33 b. Wenn die Hohl­ welle 32 ebenfalls ersetzt werden muß, wird sie vor dem Einset­ zen des Austausch-Schermessers abgenommen, so daß ein Zugang für ihren Abnahme- sowie Austauschvorgang vorgesehen wird. Die Ab­ scher-Hohlwelle 32 ist mit Öffnungen 201 und 202 versehen, die den Öffnungen 181 und 182 ähneln und die Bolzen 171 sowie 172 zum Erfassen der Hohlwelle 32 aufnehmen. In dem Fall der Hohl­ welle erfolgt jedoch das Entfernen bzw. Abnehmen axial von ihrem Hohlraum, so daß nach dem Greifen der Hohlwelle gegen das Ende bzw. die Stirnseite 192 der Wagen 152 durch den Antriebsmotor 166 bewegt wird, um die Hohlwelle aus ihrem Hohlraum in den Rah­ men der Maschine abzuziehen. Ein angetriebenes System zum lösba­ ren Festklemmen der Hohlwelle ist vorgesehen. Auch hierbei ist das Gewicht der Hohlwelle klein im Vergleich zu dem Gewicht der Werkzeuge und Formen, so daß keine Schwierigkeiten beim Halten der Hohlwelle von ihrem Ende aus statt auf Stützschienen des in dem ersten Werkzeugaustauschkopf vorgesehenen Typs angetroffen werden.

Nachdem die Hohlwelle entfernt worden ist, wird sie zu der Posi­ tion 32 b überführt, wo sie abgesetzt wird. Die Maschine arbeitet dann in der Weise, daß sie die Austausch-Hohlwelle 32 a aufnimmt und diese automatisch einsetzt. Nach der Installation der Aus­ tausch-Hohlwelle führt der Antrieb den zweiten Kopf wie­ der zurück, um das Austausch-Schermesser 33 a aufzunehmen und zu der Maschine zu überführen, wo es durch eine vertikale Abwärtsbe­ wegung eingesetzt wird. Da die Positionsgenauigkeit des Kopfes durch das Verwenden der Lokalisierungsvorsprünge und Bolzen wäh­ rend der Installation des Schermessers nicht ausgenutzt wird, ist das Schermesser an seinem unteren Ende mit Führungsabschrä­ gungen versehen, um ein passendes Eintreten des Messers in sei­ nen Stützaufbau sicherzustellen.

Der Klemmechanismus zum lösbaren Einspannen der Hohlwelle ist am besten in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Ein solcher Mecha­ nismus enthält ein Paar von Spindeln 211 und 212, die bei 213 in ein Paar von Buchsen 214 und 216 eingeschraubt sind. Das obere Ende einer jeden Spindel befindet sich in Eingriff mit einer zu­ geordneten Druckplatte 217 und 218, wobei diese Druckplatten in Senkbohrungen der zugeordneten Buchsen angeordnet sind und an der Unterseite der Hohlwelle 32 anliegen, um diese in ihrer Ein­ setzposition festzuklemmen, wenn die zugeordneten Spindeln in einer Aufwärtsrichtung geschraubt werden. Ein Drehen der Spin­ deln in der entgegengesetzten Richtung führt zu einem Absenken der Spindeln sowie zu einem Freigeben derselben für ein Entfer­ nen und Austauschen der Hohlwelle. Die unteren Enden der beiden Spindeln 211 und 212 erstrecken sich durch Lager 219 und sind mit Kurbelarmen 221 und 222 verbunden. Der Kurbelarm 221 ist an einem Kolben 223 eines Getriebes 224 angelenkt, und der Kurbelarm 222 ist mit dem Kolben 226 eines Getriebes 227 verbunden, was in Fig. 11 dargestellt ist. Wegen der räumlichen Beschränkungen sind die Gewindegänge 213 an der Spindel 211 mit einem Richtungssinn und die Gewindegänge 213 an der Spindel 212 mit dem entgegengesetzten Richtungssinn ausgebildet, so daß ent­ gegengesetzte Drehrichtungen der Hebel 221 und 222 von ihrer mit durchgezogener Linie dargestellten Position zu der gestrichelten Position eine entsprechende Abwärtsbewegung der jeweiligen Spin­ del und ein Ausfahren der Getriebe begründen. Ein Dre­ hen der Spindeln in den entgegengesetzten Richtungen führt zu einem Aufheben des Klemmvorgangs. Ferner ist das Gewinde so be­ messen, daß ein vollständiges Einklemmen bzw. Festspannen und Lösen mit einer Drehung der beiden Spindeln innerhalb der 60 Grad möglich ist.

Fig. 14 zeigt eine Hohlraum-Ausspülvorrichtung zum Reinigen der Formen-Hohlräume, um sicherzustellen, daß sich kein Schmutz in dem Hohlraum befindet, der ein geeignetes Einsetzen der Aus­ tausch-Werkzeugbestückung verhindern würde. Der Spülkopf 38 a ist mit einem zylindrischen Körper mit im wesentlichen demselben Durchmesser wie der Formen-Körper 66 versehen und wird von dem Antrieb 43 in der gleichen Weise wie die Formen-Körper von dem Speichergestell abge­ nommen sowie durch die Stützschienen 62 und 63 zu einer Position vor dem zugeordneten Formen-Hohlraum 122 transportiert, der zu reinigen ist. Der Wagen wird dann betätigt, um den Reinigungs­ kopf in den Hohlraum einzusetzen, während Kühlmittelflüssigkeit längs eines zentralen Durchgangs 232 zu Düsen 233 gepumpt wird, von denen das Kühlmittel gegen die Wandungen des Formen-Hohl­ raums 122 gesprüht wird, wenn der Spülkopf in den Hohlraum ein­ gesetzt und hiervon abgezogen wird. Vorzugsweise ist der Spül­ kopf auch mit einer Bürste 234 zum Lösen von hartnäckigeren Par­ tikeln versehen, die vorhanden sein können. Zum Ablassen des Kühlmittels aus dem Hohlraum ist das innere Ende mit einem Ab­ flußkanal 236 versehen.

Das Kühlmittel zum Ausspülen loser Partikal wird in den Spül­ kopf vorzugsweise durch einen Vorsprung 237 eingeführt, der an dem Zieher 116 an einer Seite der Finger 117 und 118 vorgesehen ist, wie es am besten in Fig. 14A dargestellt ist. Ein solcher Vorsprung ist mit einer O-Ringdichtung 235 versehen, die in den Durchgang 241 bewegt wird. Dieser ist mit dem zentralen Durch­ gang 232 über einen seitlichen Durchgang 242 verbunden. Ein ähn­ licher Vorsprung 243 paßt in einen symmetrisch positionierten Durchgang, und die beiden Vorsprünge 237 sowie 243 bilden die Antriebsverbindung zum Verschieben des Spülkopfes in die und aus den Hohlräumen. Nach Benutzung des Spülkopfes wird dieser zu dem Speichergestell zurückgeführt, wo er für eine spätere Verwendung abgesetzt wird.

Ein ähnlicher Spülkopf ist für die Werkzeugbestückung vorgesehen. Da dieser baulich dem Spülkopf 231 ähnelt und sich grundstätzlich hiervon dadurch unterschiedet, daß er in Anpassung an die Werk­ zeugbestückungshohlräume mit einem kleinen Durchmesser ausge­ bildet ist, ist ein solcher Spülkopf nicht dargestellt.

Mit der Maschine nach der vorliegenden Erfindung ergibt sich ein vollautomatischer Werkzeugaustausch, obwohl die Maschine eine relativ große Anzahl von Werkzeugen unterschiedlicher Größen und Formen hat. Ferner kann die Maschine selektiv betrieben werden, um nur bestimmte Werkzeuge zu wechseln, wenn ein vollständiger Werkzeugaustausch nicht erforderlich ist. Die vorliegende Erfin­ dung reduziert in starkem Maße die zuvor für Werkzeugaustausch­ vorgänge erforderliche Zeit und reduziert tatsächlich den ge­ samten Arbeitsaufwand bei derartigen Werkzeugaustauschvorgängen. Da der Werkzeugwechsel relativ schnell und einfach durchgeführt werden kann, ergibt sich eine beträchtliche Vergrößerung des Produktionsausstoßes einer gegebenen Maschine.

Claims (23)

1. Schmiedemaschine mit einem Rahmen, mit einem an dem Rahmen hin- und her­ bewegbaren Schlitten, wobei eine Werkzeugbestückung mit dem Rahmen und dem Schlitten zusammenwirkend betätigbar ist, um dazwischen Werkstücke zu formen, ferner mit einem Werkzeugspeicher, mit einer zum Ersetzen von Werkzeugen in der Maschine geeigneten Austausch-Werkzeugbestückung in dem Werkzeugspeicher und mit einer zum Abnehmen von Werkzeugen von der Maschine betreibbaren und die Austausch-Werkzeugbestückung zu der Maschi­ ne überführenden automatischen Werkzeug-Austauschvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeug-Austauschvorrichtung (46) einen zum Handhaben der Werk­ zeugbestückung (11-15, 17-21; 11 a-15 a, 17 a-21 a) geeigneten Werkzeugaus­ tauschkopf (48) und einen damit gekoppelten, den Werkzeugaustauschkopf (48) zwischen dem Werkzeugspeicher (36, 37) und der Maschine (10) bewe­ genden Antrieb (43) aufweist, daß die Maschine (10) im Bereich der Arbeitsstationen (26-30) Positionierungsvorsprünge (71, 72, 77) und der Werkzeugaustauschkopf (48) diesen entsprechende Positionierungsöffnun­ gen (73, 74, 76) aufweist, und daß der Werkzeugaustauschkopf (48) mit einem Wagen (96) versehen ist, welcher mit einem diesen antreibenden Motor (104) gekoppelt ist.

2. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsvorsprünge (71, 72, 77) als Bolzen bzw. Stifte und die entsprechenden Positionierungsöffnungen (73, 74, 76) als Schlitze ausgestaltet sind.

3. Schmiedemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugbestückung Werkzeuge (11-15 und 17-21) mit zylindrischen Halterungsabschnitten (64, 66) aufweist und die Maschine (10) zur Auf­ nahme zugeordneter Werkzeuge (11-15; 17-21) für einen engen Sitz geeig­ nete zylindrische Hohlräume (146, 122) enthält und daß der mit dem Werk­ zeugaustauschkopf (48) gekoppelte Antriebe (43) sowohl horizontal als auch vertikal betreibbar ist.

4. Schmiedemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugaustauschkopf (48) eine die Werkzeuge (11-15; 17-21) in Ausrichtung mit den zugeordneten Hohlräumen (146, 122) haltende Stütz­ plattform (61) aufweist, und daß der durch den Motor (104) antreibbare Wagen (96) längs der den Werkzeugen (11-15; 17-21) zugeordneten Hohlräu­ me (146, 122) verschiebbar angeordnet ist.

5. Schmiedemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (96) sich nach unten erstreckende Vorsprünge (117, 118) aufweist und daß die Werkzeuge (11-15; 17-21) jeweils eine einen Vor­ sprung (117, 118) aufnehmende Vertiefung (119, 121) aufweisen.

6. Schmiedemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als zwei im Abstand voneinander angeordnete Finger (117, 118) und die entsprechenden Vertiefungen als Nut (119, 121) aus­ gebildet sind.

7. Schmiedemaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine (117) der beiden Finger (117, 118) in einem geringeren Ab­ stand als der andere (118) der beiden Finger vom Wagen (96) endet und daß der kürzere der beiden Finger mit einer im zylindrischen Formen-Körper (66) angeordneten Nut (119) und der längere der beiden Finger (118) mit einer im anderen zylindrischen Werkzeugkörper (64) angeordneten Nut (121) in Eingriff zu bringen ist.

8. Schmiedemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugbestückung separate Werkzeuge mit zylindrischen Halte­ rungsabschnitten (66, 64) von zumindest zwei unterschiedlichen Durch­ messern enthält, und daß die Stützplattform (61) zwischen einer ersten Position zum Ausrichten zugeordneter Hohlräume (122 oder 146) sowie Werkzeuge eines Durchmessers und einer zweiten Position zum Ausrichten zugeordneter Hohlräume (122 oder 146) sowie Werkzeuge mit einem anderen Durchmesser bewegbar ist.

9. Schmiedemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzere (117) der beiden Finger (117, 118) mit Werkzeugen (66) eines Durchmessers und der andere (118) der beiden Finger (117, 118) mit Werkzeugen (64) des anderen Durchmessers in Eingriff zu bringen ist.

10. Schmiedemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der gleichzeitig zur Abstützung an dem einen Ende der Stütz­ plattform (61) dienende Positionierungsvorsprünge (71, 72) an dem Rah­ men (16) angeordnet sind und ein dritter, auch der Abstützung der Stütz­ plattform (61) an dem anderen Ende dienender Positionierungsvorsprung (77) an dem Schlitten (22) angeordnet ist.

11. Schmiedemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsvorsprünge (71, 72, 77) in direktem Kontakt mit den Innenflächen der Öffnungen (73, 74, 76) stehen, daß die Öffnungen (73, 74, 76) in Vorsprüngen (68, 69, 75) angeordnet sind und der Werk­ zeugaustauschkopf (48) einen Rahmen (67) aufweist, der mit den die Öff­ nungen (73, 74, 76) enthaltenden Vorsprüngen (68, 69, 75) versehen ist.

12. Schmiedemaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (68, 69, 75) Spülmittelkanäle (81) aufweisen.

13. Schmiedemaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugbestückung in zylindrischen Hohlräumen (146, 122) in der Maschine eingesetzt ist und daß zum Entfernen von Schmutz aus den Hohl­ räumen geeignete Spülköpfe (38 a) vorgesehen sind.

14. Schmiedemaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die im Brustabschnitt des Rahmens (16) angeordneten Hohlräume (122) jeweils einen zum teilweisen Aufwerfen von zumindest einer der Werkzeug­ bestückungen (66) geeignete Ausstoßvorrichtung (127) aufweisen.

15. Schmiedemaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugbestückung separate Werkzeuge (17-21 und 11-15) auf­ weist, mit zylindrischen Körpern (64, 66) mit zumindest zwei unter­ schiedlichen Durchmessern, und daß die Stützplattform (61) zwischen einer ersten Position zum Ausrichten von Werkzeugen eines Durchmessers mit ihren zugeordneten Hohlräumen und einer zweiten Position zum Aus­ richten von Werkzeugen eines anderen Durchmessers mit ihren zugeordne­ ten Hohlräumen bewegbar ausgestaltet ist.

16. Schmiedemaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (122) einen Spülkopf (38 a) aufweisen.

17. Schmiedemaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugaustauschkopf (48) zur Aufnahme von Spülköpfen (38 a) geeignet ausgestaltet ist.

18. Schmiedemaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaustauschvorrichtung (46) an deren Wagen (96) einen die Finger (117, 118) aufweisenden Zieher (116) aufweist, der an ei­ ner Seite der Finger (117, 118) einen das Spülmittel in den Spülkopf (38 a) einführenden Vorsprung (23) aufweist.

19. Schmiedemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (10) mit zum lösbaren Blockieren der Werkzeugbestückung (11-15 und 17-21) geeigneten Blockiervorrichtungen (132, 149) an dem Rahmen (16) und dem Schlitten (22) versehen ist.

20. Schmiedemaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiervorrichtung einen radial bewegbar angeordneten Keil (132, 149) und der zu blockierende Werkzeug-Körper (11-15 und 17-21) einen entsprechenden, mit dem Keil (132, 149) in Eingriff zu bringen­ den Ausschnitt (136, 152) aufweist.

21. Schmiedemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugbestückung Werkzeuge (17-21) und Formen (11-15) enthält, welche jeweils einen zylindrischen Körper (64, 66) bilden, daß die Maschine (10) eine aus einem Schermesser (33) und einer Hohlwelle (32) bestehenden Schneidestation (31) aufweist, das Werkstücke und Formen mit einem engen Sitz in zylindrische Hohlräume (146, 122) aufnehmbar sind und daß die Werkzeugaustauschvorrichtung (46) eine das Schermesser (33) und die Hohlwelle (32) aufnehmende Vorrichtung aufweist.

22. Schmiedemaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schermesser (33) und die Hohlwelle (32) aufnehmende Vor­ richtung (49) mit einem Paar von seitlich bewegbaren Vorsprüngen (171, 172) versehen ist.

23. Schmiedemaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (171, 172) unter Federvorspannung stehen.