DE10117951B4

DE10117951B4 - Verfahren zum Wechseln eines rotationssymmetrischen Schneidwerkzeuges sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10117951B4
Application number: DE10117951A
Authority: DE
Inventors: Heribert Heller
Original assignee: Holzma Plattenaufteiltechnik GmbH
Current assignee: Homag Plattenaufteiltechnik GmbH
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: FR2823142B1; FR2823142A1; DE10117951A1

Abstract

Verfahren zum Wechseln eines rotationssymmetrischen Schneidwerkzeugs, insbesondere eines Kreissägeblattes (28), das von einer horizontal gelagerten Arbeitsspindel (22) eines Maschinenaggregats (20) getragen und zwischen zwei Spannflanschen (24, 26) drehfest eingespannt ist, bei dem das nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) von einem in Richtung auf die Arbeitsspindel (22) steuerbaren und mit einem ersten, geschärften Schneidwerkzeug (28') bestückten Wechselkopf (30) übernommen und dieser in einer Bereitschaftsstellung um eine vertikale Achse (34) in eine Wechselstellung geschwenkt wird, in der das nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) vom Wechselkopf (30) abgenommen, dieser mit einem zweiten, geschärften Schneidwerkzeug (28') bestückt und anschließend der Wechselkopf (30) zur Übergabe des geschärften, ersten Schneidwerkzeuges (28') in Richtung auf die Arbeitsspindel (22) gesteuert und nach erfolgter Werkzeugübergabe unter Beibehaltung seiner Schwenkstellung in seine Bereitschaftsstellung zurückgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das auf die Arbeitsspindel (22) aufgesteckte, nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) zusammen mit seinem dem Wechselkopf (30) zugekehrten Spannflansch (26) vom Wechselkopf (30) übernommen wird, dass nach dessen...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wechseln eines rotationssymmetrischen Schneidwerkzeuges, insbesondere eines Kreissägeblattes, das auf einer horizontal gelagerten Arbeitsspindel eines Maschinenaggregates getragen und zwischen zwei Spannflanschen drehfest eingespannt ist nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
Es ist Stand der Technik, bei Werkzeugmaschinen zum automatischen Wechseln von Schneidwerkzeugen an einer Arbeitsspindel einen Wechselkopf vorzusehen.

Bei einem bekannten Wechselsystem für Schleifscheiben werden diese in ihrer Ablageposition horizontal abgelegt und dabei mit einem ihrer beiden, mit dem Schleifscheibenkörper fest verbundenen Flansche auf einen Aufnahmedorn aufgesteckt ( DE 36 20 047 A1 ).

Bei einer weiteren bekannten Wechselvorrichtung für Kreissägeblätter ist ein vor die Arbeitsspindel sowie in Ablagepositionen verschwenkbarer Schwenkarm vorgesehen. Für einen Sägeblattwechsel wird durch diesen zunächst ein das Kreissägeblatt auf der Arbeitsspindel festlegender Losflansch von dieser abgenommen und zu einer ersten Ablageposition transportiert. Danach wird vom Schwenkarm das Kreissägeblatt übernommen und nach Überführen in eine zweite Ablageposition einem Magazin zugeführt. Dort wird vom Schwenkarm anschließend ein geschärftes Kreissägeblatt übernommen und wieder der Arbeitsspindel zugeführt.

Schließlich bringt der Schwenkarm auch den Losflansch zurück, der dabei auf die Arbeitsspindel aufgesteckt und am Kreissägeblatt verspannt wird.

Für den Transport von Losflansch und Kreissägeblatt sind dementsprechend durch den Schwenkarm zeitraubend Einzelschwenkoperationen durchzuführen ( DE 91 13 684 U1 ).

Darüber hinaus ist bereits ein Verfahren mit der im Oberbegriff des Anspruches 1 erläuterten Abfolge von Verfahrensschritten zur Durchführung eines zügigen Werkzeugwechsels bekannt, das druckschriftlich allerdings nicht belegbar ist. Es findet bei Plattenaufteilsägen Anwendung.

Für diesen Werkzeugwechsel ist dem betreffenden Sägeaggregat ein Wechselkopf zugeordnet, der mit zwei in Höhe der Arbeitsspindel angeordneten und einander gegenüberliegenden Werkzeugaufnahmevorrichtungen ausgestattet ist, und der für einen Sägeblattwechsel in eine Zuführ- und Übernahmestellung derart vor die Arbeitsspindel gesteuert wird, dass eine der Werkzeugaufnahmevorrichtung zur Werkzeugübernahme bzw. -übergabe mit der Arbeitsspindel fluchtet.

Nach erfolgter Übernahme eines auszutauschenden Kreissägeblattes fährt der Wechselkopf in eine Bereitschaftsstellung zurück, in der nach einer Schwenkbewegung desselben von der einen Werkzeugaufnahmevorrichtung das zu schärfende Kreissägeblatt abgenommen wird, während die gegenüberliegende Werkzeugaufnahmevorrichtung mit einem geschärften Kreissägeblatt bestückt wird.

Anschließend werden diese Werkzeugaufnahmevorrichtungen, nach einer erneuten Schwenkbewegung des Wechselkopfes in Flucht zur Arbeitsspindel gebracht, wonach dieser zur Werkzeugübergabe wieder in Richtung auf die Arbeitsspindel gesteuert wird. Ist ein Wechsel dieses an der Arbeitsspindel befestigten Kreissägeblattes fällig, wird die Werkzeugaufnahmevorrichtung zur Werkzeugübernahme erneut vor die Arbeitsspindel gesteuert, wonach sich das erläuterte Arbeitsspiel wiederholt.

Bei diesem Verfahren sind die auszutauschenden Kreissägeblätter jeweils auf einem speziellen Spanndorn zu montieren, um sie am Wechselkopf und an der Arbeitsspindel selbsttätig aufnehmen zu können. Diese Spanndorne sind jeweils aus zwei miteinander axial fest verbindbaren Dornteilstücken gebildet, die an ihren einander zugekehrten Endstücken jeweils einen Spannflansch tragen. Ein auszutauschendes Kreissägeblatt ist auf einem zentralen, stirnseitigen Kragen des einen Spannflansches aufzustecken, wonach beide Dornteilstücke miteinander zu verbinden sind. Das Kreissägeblatt wird dadurch zwischen den Spannflanschen drehfest eingespannt.

Zur Befestigung von Kreissägeblättern bzw. deren Spanndorn auf der Arbeitsspindel ist diese mit einem Innenkonus ausgestattet, in den der Spanndorn mit einem an das eine Dornteilstück angeformten Außenkonus einzuführen und dieser danach in der Arbeitsspindel durch einen maschinenseitig speziell anzusteuernden Spannmechanismus axial zu verspannen ist.

Für auszuwechselnde Kreissägeblätter sind somit mit Spannflanschen ausgestattete, geteilte Spanndorne bereitzustellen, wobei für deren Werkzeugbestückung eine zeitraubende, manuell durchzuführende Werkzeug-Vormontage durchzuführen ist.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass am Wechselkopf automatisch durchzuführende Werkzeugwechsel nur möglich sind, wenn der Wechselkopf in seiner Bereitschaftsstellung um 90° geschwenkt wird, so dass die Achse seiner einander gegenüberliegenden, zunächst mit der Arbeitsspindel fluchtenden Werkzeugaufnahmevorrichtungen quer zur Arbeitsspindelachse gerichtet und es dadurch möglich ist, entsprechende Magazinvorrichtungen seitlich der sich in Richtung der Arbeitsspindel erstreckenden Wechselkopfführungsbahn, einander gegenüberliegend, vorzusehen.

Für eine solche Magazinanordnung wird einerseits viel Platz benötigt; andererseits muss sich das Bedienungspersonal, um an die Werkzeugspeicherplätze zu gelangen, zwischen die Magazinvorrichtungen und den sich in der Bereitschaftsstellung befindenden Wechselkopf begeben, was ungünstig und sicherheitstechnisch bedenklich ist.

Schließlich bedingt die Anordnung von Kreissägeblättern auf jeweils einem Spanndorn, dass diese nicht hintereinander bzw. koaxial magazinierbar sind und die Magazinvorrichtungen somit eine Vielzahl von Speicherplätzen benötigen, die jeweils einzeln in eine zu der gegenüberliegenden Werkzeugaufnahmevorrichtung des Wechselkopfes fluchtende Übernahme- bzw. Übergabeposition zu steuern sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeugwechselverfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, durch das sich für den Werkzeugtransfer eine Anordnung von Schneidwerkzeugen auf einem speziellen Spanndorn erübrigt und dass günstige Voraussetzungen für das Magazinieren von geschärften und verschlissenen Schneidwerkzeugen schafft.

Die Aufgabe wird für eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 gelöst.

Zur Lösung dieser Aufgabe bedient sich die Erfindung eines Verfahrens mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 erläuterten Verfahrensschritten, das sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 auszeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es somit, ein auf die Arbeitsspindel aufgestecktes und auf dieser zwischen einem Festflansch und einem Losflansch drehfest eingespanntes, rotationssymmetrisches Schneidwerkzeug, bspw. ein Kreissägeblatt, gegen ein geschärftes Schneidwerkzeug auszutauschen, in dem der sich im axialen Abstand zur Arbeitsspindel in einer Bereitschaftsstellung befindende Wechselkopf zunächst an dessen von der Arbeitsspindel abgekehrten Seite mit einem Losflansch und einem ersten geschärften Schneidwerkzeug bestückt wird.

Zur Durchführung des Werkzeugwechsels wird dann der Wechselkopf vor die Arbeitsspindel gesteuert, wonach sowohl der auf dieser vorhandene Losflansch als auch das nachzuschärfende Schneidwerkzeug vom Wechselkopf übernommen werden.

Nach Rücksteuerung des Wechselkopfes in seine Bereitschaftsstellung wird dieser, vorzugsweise gemäß Anspruch 2, um seine vertikale Achse gedreht, so dass nunmehr das zuvor an diesem angebrachte, erste geschärfte Schneidwerkzeug nebst Losflansch der Arbeitsspindel zugekehrt ist und sich das nachzuschärfende Schneidwerkzeug nebst seinem Losflansch auf der von der Arbeitsspindel abgekehrten Seite des Wechselkopfes befindet.

Beim Austausch des nachzuschärfendes Schneidwerkzeuges gegen ein zweites geschärftes Schneidwerkzeug verbleibt dabei der Losflansch am Wechselkopf, wonach dieser in Richtung auf die Arbeitsspindel zur Übergabe des ersten, geschärften Schneidwerkzeuges samt Losflansch bewegt und anschließend so lange in seine Bereitschaftsstellung zurückgesteuert wird, bis das sich im Einsatz befindende, erste Schneidwerkzeug samt Losflansch zur Durchführung eines Werkzeugwechsels wieder vom Wechselkopf aufzunehmen und dieser danach in die Bereitschaftsstellung zum Drehen um 180° zurückgesteuert wird. Danach wiederholt sich das erläuterte Arbeitsspiel.

Selbstverständlich kann der Wechselkopf nach Aufnahme eines nachzuschärfenden Schneidwerkzeuges sowie des Losflansches in seiner Bereitschaftsstellung erforderlichenfalls, analog zum bekannten Verfahren, auch um einen kleineren Winkelbetrag von bspw. 90 ° um seine Achse gedreht werden, um den Wechselkopf für die Werkzeugentnahme und -wiederbestückung mit einem geschärften Schneidwerkzeug in eine für das gegebene Umfeld günstige Position zu bringen.

Für die Durchführung eines vollautomatisierten Werkzeugwechsels ist es dabei vorteilhaft, das Verfahren nach Anspruch 3 zu gestalten.

In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 4 auszugestalten, was den Vorteil bietet, am Maschinenaggregat auf die Anordnung von speziell anzusteuernden Betätigungsvorrichtungen zum Lösen und Festlegen des Schneidwerkzeuges sowie des Losflansches auf der Arbeitsspindel verzichten zu können.

Zur Durchführung des Verfahrens dient als weiterer Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung gemäß Anspruch 5, wobei zu bevorzugende Ausgestaltungen derselben Gegenstand der Ansprüche 6 bis 8 sind. Anspruch 9 bezieht sich auf ein mit der Einrichtung kombinierbares Werkzeugmagazin zur selbsttätigen Übernahme von nachzuschärfenden und ebenso zur Übergabe von geschärften Schneidwerkzeugen, wobei in den Ansprüchen 10 bis 13 vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Werkzeugmagazins erläutert sind.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung in Verbindung mit einem Werkzeugmagazin zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.
Es zeigen:
1 stark schematisiert in Draufsicht eine einem Sägewagen zugeordneten Einrichtung zur selbsttätigen Durchführung von Werkzeugwechseln;
2 einen Horizontalschnitt durch den Wechselkopf der Einrichtung entlang der Linie II-II der 1, in vergrößertem Maßstab;
3 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Teilseitenansicht des Wechselkopfes;
4 einen in 2 durch einen strichpunktierten Kreis angedeuteten Ausschnitt zur Veranschaulichung einer im Winkelabstand zur Klauenanordnung gemäß 2 vorgesehenen, weiteren Anordnung von Werkzeugsicherungsklauen, in deren Sicherungsposition;
5 eine Darstellung der Werkzeugsicherungsklauen gemäß 4 in deren Freigabestellung am Werkzeugmagazin;
6 einen Horizontalschnitt durch das Werkzeugmagazin entlang der Linie VI-VI der 1, wobei einfachheitshalber die obere Schnitthälfte einen Werkzeugspeicherdorn zum Auffädeln von einzelnen, nachzuschärfenden Kreissägeblättern und die untere Schnitthälfte einen Werkzeugspeicherdorn zum Abschieben von einzelnen, gespeicherten und geschärften Kreissägeblättern zeigt;
7 eine Stirnansicht eines der Werkzeugspeicherdorne;
8 bis 14 Darstellungen der einzelnen Arbeitsschritte der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
1 zeigt als Maschinenaggregat bspw. einen in seiner Ausgangsstellung dargestellten, als Ganzes mit 20 bezeichneten Sägewagen einer Plattenaufteilsäge, der z. B. lediglich mit einer horizontal gelagerten Arbeitsspindel 22 ausgestattet ist, auf die zwischen einem Festflansch 24 und einem Losflansch 26 ein geschärftes Kreissägeblatt 28 aufgesteckt ist.
Der Sägewagen 20 könnte ebenso gut mit wenigstens zwei oder drei zueinander parallelen Arbeitsspindeln bestückt sein, um bspw. mit zwei Kreissägeblättern und ggf. einem Vorritzblatt arbeiten zu können.
Mit 30 ist als Ganzes ein Wechselkopf bezeichnet, der in Richtung der Arbeitsspindelachse aus einer in 1 gezeigten Bereitschaftsstellung sowohl in Richtung auf die Arbeitsspindel 22 als auch in Richtung auf ein als Ganzes mit 32 bezeichnetes, sich im Abstand von der Bereitsschaftsstellung befindendes Werkzeugmagazin steuerbar ist, das dem Wechselkopf 30 an dessen vom Sägeaggregat 20 abgekehrten Seite zugeordnet ist.
Der Wechselkopf 30 ist um eine vertikale Schwenkachse 34 zwischen wenigstens zwei Schwenkstellungen verschwenkbar und trägt zwei einander gegenüberliegende, koaxiale Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 (siehe 2), deren in Höhe der Achse der Arbeitsspindel 22 des Sägewagens 20 liegende Achse zu dieser fluchtend einstellbar ist (siehe 1).
Bei einer Ausstattung des Sägewagens 20 mit zwei oder mehr Arbeitsspindeln können Sägewagen 20 oder Wechselkopf 30 in der Zeichenebene relativ zueinander derart einstellbar sein, dass die Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 zu jeweils einer dieser Arbeitsspindeln fluchten.
Das Werkzeugmagazin 32 weist bspw. zwei in einer vertikalen Ebene im Abstand übereinander angeordnete, sich in Richtung auf den Wechselkopf 30 erstreckende Werkzeugspeicherdorne 40 und 42 auf (siehe 6), deren Achsen in der die vertikale Schwenkachse 34 des Wechselkopfes 30 sowie die Achse seiner Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 enthaltenden Vertikalebene liegen.
Die Werkzeugspeicherdorne 40, 42 sind in vertikaler Richtung vorzugsweise gemeinsam derart verlagerbar, dass jeweils einer derselben fluchtend zu den Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 des Werkzeugwechselkopfes 30 einstellbar ist.
Ebenso gut könnten zwei oder mehr solcher Dorne in Höhe der Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 in seitlichem Abstand voneinander vorgesehen und in der Zeichenebene entsprechend verstellbar sein. Schließlich könnte das Werkzeugmagazin 32 auch karusselartig konzipiert und mit einer Vielzahl von Werkzeugspeicherdornen ausgestattet sein, die einzeln in Flucht zu den Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 einstellbar sind.
Sowohl die Arbeitsspindel 22 als auch die Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 weisen zur Werkzeugaufnahme und -freigabe jeweils einen selbständig schutzwürdigen Mechanismus auf, der sowohl eine selbsttätige Entsicherung und Werkzeugübergabe von der Arbeitsspindel 22 auf die sich in Übernahmeposition befindende Werkzeugaufnahmevorrichtung 36 oder 38 als auch eine Werkzeugübergabe auf die Arbeitsspindel 22 und selbsttätige Werkzeugsicherung auf dieser bewerkstelligt, ohne dass hierfür der Sägewagen 20 mit einer speziell anzusteuernden, kraftbetätigten Haltevorrichtung auszustatten ist.
Zu diesem Zweck ist das Kreissägeblatt 28 auf einen Ringkragen 46 des Losflansches 26 und dieser auf einen Zentralkragen 44 des Festflansches 24 aufsteckbar.
Im Festflansch 24 ist koaxial eine Führungsbuchse 48 vorgesehen, auf der eine Betätigungshülse 50 axial verschiebbar geführt ist. Diese dient dazu, z. B. drei im Winkelabstand von 120° zwischen dieser und den beiden Flanschen 24, 26 angeordnete Sperrelemente 52 gemeinsam zu betätigen, um den Losflansch 26 über das Kreissägeblatt 28 zu dessen Anlage am Festflansch 24 axial zu verspannen oder dessen Verspannung zur Übernahme des Losflansches 26 samt Kreissägeblatt 28 durch eine der Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 des Wechselkopfes 30 zu lösen.
Diese Sperrelemente 52 liegen am Außenumfang der Betätigungshülse 50 an und hintergreifen mit ihrem einen Endstück 52' zu deren radialschwenkbeweglichen Lagerung ständig eine radiale Innenringschulter 54 des Zentralkragens 44 des Festflansches 24.
Deren anderes Endstück bildet eine Sperrklinke 56, die mit einer sich in Richtung auf die Arbeitsspindel 22 konisch verjüngenden Innenringfläche 58 des Losflansches 26 formschlüssig in Eingriff bringbar ist, wozu die Sperrklinke 56 auf einer in Richtung auf den Festflansch 24 abgestuften Schrägfläche 60 der Betätigungshülse 50 aufruht. Die sich konisch verjüngende Innenringfläche 58 ist vorzugsweise in einen vom Losflansch 26 abragenden Zentralkragen 62 eingeformt, aus dem das eine Endstück der Betätigungshülse 50 herausragt.
Sowohl in den Außenumfang des Zentralflansches 62 als auch in das aus diesem herausragende Endstück der Betätigungshülse 50 ist je eine äußere Umfangsnut 64 bzw. 66 eingeformt, mit denen jeweils im Winkelabstand von 120° Mitnahmekugeln 67 bzw. 68 in Eingriff bringbar sind, die Kupplungselemente von jeweils einer der Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36 bzw. 38 des Wechselkopfes 30 zur Handhabung von Losflansch 26 und Betätigungshülse 50 in deren Achsrichtung bilden.
Mit 70 ist eine die Führungsbuchse 48 axial durchsetzende Sicherungstange bezeichnet, die auf ihrem gemäß 2 rechten Stangenendstück eine sich in Richtung auf deren gegenüberliegendes Stangenende verjüngenden Konus 71 trägt, an dem sich bspw. zwei einander diametral zugeordnete Spreizelemente in Form von Kugeln 72 und 74 abstützen, die jeweils in einem radialen Durchbruch der Führungsbuchse 48 geführt sind und von einer sich in Richtung auf die Betätigungshülse 50 konisch verjüngenden Zentralausnehmung 78 des Festflansches 24 aufgenommen sind.
Die Sicherungsstange 70 ragt mit ihrem anderen Stangenendstück in die Betätigungshülse 50 hinein und trägt auf diesem eine in letzterer axial verschiebliche Führungsbuchse 80. Mit 82 ist eine von der Sicherungsstange 70 durchsetzte und in einem Innengewinde der Betätigungshülse 50 verdrehbare Gewindebuchse bezeichnet. Zwischen dieser und der Führungsbuchse 80 sitzt auf der Sicherungsstange 70 eine durch entsprechende Einstellung der Gewindebuchse 82 vorspannbare Druckfeder 84, die ständig versucht, die Sicherungsstange 70 axial so zu verstellen, dass deren Führungsbuchse 80, bei auf der Arbeitsspindel 22 sitzendem Losflansch 26 teilweise aus der Betätigungshülse 50 herausragt.
In dieser Axialstellung werden die Kugeln 72, 74 durch den Konus 71 an die Innenumfangsfläche der konischen Ausnehmung 78 des Festflansches 24 angelegt, wodurch der Axialweg der Sicherungsstange 70 begrenzt bzw. verhindert wird, dass sich die Betätigungshülse 50 zusammen mit deren Führungsbuchse 48 nach Anbau des Losflansches 26 samt Kreissägeblatt 28 an den Festflansch 24 aus diesen Flanschen herauslösen kann.
Um bei der Durchführung eines Werkzeugwechsels eine zuverlässige Verbindung des von der Arbeitsspindel 22 abzunehmenden bzw. auf diese aufzubringenden Losflansches 26 mit dem auf diesem sitzenden Kreissägeblatt 28 sicherzustellen, sind im Losflansch 26, wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, bspw. drei Sicherungsklinken 86 im Abstand von 60° zu den Sperrelementen 52 jeweils um eine Schwenkachse 88 verschwenkbar gelagert. Die Sicherungsklinken 86 werden durch eine Druckfeder 90 in ihrer das Kreissägeblatt 28 sichernden Stellung gehalten, indem sie mit einem Klinkenzahn 92 eine entsprechende Axialnut des Ringkragens 46 des Losflansches 26 und des Kreissägeblattes 28 durch- und das letztere hintergreifen.
Im Folgenden wird die Konstruktion des Wechselkopfes 30 bzw. dessen Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 beschrieben, wobei diese konstruktiv gleich ausgebildet und am Wechselkopf 30 zueinander symmetrisch vorgesehen sind.
Mit 94 ist ein z. B. scheibenförmiger Vorrichtungsträger bezeichnet, an dessen beiden Stirnseiten jeweils eine der Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 angeordnet ist. Diese weisen jeweils einen Führungszylinder 96 auf, an dessen freie Stirnseite ein Haltekörper 98 zur Übernahme des Losflansches 26 angebaut ist.
Im Haltekörper 98 befindet sich ein kreiszylindrischer Ringraum 100, in dem ein gegen Druckfedern 102 verstellbarer Ringkolben 104 geführt ist. Dieser wirkt unter Einfluss eines Druckmediums, vorzugsweise Druckluft, mit einer sich in Richtung auf den Losflansch 26 konisch erweiternden Innenringfläche 106 auf die Mitnahmekugeln 68 zu deren nach innen gerichteten Radialverlagerung zum Ankuppeln des Losflansches 26 an die Werkzeugaufnahmevorrichtung 36 bzw. 38 ein.
108 bezeichnet einen Zuflusskanal für die Druckluft. In drucklosem Zustand wird der Ringkolben 104 durch die Druckfedern 102 zur Freigabe der Mitnahmekugeln 67 in seine Freigabestellung zurückgeführt.
Mit 110 ist ein weiterer, in einem Ringraum 112 gegen Druckfedern 114 verschiebbarer Ringkolben bezeichnet, der in gleicher Weise wie der Ringkolben 104 mit den Mitnahmekugeln 67 zusammenwirkt und koaxial zum Ringkolben 104 und radial nach innen verlagert vorgesehen ist.
Der Ringraum 112 dieses Ringkolbens 110 ist in einem doppelt beaufschlagbaren und im Führungszylinder 96 koaxial zur Arbeitsspindel 22 verstellbaren Stellkolben 116 vorgesehen.
Seinen beiden Zylinderkammern 118, 120 ist über jeweils einen Anschlusskanal 122 bzw. 124 Druckluft zuführbar, während die Druckluft für den Ringkolben 110 über einen den Stellkolben 116 radial durchsetzenden und mit einem weiteren Anschlusskanal 126 des Führungszylinders 96 verbundenen Zuführkanal 128 zuführbar ist.
Der Stellkolben 116 ist auf einem Zentralzapfen 130 des Vorrichtungsträgers 94 geführt. Eine sich sowohl am Zentralzapfen 130 als auch am Stellkolben 116 abstützende Druckfeder 132 versucht, den Stellkolben 116 ständig vom Vorrichtungsträger 94 wegzubewegen.
Wie 3 zeigt, sitzt der die Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 tragende Vorrichtungsträger 94 auf einer vertikalen Stellwelle 132 eines Stellmotors 134 zum Schwenken des Wechselkopfes 30, der innerhalb eines auf nicht gezeigten Führungsschienen in der Zeichenebene mittels einer Antriebsvorrichtung gesteuert verfahrbaren Trägerschlittens 136 untergebracht ist. Im vorliegenden Falle ist letzterer auf bodenseitig verlegten, nicht gezeichneten Führungsschienen in drei Haltepositionen verfahrbar. Alternativ hierzu kann der Trägerschlitten 136 über Kopf an Führungsschienen hängend geführt sein, so dass der Wechselkopf 30 an der Unterseite des Trägerschlittens 136 hängend vorgesehen ist.
Mit 138 ist als Ganzes eine Ausrichtvorrichtung bezeichnet, die dazu dient, im Falle von im Festflansch 24 angeordneten und ein zu spannendes Kreissägeblatt 28 durchsetzenden Mitnahmebolzen 140, wie bspw. in 2 gezeigt, nach Aufstecken eines geschärften Kreissägeblattes 28 auf den Ringkragen 46 des Losflansches 26 dasselbe durch Verdrehen relativ zum letzteren so einzustellen, dass dessen Bolzenbohrungen, bspw. vor dem Transport des Kreissägeblattes 28 in Richtung auf den Festflansch 24, sich in fluchtender Lage zu dessen Mitnahmebolzen 140 befinden.
Diese Werkzeugeinstellung wird vorzugsweise durch einen Friktionsantrieb bewerkstelligt, wozu am Vorrichtungsträger 94 eine von einem Stellmotor 142 antreibbare Friktionsrolle 144 vorgesehen ist, die an die ihr zugekehrte Werkzeugstirnfläche reibungsschlüssig angelegt wird. Die Steuerung des Stellmotors 142 erfolgt über eine an der Werkzeugaufnahmevorrichtung 36 vorgesehene Steuervorrichtung 146 (siehe 3), die durch ein Aktivierungsglied, bspw. ein zusammen mit dem Losflansch 26 verdrehbares, nockenbetätigtes Schaltglied 148, steuerbar ist.
Im Folgenden wird die Konstruktion des Werkzeugmagazins 32 erläutert:
Dasselbe weist ein stationäres Führungsgestell 150 auf, in welchem die beiden Werkzeugspeicherdorne 40, 42 höhenverstellbar geführt sind. Hierzu ist jeder Speicherdorn 40, 42 jeweils an einem Tragkörper 152 angeflanscht, der seinerseits an einen im Führungsgestell 150 vertikal verstellbaren Führungskörper 154 vorzugsweise auswechselbar befestigt ist. Letzterer ist in der Höhe so positionierbar, dass der jeweilige Werkzeugspeicherdorn 40 bzw. 42 zu der diesem zugekehrten Werkzeugaufnahmevorrichtung 34 bzw. 36 des Wechselkopfes 30 fluchtet. 156 bezeichnet eine an den Tragkörper 152 gegenüber dem Werkzeugspeicherdorn 40 bzw. 42 angebaute Betätigungsvorrichtung, vorzugsweise in Form eines Zylinderaggregats, mit dessen Hilfe auf den Werkzeugspeicherdorn 40 bzw. 42 aufgesteckte Kreissägeblätter schrittweise axial verlagerbar sind. Im Folgenden sind dabei geschärfte Kreissägeblätter mit 28' bezeichnet. Die Konstruktion des Werkzeugspeicherdornes 40 ist dabei derart ausgelegt, dass auf diesem vom Wechselkopf 30 einzeln übergebene, nachzuschärfende Kreissägeblätter 28 gemeinsam schrittweise in Richtung auf den Tragkörper 152 transportiert werden, während auf dem Werkzeugspeicherdorn 42 gespeicherte, geschärfte Kreissägeblätter 28' schrittweise in entgegengesetzter Richtung zum Aufschieben auf den Ringkragen 46 eines am Wechselkopf 30 vorhandenen strichpunktiert angedeuteten Losflansches 26 geschoben werden.
Für eine solche Axialverlagerung von Kreissägeblättern 28 bzw. 28' sind die Werkzeugspeicherdorne 40, 42 jeweils mit einer durch das Zylinderaggregat 156 betätigbaren Schubvorrichtung 158 ausgestattet, die wenigstens zwei, vorzugsweise drei im Winkelabstand von 120° vorgesehene Schieber 160 aufweist, wie dies aus 7 ersichtlich ist. Letztere sind jeweils in einer sich im Radialabstand zum Dornumfang entlang einer Dornmantellinie erstreckenden Längsnut 162 verschiebbar geführt und innerhalb des Tragkörpers 152 mit ihrem Hinterende an einer Kolbenstange 164 des Zylinderaggregats 156 befestigt.
Die Schieber 160 sind mit einer Vielzahl von Werkzeugschubklinken 166 bzw. 168 ausgestattet, die als doppelarmige Hebel ausgebildet sind, die jeweils auf einer Querschwenkachse 170 sitzen und mit ihrem einen Hebelarm 172 auf einer Schwenkleiste 174 bzw. 176 aufruhen. Diese sind unterhalb der Schieber 160 angeordnet und sind zur Bildung einer Kulissenführung jeweils mit einem Paar von hintereinander angeordneten, abgewinkelten Führungsschlitzen 178, 180 ausgestattet. Diese sind jeweils von einem im Werkzeugspeicherdorn 40 bzw. 42 quer festgelegten Führungsstift 182 durchsetzt, der zugleich jeweils einen Längsschlitz 184 der Schieber 160 durchquert.
Die Werkzeugschubklinken 166 des Werkzeugspeicherdornes 40 tragen am Ende ihres anderen Hebelarmes einen über den Dornumfang vorstehenden Mitnahmezahn 186, der bei Aufstecken eines Kreissägeblattes 28 radial radial nach innen abtauchen kann und der ein auf den Werkzeugspeicherdorn 40 aufgestecktes, zu schärfendes Kreissägeblatt 28 selbsttätig an dessen dem Wechselkopf 30 zugekehrten Stirnseite hintergreift.
Die Werkzeugschubklinken 168 des Werkzeugspeicherdornes 42 sind an ihrem mit der Schwenkleiste 176 nicht in Eingriff stehenden Hebelarm mit einer Anschlagschulter 188 ausgestattet, die sich an auf den Werkzeugspeicherdorn 42 aufgesteckten, geschärften Kreissägeblättern 28 an deren vom Wechselkopf 30 abgekehrten Stirnseite abstützt.
Mit 190 ist ein die Kolbenstange 164 tragender, vorzugsweise druckluftbetätigter Kolben des Zylinderaggregats 156 der Werkzeugspeicherdorne 40, 42 bezeichnet, dem eine sich einerseits an der Kolbenstange 164 und andererseits am Gehäuse 157 des Zylinderaggregats 156 abstützender Kraftspeicher, vorzugsweise in Form einer Druckfeder 192 zugeordnet ist. Der Kolben 190 des Werkzeugspeicherdornes 40 wird durch die Druckfeder 192 in seiner Ausgangsstellung gehalten, in der sich die Schieber 160, gemäß 6, in ihrer ausgeschobenen bzw. anfänglichen Werkzeugmitnahmestellung befinden.
Im Gegensatz hierzu wird beim Werkzeugspeicherdorn 42 der Kolben 190 durch die Druckfeder 192 in seiner Ausgangsstellung so positioniert, dass sich die Schieber 160, gemäß 6, in ihrer zurückgezogenen bzw, anfänglichen Werkzeugmitnahmestellung befinden.
Die Schwenkleisten 174, 176 dienen dazu, die Werkzeugschubklinken 166, 168 in ihre Freigabestellung einzuschwenken sobald der betr. Schieber 160 entgegengesetzt zu seiner Bewegungsrichtung zur Werkzeugmitnahme verschoben wird, indem hierzu die Schwenkleisten 174, 176 im Werkzeugspeicherdorn 40 bzw. 42 radial parallel zu sich selbst verlagert werden.
Mit der beschriebenen Einrichtung gestaltet sich der Ablauf des Verfahrens folgendermaßen:

1. Der Wechselkopf 30, der an seiner Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 mit einem Losflansch 26' bestückt ist, wird zur selbsttätigen Positionierung eines geschärften Kreissägeblattes 28' am Losflansch 26' zum Werkzeugmagazin 32 und anschließend wieder in seine in 1 gezeigte Bereitschaftsstellung gesteuert, in der dessen Werkzeugaufnahmevorrichtung 36 zur Arbeitsspindel 22 fluchtet (siehe 1).
2. Bei fälligem Werkzeugwechsel wird der Wechselkopf 30 vor den Sägewagen 20 in eine Werkzeugübernahmestellung gesteuert, wobei das stumpf gewordene Kreissägeblatt 28 samt Losflansch 26 von der Werkstückaufnahmevorrichtung 36 übernommen wird (siehe 8).
3. Der nunmehr mit zwei Losflanschen 26, 26' und zwei Kreissägeblättern 28, 28' bestückte Wechselkopf 30 wird nach Ankunft in seiner Bereitschaftsstellung um 180° geschwenkt (siehe 9), danach zur Werkzeugübergabe auf die Arbeitsspindel 22 in Richtung auf den Sägewagen 20 (siehe 10) und anschließend zur Übergabe des abgenutzten Kreissägeblattes 28 zum Werkzeugmagazin 32 (siehe 11) und von dort schließlich wieder in seine Bereitschaftsstellung gesteuert, in der er nunmehr an seiner dem Werkzeugmagazin 32 zugekehrten Werkzeugaufnahmevorrichtung 36 mit dem von der Arbeitsspindel 22 übernommenen Losflansch 26 bestückt ist (siehe 12).
4. Nach Aufstecken des abgenutzten Kreissägeblattes 28 auf den Werkzeugspeicherdorn 40 führen beide Werkzeugspeicherdorne 40, 42 vorzugsweise gemeinsam in vertikaler Richtung eine Hubbewegung aus, um den Werkzeugspeicherdorn 42 in fluchtende Lage zur Werkzeugaufnahmevorrichtung 36 des Wechselkopfes 30 zu bringen (siehe 12), wonach dieser zur Übernahme eines geschärften Kreissägeblattes 28' zum Werkzeugmagazin 32 und anschließend mit einem geschärften Kreissägeblatt 28' in seine Bereitschaftsstellung gesteuert wird (13 und 14).
5. Schließlich wird der Werkzeugspeicherdorn 40 des Werkzeugmagazins 32 wieder in fluchtende Lage zu den Werkzeugaufnahmevorrichtungen 36, 38 bzw. zur Arbeitsspindel 22 eingestellt (14), wonach die Einrichtung für ein erneutes Arbeitsspiel bereit ist.

Claims

Verfahren zum Wechseln eines rotationssymmetrischen Schneidwerkzeugs, insbesondere eines Kreissägeblattes (28), das von einer horizontal gelagerten Arbeitsspindel (22) eines Maschinenaggregats (20) getragen und zwischen zwei Spannflanschen (24, 26) drehfest eingespannt ist, bei dem das nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) von einem in Richtung auf die Arbeitsspindel (22) steuerbaren und mit einem ersten, geschärften Schneidwerkzeug (28') bestückten Wechselkopf (30) übernommen und dieser in einer Bereitschaftsstellung um eine vertikale Achse (34) in eine Wechselstellung geschwenkt wird, in der das nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) vom Wechselkopf (30) abgenommen, dieser mit einem zweiten, geschärften Schneidwerkzeug (28') bestückt und anschließend der Wechselkopf (30) zur Übergabe des geschärften, ersten Schneidwerkzeuges (28') in Richtung auf die Arbeitsspindel (22) gesteuert und nach erfolgter Werkzeugübergabe unter Beibehaltung seiner Schwenkstellung in seine Bereitschaftsstellung zurückgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das auf die Arbeitsspindel (22) aufgesteckte, nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) zusammen mit seinem dem Wechselkopf (30) zugekehrten Spannflansch (26) vom Wechselkopf (30) übernommen wird, dass nach dessen Verschwenken in die Wechselstellung lediglich das nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) vom Wechselkopf (30) abgenommen und dem dabei am Wechselkopf (30) verbleibenden Spannflansch (26) zugleich ein zweites, geschärftes Schneidwerkzeug (28') zugeordnet wird und dass das erste, geschärfte Schneidwerkzeug (28') einem weiteren, an den Wechselkopf (30) angebrachten Spannflansch (26') zugeordnet und gemeinsam mit diesem auf die Arbeitsspindel (22) aufgesteckt und festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (30) nach Aufnahme des nachzuschärfenden Schneidwerkzeuges (28) in dessen Bereitschaftsstellung um 180° geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schwenkstellung des Wechselkopfes (30) zur Freigabe des von diesem aufgenommenen und nachzuschärfenden Schneidwerkzeuges (28) zwischen dem Wechselkopf (30) und einem Werkzeugmagazin (32) Relativbewegungen zum automatischen Austausch des zu schärfenden Schneidwerkzeuges (28) gegen ein geschärftes Schneidwerkzeug (28') durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nachzuschärfende Schneidwerkzeug (28) nebst Spannflansch (26) durch Einwirken des Wechselkopfes (30) auf Werkzeugspannmittel der Arbeitsspindel (22) auf dieser sowohl festgelegt als auch von dieser gelöst werden.
Einrichturg zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen dem Maschinenaggregat (20) zugeordneten und in Richtung der Arbeitsspindel (22) in eine Werkzeugübernahme- oder -übergabestellung verfahrbaren und um eine vertikale Achse (34) verdrehbaren Wechselkopf (30), der zwei einander gegenüberliegende Werkzeugaufnahmevorrichtungen (36, 38) trägt, die einzeln zur Arbeitsspindel (22) fluchtend ausrichtbar sind, wobei die Arbeitsspindel (22) und die Werkzeugaufnahmevorrichtungen (36, 38) zur selbsttätigen Übernahme, Freigabe sowie Übergabe eines Losflansches (26 bzw. 26') und eines Schneidwerkzeuges (28 bzw. 28') jeweils entsprechende Aufnahme- und Spannmitteln (50, 52; 67, 110; 116) uns Spannmittel (68, 104) zum Ankoppeln des Losflansches an die Werkzeugaufnahmevorichtung (36, 38) vorgesehen sind.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zum selbsttätigen Festspannen des Schneidwerkzeuges (28 bzw. 28') sowie des Losflansches (26 bzw. 26') auf der Arbeitsspindel (22) sowie zum Lösen von dieser vorgesehenen Spannmittel (50, 52) der Arbeitsspindel (22) durch die dieser zugekehrten Werkzeugaufnahmevorrichtung (36 bzw. 38) des Wechselkopfes (30) betätigbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (30) zum Überführen der sich zum Lösen eines Schneidwerkzeuges (28 bzw. 28') vor der Arbeitsspindel (22) bzw. für die Aufnahme eines geschärften Schneidwerkzeuges im Einsatz befindenden Werkzeugaufnahmevorrichtung (36 bzw. 38) in eine Bereitschaftsstellung zurücksteuerbar und in eine vorbestimmte Drehstellung einstellbar ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (30) zum Überführen der sich im Einsatz befindlichen Werkzeugaufnahmevorrichtung (36 bzw. 38) in ihre Stellung zur Werkzeugentnahme und Wiederbestückung mit einem Schneidwerkzeug (28 bzw. 28') um 180° verdrehbar ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wechselkopf (30) ein Werkzeugmagazin (32) zur automatischen Übernahme von nachzuschärfenden und zur Übergabe von geschärften Schneidwerkzeugen (28 bzw. 28') zugeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin (32) für beide Werkzeugkategorien jeweils mindestens einen abnehmbar angeordneten Werkzeugspeicherdorn (40 bzw. 42) aufweist, von denen für den Werkzeugtransfer jeweils einer in fluchtende Zuordnung zu der diesem zugekehrten Werkzeugaufnahmevorrichtung (36 bzw. 38) des Wechselkopfes (30) einstellbar ist.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugspeicherdorne (40, 42) jeweils eine Schubvorrichtung (158) aufweisen, durch die aufgesteckte, nachzuschärfende Schneidwerkzeuge (28) bei jeder erneuten Werkzeugübernahme gemeinsam in Achsrichtung von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (36 bzw. 38) weg bzw. bei jeder Übergabe eines geschärften Schneidwerkzeuges (28') in Richtung auf die Werkzeugaufnahmevorrichtung (36 bzw. 38) schrittweise verschiebbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die jedem Werkzeugspeicherdorn (40; 42) zugeordnete Schubvorrichtung (158) mindestens zwei einander diametral zugeordnete, jeweils in einer sich im Radialabstand zum Dornumfang bis zum freien Dornende erstreckenden Längsnut (162) geführte und durch eine Betätigungsvorrichtung (156) gemeinsam längsverstellbare Schieber (160) aufweist, auf deren dem Dornumfang zugekehrten Schieberlängskante jeweils ein Hebelarm (172) einer Vielzahl von im Werkzeugspeicherdorn (40; 42) jeweils um eine Querschwenkachse (170) verschwenkbaren, doppelarmigen Werkzeugschubklinken (166; 168) aufruht, deren anderer Hebelarm mit seinem freien, über den Dornumfang vor- stehenden Armende (186; 188) auf den Werkzeugspeicherdorn (40; 42) aufgesteckte Schneidwerkzeuge (26; 28') zu deren Axialverstellung hintergreift und dass die Schieber (160) bei ihrer Längsbewegung jeweils über eine Kulissenführung (178, 182) zum gemeinsamen Verschwenken der Werkzeugschubklinken (166; 168) in ihre Werkzeugfreigabestellung parallel zu sich selbst verlagerbar sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Schneidwerkzeuge (28 bzw. 28') mit wenigstens zwei, deren zentralem Durchbruch einander diametral zugeordneten Bohrungen für den Eingriff jeweils eines am Festflansch (24) der Arbeitsspindel (22) angeordneten Mitnehmerbolzens (140) eine Ausrichtvorrichtung (138) zugeordnet ist, durch die bei Übernahme eines solchen Schneidwerkzeuges (28 bzw. 28') vom Werkzeugmagazin (32) und dessen Übergabe auf die Arbeitsspindel (22) die Bohrungen koaxial zu dem jeweiligen Mitnehmerbolzen (140) am Festflansch (24) der Arbeitspindel (22) und zu den jeweiligen Einsteckbohrungen am wechselkopfseitigen Losflansch (26 bzw. 26') fluchtend einstellbar sind.