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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wechseln der Werkzeuge
an einer Werkzeugmaschine mit zwei Spindeln, deren Längsachsen sich kreuzen und
die sich durch Schwenken um eine gemeinsame Achse wechselweise in der Arbeits- und
in der Rüststellung im Bereich eines Werkzeugmagazins befinden.
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Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art liegen die Drehachsen beider
Spindeln in einer Ebene und schneiden sich. Beide Spindeln sind axial nicht verschieblich.
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Das Werzeugmagazin befindet sich an einer geeigneten Stelle der Maschine
und ist im allgemeinen als Trommel mit senkrechter Achse ausgebildet. Mit Hilfe
beweglicher Zangen werden die Werkzeuge dem Magazin entnommen und auf der jeweils
in der Rüststellung befindlichen Spindel aufgesteckt und umgekehrt.
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Die Arbeitsweise der bekannten Anordnung ist unbefriedigend, weil
die Führung der Werkzeuge zur in der Rüststellung axial nicht beweglichen Spindel
mit der Zange Bewegungen in mehreren Koordinaten erfordert und für jede Koordinate
ein eigenes Steuerelement notwendig ist. Weiterhin wird für den Werkzeugwechsel
erheblicher Platz beansprucht, und bei nur kurzem Arbeitsgang der Arbeitsspindel
reicht die zur Verfügung stehende Zeit für den Werkzeugwechsel unter Umständen nicht
aus. Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen und ermöglichen, daß die Ausrüstung
der in der Rüststellung befindlichen Spindel schneller und mit weniger Aufwand erfolgen
kann.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die
beiden Spindeln in zwei zu einer Ebene durch die Schwenkachse und untereinander
parallelen Ebenen hintereinander liegen und die sich in der Rüststellung befindliche
Spindel an der anderen Spindel vorbei durch Axialverschiebung an das Werkzeugmagazin
heranzubringen ist, um dabei das Werkzeug mit Hilfe eines zur Spindel gehörigen
und in Abhängigkeit von der Spindelbewegung betätigbaren Schnellverschlusses unmittelbar
zu wechseln.
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Durch die Lösung nach der Erfindung kann die in der Rüststellung sich
befindende Spindel in den Bereich eines Magazins einfahren, dort zunächst das nicht
mehr benötigte Werkzeug ablegen und statt dessen ein neues Werkzeug aufnehmen. An
die Stelle einer komplizierten Greif- und Schwenkbewegung einer Zange tritt also
lediglich eine Axialbewegung einer Spindel. Da die auszurüstende Spindel an der
anderen Spindel vorbeizubewegen ist, baut die Vorrichtung nur klein und das Magazin
kann sich nahe der Spindellagerung befinden. Andererseits können für beide Spindeln
große Verstellwege vorgesehen sein. Es ist darauf hinzuweisen, daß es sich bei dem
Vorschub für den Werkzeugwechsel nicht um den Arbeitsvorschub der Spindeln handelt.
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Ein weiterer großer Vorteil gegenüber bekannten Anordnungen ist die
sehr lange Lagerung der Spindeln, die sich auf die Bearbeitungsgenauigkeit sehr
günstig auswirkt.
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Die Axialverschiebung der Spindeln kann mit einem hydraulisch oder
pneumatisch beschickten Kolben-Zylinder-Element erfolgen. Das hat den Vorteil, daß
ein. bei Werkzeugmaschinen meist ohnehin vorhandenes Betriebsmittel zu verwenden
ist. Wird auf diesen Vorteil kein Wert gelegt, so ist es möglich, die Axialbewegungen
der Spindeln mechanisch mit Zahnstangen oder ähnlichen an sich bekannten Antrieben
zu bewirken.
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Die Spindeln können zur axialen Arretierung jeweils vom Kolben-Zylinder-Element
gegen die als Anschlag dienende Kupplung zwischen Spindeln und Maschinenantrieb
gespannt werden. Diese Ausgestaltung ist insofern besonders günstig, als zur axialen
Arretierung der Arbeitsspindel keine zusätzlichen Anschläge oder Betätigungselemente
angeordnet werden müssen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt.
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Die mit dem Bohrer 1 ausgerüstete Spindel 2 befindet sich in der Arbeitsstellung.
Sie ist über die mit einer Stirnverzahnung versehene Kupplung 3 mit dem Antrieb
4 zu kuppeln. Die zweite Spindel 5 befindet sich in der Rüststellung und ist in
den Bereich eines beispielsweise als umlaufende Kette ausgebildeten Werkzeugmagazins
6 zu bringen.
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Beide Spindeln 2, 5 sind in dem Spindelkopf 7 gelagert. Der Spindelkopf
ist geteilt und der vordere, die Spindeln aufnehmende Teil ist mit dem Ringlager
8 und dem Antrieb 15 gegenüber dem festen hinteren Teil drehbar, so daß beide Spindeln
wechselweise in die Arbeits- und in die Rüststellung zu bringen sind.
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Die beiden Spindeln sind in Richtung ihrer Längsachsen verschieblich
im Spindelkopf gelagert. Zum Verschieben der Spindeln ist für jede Spindel ein Kolben-Zylinder-Element
vorgesehen, dessen Zylinder 9 am Spindelkopf gehalten ist und dessen Kolben 10 sich
mit der aus dem Zylinder herausragenden Kolbenstange 10a an einem Ring 11 der jeweiligen
Spindel abstützt.
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Die in der Arbeitsstellung befindliche Spindel ist gegen Axialbewegungen
durch die Kupplung 3 arretiert, an die die Spindel, z. B. durch entsprechende Füllung
des Zylinders 9, angedrückt wird. Die in der Rüststellung befindliche Spindel ist
durch entsprechende Füllung des Zylinders 9 über einen Druckmitteleinlaß 16 in den
Bereich des Magazins 6 zu bringen. Kurz vor dem Magazin ist ein einstellbarer und
in Grenzen nachgiebiger Anschlag 12 angeordnet, an dem der Schnellverschluß 13 der
Spindel anschlägt. Ist die Spindel in die durch einen unterbrochenen Linienzug dargestellte
Stellung gebracht, so hat sich mit Hilfe des Anschlages 12 der Schnellverschluß
13 geöffnet. Die Spindel kann im Zurückfahren um die Länge des im Schnellverschluß
13 gehaltenen Werkzeugteiles das nicht mehr benötigte Werkzeug im Magazin ablegen.
An dem entsprechend zurückgezogenen Schnellverschluß vorbei wird das Magazin bewegt,
bis das neue Werkstück vor dem Schnellverschluß steht. Dieser bewegt sich nach vorn,
öffnet an dem Anschlag 12 und erfaßt das neue Werkzeug. Daraufhin wird der Anschlag
12 mit einer Steuervorrichtung 14 aus dem Bereich des Schnellverschlusses 13 entfernt,
und diese hält das benötigte Werkzeug fest. Mit dem neuen Werkzeug bewegt sich die
Spindel in ihre bezeichnete Ausgangsstellung zurück, wozu statt entsprechender Füllung
des Zylinders 9 auch eine gespeicherte Federkraft unter Entleerung des Zylinders
9 dienen kann, die dann auch die Spindel 3 an die Kupplung andrückt.
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Da sich beide Spindeln erfindungsgemäß hintereinander befinden, können
Magazin und Spindelkopf nahe beieinander angeordnet sein und die auszurüstende
Spindel
mit ihrem hinteren Ende an der arbeitenden Spindel vorbeibewegt werden. Durch entsprechende
radiale Versetzung der Längsachsen der Spindeln 2, 5 zur Drehachse des Ringlagers
8 ist sichergestellt, daß jede Spindel mit dem Antrieb 4 zu verbinden ist.