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DE2237010A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

Werkzeugmaschine

Info

Publication number
DE2237010A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
machine tool
tool according
devices
spindle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2237010A
Other languages
English (en)
Inventor
Dale Bondie
James Lewelling
Robert Sutton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ex-Cell-O Corp
Original Assignee
Ex-Cell-O Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ex-Cell-O Corp filed Critical Ex-Cell-O Corp
Publication of DE2237010A1 publication Critical patent/DE2237010A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15713Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
    • B23Q3/1572Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means
    • B23Q3/15726Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means the storage means rotating or circulating in a plane parallel to the axis of the spindle
    • B23Q3/15733Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means the storage means rotating or circulating in a plane parallel to the axis of the spindle the axis of the stored tools being arranged in the rotating or circulating plane of the storage means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00Tool changing
    • Y10T483/13Tool changing with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00Tool changing
    • Y10T483/14Tool changing with signal or indicator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00Tool changing
    • Y10T483/17Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1702Rotating work machine tool [e.g., screw machine, lathe, etc.]
    • Y10T483/1705Tool support comprises rotary spindle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T483/00Tool changing
    • Y10T483/17Tool changing including machine tool or component
    • Y10T483/1733Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/1748Tool changer between spindle and matrix
    • Y10T483/1752Tool changer between spindle and matrix including tool holder pivotable about axis
    • Y10T483/1755Plural tool holders pivotable about common axis
    • Y10T483/1767Linearly movable tool holders
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00Tool changing
    • Y10T483/18Tool transfer to or from matrix
    • Y10T483/1873Indexing matrix
    • Y10T483/1891Chain or belt

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Positioning Apparatuses (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

DR-IMQ. DIPL.-ING. M. SC. Dl PL. -PH SJ. D F.. OIPL.-ΡΗΥΞ.
KÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER
PATENTANWÄLTE IN STUTTGART
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• Ex-Cell-0 Corporation Detroit, Michigan, U. S0A.
Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem längs einer ersten Achse hin- und herbewegbarenΓ Spiindelstöck7 in welchem eine Werkzeugspindel drehbar gelagert ist, und mit einem Werkstücktisch zur Aufnahme eines mittels eines von der Werkzeugspindel aufgenommenen Werkzeugs zu bearbeitenden Werkstücks. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Horizontalspindelmaschine, die geeignet ist, verschiedene Bearbeitungsvorgänge auszuführen, wie zum Beispiel Fräsen, Bohren, Abstechen und dergleichen, und welche mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung versehen ist, um Werkzeuge in vorgegebener Reihenfolge von einem Werkzeugmagazin zu einer Werkzeugspindel und umgekehrt zu bewegen, um die Werkzeugspindel mit
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einer vorgegebenen Reihenfolge von Werkzeugen auszurüsten, so dass diese eine gewünschte Folge von Bearbeitungsoperationen ausführen kann.
Bekannte Werkzeugmaschinen, die dafür gedacht sind, automatisch eine Folge von Bearbeitungsvorgängen durchzuführen, haben eine Reihe von Nachteilen. Beispielsweise besitzen einige der bekannten Maschinen dieser Art Werkzeugmagazine, die getrennt von der Maschine angeordnet sind oder in einer solchen Lage an der Maschine, dass die Werkzeugwechseleinrichtung die Werkzeuge zunächst in eine Zwischenstation bringen muss, wenn ein Werkzeug ,von dem Magazin zu der Werkzeugspindel gebracht werden soll, wodurch die Zeiten für das Wechseln des Werkzeugs erhöht werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Maschinen dieser Art besteht darin, dass das Magazin sich in einer Stellung befindet, in der eine Bedienungsperson die Werkzeuge nicht voll sehen kann, wenn sie in dem Magazin sind, wobei das Magazin für die Bedienungsperson auch nicht zugänglich ist, um zwischen den Werkzeugwechseln, während die Maschine läuft, die Werkzeuge von Hand auszuwechseln. Ein weiterer Nachteil der bekannten Maschinen besteht darin, dass sie kompliziert sind und einen solchen Aufbau aufweisen, dass die Hitze von dem Schmieröl und die Hitze, die von der laufenden Maschine erzeugt wird, in der Maschine zurückgehalten wird, wodurch die Genauigkeit der Bearbeitungsvorgänge, die von der Maschine ausgeführt werden, ungünstig beeinflusst wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der vorliegenden Er-
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nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit der es möglich ist,, die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Maschinen dieses Typs zu vermeiden und automatisch eine'Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen auszuführen.
Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass Einrichtungen zur 'Bewegung des Werkstücktisches längs zweier zueinander und zur Bewegungsachse des Spindelstockes senkrechter Achsen vorgesehen sind, dass im Abstand von der.Werkzeugspindel ein Werkzeugmagazin vorgesehen ist, mit dessen Hilfe Werkzeuge in eine Entnahmestellung verbringbar sind, in der ihre Achsen parallel zur Werkzeugspindelachse verlaufen und mit dieser fluchten, und dass zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel ein Werkzeugwechselkopf zum direkten Auswechseln des jeweiligen Werkzeugs in der Werkzeugspindel gegen ein anderes Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin vorgesehen ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die erfindungsgemässe Werkzeugmaschine eine automatische Horizontalspindel-Fräsmaschine mit einem drehbaren, in mehreren, vorzugsweise vier Stellungen verrastbaren Werkstücktisch. Die erfindungsgemässe Maschine ist in der Lage, eine Reihe von Verarbeitungsvorgängen, wie zum Beispiel Fräsen, Bohren, Senken, Abstechen und dergleichen, durchzuführen. Die Werkzeugmaschine gemäss vorliegender Erfindung besitzt vorzugsweise eine automatische
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Werkzeugwechseleinrichtung, welche geeignet ist, die Werkzeuge direkt von der Werkzeugspindel zu einem horizontal angeordneten Werkzeugmagazin zu übertragen und umgekehrt, wobei das Werkzeugmagazin in der Lage ist, mehrere Werkzeuge aufzunehmen. Die Werkzeugwechseleinrichtung ist dabei vorzugsweise zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel angeordnet, um auf diese Weise eine direkte Übertragung zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel zu ermöglichen. In Weiterbildung der Erfindung wird der Werkstücktisch bei einer erfindungsgemässen Werkzeugmaschine von einem drehbaren Tisch getragen, der in mehreren Stellungen feststellbar ist und auf einem Schlitten angeordnet ist, der in Richtung der Z-Achse auf die Werkzeugspindel zu und von dieser wegbewegbar ist. Dieser Tischschlitten wird dabei von einem Sattelschlitten getragen, welcher von links nach rechts bzw. längs der X-Achse bewegbar ist, und zwar von der Vorderseite der Maschine her gesehen.
In Weiterbildung der Erfindung besitzt die erfindungsgemMsse Werkzeugmaschine ferner zwei seitlich im Abstand voneinander angeordnete, starre FUhrungssäulen, die vorzugsweise durch röhrenförmige, geschweisste Stahlkonstruktionen gebildet werden, die auf einer Basisplatte montiert sind, welche ihrerseits an einem Maschinenbett montiert ist, wobei die Führungssäulen dem Werkstücktisch benachbart angeordnet sind. Der Spindelstock ist vorzugsweise in senkrechter Richtung längs der Y-Achse verschiebbar auf Schienen an den Vorderseiten der Führungssäulen ■ angeordnet. Als günstig hat es sich erwiesen, wenn der Spindelstock einen Antriebsmotor, einen Funktionsdrehgeber und ein
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Untersetzungsgetriebe enthält, welches eine gemeinsame Achse mit der Werkzeugspindel aufweist und gemeinsam mit der Werkzeugspindel längs der Y-Achse zwischen den Führungssäulen beweglich ist. Vorzugsweise besitzt die Werkzeugspindel mit einem Antrieb versehene Einrichtungen zum automatischen. Festklemmen eines Werkzeugs in der Spindel zur Durchführung eines Bearbeitungsvorgangs an einem Werkstück, welches von dem Werkstücktisch getragen wird, wobei diese Klemmvorrichtungen eine Zugstange umfassen, welche über eine elektrische Kupplung mit einem geeigneten, hydraulischen Motor verbindbar ist ,sowie einen Druckschalter, der die Kupplung entregt, wenn ein vorgegebener Klemmdruck durch den hydraulischen Motor erreicht wurde-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist das Werkzeugmagazin horizontal angeordnet und an dem oberen Ende der Führungssäulen befestigt, so dass die Werkzeuge in dem Magazin für die Bedienungsperson jederzeit sichtbar sind. Der Werkzeugwechselkopf, ist dabei zwischen den Führungssäulen und zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel angeordnet. Er dient der direkten Übertragung der Werkzeuge zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel, ohne dass eine Zwischenstellung erforderlich wäre. Die Werkzeugmaschine ist vorzugsweise mittels einer numerischen Steuereinrichtung oder einer anderen geeigneten Steuereinrichtung steuerbar, wobei die Werkzeuge in der Werkzeugspindel in vorgegebener bzw. programmierter Weise gewechselt werden können. Als günstig hat es sich erwiesen, wenn die erfindungsgemässe Werkzeugmaschine einen drehbaren Tisch aufweist, welcher automatisch in vier verschiedene Stellungen verstellbar ist.
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V-
Es ist ein Vorteil der erfindungsgemässen Werkzeugmaschine , welche mit einem Werkzeugmagazin und einem Werkzeugwechselkopf ausgerüstet ist, dass bei ihr die Werkzeuge von dem Werkzeugmagazin zu der Werkzeugspindel in direkter, schneller, einfacher und genauer Weise übertragen werden können.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Werkzeugmaschine ist es, dass sie einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist und
eine hohe Arbeitsleistung erbringt. ■ ■
,Weiterhin ist'es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass
sie einen Spindelstock mit einer horizontalen Werkzeugspindel
aufweist sowie einen Antriebsmotor, ein Reduziergetriebe, einen
Tachometer und einen Funktionsdrehmelder, die miteinander fluchten und die als eine Einheit auf- und abbewegbar sind.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass das Werkzeugmagazin horizontal angeordnet ist und durch eine kontinuierliche
Kette gebildet werden kann, die durch eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmen und eine Vielzahl von diese Werkzeugaufnahmen verbindende Zapfen gebildet wird.
Des weiteren ist es ein Vorteil der erfindungsgemSssen Werkzeugmaschine, dass sie ein Werkzeugmagazin besitzt, in welchem die
Werkzeuge in Werkzeugaufnahmen untergebracht sind, die zum Zwekke der Ausrichtung an ihrem Schaft eine Arretiernut besitzen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachste-
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hend anhand einer Zeichnung näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemassen Werkzeugmaschine,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Werkzeugmaschine gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine gemäss Fig. 1 und 2., gesehen von der Linie 3-3 in Fig. 2,-
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine gemäss Fig. 1 bis 3, gesehen von der Linie U-U in Fig. 39 und zwar in Richtung der Pfeile,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Maschinenständer der Werkzeugmaschine gemäss Fig. 1 bis U, gesehen von der Linie 5-5 in Fig. 3 in Richtung der Pfeile,
Fig. 6 eine Vorderansicht des Maschinenständers gemäss Fig. 5, gesehen von der Linie 6-6 in Fig. 5 in Richtung der Pfeile, wobei einige Teile zur Verdeutlichung weggebrochen sind,
Fig. 7 ein horizontaler Querschnitt durch den Maschinenständer längs der Linie 7-7 in Fig. 6,
Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch den Maschinenständer gemäss Fig. 5 längs der Linie 8-8,
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Fig. 9 eine Seitenansicht des Maschinenständers gemäss Fig.5, gesehen von der Linie 9-9 in Richtung der Pfeile, wobei einige Teile zur Verdeutlichung weggebrochen sind,
Fig. Io eine Vorderansicht des Spindelstockes gemäss Fig. 3, gesehen von der Linie lo-lo dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 11 einen Querschnitt durch den Spindelstock gemäss Fig.Io längs der Linie 11-11 dieser Figur,
Fig. 12 eine Rückansicht des Spindelstocks gemäss Fig. 11, gesehen von der Linie 12-12 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 13 eine Draufsicht auf den Spindelstock gemäss Fig. 12, gesehen von der Linie 13-13 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. IU ein Teilschnitt durch den Spindelkopf gemäss Fig. 13 längs der Linie 14-14 dieser Figur,
Fig. 15 einen vergrösserten, horizontalen Teilschnitt durch das Werkzeugmagazin gemäss Fig. 3 längs der Linie 15-15 dieser Figur,
Fig. 16 eine vergrösserte Seitenansicht des"Werkzeugmagazins gemäss Fig. 15, gesehen von der Linie 16-16 dieser Figur in Richtung der Pfeile, und zwar teilweise im Schnitt, - 9 -
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Fig. 17 einen Teil der Vorderansieht des Werkzeugmagazins gemäss Fig. 16, gesehen von der Linie 17-17 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 18 einen vergrösserten Teilschnitt durch das Werkzeugmagazin gemäss Fig. 15 längs der Linie 18-18 dieser Figur,
Fig. 19 einen Teil einer vergrösserten Draufsieht auf das Werkzeugmagazin gemäss Fig. 18, gesehen von der Linie 19-19 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 2o eine Teilansicht der rechten Seite des Werkzeugmagazins gemäss Fig. 19, gesehen von der Linie 2o-2o dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 21 einen Teilschnitt durch das Werkzeugmagazin gemäss Fig. 15 längs der Linie 21-21 dieser Figur,
Fig. 22 eine Teilansicht der linken Seite des Werkzeugmagazins gemäss Fig. 21, gesehen von der Linie 22-22 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. '23 ein Teil einer Draufsicht auf das Werkzeugmagazin gemäss Fig. 22, gesehen von der Linie 23-23 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 24 einen Teil einer Draufsicht auf den Werkzeugwechsel-
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kopf gemäss Fig. 3, gesehen von der Linie 24-24 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 25 eine Teilansicht der linken Seite des Werkzeugwechselkopfes gemäss Fig. 24, gesehen von der Linie 25-25 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 26 eine Teilansicht des Werkzeugwechselkopfes gemäss Fig. 24, gesehen von der Linie 26-26 dieser Figur in Richtung der Pfeile, und zwar teilweise im Schnitt,
Fig. 27 eine Teilansicht der Rückseite des Werkzeugwechselkopfes gemäss Fig. 24, gesehen von der Linie 27-27 dieser Figur in Richtung der Pfeile ,
Fig. 2 8 einen Teilschnitt durch den Werkzeugwechselkopf gemäss Fig. 26 längs der Linie 28-28 dieser Figur,
Fig. 29
bis 35 verschiedene Stellungen des Werkzeugwechselkopfes während eines Arbeitszyklus,
Fig. 36 eine vergrösserte Teilansicht des Werkzeugwechselkopfes gemäss Fig. 28, gesehen von der Linie 36-36 dieser Figur in Richtung der Pfeile, und zwar teilweise im Schnitt,
Fig. 37 einen horizontalen Teilschnitt durch den Werkzeugwech-
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selkopf gemäss Fig. 36 längs der Linie 37-37 dieser Figur,
Fig. 3 8 einen horizontalen Teilschnitt durch den Werkzeugwechselkopf gemäss Fig. 36 längs der Linie 38-38 dieser Figur,
Fig. 39 ,einen horizontalen Teilschnitt durch die Werkzeugmaschine gemäss Fig. 2 längs der Linie 39-39 dieser Figur,
Fig. 4o einen Teilschnitt durch die Anordnung gemäss Fig. 39 längs der Linie Uo-Uo dieser Figur,
Fig. 41 eine Teilansicht der linken Seite der Anordnung gemäss Fig. 39, gesehen von der Linie 41-41 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 42 einen Teilschnitt durch die Anordnung gemäss Fig. 39 längs der Linie 42-42 dieser Figur,
Fig. 43 einen Teilschnitt durch die Anordnung gemäss Fig. 39 längs der Linie 43-43 dieser Figur,
Fig. 44 eine Draufsicht auf die Drehtischführung der Werkzeugmaschine gemäss Fig. 3, gesehen von der Linie 44-44 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
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Fig. 45 einen Teilschnitt durch die Drehtischführung gemäss Fig. 44 längs der Linie 45-45 dieser Figur,
Fig. 46 eine Ansicht der rechten Seite der Drehtischführung gemäss Fig. 44, gesehen von der Linie 46-46 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 47 eine Teilansicht der Drehtischführung gemäss Fig. 46, gesehen von der Linie 47-47 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 48 eine Teilansicht der Drehtischführung gemäss Fig. 44, gesehen von der Linie 48-48 dieser Figur in Richtung der Pfeile,
Fig. 49 eine Draufsicht auf den Werkstücktisch der Werkzeugmaschine gemäss Fig. 2, gesehen von der Linie 49-49 in Richtung der Pfeile,
Fig. 5o eine Vorderansicht des Werkstücktisches gemäss Fig.49, gesehen von der Linie 5o-5o dieser Figur in Richtung der Pfeile, und zwar teilweise im Schnitt,
Fig. 51 einen Horizontalschnitt durch den Werkstücktisch gemäss Fig. 5o längs der Linie 51-51 dieser Figur,
Fig. 52 eine Seitenansicht des Werkstücktisches gemäss Fig.51, gesehen von der Linie 52-52 in Richtung der Pfeile,
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wobei einige Teile geschnitten und einige Teile zur Verdeutlichung 'weggebrochen sind,
Fig. 53 einen Teilschnitt des Werkstücktxsches gemäss Fig. längs der Linie 53-53 dieser Figur,
Fig. 54 einen horizontalen Teilschnitt des Werkstücktxsches gemäss Fig. 53 längs der Linie 51-54 dieser Figur,
Fig. 55 eine Seitenansicht des Werkstüc'ktisches gemäss Fig. 49, gesehen von der Linie 55-55 dieser Figur in Richtung der Pfeile und
Fig. 56
und 5 7 schematische Darstellungen der Hydraulik und. des
Steuersystems für die erfindungsgemässe Werkzeugmaschine.
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In der Zeichnung, und zwar insbesondere in den Figuren 1 bis 3, bezeichnet das Bezugszeichen 9 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich eine Horizontalfräsmaschine, welche einen in mehreren Stellungen verrastbaren Werkstücktisch aufweist und auf welcher verschiedene Bearbeitungsvorgänge an einem Werkstück durchführbar sind, wie beispielsweise Bohren, Senken, Abstechen und ähnliche Operationen. Die Werkzeugmaschine 9 besitzt ein Maschinenbett Io, auf welchem ein Maschinenständer 11 montiert ist. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Spindelstock, der in senkrechter Richtung, d.h. in Richtung der Y-Achse, längs der Vorderseite des Maschinenständers 11 verschiebbar angeordnet ist. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet ein Werkzeugmagazin, welches horizontal an der Oberseite des Maschinenständers 11 montiert ist.
Ein Werkzeugwechselkopf 14, welcher ebenfalls an dem Maschinenständer 11 befestigt ist, befindet sich zwischen dem Werkzeugmagazin 13 und dem Spindelstock 12. Der Werkzeugwechselkopf 14 dient dem Transport der Werkzeuge von dem Werkzeugmagazin 13 zu dem Spindelstock 12 und umgekehrt. Wie man am besten aus den Figuren 1, 2 und 3 erkennt, besitzt die Werkzeugmaschine 9 einen Horizontalschlitten 15, welcher am vorderen Ende des Maschinenbettes Io in Richtung der X-Achse und senkrecht zur Y-Achse verschiebbar angeordnet ist. An dem Horizontalschlitten 15 ist eine Drehtischführung 16 vorgesehen, die längs der X-Achse verschiebbar ist. Von der Drehtischführung 16 wird ein Werkstücktisch 17 getragen, welcher längs der zur X- und Y-Achse senkrechten Z-Achse verschiebbar ist. Der Werkstücktisch 17 weist
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eine Drehplatte auf, die um eine senkrechte Achse in vier verschiedene Stellungen verdrehbar ist. Auf der in Fig. 1 rechten Seite der Werkzeugmaschine 9 ist ferner ein Bedienungspult 18 vorgesehen.
.Der. Maschinenständer
Wie die Figuren 5 und 9 zeigen, besitzt -der Maschinenständer 11 eine Basisplatte 2o, welche in geeigneter Weise, beispielsweise mittels einer Anzahl von Maschinenschrauben 21, an dem Maschinenbett Io befestigt ist. Wie die Figuren 5 und 7 zeigen, besitzt der Maschinenständer 11 zwei im Abstand voneinander angeordnete Führungssäulen 22 und 23, welche vorzugsweise aus Stahl bestehen und mit der Basisplatte 2o verschweigst sind. Mit der Oberseite der FührungssauIeη 22 und 23 ist eine Deckplatte 24 in geeigneter Weise verbunden, beispielsweise verschweisst.
Wie man am besten in Fig. 7 erkennt, besitzt jede der Führungssäulen 22, 23 eine senkrechte Aussenwand 25, eine einstückig damit ausgebildete Vorderwand 26 und eine ebenfalls einstückig damit ausgebildete Rückwand 27. Jede der Führungssäulen 22 und 23 besitzt ferner eine Innenwand 28, welche in geeigneter Weise mit der Vorderwand 26 bzw. der Rückwand 27 verbunden, beispielsweise verschweisst, ist. Die oberen Enden der Führungssäulen 22, 23 sind durch ein Gehäuse gegeneinander abgestützt, welches senkrechte Wände 29 und 3o und einen Boden 31 aufweist. Das Gehäuse ist mit den .Innenwänden 28 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schweissen, verbunden.
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Wie man am besten den Figuren 6 und 7 entnimmt, sind an den Vorderwänden 26 der Führungssäulen senkrechte Schienen, die nachstehend als Y-Schienen 3 3 bezeichnet werden, angebracht. Die Y-Schienen sind mittels einer Anzahl von Keilen 34 und Maschinenschrauben 35 jeweils mit einer Basisschiene 36 verbunden. Wie Fig. 9 zeigt, sind die Y-Schienen 33 und die Basisschienen 36 jeweils mit einer Keilnut 37 bzw. 38 versehen. Die Basisschienen 36 sind mit der Vorderwand 26 der zugeordneten Führungssäule jeweils über eine Anzahl von Maschinenschrauben verbunden.
Spindelstock
Wie Fig. Io und 11 zeigen, besitzt der Spindelstock einen Spindelschlitten 42, welcher verschiebbar auf den Y-Schienen 33 montiert ist und an welchem eine Werkzeugspindel 43 drehbar befestigt ist. Wie die Figuren 13 und 14 zeigen, ist der Spindelschlitten 42 in geeigneter Weise an den Y-Schienen 33 verschiebbar gehaltert, beispielsweise mit Hilfe von Sätzen geeigneter Führungslager 44, die von einer geeigneten C-förmigen Halterung 45 getragen werden.
Der Spindelschlitten 42 ist mittels einer Führungsspindel 46 (Fig. 8) längs der Y-Schienen 33 auf- und abbewegbar. Die Führungsspindel ist drehbar in geeigneten Lagern 47 und 48 gelagert, die in der Deckplatte 24 bzw. in der Basisplatte 2o vorgesehen sind. Die senkrechte Führungsspindel 46 läuft in einer
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Kugelgewxndemutter 49, welche in geeigneter Weise an dem Spindelschlitten 42 (Fig. 14) befestigt ist.
Über der Führungsspindel 46 ist ein Faltenbalg 5o (Fig. 8) als Staubschutz vorgesehen, dessen oberes Ende mit der Halterung
für das Lager 47 und dessen unteres Ende mit der Oberseite der Kugelgewxndemutter 49 verbunden ist. Die Führungsspindel 46 ist mittels eines geeigneten Elektromotors 51 antreibbar, welcher
mit einem üblichen Vorschub-Funktionsdrehmelder bzw. einem Positionsanzeiger 5 7 versehen ist. Der Elektromotor 51 ist in
einem Gehäuse 52 montiert, welches auf der Oberseite des Maschinenständers 11 befestigt ist. Der Motor 51 besitzt eine ,abgehende Welle 54, welche nach unten- durch eine Halterung 5'5 hindurchgreift, die von der Deckplatte 24 getragen wird. Die Welle 54 ist mittels einer geeigneten Kupplung 56 (Fig. 8) mit dem oberen Ende der Führungsspindel 46 verbunden.
Wie die Figuren 5,6,7 und 9 zeigen, ist der Spindelschlitten 42 mit zwei Sätzen von Gegengewichten versehen, um das Gewicht des massiven Spindelstocks 12 auszugleichen. In jeder der Führungssäulen 22, 23 ist jeweils ein Satz von Gegengewichten untergebracht. Jeder Satz von Gegengewichten wird durch geeignete Ketten und Sprossenräder gehalten, und beide Sätze von Ketten
und Halterungsteilen sowie die Gegengewichte sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie man am besten in Fig. 9 erkennt, ist eine das Gegengewicht tragende Kette 59 mit ihrem vorderen Ende an einem Ansatz 6ö
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des Spindelschlittens 42 befestigt. Von der Befestigungsstelle führt die Kette 59 nach oben und läuft über ein frei laufendes Sprossenrad 6Ί, welches sich auf einer Welle 62 dreht, die in Halterungen 63 (Fig. 7) gelagert ist. Die Halterungen 63 sind in geeigneter Weise an den Vorderseiten 26 der Führungssäulen 22, 23-sowie an der Deckplatte 24 befestigt.
Wie Fig. 9 zeigt, läuft die Kette 59 dann über ein zweites,frei laufendes Sprossenrad 64 nach rückwärts und nach unten. Das hintere Ende der Kette 59 ist mittels einer Halterung 6 7 mit dem oberen Ende einer die Gegengewichte tragenden Stange 6 8 verbunden. Das Sprossenrad 64 läuft auf einer Welle 65, die ihrerseits in Halterungen 66 (Fig. 7) gelagert ist.
Wie Fig. 9 zeigt, ist eine Reihe geeigneter Gegengewichte 69 auf der Stange 6 8 befestigt und wird auf dieser durch eine Mutter 7o festgehalten, welche auf das untere Ende der Stange 6 8 aufgeschraubt ist. Die Gegengewichte 69 können aus jedem geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Stahl oder Gußeisen, und die Anzahl der Gegengewichte hängt von dem Gewicht des Spindelstocks 12 ab. Wie Fig. 7 zeigt, besitzen die Gegengewichte 69 im wesentlichen quadratische Form und werden bei ihrer senkrechten Bewegung von Winkelschienen 71 geführt, welche in geeigneter Weise an der Innenseite der Ecken der Führungssäulen 22, 23 befestigt sind. Wie Fig. 6 zeigt, können die Gegengewichte 69 sich durch geeignete öffnungen 7 2 in der Basisplatte 2o bis in das Maschinenbett Io bewegen.
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Wie Fig. 6 zeigt, ist an der Vorderwand 26 der Führungssäulen 22, 23 jeweils ein Anschlag 73 befestigt, der dazu dient, die Bewegung des Spindelstockes 12 sowohl nach oben wie nach unten zu begrenzen. Zur Begrenzung der nach unten gerichteten Bewegung wirken mit den Anschlägen 73 Gummipuffer 74 (Fig. 9) zusammen, welche an dem Spindelstock 12 befestigt sind. Jeweils einer der Gummipuffer 74 ist an der Unterseite der Halterung 6ο für die Kette befestigt. Ferner ist ein Paar von Pufferhalterungen 75 (Fig. 9) fest an dem unteren En'de des Spindelstockes 12 befestigt, wobei diese Pufferhalterungen jeweils an ihrer Oberseite einen Gummipuffer 76 (Fig. 9) tragen. Die Gummipuffer 76 sind geeignet, sich gegen die Unterseiten der Anschläge 73 anzulegen, wenn der Spindelstock·12 bei seiner Aufwärtsbewegung seine höchste Stellung erreicht. Die Gummipuffer 74 wirken mit den Oberseiten der Anschläge 73 zusammen, um die Abwärtsbewegung des Spindelstockes 12 zu begrenzen.
Der Elektromotor 51 zum Heben und Senken des Spindelstockes 12 wird über nachstehend noch zu beschreibende Endschalter gesteuert, die an der Vorderwand 26 der* rechten Führungssäule 23 in einer Stellung angeordnet sind, an welcher sich der Spindelstock 12 dicht vorbeibewegt. Wie Fig. 6 zeigt, sind an der Aussenseite der Vorderwand 26 zwei Endschalter 79, 8o angebracht, die Betätigungsarme 81 bzw. 82 aufweisen. Die Fig. 7 zeigt, daß der Betätigungsarm 81 des oberen Endschalters 79 weiter aussen als der Betätigungsarm 82 des unteren Endschalters 8o liegt.
Wie Fig. 6 zeigt, ist an der Vorderwand 26 der rechten Führungs-
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säule noch ein zweites Paar von Endschaltern 83 und 84 angebracht, und zwar fluchtend zu den Endschaltern 79 und 8o, jedoch um den Hub des Spindelstockes 12 nach unten versetzt. Der Betätigungsarm 85 des Endschalters 8.3 liegt dabei wieder weiter aussen, während der Betätigungsarm 86 des Endschalters 84 weiter innen liegt.
Die Endschalter 79, 8o, 83 und 84 werden in folgender Weise betätigt. Die Fig. 12 zeigt, dass an der -von hinten gesehen linken Seite des Spindelstockes 12 eine erste Halterung 87 befestigt ist, die von vorne gesehen auf der rechten Seite liegen würde. Die Halterung 87 trägt ein nach aussen ragendes Betätigungselement 88 (Fig. 13) für den Endschalter und ein nach innen ragendes Betätigungselement 89. Wie Fig. 12 zeigt, sind am unteren Ende der Halterung 87 zwei weitere nach aussen bzw. innen gerichtete Betätigungselemente 9o und 91 vorgesehen. Die Betätigungselemente sind Gewindebolzen, die in die Halterung eingeschraubt sind und die mittels geeigneter Kontermuttern 92 justiert und gesichert sind. Wie Fig. 12 zeigt, ist an dem Spindelstock 12 unterhalb der Halterung 87 und fluchtend mit derselben eine zweite Halterung 9 3 befestigt. An der Oberseite der Halterung 93 sind ein äusseres und ein inneres Betätigungselement 94 bzw. 95 für die Endschalter eingeschraubt, wobei die Betätigungselemente die Form von Schraubbolzen haben, welche mittels Kontermuttern 96 in der Halterung 93 einstellbar und festlegbar sind.
Der Endschalter 79 kann als Anfangsschalter bezeichnet werden,
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da er die Werkzeugwechselstellung des Spindelstockes 12 bestimmt. Der Grenzschalter 8o ist ein "Verlangsamungsschalter". Der Grenzschalter 83 bestimmt den tiefsten Punkt, den der Spindelstock 12 bei seiner Abwärtsbewegung erreicht. Der Endschalter 84 ist ein "Oberlauf-Steuerschalter". Die Endschalter 79 und 8o werden von den Betätigungselementen 88 und 89 betätigt, und zwar während einer Aufwärtsbewegung des Spindelstockes 12.. Die Endschalter 83 und 84 werden in den beiden Endstellungen des Spindelstockes betätigt, und zwar durch die Betätigungselemente 9a und 91, wenn sich der Spindelstock 12 nach unten bewegt und durch die Betätigungselemente 95 und 96, wenn sich der Spindelstock 12 aufwärtsbewegt. Es versteht sich, dass jede geeignete Steuerschaltung verwendet werden kann, um die vorstehend besprochenen Endschalter mit dem Motor 51 und dem allgemeinen Steuerkreis für die Werkzeugmaschine 9 zu verbinden.
Wie Fig. 11 zeigt, ist die Werkzeugspindel 43 mittels eines geeigneten Elektromotors Io3 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn antreibbar. Die Werkzeugspindel 43 ist in geeigneter Weise drehbar in dem Spindelschlitten 42 gelagert, beispielsweise mit Hilfe zweier Walzenlager loo und lol an ihrem vorderen Ende und mittels eines geeigneten Kugellagers Io2 an ihrem hinteren Ende. Ein geeigneter Elektromotor ist ein Gleichstrommotor mit einer Leistung von etwa 1 kW und einer Drehzahl von 3.OOO Umdrehungen pro Minute. Die Motorwelle Io5 ist mit dem inneren Ende einer Antriebswelle Io8 verbunden. Das innere Ende der Antriebswelle Io8 ist in geeigneter Weise in der Spindelschlittenwand Io7 mittels eines geeigneten Kugellagers Io9
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gelagert. Das andere Ende llo der Antriebswelle Io8 ist drehbar in einem geeigneten Kugellager 111 gelagert, welches in die Vorderwand des Spindelschlittens U2 eingesetzt ist.
Die Antriebswelle Io8 und die Werkzeugspindel U3 sind über ein nachstehend noch näher zu beschreibendes Wechselgetriebe miteinander gekoppelt, welches Obersetzungsverhältnisse von 1:1, 3:1 und 9:1 ermöglicht. Das Geschwindigkeitsverhältnis von 1:1 zwischen Antriebswelle und Werkzeugspindel wird folgendermassen erreicht. Wie Fig. 11 zeigt, ist ein Schrägzahnrad 112 mittels eines geeigneten Kugellagers 113 drehbar auf dem Antriebswellenende Ho gelagert. Das Schrägzahnrad 112 ist mittels einer hyidraulischen Kupplung 114 drehfest mit der Antriebswelle Io8 verbindbar.
frei- bzw.
Wie Fig. 11 zeigt, kämmt das Schrägzahnrad 112 mit einem/leerlaufenden Schrägzahnrad 115, welches in geeigneter Weise, beispielsweise mittels eines Kugellagers 117, drehbar auf dem äusseren Ende 116 einer leerlaufenden Welle 12o angebracht ist. Die leerlaufende Welle 116 ist mittels eines geeigneten Kugellagers 118 in der Stirnwand des Spindelschlittens 42 gelagert. Das leerlaufende Zwischenzahnrad 115 kämmt mit einem Schrägzahnrad 119, welches drehfest auf der Spindelwelle 99 befestigt ist. Das rückwärtige Ende 121 der leerlaufenden Welle 12o ist mittels eines geeigneten Kugellagers 122 in der Rückwand Io7 des Spindelschlittens gelagert.
Der Motor Io3 treibt die Spindelwelle 99 mit einem Verhältnis
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von 3:1 folgendermassen. Wie Fig. 11 zeigt, ist ein Schrägzahnrad 125 drehfest mit dem inneren Ende der Antriebswelle Io8 verbunden und kämmt mit einem Schrägzahnrad 126, welches drehfest auf der leerlaufenden Welle 12o angeordnet ist. Die leerlaufende Welle 12o ist mittels einer hydraulisch betätigten Kupplung 127 drehfest mit dem Zwischenzahnrad 115 verbindbar. Das Zwischenzahnrad 115 treibt das Zahnrad 119 auf der Spindelwelle 99, so dass sich ein Übersetzungsverhältnis von 3:1 ergibt. ..
Ein Übersetzungsverhältnis von 9:1 zwischen dem Elektromotor Io3 und der Spindelwelle 99 wird wie folgt herbeigeführt. Wie Fig.11 zeigt, ist ein Schrägzahnrad 128 drehfest mit der leerläufenden Welle 12o verbunden und kämmt mit einem angetriebenen Schrägzahnrad 129. Das Schrägzahnrad 129 ist mittels eines geeigneten Kugellagers 13o drehbar auf der Spindelwelle 99 gelagert. Das Schrägzahnrad 129 ist mit der Spindelwelle 99 über eine hydraulisch betätigbare Kupplung 131 drehfest verbindbar. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 9:1 geht also der Kraftfluss von der Antriebswelle Io8 über die Zahnräder 125 und 126, die leerlaufende Welle 12o, die Zahnräder 12 8 und 129 und die hydraulische Kupplung 131 zu der Spindelwelle 99.
Wie Fig. 7 zeigt, ist ein Rückkopplungstachometer 132 über eine spielfreie Kupplung direkt mit dem äusseren Ende der Motorwelle Io3 gekoppelt.
Die Spindelwelle 99 wird in der gewünschten Stoppstellung mit-
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tels einer geeigneten Positioniereinrichtung stillgesetzt, die einen üblichen Funktionsdrehmelder 134 aufweist. Ein geeigneter Funktionsdrehmelder dieser Art wird von der Firma Reliance Electric Co. unter der Bezeichnung "Modell 5ooo" vertrieben. Wie Fig. 11 zeigt, ist die Welle des Funktionsdrehmelders 134 mittels einer geeigneten Kupplung 135 mit einer leerlaufenden Welle 136 gekoppelt, mit welcher ein angetriebenes Zahnrad 137 drehfest verbunden ist. Das Zahnrad 137 kämmt mit einem Zahnrad 13 8, welches drehfest mit dem hinteren Ende der Spindelwelle 99 verbunden ist und wird von diesem angetrieben.
Wie Fig. 11 zeigt, wird die Spindelwelle 99 durch ein Rohr gebildet, in welchem eine Zugstange IUl gleitverschieblich gelagert ist, die an ihrem vorderen und hinteren Ende in geeigneten Bronzebuchsen 142 bzw. 143 drehbar gelagert ist. Das Bezugszeichen 145 bezeichnet ein übliches Schneidwerkzeug, welches von einem Werkzeughalter 144 mit sich verjüngendem Schaft gehalten wird, wobei der Werkzeughalter 144 an seinem hinteren Ende eine Gewindebohrung aufweist, mit welcher ein Gewindebolzen 146 verschraubt ist, dessen anderes Ende mit dem vorderen Ende der Zugstange 141 verschraubt ist.
Wie Fig. 11 weiter zeigt, ist das hintere Ende der Zugstange verjüngt und mit einer Kerbverzahnung 151 versehen. Am vorderen Ende des mit der Kerbverzahnung versehenen Endes 151 ist ein Flansch 149 ausgebildet, der sich gegen ein Drucklager 15o ab-, stützt, welches in dem vergrösserten Ende der axialen Bohrung der rohrförmigen Spindelwelle 99 montiert ist. Das Drucklager
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liegt zwischen dem Flansch 149 und dem rückwärtigen Ende der Buchse 143. Das mit der Kerbverzahnung versehene Ende 151 ist gleitverschieblich in einer mit einer Kerbverzahnung versehenen Bohrung am äusseren Ende 152 einer Kupplungswelle befestigts welche in einem geeigneten Lager, wie zum Beispiel einem Bronzelager 153, am rückwärtigen Ende der rohrförmigen Spindelwelle 99 drehbar gelagert ist. Eine Schraubenfeder 154 umschliesst das mit der Kerbverzahnung versehene Ende 151 der Zugstange, wobei sich ihr vorderes Ende gegen den Flansch 149 abstützt und wobei ihr hinteres Ende in eine vergrösserte Ausnehmung am vorderen Ende des mit einer Kerbverzahnung versehenen Endes 15 2 der Kupplungswelle erstreckt.
Die Kupplu-ngswelle besitzt eingangsseitig ein Ende 156 verringerten Durchmessers, und die Schulter zwischen den beiden Abschnitten verschiedenen Durchmessers der ,Kupplungswelle stützt ein zweites Drucklager 155, welches im rückwärtigen Ende der Spindelwelle 9 9 gehaltert ist»
Wie Fig. 11 zeigt, ist das eingangsseitige Ende 156 der Kupplungswelle mit dem angetriebenen Teil 157 einer geeigneten elektrischen Kupplung 15 8 verbunden. Ein in geeigneter Weise betriebener Motor (Orbitmotor) 159 ist fest mit dem Spindelschlitten 42 verbunden, und seine Motorwelle 16o ist drehbar in geeigneten Lagern 161 gelagert und mit der Antriebsseite der elektrischen Kupplung 158 verbunden.
Aus der vorstehenden Beschreibung der Zugstange 141. wird deut-
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lieh, dass sie federbelastet ist, so dass sie in axialer Richtung bewegbar ist, wenn der Werkzeughalter IUU in die Werkzeugspindel 43 eingesetzt wird. Die Kerbverzahnungsverbindung am rückwärtigen"Ende der Zugstange 141 ermöglicht eine Axialbewegung der Zugstange bei einer gleichzeitigen Drehbewegung. Der hydraulische Motor 159 ist in beiden Drehrichtungen antreibbar, und zwar in einer Richtung zum Verriegeln des Werkzeughalters IUU in der Spindel und in der anderen Richtung mit einem grösseren Druck zum Entriegeln des Werkzeughalters. Die Schraubenfeder 15U dient dazu, für die Zugstange stets eine nach vorn gerichtete axiale Vorspannung aufrechtzuerhalten.
Wenn ein Werkzeughalter IUU in die Werkzeugspindel U3 einge-
setzt wird, so beginnt sich, wie dies nachstehend noch in den Einzelheiten beschrieben werden soll, die Zugstange IUl im Sinne der Herbeiführung einer Verriegelung zu drehen und stellt einen Kontakt mit einem stationären Werkzeughalter IUU her. Der Gewindebolzen 146 wird in die Gewindebohrung am rückwärtigen Ende des Werkzeughalters IUU hineingeschraubt und zieht diesen nach innen gegen die sich in entsprechender Weise verjüngende Bohrung am vorderen Ende der Spindelwelle 99.
Nachdem der Werkzeughalter IUU in der Werkzeugspindel U3 sicher festgeklemmt ist, baut sich in dem hydraulischen Motor 159 ein Druck bis zu einem vorgegebenen Wert auf. Dieser Druck kann beispielsweise etwa 3o kg/cm betragen. Durch den Druck wird ein Druckschalter 163 (Fig. 56) ausgelöst, welcher seinerseits den hydraulischen Motor 159 stillsetzt und die elektrische Kupplung
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15 8 entregt. Der hydraulische Motor 159 wird in einer Richtung angetrieben, um den Werkzeughalter 144 in der Werkzeugspindel 43 festzuklemmen und in entgegengesetzter Richtung, und zwar mit einem grösseren Druck, um den Werkzeughalter wieder zu entriegeln. Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass sich die Zugstange 141 hin- und herbewegen kann, um die Unterschiede bei eingesetztem und bei nicht eingesetztem Werkzeughalter.144 auszugleichen, wobei sie sich gleichzeitig drehen kann. Die Zugstange 141 ist somit in der Lage, sich nach rückwärts zu bewegen und sich zu drehen, bis der Gewindebolzen 146 in den Werkzeughalter 144 eingeschraubt ist.
Werk ze ugmagaz in
Das Werkzeugmagazin 13 besteht aus einer kontinuierlichen Fördereinrichtung 166, welche von einer horizontalen Tragplatte 167 gehaltert wird, die ihrerseits mittels geeigneter Maschinenschrauben 168 an der Oberseite des Maschinenständers 11 befestigt ist. Die Fördereinrichtung 166 besteht aus einer kontinuierlichen Kette , die von einer Anzahl von Blöcken oder · Werkzeughalterungen 169 gebildet wird, die mittels Zapfen 17o gelenkig miteinander verbunden sind. Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Fördereinrichtung 166 aus vierundzwanzig Werkzeughalterungen 169, die jeweils ein einziges Werkzeug 145 aufnehmen können. .
Wie die Figuren 22 und 23 zeigen, besitzt jede der Werkzeughal-
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terungen 169 an ihrer einen Seite, und zwar an der Vorderseite, zwei senkrecht im Abstand voneinander angeordnete Angeln 172, zwischen denen ein Zwischenraum 173 zur Aufnahme einer zungenförmigen Angel 17 4 verbleibt, die an der Rückseite der benachbarten Werkzeughalterung 169 angebracht ist. Jeweils einer der Zapfen 17o wird dann durch die Angeln 172 und die zungenförmige Angel 174 hindurchgesteckt, um so benachbarte Werkzeughalterungen 169 gelenkig miteinander zu verbinden. Wie Fig. 22 zeigt, ist jeder der Zapfen 17a mittels einer Anzahl geeigneter Nadellager 177, welche in die Bohrungen "der Angeln 172, 174, eingesetzt sind, drehbar gelagert. Die Nadellager 177 werden durch geeignete Mittel, wie beispielsweise Unterlagsscheiben 175 und Sicherungsringe 176, gesichert.
Wie Fig. 15 zeigt, ist die Fördereinrichtung 166 über eine ein Sprossenrad aufweisende Antriebsvorrichtung 178 sowie über zwei leerlaufende Sprossenräder 179 und 18o geführt. In Fig. 15 ist angedeutet, dass sich die Fördereinrichtung 166 im Uhrzeigersinn drehen soll.
Wie Fig. 16 zeigt, weist die Antriebsvorrichtung 178 zwei senkrecht im Abstand voneinander angeordnete, dem Antrieb dienende Sprossenräder 181 und 182 auf, welche in geeigneter Weise mit einer senkrechten Antriebswelle 183 drehfest verbunden sind. Die Antriebswelle 183 ist in einem Lagerelement 185 mittels zweier geeigneter Lager 184 drehbar gelagert. Das Lagerelement 185 ist an einer Halteklammer 186 montiert, die ihrerseits von einer Stützplatte 187 getragen wird. Die Halteklammer 186 und
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die Stützplatte 187 sind fest an der Tragplatte 167 befestigt, und zwar mittels einer Anzahl von Maschinenschrauben 188. Eine weitere Montageplatte 189 ist an der Oberseite der- Halteklammer 186 mit geeigneten Mitteln, wie zum,Beispiel einer Anzahl von
Maschinenschrauben 19o befestigt.
Wie Fig. 16 zeigt, besitzt das obere Ende 191 der Antriebswelle 183 einen verringerten Durchmesser. Das Wellenende 191 greift nach oben durch eine geeignete öffnung in. der Stützplatte 189
hindurch und ist mit der abgehenden Welle eines geeigneten Reduziergetriebes 19 2 verbunden. Das Reduziergetriebe 19 2 ist
fest an einer Halteklammer 19 3 befestigt, die ihrerseits durch eine Anzahl von Maschinenschrauben 194 an der Montageplatte befestigt ist. Auf der Eingangsseite des Reduziergetriebes 19 2 ist ein geeigneter Elektromotor 195 vorgesehen.
Die Sprossenradanordnungen 179 und 18o sind in gleicher Weise
aufgebaut, so dass nur die Sprossenradanordnung 179 nachstehend in den Einzelheiten besprochen werden soll, wobei das Gleiche
bezüglich der Sprossenradanordnung 18o gelten soll.
Wie die Figuren 18 und 19 zeigen, umfasst die mitlaufende Sprossenradanordnung 179 ein unteres Sprossenrad 198 und ein oberes Sprossenrad 199, die im Abstand voneinander auf einer Welle 2oo befestigt sind. Die Sprossenräder 19 8 und 199 sowie die Welle 2oo sind mit dem drehbaren inneren Teil zweier Lagerelemente 2ol über einen Abstandsring 2o3 und eine Kontermutter 2o4 verbunden. Die Lagerelemente 2ol sind in ein Auge 2o2 eingesetzt,
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welches einstückig mit einem verschiebbaren Element 2o5 ausgebildet ist.
Wie Fig. 19 zeigt, ist das verschiebbare Element 2o5 in geeigneter Weise mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, horizontalen Führungsschienen 2o7 verbunden, beispielsweise mittels Maschinenschrauben 2o6. Die Führungsschienen 2o7 führen von dem verschiebbaren Element 2o5 nach hinten und durch geeignete horizontale Bohrungen 2o8 in einem Führungsschienenblock 2o9 hindurch. Der Führungsschienenblock 2o9 ist mittels geeigneter Maschinenschrauben 21o und DUbelzapfen 211 an der Tragplatte 167 befestigt. An dem hinteren Ende einer der Führungsschienen 2o7 ist ein Anschlag 212 mit Hilfe von Maschinenschrauben 213 befestigt, um zu verhindern, dass die Führungsschienen 2o7 aus dem Führungsschienenblock 2o9 herausgezogen werden. Das verschiebbare Element 2o5 wird normalerweise durch eine Feder 215 nach aussen bzw. nach links gedrängt, wie dies Fig. 19 zeigt, um die gewünschte Spannung der Fördereinrichtung 166 herbeizuführen.
Wie Fig. 19 zeigt, ist das verschiebbare Element 2o5 mit einer zentralen, nach innen reichenden Bohrung 214 versehen, und zwar an seiner Rückseite, und die Schraubenfeder 215 ragt mit ihrem vorderen Ende in die Bohrung 21U hinein, während sich ihr rückwärtiges Ende in einer ähnlichen Bohrung 216 an der Vorderseite des Führungsschienenblockes 2o9 befindet. Die Schraubenfeder 215 dient somit dazu, das verschiebbare Element 2o5 nach links vorzuspannen, wie dies Fig. 19 zeigt. Der von der Feder
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ausgeübte Druck kann mit Hilfe einer Unterlagsscheibe 217 reguliert werden, welche in der Bohrung 216 verschiebbar montiert ist und welche gegen das rückwärtige Ende der Feder 215 anliegt.
In Verlängerung der Bohrung 216 ist in dem Führungsschienenblock 2o9 eine Bohrung verringerten Durchmessers 219 vorgesehen, durch die eine Gewindestange 218 hindurchgreift, die mit ihrem inneren Ende an der Unterlagsscheibe 217 anliegt. Es versteht sich, dass durch Einstellung der Gewindestange 218 der Druck auf die Unterlagsscheibe 217 und damit auf die Feder 215 nach Wunsch eingestellt werden kann. Die Gewindestange 218 wird in der ausgewählten Stellung mit Hilfe einer Mutter 22o gesichert. Es versteht sich, dass die verschiebbaren Elemente 2o5 der beiden Sprossenradanordnungen sich nach innen bzw. aussen bewegen, wenn die Spannung der Fördereinrichtung 166 ansteigt bzw. abnimmt.
Man erkennt in Fig. 15, dass die Fördereinrichtung 166 zwischen der Antriebsvorrichtung 178 und den beiden mitlaufenden Sprossenradanordnungen 179 und 18o durch drei Führungsschienen 224 geführt wird. Dabei ist jeweils eine der Führungsschienen 22 4 zwischen jeweils zwei der oben erwähnten Anordnungen bzw. Vorrichtungen angeordnet.
Wie die Figuren 21 und 22 zeigen, besteht jede der Führungsschienen 224 aus zwei seitlich im Abstand voneinander angeordneten, länglichen Stegen 225, welche über Abstandsplatten 226 an der Oberseite der Tragplatte 167 befestigt sind. Der seit-
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liehe Abstand der Stege 225 wird durch eine Reihe von Abstandsplatten 227 bestimmt. Die Stege 225 sind miteinander mittels geeigneter Bolzen 228 (Fig. 21) und Kontermuttern 229 verbunden. Die Führungsschienen 224 sind an der Tragplatte 167 mittels einer Reihe von Maschinenschrauben 2 3o befestigt, die durch die Stege 225 (Figuren 21 und 22) nach unten ragen. Wie Fig. 15 zeigt, sind die Stege 225 längs ihrer inneren Endkanten an beiden Enden abgeschrägt, so dass sich in der Passage zwischen den Stegen 225 für die unteren Enden der eintretenden und auslaufenden Zapfen 17o, welche nach unten über die Werkzeughalterungen 169 hinausragen, eine gute Führung ergibt.
Wie Fig. 16 zeigt, ist jede der Werkzeughalterungen 169 mit einer gestuften, axialen, horizontalen Bohrung versehen, welche einen äusseren Bereich 234 grossen Durchmessers, einen daran angrenzenden mittleren Bereich 235 kleineren Durchmessers und einen am inneren Ende liegenden Bereich 236 noch kleineren Durchmessers aufweist. Das zylindrische innere Ende 237 eines Werkzeughalters 144 ist geeignet, von dem innersten Bereich 236 mit dem kleinsten Durchmesser aufgenommen zu werden. Ein Werkzeughalter 144 wird in einer Werkzeughalterung 169 durch das Zusammenwirken einer umlaufenden V-förmigen Nut 238, welche am inneren zylindrischen Ende 2 37 des Werkzeughalters vorgesehen ist, und zweier federbelasteter Klinken gehalten, welche an zwei Klinkenhaltern 24o montiert sind, die in zwei querlaufende Gewindebohrungen 2 39 eingeschraubt sind, die am inneren Ende der Werkzeughalterung 169 vorgesehen sind. Es versteht sich, daß die Klinken, welche mit der V-förmigen Nut 238 zusammenwirken,
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den Werkzeughalter 144 in axialer Richtung in der'Werkzeughalterung 169 fixieren.
Bezüglich seiner Winkellage wird der Werkzeughalter 144 bezüglich der Werkzeughalterung 169 mittels einer Nut 241 ausgerichtet, die an seinem Flansch vorgesehen ist und in welche ein in axialer Richtung verlaufender Bolzen 242 eingreift, wie dies Fig. 17 zeigt.
Wie die Figuren 16 und 17 zeigen, ist die Fördereinrichtung bzw. das bewegliche Werkzeugmagazin mit Einrichtungen ausgerüstet, die anzeigen, wann ein Werkzeug vorhanden ist. Diese Einrichtungen umfassen einen senkrecht angeordneten Zapfen 245, der in jeder der Werkzeughalterungen 169 in einer geeigneten, senkrechten Büchse montiert ist, welche sich von dem äusseren Bereich 234 grossen Durchmessers radial nach aussen erstreckt. Wie Fig. 16 zeigt, ist das untere Ende des Zapfens 245 mit einem runden Kopf versehen, welcher mit dem verjüngten Schaft des Werkzeughalters 144 in Eingriff gelangt, wenn dieser in eine Werkzeughalterung 169 eingeschoben wird. Der Zapfen 245 ist an seinem oberen Ende mit einem Querstift versehen, welcher verhindert, dass der Zapfen aufgrund der Schwerkraft nach unten aus seiner Führungsbüchse herausfällt. Solange sich kein Werk-^ zeughalter 144 in einer Werkzeughalterung 169 befindet, fällt der Zapfen 245 so weit nach unten, wie dies der Querstift erlaubt, und berührt dabei das obere Ende der Führungsbüchse. Wenn sich jedoch ein Werkzeughalter 144 in der Werkzeughalterung 169 befindet, dann befindet sich der Zapfen 245 in seiner
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oberen Endstellung, so dass er, wenn die betreffende Werkzeughalterung in die Werkzeugentnahmestellung direkt oberhalb der Werkzeugspindel 43 bewegt wird, das untere Ende eines Schalterbetätigungshebels 246 berührt und dieses unter Betätigung eines Endschalters 249 nach unten führt, um der Steuerschaltung für das Werkzeugmagazin anzuzeigen, dass sich ein Werkzeug in der Werkzeugentnahmestellung befindet. Wenn sich der Zapfen 245 dagegen wegen des Fehlens eines Werkzeughalters 144 in seiner unteren Stellung befindet, dann wird das Werkzeugmagazin 16 6 weitergedreht, bis sich eine Werkzeughalterung 169 mit einem Werkzeughalter in der Entnahmestellung befindet. Das Betätigungselement 246 fluchtet in senkrechter Richtung mit dem Zapfen 245 und ist in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 247 gleitverschieblich montiert, welches in geeigneter Weise an der Montageplatte 189 befestigt ist. Um das Betätigungselement 246 ist eine Druckfeder 248 angeordnet, deren unteres Ende sich gegen einen Flansch des Betätigungselements 246 abstützt und deren oberes Ende an einem Anschlag am oberen Ende des Gehäuses 247 anliegt. Der Endschalter 249 wird von einem Montageblock getragen, dessen unteres Ende in geeigneter Weise an dem Gehäuse 247 befestigt ist.'
Wie Fig. 15 zeigt, ist ein Endschalter 253 im Bereich der Entnahmestellung bezüglich des Werkzeugmagazins 166 fest angeordnet. Der Endschalter 253 ist mit einem Betätigungsarm 254 mit einer Rolle versehen, welche von den Zapfen 17o erfasst werden kann, während sich das Werkzeugmagazin 166 an dem Schalter 253 vorbeibewegt. Der Endschalter 25 3 dient als Werkzeughalteschalter
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und dazu, die Werkzeughalterungen 16 9 zu lokalisieren und sie in der Entnahmestellung "direkt oberhalb der Werkzeugspindel 43 stillzusetzen, um es so dem Werkzeugwechselkopf IH zu ermöglichen, einen Werkzeugwechsel zwischen dem Werkzeugmagazin 13 und der Werkzeugspindel 43 vorzunehmen.
Obwohl die Fördereinrichtung 166 des Werkzeugmagazins im Ausführungsbeispiel aus vierundzwanzig Werkzeughalterungen 169 besteht, die über Zapfen 17o miteinander verbunden sind, versteht es sich, dass die Fördereinrichtung nach hinten verlängert werden könnte, um eine grössere Anzahl von Werkzeugen aufzunehmen. Die Fördereinrichtung 166 kann vergrössert werden, indem man einfach die Tragplatte 167 vergrössert und sie nach hinten ausdehnt und indem man die Sprossenradanordnungen 17o und 18ό um eine definierte. Strecke nach hinten versetzt, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl von Werkzeughalterungen, die verwendet werden sollen. Es versteht sich, dass die Teile der Werkzeughalterungen 169 und die Zapfen 17o eine Förderkette bilden, welche von der Antriebsvorrichtung 17 8 mittels Sprossenrädern angetrieben wird und dass die Zähne der Sprossenräder die Zapfen 17o erfassen, um die Kette anzutreiben. Die Zähne der mitlaufenden Sprossenradanordnungen 179 und 18o erfassen ebenfalls die Zähne 17o, um sie um sich herumzuführen. Die Zapfen -17o dienen somit nicht nur der Verbindung der Werkzeughalterungen 169 miteinander zur Herstellung einer Förderkette, sondern auch als Mittel zur Ausrichtung der Werkzeughalterungen 169 in der Entnahmestellung. Es versteht sich, dass die Werkzeughalter 144, die von den Werkzeughalterungen 169 getragen werden, sich in
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einer horizontalen Lage befinden, wobei die Achse der Werkzeuge in den Werkzeughaltern 144 in einer horizontalen Ebene liegt, die parallel zur Achse der Werkzeugspindel 43 verläuft. Es versteht sich ferner, dass das Werkzeugmagazin 13 eine Serienanordnung darstellt, welche die Werkzeuge in einer Stellung ausrichtet, in der sie direkt zu der Werkzeugspindel 43 übertragen werden können, ohne dass sie eine dazwischenliegende Haltestellung oder dergleichen durchlaufen müssten. Ferner umschliessen die Werkzeughalterungen 169 die Werkzeughalter 144 vollständig und verhindern so,dass Schmutz und Späne auf die sich verjüngenden Schäfte der Werkzeughalter gelangen.
Werkzeugwechselkopf
Wie die Figuren 24, 28 und 36 zeigen, umfasst der Werkzeugwechselkopf 14 einen Werkzeugwechselarm, welcher insgesamt mit dem Bezugszeichen 258 bezeichnet ist und welcher zwischen einer ausgestreckten Stellung, die in Fig. 28 in durchgehenden Linien gezeichnet ist, und einer zurückgezogenen Stellung, welche in gestrichelten Linien dargestellt ist und mit 258a bezeichnet ist, beweglich ist. Der Werkzeugwechselarm 258 ist an einer Betätigungswelle 259 (Fig. 28) befestigt. Wie die Figuren 28 und 36 zeigen, umfasst der Werkzeugwechselann 25 8 einen Trägerblock oder Kopf 26o, an welchem zwei Werkzeughalter-Greifmechanismen 261 und 262 angebracht sind, die sich radial nach aussen erstrecken und miteinander fluchten. Die in Fig. 36 in ausgezogenen Linien dargestellten Stellungen der Werkzeughalter-Greif-
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mechanismen 261 und 262 sind die Betriebsstellungen, während die in gebrochenen Linien dargestellten Stellungen 261a und 262a die Ruhestellungen sind, in welche die Greifmechanismen gedreht werden, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.
Wie Fig. 2 8 zeigt, ist die Betätigungswelle 259 an ihrem vorderen Ende mit einem vergrösserten Endstück 264 versehen, an welchem in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schweissen, eine runde Montageplatte 265 befestigt' is·}:. Der Kopf 26o des Werkzeugwechselarms ist mittels einer Reihe geeigneter Maschinenschrauben 266 fest mit der runden Montageplatte 265 verbunden. Wie Fig. 36 zeigt, sind die beiden Werkzeughalter-Greifmechanismen 261 und 262 in gleicher Weise aufgebaut, und ihre Bestandteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie Fig. 36 zeigt, b'esitzt jeder der Werkzeughalter-Greifmechanismen 261 und 262 einen länglichen, L-förmigen, äusseren Greifarm 267, welcher an seinem äusseren Ende mit einem Flanschbereich 268 versehen ist, so dass sich die L-Form ergibt. An der Innenseite des Flanschbereichs 26 8 ist ein Blockierzapfen oder Finger 269 befestigt, der von einer radialen Bohrung 27o aufgenommen werden kann, die in dem Flansch eines Werkzeughalters 14H vorgesehen ist." Der Greifarm 267 ist im Querschnitt im wesentlichen rechteckig und an seinem inneren Ende in geeigneter Weise mit dem äusseren Ende eines zylindrischen, hydraulischen Kolbens 271 verbunden, welcher gleitverschieblich in einem hydraulischen Zylinder 272 angeordnet ist, der in dem Kopf 26o ausgebildet ist.
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Wie Fig. 36 zeigt, umfasst jeder der Werkzeughalter-Greifmechanismen einen länglichen inneren Greifarm 275, welcher von rechteckförmigem Querschnitt ist und welcher an seinem äusseren Ende mit zwei nach aussen vorstehenden, im Abstand voneinander angeordneten, parallelen Sperrzapfen oder Fingern 276 versehen ist, die parallel zu dem Zapfen 269 verlaufen und die von zwei im Abstand voneinander angeordneten Bohrungen 277 im Flansch eines Werkzeughalters 14»+ aufgenommen werden können. Das innere Ende des Greifarms 275 ist in geeigneter Weise fest mit einem zweiten zylindrischen Kolben 27 8 verbunden, welcher gleitverschieblich in einem hydraulischen Zylinder 279 in dem Kopf 26o angeordnet ist. In dem Zylinder 279 ist eine Druckfe-,der 28o vorgesehen, deren inneres Ende sich gegen das geschlossene Ende des Zylinders 279 abstützt und deren äusseres Ende sich gegen das innere Ende des Kolbens 278 abstützt und diesen normalerweise nach aussen vorspannt.
Wie Fig. 36 zeigt, sind die beiden zylindrischen Kolben 271 und 27 8 längs ihres inneren Umfangs mit längs laufenden Zähnen 2 81 bzw. 2 82 versehen, welche mit den Zähnen eines Zwischenzahnrads 283 kämmen, das drehbar auf einer Welle 284 angeordnet ist, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolben 271 und 27 8 verläuft. Wie Fig. 37 zeigt, ist das Zwischenzahnrad 283 in einer Kammer 285 in dem Kopf 26o angeordnet. Ein Ende der Welle 284 ist in dem Kopf 26o mit einem Preßsitz gesichert. Die Zahnradkammer 2 wird von einer Deckplatte 2 86 verschlossen, die eine geeignete Bohrung aufweist, in welcher das andere Ende der Welle 284, welches einen verringerten Durchmesser aufweist, gleitverschieb-
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lieh gehaltert ist. DieJDeckplatte 2 86 ist mit dem Kopf 26o mittels geeigneter Maschinenschrauben 287 verbunden. Man erkennt, dass die beiden Werkzeughalter-Greifmechanismen 261 und 262 identisch ausgebildet sind und dass die inneren Enden .der beiden hydraulischen Zylinder 272 mit einer geeigneten Druckmittelquelle auf nachstehend noch zu beschreibende Weise in Verbindung stehen.
Wie Fig. 36 zeigt, sind die inneren Enden, der Zylinder 272 über einen Kanal oder eine Bohrung 2 89 mit einer zweiten Bohrung bzw. einem zweiten Kanal 29o verbunden. Wie Fig. 3 8 zeigt, sind die äusseren Enden der Bohrungen 29o mit·einer Verbindungsbohrung 291 in der Montageplatte 265 verbunden. Die Verbindungsbohrung 291 ist mit einer Bohrung 292 in der Betätigungswelle 259 verbunden, wobei die Bohrung 292 über die gesamte Länge der Welle läuft. Wie Fig. 28 zeigt, erstreckt sich die Bohrung 292 bis zu dem rückwärtigen Ende 293 der Betätigungswelle 259, die einen verringerten Durchmesser aufweist. In dem Ende der Bohrung 29 2 in dem Betätigungswellenende 29 3 ist eine übliche drehbare Flüssigkeitsarmatur 294 vorgesehen, welche mit einer geeigneten Druckmittelquele verbunden werden kann, wie dies nachstehend noch näher beschrieben werden soll.
Wie Fig. 2 8 zeigt, ist die Betätigungswelle 2 59 in einem zylindrischen Gehäuse 29 6 angeordnet und in Längsrichtung beweglich sowie zu Drehbewegungen im Uhrzeigersinn und entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn antreibbar, wie dies nachstehend noch näher beschrieben werden soll. Wie die Figuren 24 und 27 zei-
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gen, besitzt das zylindrische Gehäuse 296 an seinem hinteren Ende zwei einstückig angeformte, seitlich abstehende Arme 297, die mittels geeigneter Maschinenschrauben 29 8 an Haltegliedern 299 befestigt sind. Die Halteglieder 299 sind ihrerseits, beispielsweise durch Schweissung, an Haltegliedern 3oo und 3ol befestigt, die an den Führungssäulen 22 und 23 befestigt sind. Aus Vorstehendem wird deutlich, dass der Werkzeugweehselkopf IH zwischen den Führungssäulen 22 und 23 montiert ist, und zwar direkt oberhalb des Spindelstockes 12 und unterhalb des Werkzeugmagazins 13.
Wie Fig. 28 zeigt, ist das Gehäuse 296 mit einer horizontalen Bohrung 3o3 versehen, in welcher die Betätigungswelle 259 montiert ist. Die Betätigungswelle 259 wird in der Bohrung 3o3 an ihrem vorderen Ende von einer Mantelbuchse 3o4 und an ihrem hinteren Ende von einer Mantelbuchse 3o5 getragen. Die Buchsen 3οΗ und 3o5 sind in geeigneten ringförmigen Aussparungen an den Enden einer Mantelwelle 3o6 vorgesehen. Das rückwärtige Ende der Welle 3o6 ist drehbar in dem Gehäuse 296 gelagert, und zwar mittels eines geeigneten Lagers 3o7, welches durch einen geeigneten Sicherungsring 3o8 gesichert ist. Das vordere Ende der Welle 3o6 ist in einem geeigneten Lager 3o9 drehbar gelagert, welches in axialer Richtung durch eine Mutter 31o gesichert ist. Das vordere Ende der Bohrung 3o3 wird von einer geeigneten Deckplatte 311 verschlossen, welche an dem Gehäuse 296 mittels einer Anzahl von geeigneten Maschinenschrauben 312 befestigt ist.
Wie Fig. 28 zeigt, ist die Betätigungswelle 259 in Längsrich-
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tung in den Buchsen 3o4 und 3o5 bewegbar; sie kann sich jedoch in diesen Buchsen nicht drehen, da ein in Längsrichtung verlaufender Keil 313 vorgesehen ist, der an der Mante'lwelle 3o6 mittels geeigneter Maschinenschrauben 316 befestigt ist. Der Keil 313 ist in einer Keilnut 314 an der Innenseite der Mantelwelle 3o6 befestigt. Der Keil 313 erstreckt sich in radialer Richtung nach innen in eine Keilnut 315, die sich in der-Betätigungswelle 259 befindet. Die Keilnut 315 reicht vom rückwärtigen Ende der Betätigungswelle 259 in Längsrichtung.bis zu einem Punkt, der durch das Bezugszeichen 317 bezeichnet ist.
Die Betätigungswelle 259 ist mittels Einrichtungen, die nachstehend noch näher beschrieben werden sollen, in Längsrichtung bewegbar, um den Werkzeugwechselarm 258 zwischen der ausgefahrenen und der zurückgezogenen Stellung hin- und herzubewegen. Wie Fig. 2 8 zeigt, trägt das Betätigungswellenende 293 mittels zweier im Abstand voneinander angeordnete Lager 321 ein Lagergehäuse 32o. Die Lager 321 werden in dem Lagergehäuse 32o durch eine geeignete Sicherungsplatte"322 und durch Maschinenschrauben 323 festgehalten. Wie Fig. 24 und 27 zeigen, ist das Lagergehäuse 32o einstückig mit einem sich seitlich erstreckenden •Betätigungsarm 324 ausgebildet. Wie Fig. 24 zeigt, ist der Betätigungsarm 324 mittels eines hydraulisch betätigten Zylinders 33o vorwärts und rückwärts beweglich, wobei der Zylinder 33o mit einem Flansch 331 versehen ist, der an einer Halterung 297 mittels geeigneter Maschinenschrauben 332 befestigt ist. Die Kolbenstange 3 29 ist in geeigneter Weise mit einer Gewindestange 325 verbunden, welche durch eine Bohrung 32 8 in der Halte-
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rung 297 hindurchgreift und ausserdem durch eine damit fluchtende Bohrung durch den Betätigungsarm 3 24. Die Gewindestange
325 ist an dem Betätigungsarm 324 mittels geeigneter Muttern
326 und 327 befestigt.
Wie Fig. 24 zeigt, ist eine Betätigungsstange 335 für einen Endschalter an ihrem hinteren Ende in einer geeigneten Bohrung auf der Vorderseite des Betätigungsarms 324 befestigt, und zwar ausserhalb der Gewindestange 325. Die Betätigungsstange 335 ist gleitverschieblich in einer Buchse 336 gelagert, die in der Halterung 297 vorgesehen ist, und sie ist ausserdem an dem Betätigungsarm 324 mittels einer geeigneten Maschinenschraube 337 befestigt.
Wie die Figuren 24 und 26 zeigen, ist am hinteren Ende einer Gewindestange 339, die in das vordere Ende der Betätigungsstange 335 eingeschraubt ist, ein scheibenförmiges Betätigungselement 338 für einen Endschalter vorgesehen. Ein zweites, scheibenförmiges Betätigungselement 34o für einen Endschalter ist in geeigneter Weise mit dem vorderen Ende der Gewindestange verbunden. Das erste Betätigungselement 338 ist ausserdem geeignet, als Blockiereinrichtung zu dienen, mit deren Hilfe die Gewindestange 339 in einer justierten Stellung bezüglich der Betätigungsstange 335 festlegbar ist.
Wie Fig. 26 zeigt, ist ein doppelt wirkender Endschalter 343 fest auf einer Tragplatte 344 montiert, deren inneres Ende in geeigneter Weise an dem Gehäuse 296 befestigt ist. Der End-
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schalter 343 besitzt einen Betätigungsarm 342, der an seinem äusseren Ende eine Role 341 trägt. Es versteht sich, dass das Betätigungselement 338 die Rolle 341 erfasst und den Endschalter 343 betätigt, wenn der Zylinder 33o den Werkzeugwechselarm 258 in die ausgeschobene Stellung bringt, um dessen Bewegungen zu beenden, und dass das Betätigungselement 34o die RiIe 341 erfasst, wenn der Zylinder 3 3o in entgegengesetzter Richtung betätigt wird, um die Rückwärtsbewegung des Werkzeugwechselarms 258 zu beenden.
Die Betätigungswelle für den Werkzeugwechselarm wird durch die nachstehend beschriebene Einrichtung in die verschiedenen Stellungen gedreht. Wie die Figuren 26 und 28 zeigen, ist auf der Aussenseite der Mantelwelle 3o6 ein Zahnrad 347 angeformt, und zwar vor dem vorderen Ende des Keils 313. Eine längliche Zahnstange 34 8 mit einer Zahnung 3 5o an ihrer. Unterseite ist in einer zylindrischen Bohrung 349 längsverschieblieh gelagert, wobei diese Bohrung die Wellenbohrung 3o3 in Querrichtung schneidet. Das Zahnrad 347 kämmt mit der Zahnung 35o, so dass die " Mantelwelle 3o6 in die verschiedenen Winkelstellungen gedreht wird, wenn die Zahnstange 349 in Längsrichtung bewegt wird, wie dies nachstehend noch näher besehrieben werden soll.
Wie Fig. 24 zeigt, erstreckt sich die zylindrische Bohrung 349 durch das ganze Gehäuse 296,und die Zahnstange 348 erstreckt sich ebenfalls über die ganze Länge der Bohrung 349. Die Zahnstange 348 wird in Längsrichtung bewegt, um die Betätigungswelle 259 zu verdrehen, und zwar mittels eines geeigneten, hydrau-
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lisch betätigten Zylinders, der insgesamt in den Figuren 24, 25 und 26 mit dem Bezugszeichen 351 bezeichnet ist. Wie man am besten in Fig. 24 erkennt, ist an dem Zylinder 351 eine Zylinderstange 352 angebracht, die an ihrem äusseren Ende 353 einen verringerten Durchmesser und ein Gewinde aufweist, welches in das rückwärtige Ende der Zahnstange 348 eingeschraubt ist. Ein horizontal angeordneter Endschalter-Betätigungsarm 354 ist mit seinem inneren Ende durch das Wellenende 353 und eine Sicherungsmutter 355 mit dem rückwärtigen Ende der Zahnstange 34 8 verbunden.
Eine Gewindestange 356 ist mit einem Ende in eine Bohrung 357 am äusseren Ende des Betätigungsarms 354 eingeschraubt und dort durch eine Sicherungsmutter 358 gesichert. Von der Gewindestange 356 werden in geeigneten Stellungen zur Betätigung eines Endschalters 365 scheibenförmige Betätigungselemente 359 und 36o getragen. Wie Fig. 26 zeigt, ist der Endschalter 365 mit einem üblichen Betätigungsarm versehen, welcher an seinem Ende eine Rolle 364 trägt. Der Endschalter 365 ist ein doppelt wirkender Schalter, so dass die Bewegung der Zahnstange 34 8, wenn diese sich - in Fig. 26 - nach rechts bewegt, gesteuert wird, wenn das Betätigungselement 36o die Rolle 364 erfasst, während sie bei Bewegung in entgegengesetzterRichtung gesteuert wird,we-nn das Betätigungselement 359 die Rolle 364 erfasst.
Wie Fig. 24 zeigt, ist der Endschalter 365 auf einer Montageplatte 363 befestigt, die ihrerseits in geeigneter Weise, beispielsweise mittels Maschinenschrauben 366, fest an einem einen
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Zylinder tragenden Element 367 befestigt ist. Die beiden Betätigungsstellungen des Endschalters 365 sind in dem in Fig. 57 schematisch dargestellten hydraulischen Steuerkreis mit den Bezugszeichen 36 5A und 365B bezeichnet.
Wie man am besten in Fig. 24 erkennt, umfasst das Zylinderhalteelement 3 67 eine senkrechte Trägerplatte 36 8, welche an ihrem rückwärtigen Ende einstückig mit einem Schlittenelement 36 9 verbunden ist. Wie die Figuren 25 und 26 zeigen, ist das Schlittenelement -369 gleitverschieblich zwischen zwei senkrecht im Abstand voneinander angeordneten Schlittenschienen 37o bewegbar, deren.innere Enden fest in geeigneten Ausnehmungen 371 in der linken Seite des Gehäuses 296 befestigt sind. Wie Flg. 2*+ zeigt, ist das Schlittenelement 369 mit Mantelbuchsen 372 versehen, durch welche die Schlittenschienen 3 7o hindurchgreifen. Wie Fig. 25 zeigt, sind die äusseren Enden der Schlittenschienen mittels Sicherungsschrauben 373 fest in Bohrungen einer senkrecht angeordneten, nach vorn reichenden Trägerplatte 374 befestigt. Das rückwärtige Ende der Trägerplatte 374 ist mittels zweier Maschinenschrauben 375 und zweier Dübelzapfen 376 an dem linken Haltearm 297 des Gehäuses 296 befestigt. Wie die Figuren 24 und 25 zeigen,ist der hydraulische Zylinder 351 mit der Aussenseite der Trägerplatte 368 mittels einer Anzahl von Maschinenschrauben 37 8 verbunden.
Wie die Figuren 25 und 26 zeigen, gehört zu den Einrichtungen zur Betätigung der Zahnstange 34 8 ein zweiter, hydraulisch betätigter Zylinder 379, welcher an der Trägerplatte 36 8 mit
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einer Anzahl von Maschinenschrauben 38o befestigt ist. Wie die Fig. 26 zeigt, ist der Zylinder 379 mit einer üblichen Zylinderstange 381 versehen, deren äusseres Ende einen verringerten Durchmesser und ein Gewinde aufweist, welches in eine geeignete Gewindebohrung am rückwärtigen Ende einer Betätigungsstange 383 grösseren Durchmessers eingeschraubt ist. Die Betätigungsstange 3 83 besitzt an ihrem vorderen Ende einen geringeren Durchmesser und ein Gewinde, welches in eine geeignete Bohrung 384 in der linken Seite des Gehäuses 296 eingeschraubt ist. Die Betätigungsstange 383 ist mittels einer Sicherungsmutter 385 gesichert.
.Wie Fig. 24 zeigt, ist ein doppelt wirkender Endschalter 388 auf einer Montageplatte 389 befestigt, die ihrerseits in geeigneter Weise an der Trägerplatte 374 befestigt ist. Wie die Figuren 24 und 26 zeigen, sind in Abständen voneinander auf einer Gewindestange 39 2 zwei scheibenförmige Betätigungselemente 39o und 391 für den Endschalter vorgesehen. Wie Fig. 26 zeigt, ragt die Gewindestange 39 2 nach rechts durch eine Bohrung 39 3 in der Trägerplatte 374 hindurch und ist in eine Bohrung 394 (Fig. 24) eingeschraubt, die in dem Schlittenelement 369 vorgesehen ist, und zwar zwischen den Schlittenschienen 37o und in senkrechtem Abstand von denselben, wie dies Fig. 25 zeigt. Wie man am besten aus Fig. 26 erkennt, ist der Endschalter 388 mit dem üblichen Betätigungsarm mit einer Rolle 395 versehen, welche mit den Betätigungselementen 39o und 391 zusammenwirkt, wenn das Schlittenelement 369 nach rechts bzw. nach links bewegt wird. Die beiden Betätigungsstellungen des
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Endschalters 3 88 sind in dem in Fig. 57 schematisch dargestellten, hydraulischen Steuerkreis durch die Bezugs zeichen 38 8A und 388B dargestellt.
Ein Werkzeughalter ähnlich dem Werkzeughalter 144 ist in den Einzelheiten in der US-Patentschrift 3 449 82 3 beschrieben, wobei dieser Werkzeughalter jedoch nicht mit einer V-förmigen Nut 23 8 versehen ist, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist.
Die Wirkungsweise des Werkzeugwechse'lkopfes 14 wird weiter unten noch in den Einzelheiten erläutert. Es versteht sich, dass die Werkzeughalter-Greifmechanismen 261 und 262 durch den Druck der Federn 2 8o auf die Kolben 278 in die Verriegelungsstellung gelangen und durch den auf die Kolben 2 71 wirkenden hydraulischen Druck entriegelt werden.
. .Horizontalschlitten
Die Werkzeugmaschine 9 "gemäss vorliegender Erfindung besitzt einen Horizontalschlitten 15, der in seinen Einzelheiten in den Figuren 39 bis 43 dargestellt ist. Wie man am besten in den Figuren 39 und 43 erkennt, weist der Horizontalschlitten 15 ein längliches Gussteil 39 8 auf, welches in geeigneter Weise, beispielsweise mittels einer Anzahl von Maschinenschrauben 399, an dem Maschinenbett Io befestigt ist. Auf der Oberseite des Gussteils 39 8 ist mittels geeigneter Maschinenschrauben 4o2 und
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Keile 4o3 im Abstand voneinander ein Paar von in Richtung der X-Achse verlaufenden Schienen, die nachstehend als X-Schienen 4ol bezeichnet werden, befestigt. In Längsrichtung des Gussteils 39 8 läuft eine Leitspindel 4o6 , deren inneres Ende drehbar in einer geeigneten Lager- und Halterungsvorrichtung 4o7 befestigt ist. Das äussere Ende der Leitspindel 4o6 ist ebenfalls drehbar in einer geeigneten Lager- und Halterungsvorrichtung 4o8 gelagert, welche am linken Ende des Gussteils 39 8 vorgesehen ist, wie dies die Figuren 39 und 4o zeigen.
Auf der Leitspindel 4o6 läuft eine geeignete Kugelgewindemutter 4o9, welche mit der Drehtischführung 16 (Fig. 4 8) verbunden ist, um diese in bekannter Weise, wenn die Leitspindel 4o6 angetrieben wird, längs der Schienen 4oo und 4ol zu bewegen. Wie Fig. 39 und 4o zeigen, ist die Leitspindel 4o6 zwischen der Lager- und Halterungsvorrichtung 4o8~ und der Kugelgewindemutter 4o9 von einem dem Staubschutz dienenden Faltenbalg 41o umgeben. Wie die Figuren 4o und 41 zeigen, ist die Leitspindel 4o6 mit einem geeigneten Antrieb 413 verbunden, zu welchem ein geeigneter Elektromotor und ein geeigneter, rückgekoppelter Funktionsdrehmelder bzw. eine geeignete Positionsabtastvorrichtung gehören. Wie die Figuren 4o und 41 zeigen, ist der Antrieb 413 mit einer geeigneten Abdeckung 414 versehen.
Man erkennt, dass der Horizontalschlitten 15 eine selbständige Einheit ist, welche einschliesslich der X-Schienen 4oo und 4ol getrennt hergestellt und an dem Maschinenbett Io montiert werden kann. Der Horizontalschlitten 15 wird festgedübelt, und
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die Dübellöcher für das genaue Ausrichten des horizontalen Schlittens gegenüber dem Maschinenbett Io sind in dem Maschinenbett Io vorgesehen, um so eine genaue gegenseitige Ausrichtung der Y-Schienen für den Spindelstock und des .Horizontalschlittens zu erreichen. Aufgrund dieses Merkmals lässt sich die Notwendigkeit vermeiden, besondere Ausrichtvorrichtungen für die X-Schienen 4oo und Hol bezüglich des Maschinenständers 11 vorzusehen. Ausserdem entfällt die Notwendigkeit,' die X-Schienen 4oo und 4ol individuell nachzuschaben, was üblicherweise bei der Ausrichtung dieser Schienen erforderlich ist.
Drehtis chführung
Die Werkzeugmaschine gemäss vorliegender Erfindung ist mit einer Drehtischführung 16 bzw. eine'r Z-Achsen-Anordnung versehen, welche in ihren Einzelheiten in den Figuren 44, 45, 46 und 48-gezeigt ist. Wie man am besten den Figuren' 44 und 45 entnimmt, gehört zu der Drehtischführung 16 ein längliches Gussteil 415, welches mittels geeigneter Lager 416 gleitverschieblich auf den X-Schienen 4oo und 4ol gelagert ist. Die Drehtischführung umfasst ein Paar von in Richtung der Z-Achse verlaufenden Schienen, welche nachstehend als Z-Schienen 417 und 418 bezeichnet werden, und diese Schienen sind mittels geeigneter Maschinenschrauben 419 und Keile 419a an dem Gussteil 415 befestigt.
In Längsrichtung des Gussteils 415 verläuft eine Leitspindel 42o, deren inneres Ende in einer geeigneten Lager- und Halte-
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rungsvorrichtung 421 drehbar gelagert ist und deren äusseres Ende ebenfalls in einer geeigneten Lager- und Halterungsvorrichtung 422 drehbar gelagert ist, wie dies Fig. 45 zeigt.
Auf der Leitspindel 42o läuft eine geeignete Kugelgewindemutter 423, die an dem Werkstücktisch 17 (Fig. 45) befestigt ist und diesen-längs der Z-Schienen 417 und 418 in üblicher Weise bewegt, wenn die Leitspindel 42o angetrieben wird. Wie Fig. 45 zeigt, ist die Leitspindel 42o zwischen der Lager- und Halterungsvorrichtung 422 und der Kugelgewindemutter 42 3 von einem dem Staubschutz dienenden Faltenbalg 424 umgeben.
Wie Fig. 45 zeigt, ist die Leitspindel 42o mit einem geeigneten Antrieb 425 verbunden, welcher einen Elektromotor und einen geeigneten ,üblichen , rückgekoppelten Funktionsdrehmelder bzw. einen Positionsabtastmechanismus umfasst. Wie Fig. 45 zeigt, ist der Antrieb 425 mit einer geeigneten Abdeckung 426 versehen. Es versteht sich, dass die Drehtischführung 16 eine selbständige Einheit ist, welche getrennt hergestellt und auf dem Horizontalschlitten 15 montiert werden kann.
Die Endpunkte· der Längsbewegung der Drehtischführung 16 längs der X-Schienen 4oo und 4ol werden durch zwei Endschalter 436 (Fig. 45) bestimmt, die am Maschinenbett Io in Stellungen befestigt sind, in denen sie durch Betätigungshebel an der Drehtischführung 16 betätigbar sind. Die Endschalter 436 sind an dem Maschinenbett Io mittels geeigneter Halteklammern 439 befestigt, und sie sind in üblicher Weise mit Betätigungsarmen 437 und 438 ausgerüstet, die an ihrem Ende Rollen tragen.
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Wie Fig. 44 zeigt, sind an der Drehtischführung 16 zwei Halte- ■ klammern 429 und 433 befestigt, welche in der richtigen Höhe seitlich nach aussen vorstehen, um die Endschalter 436 zu betätigen. Die Halteklammer 429 trägt ein Paar von einstellbar montierten Betätigungselementen 43o und 431, die geeignet sind, die Betatigungsarme 437 bzw. 438 zu betätigen, wenn die Drehtischführung 16 längs der X-Schienen 4oo und 4ol - von der Vorderseite der Maschine her gesehen - nach links bewegt wird. Die Halteklammer 43 3 trägt zwei einstellbar montierte Betätigungselemente 434 und 435, welche geeignet sind, die Betatigungsarme 437 bzw. 43 8 zu betätigen, wenn die Drehtischführung 16 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird.
Werkstücktis ch
Der Werkstücktisch 17 ist gleitverschieblieh auf in Richtung der Z-Achse verlaufenden Schienen, die nachstehend als Z-Schienen 417 und 418 bezeichnet werden, angeordnet, so dass er auf den Spindelstock 12 zu und von diesem weg bewegbar ist. Zu dem Werkstücktisch 17 gehört ein Gussteil oder Schlittenelement, welches in den Figuren 52 und 53 insgesamt das Bezugszeichen 444 trägt. Das Schlittenelement 444 ist mit der oben erwähnten Kugelgewindemutter 423 (Fig. 53) verbunden, in welcher die Leitspindel 42o läuft. Die Endpunkte der Bewegung des Schlittenelements 444 längs der Z-Schienen 417 und 418 werden durch zwei Endschalter 44o bestimmt, die in den Figuren 46, -47 und 55 dargestellt sind. Die Endschalter 44o sind seitlich an dem Gussteil
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415 der Drehtischführung angebracht und mit Betätigungsarmen versehen. Wie Fig. 55 zeigt, sind an dem Schlittenelement 444 zwei Halteklammern 442 befestigt, von denen jede ein Paar von Betätigungselementen 443 trägt, die den oben beschriebenen Betätigungselementen 43o und 431 ähnlich sind. Ein Satz von Betätigungselementen 443 dient der Betätigung des einen Endschalters 44o, wenn sich das Schlittenelement 444 in der einen Richtung bewegt, und das andere Paar von Betätigungselementen 443 betätigt den zweiten Endschalter 44o, wenn sich das Schlittenelement 444 in der entgegengesetzten Richtung bewegt. Wie Fig. 51 zeigt, ist das Schlittenelement 444 des Werkstücktisches mittels geeigneter Lager 445 auf den Z-Schienen 417 und 418 montiert.
Zu dem Werkstücktisch 17 gehört ein Drehtisch 446, der in den Figuren 5o, 52 und 53 gezeigt ist. Der Drehtisch 446 ist mit den üblichen T-Schlitzen 447 (Fig. 52) versehen, die der Montage der Werkstücke auf dem Drehtisch dienen..
Wie Fig. 53 zeigt,ist der Drehtisch 446 mit einer Reihe von Maschinenschrauben 449 an einer runden Lagerplatte 448 befestigt. Der Drehtisch 446 ist mit einer 7 2-zähnigen Kupplung ("CURVIC-Kupplung") zur Weiterschaltung des Tisches versehen. Die Kupplung besteht aus einem oberen Kupplungsring 452, der an der Innenseite seiner Unterseite mit einer Anzahl von Zähnen versehen ist und der längs des Randes der Platte 44 8 mit einer Anzahl von Maschinenschrauben 453 befestigt ist sowie aus einem unteren Kupplungsring 454, der Zähne an der Innenseite seiner
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Oberseite aufweist, die mit den Zähnen des oberen Kupplungsrings 452 kämmen, wobei der untere Kupplungsring an dem Schlittenelement 444 mittels einer Anzahl von Maschinenschrauben 455 befestigt ist. Ein Kupplungssicherungsring 45o ist mittels einer Anzahl geeigneter Maschinenschrauben 451 an der Platte 448 befestigt, um die gegenseitige vertikale Ausrichtung der Kupplungsringe 452 und 45 4 zu gewährleisten, wenn diese in senkrechter Richtung voneinander abgehoben'werden, wie dies nachstehend noch näher erläutert werden soll.
An der Platte 448 ist eine drehbare, rohrförmige Welle mit einem Kolben 456 angeordnet, welche an ihrem unteren Ende geschlossen ist und welche als Drehachse für den Drehtisch 446 dient und gleichzeitig als hydraulischer Kolben für das Anheben des Drehtisches 446 zum Zwecke der Weiterschaltung. Die drehbare Welle 456 ist mit einem geeigneten Flansch versehen, welcher an der Platte 448 mit einer Anzahl von Maschinenschrauben 457 befestigt ist. Die den Kolben "aufnehmende, drehbare Welle 456 ist gleitverschieblich in einem senkrechten Zylinder 45 in einem drehbaren Zylindergehäuse 464 montiert, welches von dem Schlittenelement 446 getrennt ausgebildet ist und in diesem mittels einer geeigneten Lageranordnung 466 drehbar gelagert ist. Wie Fig. 53 zeigt, ist das untere Ende des Zylinders 45 8 von einem Zylinderkopf bzw. einer Deckplatte 459 verschlossen, welche an dem unteren Ende des drehbaren Zylindergehäuses 464 mittels einer Anzahl von Maschinenschrauben 46o befestigt ist. Das drehbare Zylindergehäuse 464 und die Lager 46 6 werden von einem unteren Sicherungsring 467 und einem oberen Sicherungs-
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ring 46 8 gehalten, wobei die beiden Sicherungsringe mittels geeigneter Maschinenschrauben 467a bzw. 468a festgeschraubt sind.
Wie Fig. 53 zeigt, ist in der den Kolben aufnehmenden, drehbaren Welle 456 eine zylindrische Kammer 461 vorgesehen, die nach oben offen ist und die unten geschlossen ist. Ein fester Zapfen 462 ragt durch das geschlossene, untere Ende der Kammer 461 nach oben und in eine Ausnehmung des Drehtisches 446 hinein. Das untere Ende des Zapfens 46 2 ist an dem Zylinderkopf 459 in geeigneter Weise befestigt., An dem oberen mit einem Gewinde versehenen Ende des Zapfens 462 ist ein Anschlag vorgesehen, um die Aufwärtsbewegung des Drehtisches 446 während der Drehbewegung desselben zu stoppen, wie dies nachstehend noch näher beschrieben werden soll. Der Drehtisch 446 wird mittels einer Federanordnung 46 2a in seiner Lage gehalten, wobei die Federanordnung aus mehreren Sätzen von federnden Unterlagsscheiben besteht, die in der Kammer 461 um den Zapfen 462 herumgelegt sind. Die federnden Unterlagsscheiben üben einen nach unten gerichteten Druck auf den Kolben 456 und den Drehtisch 446 aus und sind mittels einer Kontermutter 463a und einer Unterlagsscheibe 461a gesichert.
Wie die Figuren 51 und 5 3 zeigen, ist auf der Aussenseite des drehbaren Zylindergehäuses 464 für den Drehtisch 446 ein Zahnrad 465 befestigt. Wie man am besten in Fig. 51 erkennt, wirkt das Zahnrad 465 mit einer Schnecke 472 auf einer Welle 475 zusammen. Die Welle 475 ist in Lagern 473 und 474 drehbar gelagert. Das eingangsseitige Ende der Welle 475 ist über eine geeignete Kupplung 476 mit einem geeigneten Gleichstrommotor 477 verbunden.
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Wie die Figuren 51, 52 und 53 zeigen, ist auf der Aussenseite des drehbaren Zylindergehäuses 464 eine drehbare Nockenscheibe 47 8 vorgesehen, die an ihrem Umfang eine vorstehende Nocke 479 trägt und die an ihrem Umfang ferner um 9o versetzt eine Einbuchtung 48o aufweist. Wenn das drehbare Zylindergehäuse 464 gedreht wird, wirken die Nocke 479 und die Einbuchtung 48o mit Abtastrollen am inneren Ende zweier Abtasthebel 481 bzw. 482 zusammen, welche gleitverschieblich in dem Schlittenelement 444, und zwar derart, dass sie sich bezüglich, des drehbaren Zylindergehäuses 464 in radialer Richtung verschieben lassen, angeordnet sind.
Wie Fig. 52 zeigt, ist das äussere Ende des Abtasthebels 481 gleitverschieblich in einem Federgehäuse 4 83 gelagert, welches an dem Schlittenelement 444 befestigt ist. In dem Gehäuse 483 ist eine Feder 488 angeordnet, welche normalerweise dazu dient, den Abtasthebel 481 in Richtung auf die Nockenplatte 478 zu drücken, um ihn in Kontakt mit derselben zu halten. Das Federgehäuse 4 83 ist an seinem äusseren Ende mit einer geeigneten Endplatte 489 verschlossen. Das Abtastelement 481 trägt ein Betätigungselement 48^ zur Betätigung eines Endschalters 485, wenn das Abtastelement 4 81 sich beim Abtasten der Einbuchtung 48b nach innen bewegt. Das Abtastelement 481 trägt ferner ein zweites Betätigungselement 486 und betätigt mit dessen Hilfe einen zweiten Endschalter 487, wenn es sich unter der Wirkung der vorspringenden Nocke 479 nach aussen bewegt.
ι Wie Fig. 52 zeigt, ist das Abtastelement 482 ebenfalls mit zwei
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Betätigungselementen 49 3 und 495 versehen, um zwei Endschalter 494 und 496 zu betätigen, wenn es sich nach aussen bzw. nach innen bewegt. Das Abtastelement 482 ragt in ein Federgehäuse hinein, in welchem eine Feder 497 angeordnet ist, die das Abtastelement 4 82 normalerweise nach aussen und in Kontakt mit der Nockenplatte 47 8 drückt. Das Federgehäuse 49 2 ist an seinem äusseren Ende mit einer geeigneten Endplatte 498 verschlossen. Die Endschalter 485, 486, 494 und 496 werden von dem Schlittenelement 444 getragen und sind geeignet, bei jeder Drehung des Drehtisches 446 um 9o ein Signal zu liefern, so dass der Drehtisch automatisch in vier verschiedene Stellungen verstellt werden kann. Es versteht sich jedoch, dass der Drehtisch 446, falls dies erwünscht ist, auch von Hand in Schritten von jeweils 5 gedreht werden kann. Ferner versteht es sich, dass die oben erwähnte Kupplung mit der Federeinrichtung 462a versehen ist, um den Drehtisch 446 normalerweise nach unten zu ziehen, so dass die Kupplungsringe 452 und 454 in Eingriff miteinander bleiben.
Der Drehtisch 446 wird nach oben gehoben, um den oberen Kupplungsring 452 von dem unteren Kupplungsring 454 zu lösen und damit ein Weiterdrehen des Drehtisches 446 zwischen seinen vier Stellungen mittels der nachstehend beschriebenen Einrichtung zu ermöglichen. Wie Fig. 51 zeigt, ist eine Druckmittel leitung 47o mit einer drehbaren Armatur 471 verbunden, die an der Zylinderkopfkappe 459 befestigt ist und über die in Abhängigkeit von einem Fortschaltsignal des Maschinensteuersystems Druckmittel in den Zylinder 458 eingeleitet werden kann. Das Druckmittel bewegt den Drehtisch 446 und den Kolben 456 und damit den
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Kupplungsring 452 nach oben, so dass dieser von dem Kupplungsring 454 abhebt. Nachdem der Drehtisch 446 angehoben ist, wird der Antriebsmotor 477 betätigt s um die Welle 475 "zu drehen und damit die Schnecke 472 und das von ihr angetriebene Zahnrad 46 5. Wenn dann von den zuletzt erwähnten Endschaltern ein geeignetes Signal geliefert wird, ist die Fortschaltbewegung beendet. Die Druckmittelzufuhr wird unterbrochen, und der Drehtisch 446 wird durch die nach unten gerichtete Federkraft der Federanordnung 462a wieder verriegelt.
Die nachstehend beschriebenen Einrichtungen dienen dazu, jegliches Spiel der Drehtischanordnung zu vermeiden, so dass das Spiel zwischen der Schnecke 472 und dem Zahnrad 465 die genaue Fortschaltung des Drehtisches 446 nicht beeinträchtigt. Wie Fig. 53 zeigt, ist ein Ausrichtzapfen 499 mit seinem unteren Ende an dem drehbaren Zylindergehäuse 464 befestigt und besitzt einen vergrösserten Kopf an seinem oberen Ende. Der Ausrichtzapfen 49 9 ist in einem Flansch an dem drehbaren Kolben 456 gleitverschieblich gehaltert. Der vergrösserte Kopf ist mit einem abgeschrägten bzw. kegelförmigen, unteren Ende versehen, welches eine invertierte, konische Fläche bildet. Der vergrösserte Kopf des Ausrichtzapfens 499 ragt in eine Aussparung in der Montageplatte 448 hinein. Am unterenEnde dieser Aussparung ist in einem Ring ein invertierter, konischer Sitz ausgebildet, und zwar in einer solchen Lage, dass bei angehobenem Drehtisch 446 der zuletzt erwähnte, invertierte, konische Sitz nach oben bewegt wird und in Eingriff mit der invertierten, konischen Oberfläche des unteren Endes des vergrösserten Kopfes des Aüsricht-
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zapfens 499 gelangt. Der Drehtisch 446 wird somit bei seiner Drehbewegung stets in einer vorgegebenen Lage gehalten und unabhängig von den Zähnen der Kupplung fortgeschaltet.
Die Auf- und Abwärtsbewegung des Drehtisches 446 wird von einer Stange 5oo signalisiert, welche gleitverschieblich in dem Schlittenelement 444 in senkrechter Stellung angeordnet ist. Am oberen Ende der Stange 5oo ist eine Rolle befestigt, welche an der flachen Unterseite der Lagermontageplatte. 448 abrollt. Eine Feder 5ol ist in einer Aussparung des Schlittenelements 444 angeordnet und drückt die Stange 5oo normalerweise nach oben, so dass die Rolle an deren oberem Ende in Kontakt mit der Platte .448 bleibt. Die Stange 5oo trägt ein Betätigungselement 5o2, mit dessen Hilfe ein aufwärts angeordneter Endschalter 5o3 betätigbar ist, wenn die Stange 5oo sich nach oben bewegt und mit dessen Hilfe ein abwärts angeordneter Endschalter 5o4 betätigbar ist, wenn sich die Stange 5oo nach unten bewegt. Die Endschalter 5o3 und 5o4 sind in geeigneter V/eise fest an der Unterseite des Schlittenelements 444 angeordnet.
Arbeitsweise
Es versteht sich, dass jede geeignete elektrische Steuerschaltung verwendet werden kann,um die verschiedenen elektrischen Motoren, Magnetschalter und anderen Einrichtungen zu steuern, die der Steuerung des Betriebes der hydraulischen Einheiten, die in den Figuren 56 und 57 dargestellt sind, dienen, da Steu-
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erkreise dieser Art vom Fachmann ausgewählt werden können. Eine Werkzeugmaschine 9 gemäss vorliegender Erfindung kann auch mit jedem geeigneten numerischen Steuersystem gesteuert werden, beispielsweise mit einem Steuersystem, wie es von der Firma Ex-CeIl-O Corporation of Detroit, Michigan, USA unter der Bezeichnung "NUMERA-TROL" vertrieben wird. Dieses Positioniersystem arbeitet mit inkrementeller Programmierung für vier Achsen, wobei ihm die Daten schrittweise in Tabellenform zugeführt werden. Mit ihm ist eine Positionierung längs dreier linearer Achsen möglich sowie in dreihundertsechzig diskreten Stellungen bezüglich einer drehbaren Achse. Das genannte Positionierungssystem empfängt und steuert sämtliche Vorschubgeschwindigkeiten und schnelle Querbewegungen. Es steuert ausserdem die ausgewählten Spindelgeschwindigkeiten und Drehrichtungen, die Ein- und Ausschaltung der Kühlmittelzufuhr, den gesamten Zyklus und die gewünschte Reihenfolge der automatischen Werkzeugwechsel sowie "ändere Steuerfaktoren.
Die Schneidwerkzeuge 145 sind in den Werkzeughaltern 144 montiert und werden von Hand in die Werkzeughalterungen 169 eingesetzt, welche die Fördereinrichtung 166 bilden. Die Fördereinrichtung 16 6 wird in neue Stellungen fortgeschaltet, um es der Bedienungsperson fortzusetzen, die Werkzeuge von einer gewünschten Stellung aus einzusetzen. Die Werkzeuge 145 werden in die Fördereinrichtung 166 in der gewünschten Reihenfolge eingesetzt.
Wie Fig. 56 zeigt,ist ein geeignetes Druckmittelreservoir 51o
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vorgesehen, um den verschiedenen in der Maschine verwendeten hydraulischen Motoren und Zylindern das erforderliche Druckmittel zuzuführen. Das Bezugszeichen 511 bezeichnet ein Filter, welches mit der Eingangs leitung 512 einer geeigneten Druckmittelpumpe 513 verbunden ist, die von einem geeigneten Elektromotor 514 angetrieben wird. Die Druckmittelpumpe 513 pumpt das Druckmittel unter Druck durch ein geeignetes Steuerventil 517 und eine Auslassleitung 516 in eine Druckmittelversorgungsleitung 515. In der Dru-ekmittelyersiJEgurigsleitung- 515 ist ein magnetschalterbetätigtes Hauptventil vorgesehene welches federbelastet ist, so dass es eine erste Normalstellung einnimmt, in welcher das Druckmittel durch die Leitung 15 fliessen kann und welches bei Erregung des Magnetschalters eine zweite Stellung einnimmt, um die Leitung 515 zu überbrücken. Wenn das Ventil 5o8 durch Betätigung des Magnetschalters in die zweite Stellung gebracht ist, sperrt es den Druckmittelstrom durch die verschiedenen Leitungen und leitet das Druckmittel durch eine Leitung 5o9 zu einer Rückführleitung 5 3o, bis die Pumpe 513 gestoppt wird. Das Ventil 5o8 verleiht dem hydraulischen System günstige Stopp- und Startbedingungen. Das hydraulische System steht unmittelbar nach Betätigung des dem Ventil zugeordneten Magnetschalters zürxBenutzung bereit und kann ebenso schnell stillgesetzt werden. sDie hydraulischen Kupplungen 114, 127 und 131 zur Steuerung der Geschwindigkeiten der Werkzeugspindel 4 3 werden über magnetschalteri>etätigte Ventile 522 und 523 betätigt« Dem Ventil 522 wird das Druckmittel durch Leitungen 515 und 518 sowie über das Regelventil 119 und die Leitung 52o zugeführt. Dem Ventil 523 wird das unter* Druck stehende Druckmittel über die
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Leitung 515 sowie Leitungen 518 und 521 und ein Regelventil 519 zugeführt. Das Regelventil 522 regelt den Durchfluss des Druckmittels zu der hydraulischen Kupplung 114 über die Leitung 524. Der Durchfluss durch das Regelventil 523 steuert den Druckmittelfluss über die Leitungen 5 25 und 526 zu den hydraulischen Kupplungen 127 und 131. Von den Ventilen 522 und 523 kehrt das Druckmittel über die Leitungen 527, 528, 529 und 53o zu dem Druckmittelreservoir 51o zurück.
Wie Fig.^jß^Äeirft^^ir^ der hydraulische Zugstangenmotor 159 über geeignete, magnetschalterbetätigte Ventile 533 und 535 gesteuert, welche den Entriegelungsvorgang bzw. den Verriegelungsvorgang durch die Zugstange steuern. Dem Ventil 533 wird das unter Druck stehende Druckmittel über die Leitung 515 zugeführt. Dem Ventil 533 wird das unter Druck stehende Druckmittel über die Leitung 534 zugeführt. Die Ventile 533 und 535 sind mit dem hydraulischen Motor 159 über Flüssigkeitsleitungen 536, 537 und 5 39 verbunden. Der druckbetätigte Schalter 16 3 zur Steuerung der elektrischen Kupplung 158 ist mit den Leitungen 536 und 537 über die Leitung 538 verbunden.
Wie Fig. 57 zeigt, wird die Betätigung des hydraulischen linders in dem Werkzeugwechselarm 25^_.zur Betätigung ό^Γ
bens 271 durcj^j-irv^e^ig^tes^^ Ventil
54o gesteuert, weieftem das Druckmittel über 7X." q1r „_,,
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Druckmittel über
539 zugeführt wird. Das Ventil 5Uo
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Druckmittel wird von dem Ventil 54o über die Leitungen 541 und 529 zu dem Druckmittelreservoir 51o zurückgeführt.
Ein geeignetes, magnetschalterbetätigtes Ventil 545 ist ferner vorgesehen, um den Druckmittelfluss zu dem Zylinder 45 8 zum Anheben des Drehtisches 446 zu steuern. Das unter Druck stehende Druckmittel wird dem Ventil 545 über Leitungen 515 und 543 zugeführt. Das Druckmittel kehrt von dem Ventil 545 über Leitungen 544 und 529 zu dem Druckmittelreseryoir zurück. Der Einlassleitung 27o des Zylinders 458 wird das Druckmittel über die Leitung 546 zugeführt.
,Ein geeignetes, magnetschalterbetätigtes Ventil 548 zur Durchflußsteuerung und zwei Ventile 552 zur Geschwindigkeitssteuerung sind vorgesehen, um die Bewegungsrichtung bzw.die Geschwindigkeit des Zylinders 33o des Werkzeugwechselkopfes zu steuern. 2sm _Ven+-i^. o4ö wird das Druckmittel von der Leitung 515 über die Leitung 547 zugeführt. Die Rückkehr des Druckmittels zu dem Druckmittelreservoir 51o erfolgt über die Leitungen 549 und 529. Die Ventile 552 zur Geschwindigkeitssteuerung liegen zwischen dem Ventil 548 und dem hydraulischen Zylinder 33o in den Leitungen 55o und 551.
Die hydraulischen Zylinder 379 und 351 zum Drehen des Werkzeugwechselarms 25 8 werden bei ihren Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen durch geeignete, magnetschalterbetätigte Ventile 554 und 558 gesteuert. Das Ventil 554 zur Durchflußsteuerung wird über die Leitungen 515 und 55 3 mit unter Druck stehendem Druckmittel
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versorgt und ist mit dem Druckmittelreservoir 51o über die Leitungen 555 und 529 verbunden. Das Ventil 558 zur Durchflußsteuerung wird über die Leitungen 529 und 557 mit dem unter Druck stehenden Druckmittel versorgt. Dieses Ventil ist mit dem Druckmittelreservoir 5io über die Leitungen 559 und 5-29 verbunden. Die Ventile 5Bo und 556 zur Geschwindigkeitssteuerung sind in die Leitungen eingefügt, welche die Ventile 55 8 und 554 mit den Zylindern 351 bzw. 379 verbinden.
Ein automatischer Werkzeugwechsel wird durchgeführt, indem eine entsprechende Einstellung~"ci€fs
Betrieb-erfolgt. Zum Wechseln der Werkzeuge muss die Werkzeugspindel ^S^auT^h^^a^^^^grBinni-ziiTsachst von dem Wertstück und seiner Aufnahme an dem Drehtisch 446 gelöst werden. Der Spindel stock 12 wird dann längs der Y-^Schienen automatisch nach oben in die "WerkzeugwechseJLstellung" gebracht, und zwar mit hoher Geschwindigkeit mittels des ^i:€k-troinotQrs_51. Wenn der Spindelstock 12 sich nach oben in die Werkzeugwechselstellung^fcQiegt, betätigt er den Verlangsamungs-Endschalter 8o, welcher den schnellen Vorschub für den Spindelstock 12 unterbricht und für einen langsamen Vorschub des Spindelstockes sorgt, bis der Endschalter 79 betätigt wird und anzeigt, dass sich der Spindelstock 12 in der Werkzeugwechselstellung befindet, wo der Spindelstock gestoppt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Fördereinrichtung 166 bereits gestoppt, wobei sich eine Werkzeughalterung 169 in der Entnahmestellung befindet, in welcher das nächste für den BearbeitungsVorgang gewünschte Werkzeug vorhanden ist.
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Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Werkzeugwechselarm in der Park- oder Startposition, die Fig. 29 zeigt, wobei der Zylinder 351 sich in der ausgefahrenen Stellung befindet, während der Zylinder 379 sich in der zurückgezogenen Stellung befindet. Das magnetschalterbetätigte Ventil 554 wird dann aktiviert, um dem Zylinder 379 Druckmittel zuzuführen, welcher dadurch in die in Fig. 3o gezeigte Stellung gebracht wird, und der Werkzeugwechselarm 25 8 wird somit - von der Vorderseite der Maschine her gesehen - entgegen dem Uhrzeigersinn in die Werkzeugaufnahmestellung, die Fig. 3o zeigt, gedreht.
Das magnetschalterbetätigte Ventil 5Uo wird entregt, und die Federn 2 8o in dem Werkzeugwechselarm 25 8 klemmen dann den Werkzeughalter 144 in der Fördereinrichtung 166 in dem Werkzeughalter-Greifmechanismus 261 fest und gleichzeitig den Werkzeughalter 144 in der Werkzeugspindel 43 in dem Werkzeughalter-Greifmechanismus 262. Die Zugstangensteuerventile 533 und 535 werden betätigt, um dem hydraulischen Motor 159 das Druckmittel derart zuzuführen, dass die Zugstange 141 entriegelt wird. Die elektrische Kupplung 158 wird gleichfalls betätigt. Das magnetschalterbetätigte Ventil 548 wird dann betätigt, um den Zufluss des Druckmittels zu dem hydraulischen Zylinder 33o zu steuern, welcher daraufhin den Werkzeugwechselarm 258 nach aussen rückt, so dass dieser ein neues Werkzeug aus der Fördereinrichtung 166 herausnimmt und gleichzeitig das alte Werkzeug aus der Werkzeugspindel 43.
Wenn der Werkzeugwechselarm 258 voll ausgefahren ist, wird das
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magnetschalterbetätxgte Ventil 558 betätigt, so dass nunmehr dem Zylinder 351 Druckmittel zugeführt wird, wodurch der Werkzeugwechselarm. 25 8a um 18o entgegen dem Uhrzeigersinn in die in Fig. 31 gezeigte Stellung gedreht wird, wobei das der Fördereinrichtung 166 entnommene neue Werkzeug vor die Werkzeugspindel 13 gedreht wird und wobei gleichzeitig das alte,der Werkzeugspindel 43 entnommene Werkzeug.vor die Fördereinrichtung 166 gedreht wird. Danach wird das magnetschalterbetätigte■Ventil 548 betätigt, um dem Zylinder 3 3o Druckmittel zuzuführen und damit den Werkzeugwechselarm 258 zurückzuziehen, um dabei das neue Werkzeug in die Werkzeugspindel 43 und das alte Werkzeug in die Fördereinrichtung 166 des Werkzeugmagazins einzusetzen.
Danach wird die elektrische Kupplung 15 8 betätigt,und gleichzeitig wird das magnetschalterbetätxgte Ventil 535 angesteuert, so dass der hydraulische Motor 159 nunmehr in einer Richtung angetrieben wird, in der das neue Werkzeug in der Werkzeugspindel 43 verriegelt wird. Der hydraulische Motor 159 wird solange betätigt, bis der zugehörige Druckschalter bei einem vorgegebenen Druck, beispielsweise einem Druck von 3o,2 kg/cm betätigt wird. Wenn der vorgegebene Druck in dem hydraulischen Motor 159 erreicht ist, entregt der Druckschalter 163 die elektrische Kupplung 15 8. Anschließend wird dann das magnetschalterbetätxgte Ventil 54o erregt,und den Zylindern 272 des Werkzeugwechselarms 25 8 wird Druckmittel unter Druck zugeführt, um die Werkzeughalter-Greifmechanismen 261 und 262 zu lösen. Daraufhin wird dann das magnetschalterbetätigte Ventil 554 betätigt, um den hydraulischen Zylinder 379 zu aktivieren, so dass dieser
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zurückgezogen wird und den Werkzeugwechselarm 258 im Uhrzeigersinn um 9o dreht und ihn in die Park- oder Startposition gemäss Fig. 32 zurückführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Fördereinrichtung 166 um eine Stellung weitergeschaltet.
Die Figuren 33, 34 und 35 zeigen, wie ein Werkzeug aus der Werkzeugspindel 43 herausgenommen und in die Fördereinrichtung 166 des Werkzeugmagazins zurückgebracht werden kann. Um die letztgenannte Operation auszuführen, wird der Zylinder 379 in Vorwärtsrichtung betätigt, so dass der Werkzeugwechselarm entgegen dem Uhrzeigersinn um 9o gedreht wird, um ein Werkzeug aus der Werkzeugspindel aufzunehmen. Der Zylinder 33o wird betätigt, um ,den Werkzeugwechselarm 258 in Richtung auf die Werkzeugspindel 43 in die Werkzeugaufnahmestellung zurückzuziehen. Nachdem das Werkzeug in dem Werkzeugwechselarm 258 festgeklemmt ist, wird der Zylinder 351 nach vorne angetrieben, um den Werkzeugwechselarm 258 um 18o im Uhrzeigersinn zu drehen, wie dies Fig. 34 zeigt, und um das Werkzeug in die Fördereinrichtung 166 zurückzulegen. Nachdem das Werkzeug sich in der Fördereinrichtung 16 befindet, wird der Zylinder 379 zurückgezogen, um den Werkzeugwechselarm 258 um 9o° im Uhrzeigersinn in die Parkstellung zurückzuführen.
Die Maschine gemäss vorliegender Erfindung besitzt eine geschweisste Stahlkonstruktion. Aufgrund der Tatsache, dass der Antriebsmotor,das Reduziergetriebe, der Funktionsdrehmelder und die Werkzeugspindel längs einer Achse ausgerichtet sind, ist es möglich , geeignete Schmiereinrichtungen auf der Aussenseite
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der Maschine vorzusehen und so eine Wärmeaufnahme durch die Maschine zu vermeiden, wodurch eine hohe Genauigkeit aufrechterhalten wird. Die die meiste Wärme erzeugenden Einrichtungen des elektrischen Werkzeugspindelantriebs sowie die Antriebseinrichtungen für den Vorschub sind ausserhalb der Maschine angeordnet, um zu vermeiden. Wärme in der Maschinenkonstruktion selbst zu erzeugen, durch die Vermeidung von Wärmeentwicklung innerhalb des Maschinengehäuses ist es möglich, die Maschinenabmessungen genauer einzuhalten, da die Maschine sich nicht aufgrund der Wärme ausdehnt, die von dem Schmieröl oder durch den Betrieb der Maschine selbst erzeugt wird. Die Montage der Fördereinrichtung bzw. des Werkzeugmagazins direkt oberhalb des Werkzeugwechselarms 258 und seine Ausrichtung bezüglich des Spindelstockes 12 führt zu einem Werkzeugwechselsystem, bei welchem jegliche Zwischenstellungen oder Haltestellungen vermieden werden können und mit welchem somit ein schneller Werkzeugwechsel möglich ist. Die Geschwindigkeit des Werkzeugwechsels wird auch noch durch die Tatsache gefördert, dass die Werkzeuge in der Fördereinrichtung 166 horizontal und parallel zur Achse der Werkzeugspindel 43 angeordnet sind und dass sie in der Entnahmestellung auch in vertikaler Richtung mit der Werkzeugspindel fluchten.
Es versteht sich, dass dem Fachmann zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung stehen, die vorstehend als Ausführungsbeispiel betrachtete Werkzeugmaschine abzuwandeln, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
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Claims (1)

  1. k-116
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    Patentansprü cn e
    1. Werkzeugmaschine mit einem längs einer ersten Achse hinundherbewegbaren Spindelstock, in welchem eine Werkzeugspindel drehbar gelagert ist, und mit einem Werkstücktisch zur Aufnahme eines mittels eines von der Werkzeugspindel aufgenommenen Werkzeugs zu bearbeitenden Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Bewegung des Werkstücktisches längs zweier zueinander und zur Bewegungsachse des Spindelstocks senkrechter Achsen vorgesehen sind, daß im Abstand von der Werkzeugspindel ein Werkzeugmagazin vorgesehen ist, mit dessen Hilfe Werkzeuge in eine Entnahmestellung verbringbar sind, in der ihre Achsen parallel zur Werkzeugspindelachse verlaufen und mit dieser fluchten, und daß zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel ein Werkzeugwechselkopf zum direkten Auswechseln des jeweiligen Werkzeugs in der Werkzeugspindel gegen ein anderes Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin vorgesehen ist.
    2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Maschinenbett ein Maschinenständer mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Führungssäulen vorgesehen ist und daß der Spindelstock längs der Führungssäulen hin- und herbewegbar ist.
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    3. Werkzeugmas chine nach Anspruch 1 und 2$ dadurch gekennzeichnet, daß die erste Achse eine senkrechte Achse ist und daß die Führungssäulen senkrecht angeordnet sind.
    U. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock mit Hilfe einer mit ihm verbundenen Führungsspindel längs der senkrechten Achse bewegbar ist und daß mit der Führungsspindel Antriebseinrichtungen verbunden sind, die ausserhalb der Führungssäulen angeordnet sind.
    5. Werkzeugmaschine nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß den Antriebseinrichtungen Einrichtungen zur Feststellung der Lage des Spindelstockes zugeordnet sind.
    6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssäulen geschweißte Stahlkonstruktionen
    ' sind.
    7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spindelstock Gegengewichte angreifen.
    8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Werkzeugspindel um eine horizontale Achse drehbar ist.
    9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin an den Führungssäulen oberhalb des Spindelstockes angeordnet ist.
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    10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin eine endlose Fördereinrichtung mit einer Anzahl von Werkzeugaufnahmen aufweist und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die endlose Fördereinrichtung in vorgegebener Weise so zu bewegen, daß das gewünschte Zusammenwirken von Werkzeugmagazin und Werkzeugwechseleinrightung zum Übertragen der Werkzeuge von der endlosen Fördereinrichtung zu der Werkzeugspindel und umgekehrt erreicht wird.
    11. Werkzeugmaschine nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die endlose Fördereinrichtung des Werkzeugmagazins durch eine horizontal angeordnete Förderkette gebildet wirä, die aus einer Anzahl von mittels senkrechter Zapfen gelenkig verbundener Werkzeugaufnahmen besteht.
    12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin mindestens ein Sprossenrad aufweist, welches mit Antriebseinrichtungen für seinen Antrieb versehen ist, daß es mindestens ein frei drehbares Sprossenrad aufweist, über welches die endlose Förderkette lauft,und daß zwischen dem frei umlaufenden Sprossenrad und dem antreibbaren Sprossenrad und gegebenenfalls weiteren, frei umlaufenden Sprossenrädern Führungseinrichtungen vorgesehen sind, und daß die die Werkzeugaufηahmeη gelenkig verbindenden Zapfen zwischen den Sprossenrädern von den Führungseinrichtungen geführt werden und daß die Zapfen mit dem antreibbaren Sprossenrad zum Antreiben der endlosen Förderkette zusammenwirken.
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    13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Fördereinrichtungen Einrichtungen vorgesehen sind, welche feststellen, wann sich eine Werkzeugaufnahme in der Werkzeugwechselstellung befindet, und daß diese Einrichtungen über die Zapfen der Förderkette derart betätigbar sind, daß sie1 die Förderkette stillsetzen,-wenn sich eine Werkzeugaufnahme in der Werkzeugwechselstellung befindet*
    IU. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmen so ausgebildet sind, daß sie einen Werkzeughalter mit einem darin befindlichen Werkzeug derart lösbar haltern, daß die Achsen von Werkzeughalter und Werkzeug horizontal verlaufen.
    15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werkzeugaufnahme mit Einrichtungen versehen ist, welche anzeigen, ob sich in ihnen ein Werkzeughalter'befindet.
    16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Anzeige, ob sich ein Werkzeughalter in der Werkzeugaufnahme befindet, durch einen senkrechten Zapfen gebildet werden, der gleitverschieblich in der Werkzeugaufnahme angeordnet ist und unter der Wirkung der Schwerkraft eine untere Stellung einnimmt, wenn die Werkzeugaufnahme leer ist und eine obere Stellung, wenn ein Werkzeughalter in die Werkzeugaufnahme eingesetzt ist.
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    17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen zum Antreiben des antreibbaren Sprossenrades Einrichtungen zum Feststellen der Lage
    des Werkzeugmagazins umfassen.
    18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der frei umlaufenden Sprossenräder derart federnd gelagert ist, daß es Änderungen in der Spannung der Förderkette auszugleichen vermag.
    19. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Werkzeughalter mit einer Nut versehen ist, mit
    welcher federbelastete Klinken in der Werkzeugaufnahme zusammenwirken , um die Lage des Werkzeughalters in der Werkzeugaufnahme in axialer Richtung festzulegen.
    20. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Werkzeughalter an seinem Umfang mit öffnungen versehen ist, mit welchen die Werkzeugwechseleinrichtung
    in Eingriff bringbar ist.
    21. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Werkzeugwechseleinrichtung eine Betätigungswelle
    aufweist, die zwischen den Führungssäulen in Längsrichtung bewegbar und im Uhrzeigersinn sowie entgegen dem Uhraägersinn schwenkbar ist, daß mit dem äusseren Ende der Betätigungswelle ein Werkzeugwechselarm verbunden ist, daß mit
    der Betätigungswelle Antriebseinrichtungen verbunden sind,
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    um diese in Längsrichtung zu bewegen und damit den Werkzeugwechselarm auszufahren und zurückzuziehen, und daß mit der Betätigungswelle Antriebseinrichtungen verbunden sind, um dieselbe zu schwenken.
    22. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtungen zur Bewegung der Betätigungswelle in Längsrichtung durch einen hydraulischen Zylinder gebildet werden, der mit dem inneren Ende der Betätigungswelle verbunden ist.
    23. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtungen zur Herbeiführung der Drehbewegung der Betät-igungswelle ein Zahnrad auf der Betätigungswelle, eine mit dem Zahnrad kämmende.Zahnstange und eine . mit der Zahnstange verbundene Hydraulikzylinderanordnung umfassen.
    21I. Werkzeugmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinderanordnung einen ersten Hydraulikzylinder umfaßt, dessen Zylinderstange an einem Gehäuse befestigt ist, in welchem die Betätigungswelle montiert ist, daß sie einen zweiten Hydraulikzylinder umfaßt, der mit dem ersten Hydraulikzylinder verbunden ist und von diesem getragen wird und dessen Kolbenstange mit der Zahnstange verbunden ist, und daß sie Einrichtungen umfaßt, mit deren Hilfe die beiden Hydraulikzylinder bezüglich des Gehäuses für die Betätigungswelle gleitverschieblich gehaltert sind.
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    25. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugwechselarm aus zwei Werkzeuggreifeinrichtungen besteht, die am äusseren Ende der Betätigungswelle vorgesehen sind und die so ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig ein Werkzeug in dem Werkzeugmagazin und in der Werkzeugspindel erfassen und aus diesem bzw. aus dieser herausnehmen können.
    26. Werkzeugmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die V/erkzeuggreifeinrichtungen einen länglichen, äusseren Greifarm und einen länglichen, inneren Greifarm auf-
    , weisen, daß Federelemente vorgesehen sind, welche den inneren Greif-arm normalerweise radial nach aussen vorspannen und in Eingriff mit einem Werkzeughalter bringen, um diesen zwischen dem inneren und dem äusseren Greifarm festzuklemmen, und daß hydraulisch betätigbare Einrichtungen mit dem äusseren Greifarm verbunden sind, mit deren Hilfe die Federelemente unwirksam gemacht werden können, um einen zwischer dem inneren und dem äusseren Greifarm befindlichen Werkzeughalter freizugeben.
    27. Werkzeugmaschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente einen Kolben umfassen, welcher mit dem innern Greifarm verbunden ist und eine Feder, welche den Kolben in Richtung der Klemmstellung vorspannt, und daß die hydraulisch betätigten Einrichtungen einen Kolben umfassen, der mit Hilfe eines Druckmittels betätigbar ist und der mit dem zu den Federelementen gehörigen Kolben über eine Zahn-
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    Stange und ein Ritzel verbunden ist, derart, daß die Federelemente unwirksam gemacht werden, wenn die hydraulisch betätigbaren Einrichtungen betätigt werden.
    28. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel eine in der Werkzeugspindel drehbar montierte Zugstange aufweist, die an ihrem vorderen Ende einen Zugbolzen aufweist, der in einen in die Werkzeugspindel eingesetzten Werkzeughalter einschraubbar ist, daß der Werkzeugspindel ein hydraulischer' Antriebsmotor zugeordnet ist und daß eine elektrische Kupplung vorgesehen ist, über die der hydraulische Antriebsmotor und das rückwärtige Ende der Zugstange verbindbar sind, um die Zugstange zum
    " Festklemmen des Werkzeughalters oder zum Lösen desselben zu drehen.
    29. Werkzeugmaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem hydraulischen Antriebsmotor ein Druckschalter verbunden ist, um die elektrische Kupplung zu lösen, wenn sich in dem hydraulischen Antriebsmotor ein vorgegebener Klemmdruck aufgebaut hat,
    30. Werkzeugmaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange bezüglich der elektrischen Kupplung unter einer Federvorspannung steht, durch welche die Zugstange normalerweise von der Kupplung weggedrückt wird.
    31. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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    daß die Einrichtungen zum Montieren des VJerkstücktisches bezüglich des Spindelstockes einen Horizontalschlitten mit X-Schienen, eine auf den X-Schienen montierte Drehtischführung mit Z-Schienen und an dem Horizontalschlitten befestigte Antriebsvorrichtungen zum Antreiben der Drehtischführung längs der X-Schienen umfassen, daß der Werkstücktisch gleitverschieblichauf den Z-Schienen gelagert ist, daß an der Drehtischführung Antriebsvorrichtungen montiert sind, um den Werkstücktisch längs der Z-Schienen zu bewegen, daß der Werkstücktisch eine Drehplatte aufweist, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Drehplatte anzuheben, sowie winkelmäßig zu verstellen.
    32. Werkzeugmaschine nach Anspruch 31., dadurch gekennzeichnet, daß der Horizontalschlitten durch ein Gußteil gebildet wird, auf dessen Oberseite die X-Schienen montiert sind und an welchem ferner die Antriebsvorrichtungen für die Drehtischführung montiert sind, und daß das Gußteil die X-Schienen und die Antriebsvorrichtungen als eine Einheit vorgefertigt bzw. vormontiert werden und an der Maschinenbasis befestigt werden, derart, daß die X-Schienen senkrecht zu der ersten Achse verlaufen.
    33. Werkzeugmaschine nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß unter Federspannung stehende Klemmvorrichtungen vorgesehen sind, welche die Drehplatte normalerweise gegen eine Drehung bezüglich des Werkstücktisches sichern, und daß die Kraft der Kfemmvorrichtungen durch die Einrichtungen zum Heben der Drehplatte überwunden wird, wenn die Drehplatte gedreht wird.
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    34. Werkzeugmaschine nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind5 um die Drehplatte in einer vorgegebenen Stellung gegenüber der Kupplung zu halten, wenn sie zum Herbeiführen einer Drehbewegung angehoben ist.
    35. Werkzeugmaschine nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen oberen Teil und einen unteren Teil aufweist und daß beide Teile der Kupplung mit Zähnen versehen sind, weIchemiteinander in Eingriff stehen, wenn sich die Drehplatte in ihrer abgesenkten Stellung befindet.
    36. Werkzeugmaschine nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Festhalten der Drehplatte in einer vorgegebenen Stellung einen Ausrichtzapfen umfassen, der sich nicht bewegt, wenn die Drehplatte angehoben wird und dessen unteres Ende invertiert konisch ausgebildet ist, und daß die Einrichtungen einen Ausrichtring umfassen, welcher gemeinsam mit der. Drehplatte nach oben bewegbar ist, wenn diese angehoben wird und dessen Innenseite invertiert konisch ausgebildet ist, und einen Sitz für das untere Ende des Ausrichtzapfens bildet, so daß die Drehplatte in angehobenem Zustand bezüglich der Zähne der Kupplungsteile so gehalten wird, daß jegliches Spiel vermieden wird, wenn die Drehplatte nach Ausführung der Drehbewegung abgesenkt wird.
    37. Werkzeugmaschine nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
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    daß die Einrichtun-gen zum Anheben der Drehplatte einen hydraulischen Zylinder umfassen und daß die Einrichtungen zum Drehen der Drehplatte ein mit der Drehplatte verbundenes Zahnrad umfassen sowie eine Welle mit einer Schnecke, welche mit dem Zahnrad in Eingriff steht, unddaß Antriebseinrichtungen zum Drehen der Welle und damit der Drehplatte vorgesehen sind.
    38. Werkzeugmaschine nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Drehen der Drehplatte eine mit dem Drehtisch verbundene Nockenscheibe umfassen, daß zwei bezüglich der Nockenscheibe radial angeordnete Nockenab-
    , taster vorgesehen sind, die gleitverschieblich an dem Werkstücktisch gehaltert sind und von denen jeder an seinem einen Ende eine Rolle trägt, die an dem Rand der Nockenscheibe abrollt und an seinem anderen Ende durch eine Feder beaufschlagt wird, welche die Rolle normalerweise gegen den Rand der Nockenscheibe drückt, daß beide Nockenabtaster jeweils zwei Endschalter-Betätigungselemente tragen, um entweder bei der Einwärtsbewegung oder bei der Auswärtsbewegung einen Endschalter zu betätigen, und daß die Nockenscheibe eine Einbuchtung und einen dieser gegenüber um 9o versetzten Vorsprung zur Betätigung der Nockenabtaster aufweist, wobei diese Einrichtungen dazu dienen, das Drehen des Drehtisches zu überwachen, wenn dieser sich in der angehobenen Stellung befindet.
    39. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorangegange-
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    nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Spindelstock Antriebsvorrichtungen verbunden sind, um diesen in senkrechter Richtung anzutreiben und daß der Spindelstock ein Zahnradgetriebe enthält, welches mit der Werkstückspindel verbunden ist sowie einen Antriebsmotor, welcher mit dem Zahnradgetriebe verbunden ist s und eine, mit der' Werkzeugspindel verbundene Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Werkzeugspindel, wobei das Zahnradgetriebe,der Antriebsmotor und die Abtastvorrichtung als eine Einheit bewegbar sind.
    40. Werkzeugmaschine nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Antriebsvorrichtungen ein Antriebsmotor gehört, der ausserhalb der Führungssäulen angeordnet ist ,und daß mit dem Antriebsmotor eine Abtastvorrichtung verbunden ist.
    41. Werkzeugmaschine nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindel eine röhrenförmige Spindel ist, in welcher eine Zugstange drehbar angeordnet ist, die an ihrem vorderen Ende mit einem Zugbolzen versehen ist, um ein Werkzeug bezüglich der Werkzeugspindel festzuklemmen, und daß der Spindelstock einen Hydraulikmotor (orbit fluid motor) zum Drehen der Zugstange sowie eine verzahnte Kupplungseinrichtung zum Kuppeln des Hydraulikmotors mit der Zugstange enthält. -
    42. Werkzeugmaschine nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock eine elektrische Kupplung zum Verbinden des Hydraulikmotors mit der verzahnten Kupplungseinrichtung enthält.
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    43. Werkzeugmaschine nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock einen Druckschalter enthalt, der mit dem Hydraulikmotor verbunden ist und die elektrische Kupplung entregt, wenn der Druckmitteldruck in dem Hydraulikmotor einen vorgegebenen Druck überschreitet, wenn die Zugstange gedreht wird, um einen Werkzeughalter in der Werkzeugspindel festzuklemmen.
    HH. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugwechseleinrichtung zwischen den FührungssMulen und unterhalb des Werkzeugmagazins in einer Stellung oberhalb der Werkzeugspindel angeordnet ist.
    HS. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Einrichtungen zum Drehen der Drehplatte zu überwachen, wenn diese um einen vorgegebenen Drehwinkel weitergedreht werden soll.
    46. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anheben der Drehplatte einen hydraulisch betätigten Hubzylinder umfassen.
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    Leerseite
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