DE3331293C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugwechsel­ vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Werkzeugwechselvorrichtung dieser Art (DE-AS 19 12 369) ist ein trommelförmiges in se­ lektiven Zwischenlagen fixierbares Werkzeugspeicher­ magazin auf dem Kopf der nach oben und unten verfahr­ baren, die Werkzeugspindel tragenden Säule der Werk­ zeugmaschine drehbar gelagert und enthält an der Zylinderperipherie des Trommelkörpers vertikale Gleitführungen für die jeweiligen, mit Einzelwerk­ zeugen bestückten Kartuschen. Die Trommel dieses Werkzeugspeichermagazins hat einen solchen Durchmesser, daß der Trommelrand mindestens an einer Stelle mit einer Werkzeugübergabeposition fluchtet, so daß an dieser Stelle jeweils Kartuschen aus der Trommel nach unten herausgezogen werden können, die sich dabei längs der äußeren Trommelwandung bis in eine Werk­ zeugübergabestation bewegen. Die Kartusche befindet sich dann in einer Position etwa auf Höhe der Werk­ zeugspindel und wird von einer komplizierten Werk­ zeugübergabeanordnung, die über getrennte Greifarme für das Erfassen einmal des abgenutzten Werkzeugs sowie des neuen Werkzeugs verfügt, dem Werkzeugwech­ selablauf unterworfen.

Problematisch ist, daß sich das Werkzeugmagazin auf der Säule befindet, also die Werkzeugmaschine mit ihrem Gewicht und im übrigen mit ihren Schwingverhalten nicht unwesentlich beeinflußt, so daß der ganze Entwurf und Aufbau dieser Maschine, beginnend mit der Lagerung und Führung der vertikal verschiebbaren Säule bis zu der Größe und Abmessungen von Lagermitteln und des Antriebs auf diese Sonderposition des Werkzeugmagazins abgestellt sein müssen.

Eine Vermehrung der in dem Magazinkörper gehaltenen Werkzeugkartuschen ist dabei nur schwierig möglich und nur dann, wenn der Magazinkörper entweder erheb­ lich an Umfang oder auch an Höhe gewinnt, was nicht nur sein die Säule der Werkzeugmaschine belastendes Gewicht erheblich erhöht, sondern auch den Wechsel­ vorgang komplizierter gestaltet, da der automatische Ablauf bei entsprechend vergrößerter Anzahl von Werk­ zeugen schwieriger wird und bei den Säulenumfang über­ schreitenden Umfang der zylindrischen Magazintrommel die Ausrichtung auf die Werkzeugübergabeposition nicht mehr möglich ist.

Bekannt ist ferner ein Revolverkopf DE 27 37 225 A1 für eine Drehbank, der an seinem Außenumfang jeweils für die Außenbear­ beitung des Werkstücks jeweils ein Werkzeug lagert und im Inneren des Revolverkopfes ein für die Werk­ stückinnenbearbeitung jeweils in vorgegebenen Win­ kelpositionen ein Werkzeuge lagerndes, koaxial zum Revolverkopf positioniertes Trommelmagazin angeordnet ist. Dieses Trommelmagazin ist innerhalb des Teil­ kreises der Werkzeuge des Revolverkopfes als Teil des Revolverkopfes ausgebildet und innerhalb dessel­ ben drehbar angeordnet. Der Revolverkopf läßt dabei mit seinen am Außenumfang angeordneten Drehstählen eine Stelle frei, in welche dann vom inneren, die Innenbearbeitung der Werkzeuge enthaltenden Rundmaga­ zin jeweils ein Drehstahl in diese Innenbearbeitungs­ position des Revolverkopfes geschoben werden kann. Bezüge zu vorliegender Erfindung bestehen nicht; das gleiche trifft auf eine Werkzeug-Haltevorrichtung (DE-OS 18 08 705) zu, die sich im wesentlichen mit dem Werkzeugübergabetransport beschäf­ tigt, sowie auf eine Anlage zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken (DE-OS 30 01 396), die einen mehrere Werkzeuge tragenden intermittierend drehbaren Werk­ zeugwechselkopf und einen Werkzeugantrieb aufweist und wobei ein mit der Werkzeugmaschine verbundener Magazinwagen vorgesehen ist mit einem Endlosförderer, der eine Vielzahl von Werkzeugrägern für Werkzeuge trägt.

Werkzeugmaschinen mit einer automatischen Werkzeug­ wechselvorrichtung sind in der Lage, kontinuierlich verschiedene Bearbeitungsvorgänge an einem Werkstück durch die selektive Benutzung verschiedener Werkstücke durchzuführen, die in einem Werkzeugmagazin enthalten sind.

Übliche Werkzeugmagazine können scheibenförmig mit Werkzeugsockeln an der Peripherie der Scheibe oder kettenförmig mit Werkzeugsockeln ausgerüstet sein, die miteinander nach Kettenart verbunden sind; wenn jedoch die Anzahl der von solchen Magazinen aufgenom­ menen Werkzeuge gesteigert werden soll, dann ist es erforderlich, die Magazine größer zu machen, also die Abmessungen der Werkzeugwechselvorrichtung ins­ gesamt zu vergrößern. Dies erfordert dann auch die Bereitstellung des notwendigen Installationsraums für solche üblichen Werkzeugwechselvorrichtungen.

Neben dem erwähnten trommelförmigen Werkzeugmagazin (DE-PS 19 12 369) ist eine planare Werkzeugkartusche mit einer Vielzahl von Werkzeugsockeln in einer Ebene bekannt (japanische Gebrauchsmusteranmeldung 49-21 672 - Kokai). Diese planare Kartusche erfor­ dert jedoch einen erheblichen Raum für die Gleitbewe­ gung des Werkzeugmagazins in der Ebene.

Um eine große Anzahl von Werkzeugen der Maschine zu­ führen zu können, ohne die Abmessungen des Magazins zu vergrößern, ist es auch bekannt, dem Werkzeugma­ gazin zusätzlich an anderer Stelle, beispielsweise in einer separaten Werkzeuglagerung aufgehobene Werk­ zeuge zuzuführen und diese zusätzlichen Werkzeuge gegen Werkzeuge im Werkzeugmagazin auszutauschen. Ein Beispiel für eine solche Möglichkeit umfaßt einen Wagen, der zwischen dem Werkzeugvorrat und der Werk­ zeugmaschine bewegbar ist und eine Vielzahl zusätzli­ cher Werkzeuge aufweist. Ferner sind Mittel vorge­ sehen, um einzeln die zusätzlichen Werkzeuge gegen die Werkzeuge im Werkzeugmagazin auszutauschen (siehe die japanische geprüfte Patentveröffentlichung 53-21 543 - Kokoku). Allerdings benötigt man für den individuellen Austausch der Werkzeuge eine längere Zeit, so daß ein solches Verfahren nicht wirt­ schaftlich genug ist.

Eine andere Möglichkeit für eine solche Einrichtung läßt sich der nicht geprüften japanischen Patentver­ öffentlichung 55-31 576 (Kokai) entnehmen, bei der ein dem vorbeschriebenen Wagen ähnlicher Wagen und ein Werkzeughilfsmagazin vorgesehen sind, welches gegen das Werkzeughauptmagazin der Werkzeugwechsel­ vorrichtung ausgetauscht wird. Bei dieser Einrichtung muß dann allerdings das gesamte Werkzeugmagazin der Werkzeugwechselvorrichtung ausgetauscht werden, und zwar auch dann, wenn nur einige unterschiedliche Werk­ zeuge erforderlich sind. Darüber hinaus ist nachtei­ lig, daß hier für den Einsatz eines einzigen abge­ brochenen oder abgenutzten Werkzeugs das gesamte Werk­ zeugmagazin ersetzt werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugwechselvorrichtung bei einer Werkzeugmaschi­ ne auszubilden, die mit nur geringer Abmessung ein­ fach aufgebaut ist und einen schnellen und leichten Werkzeugwechsel sowie Kartuschenaustausch ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vor­ teil, daß die Kartuschen in einem runden oder ovalen, plattenförmigen Magazinkörper in radialer Richtung angeordnet sind und bei Befestigung des Magazins an einer eigenen Basis (oder auch an der Maschinenbasis) die das eingangs erwähnte trommelförmige Magazin tra­ gende Werkzeugmaschinensäule nicht nur spürbar ent­ lastet wird, sondern es nunmehr auch möglich ist, die Anzahl der radial verlaufenden Kartuschen bei gegebenen Abmessungen und ohne Verringerung des Bo­ denabstandes erheblich zu vergrößern, wobei sich ferner der Werkzeugübergabemechanismus entscheidend verein­ fachen läßt.

Da das Magazin seitlich zur Werkzeugmaschine und an einer eigenen Basis, die zum Werkzeugmaschinenbett auch getrennt ausgebildet ist, gelagert werden kann, wirkt das Gewicht des Magazins nicht nur nicht auf die den Arbeitsspindelkopf tragenden Säule der Werk­ zeugmaschine, sondern es wird auch vermieden, daß sich aus dem Werkzeugwechselvorgang ergebende Vi­ brationen und Beeinflussungen während des Einstell­ vorgangs (Drehung des Magazins und Verschieben der Kartuschen) auf das den Bearbeitungsvorgang durch­ führende Werkzeug übertragen, so daß die Präzision der Werkzeugmaschine erhöht wird.

Durch die Entlastung der Säule von dem Gewicht der Schwingungen des Werkzeugmagazins verringert sich ferner die Lager­ belastung und die Reibeinwirkung entscheidend, was schon in einer einfachen Grundkonzeption der Werk­ zeugmaschine berücksichtigt werden kann.

Da der Werkzeugwechsel auf relativ niedriger Höhe stattfindet bei seitlicher Anordnung des Magazins zur Werkzeugmaschine, kann dieser nicht nur leichter beobachtet werden, sondern es kann auch leichter einge­ griffen werden, so daß es auch möglich ist, den Wech­ sel notfalls manuell durchzuführen. Dabei ist der Werkzeugwechselvorgang in seinem Grundablauf einfach, gleichgültig, ob dies von Hand oder mit Hilfe von beweg­ lichen Schlitten durchgeführt wird.

Da ferner durch die seitliche Anordnung des Werkzeug­ wechselsystems zur Werkzeugmaschine deren Schwer­ punkt auf wesentlich niedriger Höhe befindlich ist, läßt sich auch die allgemeine Schwingungsneigung und die Reaktion auf von anderer Stelle herrührende Vi­ brationen entscheidend verringern.

Schließlich ergibt sich ein wesentlicher Vorteil bei vorliegender Erfindung dadurch, daß die planare An­ ordnung der Kartuschen im Magazin die Inspektion und Untersuchung sämtlicher Werkzeuge zum gleichen Zeit­ punkt in kürzester Zeit ermöglicht. Befinden sich beispielsweise die Werkzeuge in einem zylindrischen Magazin auf dem Säulenkopf der Werkzeugmaschine, dann können immer nur bestimmte Werkzeuge genau betrach­ tet werden, wobei dann zur weiteren Überprüfung die Trommel gedreht werden muß, oder eine Wartungsperson muß um die Maschine herumlaufen.

Vorteilhaft ist ebenfalls noch, daß durch die durch die Erfindung vorgegebene Position und Ausbildung der Werkzeugwechselvorrichtung eine besonders ein­ fache Möglichkeit realisiert ist, um in vielfacher Weise durch zusätzlich anzustellende Hilfsmagazine die Anzahl der Kartuschen weiter zu erhöhen, mit belie­ bigen Übergabemöglichkeiten und dann auch im Grunde beliebiger Ausbildung der Hilfsmagazine. Durch die planare Anordnung von radial auf einer Ringplatte verschiebbaren, die Werkzeuge aufnehmenden Kartu­ schen können auch Stapelhilfsmagazine nach Regalart eingesetzt werden.

Es ergibt sich auf jeden Fall ein einfach aufgebautes kreisförmiges oder ovales, der Werkzeugmaschine zuge­ ordnetes Werkzeughauptmagazin mit der Möglichkeit, eine große Anzahl von Werkzeugen radial mit hoher Packungsdichte anordnen zu können, wobei der Magazin­ körper des Hauptmagazins in einfacher Weise in seine jeweiligen ausgerichteten Schaltpositionen bewegt werden kann, in welcher dann der Werkzeugwechsel zwi­ schen dem Werkzeughauptmagazin und den Übernahmeor­ ganen möglich ist. Für den Werkzeugwechsel ist ledig­ lich eine Verdrehung in bestimmte Schaltpositionen erforderlich, aus welchen dann die jeweiligen, Werk­ zeuge enthaltenden Kartuschen aus dem Magazinkörper abgezogen und zum Werkzeugwechsel bereitgestellt wer­ den, insgesamt ausschließlich durch lineare Bewegun­ gen, bzw. frische Kartuschen aus Hilfsmagazinen in freie Kartuschenlagerpositionen aufgenommen werden können. Alles dies läßt sich sicher und einfach außer­ halb der Werkzeugmaschine durchführen, wobei auch abgenutzte Werkzeuge durch neue Werkzeuge in kürze­ ster Zeit ersetzt werden können.

In den zugeordneten Werkzeughilfsmagazinen läßt sich eine große Anzahl zusätzlicher Werkzeuge speichern, wobei der Transportwagen für das jeweilige Werkzeug­ hilfsmagazin kompakt und von einfachem Aufbau leicht­ gewichtig ausgebildet und von einem Motor geringerer Leistung angetrieben sein kann.

Durch die in den Unteransprüchen ferner noch aufge­ führten Maßnahmen sind ebenfalls vorteilhafte Weiter­ bildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Werkzeugwechselvorrichtung möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Werkzeugwechselvor­ richtung für eine Werkzeugmaschine als erste Ausführungsform vorliegender Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung entspre­ chend dem Pfeil II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch das Werkzeughaupt­ magazin längs der Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrößerte Seitendarstellung eines Aus­ führungsbeispiels einer Werkzeugwechselvorrich­ tung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, wobei die Blickrichtung der Darstellung des Pfeils IV in Fig. 3 entspricht;

Fig. 5 eine Teilschnittdarstellung einer Kartusche und ihrer Lagerung längs der Linie V-V der Darstel­ lung der Fig. 4;

Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Werkzeugwechselvor­ richtung ohne Werkzeughilfsmagazin;

Fig. 7 eine Vertikalschnittdarstellung eines Werkzeug­ hilfsmagazins längs der Linie VII-VII der Fig. 1;

Fig. 8 eine Ansicht von vorn eines weiteren Ausführungs­ beispiels eines Werkzeughilfsmagazins;

Fig. 9 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei­ spiels einer Werkzeugwechselvorrichtung;

Fig. 10 in schematischer Draufsicht die Betätigungsanord­ nung für die Überführung einer Kartusche zwischen einem Kartuschenaufnehmer und einem Werkzeughaupt­ magazin oder einem Werkzeughilfsmagazin, wie in Fig. 9 gezeigt;

Fig. 11 eine Ansicht der Betätigungsorgane für die Kar­ tuschenbewegung der Fig. 10, gesehen in Richtung des Pfeils XI von Fig. 10;

Fig. 12 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels eines Werkzeughauptmagazins und

Fig. 13 eine Schnittdarstellung längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausfüh­ rungsform einer Vorrichtung zum Werkzeugwechsel für eine Weerkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine umfaßt einen verschiebbaren Tisch 3, der in der X-Richtung auf einem Bett 1 gleiten kann, eine Säule 5, die in der Z-Richtung verschiebbar ist, sowie einen Spindelkopf 7, der vorn an der Säule 5 in der Y-Richtung eine Gleitverschiebung durchführt. Der Tisch 3, die Säule 5 und der Spindelkopf 7 werden jeweils angetrieben von einem Antriebsmotor 9 für die X-Achse, einem Antriebsmotor 13 für Z-Achse und einem Antriebs­ motor 11 für die Y-Achse. Der Spindelkopf 7 verfügt über ein horizontale Spindel 15, die an ihm drehbar befestigt ist und an derem vorderen Ende wiederum ein Werkzeug 17 abnehmbar angeordnet ist. Am Tisch 3 ist ein Werkstück P von nicht dargestellten Befestigungsmitteln gehalten und erfährt über das Werkzeug 17 eine maschi­ nelle Bearbeitung, wenn zwischen dem Werkzeug 17 und dem Werkstück P die Relativbewegungen in der X-, Y- und/oder Z-Richtung auftreten.

Die Wekzeugwechselvorrichtung umfaßt einen Ständer 21, der an einer Seite und hinter dem Bett 1 angeordnet ist, ein ring- oder kreisförmiges Werkzeug­ hauptmagazin 22, welches an der Basis 21 drehbar gelagert ist zur Durchführung einer Dreh-Schaltverschiebung, und welches über eine von ihm aufgenommene große Anzahl von Werkzeugen 17 verfügt; ferner ist ein Werkzeugwechselarm 19 vorgesehen, der ein vorgegebenes, im Werkzeugmagazin 22 enthaltenes Werkzeug zur Spindel 15 sowie das von der Spindel 15 gehaltene Werkzeug 17 einem vorgegebenem Werkzeugsockel 57 (Fig. 5) im Werkzeughauptmagazin zuführt, schließlich ist wahlweise noch ein Werkzeughilfsmagazin 154 vorgesehen, welches von einem Schlitten oder Wagen 150 getragen ist. Weiter unten wird noch erläutert, daß bei einer Ausführungsform vorliegender Erfindung das Werkzeughilfsmagazin 154 und der Wagen 150 entbehrlich sind.

Der Wagen 150 ist zwischen einer oder einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen, sowie einer Werkzeuglager- oder Vorratskam­ mer, die im folgenden als Werkzeugvorrat bezeichnet wird, und die getrennt zu den Werkzeugmaschinen angeordnet ist, bewegbar oder verschiebbar. Damit diese Bewegung durch­ geführt werden kann, verfügt der Wagen über Räder 176 oder andere Führungsmittel, beispielsweise verschwenkbare Rol­ len und dgl. Alternativ kann der Wagen auch an Führungs­ schienen aufgehängt sein, die unter der Decke der Fabrik entlanglaufen. Das vom Wagen 150 getragene Werkzeughilfs­ magazin verfügt über eine Vielzahl von jeweils Hülsen oder Kartuschen aufnehmenden Kammern 152, die jeweils einzeln Kartuschen 39 aufnehmen. Das Magazin 154 ist gebildet von einem kreisförmigen Hauptkörper 154 A, der in der Lage ist, sich weiterschaltend um eine Welle 156 zu verdrehen, so daß dann, wenn das Werkzeughilfsmagazin 154 in eine Werkzeugwechsel­ position nahe zur zugeordneten Werkzeugmaschine kommt, dieses eine Kartusche vom Werkzeughauptmagazin 22 in eine leere, die Kartusche aufnehmende Kammer 152 übernimmt und eine gewünschte Kartusche 39 in das Hauptmagazin 22 der zugeordneten Werkzeugmaschine übergibt. In der Dar­ stellung der Fig. 1 ist das Werkzeughilfsmagazin 154 in eine Kartuschen empfangende und übergebende Position weitergeschaltet und 158 eingedreht, in welcher Position eine leere, eine Kartusche aufnehmende Kammer 152 auf die entsprechende Kartusche des Werkzeughauptmagazins ausgerichtet ist, so daß die Kammer die Kartusche 39 aus dem Werkzeughaupt­ magazin 22 aufnehmen kann. Der Wagen 150 bewegt sich in der in Fig. 2 mit dem Pfeil W bezeichneten Richtung, bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel also zum Werkzeugvorrat oder zu einer anderen Werk­ zeugmaschine.

Entsprechend den Fig. 3, 4 und 5 umfaßt das Werkzeughauptmaga­ zin 22 einen ringförmigen Magazinkörper 23, der vor dem Ständer 21 angeordnet ist. Der Magazinkörper 23 verfügt über acht Kartuschen 39, die selbst wieder über jeweils drei Werkzeugsockel 57 verfügen. Die Kartuschen 39 sind zueinander in der peripheren Richtung in im wesent­ lichen gleichen Winkelabständen angeordnet und orientie­ ren sich selbst in radialer Richtung. Der Magazinkörper 23 verfügt über eine zentrale zylindrische Innenwand 25 und über ein zentrales, von einer inneren Peripherie ge­ bildetes Zahnrad 27. Der Magazinkörper 23 weist flache Vorder- und Rückflächen 29 und 31 auf, die sich in Breiten­ richtung des Körpers gegenüberliegen. Ferner ist der Maga­ zinkörper 23 von vier Rollen 33 drehbar gelagert, die ihrerseits selbst drehbar am Ständer 21 befestigt sind und an der zylindrischen Innenwand 25 ablaufen; es sind ferner vier Paar Rollen 35 vorgesehen, wobei jedes Rollen­ paar 35 den Magazinkörper 23 zwischen sich hält und lagert, so daß die Rollen 35 beidseitig auf der flachen Vorder- und Rückseite 29 und 31 des Magazinkörpers 23 abrollen. Die Rollen 35 sind an der Basis 21 ebenfalls drehbar befestigt. Der Magazinkörper 23 verfügt über acht sich in radialer Richtung erstreckende Ausnehmungen 37 (siehe Fig. 5), die die entsprechenden acht Kartuschen 39 auf­ nehmen. Diese Ausnehmungen 37 bilden Aufnahmekammern für die Kartuschen 39.

Die Kartuschen 39 verfügen ihrerseits über Führungsnuten 55, die mit den die Ausnehmungen 37 jeweils bildenden Wandbereichen 37 a in Eingriff gelangen, so daß die Kar­ tuschen 39 in den Ausnehmungen 37 in radialen Richtungen zum Magazinkörper 23, falls erforderlich, gleiten können, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

Die Werkzeuge sind in den Werkzeugsockeln 57 aufgenommen und in diesen entnehmbar befestigt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können insgesamt, da die acht vor­ handenen Kartuschen 39 jeweils über drei Werkzeugsockel 57 verfügen, 24 Werkzeuge im Werkzeughauptmagazin 22 auf­ genommen werden. Es versteht sich aber, daß die Anzahl der Werkzeuge nicht auf 24 begrenzt ist, sondern durch Änderung der Anzahl der die Kartuschen aufnehmenden Kam­ mern 37 vergrößert oder verkleinert werden kann. Darüber hinaus ist die Anzahl der Sockel 57, die jede Kartusche 39 trägt, nicht auf drei beschränkt, wie sich versteht.

Ein am Ständer 21 befestigter, die Schaltbewegung des Magazins bewirkender Motor 61 verfügt über eine Antriebs­ welle 61 a, an welcher ein Zahnrad 63 befestigt ist, wel­ ches mit dem zentralen Innenzahnrad 27 des Magazinkörpers 23 kämmt, so daß der Magazinkörper 23 in jede gewünschte Winkelposition verdreht werden kann. Am Oberteil des Ständers 21 ist eine erste stationäre Führung 65 mit einem eine Kartusche auf­ nehmendem Kanal oder eine Kammer 65 a angeordnet, welche eine Kartusche 39 dann aufnehmen kann, wenn diese sich in einer ersten Schaltposition 67 aufgrund der Magazinstellung befindet.

An ihrer Unterseite verfügt jede Kartusche 39 über eine Ausnehmung 71, in welche ein Hebel 75 mit einem Vor­ sprung 73 eingreift, der in die Ausnehmung 71 paßt. Der Vorsprung 73 des Hebels 75 gelangt problemlos in die Ausnehmung 71 der Kartusche 39 dann, wenn diese die erste Schaltposition 67 einnimmt, da die Kartuschen 39 auf und entlang einer kreisförmigen Führungsspur dann ihre Ver­ drehbewegung durchführen, wenn der sie tragende Magazinkörper sich dreht. Die Ausnehmung 71 zeigt in Draufsicht (vgl. Fig. 4) mit ihren gegenüberliegenden Enden die Form einer konkaven Sense, während der Hebel 75 so ausgebildet ist, daß er sich zwischen der Basis 71 und dem Magazinkörper 73 nach oben und unten bewegen kann. Zu diesem Zweck verfügt der Hebel 75 über eine Mutter 77, die am unteren Teil des Hebels 75 befestigt ist und ein Innengewinde auf­ weist (Fig. 3). In dem Innengewinde der Mutter 77 dreht sich eine Vorschubspindel mit Außengewinde; die Vorschub­ spindel ist drehbar von einer Lageranordnung 81, die an der Basis 21 befestigt ist, gelagert und mit einem die Kartuschen hierdurch bewegenden Motor 83 verbunden, so daß dann, wenn dieser Motor eine Dreh­ bewegung durchführt, der Hebel 75 sich aufgrund des Antriebs über die Vorschubspindel 79 nach oben oder unten bewegt. Es ist daher möglich, die in ihre erste Schaltpo­ sition 67 (durch die Drehbewegung des Magazinkörpers) ein­ gebrachte Kartusche 39 in die stationäre Kartuschenführung 75 einzubringen bzw. in dieses zu überführen, so daß die Kartusche in eine Werkzeugwechselposition 91 gelangt.

Jedes in den Sockeln 57 der Kartusche 39 befindliche Werk­ zeug, welches in die Werkzeugwechselposition 91 in der stationären Kartuschenführung 65 gebracht worden ist, kann gegen ein Werkzeug 17 ausgetauscht werden, welches von der Spindel 15 der Werk­ zeugmaschine gehalten ist, und zwar mit Hilfe des Werkzeug­ wechselarms 19, der für sich gesehen bekannt ist. Wie den Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, verfügt der Werk­ zeugwechselarm 19 an seinen gegenüberliegenden Enden über Greifer 93 und 95. Der Werkzeugwechselarm 19 bewegt sich in der Zeichenebene der Fig. 2 nach links, wie dies durch den Pfeil 101 gezeigt ist, aus einer anfänglichen Warte­ position 99 heraus, so daß der Greifer 93 einen Erfassungs­ bereich 103 des im Werkzeugsockel 57 in der Kartusche 39 an der Werkzeugwechselposition 91 gehaltenen Werkzeug 102 ergreifen kann. Der Werkzeugwechselarm 19 bewegt sich dann nach vorn in der durch den Pfeil 105 an­ gegebenen Richtung, um so das Werkzeug 102 vom Sockel 57 abzuziehen. Anschließend bewegt sich der Werkzeugwechsel­ arm 19 in die durch den Pfeil 107 kenntlich gemachte Rich­ tung nach rechts in der Zeichenebene, wobei er das Werk­ zeug 102 festhält, und gelangt in die Warte- oder Ausgangs­ position 99. Mit anderen Worten, der Werkzeugwechselarm 90 bewegt sich in der in Fig. 2 dargestellten Draufsicht längs einer rechteckförmig verlaufenden Spur.

Auf der anderen Seite bewegen sich, wenn das an der Spin­ del 15 befestigte Werkzeug die notwendige maschinelle Bearbeitung durchgeführt hat, Spindelkopf 7 und die Säule 5 längs der Y-Achse und der Z-Achse in die Ausgangsposi­ tionen, woraufhin das in der Spindel befindliche Werkzeug 17 so positioniert ist, daß es ausgewechselt werden kann. Anschließend dreht sich der Werkzeugwechselarm 19 und be­ wegt sich längs der durch den Pfeil 113 kenntlich gemach­ ten Richtung, bis der Greifer 95 das Werkzeug 17 ergreift. Nachdem der Greifer 95 das Werkzeug 17 ergriffen hat, be­ wegt sich der Wekzeugwechselarm 19 vorwärts in der durch den Pfeil 115 kenntlich gemachten Richtung und zieht das Werkzeug 17 von der Spindel 15 ab. Anschließend rotiert der Arm 19 um 180° um seine Mittelachse, so daß das neue Werkzeug 102 vor die Spindel 15 zu liegen kommt. Der Arm 19 bewegt sich dann rückwärts in der durch den Pfeil 119 angegebenen Richtung und montiert bzw. plaziert das Werk­ zeug 102 an der Spindel 15. Anschließend bewegt sich der Arm 97 längs des kurvenförmig verlaufenden, durch den Pfeil 121 kenntlich gemachten Verlaufs, so daß der in seine Warte- oder Ausgangsposition 99 zurückgeführt ist. Die Werkzeugmaschine beginnt dann den Bearbeitungsvorgang mit dem neuen Werkzeug 102.

Das von dem Greifer 95 gehaltene, alte oder abgenutzte Werkzeug 17 wird in den entsprechenden leeren Werkzeug­ sockel 57 der Kartusche eingesetzt, die an die Werkzeug­ wechselposition 91 geschaltet worden ist, und zwar wieder­ um mittels des Werkzeugwechselarms 19, der sich nach vorn in die Richtung 105, in die Richtung 101 und dann rück­ wärts in die Richtung 109, jeweils durch die so gezeich­ neten Pfeile gekennzeichnet, bewegt. Anschließend bewegt sich der Werkzeugwechselarm 19 nach rechts entsprechend Pfeil 107 in die Warteposition 99. Die mit dem alten Werk­ zeug 17 ausgestaltete Kartusche wird dann in das Werkzeug­ hauptmagazin 22 rückgeführt. Anschließend wird das Werk­ zeugmagazin erneut geschaltet, also entsprechend verdreht und in die neue Endposition gebracht, so daß ein neues Werkzeug für die darauffolgende Bearbeitung an diese erste Schaltposition 67 gelangt.

Das Weiterschalten also die Verschiebung der gewünschten Kartusche 39 in die erste Schaltposition 67 kann bewirkt werden durch die Steuerung der Drehbewegung des Antriebsmotors 61 für das Magazin, beispielsweise in Übereinstimmung mit einem Steuersignal eines Näherungs­ schalters 213, der für sich gesehen bekannt ist, und der am Ständer 21 befestigt ist und so die Position von Anschlägen oder Nocken 210 am Magazinkörper 23 feststellt. In ähnlicher Weise kann der gewünschte Sockel 57 der Kar­ tusche 39 in der ersten stationären Kartuschenführung 65 in die Werkzeugwechselposition 91 aus der ersten Schalt­ position 67 gebracht werden, indem ein Näherungsschalter 217 an der Kartuschenführungsanordnung 65 und Anschläge oder Nocken 215 an den Kartuschen 39 vorgesehen sind, um so die Position der Sockel 57 und dementsprechend die von diesem aufgenommenen Werkzeuge zu erfassen. Aus Gründen einer besseren Übersicht sind in der Darstellung der Fig. 4 lediglich die Anschläge, Nocken, Fühlstifte oder Tastelemente 215 an der einen Kartusche 39 dargestellt, die sich in der Werkzeugwechselposition 91 befindet. Es ist daher möglich, ein gewünschtes Werkzeug durch entsprechenden Schalttransport in die Werkzeugwechselposition zu bewegen, in welcher das Werkzeug vom Greifer 93 des Werkzeugwechselarms 19 gehal­ ten werden kann, wenn der Arm 19 sich, wie weiter vorne erwähnt, in die nach links weisende Richtung 101 bewegt. Die Drehbewegung des die Kartuschen bewegenden Motors 83 wird dabei gesteuert in Übereinstimmung mit Steuer­ signalen des Näherungsschalters 217, um so den gewünschten Sockel 57 in die Werkzeugwechselposition zu bringen.

Wie weiter vorn schon erwähnt, ist es möglich, auf den zusätzlichen Wagen und das Werkzeughilfsmagazin 154 auch zu verzichten. Eine erste alternative Ausführungsform, bei welcher weder der Wagen noch das Werkzeughilfsmagazin vorgesehen sind, wird weiter unten mit Bezug auf die Dar­ stellung der Fig. 6 erläutert. In der Fig. 6 ist eine Kartuschenübergabeanordnung 131 mit einem zweiten eine Kartusche aufnehmenden Kanal am Ständer 21 angeordnet und befestigt. Wenn der Magazin­ körper 23 in der erwähnten Weise eine Schaltver­ schiebung durchführt, so daß eine gewünschte Kartusche 39 in eine zweite Schaltposition 133 für das Magazin gelangt, dann ist es möglich, daß ein vorderer Endvorsprung 139 eines Kolbens 137 eines hydraulischen Arbeitszylinders 135, der zwischen dem Magazinkörper 23 und der Basis 21 angeordnet ist, in Eingriff mit der Ausnehmung 71′ an der Kartusche 39 gelangt. Diese Konstruktion ist dem Hebel 75 nach Wirkung und Aufbau ähnlich, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die Ausnehmungen 71′ verlaufen bogenförmig, wie in Fig. 6 in Draufsicht gezeigt. Der Vorsprung 139 verfügt über ein entsprechend bogenförmiges Profil in der Draufsicht, so daß er glatt in die Ausneh­ mung 71′ der zugeordneten Kartusche dann, wenn der Maga­ zinkörper 23 sich verdreht, eintreten kann. Alternativ können die Ausnehmungen 71′, aber auch die Ausnehmungen 71 mit den erweiterten Einlaß- und Auslaßenden versehen sein, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die Zylinderanordnung 135 betätigt dann den Kolben 137, so daß die Kartusche 39 in der zweiten Schaltposition 133 in den Kartuschen aufnehmenden Kanal 131 a der zweiten Kartuschenübergabe­ anordnung 131 gelangt. Dabei kann auch dann, wenn die Kartusche 39 sich in der zweiten Kartuschenübergabeanordnung 131 befindet, der Magazinkör­ per 23 indexiert werden, falls notwendig, da der Kolben 137 und der Arbeitszylinder 135 nicht mit der Dreh­ bewegung des Magazinkörpers 23 in Konflikt geraten. Die Kartusche 39, die von der zweiten Kartuschenübergabean­ ordnung 133 aufgenommen ist, kann problemlos in den Maga­ zinkörper 23 zurückgeführt werden, d. h. in die Aufnahme­ ausnehmung 37 des Magazinkörpers, wenn dieser an die zweite Schaltposition 133 verschoben worden ist, und zwar durch das Zurückziehen des Kolbens 137 des Arbeitszylin­ ders 135. Es ist daher möglich, eine bestimmte Kartusche problemlos aus dem Magazinkörper 23 in die zweite Kartu­ schenübergabeanordnung 131 zu überführen und rückzuführen. Das Werkzeug bzw. die Werkzeuge in den oder dem Sockel(n) der Kartusche 39, die sich in der zweiten Kartuschenüber­ gabeanordnung 131 befindet, können von Hand durch ein oder mehrere neue Werkzeuge ersetzt werden. Daher ermög­ licht die zweite Kartuschenübergabeanordnung 131 insbeson­ dere einer Bedienungsperson das leichte und sichere Aus­ wechseln eines alten Werkzeugs gegen ein neues Werkzeug, da diese Auswechslung außerhalb des Werkzeughauptmagazins stattfindet und vorgenommen werden kann.

Eine zweite Ausführungsform, bei welcher das Auswechseln der Werkzeuge mit Hilfe des vom Wagen 150 getragenen Werk­ zeughilfsmagazins 154 automatisch durchgeführt werden kann, anstelle des manuellen Einsetzens, wird im folgenden genauer erläutert. Die Darstellung der Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform einer Anordnung mit einem Werkzeughilfsmagazin 154. In der Fig. 4 ist der Wagen 150, der beispielsweise, was nicht dargestellt ist, zwischen der Werkzeugmaschine und einem Werkzeugvorrat verschiebbar ist, angrenzend zur zugeordneten Werkzeug­ maschine angeordnet und in der Werkzeugwechselposition positioniert, in welcher die Kartusche vom Hauptmagazin abgezogen und in das Werkzeughilfsmagazin 154 und umge­ kehrt überführt werden kann.

Ferner zeigt die Fig. 4, daß eine leere Kammer 152, die daher eine Kartusche aufnehmen kann, des Werkzeughilfs­ magazins 154 in eine eine Kartusche aufnehmende und über­ tragende Position 158 weitergeschaltet eingelaufen ist. Eine gewünschte Kartusche 39 im Werkzeughauptmagazin 22 wird dann in die zweite Schaltposition 133 verschoben, die mit der Aufnahme- und Übergabeposition des Werkzeughilfs­ magazins 154 übereinstimmt. Wenn die gewünschte Kartusche 39 in die zweite Schaltposition 133 überführt worden ist, dann kann der Vorsprung 139 des Kolbens 137 in Eingriff mit der Ausnehmung 71 an der Kartusche 39 gelangen, wie weiter vorne erwähnt. Anschließend wird der Arbeitszylin­ der 135 in der Weise angetrieben, daß der Kolben 137 und damit die von ihm erfaßte Kartusche 39 aus der Ausnehmung 37 des Werkzeughauptmagazins 22 herausgedrückt und in die leere Kartuschenaufnahmekammer 152 des Werkzeughilfsmaga­ zins 154 übertragen wird, welches sich in der Position 158 befindet, in welcher Kartuschen aufgenommen und abge­ geben werden können.

Andererseits wird eine Kartusche 39 aus dem Werkzeug­ hilfsmagazin 154 in das Werkzeughauptmagazin 22 auf fol­ gende Weise übertragen. Das Werkzeughilfsmagazin 154 wird gedreht und so weit verschoben, daß die gewünschte Kar­ tusche auf die Übergabeposition 158 ausgerichtet ist, wo­ bei aber der Kolben 137 des Arbeitszylinders 135 in seiner ausgefahrenen Position verblieben ist, in welcher der Vor­ sprung 139 des Kolbens 137 in Eingriff mit dem Ausschnitt 71 der Kartusche 39 gelangen kann. Daher greift der Vor­ sprung 139 dann, wenn die gewünschte Kartusche im Werk­ zeughilfsmagazin 154 in die Position 158 einläuft, in die Ausnehmung 71 dieser gewünschten Kartusche ein. Anschlie­ ßend wird dann der Kolben durch die Beaufschlagung des Arbeitszylinders in der entsprechenden Weise eingezogen, wodurch die Kartusche 39 von der Kartuschenaufnahmekammer 152 des Werkzeughilfsmagazins loskommt. Die aus dem Werk­ zeughilfsmagazin abgezogene Kartusche 39 wird von der Aus­ nehmung 37 des Werkzeughauptmagazins 22 aufgenommen, welches unter diesen Umständen leer geblieben oder leer gehalten worden ist, da aus diesem in einem vorhergehenden Arbeits­ gang, wie schon erwähnt, eine Kartusche auf das Werkzeug­ hilfsmagazin 154 übertragen worden ist.

Es versteht sich, daß es auch möglich ist, eine Kartusche in eine vorhergehende leere Ausnehmung 37 des Werkzeug­ hauptmagazins aus dem Werkzeughilfsmagazin 154 zu übertra­ gen. In diesem Fall wird zunächst die leere Ausnehmung 37 des Werkzeughauptmagazins in die zweite Schaltposition 133 verschoben, dann wird der Arbeitszylinder 135 zur Bewegung des Kolbens 137 betätigt, so daß der Kolben sich durch die leere Ausnehmung 37 des Werkzeughauptmagazins 22 er­ streckt. Anschließend wird das Werkzeughilfsmagazin 154 so geschaltet, daß die Kartusche, die in die leere Ausnehmungen 37 des Werkzeughauptmagazins eingeführt wer­ den soll, in die Austauschposition 158 für die Kartuschen gelangt. In diesem Moment kommt dann der Vorsprung 139 des Kolbens 137 in Eingriff mit der Ausnehmung 71 der Kar­ tusche 39.

Die Kartuschen aufnehmenden Kammern 152 des Werkzeughilfs­ magazins 154 sind von im wesentlichen im gleichen Aufbau, wie auch die Ausnehmungen 37 des Werkzeughauptmagazins 22, so daß die Kartuschen leicht und glatt und ohne Störung mit Hilfe der Führungsnuten 55 (vgl. Fig. 5) in die und in den die Kartuschen aufnehmenden Kammern gleiten können, ohne daß ein zufälliges Lösen und Herausfallen der Kartu­ schen 39 möglich ist.

Die Fig. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 1 und stellt den Aufbau des Werkzeughilfsmaga­ zins 154 dar. Wie in Fig. 7 gezeigt, verfügt das Werk­ zeughilfsmagazin 154, welches auf dem Wagen 150 ruht, über eine kreisförmige Basis oder einen Hauptkörper 162 mit einer Ringabdeckung 160, die nach vorne vorspringt sowie mit einer Basismagazinplatte 154 innerhalb der ringförmigen Abdeckung 160. Die Abdeckung 160 verfügt über eine Durchbrechung 160 a (siehe Fig. 4), die im Bereich der Kartuschenübergabeposition 158 angeordnet ist und es so ermöglicht, daß Kartuschen durch die Ringab­ deckung an dieser Stelle jeweils überführt werden können. Die die Kartuschen aufnehmenden Kammern 152 (Fig. 1) sind in der Basisplatte 164 eingeformt. Die Basisplatte 164 ist gelagert von einer Welle 156, die drehbar in Lagern 166 der kreisförmigen Basis angeordnet ist. Die Welle 156 ist an ihrem rückwärtigen Ende mit einem Kettenzahnrad 168 fest verbunden. Das Kettenzahnrad 168 ist über eine Kette 174 mit einem weiteren Kettenrad 172 verbunden, welches an der Antriebswelle eines Antriebsmotors 170 auf dem Wagen 150 angeflanscht ist. Daher kann der Mo­ tor 170 die Werkzeugmagazin-Basisplatte 174 zur Durchfüh­ rung einer Regelbewegung und zur Weiterschaltung antreiben, um so eine gewünschte Kartusche 39 in die Kartuschenaustauschposition 158 (Fig. 1) zu bringen. Dem Motor 170 wird ein Steuersignal von einer nicht­ dargestellen Steuereinheit über entsprechende Ansteuer­ leitungen zugeführt, um die Basisplatte 164 in die je­ weils gewünschte Position zu verdrehen. Der Wagen 150 kann beispielsweise auf dem Fabrikboden mit Hilfe von Rädern 176 seine Bewegung durchführen, beispielsweise angetrieben von einem in der Zeichnung nicht dargestellten, im Wagen 150 dann gelagerten Antriebsmotor.

In Fig. 8 ist eine unterschiedliche Ausführungsform ei­ nes Werkzeughilfsmagazin 254 dargestellt. Bei dieser Darstellung der Fig. 8 sind die die Kartuschen jeweils aufnehmenden Kammern 252 in unterschiedlicher Weise, ver­ glichen mit der Ausführungsform der Fig. 7, in der Werk­ zeugmagazin-Basisplatte 264 eingeformt. Der sonstige Auf­ bau entspricht dann im wesentlichen dem Aufbau wie in Fig. 7 gezeigt. Bei der Fig. 8 sind die die Kartuschen aufnehmenden Kammern 252 in einer solchen Weise angeordnet, daß die Mittelachsen der Kammern 252 auf tangentialen Linien T mit Bezug zu einem Kreis C verlaufen, der mit vorgegebenem Radius seinen Mittelpunkt auf der Mittel­ achse der Welle 156 der Basisplatte 264 hat. Durch diese tangentiale Anordnung ist es möglich, eine gewünschte raummäßige Beziehung zwischen den einzelnen Kartuschen herzustellen, so daß dann, wenn die Kartuschen 39 in ihrem jeweiligen Kartuschenaufnahmekammern 252 angeord­ net sind, Werkzeuge in zwei angrenzenden Kartuschen 39 sich gegenseitig auch dann nicht stören, wenn diese Werk­ zeuge größere Abmessungen aufweisen. Die Anordnung einer solchen Raumbeziehung hat eine bemerkenswerte Wirkung, insbesondere für die Teile des Werkzeughilfsmagazins 154, die dessen Mittelpunkt angrenzend angeordnet sind, da sonst die Abstände zwischen den inneren Werkzeugen zweier aneinandergrenzenden Kartuschen besonders gering sind, wie dies der Fig. 4 entnommen werden kann.

Die Fig. 8 zeigt, daß die Kartuschen einmal während der Drehbewegung des Werkzeughilfsmagazins 254 in eine hori­ zontale Position gelangen, in welcher Position deren Achsen sich horizontaler Richtung an einer gegebenen Schalt­ position erstrecken. Daher wird diese erwähnte Schalt­ position als die Kartuschenaustauschposition 158 (Fig. 4) bestimmt. Darüber hinaus wird die Höhe der Kartuschenaus­ tauschposition 158 im voraus so festgelegt, daß sie sich auf die zweite Schaltposition 133 des Werkzeughauptmaga­ zins 22 (Fig. 4) in Achsrichtung ausgerichtet befindet.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Werkzeughilfsmagazins 354. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Zwischenübertragungseinrichtung 270 vorgesehen, die eine Zwischenstation für die Kartuschenübertragung bildet und an der Seitenfläche des Ständers 21 angeordnet und an diesem befestigt ist. Die Zwischenübertragungs­ einrichtung 270 verfügt über vertikale Führungsstangen 272 sowie einem Kartuschenaufnehmer, der sich längs der Führungsstange 272 nach oben und unten bewegt. Der Kartu­ schenaufnehmer 274 kann beispielsweise von einer Betäti­ gungseinrichtung, bei der es sich um einen Spindel/Schrau­ benantrieb 278 mit einem Motor 279 handelt, ähnlich der in Fig. 3 gezeigten Spindel 79 mit Mutter 77, bewegt werden. Wenn der Kartuschenaufnehmer 274 sich ausgerich­ tet auf die zweite Schaltposition 133 des Werkzeughauptma­ gazins 22 befindet, kann die Übergabe der Kartusche zwi­ schen dem Kartuschenaufnehmer 274 und dem Werkzeughaupt­ magazin 22 stattfinden.

Entsprechend der Darstellung der Fig. 9 verfügt das Werkzeughilfsmagazin 354 ebenfalls über einen Wagen 150 ähnlich der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, ist je­ doch in seinem Aufbau zu den Werkzeughilfsmagazinen 154 oder 254 erheblich unterschiedlich. Bei diesem Werkzeug­ hilfsmagazin 354 handelt es sich nämlich um ein gestell- oder regalartiges Magazin, mit einer Vielzahl von über­ einandergeschichteten Kartuschen empfangenden Kammern 352. Sobald das Werkzeughilfsmagazin 354 mittels des sich über den Boden bewegenden Wagen 250 an die Zwischenübertragungs­ einrichtung 270 heran und vor diese positioniert worden ist, kann die Kartuschenübergabe zwischen der Zwischen­ übertragungseinrichtung 270 und dem Werkzeughilfsmagazin 354 durchgeführt werden. Zu diesem Zweck bewegt sich der Kartuschenaufnehmer 274 der Zwischenübertragungseinrich­ tung nach oben oder unten, angetrieben vom Motor 279 über den Spindel/Mutterantriebsmechanismus 278, so daß der Kartuschenaufnehmer 274 mit der gewünschten Aufnahmekam­ mer für die Kartusche 352 ausrichten kann, beispielsweise eine Ausrichtung erfolgen kann auf eine leere Aufnahme­ kammer 352 des Werkzeughilfsmagazins. Es ist dann möglich, daß eine im Kartuschenaufnehmer 274 befindliche Kartusche in die leere Kartuschenaufnahmekammer 352 übergeben wird oder daß die Kartusche in der Aufnahmekammer 352 aus in den leeren Kartuschenaufnehmer 274 übertragen wird.

Der Kartuschenaufnehmer 274 verfügt über Betätigungsele­ mente, beispielsweise hydraulische Arbeitszylinder 285 und 289, wie in Fig. 10 gezeigt, um die Kartusche jeweils in horizontale Richtungen zwischen den Kartuschenaufneh­ mer und dem Werkzeughauptmagazin und zwischen dem Kartu­ schenaufnehmer und dem Werkzeughilfsmagazin verschieben zu können.

Ein Ausführungsbeispiel von Betätigungseinrichtungen ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Der Kartuschenauf­ nehmer 274 verfügt über zwei hydraulische Arbeitszylinder 285 und 289, die jeweils entsprechende Kolben 261 und 263 haben, die sich in die Bewegungsrichtungen der Kartuschen 39 erstrecken. Die Kolben 261 und 263 verfügen ihrerseits wieder über hydraulische Zylinder 281 und 287 mit kleinem Kolben 264 und 266, die sich in einer Richtung senkrecht zu den Kolben 261 und 263 erstrecken. Die hydraulischen Zylinder 285, 289, 281 und 287 werden dann von einer nicht­ dargestellten Steuereinheit angesteuert. Bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt jede Kartusche über zwei Ausnehmungen 71, so daß dann, wenn die Arbeits­ zylinder 281 oder 287 betätigt werden, deren kleine Kolben 264 bzw. 266 jeweils in Eingriff mit der entspechenden Ausnehmung 71 an der Kartusche 39 gelangen. Werden jetzt die Arbeitszylinder 285 bzw. 289 beaufschlagt - diese Ar­ beitszylinder liegen nebeneinander -, dann wird die ent­ sprechende Kartusche 39, wie durch die strichpunktierten Linien in Fig. 10 dargestellt, entweder nach rechts oder nach links in der Zeichenebene transportiert.

Indem man die in Fig. 9 gezeigte Zwischenübertragungsein­ richtung 270 vorsieht, kann man das Werkzeughilfsmagazin nicht nur in einfacher Weise als Gestell oder Regal aus­ bilden, sondern es ist auch möglich, eine Anpassung an verschiedene Abmessungen von Werkzeugmaschinen, groß oder klein, vorzunehmen, da selbst dann, wenn die die Kartuschen aufnehmenden und übertragenden Positionen voneinander unterschiedlich sind, nämlich jeweils in Abhängigkeit zu den Abmessungen der jeweiligen Werkzeugmaschine oder den Abmessungen von deren Werkzeughauptmagazinen, der Kartuschenaufnehmer 274 solche Abmessungen ledig­ lich durch seine aufwärts und abwärts gerichteten Bewegun­ gen kompensieren und daher ausgleichen kann.

Es sei noch erwähnt, daß die Zwischenübertragungseinrich­ tung 270 nicht nur bei dem in Fig. 9 dargestellten Werk­ zeughilfsmagazin 354 eine Anwendung finden kann, sondern auch bei den Werkzeughilfsmagazinen 154 und 254, wie sie in den Fig. 1 und 8 dargestellt sind.

Bei den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Werkzeug­ hauptmagazin 22 in seiner Form kreisförmig; es kann aber auch oval ausgebildet sein, entsprechend der Anzahl von Werkzeugen, die von den Kartuschen aufgenommen werden oder mit Bezug auf Größe und Raum, in welchem das Werkzeughaupt­ magazin 22 installiert werden kann. Bei solchen ovalen oder ellipsenförmigen Werkzeughauptmagazinen, wie sie in Fig. 12 gezeigt sind, ist eine Endloskette 410 vorgesehen, mit einem solchen Profil, daß es die zwei Hälften 400 a und 400 b eines Kreises und linearer Zwischenbereiche 401 mfaßt, die die beiden Hälften, wenn man der in Fig. 12 gezeigten Seitendarstellung folgt, miteinander verbinden. Die Kartu­ schen 39 sind mit Bezug auf die jeweiligen Greifmittel­ punkte der beiden Hälften 400 A, 400 B radial verlaufend angeordnet und erstrecken sich vertikal in den rechteck­ förmigen Mittelbereichen, die jeweils von den linearen Teilen 401 gebildet werden.

Der ovale Magazinkörper (nämlich die Kette 410) wird entsprechend der Darstellung der Fig. 12 mit Bezug auf die Basis 21 mit Hilfe eines Kettenantriebsrads 440 in Drehbewegung versetzt, welches selbst von einem Motor 63 (Fig. 4) an­ getrieben ist, so daß die Kartuschen in die erwähnte erste Schaltposition 67 und die zweite Schaltposition 133 gebracht werden können. Mit dem Bezugszeichen 442 sind hier leer­ laufende Führungsräder bezeichnet.

Der Ständer 21 verfügt über eine stationäre ovale Platte 448 mit Führungsschienen 452 und 545, die an Kartuschenhaltern 444 angeordnete Rollen 456 aufnehmen. Mit anderen Worten, die Kartuschenhalter 444 rollen in den Führungsschienen 452 und 454 mit Hilfe von Rollen 456 ab, wenn die Kette 410 sich längs ihrer ovalen Erstreckung bewegt und eine Drehbewegung ausführt. Die Kartuschenhalter 444 sind mit Ausnehmungen versehene Körper, die an der Kette 410 fest angeordnet sind, so daß sie sich mit dieser verdrehen und bewegen. Die mit Ausnehmungen versehenen Körper der Kartu­ schenhalter verfügen, wie Fig. 13 zeigt, über allgemein U-förmige Ausnehmungen 460, die die Kartuschen 39 gleitend aufnehmen.

Es ist möglich, im Wagen 150 einen nichtdargestellten An­ trieb anzuordnen, der in Übereinstimmung mit Steuersigna­ len arbeitet, die über Fernsteuerungsmittel von der erwähn­ ten, nichtdargestellten Steuereinheit stammt. Alternativ ist es möglich, ein automatisch angetriebenes Bewegungs­ system für den Wagen vorzusehen, beispielsweise eine Zug­ kette oder einen sich bewegenden Fußweg im Boden, der sich längs eines vorgegebenen Pfades im Fabrikboden erstreckt.

Claims (17)

1. Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschi­ ne, bei der mehrere Werkzeuge aufnehmende Werk­ zeugkartuschen in einem um vorgebbaren Beträge drehbaren Magazinkörper verschieblich gehalten sind, die nach Ausrichtung des Magazinkörpers in eine Werkzeugwechselposition jeweils durch Trans­ portmittel dem Magazinkörper entnommen und längs einer stationären Führung in eine Werkzeugwech­ selstellung verschoben werden, wobei zwischen der Führung und der Werkzeugaufnahme der Werkzeug­ maschine eine bewegliche, jeweils ein Werkzeug aus der Kartusche in der Werkzeugwechselstellung entnehmende und der Werkzeugaufnahme zuführende Werkzeugübergabeanordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kartuschen (39) im Maga­ zinkörper (23) in radialer Richtung gelagert sind, so daß sie in einer zur Drehachse des Magazinkör­ pers (23) senkrechten Richtung aus diesem entnehm­ bar sind, und daß der Magazinkörper (23) seitlich am Ständer der Werkzeugmaschine oder an einem eigenen Ständer (21) angeordnet ist, und daß eine Kartuschenübergabeposition (133) dem Magazinkörper (23) zugeordnet ist, zur externen Zuführung und Abführung der Kartuschen (39).

2. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Magazinkörper (23) das Werkzeughauptmagazin (22) der Werkzeugwechsel­ vorrichtung bildet und die Mittel zur Überführung des Magazinkörpers (23) in die jeweilige Schalt­ position Antriebsmittel (61, 63, 27) zur Verdrehung des Magazinkörpers (23) sowie Mittel zur Erfassung der jeweils gewünschten Schaltposition umfassen.

3. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (61, 63, 27) ein Zahnrad (27) am Magazinkörper (23) und eine Antriebsanordnung (61, 63) am Ständer (21) umfassen, die mit dem Zahnrad (27) zur Ver­ drehung des Magazinkörpers (23) kämmt.

4. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die stationäre Führung (65) eine Kartuschen aufnehmende Kammer (65 a) auf­ weist, die auf die jeweilige Kartusche (39) in einer ersten Schaltposition (67) des Magazinkör­ pers (23) ausgerichtet ist.

5. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die stationäre Führung (65) Mittel (217; 215) aufweist zur Erfassung der Werkzeugwechselposition (91).

6. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Transportanordnung (Spindel 79 mit Mutter 77 und Antriebsmotor 83) für die Kartuschen am Ständer (21) ein Eingriffs­ element (75) umfaßt, welches mit der jeweiligen Kartusche dann in Eingriff gelangt, wenn diese in die erste Schaltposition (67) des Magazinkör­ pers (23) einläuft.

7. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Magazinkörper (23) des Werkzeughauptmagazins (22) eine kreisförmige Ringplatte ist.

8. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkzeughauptmagazin (22) eine endlose den Magazinkörper bildende An­ triebskette (410) von ovaler Form umfaßt, an wel­ cher eine Vielzahl von Kartuschenhalter (444) befe­ stift sind und die zur Durchführung einer Dreh­ bewegung angetrieben sind.

9. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Ständer (21) eine Kartuschenübergabeanord­ nung (131) an einer zweiten Schaltposition (133) für den Magazinkörper (23) vorgesehen ist und die erste Transportanordnung für die Kartuschen deren Bewegung zwischen der stationären Führung (65) und dem Magazinkörper (23) bewirkt und eine zweite Kartuschentransportanordnung (Arbeitszylinder 135 mit Kolben 137) vorgesehen ist zur Bewegung je­ weils einer vorgegebenen Kartusche (39) zwischen der Kartuschenübergabeanordnung (131) und dem Ma­ gazinkörper (23).

10. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kartuschenübergabe­ anordnung (131) eine Kartuschenaufnahmekammer umfaßt, die ausgerichtet ist auf die Kartusche (39) an der zweiten Schaltposition (133) des Maga­ zinkörpers (23).

11. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Kartuschen­ transportanordnung ein am Ständer (21) befestig­ tes Betätigungselement (Arbeitszylinder 135) um­ faßt, welches über ein Eingriffselement (Kolben 137 mit Vorsprung 139) dann mit den Kartuschen (39) in Eingriff gelangt, wenn diese in die zweite Schaltposition (133) einlaufen.

12. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Magazinkörper (23) als Werkzeug­ hauptmagazin (22) eine Vielzahl von Kartuschen (39) lagert, die jeweils über eine Vielzahl von Werkzeugsockeln (57) zur Aufnahme von Werkzeugen (17) verfügen, daß außerhalb der Werkzeugmaschi­ ne ein Werkzeughilfsmagazin (154, 254, 354) an­ geordnet ist mit Kartuschenaufnahmekammern (152, 252, 352), daß zum Transport des Werkzeughilfsma­ gazins (154, 254, 354) ein Wagen (150) vorgesehen ist, derart, daß das Werkzeughilfsmagazin nahe an die Werkzeugmaschine herangebracht oder von dieser entfernt werden kann und daß Übergabemittel (270) vorgesehen sind, die die Kartuschen (39) zwischen dem Werkzeughauptmagazin (22) und dem Werkzeughilfsmagazin (154, 254, 354) verschieben.

13. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß An­ triebs- und Steuermittel vorgesehen sind, um den Magazinkörper (23) des Werkzeughauptmagazins (22) in die erste Schaltposition (67) zur Bewirkung des Werkzeugwechsels zwischen der Spindel (15) der Werkzeugmaschine und dem Werkzeughauptmagazin (22) und in die zweite Schaltposition (133) zur Bewirkung des Werkzeugwechsels zwischen dem Werk­ zeughauptmagazin (22) und dem Werkzeughilfsmaga­ zin (154, 254, 354) zu bewegen.

14. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeughilfsmagazin (154) eine kreis­ förmige Basisplatte (164) aufweist, in welcher die Kartuschen (39) aufnehmenden Kammern (152) in radialer Erstreckung angeordnet sind und daß Mittel zur Schaltverschiebung der in den Kammern (152) gehaltenen Kartuschen (39) in eine solche vorgegebene Winkelposition vorgesehen sind, daß diese auf die Kartuschenübergabeposition (133) ausgerichtet sind.

15. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeughilfsmagazin eine kreisförmige Basisplatte (264) umfaßt, in welcher mit Bezug zu einem Kreis (C) mit seinem Mittelpunkt im Dreh­ mittelpunkt des Werkzeughilfsmagazins (254) die die Kartuschen (39) aufnehmenden Kammern (252) längs tangentialer Linien (T) verlaufen und daß Mittel zur Schaltverschiebung der Kartuschen (39) in eine vorgegebene der Kartuschenübergabeposition (133) entsprechende Winkelposition vorgesehen sind.

16. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenübertragungsstation (270) zwischen dem Werkzeughauptmagazin (22) und dem Werkzeug­ hilfsmagazin (354) vorgesehen ist, jeweils mit Übergabemitteln für den Transport der Kartuschen (39) zwischen dem Werkzeughauptmagazin (22) und der Zwischenstation (270) sowie zwischen der Zwi­ schenstation (270) und dem Werkzeughilfsmagazin (354), mit einem Kartuschenaufnehmer (274), der zur Durchführung einer aufwärts und abwärts gerich­ teten Bewegung gelagert ist.

17. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport von Kartuschen (39) ein hydrau­ lischer Arbeitszylinder (135) vorgesehen ist, der am Ständer (21) befestigt ist und einen Kolben (137) aufweist, der bei Betätigung des Arbeits­ zylinders jeweils in Eingriff mit den Kartuschen (39) gelangt und diese transportiert.