DE2650758A1

DE2650758A1 - Vorrichtung an einer werkzeugmaschine mit einer werkzeugtragspindel

Info

Publication number: DE2650758A1
Application number: DE19762650758
Authority: DE
Inventors: James Leon Frazier
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Houdaille Industries Inc
Priority date: 1975-11-06
Filing date: 1976-11-05
Publication date: 1977-05-18
Also published as: IT1063550B; GB1518027A; CH619629A5; FR2330496A1; JPS603939B2; FR2330496B1; CA1043089A; US4075927A; JPS5274969A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN ■ DIPL.-ING. W. EITLE - DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · DIPL.-1NG. W. LE H N

Dipl.Ing. K. Fuchsie

D-8ffOO MÖNCHEN 81 - ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) - TELEFON {089] 911087 - TELEX 05-29619 (PATHE)

Houdaille Industries, Inc., Buffalo, N.Y. / USA

Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugtragspindel

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugtragspindel und insbesondere eine Vorrichtung, die ein ausgerichtetes Einsetzen und Abnehmen von Werkzeugen relativ zu einer kraftgetriebenen Spindel ermöglicht.

Bei Werkzeugmaschinen muss häufig ein Schneidwerkzeug bis zu einer bestimmten Stellung gebracht werden, bevor es von der Werkzeugantriebspindel abgenommen werden kann. Bei all diesen Maschinen ist es notwendig, einen Mechanismus zum Greifen des Schneidwerkzeuges während der Bearbeitung und zur Freigabe des Schneidwerkzeuges zum Zwecke der Entfernung und des Austausches zu schaffen. Bei den meisten Maschinen dieser

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Bauart waren zwei unterschiedliche Mechanismen zum Ausrichten und zur Freigabe erforderlich - nämlich ein Mechanismus zum Ausrichten der Spindel und ein anderer Mechanismus zum Freigeben des Werkzeuges. Diese Konstruktion erweist sich als relativ kompliziert und erfordert das Vorsehen von zwei separaten Betätigungsmechanismen.

Bei den meisten bislang bekannten Spindelausrichtvorrichtungen war es erforderlich, dass der Spindelantrieb zu einem bestimmten Zeitpunkt unterbrochen und eine Bremse angelegt wurde, so dass die Spindel annähernd in der gewünschten Ausrichtstellung zum Stillstand kommt, wonach sie weiter in die exakte Ausrichtung indexmässig gebracht wurde. Dabei ist es notwendig, dass die Stellung der Spindelwelle während der Zeitdauer vor Unterbrechen des Antriebs erfasst werden musste,so dass eine Einrichtung vorzusehen war, um den Spindelantrieb präzise zum genauen Zeitpunkt zu unterbrechen. Falls die Spindel nicht sehr nahe an der gewünschten Ausrichtungsstelle abgebremst wurde,war es notwendig, den Spindelantrieb erneut in Gang zu setzen und einen weiteren Versuch vorzunehmen, um die Spindel an der gewünschten Stelle anzuhalten. Demgegenüber wäre es wünschenswert, auf das Vorsehen einer solchen Vorrichtung ganz zu verzichten, um die Herstellungskosten und auch den konstruktiven Aufwand so klein wie möglich zu halten.

Gewöhnlich erfolgte die Freigabefunktion bei bekannten Maschinen in einer Weise, bei der das Schneidwerkzeug aus seinem Tragmechanismus herausfiel, wenn es nicht auf andere Weise zum Zeitpunkt der Freigabe gehalten wurde. Dies macht es erforderlich, dass eine zusätzliche Tragvorrichtung zum Freigabemechanismus synchronisiert werden musste, wobei in Fällen, bei denen die Schneidwerkzeuge von Hand ausgewechselt werden, der Arbeiter bereitstehen musste, das Werkzeug vor Herabfallen selbst dann aufzufangen, wenn eine Hand des Arbeiters

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mit manuellen Steuertätigkeiten beschäftigt war, die zur Freigabe des Werkzeuges führen. Demgegenüber ist es wünschenswert, eine Vorrichtung zu schaffen, die das Werkzeug selbst nach dessen Freigabe solang hält, bis es entfernt wird.

Der Erfindung liegt daher das Hauptziel zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten der Spindel von einer Werkzeugmaschine und zum Freigeben des Werkzeuges von der Spindel zu schaffen, bei der nur ein einzelner Betätigungsmechanismus vorgesehen ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen und wirtschaftlichen Konstruktion zum Ausrichten der Spindel einer Werkzeugmaschine zu einer bestimmten Stellung unabhängig von der Stellung, an der die Spindel bei Abschalten des Antriebes zum Stillstand gekommen ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Betätigungsmechanismus, der die Spindel einer Werkzeugmaschine unabhängig von der Stellung, bei der die Spindel nach Abschalten des Antriebes zum Stillstand gekommen ist, ausrichtet und im Anschluss daran das Werkzeug von der Spindel freigibt, wobei dies durch den gleichen Betätigungsmechanismus erfolgen soll. Schliesslich ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Mechanismus zu schaffen, der das Werkzeug nach seiner Freigabe von der Spindel solange hält, bis es durch eine unabhängige Handhabung davon entfernt wird.

Zur Lösung dieser Ziele wird auf die Patentansprüche verwiesen.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Spindel für eine Werkzeugmaschine vorgesehen, die einen hohlen Rotationskörper aufweist, wobei innerhalb der Spindel eine Zugstange längs-bewegbar angeordnet ist; eine Vielzahl von Werkzeughaltefingern ist an der Zugstange befestigt und wird in der Werkzeughaltestellung gehalten, wenn sich die Zugstange in der Spindel in einer oberen Lage befindet; ein trommeiförmiges Führungselement ist an der Spindel befestigt und arbeitet mit

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einem an einer Betätigungswelle befestigten Antriebselement dergestalt zusammen, dass das Führungselement und die Spindel in die bestimmte Winkelstellung verdreht werden, wenn sich die Betätigungswelle von der ersten oberen Stellung in eine untere Zwischenstellung bewegt, wobei die Zugstange durch eine weitere Bewegung der Betätigungswelle in eine untere Stellung innerhalb der Spindel gedrückt werden kann, bei der die Werkζeughaltefinger federnd das Werkzeug tragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vertikal geschnittene Ansicht von einem Teil einer Werkzeugmaschine mit einer darin angeordneten erfindungsgemäss aufgebauten Vorrichtung, wobei die Zugstange in der Werkzeughaltestellung gezeigt ist,

Fig. 2 eine vertikal geschnittene Ansicht von einem Teil der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei die Zugstange in der Werkzeugtrag- und Freigabestellung gezeigt ist,

Fig. 3 eine horizontal geschnittene Ansicht von einem Teil der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung gemäss der Schnittlinie III-III nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht von dem in Fig. 1 und 2 gezeigten trommeiförmigen Führungselement und

Fig. 5 eine horizontal geschnittene Ansicht von einem Teil der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung nach der Schnittlinie V-V in Fig. 2.

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Fig. 1 zeigt einen Teil einer Werkzeugmaschine mit einer Spindel 10 in Form eines auf einem Schlitten 12 getragenen hohlen ümdrehungskörpers. Der Schlitten 12 besitzt einen Satz oberer Lager 14 und einen Satz unterer Lager 16. Der Schlitten 12 ist mit Führungswegen 13 zur Bewegung des Schlittens durch eine nicht gezeigte Einrichtung in vertikaler Richtung versehen, um ein von der Spindel 10 getragenes Schneidwerkzeug in Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstück zu bringen.

Mit der Spindel 10 ist ein Antriebszahnrad 18 verkeilt, das von einer nicht gezeigten Energiequelle aus beaufschlagt wird, um die Spindel 10 und das Schneidwerkzeug zur Durchführung der gewünschten Bearbextungsvorgänge zu drehen. Eine Zugstange 20 wird innerhalb der hohlen Spindel 10 getragen und lässt sich relativ zur Spindel in Längsrichtung gleitbar bewegen. Ein oberer Kragen 22 und ein unterer Kragen 24 sind an der Zugstange 20 angebracht, um diesen in einer koaxialen Ausrichtung zur Spindel 10 und zu einer Spannfeder 40 zu halten.

Der obere Kragen 22 wird auf der Zugstange 20 durch einen Sprengring 23 festgehalten und ist gleitend in der zentralen Bohrung 11 von einer Werkzeugverriegelungshülse 21 aufgenommen. Der untere Kragen 24 gleitet relativ zur Zugstange 20 und auch relativ zur inneren Oberfläche der Werkzeugverriegelungshülse 21, die in das untere Ende der Bohrung 11 eingesetzt ist.

Kurz unterhalb des unteren Kragens 24 ist die Zugstange 20 mit einer Umfangsnut 26 versehen, die einen Vertikalquerschnitt in Form eines Kreisbogens besitzt. Eine Vielzahl von Werkzeughaltefingern 28 mit oberen Nasen 30 ist so angeordnet, dass die Nasen 30 in der Nut 26 aufgenommen werden. Die Nasen

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haben eine bogenförmige Gestalt mit gleichem Krümmungsradius wie der Querschnitt der Nut 26. Jeder Finger 28 erstreckt sich in der Werkzeugverriegelungshülse 21 nach unten und schliesst in ein vergrössertes Ende 31 mit einer inneren Kerbe 32 ab,die einen Flansch 34 an einem Werkzeughaltersehaft 36 aufnehmen kann. Die vergrösserten Enden 31 haben eine solche Breite, dass der Flansch 34 sicher erfasst wird, wenn die Enden in der Hülse 21 liegen, wobei die äusseren Oberflächen der Enden oder Köpfe 31 auf der inneren Oberfläche der Hülse 21 gemäss Fig. 1 aufliegen. Eine Querschnittsansicht ist in Fig. 5 gezeigt.

Auf diese Weise wird durch die Finger 28 ein Schneidwerkzeug sicher koaxial zur Spindel 10 gehalten. Der Werkzeughalter (und das Werkzeug) wird an einer nach oben gerichteten Be-'wegung durch eine konische Oberfläche 38 gehindert, die im unteren Ende der Spindel 1O ausgebildet ist_f und eine entsprechende konische Fläche an dem Werkzeughaltersehaft 36 aufnimmt. Hierdurch wird auch eine koaxiale Stellung zwischen Werkzeughalter 36 und Spindel IO sichergestellt.

Eine Werkzeughalte- oder Spannfeder 44 ist zwischen dem oberen Kragen 22 und dem unteren Kragen 24,die Zugstange 20 umgebend, angeordnet und drückt den unteren Kragen 24 nach unten relativ zur Zugstange 2O gegen die oberen Enden der Werkzeughaltefinger 28. Die obere Oberfläche von jedem Finger 28 ist nach unten und nach aussen geneigt, und eine entsprechend geneigte Fläche ist an der unteren Stirnfläche vom unteren Kragen 24 vorgesehen. Diese beiden geneigten Flächen stehen in parallelem Eingriff miteinander, wenn sich die Finger 28 in der in Fig. 1 gezeigten Werkzeugeingriffsstellung befinden, so dass die Wirkung der Feder 40 darin liegt, dass die Finger in der Lage relativ zum Werkzeughalter gemäss Fig. 1 selbst dann gehalten werden, wenn sich die Zugstange 2O abwärts bewegt, um die äusseren • ·

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Flächen der Enden 31 der Finger 28 ausser Eingriff mit der Hülse 21 zu bringen.

Wie nachfolgend im Detail näher erläutert wird, tritt eine solche Abwärtsbewegung der Zugstange 20 während einer Werkzeugablösearbeit ein.

Das obere Ende der Zugstange 20 trägt ein Gewinde, auf dem eine Mutter 68 aufgeschraubt ist. Eine Werkzeugverriegelungsfeder 64 umgibt die Zugstange 20 und wird zwischen der Mutter 68 und dem oberen Ende der Werkzeugverriegelungshülse 21 unter Druck gesetzt. Die Kraft der Feder 64 hält die Zugstange 20 normalerweise in ihrer oberen Stellung. Die Kraft der Feder wird durch die Lage der Mutter 68 auf der Zugstange 20 bestimmt, wobei die Einstellung durch Drehung der Mutter relativ zur Zugstange erfolgt, bis die Mutter zur gewünschten Stellung geschraubt ist.

Innerhalb der hohlen Spindel 10 oberhalb des Gewindeendes der Zugstange ist in der Spindel 10 ein trommelförmiges Nocken- oder FührühgseTement" 50" angeordnet, das durch einen C-Ring 51 gehalten wird, der in eine Umfangsnut in der Bohrung 11 eingreift und mit der Spindel durch einen Stift 53 verstiftet ist. Der Stift 53 erstreckt sich dabei in ausgerichtete Öffnungen in der Spindel 10 und dem Element 50.

Das Element 50 mit Führungsbahn ist so ausgebildet, dass sein guerliegender Querschnitt an einer Stelle unterhalb der Führungsfläche 52 innere und äussere konzentrische Kreise bildet. Die Führungsfläche 52 stellt den Ort einer Linie dar, die sich senkrecht zur Zugstange 20 erstreckt und besitzt eine einzelne Hochstelle 52a und eine einzelne Tiefstelle 52b. Ein Nockentriebelement 54 ist am unteren Ende einer Betätigungswelle 56 befestigt.Das.Äntriebselernent 54 umfasst eine auf einer Welle 58 angeordnete Rolle, wobei die Welle in einer Querbohrung nahe dem Ende der Betätigungswelle 56 gehalten ist.

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Die Rolle 54 kann frei auf der Fläche 52 des trommeiförmigen Führungselementes BO abrollen, wenn die Betätigungswelle 56 während des Werkzeuglösevorganges abgesenkt wird. Das Absenken der Betätigungswelle 56 zwingt das Führungselement 50 zu einer Drehung, wodurch die Spindel und das von den Werkzeughaltefingern 28 ergriffene Werkzeug gedreht werden.

Die Betätigungswelle 56 ist mit einem Kolben in einem hydraulischen Betätigungszylinder 60 verbunden, der durch eine nicht gezeigte hydraulische Einrichtung betrieben wird.

Die untere Oberfläche 52 des Führungselementes 50 ist in Formeines Einschnittes 52b (Fig.4) ausgebildet, der eine solche Abmessung hat, dass er gerade die Rolle 54 aufnimmt, so dass bei Eintritt der Rolle 54 in den Einschnitt 52b das Element 50 und die Spindel 10 genau ausgerichtet vorliegen. An dieser Stelle kommt das untere Ende der Welle 56 mit dem oberen Ende der Zugstange 20 in Eingriff. Einer weiteren Abwärtsbewegung der Welle 56 wird durch die Feder 64 ein Widerstand entgegengesetzt. Wenn die auf die Welle 56 einwirkende Abwärtskraft nicht ausreicht, die Feder 64 zusammenzudrücken, liegt zwar die Spindelausrichtung vor, doch wird das Werkzeug nicht freigegeben. Die auf die Welle 56 einwirkende Abwärtskraft ist proportional zu dem hydraulischen Druck im Zylinder 60 und wird auf konventionelle Weise gesteuert.

Wenn eine Werkzeugfreigabe vorgenommen werden soll, wird der hydraulische Druck soweit erhöht, dass die Welle 56 die Kraft der Feder 64 überwindet und damit die Zugstange 20 nach unten gedrückt wird.

Bei der Abwärtsbewegung der Zugstange 20 gegen die Kraft der Feder 64 senkt sich der obere Kragen 22 zusammen mit den Werkzeuggrexffingern 28 ab, so dass die Werkzeugspannfeder zusammengedrückt bleibt und die Finger 28 in der in Fig. 1

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gezeigten Stellung selbst dann halten sind, wenn die Enden der Finger 28 soweit abgesenkt wurden, dass ihre äusseren Flächen nicht mehr durch die Hülse 21 abgestützt vorliegen. Der Werkzeughalter (und das Werkzeug) wird somit durch die Wirkung der Feder 40 und die zusammenarbeitenden Flächen am unteren Kragen 24 und den Fingern 28 gehalten. Das Werkzeug ist nachgiebig gehalten und fällt nicht unter seinem Eigengewicht von der Spindel ab. Es kann jedoch durch eine leichte Abwärtskraft auf das Werkzeug und den Werkzeughalter durch ein unabhängiges Organ entfernt werden. Dies kann manuell von einem Arbeiter oder mittels einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung erfolgen. Bei Aufgabe einer solchen Kraft werden die Finger 28 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gespreizt, bei der eine Entfernung des Werkzeughalters möglich ist.

Der Zylinder 60 ist an einem Sensorgehäuse 70 angebracht, das mit dem oberen Ende des Schlittens 12 durch Bolzen 72 verschraubt ist. Innerhalb des Sensorgehäuses 70 umgibt eine Sensorhülse 74 die Betätigungswelle 56 in koaxialer und konzentrischer Beziehung dazu. Die Hülse 74 arbeitet mit einem Sensorring 76 zusammen. Der Sensorring 76 ist an der Betätigungswelle 56 innerhalb der Sensorhülse 74 befestigt und vermag verschiedene öffnungen in der Sensorhülse zu öffnen und zu schliessen, um eine pneumatische Anzeige der Lage der Betätigungswelle zu schaffen. Eine erste Öffnung oder ein Kanal 78 ist an einer relativ hohen Stelle an der Sensorhülse 74 angeordnet und wird von dem Ring 76 bedeckt, wenn die Betätigungswelle 56 ihre obere Stellung gemäss Fig. 1 einnimmt, bei der das Nockenantriebselement 54 ziemlich weit oberhalb des Führungselementes 5O steht, so dass die Spindel ohne Beeinflussung der Welle 56 gedreht werden kann. Zu Beginn eines Werkzeugtrennvorganges bewegt sich der Ring 76 nach unten und wird die Öffnung oder der Kanal 78 geöffnet, wenn die Betätigungswelle 56 sich nach unten bewegt, um das Nockenantriebselement 54 in Berührung mit der Oberfläche 52 des Führungselementes zu bringen. Dann er-

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streckt sich ein Druchlassweg zwischen dem Kanal 78 und einer öffnung 80 im oberen Ende der Sensorhülse 74. Wenn die Betätigungswelle 56 ausreichend weit abgesenkt wurde, um das Element 50 und die Spindel 10 auszurichten, hat sich der Sensorring 76 ausreichend weit nach unten bewegt, um einen Kanal 84 abzudecken und die Verbindung des Kanals mit einem Kanal 82 in der Sensorhülse zu unterbrechen. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung der Welle 56 öffnet sich der Kanal 84 und entsteht eine Verbindung mit dem Kanal 80. Eine weitere Abwärtsbewegung schliesst eMenKanal 86, der nahe dem unteren Ende der Sensorhülse 74 angeordnet ist, wodurch angezeigt wird, dass die Zugstange 20 weit genug abgesenkt wurde, um ein Lösen des Werkzeuges von den Werkzeughaltefingern vorzunehmen. Eine Druckluftversorgung ist mit den Kanälen 78, 84 und 86 verbunden, während die Kanäle 80 und 82 zur Atmosphäre hin offen sind. Wenn einer der Kanäle 78, 84 und blockiert ist, wird der erhöhte Druck an der Stelle des blockierten Kanals durch einen nicht gezeigten druckbetätigten Schalter erfasst, der ein elektrisches Signal abgibt, das die Lage der Betätigungswelle 56 und der Zugstange 20 anzeigt. Ein separate!? Schalter ist für jeden Kanal 78, 84 und 86 vorgesehen.

Wenn der untere Kanal 86 abgedeckt ist, was bedeutet, dass die Zugstange 20 sich in ihrer Werkzeugfreigabestellung befindet, kann das durch Schliessen des Kanals 86 erzeugte Signal dazu verwendet werden, den Betrieb eines nicht gezeigten Mechanismus zum automatischen Entfernen des Werkzeuges von seiner Stelle am unteren Ende der Spindel in Gang zu setzen und ein neues Werkzeug anzuordnen, indem der Flansch des Werkzeughalters soweit angehoben wird, bis er durch die Kerben 32 in den Fingern 28 ergriffen wird. Wenn die Betätigungswelle 56 soweit angehoben wurde, dass der Kanal 84 abgedeckt wird, zeigt das Abdecken des Kanals 84 an, dass das Werkzeug

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infolge der Aufwärtsbewegung der Zugstange 20 unter der Kraft der Feder 64 im Anschluss an die Aufwärtsbewegung der Betätigungswelle 56 zwangsweise gehalten ist. Wenn schliesslich der Kanal 78 wieder verschlossen wird, entsteht hierdurch eine Anzeige, dass dem Spindelantriebmechanismus erneut Antriebsenergie zugeführt werden kann, um die Spindel über das Zahnrad 18 zu drehen, da das Antriebselement 54 ausser Eingriff mit dem Führungselement 50 steht.

Ein die Ausrichtung einstellender Ring 90 ist zwischen dem Schlitten 12 und dem Gehäuse 70 angeordnet und dient zur Bestimmung der relativen Lage des Nockenantriebselementes 54. Wie am besten aus Fig. 3 zu entnehmen ist, hat die Welle 56 keinen kreisförmigen Querschnitt, sondern zwei parallele flache Seiten 91 und 92. Diese Seiten stehen in Eingriff mit einem Paar Rollen 93 und 94, die durch Wellen 95 und 96 gehalten werden, wobei die Wellen in Bohrungen 97 und 98 im Ring 90 befestigt sind. Der Ring 90 ist in seiner Stellung zwischen dem Schlitten 12 und dem Gehäuse 70 bei angezogenen Bolzen 72 verklemmt, so dass sich die Welle 56 nicht drehen kann. Wenn die Bolzen 72 jedoch gelöst oder entfernt werden, kann der Ring 56 frei relativ zum Schlitten 12 soweit verdreht werden, bis er die gewünschte Lage einnimmt. Normalerweise ist zum Zeitpunkt des erstmaligen Zusammenbaues der Maschine nur ein Einstellen des Ringes 90 erforderlich, doch erlaubt der Ring zu jeder gewünschten Zeit eine erneute Einstellung der Ausrichtlage.

Die Welle 56 ist an einer Stange 102,die mit dem Kolben innerhalb des Zylinders 60 verbunden ist, über ein Gewinde 100 befestigt.

Nahe dem unteren Ende der Spindel 10 erstrecken sich vier Durchlasswege 104, von denen in Fig. 1 nur zwei gezeigt sind,

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zwischen der konischen Oberfläche 36 und einer ringförmigen Kammer 106. Diese Kammer 106 steht vorzugsweise mit einer Druckluftquelle während der Zeit in Verbindung, bei der sich die Zugstange 20 unter der Kraft 64 nach oben bewegt, so dass irgendwelche Fremdstoffe und Staub,die an der konischen Oberfläche 36 vorhanden sein können und die einen sauberen Sitz des Werkzeughalters beeinträchtigen können, weggeblasen werden.

Ein Paar Antriebsnasen 108 ist an dem unteren Ende der Spindel befestigt und kann in Eingriff mit Schultern am Werkzeug treten, so dass das Werkzeug durch die Spindel zwangsweise mitgenommen wird.

Die Erfindung erweist sich somit zunächst wirksam hinsichtlich der Ausrichtung und zum anderen des lösbaren Haltens von einem Werkzeug in Bezug auf die Spindel durch eine durchgehende Bewegung der einzelnen Betätigungswelle 56. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist so, dass das Werkzeug solange nicht freigegeben wird, bis es genau ausgerichtet vorliegt, doch erfolgt unmittelbar (wenn erwünscht) nach der genauen Ausrichtung eine Werkzeugfreigabe durch eine durchgehende Bewegung der Welle 56. Da nur eine Betätigungswelle beaufschlagt wird, stellt dies eine besonders praktische Einrichtung für einen Arbeiter dar, die Betätigung des Zylinders 60 in Gang zu setzen, indem ein Knopf oder dgl. niedergedrückt wird, wonach der Arbeiter beide Hände frei hat, um das Werkzeug von der Spindel abzuziehen und aufzunehmen. Da das Werkzeug stets in der gleichen Ausrichtung freigegeben wird, ist der Austausch des Werkzeuges durch den Arbeiter oder die Substitution von einem anderen Werkzeug in der gleichen Ausrichtung besonders einfach. Und da das Werkzeug nachgiebig bis zum Herausziehen gehalten wird, braucht der Arbeiter das Werkzeug erst dann herauszuziehen, bis er für diesen Arbeitsvorgang bereit ist und/oder bis er hierfür beide Hände frei hat.

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Da die Führungsfläche 52 sich um den gesamten Umfang der oberen Oberfläche des Führungselementes 50 erstreckt, braucht die Spindel nicht in irgendeiner speziellen Ausrichtung angehalten zu werden. Daher kann der Spindelantrieb unabhängig von der Stellung der Spindel zu irgendeiner beliebigen Zeit unterbrochen werden, da das Nockenantrxebselement 58 das Führungselement 50 nach unten in seine Ausgangsstellung unabhängig davon dreht, welche momentane Ausrichtung das Führungselement 50 gerade hat. Wegen der freien Drehbarkeit des Nockenantriebselementes 54 auf der Welle 58 gibt es keine Totpunktstellung des Führungselementes 50, bei der dieses nicht durch das Antriebselement 54 verdreht werden kann.

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Claims

Patentansprüche

( 1. y Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugtragspindel, gekennzeichnet durch ein an der Spindel (10) befestigtes Führungselement (50), ein relativ zur Spindel längs-bewegbares Nockenantriebselement (54) und eine Betätigungseinrichtung (56) zur Bewegung des Nockenantriebselementes in Eingriff mit dem Führungselement, so dass das Führungselement und die Spindel unabhängig von der momentanen Spindelstellung in eine einzelne bestimmte Winkelausrichtung drehbar sind, wobei die Spindel eine longitudinale zentrale Bohrung (11)in ihrem Inneren hat und das Führungselement einen trommeiförmigen Körper aufweist, der im Inneren der Bohrung liegt und an der Spindel befestigt ist, während die Betätigungseinrichtung eine Welle aufweist, die längs-beweglich in der Bohrung angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Betätigungseinrichtung eine Welle (56) aufweist, die längs-beweglich relativ zur Spindel angeordnet ist und einen nicht kreisförmigen Querschnitt hat, und dass ein Ring (90) am Rahmen der Werkzeugmaschine in einer winkelmässig einstellbaren Lage befestigt ist, wobei der Ring eine öffnung zur Aufnahme der Welle hat, wobei die Welle relativ zum Ring hin- und herbewegbar, jedoch nicht drehbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Ring einen kreisförmigen Umfang und der Rahmen eine kreisförmige öffnung koaxial zur Betätigungswelle zur Aufnahme des Ringes in einer winkelmässig einstellbaren Beziehung hat, und dass eine Einrichtung (72) vorgesehen ist, um den Ring mit dem Rahmen gezielt zu verklemmen, so dass der Ring fest mit dem Rahmen verbunden ist.

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ORIGINAL INSPECTEC
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (76, 78, 84, 86), die aufgrund der Längsbewegung des Nockenantriebselementes betätigbar ist, um ein Signal zu erzeugen, das die Lage des Nockenantriebselementes relativ zum Führungselement anzeigt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von der Spindel gehaltene und relativ dazu zwischen einer Werkzeughaltestellung und einer Werkzeugfreigabestellung bewegbare Zugstange (20), eine Vielzahl von Werkzeughaltefingern (28), die mit dem unteren Ende der Zugstange verbunden sind und eine Werkzeuggreifstellung annehmen, wenn sich die Zugstange in ihrer Haltestellung befindet bzw. eine Werkzeugfreigabesteilung einnehmen, wenn sich die Zugstange in ihrer Freigabestellung befindet, und eine Einrichtung (56) zum Bewegen der Zugstange aufgrund der Bewegung des Nockenantriebselementes, wodurch die Zugstange in ihre Werkzeugfreigabestellung bewegt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Zugstange in der zentralen longitudinalen Bohrung relativ zur Spindel gleitbar gehalten ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5und 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (64) zum federnden Vorspannen der Zugstange in Richtung auf deren oberen Stellung.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine an der Zugstange angebrachte Schulter (68) und eine die Zugstange umgebende und sich gegen die Schulter und gegen die Spindel abstützende Druckfeder (64) , um die Zugstange in die obere Stellung zu drücken.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass die Schulter einstellbar der Zugstange angeordnet ist, um die Kraft der Druckfeder einstellen zu können.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet , dass jeder Werkzeughaltefinger eine bogenförmige Nase (30) aufweist, die in einer den Umfang der Zugstange nahe deren unteren Ende umgebende Nut aufgenommen ist, wobei sich jeder Finger nach unten von der Nase über das Ende der Zugstange hinaus erstreckt, um den Flansch (34) eines Werkzeughalters (36) zu ergreifen und die Finger relativ zur Zugstange von der Werkzeuggreifstellung zur Werkzeugfreigabestellung durch Drehung- der Nasen in der Nut bewegbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet, durch eine Einrichtung (24, 64), die die Finger in die WerkzeuggreifStellung federnd drückt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet , dass jeder Finger eine obere Oberfläche (42) hat, ein Kragen (28) die Zugstange oberhalb der Finger umgibt und eine untere Oberfläche besitzt, die in Eingriff mit den oberen Oberflächen der Finger steht und die nachgiebige Einrichtung (64) den Kragen gegen die Finger und damit die Finger in die Werkzeuggreifstellung drückt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Werkzeugverriegelungshülse (21), die die" Zugstange umgibt und die Werkzeughaltefinger positiv in der Werkzeuggreifstellung halten kann, wenn sich die Zugstange in ihrer oberen Stellung befindet.

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14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das trommelförmige Führungselement eine Führungsfläche (52) an seinem oberen Ende mit einer Hochstelle und einer Tiefstelle besitzt, und dass das Nockenantriebselement an der Betätigungswelle radial dazu versetzt angeordnet ist, um in Eingriff mit der Führungsfläche des Führungselementes zu treten und dieses solange zu verdrehen, bis die Tiefstelle an der Führungsfläche zum Nockenantriebselement ausgerichtet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass das Nockenantriebselement eine Rolle (54) aufweist, die in abrollendem Eingriff mit der Führungsfläche am trommeiförmigen Führungselement bringbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , dass die Tiefstelle der Führungsfläche am unteren Ende eines nach unten sich erstreckenden Einschnittes (52) ausgebildet ist, so dass bei einer Abwärtsbewegung des Nockenantriebselementes das Führungselement zunächst solange gedreht wird, bis das Nockenantriebselement zum Einschnitt ausgerichtet ist, wonach die Winkelstellung des Führungselementes während einer weiteren Abwärtsbewegung des Nockenantriebselementes in den Einschnitt fixiert bleibt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine die Betätigungswelle umgebende Sensorhülse

(82) und einen an der Betätigungswelle innerhalb der Hülse angebrachten Sensorring (76), wobei die Hülse eine Vielzahl von Öffnungen (78, 84,86) aufweist, die längs der Hülse in Längsrichtung zur Betätigungswelle in Abstand voneinander liegen und der Ring einen Flansch besitzt, durch den jede Öffnung während der Bewegung der Betätigungswelle abdeckbar ist.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass eine Öffnung (78) an der Hülse an einer Stelle angeordnet ist, dass sie abgedeckt wird, wenn die Betätigungswelle ausser Eingriff mit der Zugstange und ausser Eingriff mit der Welle steht, um ein Signal abzugeben, das diesen Zustand der Bestätigungswelle anzeigt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet , dass eine Öffnung (84) an der Hülse an einer Stelle angeordnet ist, um abgedeckt zu werden, wenn sich die Betätigungswelle soweit bewegt hat, dass sie das Führungselement verdreht, jedoch die Zugstange nicht bewegt worden ist, um ein Signal abzugeben, das diesen Zustand der Betätigungswelle anzeigt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet , dass eine Öffnung (86) an einer Stelle angeordnet ist, um abgedeckt zu werden, wenn sich die Betätigungswelle soweit bewegt hat, dass sie die Zugstange in die Werkzeugfreigabestellung bewegt, um ein Signal abzugeben, das diesen Zustand der Betätigungswelle anzeigt.

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