DE1552485B2 - Werkzeug für eine Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechseleinrichtung und hierfür geeignete Werkzeugwechseleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Werkzeug mit einem mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechseleinrichtung lösbar verbindbaren Schaft und mit einem sich radial erstreckenden Umfangsflansch mit Nuten zur Aufnahme der Antriebsfinger der Spindel.

Es ist ein Werkzeug mit einem mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugwechseleinrichtung lösbar verbindbaren Schaft und einem sich radial erstreckenden Umfangsflansch bekannt (TZ f. prakt Metallbearbeitung, 59, 1965, Heft 2, Seiten 59—65), bei dem beim Werkzeugwechsel der Umfangsflansch durch eine Umfangszange erfaßt und während des Schwenkvorganges hydraulisch festgespannt wird. Der eine Arm der Umfangszange ist fest mit der Drehachse der Zange

verbunden und umfaßt den Umfangsflansch im wesentlichen in einem Umfangsbereich von 180°, während der zweite Zangenarm als innerhalb des ersten Armes angeordnetes und gegenüber diesem verschiebbares Druckstück ausgebildet ist. In Schließlage der Umfangszange ist das Werkzeug nur durch Reibungskräfte gegen ein Herausfallen gesichert. Diese Sicherung reicht insbesondere bei schweren Werkzeugen nicht aus, da bei Drehung der Umfangszange verhältnismäßig hohe Trägheitskräfte auftreten können.

Weiterhin ist aus der US-PS 31 29 506 ein Werkzeug mit einem mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechseleinrichtung lösbar verbindbarem Schaft und einem sich im wesentlichen radial erstreckenden Umfangsflansch bekannt, der von zur Werkzeugwechseleinrichtung gehörigen und sich in axialer Richtung des Schaftes öffnenden Greifzangen reibschlüssig erfaßt werden kann. Auch hier wird das Werkzeug lediglich reibschlüssig von der Greifzange gehalten.

Schließlich ist bereits ein Werkzeug mit einem mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechseleinrichtung lösbar verbindbaren Schaft, einem sich radial erstreckenden Umfangsflansch und mit Nuten zur Aufnahme der Antriebsfinger der Spindel vorgeschlagen worden (DE-OS 14 77 437), bei den sich von der Flanschumfangsfläche in den Schaft hinein erstreckende und einen spitzen Winkel einschließende Ausnehmungen zur Aufnahme der Greiferfinger einer Greifvorrichtung der Werkzeugwechseleinrichtung vorgesehen sind. Die Vorschubrichtung der Greiferfinger muß der relativen Winkellage der Ausnehmungen zur Aufnahme der Greiferfinger entsprechen. Der spitze Winkel zwischen den aus der Greifvorrichtung vorschiebbaren Greiferfingern ist erforderlich, um ein Abrutschen des Werkzeuges von den Greiferfingern, die nur auf einer Seite der Flanschumfangsfläche eingeführt werden, zu vermeiden. Die Ausnehmungen erstrecken sich aber durch die gesamte Dicke des Schaftes, da die sehr große Tiefe der Ausnehmungen für ein sicheres Halten des Werkzeuges unbedingt erforderlich ist; dies führt zu einer erheblichen Schwächung der Festigkeit des Werkzeuges, so daß bei Betrieb der Werkzeugmaschine durchaus ein Bruch des Werkzeugschaftes auftreten kann. Auch sollte noch festgehalten werden, daß die Greiferfingerpaare gemäß der DE-OS 14 77 437 Biegekräfte einwirken, wenn ein Werkzeug erfaßt und die Werkzeugwechseleinrichtung betätigt wird. Die Greiferfinger müssen daher stangenartig dick sein, um den Biegekräften Widerstand leisten zu können. Wegen der dann erforderlichen Bohrungsweite der Ausnehmungen wird die Festigkeit des Werkzeuges weiter herabgesetzt. Schließlich besteht noch die Gefahr, daß bei dem vorgeschlagenen Werkzeug unnötig hohes Spiel zwischen den Ausnehmungen und den Greiferfingern eingehalten werden muß, um ein Einführen der Greiferfinger zu ermöglichen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend von den bekannten, im Reibschluß erfaßba ren Werkzeugen, ein Werkzeug für einen sicheren und schnelleren Werkzeugwechsel zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf sich gegenüberliegenden Seiten der Flanschumfangsfläche Ausnehmungen zur Aufnahme der Greiferfinger einer Greifvorrichtung vorgesehen sind und die Ausnehmungen sich als im wesentlichen zueinander parallel verlaufende Sacklöcher im wesentlichen nur in den Flansch hinein erstrecken.

Das erfindungsgemäße Werkzeug kann von der Greifvorrichtung mit Hilfe der Greiferfinger formschlüssig gehalten werden, so daß auch beim Auftreten hoher Trägheitskräfte ein Herausfallen des Werkzeuges aus der Greifvorrichtung mit Sicherheit vermieden wird. Da die Ausnehmungen als Sacklöcher ausgebildet sind, wird das Werkzeug mechanisch nicht geschwächt, so daß beim Betrieb der Werkzeugmaschine ein Bruch des Werkzeuges nicht auftreten wird.

ι ο Die Erfindung betrifft aber auch eine Werkzeugwechseleinrichtung für Werkzeugmaschinen, die insbesondere für das Auswechseln des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Werkzeuges geeignet ist und dabei einen sicheren und schnelleren Werkzeugwechsel ermöglicht.

Die Erfindung geht von einer Werkzeugwechseleinrichtung für Werkzeugmaschinen mit mindestens einem Paar relativ zueinander bewegbarer Greifarme als Greifvorrichtung zum Erfassen eines Werkzeuges und zum Bewegen desselben zwischen einer Werkzeugladestellung bzw. Werkzeugentladestellung und einer an der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine gelegenen Arbeitsstellung aus, wie sie in der TZ für praktische Metallbearbeitung beschrieben ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß Werkzeugangriff sstellen auf den Greif armen vorgesehen sind, die bezüglich der Drehachse eines erfaßten Werkzeuges auf gegenüberliegenden Seiten des Werkzeuges angreifen und in den beiden Stellungen der Greifvorrichtung senkrecht zur Achse des Werkzeuges in entgegengesetzten Richtungen voneinander fort oder aufeinander zu bewegbar, sind derart, daß in Öffnungsstellung der Arme die lichte Weite zwischen den Angriffsstellungen größer ist als der maximale Durchmesser der Arbeitsspindel und des Werkzeuges, um eine Drehung der Arbeitsspindel bzw. eine Ent- oder Beladung der Werkzeugwechseleinrichtung zu ermöglichen.

Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Werkzeuges bzw. der Werkzeugwechseleinrichtung.

Ausführungsformen des Werkzeuges und der Werkzeugwechseleinrichtungen sollen nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigt
F i g. 1 die Vorderansicht einer Werkzeugmaschine mit einer daran angebrachten Ausführungsform der Werkzeugwechseleinrichtung und zwei erfindungsgemäße Werkzeuge, die von der Werkzeugwechseleinrichtung erfaßt sind;
F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht der in F i g. 1 gezeigten Werkzeugmaschine in Richtung des Pfeiles 2;

F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht der in F i g. 1

gezeigten Werkzeugmaschine in Richtung des Pfeiles 3;

Fig.4 eine vergrößerte Teilansicht des in Fig.2

gezeigten Werkzeuges;

F i g. 5 einen Schnitt durch das in F i g. 4 gezeigte Werkzeug entlang der Linie 5-5;

F i g. 6 einen .Teilschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig.3; F i g. 7 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der

Linie 7-7 in F i g. 3;

F i g. 8 einen ähnlichen Teilschnitt wie F i g. 7 durch eine leicht abgewandelte Ausführungsform;

F i g. 9 eine vergrößerte Ansicht der Bewegungsbahnen der einzelnen Bauteile der in Fig. 1, 2, 3, 6 und 7 dargestellten Werkzeugwechseleinrichtung und

F i g. 10 eine Seitenansicht der in F i g. 1 dargestellten Werkzeugmaschine, wobei einzelne Bauteile entfernt wurden.

In den Fig. 1 und 10 ist eine Horizontal-, Bohr- und Fräsmaschine 10 dargestellt. In einen Rahmen 12 ist auf horizontalen Führungen 14 ein Schlitten 16 hin- und herbewegbar gelagert. Ein Werkstücktisch 18 ist auf dem Schlitten 16 horizontal und vertikal zur Bewegungsrichtung des Schlittens 16 verschiebbar. An einer vertikalen Tragsäule 20 ist ein Spindelkopf 22 vertikal bewegbar geführt. Eine Spindelhülse 25 ist in dem Spindelkopf 22 drehbar gelagert und nimmt eine mit ihr drehbare Spindel 24 mit. Die Spindelhülse 25 ist in Achsenrichtung unverschiebbar, die Spindel 24 kann jedoch nach außen in Richtung ihrer Drehachse ausgerückt werden.

Zu der Werkzeugwechseleinrichtung gehört ein Gehäuse 27, das seitlich von dem Spindelkopf 22 angebracht ist. Das Gehäuse 27 trägt eine Werkzeugwechselwelle 28, die in Richtung der Pfeile A in F i g. 9 entlang einer festen Achse geradlinig verschiebbar ist. Die Welle 28 ist auch in Richtung der Pfeile B in F i g. 9 um ihre Achse drehbar. Die Welle hat einen vergrößerten Kopf 28a, der an seinen gegenüberliegenden Seiten mit je einer Werkzeuggreifvorrichtung 30 versehen ist. Die Greifvorrichtungen 30 sind über Wellen 31 am Kopf 28a so gelagert, daß sie unter einem Rechten Winkel zur Achse der Welle 28 in Richtung der Pfeile C in F i g. 9 drehbar sind. Eine der Greifvorrichtungen 30 ist in unmittelbarer Nähe eines von der Spindel 24 aufgenommenen Werkzeuges 32 dargestellt (Arbeitsstellung), während die andere Greifvorrichtung 30 gerade ein Werkzeug 34 in Werkzeuglade- bzw. Entladestellung hält. Die Ladestellung liegt unterhalb der Spindel 24 und seitlich vom Spindelkopf 22 an einer Stelle, die für den Bedienungsmann leicht zugänglich ist.

Das in F i g. 4 und 5 gezeigte Werkzeug 32 weist einen Schaft 35 mit einer konischen Außenfläche 36 auf. Der Schaft 35 hat ferner einen zylindrischen Abschnitt 38 mit einer Gewindebohrung 40 für die Aufnahme einer üblichen Zugschraube (nicht gezeigt). Vorne am Schaft 35 ist ein sich radial erstreckender kreisförmiger Umfangsflansch 42 angeordnet, in dem zwei diametral gegenüberliegende Nuten 44 vorgesehen sind, die zu der Flanschumfangsfläche 46 hin geöffnet sind. Der Umfangsflansch 42 weist eine sich von seinem Umfang 46 aus zwischen den Nuten 44 radial nach innen erstreckende Bohrung oder öffnung 48 auf. Außerdem sind zwei in Abstand gehaltene Bohrungen 50 in dem Umfangsflansch 42 ausgebildet, die an der der Bohrung 48 gegenüberliegenden Seite des Umfangsflansches liegen und sich von der Flanschumfangsfläche 46 aus nach innen erstrecken. Die Bohrungen 50 verlaufen zu der Bohrung 48 und zueinander parallel. Außerdem sind sie auf der gegenüberliegenden Seite der Achse der Bohrung 48 angeordnet. Zu der Flanschumfangsfläche 46 gehört eine kreisförmige ebene Fläche 52, die die Bohrung 48 umgibt und sich senkrecht zur Achse der Bohrung 48 erstreckt. Eine zweite ebene Fläche 54 ist zwischen den Bohrungen 50 angeordnet und verläuft zur Achse der Bohrungen 50 senkrecht. Die Flächen 52 und 54 verlaufen zueinander parallel.

Die oben beschriebene Ausbildung des Werkzeuges 32 kann unabhängig von der durchzuführenden besonderen Art des spanabhebenden Verfahrens vorgenommen werden. Soweit es die vorliegende Erfindung betrifft, ist die Ausbildung desjenigen Werkzeugabschnittes, der vor dem Umfangsflansch 42 liegt, vollständig freigestellt. Das Werkzeug 32 kann beispielsweise selbst eine Schnittkante aufweisen oder es kann aus einem Werkzeughalter bestehen, von dem andere Werkzeuge getragen und in Drehung versetzt werden. Die hier gezeigten Werkzeuge 32 und 34 sind beispielsweise Stangenbohrer.
Gemäß Fig.2 und 3 wird der Schaft 35 des Werkzeuges 32 in einer Muffe 60 der Spindel 24 aufgenommen, so daß Antriebsfinger 62 (F i g. 2) in die Nuten 44 eingreifen. Es soll darauf hingewiesen werden, daß ein Schnittwerkzeug mit einem konischen Schaft, wie z. B. dem Schaft 35, und einem radial verlaufenden Umfangsflansch von einer im wesentlichen kreisförmigen Ausbildung üblicherweise bei vielen Werkzeugmaschinen wie Fräsmaschinen, Horizontalbohrmaschinen, Vertikalrevolverbänken, Vertikal-Lehrenbohrmaschinen u. ä. verwendet wird. Derartige mit einem Flansch versehene Werkzeuge entsprechen den von der National Machine Tool Builders Association aufgestellten Richtlinien. Um ein Werkzeug herzustellen, das der vorliegenden Erfindung entspricht, muß ein übliches geflanschtes Werkzeug lediglich durch Fräsen der Flächen 52 und 54 an dem Umfangsflansch 42 und anschließend durch Bohren der Bohrungen 48 und 50 bearbeitet werden. Hierdurch ist das Werkzeug für eine Handhabung durch eine der Werkzeuggreifvorrichtun- ( gen 30 vorbereitet. Ein derartig vorbereitetes Werkzeug benötigt keinen größeren Raum als das genormte Werkzeug, aus dem es hergestellt sein kann (tatsächlich weniger). Ein derartig vorbereitetes Werkzeug kann sowohl bei einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung der hier gezeigten Art als auch bei einer anderen Werkzeugmaschine verwendet werden. Mit anderen Worten: Die spezielle Ausbildung des Werkzeuges 32, die seine Verwendung bei der erfindungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung ermöglicht, schließt seine Verwendung in üblichen Werkzeugmaschinen nicht aus.

Die konstruktiven Einzelheiten einer der beiden identischen Werkzeug-Greifvorrichtungen 30 sind am besten aus F i g. 2,3,6 und 7 ersichtlich. Ein Gehäuse 64 ist mit einer der beiden Wellen 31 verbunden. Das Gehäuse 64 weist zwei auf Abstand gehaltene, parallele Führungen 66 und 68 in Form von auf der Gehäuseoberfläche ausgebildeten Nuten auf. Die Führungen 66 und 68 werden durch eine Abdeckplatte 72 abgeschlossen, die an dem Gehäuse 64 durch Schrauben 74 befestigt ist, / und sind zu den beiden gegenüberliegenden Endflächen 76 und 78 des Gehäuses 64 hin geöffnet und erstrecken sich zwischen ihnen. Ein länglicher innerer Greifarm 80 ist in der Führung 66 und ein länglicher äußerer Greifarm 82 ist in der Führung 68 angeordnet. Die

so Greifarme 80 und 82 haben einen rechteckigen Querschnitt. Der innere Arm 80 ist an seinem einen Ende mit zwei nach außen vorspringenden auf Parallelabstand gehaltenen Greiffingern 84 und an dem gegenüberliegenden Ende mit einer Anschlagfläche 86 versehen. Auf der dem Greifarm 82 benachbarten Seite des Greifarmes 80 sind Zähne 88 ausgebildet. Der Arm 82 hat an seinem im Gehäuse 64 liegenden Ende eine Anschlagfläche 90 und an seiner dem Arm 80 benachbarten Seite sind Zähne 92 ausgebildet; an seinem äußeren Ende besitzt er einen unter einem Rechten Winkel abgewinkelten Schenkel 94, dessen Ende mit dem Greifarm 80 fluchtet. Der Schenkel 94 trägt einen Greiferfinger 96, der aus ihm entlang einer in der Mitte zwischen den Greiferfingern 84 gelegenen Linie in Richtung des Armes 80 herausragt.

Die Greifarme 80 und 82 sind für eine gleichzeitige parallele Bewegung in entgegengesetzten Richtungen ausgebildet, um die Greiferfinger 84 und 86 zueinander

hin oder voneinander weg zu befördern. Diese Bewegung wird durch die Drehung eines Ritzels 98 bewirkt, mit dem ein Lagerzapfen 100 verbunden ist, der von zwei in das Gehäuse 64 bzw. in die Abdeckplatte 72 eingepaßten Gleitlagerkörpern 102 und 104 gelagert ist. Das Ritzel 98 wird durch einen senkrecht zur Ritzelachse verschiebbaren Kolben 106, an dessen einer Seite Zähne 108 eingeschnitten sind, gedreht. Die Zähne 108 kämmen mit den Zähnen des Ritzels 98 an dessen einem Ende, während die Zähne 88 und 92 mit dem Ritzel 98 an gegenüberliegenden Eingriffsbereichen an dem dem Eingriffsbereich mit dem Kolben 106 gegenüberliegenden Ende kämmen. Der Kolben 106 ist in einer in dem Gehäuse 64 ausgebildeten Zylinderbohrung 110 hin- und herbeweglich angeordnet und trägt an seinen entgegengesetzten Enden O-Ringdichtungen 112. Die gegenüberliegenden Enden der Bohrung 110 sind durch Verschlußplatten 114 bzw. 116 mit hydraulischen Zuleitungen 118 bzw. 120 verschlossen. Über die Leitungen 118 und 120 wird Flüssigkeit wahlweise in die gegenüberliegenden Enden der Bohrung 110 eingeleitet, um die gewünschte Bewegung des Kolbens 106 zu erzeugen. Wenn der Kolben 106 zu dem einen Ende der Bohrung 110 hinbewegt wird, werden die Greifarme 80 und 82 vollständig geöffnet, und wenn der Kolben 106 zu dem anderen Ende der Bohrung 110 hinbewegt wird, werden die Arme 80 und 82 vollständig geschlossen (Fig.3). In Schließstellung der Arme 80 und 82 betätigt die Anschlagfläche 90 des Greifarmes 82 einen Schalter 122, der auf der Gehäusefläche 78 angeordnet ist. Wenn die Greifarme 80 und 82 vollständig geöffnet werden, wird der Schalter 122 freigegeben, und die Anschlagfläche 86 des Armes 80 betätigt einen Schalter 124, der ebenfalls auf der Gehäusefläche 78 angebracht ist. Die Schalter 122 und 124 sind in einen nicht gezeigten Steuerschaltkreis für die Werkzeugwechseleinrichtung eingefügt; dieser prüft, ob sich die Greifvorrichtung 30 in einer geeigneten Lage für den in einem Bedienungsablauf als nächsten gewünschten Arbeitsschritt befindet. Muß beispielsweise die Welle 28 sowohl um ihre Achse verdreht als auch entlang dieser Achse hin- und herbewegt werden, um ein Werkzeug aus der Arbeitsstellung in die Ladestellung zu bewegen, so sollte vor der Durchführung einer solchen Bewegung der Welle 28 angezeigt werden, ob die Greifarme 80 und 82 beider Greifvorrichtungen 30 sich in einer sicheren Eingriffsstellung mit dem Werkzeug befinden. Wenn sich die Arme 80 und 82 nicht vollständig geschlossen haben und damit ein Werkzeug nicht sicher halten, betätigt die Anschlagfläche 90 auch nicht den Schalter 122; dieser Zustand wird von dem Steuerschaltkreis erfaßt. Ein geeignetes Signal kann dann dem Bedienungsmann gegeben werden, so daß er den Fehler beheben kann.

Gemäß Fig.3 liegen die Greiferfinger 84 in den Bohrungen 50 des Werkzeuges und der Greiferfinger 86 liegt in der Bohrung 48, wenn die Greifarme 80 und 82 völlig geschlossen sind. Eine flache Anschlagfläche 128 zwischen den Greiferfingern 84 liegt dann an der Fläche 54 des Umfangsflansches 42 an. Weiterhin liegt eine ebene kreisförmige Anschlagfläche 130 auf dem Schenkel 94 des Greifarmes 82 an der ebenen kreisförmigen Fläche 52 des Umfangsflansches an. In dieser Lage sollte ein Spalt zwischen den Enden der Greiferfinger 96 bzw. 84 und den Böden der als Sacklöcher ausgebildeten Bohrungen 48 bzw. 50 bestehen. Dies vereinfacht die Einheit geeigneter Toleranzen und macht es überflüssig, die Bohrungen 50 genau bis zur gleichen Tiefe zu bohren und die beiden Greiferfinger 84 so anzuordnen, daß sie um genau die gleiche Länge vorstehen. Die Greiferfinger 84 und 96 haben abgeschrägte Enden, die im Falle einer nicht vollkommen fluchtenden Lage zwischen den Greiferfingern und den Bohrungen das Eindringen der Greiferfinger erleichtern.

F i g. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, die das gleiche Gehäuse 64 und den gleichen Kolben 106,

ίο aber an Stelle der Verschlußplatte 116 eine Verschlußplatte 132 ohne hydraulische Zuleitungen verwendet. Dementsprechend wird dem in F i g. 8 rechts gelegenen Ende der Zylinderbohrung 110 keine hydraulische Flüssigkeit zugeführt. Stattdessen ist eine Feder 134 zwischen der Verschlußplatte 132 und dem rechts gelegenen Ende des Kolbens 106 angeordnet. Normalerweise drückt die Feder 124 den Kolben 106 zum links gelegenen Ende der Zylinderbohrung 110 hin, so daß die Greifarme 80 und 82 in der geschlossenen Stellung gehalten werden. Durch Zufuhr hydraulischen Druckmittels in das links gelegene Ende der Zylinderbohrung 110 über die Zuleitung 118 in der Verschlußplatte 114 werden die Greifarme geöffnet. Die hydraulische Flüssigkeit drückt den Kolben 106 gegen die Feder 134 und bewegt ihn zum rechts gelegenen Ende der Zylinderbohrung 110 hin. Wenn der Flüssigkeitsdruck abgebaut wird, schließen sich die Greifarme 80 und 82 erneut. Die in F i g. 8 gezeigte Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Greifarme 80 und 82 im Falle eines Verlustes der hydraulischen Antriebskraft während der Handhabung eines Werkzeuges in ihrer geschlossenen Lage verbleiben und das Werkzeug nicht fallen lassen.
Wie ersichtlich, wird das Werkzeug durch die Verwendung der drei Greiferfinger 84 und 96 sicher erfaßt und in der gewünschten Lage gehalten, sogar wenn es während der Bewegung der Welle 28 erheblichen Trägheitskräften ausgesetzt ist.

Die Werkzeugwechseleinrichtung kann entweder mechanisch oder von Hand beladen werden. Wenn sich die eine Greifvorrichtung 30 in der Nähe des Werkzeuges 32 und/oder der Spindel 24 befindet, nimmt die andere Greifvorrichtung 30 die Stellung ein in der sie entladen und anschließend mit dem Werkzeug 34 für den nachfolgenden Bearbeitungsvorgang beladen werden kann. Insbesondere aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die in der Beladestellung befindliche und das Werkzeug 34 tragende Greifvorrichtung 30 für den Bedienungsmann äußerst leicht zugänglich ist, da sie tiefer als die Spindel 24 und zur Bedienungsseite der Tragsäule 20 hin liegt. Demgemäß ist es bequemer, ein Werkzeug (und insbesondere ein schweres Werkzeug) in die in Ladestellung befindliche Greifvorrichtung einzusetzen als in die Muffe 60.

Bei Beendigung eines Bearbeitungsvorganges werden die Greifarme 80 und 82 der in der Nähe der Spindel 24 gelegenen Greifvorrichtung 30 in Eingriff mit dem Umfangsflansch 42 des Werkzeuges 32 bewegt. Zu diesem Zweck muß die Spindel 24 in eine bestimmte Winkelstellung gebracht werden, was keine besonderen Schwierigkeiten macht. Das Schließen der an der Spindel 24 befindlichen Greifvorrichtung 30 kann als Ergebnis eines programmierten Ablaufes in der Werkzeugmaschine oder durch den Bedienungsmann durch manuelles Niederdrücken eines Knopfes erfolgen. In jedem Fall wird die Welle 28 dann entlang ihrer Achse nach vorne bewegt, um das Werkzeug 32 von der Spindel 24 zu entfernen. Die Welle 28 wird dann zur

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Übergabe des Werkzeuges 34 in eine mit der Muffe 60 axial fluchtenden Lage um 180° gedreht. Anschließend wird die Welle 28 entlang ihrer Achse zurückgezogen, um das neue Werkzeug 34 in die Muffe 60 einzuführen und das benutzte Werkzeug 32 in der Endladestellung zu halten. Die Greifarme 80 und 82 der an der Spindel 24 in Arbeitsstellung befindlichen Greifvorrichtung 30 werden anschließend geöffnet und der nächste Bearbeitungsgang der Maschine wird ausgeführt. Die Greiferfinger 84 und % öffnen sich bis zu einem Abstand voneinander, der größer als der Durchmesser der Spindel· 24 ist, so daß die Spindel ohne Behinderung zwischen den Greiferfingern eingeführt werden kann. Die Greiferfinger 84 und 96 der einen Greifvorrichtung 30 verbleiben während des Bearbeitungsganges in einer den Umfangsflansch 46 und/oder die Spindel 24 umfassenden Lage.
Das Entladen eines benutzten Werkzeuges und das Laden eines neuen Werkzeuges werden in der Entladebzw. Ladestellung durchgeführt, während die Werkzeugmaschine 10 ein Werkstück bearbeitet. Der Werkzeugwechsel an der Spindel, der während des Stillstandes der Maschine durchgeführt werden muß, erfolgt durch mechanische Vorrichtungen in sehr kurzer Zeit. Dieses schnelle Auswechseln verkürzt die Standzeit, in der die Werkzeugmaschine kein Werkstück bearbeitet. Die Lage der Ladestellung die von der Greifvorrichtungen 30 eingenommen wird, vermindert den Leistungsaufwand des Bedienungsmannes während der Handhabung der Werkzeuge. Es soll jedoch betont werden, daß die in der Ladestellung befindliche Greifvorrichtung 30 auch mechanisch beladen werden kann. Weiterhin kann die Werkzeugwechseleinrichtung zum Transport von Werkzeugen zu Werkzeuglagervorrichtungen hin oder von diesen fort verwendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen ,

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Werkzeug mit einem mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechseleinrichtung lösbar verbindbaren Schaft und einem sich radial erstreckenden Umfangsflansch mit Nuten zur Aufnahme der Antriebsfinger der Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß auf sich gegenüberliegenden Seiten der Flanschumfangsfläche (46) Ausnehmungen (48, 50) zur Aufnahme der Greiferfinger (84, 96) einer Greifvorrichtung vorgesehen sind und die Ausnehmungen sich als im wesentlichen zueinander parallel verlaufende Sacklöcher im wesentlichen nur in den Flansch (42) hinein erstrecken.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Ausnehmung (48) radial nach innen verläuft.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite mindestens zwei in Umfangsrichtung auf Abstand angeordnete Ausnehmungen (50) vorgesehen sind.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen eine Einzelbohrung (48) auf der einen Seite und zwei Bohrungen (50) auf der anderen Seite sind.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bohrungen (50) auf verschiedenen Seiten der durch die Einzelbohrung (48) und die Achse des Werkzeuges (32) bestimmten Ebene liegen.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Flanschumfangsfläche (46) im Bereich der Bohrungen (48, 50) Abflachungen (52, 54) für ein Aufliegen auf entsprechenden Abflachungen der Greifervorrichtung vorgesehen sind.

7. Werkzeugwechseleinrichtung für Werkzeugmaschinen mit mindestens einem Paar relativ zueinander bewegbarer Greiferarme als Greifervorrichtung zum Erfassen eines Werkzeugs, insbesondere nach einem der Ansprüche 1—6, und zum Bewegen desselben zwischen einer Werkzeugladestellung bzw. Werkzeugentladestellung und einer an der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine gelegenen Arbeitsstellung, dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeugangriffsstellen (84, 36, 128, 130) auf den Greiferarmen (80; 82) vorgesehen sind, die bezüglich der Drehachse eines erfaßten Werkzeugs (32) auf gegenüberliegenden Seiten des Werkzeuges angreifen und in den beiden Stellungen der Greifervorrichtung (30) senkrecht zur Achse des Werkzeugs in entgegengesetzten Richtungen voneinander fort oder aufeinander zu bewegbar sind derart, daß in Öffnungsstellung der Arme die lichte Weite zwischen den Angriffsstellen größer ist als der maximale Durchmesser der Arbeitsspindel (24) und des Werkzeuges (32), um eine Drehung der Arbeitsspindel bzw. eine Ent- oder Beladung der Wechselvorrichtung zu ermöglichen.

8. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Werkzeugangriffsstellen auf beiden Armen angeordnete im wesentlichen zueinander parallele Greiferfinger (84, 96) gehören, die in die Ausnehmungen (48, 50) des Werkzeugs (32) eingreifen.

9. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 7 · oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem der

Greiferarme (82) ein Einzelfinger (96) und auf dem anderen Greiferarm (80) zwei Finger (84) angeordnet sind derart, daß die Finger (96) auf verschiedenen Seiten einer durch die Drehachse des Werkzeugs und des Einzelfingers bestimmten Ebene liegen.

10. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 7—9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf beiden Seiten des Werkzeugs eingreifenden Finger (84,96) gleichzeitig verschiebbar sind.

11. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 — 10, dadurch gekennzeichnet, daß an den Greifarmen (80, 82) im Bereich der Finger (84, 96) als weitere Angriffsstellen Anschlagflächen (128, 130) ausgebildet sind, die mit entsprechenden Flächen (52, 54) des zu erfassenden Werkzeugs (32) zusammenwirken.

12. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 — 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (84, 96) fest mit den Greiferarmen (80, 82) verbunden sind und die Antriebsvorrichtung für die Greifarme an diesen ausgebildete Zähne (88,92) und ein mit den Zähnen beider Greifarme gleichzeitig zusammenwirkendes Ritzel (98) enthält. ,

13. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 7—12, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb des Ritzels (98) und damit zur gleichzeitigen Hin- und Herbewegung der Greiferarme (80,82) ein druckmittelbeaufschlagbarer Kolben (106) mit einer mit dem Ritzel kämmenden Zahnstange (108) vorgesehen ist.

14. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (106) durch eine Feder (134) in der einen, im Sinne einer Annäherung der Greiferfinger (84, 96) wirkenden Richtung gedrückt wird und in der anderen Richtung entgegen der Federkraft durch Zufuhr von Druckmittel bewegbar ist.

15. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 7—14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechseleinrichtung in an sich bekannter Weise um eine Achse (28) drehbar ist und zwei Greiferarmpaare (80, 82) einander diametral gegenüber sich senkrecht zu dieser Achse erstreckend angeordnet sind.

16. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem der ' Ansprüche 7—15, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferarmpaare jeweils um eine zur Drehachse der Wechseleinrichtung senkrechte Achse (C) unabhängig voneinander drehbar sind.