DE2631971C2 - Spann- und Kupplungsvorrichtung für eine Palettenwechseleinrichtung an einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spann- und Kupplungsvorrichtung für eine Palettenwechselvorrich- w tung an einer Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die optimale Nutzung von Hochleistungswerkzeugmaschinen wie moderne Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren erfordert, daß der Arbeitstisch mit auswechselbaren Werkstückpaletten und einem Palettenwechsler ausgestattet ist, so daß, sobald die Bearbeitung beendet ist, das auf einer Palette aufgespannte Werkstück aus der Maschine entfernt und ein neues, ebenfalls auf einer Palette aufgespanntes Werkstück in der kürzestmöglichen Zeit in die Maschine eingebracht werden kann.

Eines der Erfordernisse für Arbeitstische von Werkzeugmaschinen, die solche Paletten verwenden, ist, daß die Paletten fest und sicher auf dem Arbeitstisch festgespannt werden können. In vielen Fällen muß weiterhin der Tisch fortgeschaltet (verdreht) werden können, ohne daß die Ausrichtung der Palette im Verhältnis zum Tisch gestört wird. Eine derartige Fortschaltung erfolgt im allgemeinen unter Verwendung einer ringförmigen Zahnkupplung, d.h. der Arbeitstisch wird relativ zum querverfahrbaren Sockel tortgeschaltet, indem man ersteren anhebt, damit die Kupplungszähne außer Eingriff kommen, um ihn dann im gewünschten Maß zu drehen.

Wenn der Schalttisch eine Palette trägt, d.h. das Werkstück nicht direkt, hat man bisher der Notwendigkeit, die Palette hinsichtlich des drehbaren Schalttisches genau zu positionieren zu müssen, dadurch entsprochen, daß man zwei ringförmige Zahnkupplungen oder geeignete andere Kupplungselemente einsetzte, wobei eine dieser Kupplungen dazu diente, die Palette hinsichtlich der schaltbaren Lagerplatte einzustellen, während die andere die Lage der Lagerplatte gegenüber dem Tischsockel festlegte. Diese Anordnung stellt eine verhältnismäßig komplizierte Mechanik dar.

Eine weitere Schwierigkeit beim Einsatz von ringförmigen Zahnkupplungen oder anderen Kupplungselementen bei schaltbaren Arbeitstischen mit Werkstückpaletten ist der Schutz der nach oben offenliegenden Kupplung von dem Zeitpunkt an, wenn eine Werkstückpalette entfernt ist, bis sich eine neue Palette in der Sollage befindet und die Kupplung wieder im Eingriff ist.

Eine derartige Spann- und Kupplungsvorrichtung für eine Palettenwechseleinrichtung ist etwa aus der gattungsbildenden US-PS 30 54 333 bekannt Diese zeigt eine Werkzeugmaschine mit aiern Palettenaufspannmechanismus, der einen Sockel, einen drehschaltbaren Arbeitstisch sowie eine Stifikupplung zwischen dem Arbeitstisch und der Palette aufweist Weiterhin ist eine ringförmige Zahnkupplung zwischen dem Sockel und dem Tisch vorgesehen, wobei eine Klemmvorrichtung senkrecht verschieblich ist mittels einer von einem Hydraulikzylinder ausgehenden Stange, die die Palette von der Stiftkupplung abhebt Der Tisch selbst ist mit Hilfe von weiteren Hydraulikzylindern anhebbar, um die ringförmige Zahnkupplung außer Eingriff zu bringen, wenn eine Drehung des Tisches bewirkt werden soll.

Ausgehend von diesem Stand der Technik wird es als die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe angesehen, eine vereinfachte Bauausführung des Sockels mit Klemm- und Hubeinrichtung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst. Durch eine solche Ausbildung der Klemm- und Hubeinrichtung entfällt die Notwendigkeit für einen Zwischenträger für den Drehtisch und eine weitere Hubeinrichtung wie beim genannten Stand der Technik. Außerdem erhöht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit der Kiemmund Hubeinrichtung im Vergleich zu vorgenannter US-PS 30 54 333 oder auch der US-PS 38 25 245. weil eine Schutzabdeckung die Kupplung bei abgenommener Palette gegen Metallspäne oder andere Verunreini-

gungen schützt

Der Sockel des Arbeitstisches weist eine segmentierte ringförmige Zahnkupplung auf, die die Lagerplatte umgibt. Sie besteht aus einander abwechselnden Zahnsegmenten von jeweils etwa 30° und Zwischenräumen von 60^c. Ein ringförmiges Zahnkupplungselement auf der Unterseite der Werstückpalette greift in die Kupplungssegmente auf dem Sockel ein, wenn die Lagerplatte sich in der unteren Lage befindet, die sie während der Bearbeitung einnimmt In dieser Lage ist der Bajonettring gegen Drehung in der Lagerplatte mittels eines radial beweglichen Riegelbolzens versperrt, der sich durch den Bajonettring hindurch in eine Fassung in der Lagerplatte erstreckt

Eine Schutzabdeckung, die den Bajonettring einwärts is von der ringförmigen Zahnkupplung umgibt, weist auswärts verlaufende Umfangsflansche auf, die sich in den 6C^C-Zwischenräumen zwischen den Zahnsegmenten der Kupplung befinden; auf dem äußeren Umfang der Flansche befindet sich ein gekrümmtes Segment mit seitlich vorstehenden Zähnen.

Soll eine Werkstückpalette ausgewechselt werden, wird die Lagerplatte in eine vorbestimmte Höhe angehoben. Während dieser Bewegung gleitet der Riegelbolzen auf einer Nockenfläche entlang, die ihn außer Eingriff mit der Fassung in der Lagerplatte drückt und ihn in eine öffnung in der Schutzabdeckung schiebt Auf diese Weise wird der Bajonettring von der Lagerplatte gelöst und in Antriebsverbindung mit der Schutzabdeckung gebracht.

Diese Vorgänge können nur stattfinden, wenn der Arbeitstisch sich in der Ruhestellung befindet, in der tr mit einem Palettenwechsler ausgerichtet ist Hat die Lagerplatte mit der aufgesetzten Werkstückpalette die vorbestimmte Höhe erreicht, werden die leeren Enden der Schienen des Palettenwechsler unter die Werkstückpalette auf der Lagerplatte geschoben. Während dieser Bewegung legt sich eine Gruppe von Rollen auf einer der Schienen an die seitlich vorstehenden Zähne auf der Schutzabdeckung an, um diese und den Bajonettring um 45° zu verdrehen. Dabei drehen die Flansche der Abdeckung sich über die Zahnsegmente der ringförmigen Zahnkupplung auf dem Sockel und löst sich gleichzeitig die Bajonettverbindung zwischen dem Bajonettring und der Werkstückpalette. Die Rastanordnung auf der Lagerplatte und der Unterseite der Werkstückpalette hält diesen in der Sollage.

Nachdem die Schienen des Palettenwechsler zurückgezogen worden sind, verschwenkt der Palettenwechsler, um die gegenüberliegenden Schienenenden, die eine so neue Werkstückpalette mit einem Werkstück tragen, an die Lagerplatte heranzubringen, so daß die neue Palette über die Lagerplatte gebracht wird.

Befindet sich die neue Werkstückpalette in der Sollage über der Lagerplatte, wird letztere erneut angehoben, um die Werkstückplatte von den Schienen abzuheben und die seitlich vorstehenden Zähne auf dem Umfang der Schutzabdeckung mit einer Gruppe Rollen auf einer der Schienen des Palettenwechslers in Eingriff zu bringen. Sodann werden die Schienen zurückgezogen und die Rollen drehen die Schutzabdeckung und den Bajonettring um 45° in ihre Ausgangslagen, wobei die Bajonettverbindung mit der neuen Werkstückpalette einrastet und die Flansche der Schutzabdeckung über die Zwischenräume in der ringförmigen Zahnkupplung auf dem Sockel verdreht werden. Wenn die Schienen des Wechslers vollständig eingezogen sind, wird die Lagerplatte wieder in ihre Ausgangslage abgesenkt; wahrend dieser Bewegung gleitet der radiale Riegelbolzen auf der Nockenfläche und wird von einer Feder wieder :n seine Verriegelungsstellung gedrückt, in cfcr er den Bajonettring auf der Lagerplatte festlegt und ihn von der Schutzabdeckung löst Die Zahnkupplung am Boden der neuen Werkstückpalette greift in die Zahnkupplungssegmente auf dem Sockel ein. Damit \?X die Anordnung zur erneuten Bearbeitung eines neuen Werkstücks bereit

Wenn während eines Bearbeitungsvorgangs eine Schaltbewegung der Werkstückpalette erforderlich ist wird die Lagerplatte gerade hoch genug angehoben, um die ringförmigen Zahnkupplungselemente voneinander zu lösen, so daß die Lagerplatte, der Bajonettring und die Werkstückpalette gemeinsam in eine neue Lage gedreht werden können. Danach wird die Lagerplane wieder abgesenkt damit die Zabnkupplungselemente wieder greifen können.

Eine Ausführungsform . der erfindungsgemäßen Spann- und Kupplungsvorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 der Zeichnung ist eine PerSfjektivdarstellung eines numerisch gesteuerten Bearbeitungszentrums, bei dem die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;

F i g. 2 ist eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf den Arbeitstisch und den Werkstückpalettenwechsler in einer Lage unmittelbar vor einem Palettenwechsel;

F i g. 3 ist eine Unteransicht einer Werkstückpalette;

Fig.4 ist ein vergrößerter Teilschnitt im wesentlichen auf der Linie 4-4 der F i g. 2;

Fig.5 ist eine perspektivische Teilansicht des Arbeitstisches in der Lage, die die erfindungsgemäße Vorrichtung und die zugehörigen Teile einnehmen, nachdem eine erste Werkstückpalette entfernt und bevor eine zweite Werkstückpalette eingebracht worden ist;

F i g. 6 ist eine der F i g. 5 ähnliche Darstellung und zeigt die Vorrichtung in einer Lage, in der der Kolben mit der Lagerplatte zum Entfernen einer Werkstückpalette angehoben, aber bevor der Bajonettring gedreht worden ist;

F i g. 7 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung im wesentlichen auf der Linie 7-7 der F i g. 2, wobei die Bauteile eine Lage einnehmen, in der eine Werkstückpalette für den Bearbeitungsvorgang festgespannt ist;

F i g. 8 ist eine Schnittansicht im wesentlichen auf der Linie 8-8 der F i g. 2, und

F i g. 9 ist eine Ansicht entsprechend der F i g. 7, wobei die Teile sich in der gleichen Lage befinden, wie sie in der F i g. 6 gezeigt sind.

In den Zeichnungen und insbesondere in der F i g. 1 ist die Erfindung im Zusammenhang mit einem Bearbeitungszentrum dargestellt welches eine allgemein mit »C« bezeichnete Säule aufweist, die einen allgemein mit »S« bezeichneten Spindelkopf trägt der vertikal beweglich gelagert ist und die K-Bewegung der Maschine ausführt Die Säule ist auf einem seitlichen Bett Wgelagert das die Z-Bewegung des Spindelkopfes S ermöglicht. An dem Bett und der Säule befindet sich ein Werkzeügspeicher T, wobei ein Werkzeugwechsler TC die Möglichkeit bietet, Werkzeuge zwischen dem Werkzeugspeicher Γ und dem Spindelkopf 5 auszutauschen.

Ein mit Sbezei hneter Tischsockel trägt einen mit 15 bezeichneten verschieblichen Arbeitstisch, der vor dem Bett W und der Säule C auf dem Sockel B entlang verfahrbar ist und die X-Bewegung darstellt Der

Arbeitstisch 15 kann eine Werkstückpalette P aufnehmen, wie im folgenden zu beschreiben sein wird.

In der Nähe des Tischsockels B befindet sich auf der dem Bett W gegenüberliegenden Seite ein Palettenwechsler PC, der so angeordnet ist, daß er die s Werkstückpalette P vom Arbeitstisch 15 abnehmen und eine neue Werkstückpalette Pl in eine Lage bringen kann, in der diese sich mit dem Arbeitstisch verbinden läßt, wie ebenfalls beschrieben werden wird. Der Palettenwechsler PC ist hinsichtlich des Tischsockels B so angeordnet, daß, wenn der Arbeitstisch und die Werkstückpalette sich in der Ruhestellung befinden, die Werkstückpalette P mit dem Palettenwechsler PC einwandfrei ausgerichtet ist.

Wie insbesondere die F i g. 2 und 5 bis 7 zeigen, ist der Arbeitstisch auf (nicht gezeigten) Schienen auf dem Tischsockel B gelagert und weist ein mittig angeordnetes Gestell 16 auf, auf dem sich ein Sockel 17 befindet.

Wie insbesondere die Fig.7 bis 9 zeigen, ist der Sockel 17 ringförmig gestaltet und cir. Zündergehäuse 18 ist in der Mittelöffnung des Sockels in einem Kugellager 19 drehbar angeordnet. Der Zylinder 18 weist eine seitliche Wand 20 und eine obere Wand 21 auf, die eine Kammer 22 ausbilden; in der oberen Wand 21 befindet sich eine Mittelbohrung 23. Die Zylinderseitenwand 20 umfaßt ein Zahnrad 24, auf das — vergl. F i g. 8 — eine Schnecke 25 einwirkt, so daß der Zylinder 18 im Sockel 17 gedreht werden kann. Ein Tragring 26 ist im unteren Ende der Mittelöffnung des Sockels angeordnet und weist eine Ringdichtung 26a auf. Eine Dichtung 27 liegt über dem Kugellager 19 an der Wand 20 an.

In der Kammer 22 befindet sich ein Kolben 28, der einen unteren Teil 29 mit einem ersten Durchmesser, einen Zwischenteil 30 mit einem größeren Durchmesser, so daß er gleitend in der Kaminei 22 sitzt, sowie einen oberen Teil 31 aufweist, der gleitend verschiebbar in der Bohrung 23 in der Oberwand 21 des Zylinders sitzt. Ein Flanschring 32 sitzt verschiebbar auf dem unteren Teil 29 des Kolbens 28 und ist mittels Schrauben — *o beispielsweise der Schraube 33 in F i g. 7 und 8 — an der Zylinderseitenwand 20 befestigt, so daß das untere Ende der Kammer 22 verschlossen und nach außen durch die Ringdichtung 26a abgedichtet ist Eine Dichtung 34 in dem Ring 32, eine Dichtung 35 im Kolbenteil 30 und eine Dichtung 36 in der oberen Wand 21 des Zylinders an der Bohrung 23 schließen den Zylinder 18 und den Kolben 28 strömungsmitteldicht gegeneinander ab. Weiterhin ist eine Dichtung an der Grenzfläche zwischen der Seitenwand 20 des Zylinders und dem Ring 32 vorgesehen.

Eine zentrale (vtitikale) Bohrung 37 im unteren Ende des Kolbens 28 ist unten mit einem Innengewinde versehen, in das ein hohler Gewindestopfen 38 einer hydraulischen Armatur 39 eingeschraubt ist. Wie am besten in der F i g. 9 zu erkennen ist, weist die Armatur 39 ein Rohr 40 auf, das in der Bohrung 37 so angeordnet ist, daß es mit der Bohrung einen Ringkanal für die Hydraulikflüssigkeit bildet, der mit einer Querbohrung 42 in Strömungsverbindung steht, die außerhalb des Kolbenteils 29 unter dem Kolbenzwischenteil 30 endet so daß durch eine Einlaßbohrung 43 (F i g. 8) im unteren Endteil der Armatur 39 eingelassene Hydraulikflüssigkeit in die Zylinderkammer 22 zwischen dem Ring 32 und dem Kolbenzwischenteil 30 einströmen und den Kolben aus der Lage der F i g. 7,8 in die Lage der F i g. 9 anheben kann.

Der obere Endabschnitt des Rohres 40 weist einen

vergrößerten Kopf 44 auf, der mit einem Dichtring 45 versehen ist, der den oberen Endabschnitt des Rohres im oberen Teil der Bohrung 37 abdichtet. Das Rohr 40 steht in Strömungsverbindung mit einer weiteren Querbohrung 46 im Kolbenoberteil 31 über dem vergrößerten Kolbenzwischenteil 30, so daß die durch eine weitere Einlaßbohrung 47 im unteren Ende der Armatur 39 eingelassene Hydraulikflüssigkeit durch die Bohrung 46 in die Nuten 21a einströmen kann, die in der Zylinderoberwand 21 ausgebildet sind, so daß sich über dem Kolbenzwischenteil 30 ein Druck aufbauen kann, der den Kolben 28 aus der Lage der F i g. 9 in die der Fig. 7,8 zurückbringt.

Wie die F i g. 7 zeigt, ist das obere Ende des Kolbens 28 mit vertikalen Bohrungen versehen, die Schrauben 48 aufnehmen, mit denen eine kreisförmige Lagerplatte 49 oben am Kolben 28 befestigt ist, so daß der Kolben 28 und die Lagerplatte 49 funktionell eine Einheit bilden.

Die Werkstückpalette P befindet sich über der Lagerplatz 49. und, wie in F i g. 8 gezeigt, weisen in der Lagerplatte 49 vorgesehene Abstützelemente 50 konisch verjüngte Teile auf, die über die Oberfläche der Lagerplatte hinausragen und lose in passende Fassungen 51 in der Unterseite der Palette Peingreifen und auf diese Weise eine Rastanordnung bilden, die eine Bewegung des Palettenträgers auf der Lagerplatte verhindert, wenn die beiden Teile nicht auf andere Weise miteinander verriegelt sind.

Wie »· iederum in den F i g. 2 und 7 dargestellt ist, weist ein Bajonettring 52, 59, der die Lagerplatte 49 umgibt, eine Innenumfangsschulter 53 auf, die unter einen Absatz 54 in der Lagerplatte 49 paßt, wobei ein Ring 55, der an der Unterseite der Lagerplatte 49 befestigt ist, sich unter die Innenumfangsschulter 53 am Bajonettring 52, 59 erstreckt um diesen in der betrieblichen Zuordnung zur Lagerplatte 49 zu halten. Wie in F i g. 7 und 9 ersichtlich, befindet sich auf der einen Seite des Rings 55 eine vertikale Hülse 56, die reibschlüssig in einem Loch im Ring 55 sitzt und gleitend verschiebbar einen Verbindungsbolzen 57 aufnimmt, der in einer Fassung im oberen Endteil der Zylinderseitenwand 20 sitzt, so daß der Kolben 28 und die Lagerplatte 49 drehfest mit dem Zylinder 18 verbunden sind.

Der Bajonettring 52, 59 weist wie in F i g. 2, 5 und 6 ersichtlich, vier radial auswärts vorstehende und überhängende Spannflächen 59 auf, die Teil der Bajonettkupplung sind, deren anderer Teil die radial einwärts vorstehenden Spannflächen 60 eines Bajonettringes 61, der, wie in Fig.3 ersichtlich, sich auf der Unterseite der Werkstückpalette P befindet Da die Verbindung des Ringes 52 mit der Werkstückpak te P eine Bajonettverbindung ist, sind die Spannflächen 60 natürlich von der Unterseite der Werkstückpalette beabstandet und weisen Oberflächen auf, an die sich die Sperrflächen 59 des Ringes 52 anlegen, wenn er in der Lagerplatte 49 gedreht wird, wenn die Werkstückpalette auf die Lagerplatte aufgesetzt wird, wobei die Rastanordnung 50,51 eine Drehung des Werkstückträgers mit dem Spannring verhindert

Wie wiederum in den Fig.7, 9 ersichtlich, steht der Bajonettring 52, 59 lösbar im Eingriff mit der Lagerplatte 49 zwecks wahlweiser Drehung mit der Lagerplatte oder unabhängig von derselben. Dies wird gewährleistet durch eine Sperrbolzenanordnung, die allgemein mit 62 bezeichnet ist und einen radialen Ringbolzen 63, eine Druckfeder 64 und einen den Bolzen betätigenden Stößel 65 aufweist Der Ringbol-

zen 63 durchsetzt den Bajonettring 52, 59 und weist einen vergrößerten Kopf auf, der am radial einwärts gelegenen Ende sitzt und vom Bajonettring 52, 59 her nach innen vorsteht, wo ein kegelstumpfförmiger Außenteil vorgesehen ist, der in einer entsprechenden Vertiefung sitzt, die den äußeren Endabschnitt einer Bohrung bildet, die durch den Haltering 55 der Lagerplatte 49 verläuft. Der den Riegelbolzen betätigende Stößel 65 ist in der letztgenannten Bohrung verschiebbar gelagert und hat ein abgerundetes inneres Ende, das aus dem radial inneren Ende der Bohrung vorsteht. Die Feder 64 umgibt den Riegelbolzen und liegt an dem vergrößerten Bolzenkopf auf, so daß der Bolzen normalerweise in die Vertiefung im Haltering 55 eingreift und damit den Bajonettring 52, 59 mit der Lagerplatte 49 drehfest versperrt.

Ein Vergleich der F i g. 7 mit der F i g. 9 zeigt, wie der Bolzen 63 von der Lagerplatte 49 gelöst wird, wenn die Lagerplatte sich aus uef üilici cn Aiuciiiiägc def r i g. 7 in die angehobene Lage der Fig.9 bewegt, in der der Wechsel der Werkstückpalette stattfindet. Die Riegelbolzen-Betätigungseinrichtung weist einen Nockenstift 66 auf, der gleitend verschiebbar in vertikalen, miteinander fluchtenden Bohrungen in der Lagerplatte 49 und dem Haltering 55 sitzt. Der Nockenstift 66 hat einen unteren Abschnitt, der in eine Vertiefung in der Seitenwand 20 des Zylinders 18 hineinreicht; eine Druckfeder 67, die den unteren Abschnitt des Nockenstifts 66 umgibt, sitzt auf einem Ringflansch oben an der Vertiefung auf und drückt gegen einen f.ingflansch 68 am unteren Ende des Nockenstifts, so daß dieser in einer festen Lage bleibt, wenn der Kolben 28 und die Lagerplatte 49 in Vertikalrichtung hin- und herfahren. Der Nockenstift 66 weist eine Längsnut 69 auf, die das abgerundete einwärtige Ende des Betätigungsstößels 65 aufnimmt; am oberen Ende der Nut 69 befindet sich eine Steuerfläche 70, auf der, wie in F i g. 9 ersichtlich, das abgerundete innere Ende des Stößels 65 gleitet, wenn der Kolben 28 und die Lagerplatte 49 in die in F i g. 9 gezeigte vorbestimmte Höhe angehoben werden. Damit wird der Riegelbolzen 63 radial auswärts gedrückt, so daß der vergrößerte Kopf aus der kegelstumpfförmigen Fassung im Haltering 55 austritt; auf diese Weise wird der Bajonettring 52, 59 von der Lagerplatte 49 gelöst, damit er sich unabhängig von ihr drehen kann.

Wie nun insbesondere die F i g. 2, 3, 6 und 9 zeigen, wird die Werkstückpalette in der in den F i g. 7, 8 dargestellten Lage, d. h. derjenigen, die sie während der Werkstückbearbeitung innehat, von einer ringförmigen Kupplungsanordnung getragen bzw. fest mit dem Sockel 17 verriegelt; diese Anordnung weist gezahnte Kupplungssegmente 71 auf dem Sockel und einen entsprechend gezahnten Kupplungsring 72 auf der Unterseite der Werkstückpalette Pauf, wobei die Zähne des Kupplungsringes 72 in der erwähnten Arbeitsstellung mit denen der Kupplungssegmente 71 am Sockel kämmea Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, nimmt jedes der Kupplungssegmente 71 einen Bogen von etwa 30° ein, wobei die Segmente durch Zwischenräume von jeweils etwa 60° getrennt sind.

Die Verwendung von Kupplungssegmenten 71, die von Zwischenräumen getrennt sind, die so groß wie die Segmente oder größer sind, macht es möglich, die Kupplungssegmente zu schützen, wenn die Werkstückpalette Pvon der Lagerplatte 49 abgenommen wird und die Zähne der Segmente 71 sehr leicht durch Schmutz und Metallspäne verunreinigt werdea Dieser Schutz erfolgt durch die in den Fig.5—9 mit 73 bezeichnete Abdeckung, bei der es sich um einen den Bajonettring 52 umgebenden Ring 74 handelt, der von einer auswärts verlaufenden ringförmigen Platte 75 fixiert wird. Eine dünne Deckplatte 76 verläuft vom Ring 74 radial auswärts und weist in Umfangsrichtung beabstandete Randflansche 77 auf, die radial auswärts weiter vorstehen und herabhängende Schürzen 78 aufweisen. Wie in den Fig.2 und 6 ersichtlich, nehmen die ίο Randflansche 77 in der Betriebsstellung Positionen in den Zwischenräumen zwischen den gezahnten Segmenten 71 ein, während in der Wechselstellung der Fig.5 die Randflansche 77 sich über den gezahnten Segmenten 71 auf dem Sockel befinden.

Die erforderliche Drehung der Kupplungsabdeckung 73 erfolgt gleichzeitig mit der Drehung des Bajonettringes 52,59 in der Lagerplatte 49, und in der Tat wird der Bajonettring von der Abdeckung angetrieben, da die Verschiebung des Riegeiboizens 63 in die Lage der F i g. 9 ihn nicht nur aus der Fassung im Haltering 55 löst, sondern gleichzeitig den äußeren Endteil des Bolzens in eine fluchtende Bohrung 79 im Ring 74 der Kupplungsabdeckung 73 einbringt.

Wenn der Riegelbolzen 63 nicht in der Bohrung 79 sitzt, könnte die Kupplungsabdeckung 73 relativ zum Bajonettring 52, 59 unter den Schwingungen der Maschine frei drehen, wenn nicht vier Stabilisierungsbolzen 80, von denen einer in Fig.8 zu sehen ist, vorgesehen wären. Diese Bolzen 80 sitzen in Sacklöehern im Sockel 17 und die Federn 81 drücken die Bolzen 80 aufwärts, so daß ihre oberen Endteile 82 aus dem Sockel 71 herausragen und in fluchtende Bohrungen in den Ring 74 der Abdeckung eingreifen. Die Bolzen befinden sich stets in den Bohrungen im Ring 74 der Abdeckung — mit Ausnahme des Falls, daß die Abdeckung sich in der angehobenen Lage der F i g. 9 befindet, in der sie infolge des Eingriffs des Riegelbolzens 63 in die Bohrung 79 sich natürlich nicht gegenüber dem Bajonettring 52,59 verdrehen kann. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht der Palette.iwechsler PC allgemein aus einem Sockel 83, der parallele Führungsschienen 84 trägt, die ihrerseits ein Paar Schienen 85 für die Werkstückpalette aufweisen, die beiderseits des Sockels 83 in einer Ebene seitlich von der Kupplungsabdeckung 73 vorstehen. Wie bereits ausgeführt, können die Schienen 85 aus der in F i g. 2 gezeigten Lage in Richtung ihrer Enden bewegt werden, bis die leeren Schienenenden 86, 86a sich unter den überhängenden Seitenteilen einer Werkstückpalette P befinden, wie in Fig.9 gezeigt. Bei dieser Bewegung fahren die Schienen in einen Durchlaß ein, der von einer Gruppe von Rollen gebildet wird (vergl. F i g. 2); diese äußeren 87 und inneren Rollen 88 tragen die Last der Werkstackpalette P, wenn letztere von den Schienen getragen wird. Die Enden 89, 89a der Schienen 85, die gegenüber von den Enden 86, 86a liegen, tragen in Fig.2 eine neue Werkstückpalette Pt, die in die zum Aufsetzen auf die Lagerplatte 49 erforderliche Lage gebracht werden kann, indem der Wechsler um 180° gegenüber der in Fig.2 gezeigten Stellung dreht und die Schienen wie oben beschrieben ausfährt, damit die Werkstückpalette Pl über der Lagerplatte 49 zu liegen kommt

Befinden der Bajonettring 52,59 und die Kupphings-

abdeckung 73 sich in der in Fig.9 gezeigten angehobenen Stellung, werden sie durch die Bewegung der Schienen S5 des Palettenwechslers gedreht Zu diesem Zweck ist die Kupplungsabdeckung 73, wie in

den F i g. 2, 5 und 6 ersichtlich, mit einem gekrümmten Zahnsegment 90 mit seitlich vorstehenden Zähnen 91 versehen. Jedes der Schienenenden 86,89 ist mit einem einwärts stehenden Winkel 93 versehen, der eine Gruppe herabhängender beabstandeter Rollen 93 trägt, die als Zähne wirken und mit den seitlich vorstehenden Zähnen 91 kämmen, wie es die F i g. 9 zeigt Werden also die Schienen ausgefahren, drehen sie die Abdeckung 73 und den Bajonettring 52,59 im Uhrzeigersinn, wie von dem Pfeil in Fig.6 gezeigt, so daß diese die in Fig.5 gezeigte Lage einnehmen. Wenn umgekehrt die Schienen ausgehend von der in F i g. 9 gezeigten Lage eingezogen werden, drehen die Rollen 93 die Kupplungsabdeckung 73 und den Bajonettring 52, 59 im Gegenuhrzeigersinn aus der Lage der F i g. 5 zurück in is die Lage der F i g. 6.

Die Schienen des Palettenwechslers sind an den einander entgegengesetzten Enden mit Tragplatten versehen, wobei es sich um eine langgestreckte Platte 92a auf dem Winkei 92 und beabsiufidcie kürzere σο Platten 926 auf der gegenüberliegenden Schiene handelt, wie in F i g. 2 und 4 dargestellt; die Schienen 85 sind mit Schaltbolzen 94,95 versehen, die unterschiedlich bemessen und gestaltet sind, so daß sie jeweils in die ebenfalls unterschiedlichen Fassungen 96, 97 auf der Unterseite der Werkstückpalette P und P1 passen und eine gegebene Werkstückpalette nur in einer Stellung auf die Schienen 85 aufgesetzt werden kann.

Der Wechsler selbst ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung und daher nur so weit beschrieben, wie es erforderlich ist, um den Arbeitsaufbau und dessen Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Spann- und Kupplungsvorrichtung zu verstehen. Ein in zwei Richtungen wirkender Hydraulikmotor 98 ist an einer Welle 99 gekoppelt, die quer über den gesamten Wechsler verläuft und die Schiene 85 über einen herkömmlichen Zahnstangenantrieb antreibt. Eine Festklemmbremse 100 wird von Federn normalerweise in Eingriff mit der Welle 99 gehalten, um die Schienen 85 in ihrer Lage festzuhalten, und löst sich nur dann, wenn eine Werkstückpalette ausgewechselt werden soll.

Ein weiterer hydraulischer Antrieb 101 ist im Podest 83 angeordnet und weist eme vertikale Welle auf, um die Wechselmechanik in der beschriebenen Weise um 180° zu verdrehen, wobei ein Paar Stoßdämpfer 102, 102a beiderseits des Wechslerpodestes 83 montiert sind: die Kolben dieser Stoßdämpfer — etwa der Kolben 1025 — kommen mit einem Anschlag 103 in Berührung, wenn der Wechsler jeweils das Ende seiner 180"-Drehung erreicht.

Einige mechanische Grenzdrehschalter bilden eine Grenzschalteranordnung 104, die von der Welle 99 betätigt wird, wobei die Schalter zur Steuerung des Ausfahrens und Einziehens der Wechslerschienen und des Anhebens und Absenkens des die Werkstückpalette tragenden Kolbens 28 zusammenwirken.

Der Wechsler weist weitere Schalter LS 22 und LS 23 (vergL auch Fig.2) auf, die unmittelbar einwärts der Stoßdämpfer 102, 102s montiert sind, wo sie von einstellbaren Stiften 105,105a betätigt werden können, die den Schalter LS 22 bzw. den Schalter LS 23 betätigen, wenn der Wechsler die 180°-Verschwenkbewegung in der jeweiligen Richtung beendet

Die Schalter LS2 und LS3 (F i g. 8) wirken ebenfalls bei der Steuerung des Wechselzyklus mit Der Schalter LSI, der auch in Fig.8 zu sehen ist wird bei der Fortschaltung der Werkstückpalette während eines Bearbeitungsvorgangs eingesetzt LSI, LS2 und LS3 werden von einem vertikalen Stift 106 mit einem Schlitz 107 betätigt, der die Spitzen der Stößel der Schalter LS1, LS 2 und LS J aufnimmt Der Stift 106 bewegt sich mit dem Kolben 28 und den zugehörigen hin- und herbewegbaren Peilen auf und nieder, so daß die Bewegung des Stiftes 106 gegenüber den Stößeln der Grenzschalter diese betätigt

Nachfolgend soll kurz auf den Ablauf des Palettenwechselzyklus eingegangen werden. Wie in den Zeichnungen dargestellt ist befindet sich der querverfahrbare Arbeitstisch 15 zunächt in der Ruhelage längs der X-Achse. Der Zylinder 18 in dem Arbeitstisch 15 und somit der Kolben 28 und die Palette /"befinden sich auch in der (Drehstellungs-)Ruhelage. Der Kolben 28 befindet sich in der unteren Position und die Kupplungssegmente 71,72 befinden sich miteinander in Eingriff.

Um einen Palettenwechselzyklus einzuleiten, wird an der Einlaßbohrung 47 Druck aufgebaut, während an der Einlsßbchrung 47 der Dmck abgehaut wird. Dies hebt den Kolben 28 an und die Lagerplatte 49 kommt mit der Palette in Eingriff und diese wird entsprechend dem oberen Totpunkt des Kolbens angehoben, wobei der Druck aufrechterhalten wird, wie weiter oben beschrieben wurde, nämlich bis der Stift 106 auf den Schalter LS 2 trifft.

Wenn der Schalter LS 2 schaltet wird der Hydraulikmotor 98 veranlaßt, die Palettenwechslerschienen 85 anzutreiben und die Schienenenden 86 und 86a unter die Palette P einzufahren, wie dies ebenfalls zuvor beschrieben wurde. Die Rollen 93 an den Schienenenden 86 kommen mit den Zähnen 91 des Zahnse?mentes auf der Kupplungsabdeckung 73 in Eingriff, um diese um 45° zu verdrehen. Hierbei wird auch der Bajonettring 52, 59 verdreht um die Bajonett-Spannfläche 59 außer Eingriff zu bringen mit den Spannflächen 60 auf der Unterseite der Palette.

Wenn die Schienen 85 des Palettenwechslers ihren Endpunkt erreicht haben, wird der Kolben 28 abgesenkt, so daß die Palette P auf den Platten 92a und 92ft auf den Schienenenden 86 und 86a abgesetzt wird, wobei Ausrichtelemente 96,97 an der Unterseite d^r Palette in Eingriff kommen mit Ausrichtelementen 94,95 auf den Schienen 85. Da die Palette P dann nicht mehr auf der Lagerplatte 49 aufliegt kann der Kolben 28 frei unter die Stellung absinken, die er innehat wenn die Zähne der ringförmigen Kupplungssegmente miteinander in Eingriff sind; bei dieser zusätzlichen Abwärtsbewegung schließt der Stift 106 den Schalter LS 3, was dazu führt, daß die Schienen 85 zurückgezogen werden.

Wenn der Kolben 28, die Lagerplatte 49 und der Bajonettring 52, 59 sowie die Kupplungsabdeckung 73 ibgesenkt werden, löst sich der Sperrbolzen 92 von der Kupplungsabdeckung 73 und kommt mit dem Haltering 55 der Lagerplatte 49 in Eingriff. Die Kupplungsabdekkung 73 wird durch die vier Stabilisierungsbolzen 80 festgehalten, wie dies weiter oben beschrieben wurde.

Wenn die Schienen 85 zurückgezogen werden, verschwenkt der Antrieb 101 die Schienen 85 um 180°, so daß die Palette Pl sich neben dem Arbeitstisch 15 befindet und die Palette P sich in einer von dem Arbeitstisch entfernten Stellung befindet wo die Werkstücke auf der Palette ohne Schwierigkeiten ausgetauscht werden können. Die 180°-Schwenkbewegung des Palettenwechslers gibt den Schalter LS 22 frei und bringt den einstellbaren Betätigungsstift 105a in eine Stellung, um den Schalter LS 23 zu schalten (F i g. 2); dies betätigt den Hydraulikmotor 98, um so die

End^bschnitte 89 der Schienen 85 und die Palette PX in eine Stellung vorzuschieben, in der die Palette PX über der Lagerplatte 49 zentriert ist. Am Ende der VorschubDewegung der Schienen 85 wird der Kolben 28 betätigt, d. h. er wird angehoben, bis die Lagerplatte 49 die Palette Pi von den Schienenenden 89 und 89a abhebt und die Zähne 91 des Zahnsegmentes 90 mit den Antriebsrollen 93 auf den Schienen 89 wieder in Eingriff kommen. Wenn der Kolben 28 sich in der voll angehobenen Stellung befindet, schaltet der Stift 106 den Schalter LS 2, was wiederum dazu führt, daß die Führungsschienen 85 des Palettenwechslers sich zurückziehen.
Während der Rückzugsbewegung der Schienen 85

wirken die Rollen 93 an dem Schienenende 89 mit den Zähnen 91 des Zahnsegmentes zusammen und verdrehen die Kupplungsabdeckung 73 und den Bajonettring 52, 59 um 45°, so dao die Bajonettring-Spannfläche 59 mit den Spannflächen 60 an der Unterseite der Palette Pi in Eingriff kommen. Eine solche Dic'hung bringt auch die Randflansche 77 in Ausrichtung mit, den Zwischenräumen zwischen den verzahnten Ringabschnitten 71 der Kupplungssegmente. Wenn d'e Schienen 85 voll zurückgezogen sind, wird der Kolben 28 abgesenkt, um wieder mit den verzahnten Kupplungssegmenten in Eingriff zu kommen. Hiermit ist dann der Palettenwechselzyklus abgeschlossen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Spann- und Kupplungsvorrichtung für eine Palettenwechseleinrichtung an einer Werkzeugmaschine zum Zu- und Abführen der auf Führungs- s schienen zwischen einer Bereitstellstation und einem an der Arbeitsstation befindlichen Sockel bewegbaren Paletten, in dem zentrisch auf einer druckmittelbetätigten Hubeinrichtung eine sowohl in der Vertikalen verfahrbare als auch um eine vertikale Achse durch einen Zahntrieb in bestimmte Drehwinkel verbringbare, die Palette aufnehmende Lagerplatte angeordnet ist, die durch die Hubeinrichtung mittels einer Steuereinrichtung in unterschiedliche, dem Wechsel der Palette bzw. deren Verdrehen der Lagerplatte samt Palette dienende Höhenlagen bewegbar ist, wobei zum Verriegeln der in Drehwinkellage verbringbaren Teile am Socket eine aus ringförmigen gegeneinander rastbaren Elementen bestehende Stirnverzahnung dient und zum Verspannen von Palette und lagerplatte eine Klemmeinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnverzahnungselemente verzahnte (71, 72) und unverzahnte Ringabschnitte aufweisen und ein Element (72) an der Unterseite der Palette (P) angeordnet ist, die Klemmeinrichtung aus zwei Bajonettringen (52,59; 61,60) besteht, von denen der eine (61,60) fest an der Unterseite der Palette (P), der andere (52,59) an der Lagerplatte (49) angeordnet und durch von einem Nockenstift (?β) betätigte Riegelbolzen (63, 65) entweder drehbar oder gegen Drehung sperrbar ist, wobei der Bajonettring (52, 56/ eine Kupplungsabdeckung (73) trägt, die zum Palettenwechsel bei durch die Hubeinrichtung (29) voll angehobener Lagerplatte (49) unter Drehmitnahme des Bajonettringes (52,59) in seine Löselange durch die mit der Kupplungsabdeckung (73) kuppelbaren Riegelbolzen (63, 65) über ein an der Kupplungsabdeckung (73) angebrachtes Zahnsegment (90, 91) von einer w Betätigungsvorrichtung (85, 86, 92, 93) über die verzahnten Kupplungssegmente (71) drehbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung zum Drehen der Schutzabdeckung und des Bajonettringes (52, 59) an den verfahrbar ausgebildeten Führungsschienen (85) für die Palette (P) angeordnet ist, deren die Palette untergreifende Enden (86) mit dem Zahnsegment (90) in Eingriff tretende Rollen (93) tragen. se
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsabdeckung (73) Randflansche (77) besitzt, welche die Kupplungssegmente (71) des Sockels (17) abdecken.

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