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Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren von Werkzeugen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Positionieren
von mehreren Werkzeugen oder Werkzeugpaaren, die auf einer Tragachse oder einem
Paar Tragachsen verschiebbar gelagert sind, längs der Tragachse oder -achsen in
gewünschten Positionen.
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Unter herkömmlichen Vorrichtungen zum Durchführen von Verfahren dieser
Art zum Positionieren von Werkzeugen ist eine Vorrichtung bekannt, die in Schneid-Kerb-Vorrichtungen
bei der Herstellung von Wellpappen benutzt wird, um Schneid- und Kerbwerkzeuge gemäß
Aufträgen an Wellpappen, die nacheinander herzustellen sind, zu verstellen. Selbstverständlich
ist die Erfindung nicht auf die Verwendung für Schneid-Kerb-Vorrichtungen beschränkt,
sondern ist bei Maschinen zum Verarbeiten von Papier, Gewebe, Kunststoffolien und
-platten und dünnem Metallblech anwendbar. In der folgenden Beschreibung
wird
jedoch auf Schneid-Kerb-Vorrichtungen Bezug genommen.
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Die US-PS 3 646 418 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Positionieren von Schneid- und Kerbwerkzeugen in einer herkömmlichen Schneid-Kerb-Vorrichtung.
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Die Vorrichtung zum Positionieren von Schneid- und Kerbwerkzeugen,
die aus dieser US-Patentschrift bekannt ist, ist für den üblichen Gebrauch für vier
Schneid-Kerb-Einheiten gebaut, und demgemäß hat die Vorrichtung einen Teil, der
für diesen Zweck notwendig ist. Wenn eine Vorrichtung zum Positionieren von Schneid-
und Kerbwerkzeugen für eine der vier Schneid-Kerb-Einheiten angenommen wird, dann
ist deshalb die Vorrichtung mit Verschiebeeinriöhtungen versehen, deren Anzahl gleich
der Gesamtzahl der Paare von Schneid- und Kerbwerkzeugen der Einheit ist, wobei
jede Verschiebeeinrichtung in der Lage ist, ein Paar Schneid- und Kerbwerkzeuge
zu erfassen und sich von demselben zu trennen. Die Vorrichtung ist außerdem mit
einer umlaufenden Welle versehen, bei der es- sich um eine angetriebene Spindel
handelt, mittelt welcher die Verschiebeeinrichtungen bewegt werden. Jede Verschiebeeinrichtung
wird so gesteuert, daß die Verschiebeeinrichtung bewegt oder nicht bewegt werden
kann, wenn die umlaufende Welle gedreht wird, und die Werkzeugpaare werden gleichzeitig
mittels der Verschiebeeinrichtungen längs eines Tragachsenpaares gleichzeitig bewegt,
wenn die Werkzeuge in derselben Richtung bewegt werden sollen, und dann in gewünschten
Positionen positioniert.
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Da jede Verschiebeeinrichtung mit einem Signal(3enerator versehen
ist, der deren Istlage einem Steuersystem meldet, kann das Steuersystem Signale
aus jedem Signalgenerator mit Siynalen vergleichen, die einer Istlage eines Werkzeugpaares
entsprechen, welches die Verschiebeeinrichtung erfassen soll, oder mit Signalen,
die einer Sollage eines Werkzeugpaares
entsprechen, welches die
Verschiebeeinrichtung erfaßt hat, und jede Verschiebeeinrichtung betätigen, damit
diese sich gemäß der Drehung der-umlaufenden Welle bewegt oder nicht bewegt. Demgemäß
können die mehreren Verschiebeeinrichtungen gleichzeitig bewegt werden, wenn diese
in derselben Richtung bewegt werden sollen.
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In dem Steuersystem werden als Signale, die Istlagen von Werkzeugen
entsprechen, von denen sich zugeordnete Verschiebeeinrichtungen getrennt haben,
Signale registriert, die dem Steuersystem als Istlagen der Verschiebeeinrichtungen
übermittelt worden sind, nachdem die Werkzeuge von den Verschiebeeinrichtungen getrennt
worden waren.
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Die Ist lage jedes Werkzeuges und jeder Verschiebeeinrichtung wird
als eine Strecke ab einem Ursprung gezählt, den jedes Werkzeug und jede Verschiebeeinrichtung
passiert, wenn sie aus einer von zwei Bereitschaftsbereichen, die sich nahe bei
den beiden Enden der Tragachsen befinden, in einen Positionierbereich bewegt werden,
der sich über die Mittelteile der Tragachsen erstreckt.
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Ein Nachteil des aus dieser US-Patentschrift bekannten Verfahrens
zum Positionieren von Werkzeugen besteht darin, daß Signale, die einer Istlage eines
Werkzeuges oder einer Verschiebeeinrichtung entsprechen, Signale sind, die entsprechend
einer Gesamtstrecke erzeugt worden sind, auf der die Verschiebeeinrichtung bewegt
wird, nachdem sie den Ursprung passiert hat. Selbstverständlich wird eine Strecke,
auf der die Verschiebeeinrichtung in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird,
als eine negative Strecke gezählt. Demgemäß ergeben sich aufgrund der Genauigkeit
des Mechanismus der Vorrichtung unvermeidliche Fehler zwischen einer Istlage der
Verschiebeeinrichtuncj und einer Lage, die den Signalen entspricht, welche durch
den Signalgenerator der Verschiebeeinrichtung
erzeugt werden, und
die Fehler wachsen im Verhältnis zu der Gesamtstrecke, auf der die Verschiebeeinrichtung
bewegt-worden ist, und der Frequenz der Bewegung der Verschiebeeinrichtung stark
an. Zum Beseitigen der Fehler ist es notwendig, die Verschiebeeinrichtungen in den
Bereitschaftsbereich zu bewegen, so daß die in dem Steuersystem registrierten Daten
gelöscht werden können.
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Ein zweiter Nachteil besteht darin, daß jede Verschiebeeinrichtung
mit einem ihr zugeordneten Signalgenerator versehen ist, daß es demgemäß viele Arten
von Signalen gibt und daß das Steuersystem deshalb kompliziert ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Positionieren von
Werkzeugen zu schaffen, durch das die Nachteile des oben erwähnten Verfahrens beseitigt
und die Werkzeuge genau positioniert werden.
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Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Positionieren
von Werkzeugen zu schaffen, durch die die Nachteile der oben erwähnten Vorrichtung
beseitigt werden und das Steuersystem einen einfachen Aufbau erhält.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1
und 2 angegebenen Schritte bzw. Merkmale gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine erläuternde Darstellung
der Vorrichtung nach der Erfindung, die das Verständnis des Verfahrens nach der
Erfindung erleichtert, Fig. 2 eine Diagramm eines ersten Prozesses eines ersten
Beispiels des Verfahrens nach der Erfindung,
Fig. 3 ein Diagramm
eines zweiten Prozesses des ersten Beispiels, Fig. 4 ein Diagramm eines zweiten
Prozesses eines zweiten Beispiels des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 5 in Draufsicht
eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 6 eine Seitenansicht
der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform, Fig. 7 eine Seitenansicht einer Verschiebeeinrichtung
der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform und Fig. 8 ein Diagramm eines Steuersystems
der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform.
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Bevor das Verfahren beschrieben wird, wird unter Bezugnahme auf Fig.
1 die Vorrichtung im folgenden kurz erläutert.
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Gemäß Fig. 1 wird ein Bereich, der sich auf der rechten Seite einer
Grenzlinie BL erstreckt, die ungefähr in der Mitte gezogen ist, als Positionierbereich
PR bezeichnet, in welchem Werkzeuge zu positionieren sind, und der andere Bereich,
der sich auf der linken Seite der Grenzlinie erstreckt, wird als Bereitschaftsbereich
SR bezeichnet, in welchem die Werkzeuge in Bereitschaft gehalten werden. Ein Ursprung,
der einStandardpunkt zum Positionieren der Werkzeuge ist, ist auf der Grenzlinie
BL angeordnet.
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Bezugszahlen 1 bis 7 bezeichnen ein erstes, ein zweites, ein drittes,
ein viertes, ein fünftes, ein sechstes bzw. ein
siebentes Werkzeug,
und die Bezugszahl 10 bezeichnet eine Tragachse. Die Werkzeuge 1 bis 7 sind auf
der Tragachse 10 verschiebbar gelagert. Bezugszahlen 11 bis 17 bezeichnen eine erste,
eine zweite, eine dritte, eine vierte, eine fünf te, eine sechste bzw. eine siebente
Verschiebeeinrichtung.
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Die Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17 sind in Eingriff mit den Werkzeugen
1 bis 7 gezeigt. Die Bezugszahl 20 bezeichnet eine umlaufende Welle zum Bewegen
der Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17.
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An ein Ende der umlaufenden Welle 20 ist ein Motor 30 zum Antreiben
der umlaufenden Welle angeschlossen, und ein Signalgenerator 40 ist angeschlossen,
der Signale synchron mit der Drehung der umlaufenden Welle oder des Motors erzeugt.
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Der Signalgenerator 40 wird über einen Treibriemen 41 (Fig.
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6) angetrieben. Der Motor 30 ist in der Lage, seine Drehzalilen zwischen
einer hohen Drehzahl und einer niedrigen Drehzahl zu ändern und seine Drehrichtung
von einer normalen Richtung in eine umgekehrte Richtung zu ändern. Weiter wird der
Umdrehungszustand der umlaufenden Welle einem Steuersystem (Fig. 8) mittels Signalen
übermittelt, die durch den Signalgenerator 40 erzeugt werden.
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Die Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17 sind jeweils mit einer Kupplungsvorrichtung
70 (Fig. 7) versehen, so daß sie bewegt oder nicht bewegt werden können, wenn sich
die Welle 20 dreht. Demgemäß werden in einem Zustand, in welchem die Verschiebeeinrichtungen
11 bis 17 so eingestellt sind, daß sie gemäß der Drehung der Welle 20 bewegt werden,
und in welchem die Welle 20 in der normalen Richtung gedreht wird, die Werkzeuge
1 bis 7 zusammen mit den Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17 längs der Tragachse 10
in der Richtung von dem Bereitschaftsbereich zu dem Positionierbereich bewegt, wobei
sie den sich auf der Grenzlinie BL befindlichen Ursprung überqueren.
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Das Verfahren nach der Erfindung beinhaltet einen ersten Prozeß zum
Bewegen sämtliche Werkzeuge in den Bereitschaftsbereich mit Hilfe der zugeordneten
Verschiebeeinrichtungen, und einen zweiten Prozeß zum Bewegen der unter sämtlichen
Werkzeugen gewünschten Anzahl von Werkzeugen aus dem Bereitschaftsbereich in den
Positionierbereich mit Hilfe der zugeordneten Verschiebeeinrichtungen.
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Im folgenden werden zwei Beispiele des Verfahrens nach der Erfindung
beschrieben.
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In dem ersten Beispiel werden sieben Werkzeuge, wobei angenommen wird,
daß es sich in diesem Fall um sämtliche Werkzeuge handelt, positioniert. Zum bequemeren
Erläutern wird der zweite Prozeß zuerst beschrieben. Dazu wird auf Fig. 3 Bezug
genommen.
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Zuerst wird der Motor 30 mit'einer hohen Drehzahl in der normalen
Drehrichtung gestartet und die Welle 20 wird mit einer hohen Drehzahl in der normalen
Drehrichtung gedreht.
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Dann werden die Werkzeuge 1 bis 7, die in den Bereitschaftsbereich
bewegt worden sind, wie bei R in Fig. 3 gezeigt, mit einer hohen Geschwindigkeit
zu dem Ursprung bewegt. In einer kurzen Zeit, wenn das Werkzeug 1 eine Stopplinie
ST erreicht, wird der Motor umgeschaltet, so daß er mit einer niedrigen Drehzahl
läuft, und demgemäß werden die Werkzeuge 1 bis 7 mit einer niedrigen Geschwindigkeit
bewegt. Dann werden die Werkzeuge 1 bis 7 in Übereinstimmung mit dem Stoppen des
Motors gestoppt, wenn das Werkzeug 1 den Ursprung erreicht, wie bei S in Fig. 3
gezeigt. Zu dieser Zeit wird, mit anderen Worten, nachdem das Werkzeug 1 den Ursprung
erreicht hat und der Motor gestoppt worden ist, der Motor umgeschaltet, so daß er
mit der hohen Drehzahl läuft, und außerdem wird das Steuersystem umgeschaltet, so
daß es Signale zählen kann, die aus dem Signalgenerator 40 kommen.
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Danach, wenn der Motor wieder mit der hohen Drehzahl gestartet wird,
wird das Werkzeug 1 in dem Positionierbereich bewegt, während die Werkzeuge 2 bis
7 in dem Bereitschaftsbereich bewegt werden. Gemäß der Darstellung bei T in Flg.
3 werden, wenn das Werkzeug 2 die Stopplinie erreicht, die Werkzeuge in Übereinstimmung
mit dem Anhalten der Verschiebeeinrichtungen 12 bis 17 aufgrund des Ausrückens sämtlicher
Kupplungsvorrichtungen dieser Verschiebeeinrichtungen gestoppt, während das Werkzeug
1 bewegt wird. Gemäß der Darstellung bei U in Fig. 3 wird, wenn das Werkzeug 1 ab
dem Ursprung um eine Strecke bewegt wird, die gleich einer Sollstrecke a zwischen
dem Werkzeug 1 und dem Werkzeug 2 in dem Positionierbereich ist, durch das Steuersystem,
welches der Sollstrecke entsprechende Signale gezählt hat, der Motor zum Stoppen
veranlaßt und demgemäß der Motor gestoppt. Das Stoppen des Motors erfolgt, nachdem
der Motor umgeschaltet worden ist, so daß er mit der niedrigen Drehzahl läuft, wenn
das Werkzeug 1 um eine Strecke bewegt worden ist; die etwas kleiner ist als die
Sollstrecke a. Da der Abstand zwischen der Stopplinie und dem Ursprung klein ist,
kann das Werkzeug 2 die Stopplinie erreichen, bevor das Werkzeug 1 um die Sollstrecke
a bewegt wird, d.h., das Werkzeug 2 kann die Stopplinie erreichen, während der Motor
läuft.
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Während der Motor gestoppt ist, wird er umgeschaltet, so daß er mit
der langsamen Drehzahl läuft, und die Verschiebeeinrichtung 11 wird umgeschaltet,
so daß sie nicht in überein stimmung mit der Drehung der umlaufenden Welle oder
des Motors bewegt wird, während die Verschiebeeinrichtungen 12 bis 17 umgeschaltet
werden,so daß sie bewegt werden können.lXlriksXr hinaus wird das Steuersystem umgeschaltet,
so daß es die Signale aus dem Signalgenerator nicht zählt. Anschließeid wird der
Motor mit der niedrigen Drehzahl gestartet und demgemäß werden die Werkzeuge 2 bis
7 mit der niedrigen Geschwindigkeit bewegt, während das Werkzeug 1 nicht bewegt
wird.
Gemäß der Darstellung bei V in Fig. 3 wird, wenn das Werkzeug 2 den Ursprung erreicht,
der Motor gestoppt, und demgemäß werden die Werkzeuge 2 bis 7 gestoppt. Da das Werkzeug
2 im Ursprung angeordnet ist, wird eine Strecke zwischen dem Werkzeug 1 und dem
Werkzeug 2 gleich der Sollstrekke a. Während des Stillstands des Motors werden die
Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17 umgeschaltet, so daß sie bewegt werden können,
und das Steuersystem wird umgeschaltet, so daß es Signale zählen kann.
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Anschließend läuft der Motor mit der hohen Drehzahl, und demgemäß
werden die Werkzeuge 1 und 2 in dem Positionierbereich bewegt, während die Werkzeuge
3 bis 7 in dem Bereitschaftsbereich bewegt werden. Die Werkzeuge 1 und 2 bewegen
sich, wobei sie die Strecke a zwischen sich aufrechterhalten. Gemäß der Darstellung
bei W in Fig. 3 wird, wenn das Werkzeug 2 ab dem Ursprung um eine Strecke bewegt
wird, die gleich einer Sollstrecke b zwischen dem Werkzeug 2 und dem Werkzeug 3
ist, der Motor unter dem Befehl des Steuersystems gestoppt, welches Signale empfangen
hat, die der Sollstrecke b entsprechen, und demgemäß werden die Werkzeuge 1 und
2 gestoppt.
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Das Stoppen des Motors erfolgt, nachdem der Motor umgeschaltet worden
ist, so daß er sich mit der niedrigen Drehzahl dreht, und zwar auf dieselbe Weise
wie mit Bezug auf die Darstellung bei U in Fig. 3 erläutert. Wenn dagegen das Werk
zeug 3 die Stopplinie erreicht, werden die Verschiebeeinrick tungen 13 bis 17 umgeschaltet,
so daß sie nicht in überein stimaung mit der Drehung des Motors bewegt werden,und
demgemäß werden die Werkzeuge 3 bis 7 gestoppt, und zwar auf dieselbe Weise wie
mit Bezug auf die Darstellung bei U in Fig. 3 erläutert.
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Während der Motor gestoppt ist, wird er umgeschaltet, so daß er mit
der niedrigen Drehzahl laufen kann, und die Verschiebeeinrichtungen 11 und 12 werden
umgeschaltet, so daß sie nicht
gemäß der Drehung des Motors bewegt
werden, während die Verschiebeeinrichtungen 13 bis 17 umgeschaltet werden, so daß
sie bewegt werden können. Außerdem wird das Steuersystem umgeschaltet, so daß es
Signale nicht zählt. Anschließend wird der Motor mit der niedrigen Drehzahl gestartet,
und demgemäß werden die Werkzeuge 3 bis 7 mit der niedrigen Geschwindigkeit bewegt.
Die Werkzeuge 3 bis 7 werden, wie bei X in Fig.
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3 gezeigt, in Übereinstimmung mit dem Stoppen des Motors gestoppt,
wenn das Werkzeug 3 den Ursprung erreicht. Di Strecke zwischen dem Werkzeug 2 und
dem Werkzeug 3 wird gleich der Sollstrecke b, wenn das Werkzeug 3 den UrsLDrtll1tJ
erreicht.
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Auf dieselbe Weise1 wie es bei Y in Fig. 3 dargestellt ist, werden
die Strecke zwischen dem Werkzeug 3 und dem Werkzeug 4, die Strecke zwischen dem
Werkzeug 4 und dem Werkzeug 5, die Strecke zwischen dem Werkzeug 5 und dem Werkzeug
6 und die Strecke zwischen dem Werkzeug 6 und dem Werkzeug 7 gleich Sollstrecken
c, d, e bzw. f gemacht. Anschließend werden, wie bei Z in Fig. 3 dargestellt, die
Werkzeuge 1 bis 7 bewegt und zusammen mit dem Stoppen des Motors gestoppt, wenn
das Werkzeug 7 um eine Strecke bewegt worden aLst, die gleich einer Sollstrecke
g zwischen dem Werkzeug 7 und dein Ursprung ist.
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Die gewünschte Anzahl von Werkzeugen wird, wie oben beschrieben, längs
der Tragachse positioniert, wobei der Abstand zwischen den Werkzeugen jeweils gleich
der Sollstrecke ist.
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Anschließend wird nun ein erster Prozeß, d.h. ein Prozeß zum Bewegen
der Werkzeuge aus dem Positionierbereich in den Bereitschaftsbereich erläutert.
In dem ersten Prozeß müssen die Werkzeuge, die für einen Auftrag einer früheren
Operation in dem Positionierbereich positioniert waren, in den BereitschafEsbereich
bewegt werden. Ein anschließender elster
Prozeß wird jedoch nach
dem zweiten Prozeß, wie zuvor erläutert, zweckmäßig ausgeführt.
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Bei R in Fig. 2 sind.die Lagen der Werkzeuge 1 bis 7 zu der Zeit gezeigt,
zu der der zweite Prozeß vorüber ist. Demgemäß stimmen die Lagen mit den bei Z in
Fig. 3 gezeigten Lagen überein. Zuerst werden die Verschiebeeinrichtungen 11 bis
17 umgeschaltet, so daß sie mit der Drehung des Motors bewegt werden können, und
der Motor wird gestartet, so daß er mit einer hohen Drehzahl in der umgekehrten
Richtung läuft. Demgemäß werden die Werkzeuge 1 bis 7 -zu dem Bereitschaftsbereich
bewegt, wobei deren gegenseitige Abstände aufrechterhalten werden. Gemäß der Darstellung
bei S in Fig.
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2 wird, wenn das Werkzeug 7 seine Bereitschaftsposition erreicht,
die Verschiebeeinrichtung 17 umgeschaltet, so daß sie nicht zusammen mit der Drehung
des Motors bewegt und gestoppt wird. Ebenso wird, wie bei T in Fig. 2 gezeigt, wenn
das Werkzeug 6 seine Bereitschaftsposition erreicht, die Verschiebeeinrichtung 16
umgeschaltet, so daß sie nicht mit der Drehung des Motors bewegt wird. Bei U in
Fig. 2 ist eine Situation zu der Zeit gezeigt, zu der das Werkzeug 2 seine Bereitschaftsposition
erreicht, und bei V in Fig. 2 ist eine Situation zu der Zeit gezeigt, zu der das
Werkzeug 1 seine Bereitschaftsposition erreicht. Daran anschließend wird der Motor
(gestoppt und der erste Prozeß ist abgesclsl.ossen.
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Ein zweites Beispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird unter
Bezugnahme auf die Fig. 2 und 4 erläutert.
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Der erste Prozeß zum Bewegen der Werkzeuge aus dem Positionierbereich
in denBereitschaftsbereich stimmt mit dem in dem ersten Beispiel erläuterten ersten
Prozeß überein.
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Gemäß der Darstellung bei R in Fig. 2 bleiben die Werkzeuge 1 bis
7 in dem Positionierbereich. Wenn der Motor mit einer hohen Drehzahl in der umgekehrten
Richtung gestartet wird, werden die Werkzeuge 1 bis 7 mit Hilfe der Verschiebeeinrichtungen
11 bis 17 gleichzeitig zu dem Bereitschaftsbereich bewegt. Die Verschiebeeinrichtungen
11 bis 17 werden umgeschaltet, so daß sie nicht mit der Drehung des Motors bewegt
werden,und demgemäß werden die Verschiebeeinrichtungen gestoppt, wenn sie ihre jeweilige
Bereitschaftsposition erreichen. Schließlich wird der Motor gestoppt. Die Situation
zu der Zeit, zu der der Motor gestoppt wird, ist bei V in Fig. 2 gezeigt.
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Der zweite Prozeß wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert.
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-Gemäß Fig. 4 werden in dem zweiten Beispiel vier Werkzeuge positioniert.
Gemäß der Darstellung bei R in Fig. 4 werden die Verschiebeeinrichtungen 11 bis
14, die den Werkzeugen 1 bis 4 entsprechen, umgeschaltet, so daß sie mit der Drehung
des Motors bewegt werden können, während die Verschiebeeinrichtungen 15 bis 17,
die den Werkzeugen 5 bis 7 entsprechen, so eingestellt gelassen werden, daß sie
nicht mit der Drehung des Motors bewegt werden können. Anschließend wird der Motor
mit einer hohen Drehzahl in der normalen Drehrichtung qestartet, und demgemäß werden
die Werkzeuge 1 bis 4 mit holzes Geschwindigkeit zu dem Ursprung bewegt. Wenn das
Werkzeug 1 eine Position kurz vor dem Ursprung erreicht, wird der Motor umgeschaltet,
so daß er sich mit niedriger Drehzahl dreht.
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Dann wird gemäß der Darstellung bei S in Fig. 4, wenn das Werkzeug
1 den Ursprung erreicht, der Motor gestoppt. Selbst verständlich werden die Werkzeuge
5 bis 7 nicht bewegt und bleiben in ihren Bereitschaftspositionen.
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Nachdem das Steuersystem umgeschaltet worden ist, so daß es Signale
zählen kann, die durch den Signalgenerator erzeugt
werden, wird
der Motor mit der hohen Drehzahl gestartet, und demgemäß werden die Werkzeuge 1
bis 4 mit der hohen Geschwindigkeit bewegt. Wenn das Werkzeug 2 eine Position kurz
vor dem Ursprung erreicht, wird der Motor umgeschaltet, so daß er mit einer niedrigen
Drehzahl läuft. Anschließend wird, wenn das Werkzeug 2 den Ursprung erreicht, wie
bei T in Fig. 4 gezeigt, der Motor gestoppt und demgemäß werden die Werkzeuge 1
bis 4 gestoppt.
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Anschließend werden die Verschiebeeinrichtungen 12 bis 14, die den
Werkzeugen 2 bis 4 entsprechen, umgeschaltet, so daß sie nicht mit der Drehung des
Motors bewegt werden können. Wenn der Motor mit der hohen Drehzahl gestartet wird,
wird allein das Werkzeug 1 mit der hohen Geschwindigkeit in den Positionierbereich
bewegt. Gemäß der Darstelluw bei U in Fig. 4 wird, wenn das Werkzeug 1 ab dem Ursprung
um eine Strecke bewegt worden ist, die gleich einer Sollstrecke a' zwischen dem
Werkzeug 1 und dem Werkzeug 2 ist, der Motor aufgrund eines Befehls aus dem Steuersystem
gestoppt, das Signale empfangen hat, welche der Sollstrecke entsprechen. Das Stoppen
des Motors erfolgt, nachdem der Motor umgeschaltet worden ist, so daß er sich mit
der niedrigen Drehzahl dreht, wenn das Werkzeug 1 um eine Strecke bewegt worden
ist, die etwas kleiner als die Sollstrecke al ist.
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Anschließend werden die Verschiebeeinrichtungen 12 bis 14, die den
Werkzeugen 2 bis 4 entsprechen, umgeschaltet, so daß sie mit der Drehung des Motors
bewegt werden können, und das Steuersystem wird umgeschaltet, so daß es erneut Signale
zählen kann, die durch den Signalgenerator erzeugt werden.
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Wenn der Motor mir der hohen Drehzahl gestartet wird, werden die Werkzeuge
1 bis 4 bewegt, und dann, wenn das Werkzeug 3 eine Position kurz vor dem Ursprung
erreicht, wird der Motor umgeschaltet, so daß er mit der niedrigen Drehzahl läuft.
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Gemäß der Darstellung bei V in Fig. 4 wird, wenn das Werkzeug
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den Ursprung erreicht, der Motor gestoppt, und demgemäß werden die Werkzeuge 1 bis
4 gestoppt. Da jeder Abstand zwischen den vier Werkzeugen beibehalten wird, bleibt
der Abstand zwischen dem Werkzeug 1 und dem Werkzeug 2 gleich der Sollstrecke a'.
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Danach werden die Verschiebeeinrichtungen 13 und 14, die den Werkzeugen
3 und 4 entsprechen, umgeschaltet, so daß sie nicht mit der Drehung des Motors bewegt
werden können, und der Motor wird mit der hohen Drehzahl gestartet, und demgemäß
werden die Werkzeuge 1 und 2 bewegt. Der Motor wird umgeschaltet, so daß er mit
der niedrigen Drehzahl läuft, wenn das Werkzeug 2 ab dem Ursprung, nämlich ab dem
Werkzeug 3, das sich im Ursprung befindet, um eine Strecke bewegt worden ist, die
etwas kleiner als eine Sollstrecke b' zwischen dem Werkzeug 2 und dem Werkzeug 3
ist. Gemäß der Darstellung bei W in Fig. 4 wird, wenn das Werkzeug 2 ab dem Ursprung
um eine Strecke bewegt worden ist, die gleich der Sollstrecke ist, der Motor gestoppt,
und demgemäß werden die Werkzeuge 1 und 2 gestoppt.
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Auf dieselbe Weise werden, wie bei X in Fig. 4 gezeigt, die Werkzeuge
1 bis 4 bewegt, wobei ihre gegenseitigen Positionsbeziehungen beibehalten werden,
bis das Werkzeug 4 zu dem Ursprung bewegt ist. Anschließend werden gemäß der Darstellung
bei Y in Fig. 4 die Werkzeuge 1 bis 3 bewegt, bis das Werkzeug 3 ab dem im Ursprung
angeordneten Werkzeug 4 um eine Strecke bewegt worden ist, die gleich einer Sollstrecke
c' ist. Schließlich werden gemäß der Darstellung bei Z in Fig. 4 die Werkzeuge 1
bis 4 bewegt, bis das Werkzeug 4 ab dem Ursprung um eine Strecke bewegt worden ist,
die gleich einer Sollstrecke d' ist. Auf diese Weise werden die vier Werkzeuge schließlich
positioniert.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung zum Positionieren von Werkzeugen
werden, wie in den obigen beiden Beispielen erläutert, die Werkzeuge aus dem Positionierbereich
in den Bereitschaftsbereich bewegt, und dann werden die Werkzeuge aus dem Bereitschaftsbereich
in den Positionierbereich bewegt, wobei sie auf dem Weg den Ursprung passieren.
Weiter werden folgende besondere Schritte in dem zweiten Prozeß durchgeführt. Wie
in dem ersten Beispiel erläutert, wird, nachdem ein Werkzeug, das sich unter den
Werkzeugen, die in dem Bereitschaftsbereich angeordnet sind, am nächsten bei dem
Ursprung befindet, zu dem Ursprung bewegt worden ist, das Werkzeug um eine Strecke
in den Positionierbereich bewegt, die gleich einem gewünschten Abstand zwischen
dem Werkzeug und einem folgenden Werkzeug in dem Bereitschaftsbereich ist. Falls
einige Werkzeuge bereits in den Positionierbereich bewegt worden sind, werden das
Werkzeug im Ursprung und die sich in dem Positionierbereich befindlichen Werkzeuge
gemeinsam bewegt, wobei jeder Abstand zwischen ihnen aufrecherhalten wird. Oder,
wie in dem zweiten Beispiel erläutert, wird, nachdem ein Werkzeug, das sich unter
den in dem Bereitschaftsbereich befindlichen Werkzeugen am nächsten beim Ursprung
befindet, das Werkzeug und ein folgendes Werkzeug, das in dem Bereitschaftsbereich
angeordnet ist, zu dem Positionierbereich bewegt, bis das folgende Werkzeug den
Ursprung erreicht und dort bleibt. Anschließend wird das erstgenannte -Werkzeug
um eine Strecke bewegt, die gleich einem gewünschten Abstand zwischen dem erstgenannten
Werkzeug und dem folgenden Werkzeug ist. Falls einige Werkzeuge bereits in den Positionierbereich
bewegt worden sind, werden die Werkzeuge und das erstgenannte Werkzeug zusammen
bewegt, wobei ihre gegenseitigen Abstände aufrechterhalten werden.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird von einer gewünscht ten
Anzahl von Werkzeugen eines nach dem anderen bewegt, so
daß jedes
Werkzeug einen gewünschten Abstand zwischen sich und einem ihm folgenden Werkzeug
haben kann. Schließlich werden sämtliche Werkzeuge um eine Strecke bewegt, die gleich
einem gewünschten Abstand zwischen dem letzten Werkzeug und dem Ursprung ist, während
die gegenseitigen Werkzeugabt:ü'nde aufrechterhalten werden. Damit sind sämtliche
Schritte zum Positionieren der gewünschten Anzahl von Werkzeugen abgeschlossen.
Demgemäß werden Zählungen der durch den Signalgenerator erzeugten Signale nur ausgeführt,
wenn jedes Werkzeug ab dem Ursprung um eine Strecke bewegt wird, die gleich einem
gewünschten Abstand zwischen dem Werkzeug und einem folgenden Werkzeug oder dem
Ursprung ist.
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Demgemäß kann das Auf summieren von Fehlern, wie es im Stand der Technik
der Fall ist, bei dem Verfahren nach der Erfindung nie erfolgen. Außerdem ist das
Steuersystem im Vergleich zu dem bekannten Steuersystem extrem einfach, weil durch
den Signalgenerator nur eine Art von Signalen erzeugt wird.
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In den Beispielen wird der Motor gestoppt, nachdem er umgeschaltet'worden
ist, so daß er mit einer niedrigen Drehzahl läuft. Das ist jedoch kein unerläßlicher,
sondern ein bevorzugter Schritt. Weiter wird in den Beispielen der Motor gestoppt,
wenn ein Werkzeug, das sich unter den in dem Bereitschaftsbereich befindlichen Werkzeugen
dem Ursprung am nächsten befindet, zu dem Ursprung bewegt worden ist und wenn ein
Werkzeug ab dem Ursprung um eine Strecke bewegt worden ist, die gleich einem gewünschten
Abstand zwischen dem Werkzeug und einem folgenden Werkzeug ist. Die Beispiele können
jedoch auch so ausgeführt werden, daß die Verschiebeeinrichtung, die dem Werkzeug
entspricht, umgeschaltet wird, so daß es nicht mit der Drehung des Motors bewegt
wird, wärend dieser läuft, mit anderen Worten, der Motor braucill nicht gestoppt
zu werden. Das Stoppen des Motors ist nämlich ebenfalls kein unerläßlicher Schritt,
sondern ein bevorzugter Schritt.
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Es wird nun eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,
die sieben Verschiebeeinrichtungen aufweist, unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis
8 beschrieben.
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Der prinzipielle Aufbau der Ausführungsform ist bereits in Verbindung
mit den Beispielen des Verfahrens erläutert worden.
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In der Vorrichtung nach der Erfindung befindet sich ein Ursprung,
der eine Standardposition zum Positionieren der Werkzeuge 1 bis 7 längs einer Tragachse
10 und zum Positionieren der Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17 längs einer umlaufenden
Welle 20 ist, auf einer Grenzlinie zwischen einem Positionierbereich, in welchem
die Werkzeuge 1 bis 7 positioniert werden sollen und einem Bereitschaftsbereich,
der sich nur auf einer Seite des Positionierbereiches befindet, so daß sämtliche
Werkzeuge aus dem Positionierbereich hinausbewegt werden.
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Ein Detektor 60 zum Anzeigen des Ursprungs ist auf der Grenzlinie
angeordnet, während jede Verschiebeeinrichtung mit einem erfaßbaren Teil 61 für
den Ursprung versehen ist, so daß das erfaßbare Teil dem Detektor 60 gegenüberliegen
kann, wenn das erfaßbare Teil den Detektor passiert. Außerdem sind Detektoren 62
zum Anzeigen der Bereitschaftspositionen in dem Bereitschaftsbereich angeordnet,
in welchem sich die Werkzeuge 1 bis 7 zusammen mit den zugeordneten Verschiebeeinrichtungen
in Bereitschaft befinden, wobei jede Verschiebeeinrichtung mit einem erfaßbaren
Teil 63 für die Bereitschaftsposition versehen ist, so daß das erfaßbare Teil dem
Detektor in dem Bereitschaftsbereich gegenüberliegen kann.
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Der oben erwähnte DeLektor 60 und die erfaßbaren Teile 61 sowie die
Detektoren 62 und die erfaßbaren Teile 63 sind entsprechend eingebaut. Es ist demgemäß
selbstverständlich,
daß ein Detektor anstelle des erfaßbaren Teils
eingebaut werden kann, während ein erfaßbares Teil anstelle des Detektors eingebaut
werden kann.
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Weiter ist eine Stopplinie parallel zu der Grenzlinie in dem Bereitschaftsbereich
unmittelbar neben der Grenzlinie angeordnet und ein Detektor 64 zum Anzeigen der
Stopplinie ist auf der Linie eingebaut. Die Stopplinie braucht jedoch nicht vorgesehen
zu sein.
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Gemäß Fig. 8 enthält das Steuersystem der Vorrichtung nach der Erfindung
einen Signalgenerator 40, den Detektor 60 zum Anzeigen des Ursprungs, die erfaßbaren
Teile 61 für den Ursprung (vgl. Fig. 6), die Detektoren 62 zum Anzeigen der Bereitschaftspositionen,
die erfaßbaren Teile 63 für die Bereitschaftspositionen (vgl. Fig. 6) und den Detektor
64 zum Anzeigen der Stopplinie, wie dargelegt. Das Steuersystem enO hält weiter
einen Kartenleser 65 und Steueranordnungen (,6.
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Der Kartenleser 65 liest Daten über Werkzeuypositionen von Karten
ab, auf denen die Daten eingetragen worden sind, und überträgt die Daten in die
Steueranordnungen. Die Steueranordnungen veranlassen den Motor zu starten oder zu
stoppen, sich entweder in der normalen oder in der umgekehrten Richtung zu drehen
und entweder mit der niedrigen oder mit der hohen Drehzahl zu laufen, und zwar gemäß
den Daten, den Signalen aus den Detektoren 60 und 62 und den Signalen aus dem Signalgenerator.
Die Steueranordnungen betätigen außerdem das Magnetventil 750 der Kupplungsvorrichtung
70 jeder Verschiebeeinrichtung 11 bis 17, so daß die Verschiebeeinrichtung gemäß
der Drehung der umlaufenden Welle bewegt werden kann oder nicht. Weiter werden durch
die Steueranordnungen die Signale aus dem Signalgenerator gemäß den Daten und den
Signalen aus dem Detektor 60 zum Anzeigen des Ursprungs gezählt oder nicht gezählt.
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Zusätzlich wird der mechanische Aufbau der Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die Fig. 5 bis 7 erläutert.
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Die umlaufende Welle 20 ist auf einem Gestell oder Schlitten 200 gelagert
und parallel zu einer Tragachse 10 angeordnet. Beide Enden der umlaufenden Welle
20 sind an Seitenplatten 201 des Schlittens 200 drehbar gelagert. An einem Endteil,
der aus der Seitenplatte 201 hervorsteht, ist die umlaufende Welle 20 mit einem
Kegelrad 21, das mit einem Kegelrad 31 in Eingriff ist, welches auf der Welle eines
Motors 30 befestigt ist, und mit einer Riemenscheibe 22 versehen, die über einen
Treibriemen 41 den Signalgenerator 40 antreibt. Weiter ist die umlaufende Welle
20 mit einer Keilnut 23 versehen, die auf der Mantelfläche der Welle zwischen den
beiden Seitenplatten 201 verläuft.
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Der Motor 30 ist ein Gleichstrommotor, der üblicherweise benutzt wird
und in der Lage ist, sich in einer gewöhnlichen Richtung und in einer umgekehrten
Richtung zu drehen und sowohl mit einer hohen als auch mit einer niedrigen Drehzahl
zu laufen. Der Motor 30 und der Signalgenerator 40 sind an einer der Seitenplatten
201 befestigt.
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Auf dem Schlitten 200 sind drei feststehende Spindeln 24 und ein rohrförmiger
Träger 25 angebracht. Sie sind parallel zu der umlaufenden Welle 20 angeordnet,
und beide Enden von ihnen sind an der einen bzw. der anderen Seitenplatte 201 befestigt.
Die drei feststehenden Spindeln haben jeweils den gleichen Aufbau und sind zwischen
den beiden Seitenplatten 201 mit einem durchgehenden Gewinde versehen. Der rohrförmige
Träger 25 ist mIL zwei Schienen 26 versehen, die eine vertikale Fläche 261 und eine
obere und eine untere horizontale Fläche 262 parallel zu der Tragachse 10 haben.
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Die sieben Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17 haben jeweils den gleichen
Aufbau und sind jeweils mit einem Körper 100, einer an dem Körper 100 befestigten
Platte 101, zwei Gleitflächen 102, zwei Paar Rollen 103, drei umlaufenden Muttern
104, einem Antriebszahnrad 107, einerKupplungsvorrichtung 70, einem erfaßbaren Teil
61 für den Ursprung und einem erfaßbaren Teil 63 für die Bereitschaftsposition versehen.
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Jede Platte 101 ist so geformt, daß sie mit einer Umfangsnut 81 in
Eingriff kommen kann, die in der Umfangsfläche eines Halters 80 für jedes Werkzeug
gebildet ist. Jede der beiden Gleitflächen 102 ist so angeordnet, daß sie mit einer
der vertikalen Flächen 261 der beiden Schienen 26 in Berührung kommen kann. Jedes
Paar Rollen der beiden Rollenpaare 103 ist so angeordnet, daß das Rollenpaar mit
der oberen bzw.
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unteren horizontalen Fläche 262 der Schienen 26 in Berührung kommen
kann. Die umlaufenden Muttern 104 sind jeweils an dem Körper 100 drehbar gelagert
und so angeordnet, daß sie mit einer der feststehenden Spindeln 24 in Gewindeeingriff
gebracht werden können. Jede umlaufende Mutter 104 ist mit einem Kettenrad 105 versehen,
welches an ihr konzentrlscl} befestigt ist, und eine Kette 106 ist um die drei Kettenrad
der 105 geschert.
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Das Antriebszahnrad 107 ist auf einer Seitenfläche des Körpers 100
drehbar gehaltert, so daß es auf der umlaufenden Welle 20 verschiebbar ist, und
mit einem Keil 108 versehen, der in die Keilnut 23 der umlaufenden Welle 20 einfaßt.
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Die Kupplungseinrichtung 70 enthält einen Hebel 71, der an einem Lagergehäuse
des Antriebszahnrades 107 drehbar auf gehängt ist, eine Zwischenwelle 72, die den
Hebel 71 durchdringt, so daß er auf ihr drehbar abgestützt ist, und ein Zwischenzahnrad
73, das an einem Ende der Zwischenwelle 72
befestigt ist, wobei
das Zwischenzahnrad 73 mit dem Antriebszahnrad 107 in Eingriff ist, ein Kupplungszahnrad
74, das an dem anderen Ende der Zwischenwelle 72 befestigt ist, einen Luftzylinder
75, der an dem Körper 100 befestigt ist, wobei eine Stange 751'des Luftzylinders
75 an einem unteren Ende des Hebels 21 angelenkt ist, und ein angetriebenes Zahnrad
76, das mit dem Kupplungszahnrad 74 in Eingriff gebracht werden kann, wobei das
angetriebene Zahnrad an einer der umlaufenden Muttern 104 zusammen mit dem Kettenrad
105 befestigt ist. Der Luftzylinder ist mit einem Magnetventil. 750 versehen.
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Der Schlitten 200 ist für den Zweck vorgesehen, die Platten 101 der
Verschiebeeinrichtungen 11 bis 17 mit den Umfangsnuten 81 der Halter der Werkzeuge
1 bis 7 gleichzeitig in Eingriff zu bringen und die Platten von den Umfangsnuten
gleichzeitig zu trennen, und ist mit zwei Luftzylindern 203 versehen, deren Stangen
mit Vorsprüngen 202 der beiden Seitenplatten 201 verbunden sind, und mit weiteren
Einrichtungen, die für das Bewegen des Schlittens notwendig sind. Eine weitere Erläuterung
des Schlittens 200 erübrigt sich, weil der Schlitten nichts mit der Erfindung zu
tun hat.
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Die Vorrichtung nach der ErEindung enthält jedoch eine Vorrichtung,
dnichtmit einem Schlitten versehen ist und in welcher Teile fest eingebaut sind,
die vorerwähnten Teilen entsprechen, welche an dem Schlitten 200 eingebaut sind.
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Weiter beschreiben die oben erwähnte US-Patentschrift und die DE-OS
28 44 569 Schlitten, die dem Schlitten der hier beschriebenen Ausführungsform gleichen.
Eine weitere Beschreibung des Schlittens erübrigt sich deshalb.
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Ein weiteres besonderes Merkmal der Ausführungsform ist, daß jede
Verschiebeeinrichtung mit mehreren umlaufenden Muttern versehen ist, und daß die
Muttern in Gewindeeingriff
mit mehreren feststehenden Spindeln
sind und gedreht werden, um die zugeordnete Verschiebeeinrichtung zu bewegen, und
daß die Kraft zum Drehen der Muttern von einer umlaufenden Welle geliefert wird.
In der hier beschriebenen Ausführungsform kann jede Verschiebeeinrichtung dank dieses
Merkmals mit hoher Geschwindigkeit ruckfrei bewegt werden.
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In der Vorrichtung nach der Erfindung sind die Verschiebeeinrichtungen
jeweils nicht mit einem Signalgenerator versehen, während die umlaufende Welle zum
Bewegen der Verschiebeeinrichtungen mit einem Signalgenerator versehen ist. Demgemäß
ist das Steuersystem einfach, und die Vorrichtung kann die Werkzeuge oder die Werkzeugpaare
genau poisitionieren.