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Werkzeugwechselvorrichtung für ringförmige
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Werkzeuge Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung
für ringförmige Werkzeuge wie Messerringe,Mahlringe, Schlägerräder, Siebringe und
dgl. in Arbeitsmaschinen wie Zerspanern od. dgl., mit einer Gleitvorrichtung und
einer Vorschubeinrichtung zum Ausschub ds Werkzeugs0 Es ist seit langem bekannt,
die dem Verschieiß unterliegenden Messer beispielsweise eines Messerringes in einem
Messerring-Zerspaner einzeln aus dem Messerring auszuschieben. Bei weiterentwickelten
Zerspanern können mehrere Messer, die auf einen Segment des Messerrings betestigt
sind, gleichzeitig Ausgeschoben werden. Um die Still*ardszeiten bein Messerwechsel
noch weiter zu verkürzen, ist es bekannt, den komplex ten Messerring zu wechseln.
Bei konischen Messerringen wird für den Messerringwechsel der Messerring als Ganzes
mit einem an der Maschine angebrachten Schwenkkran ausgehoben. Bei kleineren Zerspanern
kann der Ausbau mit einer fahrbaren oder stationären Ausbauvorrichtung von Hand
erfolgen.
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Bei größeren Zerspanern mit rotierendem Messerring muß für den Messerringwechsel
ein Ausbauschlitten an der Maschine befestigt werden, auf welchem der Messerring
mit Abdrück- und Hubvorrichtungen ausgeschoben wird. Bei größeren Zerspanern mit
feststehendem Messerring steht der Messerring auf den verlängerten Kolbenstangen
von zwei im unteren Maschinengehäuse
fest installierten Hydraulikzylindern.
Diese Zylinder dienen gleichzeitig als Abdrück- und Hubvorrichtung.
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Der Nachteil einer solchen Werkzeugwechselvorrichtung ergibt sich
zwangsläufig durch die unvermeidliche Verschmutzung durch Harz und feinste Holz-
und Schmutzstäube der sich im Material-austrag befindenden Kolbenstangen. Durch
diese Verschmutzung ergeben sich unterschiedliche Reibwerte in den Kolbenstangenführungen
und, hierdurch bedingt, ungleichmäßige Vorschubbedingungen und Vorschubgeschwindigkeiten
der beiden Hydraulikzylinder. Hierdurch erfolgt ein Verkanten und Verklemmen des
Messerrings, wobei es nicht auszuschließen ist, daß nur ein Zylinder vorfährt und
der andere festsitzt. Somit ist die Gefahr nicht auszuschließen, daß der Messerring
durch den vorfahrenden Zylinder ausgestoßen wird und durch die fehlende Auflage
auf dem zweiten Zylinder aus dem Gehäuse fällt, was zu nicht unerheblichen Schäden
am Messerring führen kann.
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Die gleiche Gefahr besteht beim Einziehen des Messerrings durch die
beiden Zylinder in den Zerspaner. Durch das Absetzen des schweren Messerringes direkt
auf die verlängerten Kolbenstangen der beiden Hydraulikzylinder ergeben sich bei
jedem Messerringwechsel stoßartig Beansprt hungen auf die Kolbendicnw tungen der
beiden Hydraulikzylinder. Hierdurch wird das ungleichmäßige Arbeiten der beiden
Hydraulikzylinder noch verstärkt. Da die Kolbendichtungen somit einem erhöhten Verschleiß
unterliegen, ist ein häufigeres Auswechseln dieser Kolbendichtungen erforderlich,
was zu erhöhten Stillstandszeiten des Zerspaners führt. Um die stoßartige Belastung
durch das Aufsetzen des Messerrings beim Messerringwechsel auffangen zu können,
müssen die beiden Hydraulikzylinder deshalb größer ausgelegt werden, als für das
Abdrücken und Abstoßen des Messerringes erforderlich wäre. Dies bedingt zwangsläufig
eine größere Auslegung des die Zylinder antreibenden Hydraulikaggregates und damit
erhöhten Energiebedarf als für das Abdrucken
und Ausstoßen des Messerringes
erforderlich wäre.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Werkzeugwechselvorrichtung
der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, mit der betriebssic-her bei kurzen
Stillstandszeiten der Maschine sowohl für rotierende als auch für stationäre Werkzeuge
der Werkzeugwechsel problemlos vorgenommen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
zum Inhalt.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
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Es zeigt Fig. 1 einen schematischen horizontalen Querschnitt durch
einen Messerring-Zerspaner mit einer tfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung,
bei der die Gleitschienen zusammen mit dem Werkzeug ausfahrbar sind, Fig. 2 eine
Vorderansicht des Zerspaners gemäß Fig. 1, Fig. 3 schematisch stark vereinfacht
einen vertikalen Querschnitt durch den Zerspaner gemäß Fig. 1 in der Betriebsstellung,
Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung mit dem Werkzeug in der Ausbaustellung,
Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch einen Messerringzerspaner mit einer erfindungsgemäßen
Werkzeugwechselvorrichtung mit anbaubaren, bei der Werkzeugwechselung stationären
Gleitschienen, auf denen das Werkzeug verschiebbar
ist, in einer
Darstellung entsprechend Fig. 3, Fig. 6 den Zerspaner gemäß Fig. 5 in einer Fig.
4 entsprechenden Darstellung mit ausgefahrenem Werkzeug, Fig. 7 in vergrößerter
Darstellung einen Schnitt durch die Befestigung des Werkzeugs am Ausbauschlitten,
Fig. 8 eine bevorzugte Ausführungsform der Befestigung des Werkzeugs an einer Trägerscheibe
in einem Schnitt gemäß Linie VIII-VIII gemäß Fig. 9 und Fig. 9 einen Schnitt gemäß
Linie IX-IX in Fig. 8.
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Wie insbesondere aus den Fis. 1 und 2 ersichtlich ist, läuft in einem
Maschinengehäuse 1 eines Zerspaners ein verschiebbarer Ausbauschlitten 2 auf zwei
Gleitschienen 3 und 3', die in hinteren Führungen 4 und 4' und in vorderen Führungen
5 und 5' des Maschinenyehäuses 1 gelagert sind, wobei die Gleitschienen 3 und 3'
über eine Traverse 3" starr miteinander verbunden sind. Der Vorschub des Ausbauschlittens
2 erfolgt über eine an der Traverse 3" mittig angreifende Vorschubeinrichtung 6,
die durch eine Spindel, Zahnstange od. dgl. gebildet sein kann, im Beispielsfalle
jedoch bevorzugt als Xraftzylinder ausgebildet ist, der mittels einer Pumpe 7 mit
Druckmittel, vorzugsweise Hydrauliköl, versorgt wird. Beim Vorschieben des Ausbauschlittens
2 in Richtung 8 sichert ein am Ausbauschlitten 2 angeordneter Sicherungs-bolzen
9, der sich in eine Bohrung 10 des Werkzeugs 11 erstreckt, das Werkzeug 11, im Beispielsfalle
einen Messerring, gelen Verdrehen in Richtungen 12 und 12' sowie gegen Kippen nach
vorne in Richtung 13. Nach der Absicherung des Werkzeuges 11 mittels des Sicherungsbolzens
9 und nach der Lösung von zwischen dem Werkzeug 11 und einer Trägerscheibe 15 vorgesehenen
Kupplungatementen 20, die weiter unten noch näher erläutert werden, wird das Werkzeug
11 mit Abdruckflächen 14 und 14' des Ausbauschlittens 2 von der
Trägerscheibe
15 abgedrückt und aus der mit 16' bezeichneten Betriebsstellung in die mit 16 bezeichnete
Ausbaustellung vorgeschoben.
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Die Lagesicherung des Werkzeuges II während dieser Bewegung durch
Sicherungsbolzen 9 ist in Fig. 7 näher veranschaulicht, die für sich selbst spricht
und auf die wegen weiterer Einzelheiten ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Mit einem Hebezug wird das ausgeschobene Werkzeug 11 von den Gleitschienen
3 und 3' abgehoben und gegen ein neues Werkzeug 11' ausgetauscht, im Beispielsfalle
einen mit geschärften Messern bestückten zweiten Messerring. Nach dem Aufsetzen
des Austauschwerkzeuges 11' wird ein Sicherungsbügel 17 am Ausbauschlitten 2 befestigt,
der das Austauschwerkzeug 11' gegen Verdrehen in Richtung 12 bzw. 12' sowie gegen
ein Kippen in Richtung 8' sichert. Nach der Absicherung des Austauschwerkzeuges
11' mittels des Sicherungsbügels 17 wird das Austauschwerkzeug mit am Sicherungsbügel
17 vorgesehenen Andruckflächen 18 und 18' in die Betriebsstellung 16' geschoben
und auf die Trägerscheibe 15 yezogen. Nach der Befestigung des Werkzeuges 11' an
der T ägerscheibe 1 3 wird der .Sicherungbbügel 17 entfernt.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist das als Korb ausgebildete Werkzeug
11 oder 11' im Betrieb zu den Schienen 3 bzw. 3' und zum Ausbauschlitten 2 einen
Spalt 18 in der Größenordnung von beispielsweise 2 mm auf, so daß das Werkzeug 11
ohne Berührung mit dem feststehenden Ausbauschlitten 2 bzw. mit den Gleitschienen
3 und 3' umlaufend gehalten werden kann.
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Die Befestigung eines solchen rotierenden Werkzeuges 11 an der zugehörigen
Trägerscheibe 15 kann mittels einer Schraubenmutternverriegelung, Ringspannelementen
od. dgl. erfolgen.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung jedoch sind hierfür besondere
Kupplungselemente 20 vorgesehen, deren Ausbildung in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht
ist. Hiernach durchgreift das mit Befestigungsbolzen 21 versehene Werkzeug 11 in
der durch den Sicherungsbügel 17 bei der Einzugsbewegung gesicherten Drehstellung
entsprechende Ausnehmungen der Trägerscheibe 15, so daß die Befestigungsbolzen 21
auf der RUckseite der Trägerscheibe 15 vorragen. Die Befestigungsbolzen 21 sind
mit Längsschlitzen versehen oder weisen sonstige Anschlagflächen für Keile 22 auf,
die an der Rückseite der Trägerscheibe 15 radial nach außen schiebbar sind und dabei
über den zugeordneten Befestigungsbolzen 21 das Werkzeug 11 fest an die Trägerscheibe
15 ziehen. Beim Betrieb mit rotierendem Werkzeug 11 wird diese Riegelstellung der
Keile 22 durch Fliehkraft gesichert und unterstützt.
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Um im Anschluß an den Werkzeugwechsel bei feststehendem Werkzeug 11
eine entsprechende Befestigung des Werkzeugs 11 an der Trägerscheibe 15 vornehmen
zu können, sind die Keile 22 durch Federn 23 in ihre Riegelstellung belastet. Im
Beispielsfalle ist die Feder 23 als Tellerfeder ausgebildet und in einem Zylinder
25 anyeoidnet, dessen Kolben von der Feder 23 beaufschlagt wird und über eine entsprechende
Kolbenstange mit dem Keil 22 starr verbunden ist. An der der Feder 23 gegenüberliegenden
Seite des Kolbens innerhalb des Zylinders 25 ist eine Druckkammer 24 vorgesehen,
in welche in nicht näher dargestellter Weise ein Druckmittelanschluß mündet, so
daß die der Feder 23 abgewandte Rückseite des Kolbens unter Druckmitteldruck gesetzt
werden kann und so die Feder 23 zusammendrückbar ist.
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Während des Werkzeugwechsels wird die Druckkammer 24 beispielsweise
mit Hydrauliköl aus der Pumpe 7 unter Druck gesetzt, so daß die Keile 22 radial
eingezogen werden und die Befestigungsbolzen 21 frei sind. Wenn das Austauschwerkzeug
11' in der
Betriebsstellung an der Trägerscheibe 15 angelangt ist,
so wird der Druckmitteldruck in den Druckkammern 24 abgebaut, so daß die Keile 22
unter dem Einfluß der Federn 23 radial nach außen geschoben werden und die Befestigungsbolzen
21 sichern, wobei diese Riegelstellung der Keile 22 im Betrieb durch Fliehkraft
zusätzlich gesichert ist.
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In den Fig. 5 und 6 ist eine gegenüber den Fig. 3 und 4 abgewandelte
Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, bei der nicht das Werkzeug 11 zusammen
mit den Gleitschienen 3 und 3' axial ausgeschoben, bzw. das Austauschwerkzeug 11
axial eingezogen wird, sondern vielmehr das Werkzeug 11 bzw.
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das Werkzeug 11' auf während des Werkzeugswechsels feststehenden Gleitschienen
3 und 3' gleiten können. In diesem Falle sind die Gleitschienen 3 und 3' im normalen
Betrieb des Zerspaners ausgebaut und werden für einen bevorstehenden Werkzeugwechsel
in die in Fig. 5 veranschaulichte Ausbauposition eingesetzt.
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In dieser Stellung sitzen die Gleitschienen 3 und 3' ebenfalls in
Führungen 4, 4' bzw. 5, 5', welche sowohl in vertikaler als auch in horizontaler
Richtung Kräfte aufnehmen. Während das Werkzeug bei der Ausführungsform gemäß den
Fig. 3 und 4 zu-3ammen mit den Gleitsehienen 3 und 3' auf den Ausbauschlitten 2
geschoben wird, wobei der Antrieb durch die Vorschubeinrichtung 6 über die Traverse
3" erfolgt, wird das Werkzeug 11 im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6
auf den Gleitschienen 3 und 3' geschoben, wobei die Vorschubeinrichtung 6 über die
Traverse 3" direkt auf das Werkzeug 11 drückt.
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In jedem Falle befindet sich der Teil des Zerspaners bildende, verschiebbare
Ausbauschlitten 2 während des Betriebs außerhalb des MahE oder Arbeitsraumes und
ist so vor Verschmutzungen geschützt. Ebenso ist der die Vorschubeinrichtung 6 bildende
Hydraulikzylinder od. dgl. nicht von Mahuut beaufschlagt und daher ebenfalls vor
Verschmutzungen geschützt. Daher ist die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung
besonders betriebssicher.
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L e e r s e i t e