TOOL MACHINE FOR MACHINING WORKPIECES WITH DIFFERENT TOOLS

Abstract: The machine tool has a spindle housing (16) with a main spindle (17) mounted therein in an axially non-displaceable manner. The spindle housing (16) is vertically movable relative to the machine frame and the tool table. Arranged around the spindle housing (16) is a number of tool-change devices (31), each of which has a guide rod (35) which is guided in a longitudinally displaceable manner and is coupled to one separate power drive (45) each for an axial displacement. Each guide rod (35) has a holding arm (41) which is pivotably guided around the longitudinal axis (44) of the guide rod (35) and which has holding elements (42) for a tool holder (21). Each holding arm (41) can be pivoted by means of a pivoting device (51) so that the holding element (42) is one moment in alignment with the main spindle and the next moment is out of alignment with the same. The pivoting devices (51) each have a cam (55) and a follow-up member (56) interacting with it. A spring element (54) presses apart the part (37) coupled to the cam (55) and the part (36) coupled to the follow-up member (56). The piston drives (45) are attached to a common supply line whose working pressure is set in such a way that the piston force of the piston drives (45) is only slightly greater than the maximum force of the spring element (54). In addition, a vent valve is connected in the common supply line of the piston drives (45), which vent valve partly vents the common supply line of the piston drives (45) for a brief period just before a lowered piston drive (45) changes over to the upward movement. <IMAGE>

Description: Werkzeugmaschine für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken mit verschiedenen Werkzeugen Bei Werkzeugmaschinen, die für di# spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken mit verschiedenen Werkzeugen eingesetzt werden, gibt es Werkzeugwechselvorrichtungen mit einem Greifer oder Lader und mit einem Magazin für die zu wechselnden Werkzeughalter, an denen unterschiedliche Werkzeuge befestigt sind. Dabei holt die Werkzeugwechselvorrichtung je einen Werkzeughalter aus dem Magazin und bringt ihn zur Einspannstelle an der Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine übernimmt den Werkzeughalter von der Werkzeugwechselvorrichtung durch eine gesonderte Ubernahmebewegung, des den Werkzeughalter aufnehmenden Teils der Werkzeugmaschine, d.h. im allgemeinen der Hauptspindel. Danach zieht sich entweder die Werkzeugwechselvorrichtung von der Einspannstelle in eine Wartestellung zurück oder die Hauptspindel der Werkzeugmaschine fährt von der Werkzeugwechselstellung in die Arbeitsstellung zurück. Beim nächsten Werkzeugwechsel fährt entweder das Ladegerät wieder an die Einspannstelle heran und übernimmt den Werkzeughalter von der Hauptspindel, die ihn in einer gesonderten Entladebewegung abgibt oder die Hauptspindel fährt aus der Arbeitsstellung in die Werkzeugwechselstellung und übergibt dort den Werkzeughalter an die Werkzeugwechselvorrichtung. Letztere bringt den Werkzeughalter in das Magazin zurück und holt dort den nächsten Werkzeug halter ab. Bei diesen Werkzeugwechselvorrichtungen ist die Werkzeugwechselzeit verhältnisme#ig gross, weil dabei entweder die Wechselvorrichtung oder auch die Hauptspindel oder auch beide Teile Relativbewegungen zueinander ausführen. Ausserdem müssen bei diesem System sehr viele aufwendige Bewegungsabläufe hinsichtlich der Bewegungsstrecke und der Genauigkeit der Positionierung ausgeführt werden, weil die Werkzeugwechselvorrichtung von ausserhalb der Werkzeugmaschine an diese ausreichend genau herangeführt werden muss oder umgekehrt. Dazu sind ausserdem an den Werkzeughaltern Greifernuten oder andere Greifelemente erforderlich, die ein sicheres und genaues Erfassen der Werkzeughalter überhaupt erst ermöglichen. Der steuertechnische Aufwand ist bei diesen Systemen beträchtlich gross. Daneben gibt es eine Werkzeugwechseleinrichtung, bei der die Werkzeuge von Greifern ständig erfasst gehalten werden. Diese Greifer sitzen an der Koppel eines Parallellenkerpaares. Damit werden sie zwischen einer Ubergabestellung und einer Ruhestellung oder Magazinstellung parallel zu sich selbst hin und her geschwenkt. Bei dieser Werkzeugwechselvorrichtung können die Greifer mit dem Werkzeug stets verbunden bleiben. Aufgrund der ausholenden Schwenkbewegung erfordert diese Einrichtung aber einen verhältnismässig grossen Freiraum, der frei von anderen Vorrichtungen gehalten werden muss. Aufgrund der endlichen Länge der Parallellenker im Hinblick auf eine erträgliche Grösse des Freiraums für die Schwenkbewegung besteht zwischen dem in der Hauptspindel sitzenden Werkzeughalter und dessen Werkzeug und den in der Magazinstellung stehenden Werkzeughaltern mit deren Werkzeugen nur ein begrenzter Höhenabstand. Bei Werkzeugen, die eine grössere Längserstreckung vom vorderen Ende des Werkzeughalters aus haben, ragt dieses Werkzeug sehr weit abwärts in Richtung auf den Werkstücktisch hin vor. Das kann zur Folge haben, dass die Vorschubbewegung zwischen der Hauptspindel und dem Werk zeugtisch auf verhältnismässig kleine Werte beschränkt werden muss. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeug maschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung zu schaffen, bei der einerseits die Greifer ständig am Werkzeughalter anliegen können und bei der andererseits ein verhälfnis- mässig geringer Freiraum für die Werkzeugwechselvorgänge erforderlich ist und zugleich ein verhältnismässig grosser Höhenabstand zwischen den in der Bereitachaftsstellung befindlichen und dem in der Hauptspindel eingespannten Werkzeug gegeben ist. Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Mittels der Führungsstariger und der zugeordneten Führungen kann je ein Werkzeughalter aus der vom Werkstücktisch weit zurückgezogenen Ruhestellung zunächst in eine Übergabestellung abgesenkt werden, dann mittels der Schwenkvor- richtung um die Längsachse der Führungsstsriq bis in die Fluchtlinie der Hauptspindel hinübergeschwenkt werden und mittels einer Relativbewegung der Führungsstange gegenüber der Hauptspindel in die Hauptspindel eingesetzt werden, o er von deren Spannvorrichtung festgespannt wird. Umgekehrt kann der in der Hauptspindel sitzende Werkzeughalter durch eine Relativbewegung zwischen der Führungestange und der Hauptspindel aus letzterer herausgeführt werden, mittels der Schwenkvorrichtung wieder aus der Fluchtlinie der Hauptspindel herausgeschwenkt werden sowie mittels einer Längsbewegung der Führungsstange wieder in die Ruhestellung zurückgeführt werden. Dabei muss der Werkzeughalter lediglich eine solche Schwenkbewegung ausführen, dass er gerade ausserhalb der relativen Bewegungsbahn des Spindelgehäuses steht. Darüber hinausgehende Bewegungen sind nicht erforderlich. Die Führungsstangen und ihre Längsführungen können also sehr eng um die Hauptspindel und um das Spindelgehäuse herum angeordnet sein. Der ausserhalb des verhältnismässig geringen Bewegungsraurnus r,sr Werkzeughalter und der Führungseinri chtuny gelegene Raun steht für andere Teile der Werkzeugmaschine frei zur Ver fügung. Dadurch dass die Haltearme in der aus der relativen Bewegungsbahn der Hauptspindel herausgeschwenkten Stellung lediglich eine Längsbewegung in lotrechter Richtung, d.h. parallel zur Längsachse der Hauptspindel, ausführen, karin diese Längsbewegung beliebig weit ausgeführt werden. Die Werkzeughalter können also in eine gegenüber dem Werkzeugtisch # schausreichend weit zurückgezogene oder angehobene Stellung verfahren werden, die bei der bekannten Vorrichtung durch die endliche Länge der Parallellenker beschränkt ist. Durch eine Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 wird eine verhältnismässig einfache und billig herzustellende Schwenkvorrichtung geschaffen, die ledig- lich eines geradlinigen Krftantriebes bedarf, der ver hältnismässig einfach durch hydraulische oder pneumatische Kolbenantriebe verwirklicht werden kann. Durch eine Weiterbildung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 wird eine sehr kompakte, raumsparende Ausführungsform der Schwenkvorrichtung geschaffen. Bei der Weiterbildung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 muss der Kraftantrieb nicht zwischen den beiden Tei3en der Führungsstange eingeschaltet werden, sondern er kann auf die Betätigung des einen Teils der Führungsstange beschränkt weiden, was eine weitere Vereinfachung der Schwcnkvorri chtuny und eine Erleichterung der Leitungsführung für die Energiezuführung ergibt. Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 5 kann ein gesonderter Kraftantrieb für jede einzelne Führungsstange eingespart werden. Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 6 ist der in die Hauptspindel aufgenommene Werkzeughalter vom Haltearm in axialer Richtung abgehoben. Dadurch kann jede Drehlagerung am Haltearm für die Werkzeughalter entfallen, wodurch sowohl der Tragarm wie auch die Werkzeughalter einfacher und billiger gestaltet erden können. Bei einer Weiterbildung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 7 kann ein aus der Spindel abgegebener Werkzeughalter vom Tragarm sicher und Puverlässjg aufgenommen werden, gewissermassen aufgefangen werden, wobei die kegelstumpfförmigen Auflageflächen für eine Zentrierung des Werkzeughalters am Tragarm sorgen, ohne dass es dazu einer sehr genauen Einstellung des Tragarmes auf die Fluchtlinie der Hauptspindel bedarf. Die kegelstumpfförmigen Auflageflächen haben den weiteren Vorteil, dass der Werkzeughalter am Tragarm spiel frei gehalten wird und er bei den Beschleunigungen und Verzögerungen anlässlich von Schwenk bewegungen des Tragarmes keine Kippbewegungen am Haltearm ausführt. Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 8 wird durch die Positioniervorrichtung ein Werk zeughalter hinsichtlich seiner Drehstellung am Tragarm stets so ausgerichtet, dass der an ihm vorhandene Teil der Mitnehmervorrichtung stets genau auf den entsprechenden Teil der Mitnehmervorrichtung an der Hauptspindel ausge richtet ist, sofern diese für den Werkzeugwechsel durch eine entsprechende Steuerung ihres Antriebes stets in der gleichen Drehstellung stillgesetzt wird. Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 9 können die Haltelemente des Tragarms von dem in der Hauptspindel sitzenden Werkzeughalter seitlich weyge- schwenkt werden. Die Halteelemente können daher auf einen verhältnismässig kurzen Längenabschnitt des Werkzeughalters beschränkt werden, wobei sie in einer Schwenkebene in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche der Hauptspindel ange ordnet werden können. Ausserdem benötigen sie bei ihrer Freigabebewegung keinen axialen Bewegungsraum. Bei einer Weiterbildung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 wird eine Betätigungsvorrichtung geschaffen, die allein durch die Annäherungsbewegung des Tragarms an das Spindelgehäuse betätigt wird. Im Bedarfsfalle kann diese Betätigungsvor richtung aber auch durch einen relativ zum Spindelgehäuse bewegbar geführten und mit einem Kraftantrieb gekoppelten Anschlag betätigt werden. Eine Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 11 berücksichtigt den Umstand, dass in Industrie- und Hand werksbetrieben die Druckluftnetze zur Versorgung druckluftbetätigter Geräte oder mit Druckluft angetriebener Maschinen in der Regel auf einen Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck von 6 bar eingestellt sind. Je nach der Kolbenfläche der in der Werkzeugmaschine verwendeten Kolbenantriebe ruft ein solcher Überdruck eine Kolbenkraft hervor, die bei den zu bewegerlden Teilen je nach ihrer Masse eine bestimmte Beschleunigung bewirkt. Da die Kolbenantriebe in der Regel aus einer vorgegebenen Typenreihe nach bestimmten konstruktiven Gesichtspunkten ausgewählt werden, ergäbe sich durch den normalen Netzdruck eine so grosse Kolbenkraft, dass der untere Stangenteil mit dem Haltearm und dem Werkzeughalter nach dem Auftreffen am ersten Anschlag eine so grosse Drehbeschleunigung erführe, dass der Haltearm mit einer sehr grossen Endgeschwindigkeit seine Endstellung in der Fluchtlinie der Längsachse der Hauptspindel erreichen würde. Diese Schwenkgeschwindigkeit müsste dann schlagartig auf Null abgebremst werden, was hohe Beschleunigungskräfte mit entsprechend starken Bean- spruchungen der miteinander zusammenwirkender, Teile hervorrufen würde. Durch die Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 11 wird dann, wenn für einen der Kolbenantriebe das Steuerventil in seine Arbeitsstellung umgeschaltet wird, die mit dem Kolbenantrieb gekoppelte Führungsstange wie sonst auch abgesenkt, bis der Stangenteil mit dem Haltearm auf den ersten Anschlag auftrifft und er von da an diese Höhenstellung beibehält. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des zweiten Stangenteils wird nicht nur infolge der Relativbewegung @wischen dem Nach führglied und der Steuerkurve der erste Stangenteil mit dem Haltearm einwärts verschwenkt, sondcrn auch das Federelement zwischen den beiden Stangenteilen zuamen- gedrückt. Dadurch, dass der Druckwert der Druckluft in der Versorgungsleitung unter Berücksichtigung der konstruktiven und physikalischen Gegebenheiten der Kolbenantriebe und der Führungsatangen vor allem auf die anwachsende Gegenkraft dieses Federelementes abgestimmt ist, wird die Antriebskraft des Kolbenantriebes zunehmend von dem Federelement aufgefangen und dadurch sowohl die Relativbewegung der beiden Stangenteile wie such die Schwenkbewegung des Haltearmes zunehmend verzögert. Dadurch erreicht der Schwenkarm mit verhältnismässig geringer Endgeschwindigkeit seine Endstellung in der Fluchtlinie der Hauptspindel, wobei die verbliebenen Beschleunigungskräfte von der Schwenkvorrichtung ohne weiteres aufgenommen werden können. Der Druckwert in der Versorgungsleitung wird dabei zweckmässigerweise so eingestellt, dass in der Endstellung des Schwenkarmes noch ein kleiner Schwenkkraftüberschuss vorhanden ist, so dass auch bei unterschiedlichen Reibungswerten in den verschiedenen Führungen die Endstellung des Schwenkarmes mit Sicherheit erreicht wird. Wenn bei einem Werkzeugwechsel der zuletzt in der Hauptspindel sitzende Werkzeughalter aus dieser in axialer Richtung herausgefahren worden ist. und aus deren Fluchtlinie herausgeschwenkt werden soll. und anschliessend zusammen mit der Führungsstange in die Ruhestellung angehoben werden solls dann wird eine kurze Zeitspanne vor dem Umschalten des Steuerventils des betreffenden Kolbenantriebes durch das in die gemeinsame Versorgungsleitung aller Kolbenantriebe eingeschaltete Entlüftungsventil die gemeinsame Versorgungsleitung vorübergehend entlüftet. Dadurch sinkt der Überdruck sowohl in der gemeinsamen Versorgungsleitung wie auch in den Zylindern. der daran ange- schlossenen Kolbenantriebe ab. Wenn dann das Steuerventil des Kolbenantriebes mit der abgesenkten Führungsstange aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung umschaltet, ¯?J3Id bei diesem Kolbenantrieb die oben gelegene Kolbenseite ins Freie entlüftet und die unten gelegene Kolbenseite an die Versorgungsleitung angeschlossen. Da darin der Ueberdruck stetig weiter absinkt, wird der Kolben dieses Kolbenantriebes zwar angehoben, aber mit einer verringerten Druckkraft, die während des Anhebens sogar noch abnimmt. Infolge der gleichzeitig stattfindenden Relativbewegung zwischen dem Nachführglied und der Steuerkurve wird der Haltearm aus der Fluchtlinie der Hauptspindel herausgeschwenkt. Diese Schwenkbewegung erfolgt mit abnehmender Beschleunigung, sö dass die Schwenkvorrichtung nur eine verhältnismässig geringe Endgeschwindigkeit auffangen muss. Wenn nach Ablauf der am Zeitschaltglied eingestellten Zeitspanne das Entlüftungsveriti 1 in der gemeinsamen Ver sorgungsleitung wieder geschlossen wird und diese Versorgungsleitung wieder mit der Druckquelle verbunden wird, muss zunächst der gesammte Rauminhalt der Versorgungsleitung einschliesslich der Zylinder sämtlicher Kolbenantriebe erst einmal aufgefüllt werden, ehe der Druck in diesen Räumen wieder seinen Ausgangswert erreichen kann. Da mit Ausnahme eines zweiten Kraftantriebes, der in der Zwischenzeit von der Programmsteuerung der Werkzeugmaschine in die abgesenkte Stellung gesteuert wurde, die übrigen Kolbenantriebe in ihrer angehobenen Ruhestelluny stehen, ist das Auffüllvolumen verhältnismässig gross. Die Versorgungsleitung und die Zylinder der in der Ruhestellung befindlichen Kolbenantriebe wirken somit als Puffervolumen für die einströmende Druckluft. Auch dadurch wird der noch anzuhebende Kolbenantrieb nicht sofort voll beschleunigt. Auch wenn das Entlüftungsventil schon umgeschaltet ist und es die Entlüftung der Versorgungsleitung beendet hat und diese bereits wieder mit der Druckquelle verbunden ist, noch ehe der Haltearm seine aussenliegende Schwenkstellung ganz erreicht hat, wird die durch die Pufferwirkung nur allmählich einsetzende Druckkraft an seinem Kolbenantrieb die Endgeschwirdigkeit ces Haltearmes nur wenig erhöhen. Dadurch bleiben die aufzufangenden Kräfte auch in diesem Falle noch verhältnismässig gering. Dadurch werden sowohl beim Einschwenken wie auch beim Ausschwenken der Haltearme mit den Werkzeughaltern nur solche Beschleunigungakrafte hervorgerufen, die von der Schwenkvorrichtung ohne Überlastung ihrer Teile aufgenommen werden können. Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 12 lässt sich der Druckwert in der gemeinsamen Versorgungsleitung aller Kolbenantriebe entsprechend deren Gegebenheiten optimal einstellen. Ausserdem werden dadurch die Kolbenantriebe der Wechselvorrichtungen von Schwankungen des Überdruckes im Druckluft-Versorgungsnetz unabhängig. Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 13 lässt sich die Werkzeugmaschine auch in bezug auf die Ausschwenkbewegung der Haltearme optimal einstellen und somit an Anderungen etwa der Masse der Werkzeughalter oder der daran angebrachten Werkzeuge anpassen. Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine ausschnittweise und teilweise geschnitten dar gestellte Ansicht einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung in einem bestimmten Betriebszustand; Fig. 2 eine Ansicht der Werkzeugmaschine nach Fig. 1 in einem anderen Betriebszustand; Fig. 3 eine ausschnittweise und teilweise geschnitten dar gestellte Ansicht einer abgewandelten Ausführungs form der Wechselvorrichtung an einer abgewandelten Werkzeugmaschine in einem bestimmten Betriebszu stand der Teile; Fig. 4 eine Ansicht wie Fig. 3 in einem anderen Betriebs zustand der Teile; Fig. 5 eine ausschnittweise dargestellte Draufsicht einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Wechsel vorrichtung; Fig. 6 eine Stirnansicht der Wechselvorrichtung nach Fig. 5; ; Fig. 7 eine ausschnittweise dargestellte Ansicht der Werk zeugmaschine mit einer Wechselvorrichtung nach Fig. 5; Fig. 8 eine teilweise geschnitten dargestellte Ansicht wie Fig. 7 in einem anderen Betriebszustand der Teile; Fig. 9 ein ausschnittweise dargestelltes Blockschaltbild eines Teils der Werkzeugmaschine nach Fig. 1 und 2. Die nur ausschnittweise dargeste3 1 te Werkzeu4nlsschirle weist ein nicht dargestelltes Maschinengestell auf, an dem ein ebenfalls nicht dargestellter Werkzeugtisch herkömmlicher Bauart angeordnet ist. Ausserdem ist am Maschinengestell eine primäre Längsführung für den Maschinenkopf vorhanden, an der dieser von Hand in der Höhe verstellt und daran festgeklemmt werden kann. Davon sind in Fig. 1 und 2 lediglich zwei Trierite 11 und 12 angedeutet, die ihrerseits eine sekundäre Längs führung 13 in Form einer Säulenführung tragen. Daran wiederum ist der eigentliche Arbeitskopf 14 in der Höhe verfahrbar geführt. Die Antriebsteile dazu sind nicht dargestellt. Der Arbeitskopf 14 weist eine Aufnahme 15 für ein Spindelgehäuse 16 auf, in dem eine Hauptspindel 17 drehbar gelagert ist. In Richtung ihrer Längsachse 18 ist die Hauptspindel 17 gegenüber dem Spindelgehäuse 16 unverschieblich. Ihre Zustell- und Vorschubbewegungen werden ausschliesslich mittels des Arbeitskopfes 14 und der sekut# dären Längsführung 13 ausgeführt. Die Hauptspindel 17 weist an ihrem dem Werkzeugtisch zugekehrten Ende, das ir Fig. 1 und 2 unten gelegen ist, einen Aufnahmekegel 19 auf, in den einzelne Werkzeughalter 21 eingesetzt werden können. Die Hauptspindel 17 weist ausserdem eine Spannvorrichtung 22 auf, rnittels der ein in die Hauptspindel eir- gesetzter Werkzeughalter festgespannt werden kann. Diese Spannvorrichtung 22 ist mit einem Tellerfedersatz 23 als Kraftquelle, mit einem hydraulischen Kolbenantrieb 2d zum Lösen und iit einer Zugstange 25 ausgerüstet, die den Tellerfedersatz 23 führt und dessen Federkraft auf die Spannvorrichtung 22 überträgt. Zum Lösen der Spannvorrichtung 22 drückt der Kolbenantrieb 24 die Zugstange 25 entgegen der Kraft des Tellerfedersatzes 23 in Richtung auf den Aufnahmekegel 19 hin, wodurch die an ihrem vorderen Ende angeordneten Spannbacken 26 den Einspannkopf 27 des betreffenden Werkzeughalters 21 freigeben. Die Hauptspindel 17 wird mittels eines Riementriebes 28 mit einem Zahnriemen 29 angetrieb, dessen nicht dargestellter Motorantrieb am Arbeitskopf 14 angeordnet ist. Die Werkzeugmaschine ist mit einer Anzahl Werkzeugwechsel vorrichtungen 31 ausgerüstet, die im folgenden kurz als Wechselvorrichtungen bezeichnet werden. Davon sind in Fig. 1 und 2 die beiden Wechselvorrichtungen 31.1 und 31.2 zu sehen. Die übrigen Wechselvorrichtungen, die in Bezug auf Fig. 1 teils vor und teils hinter der Zeichenebene angeordnet zu denken sind, wurden der besseren Klarheit der Zeichnung wegen nicht dargestellt. Jede Wechselvorrichtung 31 weist eine am Arbeitskopf 14 angeordnete Längsführung 32 auf, deren Führungsbahn parallel zur Längsachse 18 der Hauptspindel 17 ausgerichtet ist. Dazu gehören je eine Führungsbuchse 33 und 34 und eine Führungsstange 35. Die Führungsstange 35 ist in der Länge zweigeteilt und aus den beiden Teilen 36 und 37 zusammengesetzt. Die Führungsbuchse 33 ist am Arbeitskopf 14 unmittelbar angebracht. Die Führungsbuchse 34 ist an einer Führungsplatte 38 angebracht, die ihrerseits mittels einer Längsführung 39 am Arbeitskopf 14 geführt ist. Jede Führungsstange 35 weist an ihrem dem Werkstücktisch zugekehrten, in Fig. 1 unten gelegenen Ende einen Haltearm 41 auf, der mit dem unteren Teil 36 der Führungsstange starr verbunden ist. An dem von der Führungsstange 35 abgekehrten Ende weist jeder Haltearm 41 Halteelemente 42 auf, die in Fig. 1 und 2 im einzelnen nicht erkennbar sind. Mittel dieser Halteelemente 42 wird je ein Werkzeughalter 21 drehbar gehalten. Die Drehbarkeit kann dadurch gegeben sein, dass das Halteelement als Lager ausgebildet ist, oder dadurch, dass die Halteelemente etwa in Form von Gleitsteinen oder dergleichen ausgeführt sind, die ein gewisses Spiel zu den Gegenflächen an den Werkzeughaltern 21 haben. In jedem Falle sind die Halteelemente 42 so ausgebildet, und am Tragarm 41 so angeordnet, dass die durch sie vorgegebene Drehachse 43 eines von ihnen gehaltenen Werkzeughalters 21 von der Längsachse 44 der Führungsstange 35 einen Abstand hat, der zumindest annähernd gleich dem Abstand zwischen der Längsachse 44 der Führungsstange 35 und der Längsachse 18 der Hauptspindel 17 ist. Jede Führungsstange 35 ist mit einem eigenen Kraftantrieb in Form eines Kolbenantriebes 45 gekoppelt, mittels dessen sie zwischen einer zurückgezogenen Stellung (Fig. 1, rechts) und einer ausgefahrenen Stellung (Fig. 1, links) relativ zum Arbeitskopf 14 und zur Arbeitsspindel 17 auf und ab bewegt werden kann. Von diesen Kolbenantrieben 45 sind die Arbeitszylinder 46 gemeinsam mit der Führungsplatte 38 verbunden. Jede Kolbenstange 47 ist mit einem Tragarm 48 der zugeordneten Führungsstange 35 verbunden. Die Arbeitszylinder 46 sind an ihrem von der Führungsplatte 38 abgekehrten Ende gemeinsam ausserdem mit einer ringförmigen zweiten Führungsplatte 49 verbunden. Jede Führungsstange 35 ist mit einer Schwenkvorrichtung 51 ausgerüstet, mittels der ihr Haltearm 41 um ihre Längsachse 44 geschwenkt werden kann. Diese Schwenkvorrichtung 51 ist an der Übergangastelle vom unteren Teil 36 zum oberen Teil 37 der Führungsstange 35 angeordnet. Dazu ist das dem unteren Teil 36 zugekehrte Ende des oberen Teils 37 der Führungsstange 35 als Führungshülse 52 ausgebildet. Darin sind nicht dargestellte Gleitbuchsen angeordnet, zwecks besserer Führung des in die Führungshülse 52 sich hineinerstreckenden Endabschnittes des unteren Teils 36 der Führungsstange 35. Der Hohlraum 53 der Führungshülse 52 hat eine axiale Länge, die grösser 8ls die grösste Eintauchtiefe des Teils 36 ist. In dem verbleibenden Teil des Hohlraums 53 ist eine Schrauber,druck- feder 54 untergebracht, die die beiden Teile 36 und 37 der Führungsstange 35 in der Längsrichtung auseinanderdrückt. Zur Schwenkvorrichtung 51 gehören eine sowohl in axialer Richtung wie auch in Umfangsrichtung verlaufende Steuerkurve und ein Nachführglied. Sie sind in Längsrichtung in demjenigen Längenabschnitt der Führungsstange 35 untergebracht, in dem die beiden Teile 36 und 37 einander überdecken. Die Steuerkurve ist demnach im Bereich der Füh rungshüise 52 als radial durchgehender Steuerschlitz 55 ausgebildet. Das Nachführglied ist als Nachführstift 56 ausgebildet, der in einem diametral angeordneten Durchgangsloch des Stangenteils 36 sitzt und daraus um etwa die Wandstärke der Führungshülse 52 daraus hervorragt und in den Steuerschlitz 55 hineinragt. Die Abmessungen des Nachführstiftes 56 sind auf die Abmessungen des Steuerschlitzes 55 so abgestimmt, dass beide Teile möglichst ohne grosses Spiel Relativbewegungen zueinander ausführen können. Das dem Stangenteil 36 zugekehrte Ende des Steuerschlitzes 55 dient zusammen mit dem Nachführstift 56 zugleich als Längsanschlag für die beiden unter der Wirkung der Feder 54 stehenden beiden Teile 36 und 37 der Führungsstange 35. Zur Schwenkvorrichtung 51 gehört noch ein anderer Anschlag. Dieser wird einerseits durch die zweite Führungsplatte 49 und andererseits durch einen Anschlagring 57 gebildet, der mittels eines Befestigungsstiftes 58 am unteren Teil 36 der Führungsstange 35 angeordnet ist. Der Anschlagring 57 kann mit einem Lager ausgerüstet sein, das sich an der Führungsplatte 49 anlegt. Der Anschlagring 57 kann stattdessen auch selbst als Lager ausgebildet sein. Der Anschlagring 57 ist dabei so angeordnet, dass er bei einer Ausfahrbewegung der Führungsstange 35 gerade dann an der zweiten Führungsplatte 49 anschlägt, wenn der Stangenteil 36 mit dem Tragarm 41 seine Endstellung zunächst gegenüber der zweiten Führurigs- platte 49 erreicht hat. Daraus ergibt sich dann zusammen mit einer bestimmten Endstellung der beiden Führungsplatten 38 und 49 gegenüber dem Arbeitskopf 14 die gewünschte Endstellung des Tragarms 41 gegenüber dem Spindelgehäuse 16 (Fig. 2). Wie aus Fig. 1 und noch mehr aus Fig. 2 zu entnehmen ist, bilden die beiden Fürungapiatten 38 und 49 und die Arbeitszylinder 46 zusammen einen gemeinsamen Träger 61, für sämtliche Wechselvorrichtungen 31. Dieser gemeinsame Träger 61 wird hauptsächlich von der Längsführung 39 geführt, die zwei Führungssäulen 62 aufweist. Diese sind an ihrem unteren Ende mit einer Trägerplatte 63 fest verbunden, die an Seitenwangen 64 des Arbeitskopfes 14 befestigt ist. Diese Trägerplatte 63 dient zugleich als Halterung für den Kolbenantrieb 24, mittels dessen die Spannvorrichtung 22 gelöst werden kann. Die beiden Führungssäulen 62 sind ausserdem an ihrem oberen Ende mit einer gemeinsamen Anschlagplatte 65 verbunden. Jede der beiden Führungssäulen 62 ist von einer Schraubendruckfeder 66 umgeben, die sich einerseits an der unteren Trägerplatte 63 und andererseits an der ersten Führungsplatte 38 abstützen. Die beiden Schraubendruckfedern 66 sind so ausgelegt, dass sie den gemeinsamen Träger 61 mit allen daran angebrachten Teilen, insbesondere mit allen Wechselvorrichtungen 31, in der angehobenen Stellung (Fig. 1) halten, in der der gemeinsame Träger 61 mit seiner Führungsplatte 38 an der Anschlagplatte 65 anliegt. In der Mitte der Anschlagplatte 65 ist ein Durchgangsloch 67 vorhanden. In der Fluchtlinie dieses Durchgangsloches ist ein Anschlagstift 68 angeordnet, der an einem Tragarm 69 befestigt ist, der als Verlängerung des Tragelementes 12 ausgebildet ist, welches mit dem nicht dargestellten Arbeitskopf der Werkzeugmaschine verbunden ist. Die lichte Weite des Durchgangsloches 67 ist grösser als der Aussendurchmesser des Anschlagstiftes 68, so dass dieser frei durch das Durchgangsloch hindurchtreten kann, wenn der Arbeitskopf 14 an der Säulenführung 13 in die Höhe gefahren wird. In einer bestimmten Höhenstellung des Arbeitskopfes 14 trifft der Anschlagstift 68 auf die obere Führungsplatte 38 und hindert den gemeinsamen Träger 61 an einer weiteren Aufwärtsbewegung gemeinsam mit dem Arbeitskopf 14. Der Träger 61 führt daher eine Relativbewegung gegenüber dem Arbeitskopf 14 aus, wie das aus einem Vergleich der beiden Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Die dabei miteinander zusammenwirkenden Teile sind hinsichtlich ihrer Ausbildung und Anordnung so aufeinander abgestimmt, dass die relative Bewegungsstrecke des Trägers 61 gegenüber dem Arbeitskopf 14 mindestens gleich dem Be- und Entladehub der Werkzeughalter 21 an der Hauptspindel 17 ist, der aus einem Vergleich der Relativstellung der Wechselvorrichtung 31.1 gegenüber der llauptspindel 17 in Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Im einzelnen ergibt sich diese Bewegungsstrecke aus dem Mass, um das der Anschlagstift 68 nach unten in die Bewegungsbahn der Führungsplatte 38 hineinragt, und zwar bezogen auf die höchste Höhenstellung des Arbeitskopfes 14, in die er durch seinen Vorschubantrieb verfahren wird. Der dem Träger 61 zugekehrte Endabschnitt des Anschlagstiftes 68 ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Die Mantelfläche des Kegelstumpfes bildet eine Anlaufschräge und damit eine Steuerfläche 71 für ein Tastglied 72 eines hydraulischen Schalters 73. Dieser Schalter 73 schaltet die Betriebsmittelzufuhr zu dem Kolbenantrieb 24 ein und aus. Der Schalter 73 ist in Bezug auf die Steuerfläche 72 so angeordnet, dass der Kolbenantrieb 24 dann betätigt wird, wenn der Arbeitskopf 14 über diejenige Betriebsstellung hinaus aufwärts fährt, bis zu der die Spannvorrichtung 22 geschlossen bleiben soll. Bei einer weiteren Aufwärtsbewegung des Arbeitskopfes 14 bis hin in die Werkzeugwechselstellung (Fig. 2) wird der Kolbenantrieb 24 über den Schalter 73 betätigt und die Spannvorrichtung gelöst, so dass von da an der in der Hauptspindel 17 sitzende Werkzeughalter 21 von der zugehörigen Wechselvorrichtung 31 im Zuge der dann einsetzenden Relativbewegung zwischen dem gemeinsamen Träger 61 und dem Arbeitskopf 14 aus der Hauptspindel 17 herausgefahren werden kann. Bei dem umgekehrten Bewegungablsuf wird die Spannvorrichtung 22 erst dann wieder geschlossen, wenn durch die umgekehrte Relativbewegung zwischen dem gemeinsamen Träger 61 und dem Arbeitskopf 14 der dann bereitgestellte Werkzeughalter 21 in die Hauptspindel 17 vollständig eingesetzt ist. Die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine und ihrer Werkzeugwechselvorrichtungen ist folgende: In der aus Fig. 1 ersichtlichen Betriebsstellung des Arbeitskopfes 14 sitzt der von der Wechselvorrichtung 3.1 gehaltene Werkzeughalter 21 mit seinem Werkzeug in der Hauptapindel 17. Alle übrigen Wechselvorrichtunyen und ihre Werkzeughalter sind währenddessen durch ihre Kolbenantrieb 45 in ihre Ruhe- oder Magazinstellung zurückgezogen, wie die Wechselvorrichtung 31.2 in Fig. 1. Dabei sind die beiden Teile 36 und 37 der Führungsstange 35 um das grösstmögliche Mass in axialer Richtung auseinandergeschoben, wodurch mittels der Schwenkvorrichtung 51 der Tragarm 41 eine von dem Spindelgehäuse 16 und seiner Auf- nahme 15 ausreichend weit entfernte Schwenkstellung einnimmt. Diese ist in Fig. 1 lediglich der Deutlichkeit halber in radialer Ausrichtung in Bezug auf die Längsachse 18 der Hauptspindel 17 dargestellt. In Wirklichkeit beträgt der Schwenkwinkel zwischen der Betriebsstellung und der Ruhestellung weniger als 1800. In der Betriebsstellung des Arbeitskopfes 14 und eines der Werkzeuge, z.B. des Werkzeuges an der Wechselvorrichtung 31.1, nimmt der gemeinsame Träger 61 eine Höhenstellung ein, die einen so grossen Abstand vom Anschlagstift 68 hat, dass sowohl der Träger 61 an der Anschlagplatte 65 anliegt, wie auch das Testglied 72 des Schalters 73 von der Steuerfläche 71 des Anschlagstiftes 68 frei ist. Der hydraulische Schalter 73 ist dabei geschlossen und der Kolbenantrieb 24 befindet sich in seiner inaktiven Stellung, in der sein Kolben von der Zugstange 25 zurückgezogen ist und die Spannvorrichtung 22 daher geschlossen ist. Die Zustellbewegung für das Werkzeug und die Vorschubbewegung für die spanabhebende Bearbeitung werden von dem nicht dargestellten Verstellantrieb des Arbeitskopfes 14 bewirkt. Nach der Beendigung des Bearbeitungsvorganges fili t diesem Werkzeug wird der Arbeitskopf 14 durch seinen Verstellantrieb vom Werkzeugtisch weg hochgefahren, und zwar bis über die höchste Betriebsstellung hinaus. Sobald dabei durch die Steuerfläche 71 des Anschlagstiftes 68 der Schalter 73 betätigt wird, wird durch den Arbeitskolben 24 die Spannvorrichtung 22 gelöst. Kurz dannach erreicht der gemeinsame Träger 61 den Anschlagstift 68 und wird von diesem an einer weiteren Aufwärtsbewegung gehindert, währenddessen der Arbeitskopf 14 weiter aufwärtsfährt. Dadurch wird die Wechselvorrichtung 31.1 aus der aus Fig. 1 ersichtlichen Relativstellung gegenüber der Arbeitsspindel relativ zu dieser in ihre aus Fig. 2 ersichtlichen Zwischenstellung verschoben. Danach wird der zugehörige Kolbenantrieb 45 betätigt, der die Führungsstange 35 nach oben zieht. Dabei wird zunächst nur der obere Stangenteil 37 mit dem Steuerschlitz 55 angehoben, währenddessen die Feder 54 den unteren Stangenteil 36 weiterhin in der Anlage an der unteren Führungsplatte 49 angedrückt hält. Infolge der dadurch entstehend@n axialen Relativbewegung der beiden Teile der Führungsstange 35 wird der Nachführstift 56 in dem Steuerschlitz 55 entlangbewegt, wodurch der untere Teil 36 der Führungsstange 35 sich um seine Längsachse 44 dreht und dabei den Tragarm 41 aus derjenigen Schwenkstellung, in der der von ihm gehaltene Werkzeughalter 21 in der Fluchtlinie der Längsachse 18 der Hauptspindel 17 steht, heraus in eine solche Schwenkstellung bewegt, wie sie in Fig. 2 rechts bei der Wechselvorrichtung 31.2 dargestellt ist, in der sich der vom Tragarm 41 gehaltene Werkzeughelter 21 ausserhalb der relativen Bewegungsbahn des Spindolgehäuses 16 und der Aufnahme 15 befindet. Während diese Bewogungsvorgänge ablaufen, wird des in der Bearbeitungsfolge nächstfolgende Werkzeug in die Bereit schaftsstellung für die Übernahme in die Hauptspindel gebracht. Dazu wird der Kolbenantrieb 45 beispielsweise der Wechselvorrichtung 31.2 betätigt, wodurch ihre Führungsstange 35 von der aus Fig. 1 ersichtlichen angehobenen Stellung gegenüber dem gemeinsamen Träger 61 abgesenkt wird. Dabei sind infolge der Wirkung der Feder 54 die beiden Stangenteile 36 und 37 relativ zueinander aus einandergeschoben. Bei dieser Abwärtsbewegung trifft zuerst der Anschlagring 57 auf die untere Führungsplatte 49 und verhindert damit eine weitere Absenkbewegung des unteren Stangenteils 36. Dieser Zustand ist in Fig. 2 rechts dargestellt. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des oberen Stangenteils 37 bewegt sich der Nachführstift 56 entlang dem Steuerschlitz 55 und dreht dabei den unteren Stangenteil 36 um seine Längsachse. Dabei wird der in der tiefsten Höhenstellung stehende Haltearm 41.2 aus der ausgeschwenkten Stellung gemäss Fig. 2 rechts, in diejenige Schwenkstellung bewegt, in der der von ihm gehaltene Werkzeughalter 21 in der Fluchtlinie der Längsachse 18 der Hauptspindel 17 steht, wie das in Fig. 2 für den Werkzeughalter am Tragarm 41.1 gezeigt ist. Der Werkzeughalter 21 am Tragarm 41.2 steht dann in seiner Bereitschaftsstellung gegenüber der Hauptspindel 17. Der Arbeitskopf 14 wird mittels seines Antriebes abgesenkt. Dabei führt der gemeinsame Träger 61 eine Relativbewegung gegenüber dem Arbeitskopf 14 aus, bis die obere Führungsplatte 38 wieder an der Anschlagplatte 65 anliegt. Dadurch wird der in der Bereitschaftsstellung stehende Werkzeughalter 21 am Tragarm 41.2 in die Hauptspindel 17 hineingeschoben bis er am Aufnahmekegel 19 fest anliegt. Bei einer geringfügig weiteren Absenkbewegung des Arbeitskopfes 14 wird der Schalter 73 wieder umgeschaltet und dadurch der Arbeitskolben 24 in seine Ruhestellung zurückgezogen, wodurch wiederum die Spannvorrichtung 22 durch den Tellerfedersatz 23 gespannt wird. Der neu eingesetzte Werkzeughalter 21 ist dann an der Arbeitsspindel 17 fest angekoppelt. Aus Fig. 3 und 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Werkzeugwechselvorrichtungen ersichtlich. Dabei ist gleichzeitig eine Abwandlung der Werkzeugmaschine selbst ersichtlich. Ihre Hauptspindel 75 weist eine Mitnehmervorrichtung 76 auf. Diese ist als axiale Nut- und Federverbindung ausgebildet, bei der in einer stirnseitigen Mitnehmernut 77 der Hauptspindel 75 ein sogenannter Mitnehmerstein 78 eingesetzt und mittels einer Befestigungsschraube 79 festgehalten ist. Bei der abgewandelten Wechselvorrichtung weist der Haltearm 81 als Halteelement einen Haltering 82 auf, der in einem Durchgangsloch 83 des Haltearms 81 in eine auf ihn abgestimmte Ausnehmung 80 eingesetzt ist. Der Haltering 82 weist eine Auflagefläche 84 in Form einer Kegelstumpffläche auf. Der Haltering 72 ist aus einem abriebfesten Kunststoff hergestellt. Am Werkzeughalter 85 ist eine auf die Auflagefläche 84 abgestimmte Auflagefläche 86 vorhanden. Die Mantellinien der beiden kegelstumpfförmigen Auflagenflächen 84 und 86 haben gegenüber der Längsachse eine Neigung die grösser als der Reibungswinkel zwischen den beiden Auflageflächen ist. Im Hinblick auf die Mitnehmervorrichtung 76 an der Hauptspindel 75 weist der Werkzeughalter 85 eine Mitnehmernut 87 auf, die auf den Mitnehmerstein 78 abgestimmt ist. Für den selbsttätigen Werkzeugwechsel wird die Hauptspindel 75 stets in der gleichen Drehrichtung stillgesetzt. Damit die Mitnehmernut 87 am Werkzeughalter 85 ebenfalls auf diese Drehstellung eingestellt ist, ist zwischen dem Tragarm 81 und dem Werkzeughalter 85 eine Positioniervorrichtung 88 vorhanden. Diese ist ebenfalls als Nut-und Federverbindung ausgebildet. Die zugehörige Nut 89 am Werkzeughalter 85 ist in der gleichen Umfangsposition wie die Mitnehmernut 87 angeordnet, wobei die beiden Nuten miteinander fluchten, indem sie ineinander übergehen. Das wird dadurch erreicht, dass sie in einem Arbeitsgang gemeinsam hergestellt werden. Als weiterer Teil der Positioniervorrichtung ist am Tragarm 81 in einer Nut 91 eine Feder 92 angeordnet, die genau gleich wie der Mitnehmerstein 78 ausgebildet ist und dadurch zugleich auf die Positioniernut 89 wie auch auf die Mitnehmernut 87 des Werkzeughalters 85 abgestimmt ist. Die Feder 92 ist mittels einer Befestigungsschraube 93 am Tragarm 81 befestigt. Das Einsetzen eines Werkzeughalters 85 in die Hauptspindel 75 erfolgt in weitgehend gleicher Weise wie es zuvor anhand der Fig. 1 und 2 bei den Wechselvorrichtungen 31 geschildert wurde. Die einzige Abweichung besteht darin, dass der Werkzeughalter 85 am Tragarm 81 nach dem Einschwenken auf die Fluchtlinie der Hauptspindel 75 in axialer Richtung lediglich soweit in die Hauptspindel 75 eingefahren wird, dass ihre Spannvorrichtung 94 den Spannkopf 95 des Werkzeughalters 85 erfassen kann und den gesamten Werkzeughalter 85 bis in seine Betriebsstellung in die Hauptspindel 75 einziehen kann, wie das aus Fig. 4 ersichtlich ist. Dabei wird der Werkzeughalter 85 mit seiner Auflagefläche 68 von der Auflagefläche 84 am Tragarm 81 abgehoben. In der Ausgangsstellung war der Werkzeughalter 85 über die Positioniervorrichtung 88 gegenüber dem Tragarm 81 ausgerichtet. Nachher ist er mittels der Mitnehmervorrichtung 76 gegenüber der Hauptspindel 75 ausgerichtet. Damit während des Überganges von der einen Axialstellung (Fig. 3) zu der anderen Axialstellung (Fig. 4) eine unwillkürliche Verdrehung des Werkzeughalters 85 ausgeschlossen ist, sind die freie Höhe des Mitnehmersteins 78, die freie Höhe der Feder 92, die axiale Ausdehnung der ineinander übergehenden Nuten 87 und 89 sowie die Bewegungsstrecke des Werkzeughalters 85 so aufeinander abgestimmt, dass die Eingriffsstrecke der Positioniervorrichtung 88 und der Mitnehmervorrichtung 76 einander überschneiden in Bezug auf den Werkzeughalter 85 einander überschneiden. Das gleiche gilt selbstverständlich für den umgekehrten Bewegungsablauf beim Absenken des Werkzeugkopfes 85 aus der Betriebsstellung nach Fig. 4 in die Übernahmestellung nach Fig. 3. Aus Fig. 5 bis 8 ist eine weitere abgewandelte Ausfühfungsform der Werkzeugwechselvorrichtungen ersichtlich. Diese Abwandlung betrifft ebenfalls wieder die Ausbildung des Haltearmes 97, seiner Halteelemente 98 und des Werkzeughalters 99. Am Haltearm 97 sind die Halteelemente 98 in Form von Ringrippenabschnitten an zwei Schwenkarmen 101 und 102 angeordnet. Diese sind am Haltearm 97 mittels je eines Schwenklagers 103 bzw. 104 schwenkbar gelagert, deren Schwenkachse zumindest annähernd parallel zur Längsachse der Hauptspindel 105 und des Spindelgehäuses 106 ausgerichtet ist. Die beiden Schwenkarme 101 und 102 werden mittels einer Betätigungsvorrichtung 107 betätigt, die ein Kniehebelgestänge 108 und eine Schliessfeder 109 aufweist. Von diesem Kniehebelgestänge 108 ist die Hebelstarlye 111 mit dem Schwenkarm 101 und die Hebelstange 102 mit dem Schwenkarm 102 gelenkig verbunden. Da hier zwei Schwenkbewegungen stattfinden, deren Schwekebenen einander rechtwinklig schneiden, sind die Schwenkarme 101 und 102 und die Hebelstangen 111 und 112 mittels je eines Kugelgelenkes 113 bzw. 114 miteinander verbunden. Am Knie gelenk 115 der beiden Hebelstengen 111 und 112 ist ein Führungsbolzen 116 mit angelenkt, der in einem Führung loch 117 des Tragarmes 97 in paralleler Ausrichtung zur Längsachse der Hauptspindel 105 geführt ist. Dadurch wird das Kniegelenk 115 in lotrechter Richtung geführt, so dass das Kniehebelgestänge 108 nicht nach der Seite umkippen kann und ausserdem eine genau gegenläufige Betätigungs- bewegung der Schwenkarme 101 und 102 gewährleistet ist. Der Führungsbolzen 16 führt zugleich die Schliessfeder 109, die sich einerseits am Tragarm 97 und andererseits am Kniegelenk 105 abstützt und das Kniegelenk dadurch vom Tragarm 97 wegdrückt. Dadurch werden die Schwenkarme 101 und 102 in ihre Schliessstellung gezogen. Als weiterer Teil der Betätigungsvorrichtung 107 ist in der axialen Bewegungsbahn des Kniehebelgestänges 108 ein Anschlagring 118 angeordnet, der am Spindelgehäuse 106 befestigt ist. Der Anschlagring 118 ist so ausgebildet und auf die axiale Bewegung des Tragarmes 97 und des Kniehebelgestänges 108 abgestimmt, dass bei der Annäherung des Werkzeughalters 99 an die Hauptspindel 105 der Anschlagring 118 das Kniehebelgestänge 108 dann betätigt und die beiden Schwenkarme 101 und 102 dann in ihre Freigabestellung verschwenkt, wenn der Werkzeughalter 99 bereits diejenige axiale Stellung erreicht hat, in der er von der Spannvorrichtung der Hauptspindel 105 erfasst werden kann und erfasst wurde und sowohl durch eine eigene Spannbewegung wie auch durch die weitere Annäherungsbewegung des Tragarmes 97 vollens in die Hauptspindel 105 eingesetzt wird. Eine Voreilung der in einer kürzeren Zeitspanne ablaufenden Spannbewegung der Spannvorrichtung in der Hauptspindel 105 gegenüber der in einer längeren Zeitspanne und langsamer erfolgenden Annäherungsbevjegung de Tragarmes 97 und der damit einhergehenden Betätigungsbewegung des Kniehebelgestänges 108 kann dadurch berücksichtigt werden, dass am Werkzeughalter 99 die Aufnahmenut für die Spannelemente 98 in axialer Richtung mit einer solchen lichten Weite ausgeführt wird, dass der Werkzeughalter 99 gegenüber den Schwenkarmen 101 und 102 angehoben werden kann. Soweit der ruhende Anschlagring 118 für die Betätigung des Kniehebelgestänges 108 nicht ausreicht oder aus sonstigen Gründen eine aktive Verstellung und Betätigung des Anschlagringes 118 erwünscht oder erforderlich ist, kann der Anschlagring 118 mittels einer Führung am Spindelgehäuse 106 in axialer Richtung bewegbar geführt werden und mit einem Kolbenantrieb gekoppelt werden. Die Auswahl der einzelnen Werkzeuge und die weiter vorne geschilderten Bewegungsvorgänge für das Auswechseln der Werkzeuge werden durch eine Programmsteuerung der Werkzeugmaschine gesteuert. Ein Teil dieser Steuerung ist aus Fig. 9 ersichtlich, wobei die vier dargestellten Wechselvorrichungen 31 zur besseren Unterscheidung mit 31.1 ... 31.4 bezeichnet sind, was sinngemäss auch für ihre Teile gilt. Bei jeder Wechselvorichtung 31 wird die Zufuhr der Druckluft zur einen Kolbenseite und die Entlüftung der anderen Kolbenseite des Kolbenantriebes 45 von einem Magnetventil 120 gesteuert, das als 4/2-Wegeventil herkömmlicher Bauart ausgebildet ist und als Umsteuerventil wirkt. Es hat die Anschlüsse A und B für die Zylinderzuleitungen, den Anschluss P für die Druckluft-Zuleitung und den Anschluss R für die Entlüftung ins Freie. In Fig. 3 ist für den Kolbenantrieb 45.1 der Wechselvorrichtung 31.1 dessen Umsteuerventil in seinen beiden Schaltstellungen dargestellt, von denen die Null-oder Ruhestellung mit 120.±) und die Arbeitsstellung mit 120.1 bezeichnet ist. Bei Jedem Kolbenantrieb 45 ist der Bodenanschluss 121 mit dem Anschluss A und der Deckelanschluss 122 mit dem Anschluss B des Umsteuerventils 120 verbunden. Der Anschluss P der Umsteuerventile 120 sämtlicher Wechselvorrichtungen 31 ist an eine gemeinsame Druckluft-Versorgungsleitung 123 angeschlossen. Da die Ruhestellung der Wechselvorichtungen 31 diejenige ist, in der ihre Führungsstange 35 angehoben ist, und da diese mit der Kolbenstange 47 des zugehörigen Kolbenantriebes 45 verbunden ist, verbindet das Umsteuerventil 120 in seiner Ruhestellung 120.0 die gemeinsame Versorgungsleitung 123 mit dem Bodenanschluss 121 des Kolbenantriebes 45. Der Deckelanschluss 122 ist über das Umsteuerventil 120 ins Freie entlüftet. Wenn das Umsteuerventil 120 von der Programmsteuerung der Werkzeugmaschine in seine Arbeitsstellung 120.1 umgeschaltet wird, verbindet es den Deckelanschluss 122 mit der Verorgungs- leitung 123 und entlüftet den Bodenanschluss 122. Dadurch wird die Kolbenstange 47 in den Arbeitszylinder 46 eingezogen und die Führungsstange 35 abgesenkt. Dabei folgen die in Fig. 1 und Fig. 2 in drei Stufen dargestellten Bewegungsvorgänge zügig aufeinander, d.h. die betreffende Führungsstange 35 wird von ihrer in Fig. 1 rechts dargestellten angehobenen Stellung in einem Zuge bis zu ihrer in Fig. 1 oder Fig. 2 links dargestellten tiefsten Stellung abgesenkt. Zwischendurch trifft ihr Anschlagring 57 auf die Führungsplatte 49 auf, wodurch der untere Stangenteil 36 seine damit erreichte Höhenstellung beibehält. Der obere Stangenteil 27 wird indessen noch eine gewisse Strecke weiter abgesenkt, bis sein unterer Rand auf den Anschlagring 57 auftrifft und die Absenkbewegung der Führungsstange 35 und ihres Kolbenantriebes 45 beendet. Die Kolbenstange 35 erreicht die in Fig. 2 rechts dargestellte Höhenstellung mit einer gewissen Geschwind3g- keit. Bei der nun beginnenden Drehbewegung des unteren Stangenteils 36 gegenüber dem oberen Stangenteil 37, die durch die Schwenkvorrichtung 51 bewirkt wird, kann der Anfangsruck der Drehbewegung des Stangenteils 36 und der Schwenkbewegung des Haltearmes 41.2 dadurch gemildert werden, dass der Verlauf der Steuerkurve 55 zumindest annähernd parallel zur Längsachse der Führungsstange 35 beginnt und erst allmählich, und zwar stetig zunehmend, in die Umfangsrichtung übergeht. Da für die Steuerkurve 55 aber nur ein begrenzter Höhenabachnitt zur Verfügung steht und ein beträchtlicher Schwenkwinkel zurückzulegen ist, lässt sich die Drehbewegung des Stangenteils 36 und die Schwenkbewegung des Haltearmes 41 am Ende nicht in gleicher Weise sanft abfangen. Um Überlastungen der miteinander zusammenwirkenden Teile dennoch zu vermeiden, ist in die gemeinsame Versorgungsleitung 123 ein einstellbares Druckminderventil 124 eingeschaltet. Dieses wird für die Kolbenantriebe 45 auf denjenigen Druckwert eingestellt, bei dem ihre Kolbenkraft auf der Deckelseite nur um einen gewissen Wert über die Gegenkraft der Schraubendruckfeder 54 zwischen den beiden Stangenteilen 36 und 37 hinausgeht, die diese beim Zusammenschieben der beiden Stangenteile erreicht hat, wenn der Stangenteil 37 auf dem Anschlagring 57 aufsetzt. Durch diese Massnahme wird die Drehbewegung des Stangenteils 36 durch die anwachsende Gegenkraft der Feder 59 zunehmend verzögert. Der Drehkraftüberschuss soll dabei aber noch so gross sein, dass unabhängig von etwaigen Schwankungen der Reibungskräfte in den verschiedenen Gleit- und Lagerstellen die Drehendstellung der Halteelemente 42 des Haltearmes 41 in der Fluchtlinie der Längsachse 18 der Hauptspindel 17 sicher erreicht wird. Wenn der normale Arbeitsdruck im Druckluftnetz 125 mit der Druckquelle 126 üblicherweise 6 bar beträgt, wird der verminderte Druck in der gemeinsamen Versorgungsleitung 123 der Kolbenantriebe 45 auf beispielsweise 3,5 bar eingestellt, wobei dieser Wert u.a. von der Grösse der Kolbenfläche der Kolbenantriebe, von den zu bewegenden Massen und von den Kennwerten der Schraubendruckfeder 59 abhängt. Bei der Aufwärtsbewegung der Führungsstange 35 aus der in Fig. 2 links dargestellten untersten Höhenstellung in die in Fig. 1 rechts dargestellte oberste Höhenstellung erfolgt das Ausschwenken des Haltearmes 41.1 und das Anheben der Führungstange 35 ebenfalls in einem Zuge. Im ersten Abschnitt der Aufwärtsbewegung des Stangenteils 37 von der Anlage am Aríschlagring 57 (Fig. 2 links) bis zum Abheben des Anschlagringes 57 von der Führungsplatte 49 addieren sich die Kolbenkraft der Bodenseite des Kolbenantriebes 45 und die Federkraft der Schraubendruckfeder 54 zwischen den beiden Stangenteilen 36 und 37. Da der Auslauf der Steuerkurve 55 wegen der begrenzten Höhe auf diese zusätzliche Beschleunigung nicht abgestimmt werden kann, wird für den Rückweg der Führungsstange 35 eine andere Massnahme zur Verringerung der Massenkräfte eingeführt. In die gemeinsame Versorgungsleitung 123 ist hinter dem Druckminderventil 124 ein Entlüftungsventil 127 eingeschaltet. Es ist ein Magnetventil herkömmlicher Bauart und als 3/2-Wegeventil ausgebildet.Es hat einen Anschluss P für die vom Druckminderventil 124 herkommende Druckluftzuleitung 123' als Teil der gemeinsamen Versorgungsleitung 123, einen Anschluss A für die Zylinderzuleitung, nämlich die gemeinsame Versorgungsleitung 123, und einen Anschluss R für die Entlüftung ins Freie. In der Ruhestellung des Entlüftungsventils 127 (Fig. 3) ist die gemeinsame Versorgungsleitung 123 über das Druckminderventil 124 und das Druckluftnetz 125 mit der Druckquelle 126 verbunden. In der Arbeitsstellung des Entlüftungsventils 127 wird die Druckluftzuleitung 123' abgesperrt und die gemeinsame Versorgungsleitung 123 aller Kolbenantriebe 45 über den Anschluss R ins Freie entlüftet. Eine kurze Zeitspanne vor dem Zeitpunkt, in welchem die Programmsteuerung der Werkzeugmaschine das Umsteuerventil 120 des abgesenkten und anzuhebenden Kolbenantriebes 45.1 von der Arbeitsstellung 120.1 in die Ruhestellung 120.0 umschaltet, schaltet sie das Entlüftungs- ventil 127 von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung um. Dadurch werden sowohl die gemeinsame Versorgungsleitung 123 wie auch sämtliche Kolbenantriebe 45 auf der Bodenseite vorübergehend entlüftet. Der Druck in diesem zusammenhängenden Drucksystem sinkt ab. Nach Ablauf dieser Zeitspanne schaltet die Programmsteuerung der Werkzeugmaschine das Umsteuerventil 120 des Kolbenantriebes 45.1 programmgemäss von der Arbeitsstellung in die Ruhestellurf um, wodurch die Bodenseite dieses Kolbenantriebes 45.1 ebenfalls mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 123 verbunden wird, wie das bei den übrigen Kolbenantrieben 45.2 ... 45.4 der Fall ist. Da der Überdruck 0 diesem Drucksystem zwar abgesenkt aber nicht Null ist, beginnt der Kolben des Kolbenantriebes 45.1 seine Aufwärtsbewegung mit verminderter Beschleunigung. Soweit zi diesem Zeitpunkt das Entlüftungsventil 127 noch in der Arbeitsstelung steht, also die gemeinsame Versorgungsleitung 123 noch entlüftet wird, bewegt sich der Kolben des Kolbenantriebes 45.1 sogar mit abnehmender Beschleunigung aufwärts. Aber selbst wenn das Zeitschal glied in der Programmsteuerung das Entlüftungsventil 12 zu diesem Zeitpunkt schon in die Ruhestellung umgeschalltt hat und die gemeinsame Versorgungsleitung 123 wieder mit der Druckquelle 126 verbunden ist, steigt der Druck in diesem Drucksystem nicht schlagartig sondern nur allmählich an, weil nämlich mit den Kolbenantrieben 45.2 ... 45.4 ein verhältnismässig grosses Ges.-t- volumen zum Teil entlüftet wurde, das erst wieder aufg- füllt werden muss, ehe der Druck darin den Druckwert de Druckluftzuleitung 123' hinter dem Druckminderventil 124 erreicht. Die Zylinderräume auf der Bodenseite der Kolbenantriebe 45.2 ... 45.4 und die gemeinsame Versorungsleitung 123 wirken als Puffervolumen für den Kolbenantrieb 45.1 , so dass auch dadurch der Kraftanstieg im Kolbenantrieb 45.1 am Anfang verringert ist. Dadurch erreicht die Drehbeschleunigung des Haltearmes 41 an der Führungsstange 35.1 in jedem Fall nur solche Werte, dass die Schwenkvorrichtung 51 die Schwenkbewegung am Ende des Schwenkweges ohne Überlastung der Teile und ohne übermässige Schwingungen auffangen kann.

Claims: A machine tool for the cutting processing of workpieces using different tools comprising: a spindle housing (16), which by means of a guide (13) is vertically displaceable relative to the machine frame and the workpiece table thereof. a main spindle (17), which is rotatably mounted in the spindle housing (18) so as to be non-displaceable in the direction of its longitudinal axis and which at the end facing the workpiece table comprises a receiving cane (19) for tool holders, into which receiving cone individual tool holders (21) can be inserted, and the main spindle (17) comprising a clamping device (22), by means of which the tool holder inserted in the main spindle can be secured, and a plurality of tool changing devices (31) arranged on the spindle housing surrounding the latter, to which tool changing devices one of the tool holders (21) can be attached in each case by means of securing elements and can be moved with the tool changing devices into an inoperative position or magazine position outside the main spindle and into a clamping position in the main spindle, characterised by the following features: each tool changing device (31) comprises a longitudinal guide (33,34) arranged on the spindle housing (16) or on a part (14) connected therewith, the guide path of said longitudinal guide (33,34) being parallel to the longitudinal axis (18) of the main spindle (17), a guide rod (35) is guided in each longitudinal guide (33, 34) so as to be longitudinally displaceable, each guide rod (35) is coupled with its own power drive (45), by means of which the guide rod can be moved up and down between a retracted position and an extended position, arranged at the end facing the workpiece table of each guide rod (35) is a support arm (41), which is pivotably guided about the longitudinal axis (44) of the guide rod (35), the securing elements (42) for a tool holder (21) are arranged on the support arm (41) at a distance from the longitudinal axis (44) of the guide rod (35), said distance being at least approximately dual to the distance between the longitudinal axis (44) of the guide rod (35) and the longitudinal axis (18) of the main spindle (17), a pivoting device (51), which is actuated by means of a power drive (45), is provided for each support arm (41). A machine tool according to claim 1, characterised in that the pivoting device (51) comprises a cam (55) extending simultaneously in the axial and circumferential directions, a follower (56) cooperating with said cam (55) and a power drive (45) for a relative axial movement of these two parts (55, 56), either the cam (55) or the follower (56) being directly or indirectly rotationally rigidly connected with the guide rod (36) and the follower (56) or the cam (55) being directly or indirectly rotationally rigidly connected with the machine frame (14) or with the spindle housing (16). A machine tool according to claim 2, characterised by the following features: the guide rod (35) is subdivided in its length, its two parts (36, 37) preferably being flush with one another and one part (37) preferably being designed at its end facing the second part (36) as a guide sleeve (52) for the second part (36), the cam of the pivoting device (51) is arranged on one part (37) of the guide rod (35), preferably on the longitudinal section designed as a guide sleeve (52), and is preferably designed as a continuous radial control slot (55), the follower of the pivoting device (51) is arranged on the other part (36) of the guide rod (35), preferably on the longitudinal section which extends into the longitudinal section of the other part designed as a guide sleeve (52), and is preferably designed as a radial follower pin (56), which is adapted to the control slot (55). A machine tool according to claim 3, characterised by the following features: in the path of movement of that part (36) of the guide rod (35) on which the support arm (41) for the tool holder (21) is arranged, a first abutment (49, 57) is arranged at that point in the relative path of movement which corresponds to the end position of said part (36) of the guide rod (35) relative to the spindle housing (16), the first abutment (49, 57) is preferably provided with an axial bearing or is designed as an axial bearing, a spring element is provided, preferably in the form of at least one metal helical compression spring (54), which exerts a force upon the two parts (36, 37) of the guide rod (35), which force moves the two parts away from one another in the axial direction. a second abutment is provided, which acts between the two parts (36, 37) of the guide rod (35), limits the relative extending movement of the two parts (36, 37) and is preferably formed by the cam slot (55) and the follower (56). A machine tool according to claim 3 or 4, characterised by the following features: all the tool changing devices (31) are arranged on a common support (61), which is displaceably guided on the spindle housing (14, 16) by means of a longitudinal guide (39), whose path of movement is parallel to the longitudinal axis (18) of the main spindle (17), at least one spring element (62) is provided, which exerts a force upon the support (61) in a direction pointing away from the receiving cone (19) of the main spindle (17), arranged in the relative path of movement of the support (61) is an abutment (65), which is securely connected with the machine frame (14) and which in the highest vertical position of the spindle housing (16) effected by the advance drive of the spindle housing (16), projects into the path of movement of the support (61) by a distance which is at least equal to the loading and unloading stroke of the tool holder (21) relative to the main spindle (17). A machine tool according to one of claims 1 to 5, characterised by the following features: a through hole (83) is provided in the support arm (81) for receiving a tool holder (85), surrounding the through hole (83) is at least one bearing surface (84) in the form of a closed circumferential surface or in the form of individual surface sections distributed around the circumference, the tool holders (85) comprise at least one bearing surface (86), optionally a plurality of bearing surfaces, to which the bearing surface (84) of the support arm (81) is adapted. A machine tool according to claim 6, characterised by the following features: the bearing surface (86) on the tool holder (85) is designed as a frusto-conical surface, whose generatrix has an angle of inclination relative to the longitudinal axis which is greater than the angle of friction between said bearing surface (86) and the bearing surface (84) on the support arm (81), the bearing surface (84) on the support arm (81) is also designed as a frusto-conical surface, which matches the frusto-conical surface (86) on the tool holder (85) and preferably forms the inner surface of a support ring (82), which is made of plastics material, more particularly a wear-resistant plastics material, and which is inserted in a correspondingly shaped recess (80) in the support arm (81). A machine tool according to claim 6 or 7, which between the main spindle and the tool holders inserted therein comprises a carrier device, which is more particularly designed as an axial groove and spring connection, characterised by the following features: arranged between the support arm (81) and the tool holder (85) is a positioning device (88), which is preferably designed as an axial groove and spring connection and whose parts are aligned relative to one another in such a manner that in the operative position of the support arm (81) relative to the main spindle (75), the parts (78, 87) of the carrier device (76) are flush with one another in the axial direction, the part of the positioning device (88) on the support arm (81) is preferably designed as a spring (92), the part of the positioning device (88) on the tool holder (85) is preferably designed as a groove (89), which is preferably flush with the groove (87) in the carrier device (76), and more particularly extends into said groove (87). A machine tool according to one of claims 1 to 5, characterised by the following features: on the support arm (97), the securing elements (98) are arranged on two pivoting arms (101; 102), which are pivotably mounted on the support arm (97), preferably in a common pivoting plane, by means of a pivot bearing (103; 104) in each case, whose pivoting axis is at least approximately parallel to the longitudinal axis of the main spindle (105), an actuating device (107) is provided, by means of which the two pivoting arms (101; 102) can be pivoted relative to one another, preferably synchronously in opposite directions. A machine tool according to claim 9, characterised by the following features: the actuating device (107) comprises a closing spring (109), which forces the pivoting arms (101; 102) into their closed position, the actuating device (107) comprises a toggle lever system (108) with two lever rods (111; 112), each of which is hingedly connected, preferably via a ball-and-socket joint (113; 114), to one of the pivoting arms (101; 102) and the toggle joint (115) of the toggle lever system (108) facing the spindle housing (106) when the two lever rods (111; 112) are in the position angled away from the support arm (97), in the axial path of movement of the toggle joint (115) an abutment (118) is arranged on the spindle housing (106) in such a manner that, when a tool holder (99) is inserted into the main spindle (105) as the support arm (97) approaches its axial end position, the toggle lever system (108) can be moved from the closed position into the releasing position. A machine tool according to claims 1 to 5, wherein the power drive for each guide rod is designed as a double-action pneumatic piston drive, and each pneumatic piston drive is connected via a reversing valve to a common supply line for compressed air in such a manner that, in one switching position (inoperative position) of the control valve, the piston underside is connected with the common supply line, by means of which the associated guide rod can be raised into the retracted position, and the piston upper side is evacuated into the surrounding air, and in the second switching position (operative position) of the control valve, the piston underside is evacuated and the piston upper side is connected with the common supply line, characterised by the following features: the pneumatic piston drives (45) of the guide rods (35) are connected to a common supply line (123), whose overpressure is adjusted or adjustable to a specific pressure value, which is determined in such a manner that, in the piston drive (45.1), which is switched via the associated reversing valve (120) to extension of its guide rod (35.1), the pressure force of the piston drive (45.1) generated by this pressure value only exceeds by a specific value the counter force of the spring element (54) which acts between the two rod parts (36; 37) of said guide rod (35.1) when the rod part (36) with the support arm (41) rests against the first abutment (49) and the two rod parts (36; 37) have reached their greatest relative proximity, connected in the common supply line (123) is an air bleed valve (124), which in one switching position (inoperative position) connects the common supply line (123) with the compressed air source (126), and in the other switching position (operative position) evacuates the common supply line (123) into the surrounding air, the program control for the operating sequence of the machine tool is provided with a time switch element, which switches the air bleed valve (127) from the inoperative position into the operative position a certain length of time prior to the point in time (t o ), when the reversing valve (120) of the piston drive (45.1) with the guide rod (35.1) in the extended position switches from the operative position (120.1) into the inoperative position (120.0), and at least approximately at this point in time (t o ), the air relief valve (127) switches again from the operative position into the inoperative position. A machine tool according to claim 11, characterised in that a pressure reducing valve (124), which is preferably adjustable, is inserted in the connecting line (125: 123') between the compressed air source (126) and the air relief valve (127). A machine tool according to claims 11 and 12, characterised in that the time switch element in the program control is adjustable.

Inventors: HOMANN, NORBERT, LINDEMANN, ALBERT
Applicants: ROYAL WERKZEUG-KONTROLLANLAGEN GMBH
Application year: 1986
Main classification: B23Q3
IPC codes: B23Q3