Der Inhalt der deutschen Patentanmeldungen 10 2013 208 440.4 und 10 2013 216 752.0 wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen.

Die Erfindung betrifft eine Werkzeug-Maschine

mit einem Maschinen-Gestell,

mit einem am Maschinen-Gestell ausgebildeten Bearbeitungs- Raum,

- mit mindestens einer im Bearbeitungs-Raum in senkrecht aufeinander stehenden Achsen (X-Achse, Y-Achse, Z-Achse) bewegbaren drehantreibbaren Werkzeug- Spindel,

mit einer im Bearbeitungs-Raum um eine zur X-Achse parallele A- Achse schwenkantreibbar gelagerten Schwenk-Brücke,

- mit mindestens einem auf der Schwenk-Brücke angeordneten Aufnahme-Tisch zur lösbaren Halterung einer Werkstück-Palette, mit einem vor dem Bearbeitungs-Raum ausgebildeten Belade- und Entlade-Raum,

mit mindestens einer im Belade- und Entlade-Raum angeordneten Aufnahme zur lösbaren Halterung einer Werkstück-Palette und mit mindestens einem im Belade- und Entlade-Raum angeordneten Paletten- Wechsler.

Bei dieser bekannten Werkzeug-Maschine erfolgen die Entnahme der be- arbeiteten Werkstücke und die Eingabe von zu bearbeitenden Werkstücken in den Belade- und Entlade-Raum während der Bearbeitung von Werkstücken im Bearbeitungs-Raum. Dies ist in der Technik als hauptzeitparallele Beladung bekannt. Bei der gattungsgemäßen Werkzeug-Maschine sind Paletten- Wechsler vorgesehen, die in zwei linearen Verschieberichtungen und um eine vertikale Achse schwenkbar ausgebildet sind, um Kollisionen zwischen dem Paletten- Wechsler und der Schwenk-Brücke zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Paletten- Wechsler einfach und mit geringem Platzbedarf und mit zeitlich verkürztem Wechselvorgang auszubilden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Wesentlich ist, dass der Paletten- Wechsler nur eine lineare Bewegung und eine Drehbewegung ausführen kann und auszuführen braucht. Die Zuführung der auf Werkstück-Paletten aufgespannten zu bearbeitenden Werkstücke erfolgt linear von unten und mit einer Drehbewegung um 180° um eine vertikale Achse, wobei gleichzeitig bei der linearen vertikalen Aufwärtsbewegung die bearbeiteten Werkstücke samt den sie tragenden Werkstück-Paletten von der Schwenk-Brücke abgehoben werden. Nach der Schwenkbewegung des Paletten- Wechslers um 180° und während der anschließenden Abwärtsbewegung werden die Werkstück-Paletten mit den zu bearbeitenden Werkstücken auf der Schwenk-Brücke und die Werkstück- Paletten mit den bearbeiteten Werkstücken auf der Aufnahme im Belade - und Entlade- aum abgesetzt. Da nur eine lineare Verschiebbarkeit in der Vertikalen und eine Drehbewegung um eine vertikale Achse vorgesehen sind, ist der Gesamtaufbau sehr einfach und damit kostengünstig. Dadurch, dass der Paletten- Wechsler sehr nah vor und unterhalb der Schwenk- Brücke angeordnet ist, wird eine sehr kompakte Bauweise erreicht. Dadurch, dass insgesamt nur zwei Bewegungen erforderlich sind, wird der Wechselvorgang zeitlich verkürzt. Es können ein oder mehrere Tische auf der Schwenk-Brücke und entsprechend eine gleiche Anzahl an Aufnahmen im Belade- und Entlade- aum vorgesehen sein. Weiterhin kann auch eine gleiche Anzahl an Werkzeug- Spindeln vorgesehen sein; es ist aber auch möglich, dass die Zahl der Werkzeug- Spindeln geringer ist, und zwar dann, wenn eine sequenzielle Bearbeitung der Werkstücke erfolgt.

Wenn der Paletten- Wechsler mit zu bearbeitenden Werkstücken von unten an die Schwenk-Brücke heranfährt, kann dieser Bereich durch Späne verschmutzt werden. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ist daher von ganz besonderem Vorteil.

Je nach Bauart der Schwenk-Brücke und ggf. der Aufnahme-Tische kann es vorkommen, dass beim geradlinigen vertikalen Einfahren der Haltemittel des Paletten- Wechslers unter die Werkstück-Paletten eine Kollision zwischen der Schwenk-Brücke und den Haltemitteln des Paletten- Wechslers auftritt. In derartigen Fällen ist die Weiterbildung nach Anspruch 3 von besonderem Vorteil. Hierbei wird die gattungsgemäß vorhandene Schwenkbarkeit der Schwenk-Brücke um die A- Achse ausgenutzt, um die erfindungsgemäß eingesparte horizontale Verfahrbarkeit des Palettenwechslers zu ersetzen, die beim Stand der Technik erforderlich ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind von besonderem Vorteil bei einer Weiterbildung nach Anspruch 9, bei der sich besonders platzsparend auswirkt, dass nur ein Palettenwechsler bei einer Werkzeug-Maschine mit zwei Werkzeug- Spindeln vorgesehen ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt: eine perspektivische Ansicht einer Werkzeug-Maschine nach der Erfindung,

eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte perspektivische Teil- Darstellung der Werkzeug-Maschine, wobei Werkstück- Paletten mit aufgespannten Werkstücken fortgelassen wurden, einen vertikalen Längsschnitt durch die Werkzeug-Maschine in stark schematisierter Darstellung, wobei der Paletten- Wechsler sich in einer unteren Position vor Beginn eines Paletten- Wechsels befindet, eine Darstellung entsprechend Fig. 3, wobei der Paletten- Wechsler sich in einer bereits vertikal angehobenen ersten mittleren Position befindet, eine im Wesentlichen Fig. 3 und 4 entsprechende Darstellung, in der der Paletten- Wechsler sich in einer gegenüber Fig. 4 geringfügig weiter angehobenen Position befindet, eine den Fig. 3 bis 5 entsprechende Darstellung, in der der Paletten- Wechsler sich in einer gegenüber Fig. 5 weiterhin geringfügig angehobenen zweiten mittleren Position befindet, und eine wiederum den Fig. 3 bis 6 entsprechende Darstellung, in der der Paletten- Wechsler sich in seiner oberen Position befindet, in der Werkstück-Paletten mit bearbeiteten

Werkstücken von der Schwenk-Brücke abgehoben sind. Wie insbesondere Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, weist eine erfindungsgemäße Werkzeug-Maschine ein etwa winkelförmiges Maschinen- Gestell 1 auf, das im Wesentlichen aus einem horizontalen Maschinenbett 2 und einem vertikalen Ständer 3 gebildet ist. Im rahmenartigen Ständer 3 ist eine Verfahr-Einheit 4 angeordnet, die einen in horizontaler X-Richtung mittels eines X- Antriebs 5 verfahrbaren X-Schlitten 6 aufweist. Am X- Schlitten 6 ist ein mittels eines nicht dargestellten Y- Antriebs in vertikaler Y-Richtung verfahrbarer Y-Schlitten 7 gelagert. Am Y-Schlitten 7 ist ein mittels eines Z-Antriebs 8 in horizontaler Z-Richtung verschiebbarer Z- Schlitten 9 gelagert, in dem mittels jeweils eines nicht dargestellten Spindel-Antriebs drehantreibbare Werkzeug- Spindeln 10 bzw. 10' angebracht sind. Die Werkzeug- Spindeln 10, 10' dienen zur Aufnahme jeweils eines Bearbeitungs-Werkzeugs 1 1 , 1 1 '.

Auf dem Maschinenbett 2 ist eine Schwenk-Brücke 12 abgestützt, die an ihren Enden um eine zur X-Richtung parallele A- Achse schwenkbar in Schwenk- Lagern 13, 13' gelagert ist und mittels eines Schwenk- Antriebs 14 schwenk-antreibbar ist.

Auf der Schwenk-Brücke 12 sind zwei als Rundtische 15, 15' ausgebildete Aufnahme-Tische angeordnet, die jeweils einer Werkzeug- Spindel 10, 10' zugeordnet sind. Diese Rundtische 15, 15' sind jeweils mittels eines nicht dargestellten Dreh- Antriebs um eine zur A- Achse senkrechte B-Achse dreh-antreibbar. Die Rundtische 15, 15' dienen zur Aufnahme von Werkstück-Paletten 17, 17', auf denen jeweils ein zu bearbeitendes Werkstück 18, 18' oder 18", 18"' aufgespannt ist. Der Raum oberhalb des Maschinenbetts 2 und vor dem Ständer 3 ist ein Bearbeitungs-Raum 19 der Werkzeug-Maschine. In Z-Richtimg vor dem und unterhalb des Bearbeitungs-Raums 19 ist ein Belade- und Entlade-Raum 20 mit einer Paletten- Wechsel-Einheit 21 ausgebildet, bei der auf einem Paletten- Wechsler-Gestell 22 zwei Aufnahmen 23, 23' für zwei Werkstück-Paletten 17", 17"' angeordnet sind. Zwischen diesen Aufnahmen 23, 23' und der Schwenk-Brücke 12 ist der eigentliche Paletten- Wechsler 24 angeordnet, der - wie Figur 2 und 3 entnehmbar ist - auf einem vertikal verschiebbaren Paletten- Wechsler-Schlitten 25 angeordnet ist. Der Vertikal-Antrieb des Paletten- Wechsler-Schlittens 25 erfolgt mittels eines Schlitten- Antriebs 26 über einen Zahnritzel-Zahnstangen- Trieb 27. Der im Wesentlichen als Platte ausgebildete Paletten- Wechsler 24 ist mittels eines auf dem Schlitten 25 angebrachten Paletten-Schwenk- Antriebs 28 um eine vertikale Paletten- Wechsler-Schwenk- Achse 29 um 180° schwenkbar.

Wie insbesondere den Figuren 1, 2 und 3, aber auch den übrigen Figuren entnehmbar ist, weist der Paletten- Wechsler 24 Führungs-Öffnungen 30, 30' auf, in die am Paletten- Wechsler-Gestell 22 angebrachte vertikale Führungs-Stangen 31, 31 ' in unteren Positionen des Paletten- Wechslers 24 eingreifen, wodurch der Paletten- Wechsler 24 in seinen unteren Positionen eine exakt ausgerichtete und stabilisierte Lage erhält.

An zwei Längsrändern des Paletten- Wechslers 24 sind jeweils den Rundtischen 15, 15' bzw. den Aufnahmen 23, 23' zugeordnete Haltemittel 32, 32', 32", 32"' ausgebildet, die nach oben offene Halte-Öffnungen 33 aufweisen, die nach unten durch Auflagen 16 begrenzt werden. An jeder Werkstück-Palette 17, 17', 17", 17"' ist ein Gegenstück 34, 34', 34", 34"' angebracht, das der Halte-Öffnung 33 im jeweiligen Haltemittel 32, 32', 32", 32"' derart angepasst ist, dass es im jeweiligen Haltemittel 32, 32', 32", 32"' auf der zugehörigen Auflage 16 formschlüssig gehalten wird, wenn der Paletten- Wechsler 24 hochgefahren wird und dadurch das jeweilige Haltemittel 32, 32', 32", 32"' ein Gegenstück 34, 34', 34", 34"' aufnimmt bzw. hält.

Wie ebenfalls insbesondere Figur 2 entnehmbar ist, sind auf den Rundtischen 15, 15' und auf den Aufnahmen 23, 23' der Paletten- Wechsel- Einheit 21 bekannte Spann-Elemente 35 ausgebildet, mit der die Werkzeug-Paletten 17, 17', 17", 17"' jeweils exakt ausgerichtet gehalten wer- den. In Figur 2 ist außerdem erkennbar, dass auf den Aufnahmen 23, 23' Medien-Kupplungen 36, 36', also Hydraulik-Anschlüsse, vorgesehen sind, mittels derer nicht dargestellte, bekannte, an den Werkstück-Paletten 17, 17', 17", 17"' ausgebildete Werkstück- Spann- Vorrichtungen geöffnet bzw. geschlossen werden, mittels derer Werkstücke 18, 18' bzw. 18", 18"' im Belade- und Entlade-Raum 20 auf einer Werkstück-Palette 17, 17' oder 17", 17"' gespannt bzw. von dieser gelöst werden.

Wie u. a. Figur 1 entnehmbar ist, ist zwischen dem Bearbeitungs-Raum 19 und dem Belade- und Entlade-Raum 20 eine Trennwand 37 als Schutz- wand vorgesehen, mittels derer während des Bearbeitungsvorgangs im Bearbeitungs-Raum 19 das Heraustreten von Spänen, Öl und dergleichen in den Belade- und Entlade-Raum 20 verhindert werden kann. Sie wird nur zum Paletten- Wechsel geöffnet. An der der Bedienerseite 38 zugewandten Seite des Belade- und Entlade-Raums 20 kann weiterhin eine Schutz-Tür 39 vorgesehen sein, die nur zur Entnahme von bearbeiteten Werkstücken 18, 18', 18", 18"' und zur Beschickung mit zu bearbeitenden Werkstücken 18, 18', 18", 18"' geöffnet wird. Der Arbeitsablauf des Paletten- Wechslers 24 ist wie folgt:

Im Bearbeitungs-Raum 19 befinden sich zwei auf Werkstück-Paletten 17, 17' aufgespannte Werkstücke 18, 18' auf den Rundtischen 15, 15'. Sie werden einer 5-achsigen Bearbeitung durch die Werkzeuge 1 1, 1 1 ' unterzogen, wobei die die Werkzeuge 1 1, 1 1 ' tragenden Werkzeug- Spindeln 10, 10' in X-, Y- und Z-Richtung zugestellt werden. Die Werkstücke 18, 18' werden unter Verschwenken um die A- Achse der Schwenk-Brücke 12 und unter Drehen um die B-Achse der Rundtische 15, 15' bewegt. Zeitgleich sind bei geöffneter Tür 39 im Belade- und Entlade-Raum 20 fertig bearbeitete Werkstücke entnommen worden und zu bearbeitende Werkstücke 18", 18"' auf auf den Aufnahmen 23, 23' befindliche und vom Paletten- Wechsler 24 gehaltene Werkstück-Paletten 17", 17"' aufgespannt worden. Nach der Fertig-Bearbeitung der Werkstücke 18, 18' beginnt der Paletten- Wechsel, wozu die Trennwand 37 in die in Figur 1 dargestellte geöffnete Position verbracht wird. Der Paletten- Wechsler 24 befindet sich in der in den Figuren 1 und 3 dargestellten unteren Belade- und Entlade-Position 40, in der die Haltemittel 32", 32"' die Gegenstücke 34", 34"' der beiden auf den Aufnahmen 23, 23' befindlichen Werkstück-Paletten 17", 17"' formschlüssig aufnehmen.

Der Paletten- Wechsler 24 wird nunmehr durch den Schlitten- Antrieb 26 in vertikaler Verschiebe-Richtung 41 nach oben in eine erste mittlere Position 42 verschoben. In dieser ersten mittleren Position 42 ist die Schwenk- Brücke 12 derart um ihre A- Achse verschwenkt, dass die der Schwenk- Brücke 12 zugewandten Haltemittel 32, 32' des Paletten- Wechslers 24 nicht in Kollision mit der Schwenk-Brücke 12 geraten. In dieser ersten mittleren Position 42 befinden sich die der Schwenk-Brücke 12 zugewand- ten Haltemittel 32, 32' noch unterhalb der Gegenstücke 34, 34' der auf den Rundtischen 15, 15' befindlichen Werkstück-Paletten 17, 17', wie Figur 4 und vergrößert Figur 5 entnehmbar ist. Anschließend wird - wie in Figur 6 dargestellt - die Schwenk-Brücke 12 um die A- Achse derart verschwenkt, dass die jeweilige B-Achse der Rundtische 15, 15' vertikal, also parallel zur Verschiebe-Richtung 41 des Paletten- Wechslers 24, verläuft. Der Paletten-Wechsler 24 befindet sich entsprechend Figur 6 hierbei in einer zweiten mittleren Position 43, in der die Haltemittel 32, 32' sich unmittelbar unterhalb der Gegenstücke 34, 34' der beiden auf den Rundtischen 15, 15' befindlichen Werkstück-Paletten 17, 17' befinden.

Der Paletten- Wechsler 24 wird weiterhin ohne Drehung um die Achse 29 nach oben in eine obere Position 44 verschoben, die in Figur 7 dargestellt ist. Hierbei haben zuvor die Haltemittel 32, 32' des Paletten- Wechslers 24 die Gegenstücke 34, 34' der auf den Rundtischen 15, 15' befindlichen Werkstück-Paletten 17, 17' mit fertig bearbeiteten Werkstücken 18, 18' aufgenommen und die Werkstück-Paletten 17, 17' von den Rundtischen 15, 15' abgehoben. In dieser oberen Position 44 erfolgt eine Drehung um 180° des Paletten- Wechslers 24 um die Paletten- Wechsler-Schwenk- Achse 29, so dass die bearbeiteten Werkstücke 18, 18' in den Belade- und Entla- de-Raum 20 verschwenkt werden und gleichzeitig die unbearbeiteten Werkstücke 18", 18"' in den Bearbeitungs-Raum 19 verschwenkt werden. Das Absenken des Paletten- Wechslers 24 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge zu der Aufwärtsbewegung.

Wenn die Schwenk-Brücke 12 bei vertikaler Position der B-Achse nicht im Kollisionsbereich des Paletten- Wechslers 24 bei dessen Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung ist, dann kann der Paletten- Wechsler 24 direkt aus der unteren Position 40 in die zweite mittlere Position 43 verfahren werden. Grundsätzlich ist ein Stopp des Paletten- Wechslers 24 in der ersten mittleren Position 42 und der zweiten mittleren Position 43 nicht zwingend erforderlich, wenn die Steuerung dies zulässt.

Diese Steuerung der zahlreichen Antriebe einschließlich der Spann- Elemente 35 und der erwähnten Spann- Vorrichtungen erfolgt über eine zentrale programmierbare Steuerung, die nicht dargestellt ist.