Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Spin¬ delstock und zumindest einem Werkzeugwechsler, der Bearbei- tungswerkzeuge zwischen einer Magazinposition und einer Ar¬ beitsposition transportiert, wobei dem Werkzeugwechsler als An¬ triebseinheit zumindest ein fluidisch betätigbarer Arbeitszy¬ linder mit einem Zylindergehäuse zugeordnet ist, in dem ein Ar¬ beitskolben axial bewegbar angeordnet ist.

Eine derartige Werkzeugmaschine ist zum Beispiel aus der EP 0 205 030 A2 bekannt. Der Arbeitszylinder befindet sich hier in einer hängenden Lage, wobei die mit dem Kolben verbundene Kolbenstange vertikal nach unten weist und den handzuhabenden Gegenstand, in der Regel ein Bearbeitungswerkzeug, trägt. Zu

Zeiten außerhalb der Betriebsbereitschaft befindet sich der Ar¬ beitszylinder im eingefahrenen Zustand, wobei der Arbeitskolben eine Hubendlage im Bereich der oben liegenden Abschlußwand des Zylindergehäuses einnimmt. Bei längeren Stillstandszeiten des Arbeitszylinders ist diese Hubendlage allerdings nicht stabil. Infolge Absinken des Betriebsdruckes tendiert der Kolben auf Grund der ständigen Gewichtsbelastung zu einem Absinken in Richtung der ausgefahrenen Stellung des Arbeitszylinders. Abge¬ sehen von Gefahrensituationen kann dies auch zu Funktionsbeein- trächtigungen der mit dem Arbeitszylinder ausgestatteten Werk¬ zeugmaschine führen. Man hat daher bisher durch externe und sehr aufwendige Stützkonstruktionen versucht, den Arbeitszylin¬ der in Ruhezeiten zu fixieren.

Bei bekannten Werkzeugmaschinen ist es weiter von Nachteil, daß die Arbeitsventile und eventuelle weitere Vorsteuerventile ge¬ trennt an den Werkzeugmaschinen angeordnet werden müssen, so

daß bei der Endmontage derartiger Werkzeugmaschinen ein großer Verkabelungsaufwand sowohl für die Pneumatik als auch für die Elektrik erforderlich ist.

Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfin¬ dung, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der sich bei insgesamt kompakter Bauweise der Ar¬ beitskolben während Stillstandszeiten zuverlässig so fixieren läßt, daß bei erneuter Inbetriebnahme keine Gefahrensituationen entstehen. Ferner soll ein verschleißarmer Betrieb möglich sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Arbeitszylinder eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist, die bei Abfall eines Freigabedruckes des Arbeitskolbens mecha¬ nisch gehäusefest verriegelt.

Die Verriegelungseinrichtung bewirkt im Bedarfsfalle, also bei Ausfall des Freigabedruckes, eine mechanische gehäusefeste Ver- riegelung des Arbeitskolbens, so daß letzterer daran gehindert wird, die einmal erreichte Hubendlage zu verlassen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Un- teransprüchen hervor.

Wenn die Verriegelungseinrichtung in den Arbeitszylinder inte¬ griert ist und vorzugsweise der Freigabedruck ein Betriebsdruck des Arbeitszylinders ist, gestaltet sich die Endmontage der neuen Werkzeugmaschine sehr einfach. Es ist nämlich nur eine Druckmittelleitung zu der Antriebseinheit zuzuführen, über die sowohl der Betriebsdruck als auch der Freigabedruck für die Verriegelungseinrichtung geliefert wird. Fällt jetzt der Be¬ triebsdruck und damit der Freigabedruck bei der neuen Werkzeug¬ maschine ab, so werden die sich in Hubendlage befindlichen Werkzeugwechsler mechanisch arretiert, so daß sie nicht absin¬ ken können. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß beim Aus¬ schalten der neuen Werkzeugmaschine oder bei Störungen in der

Druckluftversorgung die Werkzeugwechsler nicht "absinken" kön¬ nen, was zu gefährlichen bzw. unübersichtlichen Betriebssitua- tionen führen kann.

Die Verriegelung ist vorzugsweise nur dann wirksam, wenn der Arbeitszylinder sich außerhalb des Zustandes der Betriebsbe¬ reitschaft befindet, so daß während nur kurzer maschinenbeding¬ ter Betriebspausen keine Verriegelung erfolgen muß. Gewährlei¬ sten kann man dies durch ständige Bereitstellung eines ausrei- chend hohen Freigabedruckes, der das zweite querbewegliche Ver¬ riegelungsteil in einer Freigabestellung hält. Erst wenn der Freigabedruck unterhalb einen bestimmten, insbesondere vorein¬ stellbaren Wert fällt, verlagert sich das zweite Verriegelungs- teil automatisch unter Einwirkung der Verriegelungskraft in die Verriegelungsstellung, in der es mit dem kolbenfesten ersten

Verriegelungsteil verriegelnd zusammenwirkt. Der Arbeitskolben ist dann im wesentlichen axial unbeweglich blockiert, eine er¬ neute Inbetriebnahme ist erst dann möglich, wenn der Freigabe¬ druck wieder die notwendige Höhe erreicht hat. Verschleißmin- dernd wirkt sich hier aus, daß der Verriegelungsmechanismus vom Druck in den Arbeitsräumen des ArbeitsZylinders unabhängig ist, so daß während des bestimmungsgemäßen Betriebes des Arbeitszy¬ linders in der Regel kein Eingriff der Verriegelungsteile stattfindet. Zweckmäßig ist es, als Freigabedruck den Betriebs- druck des Arbeitszylinders zu wählen und die zentrale Druckmit¬ telzufuhr unmittelbar als Freigabedruck auf das zweite Verrie¬ gelungsteil zu schalten.

Ist der Arbeitszylinder als Antriebseinheit für den Werkzeug- Wechsler an einer Werkzeugmaschine vorgesehen, so ist er norma¬ lerweise so beschaltet, daß der Arbeitskolben im Moment der In¬ betriebnahme in Richtung der eingefahrenen Stellung beauf¬ schlagt wird, so daß er zunächst in die bereits angesprochene Hubendlage gezwungen wird. Nun kann es allerdings geschehen, daß im Rahmen von Servicearbeiten während des Betriebsstill-

Standes eine Umschaltung des zugeordneten Steuerventils statt¬ gefunden hat, die von niemandem bemerkt wurde. Dies kann zur

Folge haben, daß der Kolben bei der Inbetriebnahme des Arbeits- zylinders sofort im Ausfahrsinne beaufschlagt wird. Eine rasch ausfahrende Kolbenstange könnte dann Beschädigungen an der Ma¬ schine oder Verletzungen des Personals hervorrufen. Damit auch in solchen Fällen die Betriebssicherheit gegeben ist, sind die an den beiden Verriegelungsteilen zum Eingriff miteinander vor¬ gesehenen Verriegelungsmittel vorzugsweise konstruktiv so aus¬ gebildet, daß es dem Freigabedruck unmöglich ist, das zweite Verriegelungsteil aus der Verriegelungsstellung in die Frei- gabestellung zu verlagern, solange das die Blockierposition einnehmende erste Verriegelungsteil einer bestimmten, im Sinne einer axialen Entfernung des Arbeitskolbens aus der Hubendlage wirkenden Stellkraft ausgesetzt ist. Die genannte "bestimmte Stellkraft" wird beispielsweise in dem eben erwähnten Fall da- durch erzeugt, daß dem Arbeitskolben bei Inbetriebnahme unver¬ züglich der Bearbeitungsdruck im Ausfahrsinne aufgeschaltet wird. Ist dies der Fall, so verhindern die miteinander in Ein¬ griff stehenden Verriegelungsmittel auf mechanische Weise, daß das zweite Verriegelungsteil die Verriegelungsstellung in Richtung der Freigabesteilung verläßt, selbst wenn dieses unter dem Freigabedruck steht. Erst wenn die Beaufschlagung der Ar¬ beitsräume wieder korrigiert wurde und der Arbeitskolben im Einfahrsinne beaufschlagt wird, gestatten die Verriegelungs- mittel die Bewegungsfreigabe des Arbeitskolbens. Im Falle der DE 39 42 348 AI erfolgt die Entriegelung automatisch zeitver¬ zögert über das zum Antrieb des Arbeitskolbens zugeführte Druckmittel.

Die mit der Verriegelungseinrichtung ausgestattete Abschlußwand ist zweckmäßigerweise ein Gehäusedeckel des ArbeitsZylinders, der sich bei mit einer Kolbenstange ausgestattetem Arbeitskol¬ ben zweckmäßigerweise auf der der Kolbenstange abgewandten Axi¬ alseite des Arbeitskolbens befindet. An diesem Zylinderdeckel ist vorzugsweise auch ein als Mehrwegeventil ausgebildetes Ar- beitsventil angebracht, das für die Druckbeaufschlagung der Ar¬ beitsräume des Arbeitszylinders verantwortlich ist. Es wird zweckmäßigerweise durch mindestens ein elektrisch betätigbares

Vorsteuerventil, z.B. ein Magnetventil, angesteuert, das eben¬ falls an dem Gehäusedeckel angebracht sein kann. Die gesamte Elektrik befindet sich zweckmaßigerweise in einem zentralen In- stallationsraum, der von einer abnehmbaren Schutzhaube abge- deckt sein kann. Die Druckluftverteilung zwischen den Vorsteu¬ erventilen, dem Arbeitsventil und den Arbeitsräumen erfolgt be¬ vorzugt durch im Innern des Zylindergehäuses ausgebildete Ka¬ näle, so daß insgesamt eine äußerst integrale Baueinheit vor¬ liegt. Unmittelbar an dem Zylinderdeckel kann auch ein Schall- dämpfer und eine Anschlußeinrichtung für eine den Betriebsdruck führende Druckmittelleitung vorgesehen sein.

Der Arbeitszylinder ist zweckmäßigerweise pneumatisch betätigt. Damit werden lediglich zwei Anschlußleitungen benötigt, eine Druckmittelleitung für die Luftversorgung und ein insbesondere mehradriges Elektrokabel zur Ansteuerung der Vorsteuerventile und eventuell vorhandener Sensoren, die zur Erfassung der Kol¬ benposition eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeich¬ nung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform des Arbeitszy¬ linders im Längsschnitt,

Figur 2 eine Rückansicht des Arbeitszylinders aus Figur 1 mit axialer Blickrichtung gemäß Pfeil II,

Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Arbeitszylin- ders aus Figur 1 im Bereich des die Verriege¬ lungseinrichtung aufweisenden Gehäusedeckels, wiederum im Längsschnitt, jedoch im Vergleich zur Figur 1 um 90° gedreht,

Figur 4 ein vergrößertes Detail der in Figur 3 gezeigten

Verriegelungseinrichtung, wobei sich das zweite Verriegelungsteil im Gegensatz zu der in Figur 3

eingenommenen Freigabestellung in der Verriege¬ lungsstellung im Eingriff mit dem kolbenfesten ersten Verriegelungsteil befindet, und

Figur 5 eine mit dem Arbeitszylinder ausgestattete Werk¬ zeugmaschine.

Die Figur 1 zeigt einen pneumatisch betätigbaren Arbeitszylin¬ der 1, dessen Zylindergehäuse 2 einen mittleren rohrförmigen Gehäuseabschnitt 3 umfaßt, der an beiden Stirnseiten von je ei¬ ner Abschlußwand in Gestalt eines Gehäusedeckels 4, 5 abge¬ schlossen ist. In dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt 3 befindet sich ein axial beweglicher Arbeitskolben 6, der zwei Arbeits¬ räume 7, 8, dicht voneinander abteilt. In jeden Arbeitsraum 7, 8 mündet ein Druckmittelkanal 12, 13 des zugeordneten Gehäuse¬ deckels 4, 5.

An dem in Figur 1 rechts gelegenen Gehäusedeckel 4 ist eine An¬ schlußeinrichtung 14 angebracht, über die sich eine z.B. schlauchförmige Druckmittelleitung anschließen läßt. Die An¬ schlußeinrichtung 14 kommuniziert mit einem in dem Gehäuse¬ deckel 4 verlaufenden Versorgungskanal 15, der zu einem Ar¬ beitsventil 16 führt, das ebenfalls an einer Außenfläche des Gehäusedeckels 4 lösbar festgelegt ist. Da derartige Arbeits- ventile für sich gesehen bereits Stand der Technik und dem Fachmann geläufig sind, erübrigt sich an dieser Stelle eine eingehende Beschreibung. Es kann sich z.B. um ein 5/2-Wege¬ ventil handeln, das einen Steuerschieber 17 enthält, der sich mittels geeigneter Betätigungseinrichtungen 18 des Arbeits- ventils 16 in die gewünschte Position umschalten läßt. Je nach Schaltstellung kann über den Versorgungskanal 15 ankommendes Druckmittel in den einen oder anderen Druckmittelkanal 12, 13 strömen. Der zum zugeordneten Arbeitsraum 7 führende Druck¬ mittelkanal 12 verläuft insbesondere vollständig im Innern des das Arbeitsventil 16 tragenden Gehäusedeckels 4. Die Verbindung zum Druckmittelkanal 13 des anderen Gehäusedeckels 5 erfolgt zweckmäßigerweise über einen Fluidkanal 23 in einer Stange 22,

die sich parallel zu dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt 3 neben diesem zwischen den beiden Gehäusedeckeln 4, 5 erstreckt. Dieser Fluidkanal 23 kommuniziert einerseits mit dem Druck¬ mittelkanal 13 und andererseits mit einem Kanalabschnitt 24, der in dem Gehäusedeckel 4 die Verbindung zu dem Arbeitsventil 16 herstellt.

Das Arbeitsventil 16 kommuniziert ferner mit mindestens einem ebenfalls im Innern des Gehäusedeckels 4 verlaufenden Entlüf- tungskanal 25 (Figur 2) , der in einen Schalldämpfer 26 mündet, der auch an dem Gehäusedeckel 5 befestigt ist. Zweckmäßiger¬ weise befinden sich das Arbeitsventil 16, der Schalldämpfer 26 und die Anschlußeinrichtung 14 an einer gemeinsamen ebenen Mon¬ tagefläche des Gehäusedeckels 4, deren Normalenvektor bezüglich der Längsachse 27 des Arbeitszylinders 1 im rechten Winkel ver¬ läuft.

Der Arbeitskolben 6 ist an einer Kolbenstange 32 befestigt, die sich axial erstreckt und den in Figur 1 links gelegenen Gehäu- sedeckel 5 zentral durchsetzt. Am außen liegenden Abschnitt der Kolbenstange 32 ist eine Befestigungseinrichtung 33 vorgesehen, an der sich ein zu bewegender Gegenstand lösbar befestigen läßt. Je nach Schaltstellung des Arbeitsventils 16 findet ein Ausfahrhub gemäß Pfeil 28 oder ein Einfahrhub gemäß Pfeil 29 statt.

Die Schaltstellung des Arbeitsventils 16 wird von den Betäti¬ gungseinrichtungen 18 beeinflußt, die über nicht näher darge¬ stellte Kanäle im Innern des Gehäusedeckels 5 mit zwei elek- trisch ansteuerbaren Vorsteuerventilen 34 kommunizieren, die ebenfalls an den Gehäusedeckel 4 und insbesondere an dessen dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt 3 abgewandter Stirnseite 37 ange¬ bracht sind. Es handelt sich um Elektromagnetventile. Deren elektrische Signalversorgung erfolgt mittels Signalleitungen 35, die an eine elektrische Leiterplatte 30 angeschlossen sind, die in elektrischem Steckkontakt mit den Vorsteuerventilen 34 steht. Die elektrische Leiterplatte 36 ist wie die Vorsteuer-

ventile 34 vorzugsweise in einem Installationsraum 38 unterge¬ bracht, der sich an der Stirnseite 37 an den Gehäusedeckel 4 anschließt und unter einer abnehmbaren Schutzhaube 39 liegt. In elektrischer Verbindung mit der Leiterplatte 36 können ferner noch weitere Signalleiter 40 stehen, die zu einer Sensorein¬ richtung 43 gehören, mit der sich die Position des Arbeitskol- bens 6 relativ zum Zylindergehäuse 2 erfassen läßt. Die Sensor- einrichtung 43 kann einen mit Sensoren 44 ausgestatteten Sen¬ sorstab 45 aufweisen, der in einer nicht näher gezeigten Auf- nahmebohrung des Gehäusedeckels 4 festgelegt ist, durch die er sich hindurcherstreckt, um seitlich neben dem rohrförmigen Ge¬ häuseabschnitt 3 zu liegen. Zur berührungslosen Betätigung der Sensoren 44 ist am Arbeitskolben 6 eine mitbewegte Dauermagnet- Anordnung 46 vorgesehen.

Sämtliche elektrische Anschlüsse und Verbindungen sind somit gut abgeschirmt in dem Installationsraum 38 untergebracht. Die Signalleitungen 35 münden zweckmäßigerweise in einer Elektro- kupplung 47 an der Schutzhaube 39, an die von außen her nicht näher dargestellte Verbindungsleitungen anschließbar sind. Au¬ ßer den elektrischen Anschlüssen befinden sich auch sämtliche fluidischen Anschlüsse im Bereich des einen, von der Kolben¬ stange 32 abgewandten Gehäusedeckels 4.

Der Arbeitszylinder ist desweiteren mit einer Dämpfungseinrich¬ tung 47 zur fluidischen Endlagendämpfung des Arbeitskolbens 6 ausgestattet. Sie beruht auf dem an sich bekannten Prinzip, wo¬ nach die Mündungen der Druckmittelkanäle 12, 13 bei Annäherung des Arbeitskolbens 6 an die jeweils zugeordnete Hubendlage durch ein insbesondere kolben- oder hülsenförmiges Pufferungs- teil 48 verschlossen werden, das in die Kanalmündung eintaucht. Das zuvor noch durch den unverschlossenen Druckmittelkanal aus¬ strömende Fluid kann jetzt nur noch über einen parallelgeschal¬ teten Drosselkanal 49 abströmen, der in der Zeichnung der Über- sichtlichkeit wegen lediglich in dem kolbenstangenseitigen Ge¬ häusedeckel 5 eingezeichnet ist. Da über den Drosselkanal 49 lediglich ein reduzierter Volumenstrom abströmen kann, wird der

Arbeitskolben 6 sanft fluidisch abgebremst, so daß er nurmehr mit geringer Intensität in der Hubendlage am jeweiligen Gehäu¬ sedeckel 4, 5 anschlägt.

Zusätzlich zu den bisherigen Ausstattungsdetails verfügt der Arbeitszylinder 1 vorzugsweise über eine Verriegelungseinrich- tung 52 zur lösbaren mechanischen gehäusefesten Verriegelung des Arbeitskolbens 6 in mindestens einer Hubendlage. Ihr Aufbau ergibt sich insbesondere aus den Figuren 3 und 4, wobei sie beispielsgemäß lediglich zur Arretierung einer Hubendlage dient, und zwar derjenigen, die der Arbeitskolben 6 im einge¬ fahrenen Zustand einnimmt, indem er an dem in Figur 1 rechts gelegenen Gehäusedeckel 4 anliegt.

Zur Verriegelungseinrichtung 52 gehört zunächst ein erstes kolbenfestes Verriegelungsteil 53. Es befindet sich auf der dem einfahrseitigen Gehäusedeckel 4 zugewandten Axialseite des Ar¬ beitskolbens 6 und ist mitbewegbar mit diesem verbunden und beispielsgemäß vom freien Endabschnitt eines Stangen- oder bol- zenartigen Teils 54 gebildet, das auf das im Innern des rohr¬ förmigen Gehäuseabschnittes 3 liegende freie Ende 55 der Kol¬ benstange 32 aufgeschraubt ist. Das bolzenartige Teil 54 dient hier zugleich als Befestigungsmittel für den Arbeitskolben 6, der auf einem Abschnitt des freien Endes 55 axial zwischen dem bolzenartigen Teil und einer Abstufung 57 der Kolbenstange 32 sitzt. Außerdem kann das bolzenartige Teil 54 als Träger für das zugeordnete Pufferungsteil 48 dienen, das zweckmäßigerweise in einer ringartigen Vertiefung gehalten wird, die sich zwi¬ schen dem bolzenartigen Teil 54 und der zugewandten Axialseite 56 des Arbeitskolbens 6 befindet.

Ein gehäusefestes zweites Verriegelungsteil 58 der Verriege¬ lungseinrichtung 52 ist in einer rechtwinkelig zur Längsachse 27 verlaufenden Querbohrung 59 des Gehäusedeckels 4 aufgenom- en. Es ist in Längsrichtung dieser Querbohrung 59 gemäß Dop¬ pelpfeil 60 zwischen der in Figur 3 gezeigten Freigabestellung und der in Figur 4 gezeigten Verriegelungsstellung hin und her

bewegbar. In der Verriegelungsstellung steht es im Eingriff mit dem ersten Verriegelungsteil 53, wenn dieses die in Figuren 3 und 4 gezeigte Blockierposition einnimmt, bei der sich der Ar¬ beitskolben 6 in der zugeordneten Hubendlage befindet. In der Verriegelungsstellung sind der Arbeitskolben 6 und die Kolben¬ stange 32 durch den Eingriff der beiden Verriegelungsteile 53, 58 mechanisch daran gehindert, einen Ausfahrhub vorzunehmen. In der Freigabestellung hingegen ist eine entsprechende Axialbewe¬ gung der genannten Teile ohne weiteres möglich.

Das zweite Verriegelungsteil 58 ist z.B. einstückig mit einem Verriegelungskolben 63 verbunden, der ebenfalls in der Querboh¬ rung 59 längsbeweglich geführt ist. Da sein Durchmesser größer ist als derjenige des zweiten Verriegelungsteils 58, befindet er sich in einem erweiterten Bohrungsabschnitt 64 auf der dem ersten Verriegelungsteil 53 abgewandten Außenseite des zweiten Verriegelungsteils 58. In dem erweiterten Bohrungsabschnitt 64 teilt der Verriegelungskolben 63 zwei Beaufschlagungsräume 65, 66 voneinander ab. Der dem ersten Verriegelungsteil 53 zuge- wandte innere Beaufschlagungsraum 65 kommuniziert über einen

Druckmittelkanal 67 mit der Anschlußeinrichtung 14. Der Druck¬ mittelkanal 67 verläuft zweckmäßigerweise im Innern des Gehäu¬ sedeckels 4 und kann in den Versorgungskanal 15 einmünden. Wird dem Arbeitszylinder 1 im Betrieb über die Anschlußeinrichtung 14 unter einem bestimmten Betriebsdruck stehendes Druckmittel zugeführt, so steht dieser Betriebsdruck über den Druckmittel- kanal 67 automatisch auch in dem inneren Beaufschlagungsraum 65 an, und zwar in voller Höhe und unabhängig davon, in welcher Schaltstellung sich das Arbeitsventil 16 befindet. Dieser Be- triebsdruck bildet einen Freigabedruck, der das zweite Verrie¬ gelungsteil 58 über den Verriegelungskolben 63 in Richtung der Freigabestellung fluidisch beaufschlagt und ständig in der Freigabestellung hält.

Um eine Leckage auszuschließen, ist der innere Beaufschlagungs¬ raum 65 sowohl zum äußeren Beaufschlagungsraum 66 als auch zu der Aufnahmeöffnung 68 des Gehäusedeckels 4 hin, die das erste

Verriegelungsteil 53 in der Blockierstellung aufnimmt, abge¬ dichtet. Die Aufnahmeöffnung 68 ist beispielsgemäß eine sack- lochähnliche Axialvertiefung, in die das bolzenartige Teil 54 in der zugeordneten Hubendlage zumindest größtenteils eintaucht und deren dem Arbeitsraum 7 zugewandte Mündung die Mündung des Druckmittelkanals 12 bildet.

Als Maßnahme zur genannten Abdichtung ist beispielsgemäß sowohl am zweiten Verriegelungsteil 58 als auch am Verriegelungskolben 63 ein Dichtring 69 vorgesehen, der mit der zugeordneten Wan¬ dung der Querbohrung 59 dichtend zusammenarbeitet, ohne die Querbewegung gemäß Pfeil 60 zu behindern.

In dem äußeren Beaufschlagungsräum 66 ist eine mechanische Druckfederanordnung 69 vorgesehen. Sie stützt sich beispielsge¬ mäß einerseits am Boden einer Zentralausnehmung 70 des Verrie¬ gelungskolbens 63 und/oder des zweiten Verriegelungsteils 58 ab, während sie andererseits gegen einen Verschlußdeckel 73 ar¬ beitet, der die Querbohrung 59 im Bereich der Außenseite des Gehäusedeckels 4 lösbar verschließt.

Anstelle einer mechanischen Feder könnte auch eine Gasfeder vorgesehen sein. Jedenfalls lieferte die jeweilige Federanord¬ nung eine elastisch nachgiebige Verriegelungskraft, die das zweite Verriegelungsteil 58 in Richtung der Verriegelungsstel¬ lung gemäß Figur 4 ständig unter Vorspannung hält.

Wenn sich der Arbeitszylinder 1 im Zustand der Betriebsbereit- schaft befindet, steht an dem Versorgungskanal 15 der Betriebs- druck an , der über den Druckmittelkanal 67 auch in dem inneren Beaufschlagungsraum 65 wirkt und das zweite Verriegelungsteil 58 ständig in der in Figur 3 gezeigten Freigabestellung hält. Die Stellung des zweiten Verriegelungsteils 58 hängt also nicht von der Stellung des Arbeitskolbens 6 und/oder von den in den Arbeitsräumen 7, 8 herrschenden Arbeitsdrücken ab. Die Beauf¬ schlagungsfläche des Verriegelungskolbens 63 ist so auf den Be¬ triebsdruck abgestimmt, daß die resultierenden, in Richtung der

Freigabestellung wirkenden Kräfte auf jeden Fall größer sind als die Verriegelungskraft der fluidischen oder mechanischen Federanordnung 69. Erst wenn der Betriebsdruck einen gewissen Wert unterschreitet, was beispielsweise bei einer längeren Stillsetzung des Arbeitszylinders über Nacht und an den Wo¬ chenenden auftreten kann, vermag die Verriegelungskraft die Freigabekraft zu überwinden und das zweite Verriegelungsteil 58 in die Verriegelungsstellung zu verbringen. Es liegt also eine wegen der geringeren Ansprechhäufigkeit äußerst verschleißarme und höchsten Sicherheitsanforderungen genügende Verriegelungs- einrichtung vor. Anstelle des Betriebsdruckes kann dem inneren Beaufschlagungsraum 65 auch ein anderer Freigabedruck als Refe¬ renzdruck aufgeschaltet werden, man kann sich hier an den je¬ weiligen Einsatzbedingungen orientieren.

An jedem Verriegelungsteil 53, 58 ist mindestens ein Verriege¬ lungsmittel 74, 75 vorgesehen, die in der Verriegelungsstellung gemäß Figur 4 ineinander eingreifen. Als Verriegelungsmittel 74 des ersten Verriegelungsteils 53 ist zweckmäßigerweise eine Vertiefung 76 vorgesehen, die insbesondere nach Art einer Ring¬ nut ausgebildet ist, welche sich koaxial zu der Kolbenstange 32 erstreckt. Dies hat den Vorteil, daß auch ohne Verdrehsiche- rungsmaßnahmen seitens des ersten Verriegelungsteils 53 stets gewährleistet ist, daß sich die Vertiefung 76 in der Blockier- position in einer Flucht gemäß Bewegungsrichtung 60 mit dem

Verriegelungsmittel 75 des zweiten Verriegelungsteils 58 befin¬ det. Bei dem letztgenannten Verriegelungsmittel 75 handelt es sich vorzugsweise um einen bezüglich der Längsachse 27 radial nach innen weisenden Vorsprung 77, der in der Blockierposition des ersten Verriegelungsteils 53 ungehindert bezüglich der Ver¬ tiefung 76 aus- und einfahren kann.

In der Verriegelungsstellung ragt der Vorsprung 77 in die Ver¬ tiefung 76 hinein, so daß sich diese Verriegelungsmittel 74, 75 in Längsrichtung 27 hintergreifen. Es stellt sich somit eine formschlüssige und äußerst sichere Arretierung in Längsrichtung 27 ein.

Sobald der im inneren Beaufschlagungsräum 65 herrschende Druck wieder auf den beim Ausführungsbeispiel vom Betriebsdruck ge¬ bildeten Freigabedruck angestiegen ist, wird die Verriegelung automatisch gelöst und die aus Kolbenstange 32, Kolben 6 und erstem Verriegelungsteil 53 bestehende Bewegungseinheit zur er¬ neuten Hubbewegung freigegeben.

Ein weiteres Sicherheitsmerkmal zeichnet die beispielsgemäße Verriegelungseinrichtung 52 aus. Demnach ist vorgesehen, daß die beiden Verriegelungsmittel 74, 75 konstruktiv so ausgebil¬ det sind, daß der z.B. vom Betriebsdruck gebildete Freigabe¬ druck nicht in der Lage ist, das zweite Verriegelungsteil 58 aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung zu verla- gern, so lange das die Blockierposition einnehmende erste Ver¬ riegelungsteil 53 einer bestimmten, in Richtung des Ausfahrhu¬ bes 28 wirkenden Stellkraft unterliegt. Erzielt wird dies bei¬ spielsgemäß dadurch, daß die Verriegelungsmittel 74, 75 so aus¬ gebildet sind, daß sie einander in Verstellrichtung 60 des zweiten Verriegelungsteils 58 formschlüssig hintergreifen kön¬ nen.

Vor allem wenn der Arbeitszylinder 1 mit nach unten ragender Kolbenstange eingesetzt wird und die Grundstellung bei einge- fahrener Kolbenstange vorliegt, wird man eine Ansteuerung des Arbeitskolbens 6 derart bevorzugen, daß bei jeder neuerlichen Inbetriebnahme zunächst der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 8 mit Arbeitsdruck versorgt wird. Man verhindert damit, daß die Kolbenstange im Moment der Inbetriebnahme schlagartig ausfährt, was zu schweren Verletzungen und/oder Beschädigungen führen könnte. Die entsprechende Ansteuerung wird über die Schaltstel¬ lung des Arbeitsventils 16 verwirklicht.

Es kann nun der Fall eintreten, daß während einer Betriebspause insbesondere zu Servicezwecken eine vorübergehende Handsteue¬ rung des Arbeitszylinders 1 vorgenommen wird, beispielsweise durch eine manuelle Betätigung des Arbeitsventils 16, das zu

diesem Zweck eine Handhilfsbetätigung 78 aufweist. Als Folge besteht die Möglichkeit, daß das Arbeitsventil 16 nach Abschluß der Servicearbeiten in einer irregulären Stellung verbleibt, in der bei Inbetriebnahme nicht dem kolbenstangenseitigen, sondern dem entgegengesetzten Arbeitsraum 8 Druck zugeführt wird. Ohne die erwähnten besonderen konstruktiven Maßnahmen würde der Be¬ triebsdruck die Verriegelungseinrichtung öffnen und die Kolben¬ stange 32 schlagartig ausfahren.

Auf Grund der erläuterten Ausgestaltung der Verriegelungsmittel 74, 75 ist das zweite Verriegelungsteil 58 nicht in der Lage, die Verriegelungsstellung zu verlassen, so lange das in Blo¬ ckierposition befindliche erste Verriegelungsteil 53 im Aus¬ fahrsinne gemäß Pfeil 28 vorgespannt ist. Die formschlüssige Verankerung des zweiten gegenüber dem ersten Verriegelungsteil wirkt dem Freigabedruck mechanisch entgegen. Erst nachdem die Ansteuerung korrigiert wurde und der Arbeitszylinder 6 wieder im Einfahrsinne gemäß Pfeil 29 beaufschlagt wird, gestattet das erste Verriegelungsteil 53 die Freigabe des zweiten Verriege- lungsteils 58 und dessen Verlagerung in die Freigabesteilung.

Im konkreten Fall des Ausführungsbeispiels erreicht man die be¬ treffende Gestaltung der Verriegelungsmittel 74, 75, dadurch, daß die Vertiefung 76 an der vom Arbeitskolben 6 abgewandten Axialseite von einer ersten Verriegelungsfläche 79 begrenzt ist, die mindestens einen Flächenabschnitt aufweist, der im Vergleich zu einem in Bewegungsrichtung 60 weniger tiefliegen¬ den Flächenabschnitt weiter vom Arbeitskolben 6 entfernt ist. Diese Bedingung wird erfüllt, wenn die erste Verriegelungsflä- ehe 79 im Längsschnitt durch das erste Verriegelungsteil 53 ge¬ sehen eine Schrägfläche ist. Im Falle einer umlaufenden Ring¬ vertiefung hat die erste Vertiefungsfläche 79 zweckmäßigerweise die Gestalt der inneren Mantelfläche eines hohlen Kegel- stumpfes. An dem Vorsprung 77 befindet sich eine zweite Verrie- gelungsflache 80, die im Längsschnitt gesehen komplementär zu der ersten Verriegelungsfläche 79 gestaltet ist, so daß die beiden Verriegelungsflächen 79, 80 in der Lage sind, in der in

Figur 4 gezeigten Verriegelungsstellung entlang jeweils eines Umfangsabschnittes aneinander anzuliegen.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß das in Blockierposition befindliche erste Verriegelungsteil 53 bei in Verriegelungs- stellung befindlichem zweiten Verriegelungsteil 58 über ein ge¬ wisses axiales Bewegungsspiel in Richtung der Längsachse 27 verfügt. Wenn der Arbeitskolben 6 seine Hubendlage einnimmt, kann der mit der geneigten zweiten Verriegelungsfläche 80 aus- gestattete Vorsprung 77 problemlos in die und aus der Verriege¬ lungsstellung verfahren werden. In der Verriegelungsstellung liegen die beiden Verriegelungsflächen 79, 80 nicht oder zumin¬ dest nicht mit großer Kraft aneinander an. Sobald jedoch eine irreguläre Betriebsweise der oben genannten Art auftritt, kann sich das erste Verriegelungsteil 53 bei in Eingriff stehendem zweiten Verriegelungsteil 58 auf Grund des Bewegungsspiels ein Stück weit in Ausfahrrichtung 28 verlagern, so daß die beiden Verriegelungsflächen 79, 80 fest gegeneinandergepreßt werden, wie dies aus Figur 4 hervorgeht. Der Bewegungsspielraum ist mi- nimal, er kann im Millimeter-Bereich oder im Zehntel-Millime¬ ter-Bereich liegen.

Beispielsgemäß hat die zweite Verriegelungsfläche 80 des Vor¬ sprunges 77 eine Gestalt entsprechend der Außenmantelfläche ei- nes Kegelstumpfes, dessen Längsachse mit der Bewegungsrichtung 60 zusammenfällt. Der Axialbereich größeren Durchmessers ist der Aufnahmeöffnung 68 zugewandt, die von der Querbohrung 59 getroffen wird. Auf Grund der rotationssymmetrischen Ausgestal¬ tung erübrigt sich eine Verdrehsicherung des ersten Verriege- lungsteils 53.

Zweckmäßig ist es, die bei nutartiger Ausgestaltung der ersten Verriegelungsfläche 79 axial gegenüberliegende und näher zum Arbeitskolben 6 angeordnete Vertiefungsflanke 84 mit einer der ersten Verriegelungsfläche 79 entsprechenden Kontur zu verse¬ hen. Bei einem Längsschnitt mit radial und bezüglich der jewei¬ ligen Bewegungsrichtung axial ausgerichteter Schnittebene kön-

nen somit sowohl die Vertiefung 76 als auch der Vorsprung 77 eine schwalbenschwanzähnliche Gestaltgebung aufweisen.

Der Arbeitszylinder 1 läßt sich vielfältig einsetzen. Ein be- vorzugter, jedoch nicht ausschließlicher Anwendungsfall ist sein Einsatz als Antriebseinheit für den Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine. In Figur 5 ist dieser Anwendungsfall in einer bevorzugten Ausgestaltung näher illustriert. Im einzelnen ist dort mit 100 eine Werkzeugmaschine mit einem Spindelstock 111 gezeigt, der auf einem Sockel 113 angeordnet ist. In einen Spindelkopf 115 ist ein Bearbeitungswerkzeug 116 eingesetzt, das von einem Halter 118 eines insgesamt mit 120 bezeichneten Werkzeugwechslers gehalten ist. Der Werkzeugwechsler 120 weist ein starres Teil 121 auf, an dem gelenkig ein Parallelogrammge- stänge 122 befestigt ist, das wiederum den Halter 118 trägt. Zwischen dem starren Teil 121 und dem Parallelogrammgestänge 122 ist als Antriebseinheit 123 der im Zusammenhang mit den Fi¬ guren 1 bis 4 bereits näher beschriebene Arbeitszylinder 1 an¬ geordnet.

Wenn sich die Antriebseinheit 123 im ausgefahrenen Zustand be¬ findet, wie dies in Figur 5 links gezeigt ist, so befindet sich das Bearbeitungswerkzeug 116 in seiner Arbeitsposition. Der Werkzeugmaschine 100 ist zumindest ein weiterer Werkzeugwechs- 1er 120' zugeordnet, der in Figur 5 rechts dargestellt ist und ein Bearbeitungswerkzeug 116' trägt, das sich in seiner Maga¬ zinposition befindet.

Wegen der Integration der in Figur 5 nicht gezeigten Verriege- lungseinheit 52 in den Arbeitszylinder 1 ist zum einen eine sehr kompakte Bauweise geschaffen, die eine leichte Montage der Werkzeugmaschine 100 ermöglicht. Zusätzliche externe Bauele¬ mente zur Fixierung der Arbeitskolbenposition sind nämlich nicht erforderlich, denn bei Abfall des Freigabedruckes sorgt die integrierte Verriegelungseinheit 52 dafür, daß der Werk¬ zeugwechsler 120' in seiner in Figur 5 rechts gezeigten oberen

Endlageposition verbleibt. Dies hat die eingangs bereits aus¬ führlich erläuterten Sicherheitsvorteile.