Üblicherweise werden bei der spanabhebenden Bearbei- tung von Werkstücken Kühlschmiermittel zugeführt, um ei- nerseits die Standfestigkeit des Werkzeuges durch Kühlung und Schmierung zu erhöhen und andererseits die durch den Zerspanungsprozeß in das Werkstück und in das Werkzeug eingebrachte Wärme möglichst schnell von der Bearbei- tungsstelle abzuführen.

In der Automobilindustrie ist man dazu übergegangen, Motor-, Fahrwerks-oder Karosseriekomponenten aus Leicht- metallen, vorzugsweise aus Aluminium-oder Magnesiumle- gierungen zu verwenden. Die Verarbeitung derartiger ma- gnesiumhaltiger Legierungen ist jedoch relativ problema- tisch, da die anfallenden Bearbeitungsspäne leicht ent- flammbar sind, so daß ein verhältnismäßig hoher Aufwand zur Wahrung der erforderlichen Produktionssicherheit be- trieben werden muß. Die Verwendung von Kühlschmiermitteln auf der Grundlage wasserhaltigen Basen ist nur bedingt möglich, da Magnesium mit diesen Komponenten reagiert, so daß ölhaltige Kühlschmiermittel verwendet werden müssen.

Derartige ölhaltige Kühlschmiermittel haften jedoch häu- fig an dem zu bearbeitenden Werkstück, so daß dieses nach der spanabhebenden Bearbeitung mit geeigneten Reinigungs- mitteln gereinigt werden muß. Die zur Kühlung und Reini- gung verwendeten Mittel müssen im Anschluß an den Bear- beitungs-/Reinigungszyklus entsorgt oder aufgetrennt wer- den, was mit einem relativ hohen Aufwand verbunden ist.

Um diese Nachteile zu überwinden, geht man in zuneh- mendem Maße dazu über, die Werkstücke trocken, d. h. ohne Kühlschmiermittel, zu bearbeiten. Wesentlich bei dieser Bearbeitung ist, daß die Bearbeitungsspäne während des Zerspanungsprozesses möglichst schnell vom Werkstück weg- transportiert werden. Um dies zu gewährleisten, werden die zur Trockenbearbeitung eingesetzten Werkzeugmaschinen mit geschlossenen Bearbeitungskammern ausgerüstet, in dem sich das zu bearbeitende Werkstück befindet und in die die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine eintaucht.

In besonderen Fällen kann die Zerspanung in der Bear- beitungskammer noch unter Inertgas erfolgen, so daß die Betriebssicherheit erhöht ist.

Derartige Bearbeitungszentren für die Bohr-und Fräs- bearbeitung werden durch Ausrüstung mit Palettenwechslern und Palettenspeichern zu flexiblen F'ertigungszellen er- weitert. Bei den bekannten Palettenwechseleinrichtungen unterscheidet man prinzipiell Palettenwechsler mit einer linear wirkenden Palettenverschiebestation und Paletten- wechsler, die als Schwenkwechsler ausgebildet sind. Beide Systeme arbeiten mit zumindest zwei Paletten, von denen sich die eine in einer Bearbeitungsposition befindet, in der sie auf einem Werkstückträger aufgespannt ist, und die andfere in einer Übergabeposition, in der ein zu be- arbeitendes Werkstück aufgespannt wird, das dann nach Be- arbeitung des einen Werkstückes ohne Zeitverzögerung in die Bearbeitungsposition schwenkbar ist. Durch diese Maß- nahmen läßt sich die Span-zu-Span-Zeit gegenüber Werk- zeugmaschinen ohne Palettenwechsler absenken.

Fig. 1, auf die bereits jetzt Bezug genommen sei, zeigt eine Draufsicht auf ein Bearbeitungszentrum 1, bei dem ein in X-und Y-Richtung (senkrecht zur Zeichenebene) bewegbarer Spindelträger 2 über eine Kreuzführung an ei-

nem Ständer 4 geführt ist. Der Spindelträger 2 trägt eine horizontale Arbeitsspindel 6 zur Aufnahme eines Bearbei- tungswerkzeuges.

Das Bearbeitungszentrum 1 hat desweiteren einen Werk- zeugwechsler, der beispielsweise als seitlich angeordne- tes Trommelmagazin 8 ausgebildet sein kann, in dem die der Arbeitsspindel 6 zuzuführenden Werkzeuge 10 aufgenom- men sind.

Ein Werkstückträger (Tisch) 12 des Bearbeitungszen- trums 1 ist in Vorschubrichtung (Z) verfahrbar auf einem nicht gezeigten Maschinenbett gelagert. Der Werkstückträ- ger 12 und die Arbeitsspindel 6 sind von einer Bearbei- tungskammer 14 umgeben, so daß eine Trockenbearbeitung ermöglicht ist. Zur Verringerung der Span-zu-Span-Zeiten ist dem Werkstückträger 12 ein Palettenwechsler 16 zuge- ordnet, bei dem zwei Paletten 18,20 auf einer Schwen- keinrichtung 22 gelagert sind.

In der in Fig. 1 dargestellten Position befindet sich die Palette 18 in ihrer Bearbeitungsposition, in der sie über geeignete Spannmittel auf dem Werkstückträger 12 festgespannt ist.

Die andere Palette 20 befindet sich in einem Ladebe- reich in der Übergabeposition, in der ein zuvor bearbei- tetes Werkstück entnommen und ein zu bearbeitendes Werk- stück aufgespannt werden kann.

Der Palettenwechsler 16 trägt eine Schwenktüre 26, im folgenden Trennwandung 26 genannt. Diese bildet gemeinsam mit den Seitenwandungen 15 und kreisbogenförmig gekrümm- ten Umfangswandungen 24 der Bearbeitungskammer 14 eine Vollkapselung des Arbeitsbereichs, die eine Naß-und Trockenbearbeitung erlaubt. Der Palettenwechsler 16 hat

desweiteren eine kreisbogenförmige Schiebetüre 25, die einen Ladebereich für die Palette 20 abschließt und die als Bedienschutz beim Palettenwechsel dient.

Die Trennwandung 26 liegt dichtend an der Umfangswan- dung 24 an, so daß der Raum, in dem sich die im Bearbei- tungsbereich befindliche Palette 18 befindet, vom Werk- stück-Ladebereich getrennt ist, in dem die andere Palet- ten 20 angeordnet ist.

Die geschlossene Bearbeitungskammer 14 wird somit durch die sich entlang der Führung für den Werkstück- träger 12 erstreckenden Seitenwandungen der Kabine, die in Fig. 1 obere Hälfte der Umfangswandung 24 und die Trennwandung 26 begrenzt. Letztere ist auf der Schwen- keinrichtung 22 gelagert, so daß die Trennwandung 26 bei Verschwenkung der Paletten um 180° mitgedreht wird.

Nachteilig bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh- rungsform ist, daß das von der Umfangswandung 24 und der Trennwandung 26 umgriffene Volumen vergleichsweise groß ist, und eine zuverlässige Späneabfuhr aus der Bearbei- tungskammer 14 schwierig möglich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun- de, einen Palettenwechsler zu schaffen, bei dem der Bear- beitungsraum auf ein Minimum reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Palettenwechsler mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die Um- fangswandungen und die Trennwandung gemeinsam ver- schwenkt, so daß die Geometrie der Umfangswandungen nicht mehr an den Schwenkradius der Trennwandung angepaßt wer- den muß, sondern im wesentlichen nach der Palettenform ausgelegt werden kann, so daß der von den Umfangswandun- gen umgriffene Raum auf ein Minimum reduziert. ist. Die Bearbeitungskammer läßt sich damit gegenüber der herkömm- lichen Lösung erheblich verkleinern, so daß der Totraum der Bearbeitungskammer geringer ist und somit die Späne- abfuhr erleichtert wird und die Gefahr einer Entflammung reduziert ist.

Bei einer besonders bevorzugten Variante bilden die Trennwand und die Umfangswandung gemeinsame einen H- förmigen Körper, wobei die beiden Schenkel des H durch die Umfangswandungen gebildet sind und jeweils eine der beiden Paletten in geringem Parallelabstand umgreifen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, wenn die Umfangswandungen und die Trennwandung einstückig aus- gebildet werden, so daß keinerlei Dichtigkeitsprobleme im Übergangsbereich zwischen der Trennwandung und der Um- fangswandung auftreten. Die Seitenkanten der H-Schenkel werden mit Dichtkanten versehen und bilden gemeinsam mit dem die Werkstückträgerführung umgebenden Seitenwandungen der Kabine eine geschlossene Bearbeitungskammer.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Seitenwandungen durch zwei U-Schenkel gebildet, die mit Bezug zur Trennwandung entlang ihrer Längsachse ver- schiebbar sind, so daß die beiden U-Schenkel teilweise eine der beiden Paletten umgreifen] cönnen. Prinzipiell wird somit durch die Längsverschieblichkeit der beiden U- Schenkel über einen Palettenwechselzylclus wiederum ein H gebildet, so daß praktisch das gleiche Prinzip wie bei der vorbeschriebenen Lösung verwendet wird.

Die U-oder H-förmige Palettentür, bestehend aus Trennwandung und zugeordneten Umfangswandungen kann mit-

tels einer Hubeinrichtung in Vertikalrichtung aus einer Richtposition angehoben werden, so daß die Verschwenkung ohne Abgleiten der Umfangskanten an dem Kabinenboden er- folgen kann.

Die Konstruktion ist besonders einfach, wenn die vor- beschriebene Tür des Palettenwechslers mit teleskopierba- ren Abschnitten versehen wird, an denen die Hubeinrich- tung angreift, so daß nicht die gesamte Tür sondern le- diglich die-teleskopierbaren Teilabschnitte angehoben werden.

Um die Abdichtung am Dachbereich der Bearbeitungskam- mer zu vereinfachen, kann auch dieser Bereich mit tele- skopierbaren Abschnitten der Tür ausgebildet werden, an denen eine Betätigungseinrichtung zum Absenken angreift, so daß die Tür gemeinsam mit den Paletten frei ver- schwenkbar ist, ohne an dem Dach oder der Auflagefläche der Bearbeitungskammer anzuliegen.

Die Abdichtung zum unbeweglichen Teil der Bearbei- tungskammer erfolgt ebenfalls über Dichtungen, die vor- teilhafterweise an den Seitenkanten der feststehenden Ka- binenwandungsteile angeordnet sind.

Im folgenden werden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläu- tert. Es zeigen : Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Bearbeitungszentrum mit einem herkömmlichen Palettenwechsler ; Fig. 2 eine dreidimensionale Darstellung eines erfin- dungsgemäßen Werkzeugwechslers ;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Werkzeugwechsler aus Fig.

2 ; und Fig. 4 eine Prinzipskizze eines weiteren Ausführungsbei- spiels einer Palettentür für einen Werkzeugwechs- ler.

Fig. 2 zeigt eine schematische dreidimensionale Dar- stellung eines Palettenwechslers 16, der einer Werkzeug- maschine, beispielsweise einem Bearbeitungszentrum 1 ge- mäß Fig. 1, zugeordnet sein kann.

Der erfindungsgemäße Palettenwechsler 6 ist um eine parallel zur Y-Richtung (Fig. 1) verlaufende Schwenkachse 28 über einen Stützrahmen 30 auf einem nicht dargestell- ten Maschinenbett einer Werkzeugmaschine, beispielsweise eines Bearbeitungszentrums gelagert. Auf dem Stützrahmen 30 ist eine in der Darstellung nach Fig. 2 vertikal ver- laufende Schwenkwelle 32 (koaxial zur Schwenkachse 28) gelagert, an der ein Querträger 34 befestigt ist.

Der Antrieb der Schwenkwelle 32 erfolgt über einen in Radialrichtung mit Bezug zur Schwenkachse 28 angeordneten Schwenkmotor 36, dessen Drehbewegung über ein Winkelge- triebe 38 auf die Schwenkwelle übertragen wird, so daß diese gemeinsam mit dem Querträger 34 um die Schwenkachse 28 drehbar ist.

Die Paletten 18,20, von denen in der Darstellung nach Fig. 2 lediglich die zum Betrachter hinweisende Pa- lette 20 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, sind an Stützkonsolen 40 des Querträgers 34 befestigt. Die austauschbaren Paletten 18,20 weisen einheitliche Schnittstellen zum nicht gezeigten Werkstückträger des Bearbeitungszentrums auf. Neben einigen herstel- lerspezifischen Ausführungen werden vor allem Paletten

mit genormter Schnittstelle Vorrichtung eingesetzt, wobei die gezeigte quadratische oder rechteckige Palette 18,20 aufspannseitig mit Rasterbohrungen oder parallel angeord- neten T-Nuten versehen ist.

Um eine Kollision der Paletten 18,20 während der Schwenkbewegung mit dem Werkstückträger oder mit sonsti- gen Elementen des Maschinenbettes zu verhindern, ist der Palettenwechsler 16 mit einer Hubeinrichtung 42 versehen, die die Paletten 18,20 mit Bezug zur Werkstückträgerflä- che oder zur Grundfläche des Maschinenbettes bzw. des Ka- binenbodens in Y-Richtung anhebbar ist.

Am Querträger 34 ist desweiteren eine H-förmige Pa- lettentür 44 gelagert, deren mittige Trennwandung 46 sich zwischen den beiden Paletten 18,20 entlang des Querträ- gers 34 erstreckt. Quer zur Trennwandung 46 sind zwei die H-Schenkel bildende Umfangswandungen 48,50 angeordnet, die sich bei den in Fig. 2 angedeuteten Paletten 18,20 mit rechteckförmiger Aufspannfläche im Parallelabstand zu den Seitenflächen 52,54 der Paletten 18,20 erstrecken.

D. h., die Paletten werden von den benachbarten Abschnit- ten der Umfangswandungen 48,50 und von der Trennwandung 46 umgriffen, so daß der zum Betrachter hinweisende Ab- schnitt der Palette 20 und der zur Arbeitsspindel hinwei- sende Abschnitt der Palette 18 offen bleibt.

Fig. 3 zeigt eine schematisierte Draufsicht auf den Palettenwechsler 16 aus Fig. 2. Daraus geht hervor, daß sich die werkstückträgerseitigen Schenkel 48a, 50a der Umfangswandungen 48,50 und die Trennwandung 46 mit Sei- tenwandungen 56,58 und einem nicht dargestellten Kabi- nendach sowie der Grundfläche des Werkstückträgers bzw. einem Kabinenboden zu einer geschlossenen Bearbeitungska- bine ergänzen, deren Umfangswandungen in der Darstellung nach Fig. 3 schraffiert dargestellt sind.

An den zu den Schenkeln 48a, 50a benachbarten Seiten- kanten der Seitenwände 56,58 sind Dichteinrichtungen 64, 66, beispielsweise Labyrinthdichtungen angeordnet, die in dichtende Anlage an die Seitenkanten 60,62 der Schenkel 48a, 50a bringbar sind, so daß die Bearbeitungskammer im Übergangsbereich zwischen den Seitenwänden 56,58 zur Pa- lettentür 44 abgedichtet ist.

Wie in Fig. 3 angedeutet ist, können entsprechende Dichtungen 68 auch an den horizontal verlaufenden Ober- und/oder Unterlcanten (parallel zur Zeichenebene in Fig.

3) der Palettentür 44 angeordnet werden, so daJ3 die Spal- te zwischen dem Kabinendach bzw. dem Kabinenbo- den/Werkstückträger abgedichtet werden können. Die Trenn- wandung 46 ist in entsprechender Weise mit Dichtungen 68 versehen.

Bei einer starren Palettentür 44 würden diese Dich- tungen 68 oder ggf. (bei dichtungslosen Konstruktionen) die entsprechenden Ober-/Unterkanten während des Ver- schwenkens der Palettentür 44 am Kabinendach bzw. dem Ka- binenboden/Werkstückträger schleifen, so daß die Anlage- fläche einem übermäßigen Verschleiß ausgesetzt ist. Um dies zu vermeiden wird die Palettentür 44 bei dem in Fig.

2 dargestellten Palettenwechsler 16 mit teleskopierbaren Auflageflächen ausgebildet. Bei dem angedeuteten Ausfüh- rungsbeispiel sind diese teleskopierbaren Bereiche der Palettentür 44 durch Teleskopwandungen 70,72 gebildet, die überlappend an den Umfangswandungen 48,50 bzw. der Trennwandung 46 angeordnet sind und über die jeweilige Ober-bzw. Unterkante hervorstehen, so daß die Anlageflä- chen an der Kabinentür bzw. am Kabinenboden an den Tele- slcopwandungen 72 bzw. 70 ausgebildet sind, während die Abschlußkanten der Seitenwandungen 48,50 und der Trenn- wandung 46 im Abstand zu den Anlageflächen angeordnet

sind. Diese umlaufenden Teleskopwandungen 70,72 lassen sich zum Verschwenken der Palettentür 44 von der jeweili- gen Anlagefläche (Kabinenboden/Werkstückträger, Kabinen- dach) abheben, so dal3 die Kabinentür 44 frei ver- schwenkbar ist. Zur Betätigung der Teleskopwandungen 70, 72 können diese beispielsweise über geeignete Koppel- /Umlenkvorrichtungen mit der Hubeinrichtung 42 verbunden sein, so daß die Hubbewegung der Paletten 18,20 auch zum Betätigen der Teleskopwandungen 70,72 ausnützbar ist.

Selbstverständlich können auch andere Teleskopkonstruk- tionen, wie beispielsweise Faltenbälge etc. verwendet werden, um die Anlageflächen der Palettentür 44 auszubil- den. Es ist auch möglich, lediglich in die Unterkanten der Palettentür 44 durch eine Teleskopwandung 70 auszu- bilden, während die Oberkante bei der Schwenkbewegung in Anlage am Kabinendach bleibt. Zur Betätigung der oberen Teleskopwandungen 72 kann die Hubeinrichtung 42 mit einer Umlenlcvorrichtung versehen werden, durch die die Palet- tenhubbewegung um 180° in eine Wandungsabsenkbewegung um- gelenkt wird.

Bei einem Palettenwechsel wird das zu bearbeitende Werkstück auf der sich in der Übergabeposition befindli- chen Palette 20 festgespannt und die Klemmung der sich in der Bearbeitungsposition befindlichen Palette 18 auf dem Werkstückträger gelöst. Anschließend wird die Hubeinrich- tung 42 angesteuert, so daß die Palette 18 vom Werkstück- träger abgehoben wird. Gleichzeitig wird die Hubbewegung der Hubeinrichtung 42 über eine nicht gezeigte Koppel auf die Teleskopwandungen 70 und-falls vorhanden-42 über- tragen, so daß die Teleskopwandungen 70,72 aufeinander zubewegt werden und die Dichtungen 68 vom Kabinenbo- den/Werkstückträger bzw. vom Kabinendach abgehoben wer- den.

Anschließend wird durch Ansteuerung des Schwenkmotors 36 der Querträger um 180° verschwenkt, so daß das auf der Palette 18 festgespannte fertig bearbeitete Werkstück in die Übergabeposition und das sich auf der Palette 20 be- findliche Werkstück in die Bearbeitungsposition gebracht wird. Die Relativanordnung der Palettentür 44 mit Bezug zu den beiden Paletten 18,20 bleibt während dieser Schwenkbewegung aufrecht erhalten.

Nach erfolgter Verschwenkung wird die Palette 20 durch ansteuernde Hubeinrichtung 42 auf den Werkstückträ- ger abgesenkt und mit diesem verklemmt. Gleichzeitig wer- den die Teleskopwandungen 70,72 wieder in ihre Anlagepo- sition gebracht, so daß die Bearbeitungskammer wieder dicht verschlossen ist. Die Bearbeitung kann nu. nmehr un- ter Absaugen der anfallenden Werkzeugspäne und/oder unter einer Inertgasatmosphäre erfolgen, so daß die Explosions- /Entflammgefahr auf ein Minimum reduziert ist.

Da die Umfangswandungen 48,50 in relativ v geringem Abstand zu den benachbarten Seitenflächen 52,54 der Pa- letten 18,20 angeordnet sind, ist das Volumen der Bear- beitungskammer gegenüber den bekannten Lösungen mit kreisbogenförmigen Umfangswandungen beidseitig um den in Fig. 3 gestrichelt angedeuteten Anteil verringert, so daß die Späneabfuhr aus der Bearbeitungskammer aufgrund des Minimalvolumens wesentlich vereinfacht wird.

Bei der Auslegung der Maschine ist lediglich darauf zu achten, daß der in Fig. 3 kreisbogen angedeutete Schwenkbereich frei bleibt, so daß eine Kollision mit Pe- ripheriegeräten oder mit der Bedienperson ausgeschlossen ist.

Der von dem Werkstückträger abgewandte Bereich der Palettentür 44 ist frei zugänglich, so daß während der

Bearbeitung des einen Werkstückes, ein neues Werkstück ohne Behinderungen auf der Palette 20 festspannbar ist.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel darge- stellt, bei dem anstelle einer einstückigen, H-förmigen Palettentür 44 eine U-förmige Palettentür 80 verwendet wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Trenn- wandung 46 auf dem Querträger befestigt, wobei allerdings die Umfangswandungen durch Schenkel 80,82 gebildet sind, die quer zur Trennwandung 46 verschiebbar auf dem Quer- träger gelagert sind. Die in Fig. 4 angedeutete Verschie- bung aus der durchgezogenen Position in die gestrichelte Position ermöglicht es, daß je nach Stellung der Scrienkel 82,84 eine der beiden Paletten von den Umfangswandungen umgriffen wird, während die andere Palette frei zugäng- lich ist. In der in Fig. 4 dargestellten Position der Schenkel 82,84 liegen die senlcrecht zur Zeichenebene verlaufenden Seitenkanten 86,88 an den Dichteinrichtun- gen 64,66 an. Um die gestrichelt angedeutete Palette 20 mit dem darauf festgespannten WerJcstück in die Bearbei- tungsposition zu bringen, wird der Schwen) unotor 36 betä- tigt, so daß die Trennwandung 46 und die beiden Schenkel 82,84 um 180° um die Schwenkachse 28 gedreht werden, so daß der in Fig. 4 schraffierte Bereich nach unten hin of- fen ist. Anschließend werden die beiden Schenkel 82,84 durch einen geeigneten Verschiebemechanismus auf dem Querträger verschoben, bis sie die gestrichelte Position erreicht haben und dabei die Palette 20 umgreifen. Bei verschwenkter Palettentür 44 liegen dann die Seitenkanten 90,92 an den Dichteinrichtungen 62,64 an, so daß wie- derum eine dichte Bearbeitungskammer gebildet ist.

Die in Fig. 4 beschriebene Variante hat gegenüber der vorbeschriebenen Ausführungsform den Vorteil, daß ledig- lich eine Hälfte der Umfangswandungen 48,50 mit den ent- sprechenden Dichteinrichtungen ausgebildet werden muß, so

daß das zu verschwenkende Gewicht reduziert und die An- zahl der zu verbauenden Dichtungen verringert ist.

Anstelle der in den Figuren 2 und 4 gezeigten Ausfüh- rungsbeispielen mit ebenen Umfangswandungen 48,50 bzw.

82,84 können auch Palettentüren mit gekrümmten Umfangs- wandungen ausgeführt werden, um die Geometrie der Bear- beitungskammer an die Geometrie der verwendeten Palette anzupassen.

Offenbart ist eine Palettentür für einen Paletten- schwenkwechsler, bei der eine Trennwandung zwischen Bear- beitungs-und Ladebereich (Übergabebereich) für zwei Pa- letten gemeinsam mit zumindest eine der Paletten umgrei- fenden Umfangswandungsabschnitten verschwenkbar ist, wo- bei die Umfangswandungen und die Trennwandungen sich ge- meinsam mit einer einen Werkstückträger zumindest ab- schnittsweise umgebenden Kabine zu einer geschlossenen Bearbeitungskammer ergänzen.