DE3214025A1

DE3214025A1 - Zweiteilige einrichtung mit kegelhuelse und kegelschaft

Info

Publication number: DE3214025A1
Application number: DE19823214025
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 2150 Buxtehude Puritz
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1983-10-20
Also published as: JPS58186542A; GB2118522B; GB8308278D0; GB2118522A; FR2525137A1; US4525918A

Description

"- 4* - 9182

Zweiteilige Einrichtung mit Kegelhülse und Kegelschaft

Die Erfindung betrifft eine zweiteilige Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 29 33 063 bekannt, bei der in einen Werkzeugkörper mit einem Innenkegel ein Arbeitsgerät mit einem Außenkegel mittels einer Spanneinrichtung eingesetzt ist. Diese bekannte Einrichtung, bei der das Einsetzen, Verbinden und Verriegeln nur mit mechanischen Mitteln erfolgt, ist für eine rationelle automatische Fertigung nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweiteilige Einrichtung der eingangs genannten ABt zu schaffen, die auch bei automatisch arbeitenden Maschinen und Apparaten einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Ansprüche 2 bis 8.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß von der die Kegelhülse tragenden Maschine aus das Arbeitsgerät automatisch zu verriegeln ist und die für die Funktion des Arbeitsgerätes erforderlichen Verbindungen hergestellt werden können. So ist es möglich, die erfindungsgemäße Einrichtung auch bei Fertigungsrobotern zu verwenden, wobei die Kegelhülse an einem Roboterarm befestigt wird.

Der Roboter kann dann durch entsprechende Steuerung verschiedene Arbeitsgeräte aus einem Magazin aufnehmen und es wiederum darin ablegen.

• * - H^ Ii _{Λ r} -

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kegelhülse entsprechend den Linien I-I der Fig. 3;

Fig. 2 eine Ansicht eines Kegelschaftes;

Fig. 3 die Ansicht in Richtung A nach Fig. 1, im oberen Teil durchbrochen, und

Fig. 4 die Ansicht in Richtung B nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Kegelhülse 1 mit einer Kegelbohrung 2 und einem Kegelgehäuse 3. Die Kegelhülse 1 wird an einem nicht dargestellten Apparat, wie z.B. einer Werkzeugmaschine, einem Handhabungsgerät oder einem Roboterarm befestigt. Ein vorderer Flansch 3b ist einem mit der Kegelhülse 1 zu verbindenden, ebenfalls nicht dargestellten Arbeitsgerät zugewandt und weist zwei Zentrierstifte 4 auf, die als Zentrierhilfe beim Aufnehmen des Arbeitsgerätes und zum Fixieren einer Abdeckplatte 5 dienen. Die Abdeckplatte 5 ist an ihrer Unterkante über die gesamte Breite nach hinten abgewinkelt, wobei in dem abgewinkelten Teil 5a zwei Durchführungen 6 für elektrische Leitungen eingesetzt sind. Zu beiden Seiten der Kegelbohrung 2 ist je eine mehrpolige elektrische Kupplung 7 und oberhalb davon ein Schaltfühler 8 angeordnet. Letztelfist in einer Buchse 8a geführt und wird in der gezeigten Stellung durch eine Feder 9 gehalten. In dem hinteren Flansch 3a ist noch Druckluftanschluß 10 eingesetzt, über den Druckluft in eine Ringdüse 11 gelangt, mit der die Kegelbohrung 2 staubfrei geblasen werden kann. Im hinteren Bereich des Kegelgehäuses sind innerhalb einer zur Kegelachse senkrechten Ebene mindestens zwei radiale Verriegelungsbolzen 12 angeordnet, von denen

einer hier dargestellt ist. Der Verriegelungsbolzen 12 bildet mit einem Kolben 12a und einem Führungsstift 12b ein Drehteil. Der Kolben 12a ist innerhalb eines zylindrischen Druckraums 13 axial verschiebbar und gegen ihre Innenfläche abgedichtet. Der Führungsstift 12b dient zur Aufnahme eines Stapels von Tellerfedern 14, die sich unter Vorspannung stehend einerseits gegen den Kolben 12a und andererseits gegen einen Gewindering 15 derart abstützen, daß der Verriegelungsbolzen 12 infolge der Kraft der Tellerfedern 14 in die Kegelbohrung 2 hineinbewegt wird, bis der Kolben 12a an der oberen Stirnfläche des Druckraumes 13 anliegt. Der hier bestehende Hohlraum steht mit einem Druck-Anschluß 16 in Verbindung. Bei Zufuhr eines unter Druck stehenden pneumatischen oder hydraulischen Mediums wird eine am Kolben 12ä angreifende Kraft wirksam, die den Verriegelungsbolzen 12 gegen die Kraft der Tellerfedern 14 aus der Kegelbohrung 2 herauszieht und somit in Freigabestellung bringt. Beim Abschalten des Drucks kehrt der Verriegelungsbolzen 12 aufgrund der Federkraft: wieder in seine Ausgangslage, d.h. in die Verriegelungsstellung zurück. Der Kopf des Verriegelungsbolzens 12 weist eine Kegelfläche 12c auf, die in den Kegelschaft des Arbeitsgerätes eingreift. Der Gewindering 15 ist so ausgeführt, daß der Führungsstift 12b auf einen Mikroschalter 17 derart einwirken kann, daß beim Zurückziehen des Verriegelungsbolzens 12 in die Freigabestellung ein Schaltvorgang ausgelöst wird. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß ein automatisches Aufnehmen oder Ablegen des Arbeitsgerätes erst dann erfolgt, wenn sich alle Verriegelungsbolzen in Freigabestellung befinden. Zur Herstellung einer Druckversorgung für die aufzuneh- menden Arbeitsgeräte sind entsprechende Druckanschlüsse 18 auf der Abdeckplatte 5 angeordnet. Die einzelnen Teile der Kegelhülse 1 werden von einem Gehäuseblech 19 dicht umschlossen.

Fig. 2 zeigt die Ansicht eines Kegelschaftes 25, der zur Aufnahme in die Kegelhülse 1 vorgesehen ist. Der Kegelschaft 25

/7

-: -:\ :"iU.C_:\ 32H025

besteht hauptsächlich aus einem Kegelkörper 26, einem daran angeformten Halteflansch 27 und einer damit verschraubten Trägerplatte 28. Nahe dem freien Ende des Kegelkörpers 26 ist eine Nut 29 angeordnet, die entsprechend der Kegelfläche 12c des Verriegelungsbolzens 12 mit schrägen Flanken 30 und 31 versehen ist. Auf der Trägerplatte 28 sind elektrische Stecker 32 und Kupplungsnippel 33 für die Druckversorgung derart vorgesehen, daß diese mit den elektrischen Kupplungen 7 bzw. mit den Druckanschlüssen 18 verbunden werden, wenn der Kegelschaft 25 von der Kegelhülse 1 aufgenommen wird. Auf der arbeitsgeräteseitigen Fläche der Trägerplatte 28 ist ein Zentrieransatz 34 angeordnet, wodurch ein exaktes Anflanschen eines Arbeitsgerätes erleichtert wird.

Fig. 3 zeigt die Ansicht in Richtung A nach Fig. 1, woraus die Form der Abdeckplatte 5 sowie die Anordnung der elektrischen Kupplungen 7, der Druckanschlüsse 18 und des • Schaltfühlers 8 hervorgehen. Hinter der durchbrochenen Abdeckplatte 5 erkennt man den hinteren Flansch 3a und oberhalb des Kegelkörpers 3 ein zur Steuerung des Freiblasvorganges dienendes Pneumatikventil 35, das durch den links davon angeordneten Schaltfühler 8 betätigt wird. In den abgewinkelten Teil 5a der Abdeckplatte 5 sind außer den beiden Durchführungen 6 für elektrische Leitungen zwei An-Schlüsse 36 für die Druckversorgung eingesetzt, die innerhalb der Kegelhülse 1 mit den beiden Druckanschlüssen 18 verbunden sind. Die Figur zeigt weiterhin die Zentrierstifte 4 sowie ein Magnetventil 37 zur Betägigung der Verriegelungsbolzen 12.

Fig. 4 zeigt die Ansicht in Richtung B nach Fig. 2 mit dem Kegelkörper 26, dem Halteflansch 27, der Trägerplatte 28, den beiden Steckern 32 sowie den beiden Kupplungsnippeln In den Halteflansch 27 sind Zentriernuten 38 eingearbeitet, mit denen die Zentrierstifte 4 geführt werden. Für einen rationellen Einsatz der zweiteiligen Einrichtung Kegelhülse/ Kegelschaft ist vorzusehen, daß jedes der zu betreibenden

Arbeitsgeräte mit einem Kegelschaft 25 versehen wird. Dabei kann der Kegelschaft 25 sowohl mechanisch als auch maschinell in die Kegelhülse 1 eingesetzt bzw. aufgenommen werden, Eine bevorzugte Anwendung ergibt sich für den Einsatz bei Fertigungsrobotern. Wenn z.B. die Kegelhülse 1 am Arm eines Roboters befestigt ist, kommen als Arbeitsgeräte z.B. Bohr-, Schleif-, Niet-, Schneid-, Farbspritzgeräte usw. in Betracht. Zum Aufnehmen des in einem Magazin befindlichen Arbeitsgerätes wird die am Arm des Roboters befestigte Kegelhülse 1 aufgrund einer Programmsteuerung zu dem Kegelschaft 25 des Arbeitsgerätes hingeführt. Dabei befinden sich die Verriegelungsbolzen 12 in Freigabestellung. Im Verlaufe des Aufschiebens auf den Kegelschaft 25 berührt der Schaltfühler 8 die Trägerplatte 28 und löst hierdurch das kurzzeitige Freiblasen der Kegelbohrung 2 aus. Dann treten die Zentrierstifte 4 in die Zentriernuten 38 des Halteflansches 27 ein, wodurch die elektrischen Kupplungen 7 und Stecker 32 sowie die Druckanschlüsse 18 und Drucknippel 33 fluchtend zusammengeführt werden. Anschließend werden die Verriagelungsbolzen 12 durch entsprechende Ansteuerung in Verriegelungsstellung gebracht. Dabei ist vorgesehen, daß die Kegelflächen 12c der Verriegelungsbolzen 12 nur an der schrägen Flanke 30 anliegen. Hierdurch wird erreicht, daß der Kegelkörper 26 durch die Kraft der Tellerfedern 14 eine kraftschlüssige KegelVerbindung mit dem Kegelgehäuse 3 bildet. Diese Verbindung bleibt auch bei einem eventuellen Ausfall der Druckversorgung bestehen. Aufgrund der Druckversorgung besteht die Möglichkeit, innerhalb der aufzunehmenden Arbeitsgeräte pneumatisch oder hydraulisch zu betätigende Antriebe vorzusehen.

Dabei richtet sich die Anzahl der betreffenden Verbindungen nach den jeweiligen Erfordernissen. Bei den hier zu verwendenden Druckanschlüssen 18 bzw. Kupplungsnippeln 33 handelt es sich um Schnellkupplungen bekannter Art, die sich beim Lösen der Verbindung automatisch schließen, so daß keine Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit austritt. Aufgrund der elektrischen Stecker 32 mit den betreffenden Kupplungen 7 besteht weiterhin die Möglichkeit, elektrische Versorgungs-

■::--": 32H025

leitungen bzw. Steuerkabel mit den Arbeitsgeräten zu verbinden. Beim Aufnehmen und Ablegen der Arbeitsgeräte ist eine bestimmte Trennkraft zwischen dem Kegelkörper 26 und dem Kegelgehäuse 3 sowie eine Reibungskraft zu überwinden, die durch die Kupplungen und Steckverbindungen verursacht wird. Bei der vorbeschriebenen Beispielausführung ist vorgesehen, daß diese Kraft dadurch überwunden wird, daß der Roboter das Arbeitsgerät in dem Magazin fest lagert und dann mit eigener Kraft die Kegelhülse 1 von dem Kegelschaft 25 abzieht. Es besteht auch die Möglichkeit, daß der Kegelkörper 26 durch Einblasen von Druckluft durch die Düse 11 aus der Kegelbohrung 2 herausgedrückt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Zweiteilige Einrichtung, bestehend aus einer an einer Maschine oder einem Apparat angebauten Kegelhülse und einem in die Kegelhülse aufzunehmenden Kegelschaft eines Arbeitsgerätes, wobei zwischen der Kegelhülse und dem Kegelschaft die gegenseitige Lage zueinander bestimmende Verriegelungs- und Verbindungselemente vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungselemente (12) in der Kegelhülse (1) angeordnet sind und aus mindestens zwei hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Verriegelungsbolzen (12) bestehen, die senkrecht zur Kegelachse in einem Kegelgehäuse (3) gelagert und automatisch in eine Nut (29) des Kegelschaftes (25)

/2

zinn Spannen und Lösen des Arbeitsgerätes ein- und ausfahrbar sind, und daß die Verbindungselemente aus in der Kegelhülse und im Kegelschaft miteinander korrespondierenden Teilen (4,38; 7_f32; 18,33) bestehen.
2. Zweiteilige Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungsbolzen (12) mit einem angesetzen Kolben (12a) versehen sind, auf dem auf einer Seite ein Druckmedium und auf der anderen Seite eine Feder (14) wirken kann.
3. Zweiteilige Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichne t , daß die Verriegelungsbolzen (12) zum Festspannen des Kegelschaftes (25) in der Kegelhülse (1) mit an ihren Enden angeordneten Kegelflächen (12c) und ein Kegelkörper (26) des Kegelschaftes (25) mit einer zu den Kegelflächen korrespondierenden Flanke (30) der Nut (29) versehen sind.
4. Zweiteilige Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß im vorderen Teil des Kegelgehäuses (3) eine die Kegelbohrung (2) abschließende Düse (11) angeordnet ist, aus der Druckluft in die Kegelbohrung geblasen werden kann.
5. Zweiteilige Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß in der Kegelhülse (1) ein Schaltfühler (8) angeordnet ist, der beim Zusammenführen von Kegelhülse und Kegelschaft (25) gegen eine Trägerplatte (28) des Kegelschaftes stößt und dabei kurzzeitig über ein Pneumatikventil (35) das Ausblasen der Druckluft aus der Düse (11) in die Kegelbohrung (2) auslöst.

"•I.:.·:":·':· 32H025
6. Zweiteilige Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hinterkante der Kegelhülse (1) in einer Abdeckplatte (5) Zentrierstifte (4) angeordnet sind, die mit entsprechenden Zentriernuten (38) eines Halteflansches (27) des Kegelschaftes korrespondieren.
7. Zweiteilige Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an der Abdeckplatte (5) mindestens eine elektrische Kupplung (7) und an der Trägerplatte (28) mindestens ein zugehöriger Stecker

(32) angeordnet sind.
8. Zweiteilige Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß an der Abdeckplatte (5) mindestens ein Druckanschluß (18) für ein hydraulisches oder pneumatisches Medium und an der Trägerplatte (28) mindestens ein zugehöriger Kupplungsnippel

(33) angeordnet sind.