DE4036916A1 - Werkzeugwechsler fuer werkzeuge einer werkzeugmaschine - Google Patents
Werkzeugwechsler fuer werkzeuge einer werkzeugmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler für Werkzeuge ei
ner Werkzeugmaschine, mit einem Greifer, an dem mindestens eine
bewegliche Backe zum formschlüssigen Ergreifen der Werkzeuge an
geordnet ist, wobei der Greifer einen mittels eines raumfesten
Anschlages der Werkzeugmaschine in einer Sackbohrung axial
verschiebbaren, gegen die Kraft einer Feder arbeitenden Bolzen
aufweist, der die mindestens eine Backe in eine Spreizstellung
zum Ein- und Ausführen der Werkzeuge bzw. in eine Schließstel
lung zum formschlüssigen Ergreifen der Werkzeuge verschwenkt,
wobei vorzugsweise ferner zwischen dem Bolzen und der mindestens
einen Backe ein Öffnungsgetriebe und ein Schließgetriebe
angeordnet sind, die in Abhängigkeit von der Axialbewegung
des Bolzens die Backe in die Spreizstellung bzw. in die Schließ
stellung verschwenken, und wobei von dem Bolzen und der Sack
lochbohrung gemeinsam ein Hohlraum begrenzt ist.
Ein derartiger Werkzeugwechsler ist aus der DE-OS 37 17 201
bekannt.
Der bekannte Werkzeugwechsler findet in modernen Werkzeugma
schinen Verwendung, in denen an einer Vielzahl von Werkstücken
nacheinander eine Vielzahl von Bearbeitungsschritten ausgeführt
wird. Die verschiedenen Werkzeuge werden in diesen Werkzeugma
schinen in einem Magazin bereitgehalten, so daß beim Wechsel
von einem Bearbeitungsschritt zum nächsten das zuvor benutzte
Werkzeug mittels eines Greifers ausgewechselt und ein neues
Werkzeug für den nächsten Bearbeitungsschritt aus dem Magazin
in die Spindel eingesetzt werden kann. Der bekannte Werkzeug
wechsler weist dazu einen beweglichen Arm und einen an dem
freien Ende des Armes angeordneten Greifer auf.
Der bekannte Greifer ist mit zwei festen Backen versehen, die
derart im Abstand zueinander angeordnet sind, daß das jeweilige
Werkzeug formschlüssig zwischen diesen festen Backen axial
geführt wird. Weiterhin sind an dem bekannten Greifer zwei
bewegliche Backen vorgesehen, die in ihrer Schließstellung
das zwischen den festen Backen aufgenommene Werkzeug formschlüs
sig umgreifen. In der Spreizstellung der beweglichen Backen
kann das jeweilige Werkzeug aus den feststehenden Backen
entnommen bzw. in diese eingeführt werden.
Das Öffnen der beweglichen Backen erfolgt über einen Betäti
gungsknopf, der zu diesem Zweck gegen einen an der Werkzeugma
schine vorgesehenen raumfesten Anschlag gefahren wird. Der
Betätigungsknopf ist federbelastet, so daß beim Verlassen des
raumfesten Anschlages der Betätigungsknopf in seine Ruhelage
zurückgedrängt wird, in der er die beweglichen Backen in der
Schließstellung hält.
Der Betätigungsknopf ist Teil eines in einer Sackbohrung axial
verschiebbaren Bolzens, wobei zwischen dem Bolzen und jeder
der beiden beweglichen Backen je ein Öffnungsgetriebe und ein
Schließgetriebe vorgesehen sind. Der Bolzen weist an seinem
Außenumfang vier Führungsschrägen auf, die in Längsrichtung
des Bolzens und radial von innen nach außen verlaufen. Die
Führungsschrägen wirken je über eine Kugel mit an den Backen
vorgesehenen Nocken zusammen und sind einander paarweise
zugeordnet und derart ausgebildet, daß in den beiden axialen
Endstellungen des Bolzens jeweils zwei Kugeln in die Führungs
schrägen eintreten und die beiden anderen Kugeln aus den
Führungsschrägen austreten. Diese Radialbewegung der Kugeln
beim axialen Verschieben des Bolzens wird dazu ausgenutzt,
die beweglichen Backen zwischen der Schließstellung und der
Spreizstellung zwangsweise hin- und herzubewegen.
Der Bolzen verfügt über eine axiale Sackbohrung, in der die
Feder angeordnet ist. Da der Bolzen selbst in einer Sackbohrung
geführt ist, stützt sich die Feder einenends an dem Boden der
in dem Bolzen vorgesehenen Sackbohrung und anderenends an dem
Boden der Sackbohrung ab, in der der Bolzen selbst geführt
ist. Zwischen dem Bolzen und der Sackbohrung bildet sich so
ein Hohlraum aus, der sich beim axialen Verschieben des Bolzens
verändert.
Bei dem bekannten Werkzeugwechsler hat es sich als nachteilig
erwiesen, daß trotz ausreichender Schmierung das Öffnungsge
triebe und das Schließgetriebe häufig sehr schwergängig sind.
So reicht oft die Kraft der Feder nicht aus, den von dem
raumfesten Anschlag freigekommenen Bolzen in seine Ruhelage
zurückzudrücken und somit die beweglichen Backen in ihre
Schließstellung zu überführen. Auf diese Weise bleibt der
Greifer geöffnet und ein von ihm aufgenommenes Werkzeug kann
beim wie üblich schnellen Bewegen des Greifers herausfallen
und beträchtliche Schäden anrichten.
Darüberhinaus reicht manchmal auch die Kraft nicht aus, mit
der der Greifer von dem Werkzeugwechsler gegen den raumfesten
Anschlag gedrückt wird, um die Backen in ihre Spreizstellung
zu bringen und somit das Werkzeug freizugeben. Dies führt zu
beträchtlichen Verzögerungen beim Bearbeitungsablauf, denn
eine Bedienungsperson muß helfend eingreifen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeug
wechsler der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden.
Insbesondere soll ein zuverlässiger Betrieb des Werkzeugwechs
lers möglich werden, wozu ein leichtgängiges Öffnen und
Schließen des Greifers erreicht werden soll. Darüberhinaus
sollen auch bestehende Werkzeugwechsler ohne großen konstruk
tiven Aufwand nachgerüstet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von
dem Hohlraum eine Belüftungsöffnung ins Freie führt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese
Weise vollkommen gelöst. Die Anmelderin hat nämlich erkannt,
daß der Bolzen und die ihn führende Sackbohrung eine Art Kolben-
Zylinder-Einheit bilden. Beim Hineindrücken des Bolzens in
die Sackbohrung über den raumfesten Anschlag muß somit zusätz
lich zu der Kraft der Feder noch der sich in dem Hohlraum
aufbauende Überdruck überwunden werden. Bei längerem Verbleiben
des Bolzens in dieser Stellung baut sich der Überdruck wieder
ab, so daß beim Herausdrücken des Bolzens durch die Feder der
sich nun in dem Hohlraum aufbauende Unterdruck überwunden
werden muß. Daraus wird deutlich, daß die bisher vorgenommene
Schmierung des Bolzens und der Sackbohrung gerade das Gegenteil
von dem bewirkt hat, was beabsichtigt war. Durch das Schmier
mittel wird nämlich der Bolzen sozusagen luftdicht in der
Sackbohrung geführt, so daß Überdruck und Unterdruck sich
nur um so stärker aufbauen können. Erst durch die von dem
Hohlraum ins Freie führende Belüftungsöffnung sind diese
Überdruck-/Unterdruckprobleme beseitigt.
Der Greifer des erfindungsgemäßen Werkzeugwechslers ist sehr
leichtgängig zu öffnen und zu schließen, da die Kolbenwirkung
wegfällt.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es bevorzugt,
wenn die Sackbohrung an ihrem Boden die Belüftungsöffnung
aufweist.
Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, weil ohne größere
Umrüstarbeiten auch bestehende Greifer mit einer Belüftungsöff
nung versehen werden können. Der Einbau eines neuen Bolzens
o. ä. ist nicht erforderlich.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Belüftungsöffnung eine
in etwa zentrisch zu dem Bolzen nach unten durch den Boden
verlaufende Bohrung aufweist.
Diese Maßnahme ist insofern von Vorteil, als wegen der nach
unten weisenden Öffnung bzw. Bohrung zumindest von oben keine
Späne oder Bohrwasser in das Innere des Greifers gelangen
können, wo sie die Öffnungs- und Schließgetriebe verschmutzen
und in ihrer Funktion beeinträchtigen könnten.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Belüftungsöffnung durch
ein Spänensieb nach außen abgeschlossen ist.
Durch diese Maßnahme wird auf vorteilhafte Weise verhindert,
daß die beim Koch- und Heruntergehen des Bolzens hervorgerufene
Pumpwirkung nicht dazu führt, daß Späne und ggf. Bohrflüssigkeit
in den Hohlraum und von da in das Innere des Greifers gelangen.
Eine derartige Verschmutzung in dem Inneren würde nämlich
dazu führen, daß die Öffnungs- und Schließgetriebe trotz der
Belüftungsöffnung, die die Kolbenwirkung beseitigt, schwergängig
laufen und evtl. sogar wegen der an den Getrieben haftenden
Späne verklemmen. Weiterhin ist es von Vorteil, daß auf diese
Weise verhindert wird, daß sich die Belüftungsöffnung mit
einem Gemisch aus Spänen und Bohrwasser zusetzt, so daß sich
wieder ein Überdruck in dem Hohlraum aufbauen kann. Durch
das Spänesieb wird die Belüftungsöffnung sozusagen offengehal
ten, wobei gleichzeitig eine Verschmutzung des Innenraumes
des Greifers verhindert wird.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Spänesieb aus Metall
gefertigt ist.
Diese Maßnahme ist insofern von Vorteil, weil Metall von dem
Bohrwasser nicht angegriffen und von den z. T. scharfen Spänen
nicht zerstört wird. Die Siebwirkung bleibt somit für lange
Zeit aufrecht erhalten, so daß einerseits ein Schmutzeintrag
in den Greifer und andererseits ein Verstopfen der Belüftungs
öffnung verhindert werden.
Ferner ist es hier von Vorteil, wenn das Spänesieb einen Stopfen
aus porösem Metall, insbesondere aus Sintermetall aufweist.
Diese Maßnahme ist wegen der sehr guten Filterwirkung von
Sintermetall und der ebenfalls hohen Widerstandsfähigkeit
gegenüber den scharfen Spänen von Vorteil. Ein aus Sintermetall
bestehendes Spänesieb kann von den herumfliegenden Spänen
weder verstopft noch zerstört werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der
beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils
angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Greifer eines erfin
dungsgemäßen Werkzeugwechslers, in Spreizstellung;
Fig. 2 eine Darstellung, ähnlich Fig. 1, jedoch in Schließ
stellung;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung in der
Ansicht der Fig. 2, und zwar in der Ebene III-III
aus Fig. 4, und
Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigten Greifers,
teilweise gebrochen und im Schnitt entlang der
Linie IV-IV von Fig. 3.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 insgesamt einen Werkzeug
wechsler, der zum Ergreifen und Halten eines in Fig. 1 schema
tisch angedeuteten Werkzeuges 11 vorgesehen ist. Ein Arm 12
des Werkzeugwechslers 10 ist in Fig. 1 nur abgebrochen darge
stellt, er verläuft im allgemeinen aus der Zeichenebene der
Fig. 1 und 2 heraus. Ein Greifer 13 des Werkzeugwechslers 10
erstreckt sich dagegen in der Zeichenebene.
Mit 15, 15a sind zwei feste Backen des Greifers 13 bezeichnet.
Die Backen 15 sind nach vorne offen und weisen gerade, zueinan
der parallele Führungen 16, 16a auf, die zwischen sich eine
lichte Weite d freilassen. Die lichte Weite d ist so dimen
sioniert, daß das Werkzeug 11 formschlüssig zwischen den festen
Backen 15, 15a axial geführt wird. Das Werkzeug 11 ist hierzu
mit einem axialen Profil versehen, wie dies an sich bekannt
ist und im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht weiter
erläutert wird.
Weiterhin weist der Greifer 13 zwei bewegliche Backen 18, 18a
auf, die oberhalb der festen Backen 15, 15a angeordnet sind.
In Fig. 2 sind die beweglichen Backen 18, 18a in ihrer Schließ
stellung 19 und in Fig. 1 in ihrer Spreizstellung 20 gezeigt.
Die beweglichen Backen 18, 18a sind mit kreisbogenförmigen
Halterungen 21, 21a versehen, die ebenfalls an die an sich
bekannte Außenkontur der Werkzeuge 11 angepaßt sind. In ihrer
Schließstellung 19 halten die beweglichen Backen 18, 18a mit
den Halterungen 21, 21a ein in dem Greifer 13 aufgenommenes
Werkzeug formschlüssig radial fest.
Zum Öffnen oder Schließen werden die beweglichen Backen 18,
18a um ihre bei 23 bzw. 23a angedeuteten Achsen verschwenkt.
Hierzu sind ein Öffnungsgetriebe bzw. ein Schließgetriebe
vorgesehen, die über einen Knopf 24 betätigt werden. Die
Funktionsweise des Knopfes und der Schließ- und Öffnungsgetriebe
wird jetzt anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert.
Man erkennt, daß der Knopf 24 Teil eines Bolzens 25 ist, der
eine erste axiale Sackbohrung 26 aufweist, in der eine Schrau
benfeder 27 angeordnet ist. In dem Greifer 13 ist eine zu der
ersten entgegengesetzte und konzentrische zweite Sackbohrung
28 vorgesehen, in der der Bolzen 25 axial läuft. Die Schrauben
feder 27 stützt sich einenendes an einem Boden 29 der ersten
Sackbohrung und anderenendes an einem Boden 30 der zweiten
Sackbohrung ab.
Oberhalb des Bolzens 25 ist in Fig. 4 ein ortsfester Anschlag
31 angedeutet, der Teil der Werkzeugmaschine ist. Beim Bewegen
des Greifers 13 in Richtung des Doppelpfeiles 32 gelangt der
Knopf 24 des Bolzens 25 mit dem raumfesten Anschlag 31 in
Anlage und bei einer weiteren Bewegung des Greifers in dieser
Richtung wird der Bolzen 25 nach unten gegen die Kraft der
Schraubenfeder 27 in die zweite Sackbohrung 28 hineingedrückt.
Wenn der Greifer 13 wieder von dem ortsfesten Anschlag 31
weggefahren wird, drückt die Schraubenfeder 27 den Bolzen 25
wieder in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zurück.
In Fig. 3 ist zu erkennen, daß die zweite Sackbohrung 28 an
ihrem oberen Ende den Bolzen 25 nicht über den gesamten Umfang
führt. Die zweite Sackbohrung 28 ist vielmehr durch vier
Umfangsteile 33, 34, 35, 36 des Greifers 13 gebildet, die
jeweils über einen gewissen Umfangsabschnitt voneinander
beabstandet sind. Hierdurch befinden sich zwischen den Um
fangsteilen 33, 34, 35, 36 radial zu dem Bolzen 25 verlaufende
Kanäle, die am Außenumfang des Bolzens 25 enden. In diesen
Kanälen laufen Kugeln 37, 38, 39, 40.
Wie man deutlich aus Fig. 4 erkennt, ist der Bolzen 25 an
seinem Außenumfang im Bereich der Kanäle mit Führungsschrägen
bzw. -nuten versehen, von denen zwei, nämlich Führungsschrägen
41 und 42 in Fig. 4 deutlich zu sehen sind, während die den
Kugeln 38 und 40 zugeordneten Schrägen nicht gezeigt sind.
Die Anordnung der Führungsschrägen 41, 42 ist so getroffen,
daß in den beiden axialen Endstellungen des Bolzens 25 jeweils
zwei Kugeln in die Führungsschrägen eintreten und zwei Kugeln
austreten, so daß sie am Außenumfang des Bolzens 25 anliegen.
Diese Radialbewegung der Kugeln 37, 38, 39, 40 beim axialen
Verschieben des Bolzens 25 wird ausgenutzt, um die beweglichen
Backen 15, 15a zwischen den in den Fig. 1 und 2 erkennbaren
Endstellungen hin- und herzubewegen.
Hierzu sind die beweglichen Backen 15, 15a mit Nocken 43, 44,
45, 46 versehen, die den Kugeln 37, 38, 39, 40 zugeordnet
sind. So bilden die Nocke 43 und die Kugel 37 sowie die Nocke
46 und die Kugel 40 je ein Schließgetriebe 47, während die
Nocke 44 und die Kugel 38 sowie die Nocke 45 und die Kugel 39
je ein Öffnungsgetriebe 48 bilden. Die Anordnung dieser Getriebe
ist aus der DE-OS 37 17 201 bekannt und braucht hier deshalb
nicht weiter beschrieben zu werden.
In Fig. 4 ist weiter zu erkennen, daß an dem Boden 30 der
zweiten Sackbohrung 28 ein Hohlraum 50 vorhanden ist, der von
der zweiten Sackbohrung 28 einerseits und dem Bolzen 25 anderer
seits vollständig begrenzt ist. Insbesondere ein gut geschmier
ter Bolzen 25 wird als Kolben in der zweiten Sackbohrung 28
laufen und beim Hinuntergehen die Luft in dem Hohlraum 50
komprimieren, während er beim Hochgehen in dem Hohlraum 50
einen Unterdruck erzeugt.
Um die durch diese Kolbenwirkung hervorgerufene Bedämpfung
der Bewegung des Bolzens 25 zu verhindern, ist in dem Boden
30 eine zu dem Bolzen 25 zentrische Bohrung 51 vorgesehen,
die als Belüftungsöffnung 52 wirkt.
Somit ist ein Luftaustausch zwischen dem Hohlraum 50 und der
Umgebung möglich, eine Bedämpfung der Bewegung des Bolzens 25
geschieht lediglich durch die Schraubenfeder 27.
Um zu verhindern, daß durch die Pumpwirkung des von der Schrau
benfeder 27 nach oben gedrückten Bolzens 25 Späne und/oder
Bohrwasser in den Hohlraum 50 hineingesogen werden, ist die
Bohrung 25 mit einem Sintermetallstopfen 53 verschlossen, der
als Spansieb 54 wirkt. Der Sintermetallstopfen 53 ist einerseits
so porös, daß in Richtung des Doppelpfeiles 55 Luft durch ihn
hindurchtreten kann, während andererseits Späne und Bohrwasser
an ihm hängen bleiben. Der Sintermetallstopfen 53 weist darüber
hinaus eine sehr große Härte auf, so daß die häufig sehr
scharfen Späne dem Sintermetallstopfen 53 keine mechanischen
Beschädigungen zufügen können. Darüberhinaus werden die an
dem sintermetallstopfen 53 hängenden Späne beim Herunterdrücken
des Bolzens durch den Anschlag 31 von der in Richtung des
Pfeiles 55 aus dem Hohlraum 50 ausströmenden Luft weggeblasen,
so daß der Sintermetallstopfen 53 nicht verstopft. Auch Bohr
wasser kann wegen der Porösität des Sintermetalls den Stopfen
53 nicht verkleben.
Claims (6)
1. Werkzeugwechsler für Werkzeuge einer Werkzeugmaschine,
mit einem Greifer (13), an dem mindestens eine bewegliche
Backe (18, 18a) zum formschlüssigen Ergreifen der
Werkzeuge (11) angeordnet ist, wobei der Greifer (13)
einen mittels eines raumfesten Anschlages (31) der
Werkzeugmaschine in einer Sackbohrung (28) axial ver
schiebbaren, gegen die Kraft einer Feder (27) arbeitenden
Bolzen (25) aufweist, der die zumindest eine Backe
(18, 18a) in eine Spreizstellung (20) zum Ein- und
Ausführen der Werkzeuge (11) bzw. in eine Schließstellung
(19) zum formschlüssigen Ergreifen der Werkzeuge (11)
verschwenkt, wobei vorzugsweise ferner zwischen dem
Bolzen (25) und der mindestens einen Backe (18, 18a)
ein Öffnungsgetriebe (48) und je ein Schließgetriebe
(47) angeordnet sind, die in Abhängigkeit von der
Axialbewegung des Bolzens (25) die Backe (18, 18a) in
die Spreizstellung (20) bzw. in die Schließstellung
(19) verschwenken, und wobei von dem Bolzen (25) und
der Sackbohrung (28) gemeinsam ein Hohlraum (50) begrenzt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Hohlraum (50)
eine Belüftungsöffnung (52) ins Freie führt.
2. Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sackbohrung (28) an ihrem Boden (30) die Belüf
tungsöffnung (52) aufweist.
3. Werkzeugwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Belüftungsöffnung (52) eine etwa zentrisch zu
dem Bolzen (25) nach unten durch den Boden (30) ver
laufende Bohrung (51) aufweist.
4. Werkzeugwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung (52)
durch eine Spänesieb (54) nach außen abgeschlossen ist.
5. Werkzeugwechsler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spänesieb (54) aus Metall gefertigt ist.
6. Werkzeugwechsler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spänesieb (54) einen Stopfen (53) aus porösem
Metall, insbesondere aus Sintermetall aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4036916A DE4036916A1 (de) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Werkzeugwechsler fuer werkzeuge einer werkzeugmaschine |
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DE4036916A1 true DE4036916A1 (de) | 1992-05-21 |
DE4036916C2 DE4036916C2 (de) | 1993-07-01 |
Family
ID=6418600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4036916A Granted DE4036916A1 (de) | 1990-11-20 | 1990-11-20 | Werkzeugwechsler fuer werkzeuge einer werkzeugmaschine |
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