DE69217906T2

DE69217906T2 - Kupplungsvorrichtung eines Werkzeuges auf einem Support

Info

Publication number: DE69217906T2
Application number: DE69217906T
Authority: DE
Inventors: Michel Bureller
Original assignee: Recoules SAS
Current assignee: Apex Tool Group SAS
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2012-08-15
Also published as: EP0552362A1; EP0552362B1; WO1993003877A1; FR2680329A1; US5372464A; DE69217906D1; FR2680329B3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln und zur automatischen Befestigung eines Werkzeuges an einem Träger, die insbesondere, aber nicht ausschließlich zur Montage einer pneumatischen Bohrmaschine an einer Bohrrasterplatte geeignet ist.
Es ist bekannt, daß man sich dann, wenn eine große Anzahl von Bohrungen notwendig ist, von denen jede sehr genau positioniert werden muß, wie beispielsweise in der Luftfahrtindustrie, eine Bohrrasterplatte zu Nutzen macht, die sehr genau die Lage der zu realisierenden Bohrungen definiert. Zu diesem Zweck ist es bekannt, das Werkzeug an der Rasterplatte zu befestigen, damit der durchzuführende Vorgang ohne Relativverschiebung des Werkzeuges zu dem zu bohrenden Stück durchführbar ist. Diese Befestigung wird bis heute im allgemeinen manuell in der Art vorgenommen, daß eine Rotation der zu verriegelnden Einheit vorgenommen wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, mit der eine stabile Befestigung des Werkzeuges in automatischer Weise und ohne eine andere Bewegung als die einer Translationsbewegung durchführbar ist.
Die DE-A 29 47 938 beschreibt eine Verriegelungsvorrichtung, die zum Verschließen von Formen dient und die einen Drehkopf aufweist, der unter der Einwirkung einer Zahnstange betätigbar ist und der mit Verankerungsnuten versehen ist, in die sich Verankerungshaken einfügen können. Diese Vorrichtung besitzt aber keine pneumatischen Sicherheitsmittel.
Die FR-A 23 02 166 offenbart eine Bohrschablone, in der eine Anzahl von Bohrungen vorgesehen ist und die eine Tragplatte für das Bohrwerkzeug und eine Vorschubeinrichtung aufweist, die durch einen pneumatischen Zylinder gebildet werden kann, der mit Hilfe eines Tragwerkes das Bohrwerkzeug auf das Werkstück zuführt, wobei dieses keine direkten Verankerungsmittel auf der Schablone besitzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die Vorrichtung zur abnehmbaren Befestigung eines Werkzeuges, wie beispielsweise einer pneumatischen Bohrmaschine im Inneren einer an einer Halterung angebrachten Hülse einen Aufsteckkopf, der mit einem verzahnten Abschnitt versehen ist, der mit einer Zahnstange zusammenwirkt, die von einem Stellzylinder betatigt wird und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsteckkopf schwenkbar an dem Laufteil des Werkzeuges angebracht ist und mindestens einen abstehenden Verankerungshaken aufweist, der in eine Nut der Hülse eingreift, wobei am vorderen Ende des Laufteiles Sicherheitsvorkehrungen vorgesehen sind, die aus Leckleitungen bestehen, die jeweils durch den Kontakt des vorderen Teiles des Laufes an der Hülse bei der Verriegelung des Hakens in der Nut und radial durch den Aufsteckkopf verschlossen werden.
Auf diese Weise ist das Werkzeug vor der Hülse derart angeordnet, daß der oder die Verankerungshaken in die entsprechende Nut der Hülse eintreten und sich dann im Inneren dieser Nut drehen können, um auf diese Weise einen Bajonettverschluß zu bilden.
Die Sicherheitseinrichtungen sind durch Luft-Leckleitungen gebildet, die erst dann abgedeckt sind, wenn der gesamte Aufsteckkopf der Einrichtung in Kontakt mit der Hülse steht, wobei diese Abdeckung durch den Kontakt des vorderen Teiles des Laufteiles mit der Fläche der Hülse erfolgt und der Haken eine Verankerung mit der Hülse auf dem Laufteil bewirkt, wobei die radiale Leckleitung durch den Aufsteckkopf abgedeckt wird.
Bei einer pneumatischen Bohrmaschine ist dabei der Vortrieb der Bohrmaschine so ausgelegt, daß das Werkzeug nicht in Drehung versetzt werden kann, solange die Leckleitungen nicht von der Hülse abgedichtet sind. Der für die Funktion des Werkzeuges notwendige pneumatische Druck wird daher nicht erhalten, solange die Leckleitungen nicht abgeschlossen sind. Dies bedeutet, daß das Werkzeug nicht wirksam eingesetzt werden kann, wenn es nicht richtig an seiner Hülse positioniert ist.
Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung besitzt die Nut der Hülse einen axial ausgerichteten Teil für den Eintritt der Verriegelungshaken und einen spiralförmig verlaufenden Teil, der in Richtung der Bohrrasterplatte ausgerichtet ist, um die Verriegelung des Werkzeuges an der Hülse und dadurch am Träger zu sichern, wobei die Rotation des Aufsteckkopfes die feste Anlage des Werkzeuges an der Halterung und dadurch auch der Bohrrasterplatte bewirkt.
Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist das Laufteil des Werkzeuges mit mindestens zwei abstehenden Zapfen versehen, die dazu bestimmt sind, in Öffnungen der Hülse einzudringen, wobei einer davon die Verdrehung des Werkzeuges verhindert und dabei auch das auf ihn ausgeübte Drehmoment kompensiert, während der andere Zapfen als Unverwechselbarkeitseinrichtung dient.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die in den Figuren als nicht beschränkende Beispiele gezeigt sind. Es zeigen:
Fig. 1 Einen Schnitt durch ein Werkzeug, das mit einer Befestigungseinrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist,
Fig. 2 eine schematische Ansicht des Werkzeuges von hinten,
Fig. 3 eine schematische Ansicht des Werkzeuges während der Einführung der Bohreinheit in die Verankerungshülse,
Fig. 4 eine schematische Ansicht der Verankerung der Bohreinheit an der Hülse und
Fig. 5 eine Ansicht des Steuerzylinders für die Verdrehung des Aufsteckkopfes.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den vorderen Teil eines Werkzeuges, das an einer Bohrrasterplatte 20 mit Hilfe einer Hülse 10 eingehakt ist. Die Hülse 10 ist ihrerseits auf der Bohrrasterplatte durch geeignete Mittel, wie insbesondere durch eine Sicherungsmutter 21 befestigt. Das Werkzeug besitzt an seinem vorderen Teil einen Aufsteckkopf 1, der schwenkbar um den Laufteil 5 des Gerätes angebracht ist, z.B. mit Hilfe von Nadellagern, und er trägt an seinem vorderen Teil zwei Verankerungshaken 2, die vom Aufsteckkopf 1 abragen. Die Verankerungshaken 2 dienen dazu, in eine Nut eingeführt zu werden und dann einer spiralförmigen Rampe im Inneren der Hülse 10 bei der Rotation des Aufsteckkopfes zu folgen. Man kann am oberen Teil der Fig. 1 zwei Leckleitungen, jeweils eine axial verlaufende 13 und eine radial verlaufende 13a erkennen, die mit einer Stufe der Vorschubeinrichtung der Maschine oder des Werkzeuges (nicht gezeigt) durch eine Abzweigung verbunden sind. In der Fig. 1 dringt der zentrale Teil des Laufes der pneumatischen Bohrmaschine in das Innere der Hülse 10 ein. Man kann auch eine Werkzeughalterspindel erkennen, die in traditioneller Art befestigt ist.
Wie besser aus den folgenden Darstellungen erkennbar ist, wird der Aufsteckkopf 1 durch eine Kolben-Zahnstangenanordnung 4 in Rotation versetzt, die mit einem verzahnten Abschnitt 3 zusammenwirkt, der fest mit der Einheit des Aufsteckkopfes 1 verbunden ist. In der Praxis liegt die zu bewirkende Rotation in der Größenordnung eines Achtels einer Umdrehung in der einen oder anderen Richtung. Die Zahnstange wird durch einen Zylinder 15 betätigt, der im Fall einer pneumatischen Bohrmaschine vorteilhaft als ein pneumatischer Zylinder ausgebildet ist.
In der Fig. 2 ist der vordere Teil einer unter Druck in ihrer Ruhestellung stehenden Bohrmaschine gezeigt. In diesem Moment stehen die Verankerungshaken beispielsweise vertikal und die Kolben-Zahnstange 4 ist ganz unter den Aufsteckkopf 1 zurückgezogen. Man kann am vorderen Teil des Laufteiles 5 eine axiale Leckleitung 13 erkennen, die mit einer Verbindungsleitung mit einer Vorschubstufe der Maschine verbunden ist, die stromab von der Druckluftzuführung (nicht gezeigt) angeordnet ist. Diese erste Leckleitung dient dazu, das Ansetzen des vorderen Laufteiles an einer Fläche der Hülse 10 zu kontrollieren. Eine zweite Leckleitung 13a, die radial verläuft, dient dazu, die korrekte Positionierung der Verankerungshaken 2 zu überwachen. Man kann in der Fig. 2 auch erkennen, daß im Laufteil 5 des Gerätes zwei Zapfen 6 angeordnet sind, die zum einen dazu dienen, die Verdrehung der Maschine zu verhindern und zum anderen dazu, eine Unverwechselbarkeitseinrichtung zu bilden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Maschine zwei Handgriffe 7, von denen lediglich die äußersten Teile zu sehen sind und die an ihren Enden mit Betätigungsknöpfen 8 für die Verriegelungseinrichtung versehen sind. Diese Knöpfe 8 steuern die Verteiler, die vorzugsweise in Reihe so geschaltet sind, daß das Gerät nicht gekuppelt werden kann, wenn es nicht mit zwei Händen gehalten wird.
Man findet die oben erwähnten Teile in der Fig. 3, die u.a. die Verriegelungshülse 10 zeigt, die in der Rasterplatte 20 mit Hilfe eines Halses 21 befestigt ist und an dieser Rasterplatte 20 mit einer Schraube 22 blockiert ist. Wie oben erwähnt, ist die Hülse 10 an ihrem äußeren Teil mit einem axial verlaufenden Eintrittsschlitz 11 versehen, der sich in einer spiralförmigen Rampe 12 fortsetzt, die dazu dient, das Laufteil 5 des Gerätes fest an der Hülse 10 anzulegen. Um zu verhindern, daß ein Gerät verwendet wird, daß nicht für die vorgesehen Hülse geeignet ist, sind zwei Stifte 6 vorgesehen, die in korrespondierende axiale Öffnungen eingreifen, welche in der Hülse vorgesehen sind und die nicht in der Fig. gezeigt sind. Einer dieser Stifte ist für alle Werkzeuge geeignet, aber der zweite ist im Winkel dazu jeweils von Werkzeug zu Werkzeug versetzt, um die Verwendung von nicht geeigneten Hülsen für Bohreinrichtungen zu vermeiden und umgekehrt.
Der Aufsteckkopf 1 dreht sich um das Laufteil 5 des Gerätes dank der Anordnung von beispielsweise Nadellagern. Wie in der Fig. 3 gezeigt ist, tritt dann, sobald die beiden Knöpfe 8 in ihrer gedrückten Stellung sind, eine Verlagerung der Zahnstange 8 nach außen unter dem Einfluß des Zylinders ein, der nachfolgend noch beschrieben werden wird, und der eine 1/8- Umdrehung des verzahnten Abschnittes 3 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt und als Folge davon die Rotation um eine gleiche Achtelumdrehung des Aufsteckkopfes 1 und der Verankerungshaken 2. Letztere können daher in die Nuten 11 eintreten, so daß dadurch das gesamte Werkzeug gegen die Rasterplatte 20 gezogen wird. Das Loslassen der Knöpfe 8 bewirkt das Zurückziehen der Zahnstange nach innen derart, daß die Verankerungshaken 2 längs der Nuten 12 gleiten, um ihre vertikale Position wieder einzunehmen, die sie auch in der Fig. 2 innehaben, nunmehr aber im Inneren der Nuten 12 mit der Wirkung einer Verriegelung des Laufteiles gegenüber der Hülse Unter diesen Bedingungen deckt die Hülse 10 die Leckleitung 13 ab, und der Auf steckkopf 1 die Leckleitung 13a. Der gesamte Innendruck des Gerätes steigt an, so daß dadurch ein klassischer Bohrkreislauf ausgelöst werden kann. Man wird bemerken, daß die Automatisierung der Verankerung des Gerätes an der Rasterplatte die Montage eines solchen Gerätes durch einen Roboter erlaubt.
Wie in der Fig. 4 gezeigt ist, kann nach Durchführung des Bohrvorganges und nach Wiederaufrüstung des Gerätekreislaufes die Entriegelung durch erneutes Drücken der beiden Knöpfe 8 bewirkt werden, wodurch der Aufsteckkopf 1 im Uhrzeigersinn gedreht wird und das Lösen der Verankerungshaken 2 aus den Nuten 11 und 12 erlaubt. Das Loslassen der Knöpfe 8 führt dann dazu, daß die Ausgangsstellung wieder eingenommen wird, die in der Fig. 2 gezeigt ist. Für Serienarbeiten können die Knöpfe 8 bis zur Einführung in eine andere Hülse betätigt bleiben. In diesem Fall aber, ohne daß der Bohrkreislauf wieder hergestellt wird.
Wie Fig. 5 zeigt, ist die Zahnstange 4 in den Körper eines Differentialkolbenzylinders integriert. Bei der Entriegelung, bei der ein Hängenbleiben entstehen kann, macht man sich den Kolben 16 zu Nutze, der einen größeren Querschnitt aufweist und deshalb auch leistungsfähiger als der Kolben 17 ist. Dem Einsatz des Deblockierkolbens 16 folgt die Wirkung des Kolbens 17 bei der Winkelverdrehung des Zahnsektors 3 nach. Bei der Verriegelung dagegen wird der Kolben 17 eingesetzt, während die beiden Verankerungshaken in ihre Verriegelungsstellung gebracht werden.
Die vorliegende Erfindung erlaubt es auf diese Weise, ein automatisches Verriegelungssystem zur Verfügung zu stellen, das eine sichere Befestigung auf einer relativ großen Oberfläche ergibt, wodurch auch die Qualität der vom Werkzeug durchzuführenden Arbeit verbessert wird.

Claims

1. Vorrichtung zur abnehmbaren Befestigung eines Werkzeuges, wie einer pneumatischen Bohrmaschine im Inneren einer an einer Halterung angebrachten Hülse (10), bestehend aus einem Aufsteckkopf (1) , der mit einem verzahnten Abschnitt (3) versehen ist, der mit einer Zahnstange (4) zusammenwirkt, die von einem Stellzylinder (15) betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsteckkopf (1) schwenkbar an dem Lauf (5) des Werkzeuges angebracht ist und mindestens einen abstehenden Verankerungshaken (2) aufweist, der in eine Nut (11, 12) der Hülse eingreift, wobei am vorderen Ende des Laufes (5) Sicherheitsvorkehrungen vorgesehen sind, die aus Leckleitungen (13, 13a) bestehen, die jeweils durch den Kontakt des vorderen Teiles des Laufes an der Hülse (10) bei der Verriegelung des Hakens (2) in der Nut (11, 12) und radial durch den Aufsteckkopf (1) verschlossen werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (15) ein pneumatischer Zylinder ist, der durch mindestens einen Knopf (8) steuerbar ist, der auf einem Handgriff (7) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Knöpfe (8), die jeweils auf einem Handgriff (7) sitzen, in Reihe geschaltet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderfläche des Laufes (5) des Werkzeuges mindestens einen abstehenden Zapfen (6) aufweist, der in eine korrespondierende Öffnung der Hülse (10) eingreift und die Drehung des Laufes (5) verhindert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Zapfen (6) in einem Winkelabstand zum ersten vorgesehen ist, der die Montagesicherheit gewährleistet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (15) einen Differentialkolben (16, 17) enthält und dieser Kolben (17) die Entriegelung gewährleistet.