DD250487A1

DD250487A1 - QUICK-CHANGE DEVICE FOR CIRCULAR TOOLS

Info

Publication number: DD250487A1
Application number: DD29191886A
Authority: DD
Inventors: Bernd Wuensch; Justus Wille; Jens Kuehnert; Erich Neugebauer; Thomas Vollmer
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1987-10-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnellwechseleinrichtung fuer umlaufende Werkzeuge, bestehend aus einem Grundkoerper, der auf einer Umfangslinie radiale und sich nach innen verjuengende Bohrungen aufweist, in diesen Bohrungen befindlichen drehmomentuebertragenden und axial sichernden Kugeln und einer axial auf dem Grundkoerper verschiebbaren koaxial angeordneten Huelse sowie einem das Werkzeug tragenden Einsatzteil mit den Bohrungen lageadaequaten Kugelnaepfen und einer aussenperipheren koaxialen Ringnut. Das Ziel der Erfindung ist eine Erhoehung des Gebrauchswertes, insbesondere die Anwendbarkeit fuer eine Handhabung durch einen einarmigen Roboter in einer flexiblen automatischen Montagezelle. Es wird die Aufgabe geloest, nur eine einzige Bewegung fuer das Einsetzen bzw. Entfernen des Werkzeuges aus der Halterung zu benoetigen. Das Wesen der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Huelse axial beidseits durch je ein Fenster gestuetzt und etwa mittig auf dem Grundkoerper angeordnet ist, in dieser Stellung die radialen Bohrungen mit den Kugeln verschliesst und stirnseitennah beidseits je einen innenperipheren koaxialen Freiraum aufweist sowie die Kugelnaepfe und die Ringnut des Einsatzteiles auf einer gemeinsamen Umfangslinie liegen. FigurThe invention relates to a quick-change device for rotating tools, consisting of a basic body having radial and inwardly tapered holes on a circumferential line, located in these bores torque-transmitting and axially locking balls and axially displaceable on the body coaxially arranged Huelse and a tool bearing insert with the holes lageadaequaten Kugelaepfen and an outer peripheral coaxial annular groove. The object of the invention is an increase in the utility value, in particular the applicability for handling by a one-armed robot in a flexible automatic assembly cell. It is solved the task of requiring only a single movement for the insertion or removal of the tool from the holder. The essence of the invention is characterized in that the Hülse axially supported on both sides by a respective window and is located approximately centrally on the body, closes in this position, the radial bores with the balls and frontal close on both sides each having a innenperipheren coaxial space and the ball and socket the annular groove of the insert lie on a common circumferential line. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung dient dem einfachen Wechsel umlaufender Werkzeuge an einer durch einen Drehmomenterzeuger angetriebenen und von einem Roboter geführten Welle, vorzugsweise dem Wechsel verschiedener Schraubwerkzeuge in einer flexiblen automatischen Montagezelle.The invention serves for the simple change of rotating tools on a driven by a torque generator and guided by a robot shaft, preferably the change of different screwing tools in a flexible automatic assembly cell.

Characteristic of the known technical solution

Eine Schnellwechseleinrichtungfür umlaufende Werkzeuge ist aus der DE-PS 813789 bekanntgeworden. Hier sind in einem Grundkörper auf einer Umfangslinie radiale und sich nach innen verjüngende Bohrungen eingearbeitet. In diesen Bohrungen befinden sich drehmomentübertragende und axial sichernde Kugeln, die nach außen von einer auf dem Grundkörper axial verschiebbaren Hülse gehalten werden. Die Hülse wird manuell auf dem Grundkörper verschoben, so daß die beiden unterschiedlichen Innendurchmesser einmal die Kugeln in die entsprechenden Kugelnäpfe der Spannhülse des Werkzeuges drücken und zum anderen aufgrund der Innendurchmesservergrößerung die Kugeln zur Entnahme des Werkzeuges und Einsetzen eines neuen Werkzeuges freigeben. Das Einsetzen des Werkzeuges mit Spannhülse geschieht ebenfalls manuell. Die Spannhülse des Werkzeuges weist eine Ringnut auf, in die zweite Kugeln des Grundkörpers zwecks axialer Spielbeseitigung gedrückt werden.A quick-change device for rotating tools has become known from DE-PS 813789. Here, radial and inwardly tapered holes are incorporated in a body on a circumferential line. In these holes are torque-transmitting and axially locking balls, which are held outwardly by a sleeve on the body axially displaceable. The sleeve is manually displaced on the base body, so that the two different inner diameter once press the balls in the corresponding balls of the clamping sleeve of the tool and on the other hand, release the balls for removal of the tool and insertion of a new tool due to the inner diameter enlargement. The insertion of the tool with clamping sleeve is also done manually. The clamping sleeve of the tool has an annular groove, are pressed into the second balls of the body for the purpose of axial clearance elimination.

Der Nachteil dieser Schnellwechseleinrichtung ist ihr relativ geringer Gebrauchswert, insbesondere ihre Nichtanwendbarkeitfür eine Handhabung durch einen einarmigen Roboter in einer flexiblen automatischen Montagezelle.The disadvantage of this quick-change device is its relatively low utility value, in particular its inapplicability for handling by a single-arm robot in a flexible automatic assembly cell.

Die technische Ursache dieses Nachteiles sind die erforderlichen zwei unabhängigen Bewegungen für das Einsetzen bzw. Entfernen des Werkzeuges, nämlich das Verschieben der Hülse auf dem Grundkörper und das anschließende Einsetzen bzw. Entfernen des Werkzeuges aus der Halterung.The technical cause of this disadvantage are the required two independent movements for the insertion or removal of the tool, namely the displacement of the sleeve on the base body and the subsequent insertion or removal of the tool from the holder.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist eine Erhöhung des Gebrauchswertes der Schnellwechseleinrichtung für umlaufende Werkzeuge, insbesondere ihre Anwendbarkeit für eine Handhabung durch einen einarmigen Roboter in einer flexiblen automatischen Montagezelle,The object of the invention is an increase in the utility value of the rotary tool quick-change device, in particular its applicability for handling by a single-arm robot in a flexible automatic assembly cell,

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Schnellwechseleinrichtung für umlaufende Werkzeuge nach der Art des Oberbegriffes des Erfindungsanspruches erinderisch so weiterzuentwickeln, daß nur eine einzige Bewegung für das Einsetzen bzw. Entfernen des Werkzeuges, nämlich das Verschieben der Hülse auf dem Grundkörper und das anschließende Einsetzen bzw. Entfernen des Werkzeuges aus der Halterung, notwendig ist.The invention is based on the technical object, a quick-change device for rotating tools on the type of preamble of the invention claim erinderisch so that only a single movement for the insertion or removal of the tool, namely the displacement of the sleeve on the body and the subsequent insertion or removal of the tool from the holder, is necessary.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse axial beidseits durch je eine Feder gestützt und etwa mittig auf dem Grundkörper angeordnet ist, in dieser Stellung die radialen Bohrungen mit den Kugeln verschließt und stirnseitennah beidseits je einen innenperipheren koaxialen Freiraum aufweist sowie die Kugelnäpfe und die Ringnut des Einsatzteiles auf einer gemeinsamen Umfangslinie liegen.This object is achieved in that the sleeve is axially supported on both sides by a respective spring and arranged approximately centrally on the body, in this position, the radial bores with the balls closes and frontal on both sides each have a innenperipheren coaxial clearance and the ball cups and the Ring groove of the insert part lie on a common circumferential line.

Der Vorteil dieser Schnellwechseleinrichtung für umlaufende Werkzeuge ist ihr hoher Gebrauchswert, insbesondere ihre Anwendbarkeit für eine Handhabung durch einen einarmigen Roboter in einer flexiblen automatischen Montagezelle, bedingt durch die nur eine einzige notwendige Bewegung für das Entfernen bzw. Einsetzen des Werkzeuges.The advantage of this quick change device for rotating tools is their high utility value, in particular their applicability for handling by a one-armed robot in a flexible automatic assembly cell, due to the only one necessary movement for the removal or insertion of the tool.

embodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt die Figur einen Axialschnitt durch die erfindungsgemäße Schnellwechseleinrichtung für umlaufende Werkzeuge.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, the figure shows an axial section through the quick-change device according to the invention for rotating tools.

In einem Grundkörper 1 befinden sich auf einer Umfangslinie radiale und sich nach innen verjüngende Bohrungen, in denen je eine Kugel 2 angeordnet ist. Eine Hülse 3 sitzt auf dem Grundkörper 1 axial verschiebbar und koaxial, wobei sie axial beidseits durch je eine Feder 4; 5 abgestützt ist. Die Hülse 3 ist etwa mittig auf dem Grundkörper 1 angeordnet. In dieser Stellung verschließt sie die radialen Bohrungen mit den darin befindlichen Kugeln 2. Die Hülse 3 weist stirnseitennah beidseits je einen innenperipheren koaxialen Freiraum 6; 7 auf. In einer axialen Bohrung im Grundkörper 1 sitzt ein Einsatzteil 8, das das nicht dargestellte umlaufende Werkzeug trägt. Im Einsatzteil 8 sind den Kugeln 2 form- und lageadäquate Kugelnäpfe 9 radial angeordnet und untereinander durch eine außenperiphere koaxiale Ringnut 10 verbunden.In a base body 1 are located on a circumferential line radial and inwardly tapered holes, in each of which a ball 2 is arranged. A sleeve 3 is seated on the base body 1 axially displaceable and coaxial, being axially on both sides by a respective spring 4; 5 is supported. The sleeve 3 is arranged approximately centrally on the base body 1. In this position, it closes the radial bores with the balls 2 therein. The sleeve 3 has frontally close on both sides each an inner peripheral coaxial free space 6; 7 on. In an axial bore in the base body 1 sits an insert 8, which carries the rotating tool, not shown. In the insert part 8, the balls 2 are provided with ball bearings 9 which are dimensionally and positionally adequate, and are connected to one another by an external peripheral coaxial annular groove 10.

Im Sinne der Erfindung ist es unerheblich, ob die beiden Federn 4; 5 gleich oder unterschiedlich dimensioniert und die beiden Freiräume 6; 7 gleich oder unterschiedlich gestaltet sindFor the purposes of the invention, it is irrelevant whether the two springs 4; 5 equal or different dimensions and the two free spaces 6; 7 are designed the same or different

Die Wirkungsweise dieser Schnellwechseleinrichtung ist folgende: The mode of action of this quick-change device is the following:

Voraussetzung für das Lösen der Verbindung mittels eines einarmigen Roboters ist, daß das mit dem Einsatzteil 8 verbundene Werkzeug in einer Haltevorrichtung axial gehalten wird. Durch das Aufbringen einer axial nach oben gerichteten Kraft, die an der Hülse 3 angreift, verschiebt sich diese aus ihrer Ruhelage gegen die obere Feder 4 und gibt nach Zurücklegen eines durch einen Bund am Grundkörper 1 definierten Weges den unteren Freiraum 7 der Hülse 3 für die Kugeln 2 frei. Der Grundkörper 1 kann nun vom Einsatzteil 8 abgezogen werden. Anschließend gleitet die Hülse 3, bedingt durch die Kraft der Feder 4, in ihre Ruhelage zurück. Die Verbindung ist getrennt.A prerequisite for the release of the connection by means of a one-armed robot is that the tool connected to the insert 8 is held axially in a holding device. By applying an axially upward force acting on the sleeve 3, this shifts from its rest position against the upper spring 4 and returns after covering a path defined by a collar on the base body 1, the lower free space 7 of the sleeve 3 for the Balls 2 free. The main body 1 can now be deducted from the insert 8. Subsequently, the sleeve 3, due to the force of the spring 4, slides back to its rest position. The connection is disconnected.

Beim Herstellen der Verbindung wird der Grundkörper 1, gefaßt vom einarmigen Roboter an der Hülse 3, auf das axial arretierte Einsatzteil 8 aufgesteckt. Treffen die Kugeln 2 auf den oberen Rand des Einsatzteiles 8, baut sich zwischen dem Einsatzteil 8 und dem Grundkörper 1 über die Kugeln 2 eine Kraft auf. Wird die Hülse 3 weiter mit der axial nach unten gerichteten Kraft beaufschlagt, wird, da der Grundkörper 1 durch die o.g. Reaktionskraft gehalten wird, die Hülse 3 gegen die untere Feder 5 auf dem Grundkörper 1 nach unten geschoben, bis die Kugeln 2 in den oberen Freiraum 6 der Hülse 3 eingedrückt werden. Damit gleitet der Grundkörper 1 bis zum Ende seiner axialen Bohrung auf das Einsatzteil 8. Spätestens nach Wegnahme der axial wirkenden Kraft gleitet die Hülse 3, bedingt durch die Kraft der Feder 5, in Richtung ihrer Ruhelage zurück. Finden die Kugeln 2 nicht sofort die Kugelnäpfe 9 im Einsatzteil 8, so erfolgt zu nächst eine axiale formschlüssige Verbindung durch das Hineingleiten der Kugeln 2 in die umlaufende Ringnut 10 des Einsatzteiles 8. Die Kugeln 2 werden durch die Feder 5 im verringerten Freiraum des Freiraumes 6 der Hülse 3 gehalten. Wird nun vom Drehmomenterzeuger ein Drehmoment übertragen, verdrehen sich der Grundkörper 1 und das Einsatzteil 8 gegeneinander, so daß die Kugeln 2 in die Kugelnäpfe 9 des Einsatzteiles 8 eingedrückt werden und die Hülse 3, bedingt durch die Kraft der Feder 5, in ihre Ruhelage gleiten kann. Die axiale und radiale Verbindung ist formschlüssig hergestellt, unddieKugeln2 übertragen nun sicher das Drehmoment vom Grundkörper 1 auf das Einsatzteil 8 und von diesem auf das Schraubwerkzeug. Das Schraubwerkzeug kann nun vom einarmigen Roboter geführt werden und rechts-als auch linksdrehende Drehmomente übertragen.When establishing the connection of the base body 1, taken from the one-armed robot on the sleeve 3, attached to the axially locked insert part 8. Meet the balls 2 on the upper edge of the insert part 8, builds up between the insert 8 and the base body 1 on the balls 2 a force. If the sleeve 3 is further acted upon by the axially downward force, since the main body 1 by the o.g. Reaction force is maintained, the sleeve 3 is pushed against the lower spring 5 on the base body 1 down until the balls 2 are pressed into the upper free space 6 of the sleeve 3. At the latest after removal of the axially acting force, the sleeve 3, due to the force of the spring 5, slides back in the direction of its rest position. If the balls 2 do not immediately locate the ball cups 9 in the insert part 8, an axial positive connection takes place through the sliding of the balls 2 into the circumferential annular groove 10 of the insert part 8. The balls 2 are replaced by the spring 5 in the reduced free space of the free space 6 the sleeve 3 is held. If a torque is now transmitted from the torque generator, the base body 1 and the insert part 8 rotate against each other, so that the balls 2 are pressed into the ball cups 9 of the insert part 8 and the sleeve 3, due to the force of the spring 5, slide into its rest position can. The axial and radial connection is made in a form-fitting manner, and the balls 2 now safely transmit the torque from the base body 1 to the insert part 8 and from there to the screwing tool. The screwing tool can now be guided by the one-armed robot and transmit both right-handed and left-handed torques.

Claims

Quick change device for rotating tools, consisting of a body having on a circumferential line radial and inwardly tapered holes in these holes located torque transmitting and axially locking balls and axially displaceable on the body coaxially arranged sleeve and a tool-carrying insert with the Bore lageadäquaten ball cups and a Außenperipheren coaxial annular groove, characterized in that the sleeve (3) axially on both sides by a respective spring (4; 5) supported and approximately centered on the base body (1, in this position the radial bores with the balls (2) closes and near the end face on both sides each have an inner peripheral coaxial clearance (6; 7) and the ball cups (9) and the annular groove (10) of the insert part (8) lie on a common circumferential line.

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