DD276976A3 - Ueberwachungsvorrichtung fuer die werkzeugverriegelung an werkzeugspeichern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ueberwachungsvorrichtung fuer die Werkzeugverriegelung an Werkzeugspeichern. Die Erfindung ist an Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel mit Hilfe eines Werkzeugspeichers anwendbar, der Werkzeuge in Werkzeugtaschen aufnimmt, die mit einer Verriegelung in der Art eines Schnellwechselfutters versehen sind. Hierbei legen sich Kugeln vor den Anzugsbolzen eines Werkzeuges. Diese lagern in radialen Bohrungen einer Buchse, welche durch eine Druckfeder axial bewegt wird. Zum Entriegeln drueckt das freie Ende einer Kolbenstange die Buchse gegen die Feder zurueck. Zur Ueberwachung der vollzogenen Verriegelung wird der Kolben der Kolbenstange hydraulisch entlastet und indem die Kolbenstange an der Buchse anliegt, wird sie wie diese von der Druckfeder belastet und zurueckbewegt. Diese Bewegung wird ausserhalb der Werkzeugtasche von der Kolbenstange abgenommen, indem Signalgeber im Wege wenigstens einer Steuerkante angeordnet sind. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist beim automatischen Werkzeugwechsel an Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren anwendbar, die mit einem Werkzeugspeicher ausgerüstet sind, der die Werkzeuge in Werkzeugtaschen aufnimmt, von denen jede mit einer Verriegelung in der Art eines Schnellwechselfutters versehen ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Nach DD-AP 79207 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, der als Kopt c'<n rommelartiger Werkzeugspeicher aufsitzt. Die in einer horizontalen Ebene radial angeordneten Werkzeuge werden mit ihrem Steilkegel jeweils in einer Tasche aufgenommen, deren hinteres Ende mit einer Art Schnellwechselfutter ausgestattet ist, indem eine koaxial in der Tasche gelagerte Buchse mit radialen Bohrungen versehen ist, in denen jeweils eine Kugel sitzt, welche durch eine Leitfläche entweder nach außen oder nach innen gedrückt wird, was durch die axiale Verschiebung der Buchse erzielt wird. Werden die Kugeln nach innen gearückt, so legen sie sich vor den Knauf des Werkzeuges und verriegeln dieses.

Diese Stellung bewirkt eine Spiralfeder, welche die Buchse verschiebt. Für das Entriegeln überbrückt die einseitige Kolbenstange eines Kolben-Zylindersystems die Spiralfeder und schiebt die Buchse zurück, wodurch die Kugeln freikommen. Dieses Prinzip der Werkzeugverriegelung findet auch in sog. Kettenspeichern Anwendung. Es garantiert jedoch keine Sicherheit, daß die Verriegelung nach Rückgang der Kolbenstange, der zwangsläufig über die Hydraulik erfolgt, auch wirksam geworden ist.

Federbruch oder Verunreinigungen können verhindern, daß die Buchse der Kolbenstange folgt.

Um der Verriegelung auch sicher zu sein, wi'd eine Lösung praktiziert, die mit Signalgebern arbeitet.

Hierbei laufen eine Art Wagen um, von denen jeder eine Zange mit fixierter Öffnungsweite trägt, die durch eine Feder in der Weise verschiebbar ist, daß die Zange zum Zwecke der Werkzeugverriegelung koaxial auf den Werkzeugknauf geschoben wird.

Gegen den Federdruck wird die Zange über die enge Stelle zwischen Knauf und Steilkegel geschoben, wodurch das Werkzeug radial zur Zange aus der Öffnungsweite hera'isgenommen werden kann.

Diese Lösung bietet in Entnahmerichtung ausreichend Freiraum zum Anbringen von Signalgebern, welche die Verriegelungsstellung der Zange kontrollieren können. Dieser Freiraum fohlt jedoch bei Speichern, bei denen das Werkzeug in Achsrichtung einer Speichertasche entnommen wird, in welcher die Verriegelung auf engem Raum untergebracht ist.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, bei Werkzeugspeichern mit Speichertaschen und einer Schnellspannung für die Werkzeuge eine Überwachung der Verriegelung vorzusehen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Überwachung der in der Tasche vollzogenen Federwirkung im Freiraum außerhalb der Tasche vorzunehmSn.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kolbenstange mit einem Entriegelungskopf verbunden ist, der beim Verriegeln durch die Druckfeder betätigbar ist und an den eine Schaltwippe angslenkt ist, welche am Speichergestell schwenkbar gelagert und mit zwei Schaltfahnen versehen ist, denen Signalgeber zugeordnet sind. Hierbei ist die Schaltwippe über eine Koppel an einer radial auskragenden Schaltstange angelenkt, die am Entriegelungskopf starr befestigt ist. Die Signalgeber sind als Näherungsinitiatoren ausgebildet, von denen je einer in eine der Endlagen jeder der beiden Schaltfahnen angeordnet und ein Dritter seitlich des Weges der Schaltfahne vorgesehen ist.

Diese Lösung kontrolliert den Weg, der die Verriegelungskugeln aufnehmenden Arretierbuchse, indem die Kraft der Druckfeder, welche die Buchse bewegt, gleichzeitig für den Rückhub des Kolbens des Kolbenzylindersystems genutzt wird. Hierfür wird der Zylinder drucklos geschaltet und der Kolben entlastet, damit ihn die Feder zurückbewegen kann. Geht also der Kolben zurück, ist Gewähr gegeben, daß die Feder funktionstüchtig ist und auch sonst keine Störungen vorliegen, welche die Verriegelung verhinderten. Der durch die Feder bewirkte Kolbenhub wird außerhalb der Werkzeugtasche an der Kolbenstange abgenommen, wo genügend Freiraum zur Unterbringung der Schaltelemente ist. Eine in die Schaltelemente eingebaute Übersetzung zwischen Kolbenweg und Schaltweg ermöglicht eine feinfühlige Abnahme der Verriegelungsfunktion.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Werkzeugtasche mit dahinter liegendem Entriegelungskopf, teilweise geschnitten, Fig. 2: eine Seitenansicht der Speicherkette mit Gestell und Schaltelemente, teilweise geschnitten.

In Fig. 1 ist eine Werkzeugtasche 1 als Teil eines Werkzeugspeichers dargestellt, der als Speicherkette 2 gemäß Fig. 2 ausgebildet ist. Jeder der Werkzeugtaschen 1 nimmt den Kegelschaft eines Werkzeuges 3 auf, dessen Anzugsbolzen 3.1 für die Verriegelung genutzt wird. Hierfür ist im hinteren Bereich der Werkzeugtasche 1 eine Verriegelung in Form einer Schnellspannung vorgesehen, die aus einer ortsfesten Stützbuchse 4, einer axial verschiebbaren Arretierbuchse 5, einer Druckfeder 6, die sich an den beiden Buchsen 4; 5 abstützt, sowie Kugeln 7 besteht, welche in radialen Bohrungen der Arretierbuchse 5 aufgenommen sind. Ein Sicherungsring 8 begrenzt den Weg der Arretierbuchse 5 nach außen, gibt aber den Weg für einen Entriegelungskopf 9 nach innen frei. Dieser ist das Ende einer Kolbenstange 10.1, die Bestandteil eines Kolben-Zylindersystems 10 ist, welches am Speichergestell 11 koaxial zur Werkzeugtasche 1 befestigt ist, die sich im Moment an diesem besonderen Speicherplatz befindet, weicherden Wechselplatz darstellt. Der Entriegelungskopf 9 ist mittels eines Stiftes 12 gegen Verdrehung gesichert und besteht aus einer Druckscheibe 9.1 sowie einer größeren Kragenscheibe 9.2, an der starr eine Schaltstange 13 radial auskragend befestigt ist, die gleichsam aus dem Bild herausragt, was nicht weiter dargestellt ist. An dieser Schaltstango 13 ist ein Ende einer Koppel 14 angelenkt, deren anderes Ende an einer Schaltwippe 15 angelenkt ist. Diese ist gestellfest auf einer Schwenkachse 15.1 gelagert und mit zwei Schaltfahnen 15.2; 15.2 versehen.

In der einen Endlage der Kolbenstange 10.1 befindet sich der Schaltfahne 15.2 ein Näherungsinitiator 16 gegenüber. In dieser Stellung verharrt der Entriegelungskopf 9 in seiner hintersten, nämlich der Ruhestellung gemäß Fig. 1 und 2. In der anderen Endlage der Kolbenstange 10.1 und damit in der anderen Endlage der Schaltwippe 15 liegt deren andere Schaltfahne 15.3 einem zweiten Näherungsinitiator 17 gegenüber. In dieser Stellung liegt der Entriegelungskopf 9, d. h. seine Druckscheibe 9.1 in der Werkzeugtasche 1 an der Planfläche der Arretierbuchse 5 an, was in der unteren Hälfte von Fig. 1 angedeutet ist. Ein dritter Näherungsinitiator 18 liegt im Wege der Schaltfahne 15.2 und seitlich davon.

Alle Näherungsinitiatoren 16; 17; 18 sind über Halteblöcke 19 am Speichergestell 11 befestigt.

Die Anordnung der Schaltelemente ist nicht an die Verwendung der geschilderten Wippe gebunden, sondern kann auch durch direkte Abnahme der Bewegung einer Steuerkante des Entriegelungskopfes 9 über Schaltelemente erfolgen, die in diesem Wege angeordnet sind. Bei Verwendung der Schaltwippe 15 kann in vorteilhafter Weise durch Beeinflussung des Abstandes der Schaltfahnen 15.2 und 15.3 zur Schwenkachse 15.1 eine Übersetzung zum Veihältnis des Abstandes der Schwenkachse 15.1 zur Anlenkung der Koppel 14 erzielt werden, was feinfühlige Schaltfunktionen für das Ver- und Entriegeln ergibt.

Die geschilderte Vorrichtung wirkt in nachstehender Weise:

Für das Entriegeln wird das Kolben-Zylindersystem 10 hydraulisch in der Weise beaufschlagt, daß die Kolbenstange 10.1 ausgefahren wird. Damit bewegt sich der Entriegelungskopf 9 auf die Werkzeugtasche 1 zu und seine Druckscheibe 9.1 in diese gamäß Fig. 1 untere Hälfte hinein, wobei die Arretierbuchse 5 gegen die Druckfeder 6 zurückgedrückt wird. Damit geben die Kogeln 7 den Anzugsbolzen 3.1 frei, so daß das Werkzeug 3 entnommen werden kann.

Der Werkzeugwechsel erfolgt, wenn der Nähorungsinitiator 17 die Stellung „Entriegeln" signalisiert hot. Dieses Signal wird von dor Schaltfahne 15.3 ausgelöst, indem die Schaltwippe 15 mit der Vorwärtsbewegung des Entriegelungskopfes 9 über die Koppel 14 sich in die Endlage begibt, die in Fig.2 strichpunktiert ist.

Ist dor Werkzeugwechsel beendet, wird das Kolben-Zylindersystem 10 drucklos geschaltet. Nunmehr belastet die Kraft der Druckfeder 6 die Arretierbuchse 5 und über diese den Entriegelungskopf 9 bzw. dio Kolbenstange 10.1.

Dioso Kraft reicht aus, die Kolbenstange 10 zurückzuschieben, an welcher Bewegung u. a. auch die Arretierbuchse 5 und die Schaltwippe 15 teilnehmen.

Mit der Arretierbuchse 5 werden die Kugeln 7 mitgenommen, welche ihre Verriegelungsstellung am Anzugsbolzen 3.1 einnehmen, bevor die Arretierbuchse 5 am Sicherungsring 8 anliegt. Mit der Schaltwippe 15 bewegt sich die Schaltfahne 15.2 am Näherungsinitiator 18 vorbei. Dadurch wird dieser betätigt und signalisiert die Stellung „Verriegelt", woraufhin die Hydraulik wiederzugeschaltet wird, die nunmehr die Kolbenstange IQ.¹ in die hinterste Endlage gemäß Fig 1 und 2 zurückdrückt.

In dieser Endlage nimmt die Schaltwippe 15 ihre andere, in Fig. 2 gezeichnete Stellung ein, in welcher die Schaltfahne 15.2 den Näherungsinitiator 16 betätigt, der diese „Ruhestellung" signalisiert.

Die Signalverarbeitung wie auch die hydraulische Schaltung sind an sich bekannt und als nicht erfindungsgemäß auch nicht näher dargestellt.

Claims (3)

1. Überwachungsvorrichtung für die Werkzeugverriegelung an Werkzeugspeichern, von denen jeder mit einer Anzahl von Werkzeugtaschen und einer jeweils am Ende derselben vorgesehenen Verriegelung versehen ist, die aus radial bewegbaren Kugeln, einer diese aufnehmenden Arretierbuchse sowie einer diese axial bewegbaren Druckfeder besteht, welche von einer einseitigen Kolbenstange eines zur Werkzeugtasche koaxial gelagerten Kolben-Zylindersystems für das Entriegeln überbrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (10.1) mit einem Entriegelungskopf (9) verbunden ist, der beim Verriegeln durch die Druckfeder (6) betätigbar ist und an den eine Schaltwippe (15) angelenkt ist, welche am Speichergestell (11) schwenkbar gelagert und mitzwei Schaltfahnen (15.2; 15.3) versehen ist, denen Signalgeber (16; 17; 18) zugeordnet sind.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwippe (15) über eine Koppel (14) en einer radial auskragenden Schaltstange (13) angelenkt ist, die am Entriegelungskopf (9) starr befestigt ist.

3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (16; 17; 18) als Näherungsinitiatoren ausgebildet sind, von denen je einer (16; 17) in eine der Endlagen jeder der beiden Schaltfahnen (15.2; 15.3) angeordnet und ein Dritter (18) seitlich des Weges der Schaltfahne (15.2) vorgesehen ist.