DE10154876C1 - Werkzeugwechselsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugwechselsystem zur lösbaren Kopplung von Werkzeugen an Handhabungsgeräten, mit einem an dem Handhabungsgerät anordenbaren Wechselkopf und mit einem an dem Werkzeug anordenbaren Wechseladapter, mit wenigstens einem Verriegelungselement, das in verriegeltem Zustand in einer Verriegelungslage zwischen dem Wechseladapter und dem Wechselkopf Wirkt, und mit wenigstens einem Entriegelungselement, das zur Entriegelung des Verriegelungselements betätigbar ist. DOLLAR A Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass wenigstens ein federnd vorgespannter Keilschieber vorgesehen ist, dessen eine Keilfläche das Verriegelungselement in die Verriegelungslage und dessen andere Keilfläche das Entriegelungselement entgegen seiner Betätigungseinrichtung beaufschlagt, wobei bei Betätigen des Entriegelungselements der Keilschieber entgegen seiner federnden Vorspannung derart verschoben wird, dass das Verriegelungselement entgegen aus seiner Verriegelungslage gelangen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugwechselsystem zur lösbaren Kopplung von Werkzeugen an Handhabungsgeräten, mit einem an dem Handhabungsgerät anordenbaren Wechselkopf und mit einem an dem Werkzeug anordenbaren Wechseladapter, mit wenigstens einem Verriegelungselement, das in verriegeltem Zustand in einer Verriegelungslage zwischen dem Wechseladapter und dem Wechselkopf wirkt, und mit wenigstens einem Entriegelungselement, das zur Entriegelung des Verriegelungselements in eine Betätigungsrichtung betätigbar ist. Werkzeugwechselsysteme zeichnen sich im Allgemeinen durch die Integration von Durchführungen, insbesondere von pneumatischen, fluidischen und/oder elektrischen Durchführungen aus.

Ein derartiges Werkzeugwechselsystem ist beispielsweise aus der EP 0 285 557 B1 bekanntgeworden. Bei diesem Stand der Technik wird das Verriegelungselement von Verriegelungskugeln gebildet, die über ein Entriegelungselement, nämlich einen Ringkolben, aus der Verriegelungslage in eine Entriegelungslage gebracht werden können. Dazu ist der Ringkolben innerhalb eines Ringzylinders axial verschiebbar bzw. betätigbar. Die Verschiebung des Ringkolbens erfolgt über Beaufschlagen des Ringzylinders mit Druckluft.

Das bekannte Werkzeugwechselsystem hat den Nachteil, dass für den Ringzylinder und den Ringkolben entsprechender Bauraum zur Verfügung gestellt werden muss. Damit baut das bekannte Werkzeugwechselsystem relativ groß. Es ist insbesondere nicht dazu geeignet, im Mikrohandlingsbereich eingesetzt zu werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeugwechselsystem vorzuschlagen, dass sehr kompakt baut und trotzdem sicher verriegelt und entriegelt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Werkzeugwechselsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein federnd vorgespannter Keilschieber vorgesehen ist, dessen eine Keilfläche das Verriegelungselement in die Verriegelungslage und dessen andere Keilfläche das Entriegelungselement entgegen seiner Betätigungsrichtung beaufschlagt, wobei bei Betätigen des Entriegelungselements der Keilschieber entgegen seiner federnden Vorspannung derart verschoben wird, dass das Verriegelungselement aus seiner Verriegelungslage gelangen kann.

Das erfindungsgemäße Werkzeugwechselsystem hat den Vorteil, dass es technisch auf einfache Art und Weise zu realisieren ist und zudem sehr klein baut. Durch Betätigen des Entriegelungselements wird das Verriegelungselement durch die Rückführung des Keilschiebers gelöst. Das Verriegelungselement kann aus seiner Verriegelungslage gelangen. Bei Nichtbetätigen des Entriegelungselements drückt der Keilschieber das Verriegelungselement in die Verriegelungslage und das Entriegelungselement in seine betätigbare Ausgangslage. Aufgrund der federnden Vorspannung des Keilschiebers wird gewährleistet, dass bei Nichtbetätigung des Entriegelungselements das Verriegelungselement in der Verriegelungslage gehalten wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verriegelungselement und das Entriegelungselement entlang einer weitgehend geraden Linie angeordnet und entlang dieser Linie bewegbar sind. Die Anordnung entlang einer derartigen, weitgehend geraden Linie kann durch Anordnen des Verriegelungselements und des Entriegelungselments innerhalb einer Bohrung vorgesehen sein. Entriegelungselement und Verriegelungselement sind entlang dieser Bohrung axial verschiebbar, wobei der Keilschieber das Entriegelungselement und das Verriegelungselement in entgegengesetzte Richtungen beaufschlagt. Vorzugsweise ist das Entriegelungselement und das Verriegelungselement in der Bohrung gefangen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Keilschieber senkrecht zur Betätigungsrichtung des Entriegelungselements und/oder der Bewegungsrichtung des Verriegelungselements verschiebbar angeordnet ist. Wenn das Entriegelungselement und das Verriegelungselement entlang einer Linie angeordnet ist, ist der Keilschieber vorteilhafterweise senkrecht zu dieser Linie verschiebbar. Unter Beanspruchung von minimalem Bauraum ergeben sich vorteilhafte Kraftverhältnisse zwischen Keilschieber und Ent- bzw. Verriegelungselement.

Dabei hat sich herausgestellt, dass der Keilschieber vorteilhafterweise in Richtung der Mittelhalbierenden des Winkels, der die beiden Keilflächen einschließt, verschiebbar angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass sich für das Entriegelungselement und das Verriegelungselement gleiche Kraftverhältnisse ergeben. Folglich werden die Keilflächen des Keilschiebers gleichmäßig beansprucht.

Als besonders vorteilhaft sich herausgestellt, wenn die Keilflächen einen Winkel im Bereich von 80° bis 100°, vorzugsweise einen Winkel von 90°, einschließen.

Um eine bessere Führung des Keilschiebers zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass die Keilflächen jeweils nutartige Führungsabschnitte aufweisen. Die Führungsabschnitte wirken mit dem jeweiligen Verriegelungselement bzw. Entriegelungselement zusammen und wirken einem Verdrehen des Keilschiebers um seine Längsachse entgegen. Die Art der Führungsabschnitte hängt hierbei von der Ausführung der Verriegelungselemente bzw. Entriegelungselemente ab.

Zur federnden Vorspannung des Keilschiebers kann erfindungsgemäß vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Keilschieber gegen die Federkraft eines den Keilflächen abgewandt angeordneten Federelements, insbesondere einer Schraubenfeder, verschiebbar angeordnet ist. Die Schraubenfeder ist hierbei vorzugsweise in einer Bohrung, insbesondere in einer Sackbohrung, angeordnet.

Vorzugsweise ist das Betätigungselement und/oder das Verriegelungselement kugelförmig ausgebildet.

Um ein sicheres Verriegeln des Werkzeugadapters an dem Werkzeugkopf gewährleisten zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass Mittel zum Verriegeln des Keilschiebers in seiner Verriegelungslage vorgesehen sind.

Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Wechselkopf und/oder der Wechseladapter mehrere identische Verriegelungssegmente aufweist, die jeweils ein Verriegelungselement, ein Entriegelungselement und einen Keilschieber umfassen. Dies hat den Vorteil, dass keine mechanische Kopplung zwischen den einzelnen Verriegelungssegmenten vorzusehen ist. Hierdurch wird insbesondere Bauraum eingespart, so dass das erfindungsgemäße Werkzeugwechselsystem sehr kompakt bauen kann.

Um eine Verdrehung des Werkzeugadapters gegenüber dem Werkzeugkopf zu vermeiden, kann erfindungsgemäß eine Verdrehsicherung vorgesehen sein. Dadurch wird unterbunden, dass die Verriegelungselemente aufgrund einer Verdrehung des Werkzeugadapters gegen den Werkzeugkopf aus ihrer Verriegelungslage geführt werden.

Die Verdrehsicherung kann insbesondere einen Zapfen und eine Zapfenaufnahme umfassen.

Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zum Betätigen eines oder mehrerer Entriegelungselemente ein gemeinsames Betätigungsorgan vorgesehen ist. Zum einen kann das Betätigungsorgan als Teil des Wechselkopfes bzw. des Wechseladapters vorgesehen sein. Zum anderen ist denkbar, dass das Betätigungsorgan als separates Bauteil ausgebildet ist. Das Vorsehen eines separaten Bauteils hat den Vorteil, dass es bei verriegeltem Werkzeugadapter vom Handhabungsgerät nicht mit bewegt werden muss. Ferner baut das erfindungsgemäße Werkzeugwechselsystem insgesamt kleiner. Das Betätigungsorgan kann entweder maschinell oder manuell betätigbar sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Betätigungsorgan als Zentrischgreifer ausgebildet, der die Verriegelungselemente betätigt. Je nach Anordnung bzw. Zugänglichkeit der Verriegelungselemente, kann es sich bei dem Zentrischgreifer um einen Innen- oder Außengreifer handeln.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Betätigungsorgan ringförmig ausgebildet ist und dass durch Verdrehen des Betätigungsorgans gegenüber dem Werkzeugkopf und/oder dem Werkzeugadapter die Entriegelungselemente betätigt werden. Entsprechend ist denkbar, dass durch axiales Verschieben des Betätigungsorgans die Entriegelungselemente betätigt werden.

Ein vorteilhaftes Betätigungsorgan zeichnet sich dadurch aus, dass an der Innenseite des ringförmigen Betätigungsorgans leicht nach innen zulaufende Flächenabschnitte vorgesehen sind, die bei Verdrehen des Betätigungsorgans die Entriegelungselemente nach radial innen bewegen. Bei dieser Ausführungsform liegen die Entriegelungselemente an einer außen liegenden Mantelfläche.

Vorteilhafterweise weist der Wechselkopf und der Wechseladapter einander zugeordnete Medien- und/oder Kommunikationsleitungen auf, die bei an dem Wechselkopf verriegeltem Werkzeugadapter in Wirkverbindung miteinander stehen. Bei den Medien handelt es sich in erster Linie um Druckluft, Sensorsignale, Schweißstrom, Kühlmittel, Klebstoffe oder dergl.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wechselkopf und der Wechseladapter je einen zentralen Durchbruch aufweisen. Ein derartiger Durchbruch, beispielsweise in Form einer entsprechenden Mittelbohrung, kann beispielsweise für den Strahlengang einer Optik genutzt werden. Eine derartige Optik kann beispielsweise ein Laser, eine Videoprozessüberwachung oder eine UV-Strahlung zur Aushärtung von beispielsweise Klebstoffen sein.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn wechselkopf- bzw. wechseladapterseitig wenigstens je ein Verriegelungselement angeordnet ist, das in verriegeltem Zustand in wenigstens eine wechseladapter- bzw. wechselkopfseitige Aussparung eingreift. Vorteilhafterweise ist die Aussparung bzw. sind die Aussparungen an einem Verriegelungsabschnitt des Wechselkopfes bzw. des Wechseladapters angeordnet, der in verriegeltem Zustand in einen Aufnahmeabschnitt am Wechseladapter bzw. Wechselkopf eingreift. Bei den Aussparungen kann es sich insbesondere um kegelförmige Bohrungen handeln. Denkbar ist ebenfalls, dass die Aussparungen als Nut, insbesondere als umlaufende Nut, ausgebildet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Werkzeugwechselsystem in verriegeltem Zustand;

Fig. 2 das System gemäß Fig. 1 im entriegelten Zustand;

Fig. 3 ein zweites, erfindungsgemäßes Werkzeugwechselsystem im verriegelten Zustand;

Fig. 4 die Draufsicht auf das System gemäß Fig. 3;

Fig. 5 das System gemäß Fig. 3 im entriegelten Zustand;

Fig. 6 die Draufsicht auf das System gemäß Fig. 5; und

Fig. 7 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugwechselsystems.

In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Werkzeugwechselsystem 10 im verriegelten Zustand in Seitenansicht dargestellt. Das Werkzeugwechselsystem 10 weist einen an ein Handhabungsgerät anordenbaren Wechselkopf 12 und einen an ein Werkzeug anordenbaren, mit dem Wechselkopf 12 gekoppelten Wechseladapter 14, auf. Der Wechselkopf 12 umfasst einen Verriegelungsabschnitt 16, der in einen Aufnahmeabschnitt 17 des Wechseladapters 14 eingreift. Wechselkopf 12 und Wechseladapter 14 weisen jeweils einen runden Querschnitt auf. Ferner weisen Wechselkopf 12 und Wechseladapter 14, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist, einen zentralen Durchbruch 18 bzw. 19 auf.

An der Mantelfläche des Verriegelungsabschnitts 16 sind Aussparungen 20 in Form von Zylinderbohrungen vorgesehen. Insgesamt sind drei derartige Aussparungen 20 gleichmäßig über den Umfang des Verriegelungsabschnitts 16 verteilt vorhanden.

Im verriegelten Zustand, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, greifen insgesamt drei Verriegelungselemente 22 in Form von Verriegelungskugeln in je eine Aussparung 20. Die Verriegelungskugeln 22 werden jeweils von einem Keilschieber 24 in ihrer Verriegelungslage gehalten. Dazu ist der jeweilige Keilschieber 24 mit einem Federelement 2b federnd vorgespannt, wobei seine eine Keilfläche 28 die zugehörige Verriegelungskugel 22 nach radial innen in Richtung der Längsachse L des Werkzeugwechselsystems 10 beaufschlagt. Die Keilschieber 24 sehen jeweils eine zweite Keilfläche 30 vor, die mit der ersten Keilfläche 28 einen Winkel von 90° umschließt. Die zweite Keilfläche 30 wirkt gegen je ein Entriegelungselement 32 in Form einer Entriegelungskugel. Die Entriegelungskugel 32 ist von der Außenseite des Wechseladapters 14 her zugänglich.

Das Werkzeugwechselsystem 10 bzw. der Wechseladapter 14 weist insgesamt drei identische Verriegelungssegmente auf, die jeweils eine Verriegelungskugel 22, einen Keilschieber 24 und eine Entriegelungskugel 32 umfassen. Die einzelnen Verriegelungssegmente sind mechanisch voneinander unabhängig. Eine Kopplung zwischen den Verriegelungselementen findet nicht statt. Dies hat den Vorteil, dass keine Bauteile benötigt werden, die die einzelnen Verriegelungssegmente miteinander verbinden. Das Werkzeugwechselsystem 10 kann folglich sehr klein und kompakt bauen.

Die in der Fig. 1 dargstellte Verriegelungskugel 22 und die Entriegelungskugel 32 sind in einer radial zu der Längsachse L verlaufenden Bohrung 34 gefangen. Der gezeigte Keilschieber 24 ist gegen die Federkraft des Federelements 26 in einer koaxial zur Längsachse L verlaufenden Bohrung 36 verschiebbar. Die Bohrung 34 verläuft folglich senkrecht zur Bohrung 36.

Zum Lösen der Verriegelung werden die insgesamt drei Entriegelungskugeln 32 nach radial innen, in Richtung der Längsachse L, mit einer Betätigungskraft F beaufschlagt. Wie in der Fig. 2 gezeigt bewegt sich aufgrund des Betätigens der Betätigungskugel 32 der Keilschieber 24 entgegen seiner Vorspannung in die Bohrung 36. Aufgrund des Zurückweichens der Keilfläche 28 kann sich die Verriegelungskugel 22 in Richtung der Entriegelungskugel 32, also nach radial außen, bewegen und gelangt somit aus ihrer Verriegelungslage. Der Wechselkopf 12 kann, wie in Fig. 2 dargestellt ist, von dem Wechseladapter 14 gelöst werden.

Um zu gewährleisten, dass bei erneutem Verriegeln des Wechselkopfs 12 mit dem Wechseladapter 14 die Verriegelungskugeln 22 in die jeweils dafür vorgesehene Aussparung 20 gelangen, weist der Wechseladapter 14 einen Zentrierzapfen 38 auf, der zum Eingriff in eine für ihn an dem Wechselkopf 12 vorgesehene Zentrierbohrung 40 vorgesehen ist. Über den Zentrierzapfen 38 und die Zentrierbohrung 40 wird außerdem eine Verdrehsicherung zwischen Wechselkopf 12 und Wechseladapter 14 erreicht.

Das Vorsehen eines zentralen Durchbruchs 18 bzw. 19 im Wechselkopf 12 und im Wechseladapter 14 hat den Vorteil, dass beispielsweise ein Strahlengang für eine Optik durch das Werkzeugwechselsystem 10 geführt werden kann. Andererseits verbindet sich hiermit eine Gewichtsersparnis.

Die Verriegelungselemente 22 und die Entriegelungselemente 32 müssen erfindungsgemäß nicht als Kugeln ausgebildet sein. Denkbar ist, dass sie als Verriegelungsstifte oder sonstige Verriegelungselemente ausgebildet sind.

Wie aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, weist der dem Wechseladapter 14 zugewandte Bereich des Verriegelungsabschnitts 16 eine Anfasung 37 auf. Beim axialen Zusammenstecken des Wechselkopfs 12 mit dem Wechseladapter 14 werden aufgrund der Anfasung 37 die Verriegelungskugeln 22 entgegen ihrer Federbeaufschlagung nach radial außen verschoben, bis sie letztendlich in die Aussparungen 20 einrasten. Zum Verriegeln ist es folglich nicht erforderlich, die Entriegelungskugeln 32 nach radial innen zu betätigen.

Um im verriegelten Zustand eine Verschiebung der Keilschieber 24, und damit ein Lösen des Wechseladapters 14 von dem Wechselkopf 12 zu unterbinden, kann vorgesehen sein, dass Mittel zum Verriegeln des Keilschiebers 24 in seiner Verriegelungslage, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, vorgesehen sind.

Der Wechselkopf 12 und der Wechseladapter 14 sehen einander zugeordnete Medien- und/oder Kommunikationsleitungen 42 und 44 vor, die bei an dem Wechselkopf 12 verriegeltem Wechseladapter 14 in Wirkverbindung miteinander sind. Die Leitungen können für Druckluft, Sensorsignale, Schweißstrom, Kühlmittel oder dergl. vorgesehen sein. Wie auch aus Fig. 7 deutlich wird, münden die Medien- und/oder Kommunikationsleitungen 42 und 44 in Ringadaptern 60, in welchen eine radiale Umlenkung der in dem Wechselkopf 12 und dem Wechseladapter 14 coaxial verlaufenden Medien- und/oder Kommunikationsleitungen 42 und 44 erfolgt. Die Ringadapter 60 sind vorteilhaft als von dem Wechselkopf 12 und dem Wechseladapter 14 separate Bauteile ausgebildet. Wenn keine radiale Umlenkung der Medien- und/oder Kommunikationsleitungen 42 und 44 vorgesehen ist, kann auf die Ringadapter 60 verzichtet werden, wobei dann das Werkzeugwechselsystem 10 kleiner und leichter baut.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, die ein Werkzeugwechselsystem 10 gemäß den Fig. 1 und 2 umfasst. Zusätzlich ist an den Wechseladapter 14 ein Werkzeug 46 in Form eines Zweifinger-Parallelgreifers angeordnet. In der Seitenansicht sind die beiden Greiffinger 48 zu erkennen. Ferner ist ein Betätigungsorgan 50 in Form eines im Bereich der Entriegelungskugeln 32 vorhandenen Betätigungsringes vorgesehen. Der Betätigungsring weist an seiner Innenseite drei leicht nach innen zulaufende Flächenabschnitte 52 auf. In der dargestellten, verriegelten Lage sind die Verriegelungskugeln 32 jeweils in dem Bereich der Flächenabschnitte 52 angeordnet, der den größten Abstand zu der Mantelfläche des Wechseladapters 14 aufweist. Die Betätigungskugeln 32 sind hierbei nicht mit einer Betätigungskraft F beaufschlagt.

Zum Entriegeln des Werkzeugwechselsystems 10 wird, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, der Betätigungsring 50 bzw. das Werkzeugwechselsystem 10 um 120° verdreht. In dieser Lage berühren die Flächenabschnitte 52 die Mantelfläche des Werkzeugadapters 14. Folglich werden die Entriegelungskugeln 32 nach radial innen gedrückt, wodurch die jeweiligen Keilschieber 24 entgegen ihrer Federbeaufschlagung verschoben werden und die Verriegelungskugeln 22 frei geben. Ein Lösen des Wechselkopfs 12 von dem Wechseladapter 14 wird folglich möglich. Das Verdrehen des Betätigungsringes 50 kann entweder maschinell oder auch von Hand erfolgen.

Der Betätigungsring 50 ist vorteilhafterweise als von dem Wechseladapter 14 unabhängiges Bauteil ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass der Betätigungsring 50 bei Bewegen des Werkzeugs 46 nicht mit handzuhaben ist. Damit einher geht eine Gewichtsersparnis des Werkzeugwechselsystems 10.

Anstelle eines zu verdrehenden Betätigungsringes 50 ist erfindungsgemäß ebenfalls denkbar, dass ein axial verschiebbarer Betätigungsring vorgesehen wird, der eine in axialer Richtung konisch zulaufende Innenfläche aufweist. Dabei wird bei axialer Verschiebung des Ringes eine radial nach innen wirkende Kraft F auf die Entriegelungskugeln 32 gebracht.

Wie aus insbesondere der Fig. 4 deutlich hervorgeht, weisen die Keilflächen 28 und 30 jeweils nutartige Führungsabschnitte 54 auf. Hierdurch wird ein positionsgenaues und kontrolliertes Führen der Kugeln 22 und 32 bzw. ein Führen des Keilschiebers 24 während der Bewegung des Keilschiebers 24 möglich. Einer Verdrehung des Keilschiebers 24 wird folglich entgegengewirkt.

Anstelle der Verwendung eines Betätigungsringes 50 kann als Betätigungsorgan gemäß Fig. 7 auch ein Zentrischgreifer Verwendung finden. Da insgesamt drei Entriegelungskugeln 32 zum Lösen des Wechselkopfs 12 von dem Wechseladapter 14 zu Betätigen sind, ist, wie in Fig. 7 dargestellt, ein Drei- Finger-Zentrischgreifer 56 erforderlich.

Aus Fig. 7 geht auch deutlich hervor, dass die Mantelfläche des Werkzeugwechselsystems 10 eine weitgehend glatte Oberfläche aufweist, so dass sich keine Verunreinigungen einlagern können. Während der Handhabung des Wechselsystems 10 sind die Öffnungen für die Entriegelungskugeln 32 aufgrund der Beaufschlagung durch den Keilschieber 24 verschlossen. Beim Wechseln des Werkzeugadapters 14 werden die Öffnungen für die Entriegelungskugeln 32 durch die freien Enden der Greiffinger 58 des Drei-Finger-Zentrischgreifers 56 vorteilhafterweise dichtend abgedeckt. Deshalb eignet sich das Werkzeugwechselsystem 10 insbesondere auch für den Einsatz in Reinräumen für beispielsweise medizinische oder pharmazeutische Bereiche.

Claims (26)

1. Werkzeugwechselsystem (10) zur lösbaren Kopplung von Werkzeugen (46) an Handhabungsgeräten, mit einem an dem Handhabungsgerät anordenbaren Wechselkopf (12) und mit einem an dem Werkzeug anordenbaren Wechseladapter (14), mit wenigstens einem Verriegelungselement (22), das in verriegeltem Zustand in einer Verriegelungslage zwischen dem Wechseladapter (14) und dem Wechselkopf (12) wirkt, und mit wenigstens einem Entriegelungselement (32), das zur Entriegelung des Verriegelungselements (22) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein federnd vorgespannter Keilschieber (24) vorgesehen ist, dessen eine Keilfläche (28) das Verriegelungselement (22) in die Verriegelungslage und dessen andere Keilfläche (30) das Entriegelungselement (32) entgegen seiner Betätigungsrichtung beaufschlagt, wobei bei Betätigen des Entriegelungselements (32) der Keilschieber (24) entgegen seiner federnden Vorspannung derart verschoben wird, dass das Verriegelungselement (22) aus seiner Verriegelungslage gelangen kann.

2. System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (22) und das Entriegelungselement (32) entlang einer weitgehend geraden Linie angeordnet und entlang dieser Linie bewegbar sind.

3. System (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilschieber (24) senkrecht zur Betätigungsrichtung des Entriegelungselements (32) und/oder der Bewegungsrichtung des Verriegelungselements (22) verschiebbar angeordnet ist.

4. System (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilschieber (24) in Richtung der Mittelhalbierenden des Winkels, der die beiden Keilflächen (28, 30) einschließt, verschiebbar angeordnet ist.

5. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilflächen (28, 30) einen Winkel im Bereich von 80° bis 100°, vorzugsweise einen Winkel von 90°, einschließen.

6. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilflächen (28, 30) jeweils nutartige Führungsabschnitte (54) zur Anlage an das jeweilige Verriegelungselement (22) bzw. Entriegelungselement (32) aufweisen.

7. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilschieber (24) gegen die Federkraft eines den Keilflächen (28, 30) abgewandt angeordneten Federelements (26), insbesondere einer Schraubenfeder, verschiebbar angeordnet ist.

8. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entriegelungselement (32) und/oder das Verriegelungselement (22) kugelförmig ausgebildet ist.

9. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Verriegeln des Keilschiebers (24) in seiner Verriegelungslage vorgesehen sind.

10. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (12) und/oder der Wechseladapter (14) mehrere identische Verriegelungssegmente aufweist, die jeweils ein Verriegelungselement (22), ein Entriegelungselement (32) und einen Keilschieber (24) umfassen.

11. System (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verriegelungssegmenten keine mechanische Kopplung vorhanden ist.

12. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (12) und, der Wechseladapter (14) Mittel (38, 40) zur gegenseitigen Verdrehsicherung aufweisen.

13. System (10) nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verdrehsicherung einen Zapfen (38) und eine Zapfenaufnahme (40) umfassen.

14. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betätigen eines oder mehrerer Entriegelungselemente (32) ein Betätigungsorgan (50, 56) vorgesehen ist.

15. System (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (50) Teil des Wechselskopfes (12) bzw. des Wechseladapters (14) ist.

16. System (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (56) ein separates Bauteil ist.

17. System (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (50, 56) maschinell oder manuell betätigbar ist.

18. System (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (56) als Zentrischgreifer ausgebildet ist, der die Verriegelungselemente betätigt.

19. System (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (50) ringförmig ausgebildet ist und dass durch Verdrehen des Betätigungsorgans (50) gegenüber dem Wechselkopf (12) und/oder dem Wechseladapter (14) die Entriegelungselemente (32) betätigt werden.

20. System (10) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des ringförmigen Betätigungsorgan (50) leicht nach innen zulaufende Flächenabschnitte (52) vorgesehen sind, die bei Verdrehen des Betätigungsorgans (50) die Entrieglungselemente (32) nach radial innen bewegen.

21. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (12) und der Wechseladapter (14) einander zugeordnete Medien- und/oder Kommunikationsleitungen (42, 44) aufweisen, die bei an dem Wechselkopf (12) verriegeltem Wechseladapter (14) in Wirkverbindung miteinander sind.

22. System (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Medien Druckluft, Sensorsignale, Schweißstrom, Kühlmittel odergl. umfassen.

23. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselkopf (12) und der Wechseladapter (14) je einen zentralen Durchbruch (18, 19) aufweisen.

24. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wechselkopf- bzw. wechseladapterseitig wenigstens ein Verriegelungselement (22) angeordnet ist, das in verriegeltem Zustand in wenigstens eine wechseladapter- bzw. wechselkopfseitige Aussparung (20) eingreift.

25. System (10) nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (20) bzw. die Aussparungen (20) an einem Verriegelungsabschnitt (16) des Wechselkopfes (12) bzw. des Wechseladapters (14) angeordnet ist bzw. sind, der in verriegeltem Zustand in einen Aufnahmeabschnitt (18) am Wechseladapter (14) bzw. Wechselkopf (12) eingreift.

26. System (10) nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (20) als kegelförmige Bohrungen oder als Nut, insbesondere als umlaufende Nut, ausgebildet sind.