DE102013008952A1 - Schnellwechselkupplung - Google Patents

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DE201310008952
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Jörg Wabbels
Holger Mlodystach
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnellwechselkupplung (1) zur lösbaren Fixierung eines Werkzeuges an einer Trägereinrichtung, insbesondere einem Roboter oder einer stationären Konsole, mit einer an der Trägereinrichtung angeordneten und zumindest zwei Klemmbacken (6, 7) aufweisenden Festhälfte (2) und mit einer an dem Werkzeug angeordneten Loshälfte (3). Die zumindest zwei Klemmbacken (6, 7) der Festhälfte (2) sind in einer eine Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung ermöglichenden Montagestellung und in einer Betriebsstellung anordbar. In der Betriebsstellung hintergreifen die zumindest zwei Klemmbacken (6, 7) jeweils einen Befestigungsabschnitt (8, 9) der Loshälfte (3) form- und/oder kraftschlüssig. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Festhälfte (2) eine unbeweglich an einer Grundplatte (5) angeordnete starre Klemmbacke (6) und eine relativ zu der starren Klemmbacke (6) bewegliche Klemmbacke (7) aufweist. Bei der Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung und bei in der Montagestellung angeordneten Klemmbacken (6, 7) hintergreift zunächst ausschließlich die starre Klemmbacke (6) einen ersten Befestigungsabschnitt (8, 9) der Loshälfte (3) derart form- und/oder kraftschlüssig, dass die starre Klemmbacke (6) die Gewichtskraft der Loshälfte (3) und des Werkzeuges aufnimmt. Anschließend ist die bewegliche Klemmbacke (7) von der Montagestellung in die einen zweiten Befestigungsabschnitt (8, 9) der Loshälfte (3) form- und/oder kraftschlüssig hintergreifende Betriebsstellung bewegbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schnellwechselkupplung zur lösbaren Fixierung eines Werkzeuges an einer Trägereinrichtung, insbesondere einem Roboter oder einer stationären Konsole, mit einer an der Trägereinrichtung angeordneten und zumindest zwei Klemmbacken aufweisenden Festhälfte und mit einer an dem Werkzeug angeordneten Loshälfte, wobei die zumindest zwei Klemmbacken der Festhälfte in einer eine Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung ermöglichenden Montagestellung und in einer Betriebsstellung anordbar sind, in welcher die zumindest zwei Klemmbacken jeweils einen Befestigungsabschnitt der Loshälfte form- und/oder kraftschlüssig hintergreifen.
  • Unter einer Trägereinrichtung wird erfindungsgemäß ein Roboter oder eine stationäre Konsole verstanden, an welchen jeweils verschiedene Werkzeuge lösbar fixiert werden können. Ein Roboter ist ein universell einsetzbarer, mit mehreren Achsen versehener Bewegungsautomat, dessen Bewegungen hinsichtlich Bewegungsfolge, Wegen und Winkeln frei programmierbar sind. Wenn das Werkzeug an einer als Roboter ausgebildeten Trägereinrichtung fixiert ist, wird das Werkzeug zur und/oder während der Bearbeitung des Werkstückes relativ zum Werkstück bewegt. Wenn die Trägereinrichtung als eine stationäre Konsole ausgebildet ist, dann ist das Werkzeug ortsfest angeordnet und das zu bearbeitende Werkstück wird relativ zum ortsfesten Werkzeug bewegt.
  • In fast allen Bereichen der industriellen Produktion werden verschiedene Werkzeuge, beispielsweise Schweißzangen, Stanzwerkzeuge oder Greifvorrichtungen, mithilfe von Robotern bewegt und betrieben. Das Werkzeug ist dabei am äußeren Ende eines um mehrere Achsen schwenkbaren Roboterarmes, der sogenannten Roboterhand befestigt. Durch die Programmierung des Roboterarmes wird das Werkzeug derart relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück bewegt, dass das Werkzeug den erforderlichen Arbeitsschritt präzise ausführen kann.
  • Es ist bereits bekannt, Schnellwechselkupplungen für die Verbindung von Werkzeugen mit einem Roboter zu verwenden. Hierdurch können die an einem Roboterarm angeordneten Werkzeuge schnell und einfach gewechselt werden. Eine Hälfte der Wechselkupplung, genannt die Festhälfte, ist permanent am Roboterarm bzw. an der Roboterhand befestigt. Die andere Hälfte, genannt die Loshälfte, ist an jedem geeigneten Werkzeug befestigt, das der Roboter verwenden kann. Üblicherweise weist die Festhälfte eine Verriegelungseinheit und die Loshälfte einen mit der Verriegelungseinheit kuppelbaren Adapter auf.
  • Eine Schnellwechselkupplung der eingangs genannten Art ist bereits aus der DE 298 10 345 U1 bekannt. Diese Schnellwechselkupplung ist für das manuelle Auswechseln von an Roboterarmen geführten Werkzeugen ausgebildet. Sie umfasst eine als Aufnahme-Halterung ausgebildete Festhälfte, welche mittels einer Grundplatte an einer als Roboterarm ausgebildeten Trägereinrichtung fixiert ist, und eine als Adapter ausgebildete Loshälfte. Der Adapter bzw. die Loshälfte ist an einem als Schweißzange ausgebildeten Werkzeug befestigt sowie manuell in die Aufnahme-Halterung einsetzbar und in dieser positionierbar. Die Festhälfte weist zwei quer verschiebliche Klemmbacken auf, welche jeweils relativ zu einer Grundplatte der Festhälfte beweglich sind und welche von einer geöffneten Montagestellung in eine geschlossene Betriebsstellung verlagerbar sind. In der geschlossenen Betriebsstellung hintergreifen die Klemmbacken jeweils einen Befestigungsabschnitt einer auf dem Adapter angeordneten und sich in Richtung der Klemmbacken erstreckenden rechteckigen Fixierplatte sowohl form- als auch kraftschlüssig.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schnellwechselkupplung zur lösbaren Fixierung eines Werkzeuges an einer Trägereinrichtung zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Schnellwechselkupplung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist also eine Schnellwechselkupplung vorgesehen, bei welcher die Festhälfte eine unbeweglich an einer Grundplatte angeordnete starre Klemmbacke und eine relativ zu der starren Klemmbacke bewegliche Klemmbacke aufweist, wobei nach der Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung und bei in der Montagestellung angeordneten Klemmbacken zunächst ausschließlich die starre Klemmbacke einen ersten Befestigungsabschnitt der Loshälfte derart form- und/oder kraftschlüssig hintergreift, dass die starre Klemmbacke die Gewichtskraft der Loshälfte und des Werkzeuges aufnimmt, und anschließend die bewegliche Klemmbacke von der Montagestellung in die einen zweiten Befestigungsabschnitt der Loshälfte form- und/oder kraftschlüssig hintergreifende Betriebsstellung bewegbar ist. Die Loshälfte der Schnellwechselkupplung wird durch die form- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und der starren Klemmbacke der Festhälfte zunächst an der Trägereinrichtung derart vorfixiert, dass das Werkzeug mit dem gesamten Gewicht ausschließlich von dem Roboter getragen wird. Ein manueller Eingriff zum Halten des Werkzeuggewichtes ist dadurch nicht mehr erforderlich. Die den Werkzeugwechsel durchführende Person wird also von dem Werkzeuggewicht entlastet und kann die manuelle Verlagerung der beweglichen Klemmbacke in die Betriebsstellung vornehmen. Durch die Verlagerung der beweglichen Klemmbacke in die Betriebsstellung wird das Werkzeug dann prozess- und funktionssicher an dem Roboter bzw. der Trägereinrichtung fixiert. Dadurch, dass das gesamte Gewicht des Werkzeuges und der Loshälfte über die bewegliche Klemmbacke in die Trägereinrichtung eingeleitet wird, lässt sich die bewegliche Klemmbacke kräftefrei in die das Werkzeug an der Trägereinrichtung fixierende Betriebsstellung überführen. Hierdurch wird die Montage und Fixierung des Werkzeuges an der Trägereinrichtung also erheblich vereinfacht.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Loshälfte eine Platte mit einer Aussparung, insbesondere mit einer Durchbrechung, aufweist und die zumindest zwei Befestigungsabschnitte die Aussparung zumindest abschnittsweise begrenzen, wobei die Aussparung derart ausgebildet ist, dass die in der Montagestellung angeordneten Klemmbacken der Festhälfte während der Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung durch die Aussparung in der Loshälfte hindurchführbar sind. Im Anschluss an das Hindurchführen der beiden Klemmbacken der Festhälfte durch die Aussparung in der Loshälfte wird dann das Werkzeug in Richtung der einwirkenden Gewichtskraft relativ zu der Trägereinrichtung bzw. zu der starren Klemmbacke abgesenkt, und zwar bis die starre Klemmbacke den ersten Befestigungsabschnitt der Loshälfte form- und kraftschlüssig hintergreift und die Gewichtskraft des Werkzeuges über die starre Klemmbacke in die Trägereinrichtung eingeleitet wird.
  • Durch eine Betätigung einer mit der beweglichen Klemmbacke verbundenen Gewindestange wird dann anschließend die bewegliche Klemmbacke relativ zu der starren Klemmbacke bewegt und in Eingriff mit dem zweiten Befestigungsabschnitt der Loshälfte gebracht. Wenn die bewegliche Klemmbacke in der Betriebsstellung angeordnet ist, hintergreifen beide Klemmbacken der Festhälfte die zugeordneten Befestigungsabschnitte der Loshälfte und das Werkzeug ist einsatzbereit und prozesssicher an der Trägereinrichtung fixiert. Durch die Integration der Befestigungsabschnitte in die Plattenebene und das Vorsehen einer zur Durchführung der Klemmbacken geeigneten Aussparung weist die Loshälfte im Vergleich zu der aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannten Loshälfte einerseits ein wesentlich geringeres Gewicht auf und andererseits ist das Werkzeug bzw. der Schwerpunkt des Werkzeuges näher an der als Roboterhand ausgebildeten Trägereinrichtung angeordnet, wodurch die in die Roboterhand eingeleiteten Kräfte und Momente reduziert werden und das Handling insgesamt verbessert werden kann.
  • In diesem Fall erweist es sich als besonders zweckmäßig, dass die Loshälfte als eine Gehäusewand des Werkzeuges ausgebildet ist bzw. dass die Aussparung und die Befestigungsabschnitte integraler Bestandteil einer Gehäusewand des Werkzeuges sind. Durch diese Funktionsintegration ergibt sich eine weitere Gewichtsoptimierung und der Schwerpunkt des Werkzeuges wird noch dichter an den Roboter bzw. die Trägereinrichtung herangeführt.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, dass die beiden die Aussparung zumindest abschnittsweise begrenzenden Befestigungsabschnitte einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Hierdurch wird eine besonders prozesssichere Fixierung des Werkzeuges gewährleistet.
  • Außerdem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Befestigungsabschnitte symmetrisch zueinander ausgebildet sind. Hierdurch können die beiden Klemmbacken je nach Anordnung und Orientierung des Werkzeuges bzw. der Loshälfte jeweils sowohl mit dem ersten Befestigungsabschnitt als auch mit dem zweiten Befestigungsabschnitt in Eingriff gebracht werden. Bei einer Ankopplung des Werkzeuges muss also nicht darauf geachtet werden, welche Klemmbacke in welchen Befestigungsabschnitt eingreift. Hierdurch wird auch die für einen Werkzeugwechsel benötigte Zeit reduziert und dadurch die Produktivität des Roboters optimiert.
  • Dieser Erfindungsgedanke lässt sich dadurch ergänzen, dass die Loshälfte zumindest vier Befestigungsabschnitte aufweist, welche paarweise einander diametral angeordnet sind. Dabei greifen die beiden Klemmbacken immer nur in zwei der vier Befestigungsabschnitte ein. Das Werkzeug bzw. die Loshälfte muss bei der Ankopplung an die Trägereinrichtung also maximal um 90° gedreht werden, um die Befestigungsabschnitte in der richtigen Lage relativ zu den Klemmbacken der Festhälfte anzuordnen. Hierdurch ergibt sich eine weitere Optimierung der Werkzeugwechselzeit.
  • Eine andere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Befestigungsabschnitte jeweils aus zwei Teilabschnitten bestehen, welche einen Winkel zwischen 80° und 100°, insbesondere von 90° zwischen sich einschließen. Durch die Ausbildung der Befestigungsabschnitte in einem Winkel von ca. 90° und eine entsprechende Ausbildung der Klemmbacken wird die Loshälfte beim Einhängen in die Festhälfte selbsttätig derart positioniert, dass das Werkzeug, wenn es an der Trägereinrichtung vorfixiert ist, bereits in seiner vorbestimmten Lage und Orientierung angeordnet ist. Die beiden Teilabschnitte haben also die Wirkung einer Zentrierhilfe, da sich die Loshälfte nach dem Ankoppeln an die starre Klemmbacke der Festhälfte aufgrund der Gewichtskraft und der geometrischen Anordnung der Teilabschnitt bzw. der geometrischen Ausgestaltung der starren Klemmbacke selbsttätig in die vorbestimmte Lage relativ zu der Festhälfte anordnet.
  • In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Aussparung in der Loshälfte vier Ecken aufweist und die aus zwei Teilabschnitten bestehenden Befestigungsabschnitte jeweils eine Ecke bilden. In diesem Fall hat sich eine quadratische Ausgestaltung der Aussparung bzw. der Durchbrechung als praxisnah erwiesen.
  • Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass die Befestigungsabschnitte jeweils eine geneigte Schrägfläche aufweisen, an welchen jeweils eine komplementär ausgebildete Gegenschrägfläche der beiden Klemmbacken form- und/oder kraftschlüssig anlegbar ist. Hierdurch wird eine Formschlussverbindung zwischen den Bauteilen gewährleistet und dadurch eine axiale Relativbewegung zwischen der Festhälfte und der Loshälfte wirkungsvoll unterbunden.
  • Außerdem ist vorgesehen, dass ein Abstand zwischen der starren Klemmbacke und der beweglichen Klemmbacke in der Montagestellung kleiner ist als ein Abstand in der Betriebsstellung. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Klemmbacken in der Montagestellung durch die Aussparung hindurchgeführt werden können und in der Betriebsstellung die Befestigungsabschnitte derart hintergreifen, dass das Werkzeug form- und kraftschlüssig an der Trägereinrichtung fixiert ist. Dabei wird die bewegliche Klemmbacke beispielsweise durch eine translatorische Bewegung von der Montagestellung in die Betriebsstellung überführt und dabei von der starren Klemmbacke wegbewegt. Wenn das Werkzeug wieder von der Trägereinrichtung entfernt werden soll, erfolgt eine Verlagerung der beweglichen Klemmbacke in Richtung der starren Klemmbacke.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
  • Diese zeigt in
  • 1 eine aus einer Festhälfte und einer Loshälfte bestehende Schnellwechselkupplung in einer perspektivischen Ansicht;
  • 2 die in 1 dargestellte Schnellwechselkupplung von einer gegenüberliegenden Seite, ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht;
  • 3 die in den 1 und 2 dargestellte Loshälfte der Schnellwechselkupplung in einer perspektivischen Ansicht;
  • 4 die in 3 dargestellte Loshälfte der Schnellwechselkupplung in einer Vorderansicht;
  • 5 die in 3 dargestellte Loshälfte der Schnellwechselkupplung in einer Rückansicht;
  • 6 die iyn 3 dargestellte Loshälfte der Schnellwechselkupplung in einer Draufsicht;
  • 7 einen Schnitt gemäß VII-VII in 4;
  • 8 eine zweite Ausführungsform der Loshälfte der Schnellwechselkupplung in einer Vorderansicht;
  • 9 die in 8 dargestellte zweite Ausführungsform der Loshälfte der Schnellwechselkupplung in einer Rückansicht;
  • 10 die in den 1 und 2 dargestellte Festhälfte der Schnellwechselkupplung in einer perspektivischen Ansicht;
  • 11 die in 10 dargestellte Festhälfte der Schnellwechselkupplung in einer perspektivischen Seitenansicht;
  • 12 die in 10 dargestellte Festhälfte der Schnellwechselkupplung mit einer in der Montagestellung angeordneten beweglichen Klemmbacke in einer Vorderansicht;
  • 13 die in 10 dargestellte Festhälfte der Schnellwechselkupplung mit der in der Betriebsstellung angeordneten beweglichen Klemmbacke in einer Vorderansicht;
  • 14 eine Vorderansicht der in 1 dargestellten Schnellwechselkupplung mit der in der Montagestellung angeordneten beweglichen Klemmbacke;
  • 15 die Schnellwechselkupplung aus 14 mit der in der Betriebsstellung angeordneten beweglichen Klemmbacke;
  • 16 eine Prinzipdarstellung der Festhälfte der Schnellwechselkupplung mit einer in der Betriebsstellung angeordneten beweglichen Klemmbacke in einer Seitenansicht.
  • Die in den 1 bis 16 dargestellte Schnellwechselkupplung 1 ist für das manuelle Auswechseln von an Roboterarmen geführten oder an stationären Konsolen angeordneten Werkzeugen ausgeführt. Die Werkzeuge können als Schweißzangen, als Stanzwerkzeuge, als Clinchwerkzeuge, als Greifereinheiten oder dergleichen ausgebildet sein.
  • 1 und 2 zeigen zwei unterschiedliche perspektivische Ansichten der aus einer Festhälfte 2 und einer Loshälfte 3 bestehenden Schnellwechselkupplung 1 zur lösbaren Fixierung eines nicht dargestellten Werkzeuges an einer als Roboterarm oder stationären Konsole ausgebildeten und ebenfalls nicht dargestellten Trägereinrichtung. Die eine Aussparung 4 aufweisende Loshälfte 3 ist an dem Werkzeug fixiert oder ist als Gehäusewand des Werkzeuges ausgebildet. Die Festhälfte 2 ist mittels einer Grundplatte 5 an der Trägereinrichtung fixiert und weist eine unbeweglich an der Grundplatte 5 befestigte starre Klemmbacke 6 und ein relativ zu der starren Klemmbacke 6 und der Grundplatte 5 bewegliche Klemmbacke 7 auf. Die bewegliche Klemmbacke 7 ist von einer eine Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung ermöglichenden Montagestellung (12) in eine in 1 dargestellte Betriebsstellung verlagerbar. In der Betriebsstellung hintergreifen sowohl die starre Klemmbacke 6 als auch die bewegliche Klemmbacke 7 jeweils einen zugeordneten, in den 4 bis 7 dargestellten Befestigungsabschnitt 8, 9 der Loshälfte 3 form- und kraftschlüssig.
  • In den 3 bis 7 ist eine erste Ausführungsform der Loshälfte 3 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Die als Durchbrechung ausgebildete Aussparung 4 wird zumindest teilweise von den Befestigungsabschnitten 8, 9 begrenzt, welche jeweils aus zwei einen Winkel von etwa 90° einschließenden Teilabschnitten 10, 11 bestehen. Die Teilabschnitte 10, 11 ragen in die Aussparung 4 hinein und bilden jeweils eine Ecke der Aussparung 4. Die Befestigungsabschnitte 8, 9 sind einander diametral gegenüberliegend angeordnet und symmetrisch zueinander ausgebildet. Wie in 7 zu erkennen ist, weisen die Befestigungsabschnitte 8, 9 jeweils einen sich in Richtung der Aussparung 4 verjüngenden Bereich mit einer Schrägfläche 12 auf, welche gegenüber den die Aussparung 4 begrenzenden Oberflächen der Vorderseite 13 und der Rückseite 14 der Loshälfte 3 geneigt ausgebildet ist. An dieser Schrägfläche 12 der Befestigungsabschnitte 8, 9 liegen die komplementär ausgebildeten Gegenschrägflächen 15 (siehe 11 und 16) der beiden Klemmbacken 6, 7 form- und kraftschlüssig an. Auf der der Festhälfte 2 der Schnellwechselkupplung 1 zugewandten Vorderseite 13 der Loshälfte 3 sind zwei Nuten 16 vorgesehen. Beim Ankoppeln des Werkzeuges an die Trägereinrichtung greift ein entsprechend ausgebildeter und in 10 dargestellter Vorsprung 17 der Festhälfte 2 in zumindest eine der Nuten 16 formschlüssig ein.
  • Die 8 und 9 zeigen zwei verschiedene Ansichten einer zweiten Ausführungsform der Loshälfte 3 der Schnellwechselkupplung 1. Hierbei besteht der einzige Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Loshälfte 3 darin, dass statt zwei insgesamt vier Befestigungsabschnitte 8, 9 die Aussparung 4 begrenzen, wobei die Befestigungsabschnitte 8, 9 einander paarweise diametral gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils eine Ecke der Aussparung 4 bilden. Außerdem ist jedem der Befestigungsabschnitte 8, 9 eine Nut 16 zur Aufnahme des Vorsprunges 17 der Festhälfte 2 zugeordnet.
  • Die 10 und 11 zeigen zwei perspektivische Ansichten der Festhälfte 2 der Schnellwechselkupplung 1 mit der gegenüber der Grundplatte 5 unbeweglichen starren Klemmbacke 6 und der in der Montageposition angeordneten und relativ zu der starren Klemmbacke 6 bzw. zur Grundplatte 5 beweglichen Klemmbacke 7. Die Klemmbacken 6, 7 weisen jeweils komplementär zu den Schrägflächen 12 der Befestigungsabschnitte 8, 9 der Loshälfte 3 ausgebildete Gegenschrägflächen 15 auf. Die bewegliche Klemmbacke 7 ist über eine Betätigung einer Gewindestange 18 translatorisch zu der starren Klemmbacke 6 verlagerbar. Die Gewindestange 18 weist einen Sechskantkopf 19 zur manuellen Einleitung eines Drehmomentes in diese auf (siehe insbesondere 2 und 10). Außerdem ist an der Festhälfte 2 ein Vorsprung 17 angeordnet, welcher beim Ankoppeln des Werkzeuges an die Trägereinrichtung in eine der Nuten 16 in der Loshälfte 3 eingreift.
  • 12 zeigt eine Vorderansicht der Festhälfte 2 der Schnellwechselkupplung 1 mit in der Montagestellung angeordneten Klemmbacken 6, 7 und 13 die gleiche Vorderansicht mit in der Betriebsstellung angeordneten Klemmbacken 6, 7. Hierbei ist gut zu erkennen, dass ein Abstand 20 zwischen der starren Klemmbacke 6 und der beweglichen Klemmbacke 7 in der Montagestellung kleiner ist als ein Abstand 20 der Klemmbacken 6, 7 in der Betriebsstellung.
  • Nachfolgend wird insbesondere anhand der 12 bis 16 die Ankopplung bzw. die Fixierung des Werkzeuges mit der Loshälfte 3 an die Trägereinrichtung mit der Festhälfte 2 beschrieben. Bei der Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung ist die bewegliche Klemmbacke 7 der Festhälfte 2 zunächst in der in 12 abgebildeten Montagestellung angeordnet. Das Werkzeug mit der Loshälfte 3 wird dann manuell derart positioniert und relativ zu der Trägereinrichtung mit der Festhälfte 2 verfahren, dass die beiden Klemmbacken 6, 7 der Festhälfte 2 durch die als Durchbrechung ausgebildete Aussparung 4 in der Loshälfte 2 hindurchtreten. Anschließend wird das Werkzeug in Richtung der einwirkenden Gewichtskraft G abgesenkt, und zwar bis die starre Klemmbacke 6 den ersten Befestigungsabschnitt 8 der Loshälfte 3 hintergreift. Die Schrägfläche 12 des ersten Befestigungsabschnittes 8 liegt nunmehr derart kraft- und formschlüssig an der komplementär ausgebildeten Gegenschrägfläche 15 der starren Klemmbacke 6 an, dass die gesamte auf das Werkzeug und die Loshälfte 3 einwirkende Gewichtskraft G über die starre Klemmbacke 6 und die Grundplatte 5 in die Trägereinrichtung eingeleitet wird (14). Durch die in einem Winkel von etwa 90° angeordneten Teilabschnitte 10, 11 des Befestigungsabschnittes 8, 9 und die Gewichtskraft G des Werkzeuges wird das Werkzeug selbsttätig und definiert in der gewünschten Stellung an der Trägereinrichtung positioniert. Diese definierte Positionierung des Werkzeuges relativ zu der Trägereinrichtung wird auch dadurch unterstützt, dass beim Hindurchtreten der Klemmbacken 6, 7 durch die Aussparung 4 in der Loshälfte 3 auch der an der Festhälfte 2 angeordnete Vorsprung 17 in die in der Loshälfte 3 angeordnete Nut 16 eingreift.
  • Da das Werkzeug bzw. die Loshälfte 3 nunmehr an der Trägereinrichtung bzw. der Festhälfte 2 hängt und die Gewichtskraft G des Werkzeuges vollständig in die Trägereinrichtung eingeleitet wird, ist im weiteren Verlauf der Fixierung des Werkzeuges an der Trägereinrichtung eine manuelle Unterstützung zum Halten des Gewichtes des Werkzeuges nicht mehr erforderlich.
  • Anschließend wird durch eine manuelle Betätigung der Gewindestange 18 die bewegliche Klemmbacke 7 in die in 13 dargestellte Betriebsstellung verlagert und dadurch mit dem zweiten Befestigungsabschnitt 9 der Loshälfte 3 derart in Eingriff gebracht, dass die bewegliche Klemmbacke 7 den zweiten Befestigungsabschnitt 9 der Loshälfte 3 form- und kraftschlüssig hintergreift. Mithilfe eines Drehmomentschlüssels wird die Gewindestange 18 dabei mit einem Drehmoment beaufschlagt, sodass die bewegliche Klemmbacke 7 der Festhälfte 2 mit dem zweiten Befestigungsabschnitt 9 der Loshälfte 3 fest und definiert verspannt ist. In der in den 15 und 16 dargestellten Betriebsstellung hintergreifen die beiden Klemmbacken 6, 7 die zugeordneten Befestigungsabschnitte 8, 9 jeweils form- und kraftschlüssig, sodass das Werkzeug funktionssicher und dadurch einsatzbereit an der Trägereinrichtung fixiert ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schnellwechselkupplung
    2
    Festhälfte
    3
    Loshälfte
    4
    Aussparung
    5
    Grundplatte
    6
    starre Klemmbacke
    7
    bewegliche Klemmbacke
    8
    Befestigungsabschnitt
    9
    Befestigungsabschnitt
    10
    Teilabschnitt
    11
    Teilabschnitt
    12
    Schrägfläche
    13
    Vorderseite
    14
    Rückseite
    15
    Gegenschrägfläche
    16
    Nut
    17
    Vorsprung
    18
    Gewindestange
    19
    Sechskantkopf
    20
    Abstand
    G
    Gewichtskraft
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 29810345 U1 [0005]

Claims (10)

  1. Schnellwechselkupplung (1) zur lösbaren Fixierung eines Werkzeuges an einer Trägereinrichtung, insbesondere einem Roboter oder einer stationären Konsole, mit einer an der Trägereinrichtung angeordneten und zumindest zwei Klemmbacken (6, 7) aufweisenden Festhälfte (2) und mit einer an dem Werkzeug angeordneten Loshälfte (3), wobei die zumindest zwei Klemmbacken (6, 7) der Festhälfte (3) in einer eine Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung ermöglichenden Montagestellung und in einer Betriebsstellung anordbar sind, in welcher die zumindest zwei Klemmbacken (6, 7) jeweils einen Befestigungsabschnitt (8, 9) der Loshälfte (2) form- und/oder kraftschlüssig hintergreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Festhälfte (3) eine unbeweglich an einer Grundplatte (5) angeordnete starre Klemmbacke (6) und eine relativ zu der starren Klemmbacke (6) bewegliche Klemmbacke (7) aufweist, wobei nach der Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung und bei in der Montagestellung angeordneten Klemmbacken (6, 7) zunächst ausschließlich die starre Klemmbacke (6) einen ersten Befestigungsabschnitt (8, 9) der Loshälfte (3) derart form- und/oder kraftschlüssig hintergreift, dass die starre Klemmbacke (6) die Gewichtskraft (G) der Loshälfte (3) und des Werkzeuges aufnimmt und dass anschließend die bewegliche Klemmbacke (7) von der Montagestellung in die einen zweiten Befestigungsabschnitt (8, 9) der Loshälfte (3) form- und/oder kraftschlüssig hintergreifende Betriebsstellung bewegbar ist.
  2. Schnellwechselkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Loshälfte (3) eine Platte mit einer Aussparung (4), insbesondere mit einer Durchbrechung aufweist und die zumindest zwei Befestigungsabschnitte (8, 9) die Aussparung (4) zumindest abschnittsweise begrenzen, wobei die Aussparung (4) derart ausgebildet ist, dass die in der Montagestellung angeordneten Klemmbacken (6, 7) der Festhälfte (2) während der Ankopplung des Werkzeuges an die Trägereinrichtung durch die Aussparung (4) in der Loshälfte (3) hindurchführbar sind.
  3. Schnellwechselkupplung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Loshälfte (3) als eine Gehäusewand des Werkzeuges ausgebildet ist.
  4. Schnellwechselkupplung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden die Aussparung (4) zumindest abschnittsweise begrenzenden Befestigungsabschnitte (8, 9) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
  5. Schnellwechselkupplung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Befestigungsabschnitte (8, 9) symmetrisch zueinander ausgebildet sind.
  6. Schnellwechselkupplung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Loshälfte (3) zumindest vier Befestigungsabschnitte (8, 9) aufweist, welche paarweise einander diametral angeordnet sind.
  7. Schnellwechselkupplung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte (8, 9) jeweils aus zwei Teilabschnitten (10, 11) besteht, welche einen Winkel zwischen 80° und 100°, insbesondere von 90° zwischen sich einschließen.
  8. Schnellwechselkupplung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (4) in der Loshälfte (3) vier Ecken aufweist und die aus zwei Teilabschnitten (10, 11) bestehenden Befestigungsabschnitte (8, 9) jeweils eine Ecke bilden.
  9. Schnellwechselkupplung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte (8, 9) jeweils eine geneigte Schrägfläche (12) aufweisen, an welchen jeweils eine komplementär ausgebildete Gegenschrägfläche (15) der beiden Klemmbacken (6, 7) form- und/oder kraftschlüssig anlegbar ist.
  10. Schnellwechselkupplung (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (20) zwischen der starren Klemmbacke (6) und der beweglichen Klemmbacke (7) in der Montagestellung kleiner ist als ein Abstand (20) in der Betriebsstellung.
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