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Die Erfindung betrifft einen Wechselsystemkopf und ein Schnellwechselsystem.
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Insbesondere betrifft die Erfindung einen Wechselsystemkopf für ein Schnellwechselsystem zum Verbinden mit einem Wechselsystemadapter, wobei der Wechselsystemkopf dazu eingerichtet ist, mit einem Manipulator verbunden werden zu können, wobei der Wechselsystemadapter dazu eingerichtet ist, mit einem zumindest teilweise fluidmechanisch angetriebenen Werkzeug verbunden werden zu können, und ein Schnellwechselsystem aufweisend einen derartigen Wechselsystemkopf und einen Wechselsystemadapter.
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Im Stand der Technik sind Schnellwechselsysteme aufweisend einen Wechselsystemkopf und zumindest einen Wechselsystemadapter bekannt, die eine mittelbare Verbindung zwischen einem Manipulator und einem Werkzeug herstellen können.
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Mittels dieser Schnellwechselsysteme lassen sich die Rüstzeiten verkürzen und Werkzeuge auf einfache Art und Weise manipulatorübergreifend einsetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Wechselsystemkopf für ein Schnellwechselsystem zum Verbinden mit einem Wechselsystemadapter,
- - wobei der Wechselsystemkopf dazu eingerichtet ist, mit einem Manipulator verbunden werden zu können,
- - wobei der Wechselsystemadapter dazu eingerichtet ist, mit einem zumindest teilweise fluidmechanisch angetriebenen Werkzeug verbunden werden zu können,
- - wobei der Wechselsystemkopf zumindest ein Gegenlager für zumindest ein korrespondierendes Verbindungselement aufweist, welches dazu eingerichtet ist, mit dem zumindest einem korrespondierenden Verbindungselement des Wechselsystemadapters verbunden werden zu können,
- - wobei der Wechselsystemkopf einen Verriegelungsmechanismus aufweist, wobei der Verriegelungsmechanismus dazu eingerichtet ist, das zumindest eine korrespondierende Verbindungselement in dem zumindest einen Gegenlager des Wechselsystemkopfs zu verriegeln,
- - wobei der Wechselsystemkopf zumindest einen sich zumindest bereichsweise radial zu einer Hauptachse des Wechselsystemkopfs erstreckenden Kanal zur Zufuhr oder zur Absaugung eines designierten Arbeitsfluids aufweist,
- - wobei der Wechselsystemkopf dazu eingerichtet ist, in eine Fluidkommunikation mit dem Wechselsystemadapter gebracht zu werden,
- - wobei der Wechselsystemkopf zumindest ein Verschlusselement aufweist, wobei das zumindest eine Verschlusselement dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Kanal in einer Verschlussstellung des Verschlusselements zu verschließen und in einer Öffnungsstellung des Verschlusselements freizugeben,
- - wobei das zumindest eine Verschlusselement in dem radial zu der Hauptachse des Wechselsystemkopfs erstreckenden Bereich des zumindest einen Kanals angeordnet ist.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.
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Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen.
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Unter einem „Wechselsystemkopf“ wird eine erste Baugruppe eines Schnellwechselsystems verstanden, wobei ein Wechselsystemkopf dazu eingerichtet ist, auf einer Seite des Wechselsystemkopfs mit einem Manipulator und auf einer anderen Seite des Wechselsystemkopfs mit einem Wechselsystemadapter verbunden werden zu können.
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Ein zweite Baugruppe eines Schnellwechselsystems, welche auf einer ersten Seite mit dem Wechselsystemkopf verbunden werden kann und zumindest im verbundenen Zustand mit dem Wechselsystemkopf interagieren kann, wird als „Wechselsystemadapter“ bezeichnet, wobei ein Wechselsystemadapter dazu eingerichtet ist, auf einer zweiten Seite mit einem Werkzeug verbunden werden zu können, insbesondere mit einem zumindest teilweise fluidmechanisch angetriebenen Werkzeug.
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Unter einem „Manipulator“ wird ein Gerät verstanden, welches physikalische Interaktionen mit seiner Umgebung ermöglicht, wobei der Manipulator zur Verrichtung von mechanischer Arbeit eingerichtet ist.
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Vorzugsweise weist ein Manipulator zumindest eine Achse mit einer zugehörigen Antriebseinheit auf.
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Unter einem „Werkzeug“ wird eine Vorrichtung verstanden, welches eine physikalische, insbesondere mechanische, Einwirkung auf einen Gegenstand ermöglicht und/oder dazu eingerichtet ist, einen Gegenstand zu vermessen und/oder zu bewerten.
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Vorzugsweise ist ein Werkzeug zum Halten, Bewegen, Umformen, Durchtrennen, Abtrennen, Verbinden und/oder einem abweichenden Fertigungsverfahren eingerichtet.
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Unter einem „fluidmechanisch angetriebenen Werkzeug“ wird ein Werkzeug verstanden, welchem mittels einem designierten Arbeitsfluid, wobei im Rahmen dieser Anmeldung im Zusammenhang von Arbeitsfluid und Energieübertragung stets ein Arbeitsfluidvolumenstrom verstanden wird, eine Energie zur Verrichtung einer Arbeit bereitgestellt werden kann beziehungsweise welches fluidbetätigt werden kann. Ein Werkzeug ist teilweise fluidmechanisch angetrieben, wenn dem Werkzeug neben der von einem Fluid bereitgestellten Energie noch weitere Energieformen zufließen können, insbesondere zur Verrichtung einer Arbeit des Werkzeuges oder zum Durchführen einer messtechnischen Bewertung.
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Unter einem „Schnellwechselsystem“ wird ein System aus einem Wechselsystemkopf und zumindest einem Wechselsystemadapter verstanden, welches dazu eingerichtet ist, einen Werkzeugwechsel mit einem möglichst geringen Zeitverlust vornehmen zu können. Dazu weist das Schnellwechselsystem ein Mittel zum zumindest mittelbaren mechanischen Verbinden von Werkzeug und Manipulator auf.
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Vorzugsweise weist ein Schnellwechselsystem ein Mittel zum Herstellen einer zumindest mittelbaren Fluidkommunikation zwischen Manipulator und Werkzeug auf, wodurch das Werkzeug fluidmechanisch angetrieben werden kann.
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Vorzugsweise weist ein Schnellwechselsystem ein Mittel zur zumindest mittelbaren Kraftübertragung zwischen Manipulator und Werkzeug auf, sodass das Werkzeug mittels der übertragbaren Kraft angetrieben werden kann.
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Durch ein Schnellwechselsystem lassen sich vorteilhaft geringere Rüstzeiten erreichen, wodurch die Stillstandzeiten eines Manipulators und damit auch der korrespondierenden Fertigungsanlage oder Fertigungsstraße reduziert und die Produktionszeiten gesteigert werden können.
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Weiterhin lässt sich durch ein Schnellwechselsystem vorteilhaft erreichen, dass ein Werkzeug mitsamt Wechselsystemadapter schnell und einfach auch auf einen anderen Manipulator, also manipulatorübergreifend, mit einer besonders vorteilhaften Wiederholgenauigkeit, insbesondere hinsichtlich der Ausrichtung des Werkzeugs, montiert werden kann, sofern dieser Manipulator ebenfalls über einen kompatiblen Wechselsystemkopf verfügt. Auf diese Weise kann unter anderem bei einer größeren Produktionsanlage die Anzahl der benötigten Werkzeuge mitsamt den zugehörigen Investitionskosten vorteilhaft reduziert werden.
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Insgesamt lässt sich somit vorteilhaft durch ein Schnellwechselsystem erreichen, dass die Produktivität eines oder mehrerer Manipulatoren gesteigert werden kann.
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Unter einem „Gegenlager“ wird eine Vertiefung in dem Wechselsystemkopf verstanden, wobei das Gegenlager dazu eingerichtet ist, mit dem zumindest einem korrespondierenden Verbindungselement des Wechselsystemadapters verbunden werden zu können, insbesondere formschlüssig verbunden werden zu können. Damit ist ein Gegenlager ein Bestandteil in der Wirkverbindung zur Verbindung von Wechselsystemkopf und Wechselsystemadapter.
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Vorzugsweise weist das Gegenlager einen Hinterschnitt auf.
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Unter einem „Verbindungselement“ wird ein Bauteil oder eine Baugruppe verstanden, welche zur Verbindung von einem Wechselsystemadapter und einem Wechselsystemkopf eingerichtet ist. Insbesondere kann ein Verbindungselement dazu eingerichtet sein, in ein korrespondierendes Gegenlager des Wechselsystemkopfes einzugreifen, wodurch der Wechselsystemkopf mit dem Wechselsystemadapter verspannt werden kann, insbesondere spielfrei verspannt werden kann.
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Vorzugsweise kann mittels zumindest einem Verbindungselement, insbesondere zusammenwirkend mit zumindest einem korrespondierenden Gegenlager, eine formschlüssige Verbindung zwischen einem Wechselsystemadapter und einem Wechselsystemkopf bewirkt werden.
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Unter einem „Verriegelungsmechanismus“ wird eine Mechanik verstanden, mittels der eine Verbindung zwischen einem Wechselsystemadapter und einem korrespondierenden Wechselsystemkopf gesichert werden kann. Dabei weist der Verriegelungsmechanismus zumindest eine „Verriegelungsposition“ und eine „Entriegelungsposition“ auf, wobei eine Verbindung von einem Wechselsystemadapter und einem Wechselsystemkopf in der Verriegelungsposition nicht gelöst werden kann, sodass der Wechselsystemadapter in dem Wechselsystemkopf gesichert ist, und vorzugsweise nicht herbeigeführt werden kann, und wobei ein Wechselsystemkopf und ein Wechselsystemadapter in der Entriegelungsposition nach Belieben miteinander verbunden und wieder getrennt werden können.
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Unter einer „Hauptachse“ des Wechselsystemkopfs wird vorzugsweise eine Rotationsachse des Wechselsystemkopfs verstanden.
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Unter einem „Kanal“ wird eine Ausnehmung in dem Wechselsystemkopf verstanden, welche eine Zufuhr oder eine Absaugung eines designierten Arbeitsfluids gegenüber einem designierten Wechselsystemadapter ermöglicht.
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Insbesondere sei bei einem Kanal an eine in weiten Bereichen zylindrische oder andersartig geformte Ausnehmung in dem Wechselsystemkopf gedacht, mittels welcher eine „Fluidkommunikation“ zwischen einem Ausgangspunkt und einem Endpunkt herstellbar ist, sodass ein designierter Stoffstrom, insbesondere ein designiertes Fluid, von einem Ausgangspunkt zu einem Endpunkt strömen kann.
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Vorzugsweise ist ein Kanal dazu eingerichtet, eine Fluidkommunikation zwischen einem Wechselsystemkopf und einem korrespondierenden Wechselsystemadapter zu ermöglichen.
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Unter einem sich „zumindest bereichsweise radial zu einer Hauptachse erstreckenden Kanal“ wird verstanden, dass sich zumindest ein Bereich des Kanals geradlinig aus dem Inneren des Wechselsystemkopfs zu einem größeren Radius hin nach Außen erstreckt, vorzugsweise im Wesentlichen in radialer Richtung nach Außen erstreckt, besonders bevorzugt entlang dem Radius nach Außen erstreckt.
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Unter einem „Arbeitsfluid“ wird ein Fluid verstanden, mittels welchem ein designiertes Werkzeug eine Arbeit verrichten kann.
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Vorzugsweise ist ein Arbeitsfluid eine Flüssigkeit. Bevorzugt ist das Arbeitsfluid gasförmig. Insbesondere weist das Arbeitsfluid im Wesentlichen die Zusammensetzung von Luft auf.
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Unter einem „Verschlusselement“ wird ein Bauteil oder eine Baugruppe verstanden, mittels welcher zumindest ein Kanal verschlossen und wieder geöffnet werden kann, wobei in einer „Verschlussstellung“ keine Fluidkommunikation zwischen den sich beidseitig des Verschlusselements erstreckenden Bereichen des Kanals möglich ist, während in einer „Öffnungsstellung“ eine Fluidkommunikation zwischen den sich beidseitig des Verschlusselements erstreckenden Bereichen des Kanals möglich ist.
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Vorzugsweise weist ein Verschlusselement einen Mitnehmer auf, insbesondere in Form eines Zylinderpassstiftes, welcher dem Verschlusselement eine Interaktion mit einem korrespondierenden Verschlussmechanismus erlaubt. Dabei ist ein Verschlussmechanismus dazu eingerichtet, eine Mehrzahl von Verschlusselementen gleichzeitig zwischen einer Verschlussstellung und einer Öffnungsstellung oder zwischen einer Öffnungsstellung und einer Verschlussstellung zu bewegen.
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Der Stand der Technik, insbesondere gegeben durch die
DE 10 2013 016 470 A1 , sah bislang vor, dass das zumindest eine Verschlusselement in dem axial zu der Hauptachse des Wechselsystemkopfs erstreckenden Bereich des zumindest einen Kanals angeordnet ist.
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Um eine geringere axiale Erstreckung des Wechselsystemkopfes zu erreichen, wird hier nun abweichend konkret vorgeschlagen, dass der erfindungsgemäße Wechselsystemkopf zumindest ein Verschlusselement aufweist, welches in dem radial zu der Hauptachse des Wechselsystemkopfs erstreckenden Bereich des zumindest einen Kanals angeordnet ist.
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Generell ist der erfindungsgemäße Wechselsystemkopf dazu eingerichtet, in eine Fluidkommunikation mit dem Wechselsystemadapter gebracht zu werden, insbesondere wenn das zumindest eine Verbindungselement des Wechselsystemadapters in dem zumindest einen korrespondierenden Gegenlager des Wechselsystemkopfs verriegelt ist. Um eine zumindest mittelbare designierte Fluidkommunikation zwischen dem designierten Werkzeug und dem designierten Manipulator herbeiführen zu können, muss der zumindest eine Kanal des Wechselsystemkopf mit dem zumindest einen korrespondierenden Kanal des Wechselsystemadapters durch Verbinden von Wechselsystemkopf und Wechselsystemadapter in Fluidkommunikation gebracht werden.
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Der erfindungsgemäße Wechselsystemkopf weist einen Verriegelungsmechanismus auf, wobei der Verriegelungsmechanismus zwischen einer Verriegelungsposition, in der das zumindest eine Verbindungselement des Wechselsystemadapters in dem zumindest einem korrespondierenden Gegenlager des Wechselsystemkopfs verriegelt ist, und einer Entriegelungsposition, in der das zumindest eine Verbindungselement des Wechselsystemadapters in dem zumindest einem korrespondierenden Gegenlager frei beweglich ist und abgekoppelt werden kann, bewegbar ist.
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Mit dem Verriegelungsmechanismus kann somit vorteilhaft die Verbindung zwischen dem Wechselsystemadapter und dem Wechselsystemkopf gesichert werden.
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Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Wechselsystemkopf eine Mehrzahl von Gegenlagern auf, welche wiederum mit einer korrespondierenden Anzahl von Verbindungselementen eines kompatiblen Wechselsystemadapters korrespondieren können.
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In der überwiegenden Anzahl der Fälle der designierten Montage oder Demontage eines Wechselsystemadapters an einem Wechselsystemkopf ist der Wechselsystemkopf bereits an einem Manipulator und der Wechselsystemadapter an einem Werkzeug angebracht.
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Mittels dem zumindest einen Verschlussmittel kann der zumindest eine Kanal verschlossen werden. Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der zumindest eine Kanal und somit auch das mit dem zumindest einen Kanal designiert fluidkommunizierende Werkzeug an der designierten Fluidkommunikation mit dem designierten Manipulator gehindert werden kann.
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Hierdurch kann unter anderem vorteilhaft erreicht werden, dass die Sicherheit für Personal und Material beim Montieren oder Demontieren des Wechselsystemadapters erhöht werden kann. Vorteilhaft kann es beim Montieren oder Demontieren nicht zu ungewollten Bewegungen des designierten Werkzeugs kommen, insbesondere nicht zu ungewollten Bewegungen des designierten Werkzeugs die zumindest mittelbar über die Fluidkommunikation mit dem Manipulator angetrieben werden könnten, sofern bei ordnungsgemäßer Funktion des Wechselsystemkopfs der zumindest eine Kanal nicht von dem zumindest einen Verschlussmittel in seiner Verschlussstellung ordnungsgemäß verschlossen wäre.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Wechselsystemkopfs eine Mehrzahl von Kanälen auf. Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass das designierte Werkzeug eine zunehmende Anzahl von Funktionen und/oder komplexere Funktionen ausführen kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Wechselsystemkopfs weist jeder Kanal ein separates Verschlussmittel auf.
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Es ist jedoch auch eine vorteilhafte Ausführungsform denkbar, in der eine Mehrzahl von Kanälen ein gemeinsames Verschlussmittel aufweisen.
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Mit einer Ausführungsform des Wechselsystemkopfes, in welcher der Wechselsystemkopf für jeden der Mehrzahl von Kanälen ein separates Verschlusselement aufweist, kann vorteilhaft erreicht werden, dass für jedes Verschlusselement und die angrenzenden und/oder mit dem Verschlusselement korrespondierenden Bauteile eine größere Toleranzfeldbreite genutzt werden kann, da durch die eindeutige Zuordnung von einem jeweiligen Verschlusselement zu dem jeweiligen Kanal eine Doppelpassung gegenüber dem alternativen einen Verschlusselements für eine Mehrzahl von Kanälen vermieden werden kann. Durch die Zuordnung eines individuellen Verschlusselements zu jedem Kanal kann die ordnungsgemäße designierte Abdichtung eines Kanals mittels dem zugeordneten individuellen Verbindungselement auch mit Bauteilen erreicht werden, die vorteilhaft eine höhere Toleranzfeldbreite aufweisen.
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Hierdurch können weiterhin vorteilhaft die Fertigungskosten des Wechselsystemkopfes reduziert und die Verfügbarkeit des Wechselsystemkopfes verbessert werden.
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Durch die Anordnung des zumindest eine Verschlusselement in dem radial zu der Hauptachse des Wechselsystemkopfs erstreckenden Bereich des zumindest einen Kanals kann vorteilhaft erreicht werden, dass der erfindungsgemäße Wechselsystemkopf eine im Vergleich mit dem Stand der Technik geringere axiale Erstreckung aufweisen kann, wodurch auch die Masse des erfindungsgemäßen Wechselsystemkopfes gesenkt werden kann. So weist der erfindungsgemäße Wechselsystemkopf gegenüber dem bekannten Stand der Technik vorteilhaft eine mehr als 15% geringere Masse auf, bevorzugt eine mehr als 25% geringere Masse, besonders bevorzugt eine mehr als 30% geringerer Masse.
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Die geringere Masse des erfindungsgemäßen Wechselsystemkopfes führt unmittelbar zu einer geringeren Belastung des designiert mit dem Wechselsystemkopf verbundenen Manipulators, wodurch vorteilhaft sowohl beim Stillstand des Manipulators als auch bei der Bewegung des Manipulators Energie für den Betrieb des Manipulators eingespart werden kann.
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Weiterhin kann durch die geringere Masse des erfindungsgemäßen Wechselsystemkopfes das Schnellwechselsystem mitsamt dem designierten Werkzeug auch mit einem Manipulator betrieben werden, der geringere Maximalspezifikationen hinsichtlich seiner Steifigkeit und seiner Aktuierung aufweist, wodurch die Kosten für den Betrieb insgesamt gesenkt werden können.
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Optional ist der Wechselsystemadapter dazu eingerichtet, mit einem zumindest teilweise pneumatisch angetriebenen Werkzeug verbunden werden zu können.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einem „pneumatisch angetriebenen Werkzeug“ wird ein Werkzeug verstanden, welchem mittels dem designierten Arbeitsfluid Luft eine Energie zur Verrichtung einer Arbeit bereitgestellt werden kann beziehungsweise welches pneumatisch betätigt werden kann. Ein Werkzeug ist teilweise pneumatisch angetrieben, wenn dem Werkzeug neben der von der Luft bereitgestellten Energie noch weitere Energieformen zufließen können, insbesondere zur Verrichtung einer Arbeit des Werkzeuges oder zum Durchführen einer messtechnischen Bewertung.
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Vorteilhaft kann der Wechselsystemadapter und demit auch das designiert mit ihm zumindest mittelbar verbundene Werkzeug auch mit Luft als Arbeitsfluid betrieben werden, wobei Luft hinsichtlich seiner geringeren dynamischen Viskosität höhere Anforderungen an die Abdichtung des designiert fluidführenden Kanals mitsamt dem Verschlusselement stellt.
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Zweckmäßigerweise weist der Wechselsystemkopf zumindest ein Gegenlager für zumindest ein korrespondierendes Verbindungselement auf, welches dazu eingerichtet ist, mit dem zumindest einem korrespondierenden Verbindungselement des Wechselsystemadapters verbunden werden zu können, insbesondere formschlüssig verbunden werden zu können.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einer „formschlüssigen Verbindung“ wird eine Verbindung von zwei Verbindungspartnern verstanden, bei der die Verbindungspartner ineinandergreifen oder die Verbindungspartner mittels zumindest eines weiteren Verbindungspartners mittelbar ineinandergreifen.
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Vorteilhaft kann so eine besonders sichere formschlüssige Verbindung, insbesondere Verspannung, zwischen dem Wechselsystemkopf und dem Wechselsystemadapter erreicht werden.
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Bevorzugt weist das Verschlusselement einen Bereich aus Kunststoff auf, insbesondere besteht das Verschlusselement aus einem Kunststoff.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einem „Kunststoff“ wird ein Werkstoff verstanden, der hauptsächlich aus Makromolekülen besteht.
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Vorzugsweise ist ein Kunststoff ein thermoplastischer Kunststoff, wobei sich ein thermoplastischer Kunststoff in einem stoffabhängigen Temperaturbereich verformen lässt, wobei dieser Prozess reversibel ist und durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmelzflüssigen Zustand beliebig oft wiederholt werden kann.
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Durch die Ausführung des einen oder der Mehrzahl an Verschlusselementen in Kunststoff kann das Gewicht des Wechselsystemkopfs weiter vorteilhaft gesenkt und die Herstellkosten für den Wechselsystemkopf reduziert werden.
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Weiterhin ermöglicht die Ausführung des oder der Verschlusselemente in Kunststoff eine kostengünstig herstellbare besonders glatte Oberfläche eines jeden Verschlusselements, welche für die Abdichtung des verschlossenen Kanals vorteilhaft ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Kunststoff um einen Kunststoff aus der Gruppe der Polyoxymethylene.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einem Kunststoff aus der Gruppe der „Polyoxymethylene“ oder Polyacetale oder POM wird ein Kunststoff aus der Gruppe der hochmolekulareren thermoplastischen Kunststoffe verstanden, wobei diese durch eine unverzweigte Acetal-Gruppe (~C-O-CH2-O-C~) gekennzeichnet sind.
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Vorzugsweise kann ein Kunststoff aus der Gruppe der Polyoxymethylene im Spritzgussverfahren verarbeitet werden.
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Vorteilhaft weist ein Kunststoff aus der Gruppe der Polyoxymethylene eine verglichen mit anderen Kunststoffen hohe Steifigkeit, einen niedrigen Reibwert und eine gute Dimensionsstabilität auf. Außerdem ist ein Kunststoff aus der Gruppe der Polyoxymethylene sehr gut verfügbar.
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Durch die Verwendung eines Kunststoffs aus der Gruppe der Polyoxymethylene kann damit vorteilhaft ein Verschlusselement erreicht werden, welches in Folge seiner hohen Dimensionsstabilität sehr leicht und zuverlässig abdichtbar ist. Weiterhin lässt sich vorteilhaft ein Verschlusselement erreichen, welches sehr gute Gleiteigenschaften und/oder eine geringe Gleitreibung aufweist, sodass es sich vorteilhaft leicht gegenüber dem Dichtelement und/oder dem Druckmittel verschieben lässt, wodurch auch der Verschleiß des Dichtelements und/oder des Druckmittels und/oder des Verschlusselements selbst durch die Betätigung des Verschlusselements reduziert werden kann. Insgesamt kann hierdurch also auch die Verfügbarkeit des Wechselsystemkopfs vorteilhaft verbessert werden, wodurch auch die Wartungsintervalle für den Wechselsystemkopf vergrößert werden können.
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Gemäß einer optionalen Ausführungsform besteht der Wechselsystemkopf aus einer Aluminiumlegierung.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einer „Aluminiumlegierung“ wird eine Legierung verstanden, wobei Aluminium den größten Massenanteil in Gew.-% der Aluminiumlegierung ausmacht.
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Vorzugsweise beträgt der Aluminiummassenanteil einer Aluminiumlegierung mehr als 80 Gew.-%. Besonders bevorzugt beträgt der Aluminiummassenanteil einer Aluminiumlegierung mehr als 90 Gew.-%.
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Vorzugsweise weist eine Aluminiumlegierung als Hauptlegierungselement Kupfer und/oder Mangan und/oder Silicium und/oder Magnesium und/oder Zink und/oder Lithium auf.
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Vorteilhaft lässt sich hierdurch die Masse des Wechselsystemkopfes synergistisch weiter reduzieren.
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Bevorzugt weist der Wechselsystemkopf eine Polymer-Beschichtung auf.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einer „Polymer-Beschichtung“ wird ein Oberflächenschutzsystem verstanden, welches aus einer polymerhaltigen Beschichtung, insbesondere makromolekularen Beschichtung, besteht.
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Vorteilhaft lässt sich durch die Beschichtung des Wechselsystemkopfes mittels einer Polymer-Beschichtung die Chemikalienbeständigkeit und der Korrosionsschutz des Wechselsystemkopfes verbessern.
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Außerdem kann die Oberflächenrauigkeit des Wechselsystemkopfes durch die Verwendung einer Polymer-Beschichtung vorteilhaft kostengünstig reduziert werden, wodurch auch die Anlagerung von Schmutz auf der Oberfläche des Wechselsystemkopfes vorteilhaft reduziert werden kann.
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Besonders bevorzugt weist die Polymer-Beschichtung ein Polytetrafluorethylen auf, insbesondere besteht die Polymer-Beschichtung aus Polytetrafluorethylen.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter „Polytetrafluorethylen“ oder Polytetrafluorethen oder PTFE wird ein unverzweigtes, linear aufgebautes, teilkristallines Polymer aus Fluor und Kohlenstoff verstanden.
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Durch Verwendung einer Polymer-Beschichtung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) kann vorteilhaft eine besonders korrosionsresistente Beschichtung für den Wechselsystemkopf erreicht werden, welche hohen Einsatztemperaturen standhalten kann und in Folge des geringen Reibungskoeffizienten von PTFE nicht zu Verschmutzungen neigt. Insgesamt kann hiermit vorteilhaft auch die Beständigkeit des Wechselsystemkopfes gegenüber designierten Betriebsstoffen in seinem designierten Arbeitsumfeld gesteigert werden.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Polymer-Beschichtung eine Dicke von 3 µm bis 30 µm auf, bevorzugt eine Dicke von 5 µm bis 20 µm, besonders bevorzugt eine Dicke von 8 µm bis 12 µm.
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Die hier vorgeschlagene Dicke der Polymer-Beschichtung bietet einen besonders vorteilhaften Kompromiss zwischen dem Aufwand für die Polymer-Beschichtung, der Leistungsfähigkeit der Polymer-Beschichtung und dem technischen Effekt durch die Polymer-Beschichtung.
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Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Dicke der Polymer-Beschichtung nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Dicke der Polymer-Beschichtung liefern.
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Bevorzugt können der Verriegelungsmechanismus und das zumindest eine Verschlusselement unabhängig voneinander betätigt werden.
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Hier wird konkret vorgeschlagen, dass der Verriegelungsmechanismus und das zumindest eine Verschlusselement hinsichtlich ihrer Betätigung nicht miteinander gekoppelt sind.
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Auch in dem Fall in dem eine Mehrzahl von Verschlusselementen gleichzeitig betätigt wird, insbesondere mittels einem Verschlussmechanismus, wird hier vorgeschlagen, dass die Betätigung des Verschlussmechanismus und des Verriegelungsmechanismus vollständig unabhängig voneinander erfolgen kann.
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Vorteilhaft kann so in einer Vielzahl von Betriebssituationen unter anderem der zumindest eine Kanal geöffnet oder verschlossen werden, womit die Fluidkommunikation zwischen dem designierten Manipulator und dem designierten Werkzeug freigegeben oder unterbrochen werden kann, ohne gleichzeitig die Verbindung zwischen Wechselsystemkopf und Wechselsystemadapter zu trennen oder wieder herzustellen.
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Insbesondere kann so vorteilhaft einer Vielzahl von Sicherheitsanforderungen im Betrieb eines Systems aus Manipulator und Werkzeug Rechnung getragen werden.
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Optional sind der Verriegelungsmechanismus und das zumindest eine Verschlusselement zumindest miteinander koppelbar ausgeführt.
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Vorzugsweise sind der Verriegelungsmechanismus und das zumindest eine Verschlusselement miteinander gekoppelt ausgeführt.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Sofern der Verriegelungsmechanismus und das zumindest eine Verschlusselement funktional hinsichtlich ihrer jeweiligen Betätigung mittelbar oder unmittelbar zueinander bedingt sind, so sind diese miteinander „gekoppelt“.
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Dabei sei vorzugsweise an einen Mechanismus gedacht, bei welchem durch die Betätigung des Mechanismus unmittelbar der Verriegelungsmechanismus und das zumindest eine Verschlusselement betätigt werden.
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Weiterhin sei an einen Mechanismus gedacht, bei dem die Betätigung des Verriegelungsmechanismus oder des zumindest einen Verschlusselements eine Betätigung des jeweils anderen bedingt, wobei das jeweils andere mittelbar gekoppelt ist. Hier sei unter anderem an eine zeitliche Verzögerung der bedingten Betätigung gedacht.
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Konkret wird hier unter anderem vorgeschlagen, dass bei einer Entriegelung von Wechselsystemadapter und Wechselsystemkopf gleichzeitig auch das zumindest eine Verschlusselement, insbesondere mittels einem Verschlussmechanismus, in eine Verschlussstellung überführt wird, sodass die Fluidkommunikation zwischen dem designierten Manipulator und dem designierten Werkzeug noch vor dem Trennen von Wechselsystemkopf und Wechselsystemadapter erfolgt.
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Weiterhin wird unter anderem konkret vorgeschlagen, dass eine Verriegelung von Wechselsystemkopf und Wechselsystemadapter bedingt, dass auch die Fluidkommunikation zwischen dem designierten Manipulator und dem designierten Werkzeug freigegeben wird, sodass Werkzeug und Manipulator mit einem Verriegelungsvorgang direkt betriebsbereit sind.
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Besonders zweckmäßig ist ein Dichtelement zur Abdichtung des zumindest einen Verschlusselements in dem Wechselsystemkopf gelagert.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einem „Dichtelement“ wird ein Element verstanden, dessen designierte Funktion es ist einen ungewollten Stoffübergang von einem Ort zu einem anderen Ort zu verhindern oder zu begrenzen.
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Vorzugsweise ist ein Dichtmittel ein ringförmiges Dichtelement, insbesondere ein O-Ring.
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Vorzugsweise ist ein Dichtmittel eine Flachdichtung. Vorzugsweise ist ein Dichtmittel eine Profildichtung.
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Vorzugsweise weist jeder Kanal ein separates Dichtelement auf.
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Vorzugsweise ist das Dichtelement in dem radial zu der Hauptachse des Wechselsystemkopfs erstreckenden Bereich des zumindest einen Kanals angeordnet.
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Unter anderem wird hier vorgeschlagen, dass das Dichtelement derart in dem zumindest einen Kanal angeordnet ist, dass es das designierte Verschlusselement berührt und zwischen dem Dichtelement und dem Verschlusselement abdichten kann.
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Vorzugsweise ist das Dichtelement, insbesondere der O-Ring, in einer hinsichtlich der optimalen Wirksamkeit des Dichtelements ausgeformten Vertiefung angeordnet.
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Durch die hier vorgeschlagene Verwendung des Dichtelements kann der Kanal durch das Zusammenwirken von Dichtelement und Verschlusselement besonders dicht für das designierte Arbeitsfluid abgedichtet werden, wodurch die Wirkung des Verschlusselements vorteilhaft verbessert werden kann.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist das Dichtelement in radialer Richtung mittels einem Druckmittel zumindest mittelbar druckbelastet.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einem „Druckmittel“ wird ein Bauteil oder eine Baugruppe verstanden, welche dazu eingerichtet ist, auf ein Verschlusselement einen Druck auszuüben, insbesondere ein Verschlusselement gegen ein Dichtmittel zu drücken.
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Vorzugsweise sei bei einem Druckmittel an einen Gewindestift gedacht, wobei der Gewindestift an seiner Druckseite oder seinem vorderen Ende vorzugsweise flach ausgeführt ist, wobei der Gewindestift an seinem freien Ende vorzugsweise einen Schlitz, einen Innensechskant oder einen Innensechsrund aufweist, sodass der von dem Gewindestift zumindest mittelbar auf das Dichtmittel aufgebrachte Druck vorteilhaft eingestellt werden kann.
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Besonders bevorzugt ist das Druckmittel eine zentrale Ausnehmung auf, wodurch vorteilhaft erreicht werden kann, dass das Druckmittel von einem designierten Arbeitsfluid durchströmt werden kann. Hierdurch kann weiterhin vorteilhaft erreicht werden, dass das Druckmittel in dem zumindest einen Kanal angeordnet werden kann, da ein derart gestaltetes Druckmittel keine Blockade für das designierte Arbeitsfluid darstellt, wodurch die Gestaltung des Wechselsystemkopf vorteilhaft vereinfacht werden kann und wodurch die Produktionskosten für den Wechselsystemkopf in Folge der Funktionsintegration gesenkt werden können.
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Vorzugsweise sei bei einem Druckmittel an einen Gewindestift bestehend aus Messing gedacht.
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Vorzugsweise weist jeder Kanal ein Druckmittel auf.
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Konkret wird hier vorgeschlagen in dem zumindest einen Kanal jeweils ein Dichtelement, ein Verschlusselement und ein Druckmittel anzuordnen, wobei diese in einer Wirkverbindung zueinander stehen.
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Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das der auf das Dichtmittel wirkenden Druck, welcher zumindest mittelbar von dem Druckmittel ausgeübt wird, eingestellt werden kann, wodurch die Dichtwirkung im Zusammenspiel von Verschlusselement und Dichtelement eingestellt werden kann. Unter Einstellen sei hier nicht nur die Erhöhung der Dichtwirkung zu verstehen, sondern auch die Reduktion des wirkenden Drucks, welche zu einer besseren Verstellbarkeit des Verschlusselements führt. Vielmehr wird unter Einstellen demnach eine Justierung des Druckmittels derart verstanden, dass die Dichtwirkung bei minimalem Druck auf das Dichtelement sicher gegeben ist.
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Weiterhin wird hier unter anderem eine Anordnung von Dichtelement, Verschlusselement und Druckmittel in radialer Richtung vorgeschlagen, wobei das Dichtelement innen und das Druckmittel außen angeordnet ist.
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Vorteilhaft kann so eine Zugänglichkeit des Druckmittels, insbesondere des Gewindestiftes, auch in montiertem Zustand des Schnellwechselsystems sichergestellt werden, sodass vorteilhaft notwendige Anpassungen bei der Einstellung des Druckmittels vorgenommen werden können.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform in der jeder Kanal in seinem sich radial erstreckenden Bereich ein Dichtmittel, ein Verschlusselement und ein Druckmittel aufweist, kann die Dichtheit und die Leichtgängigkeit des Verschlusselements individuell für jeden Kanal einzeln eingestellt werden.
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Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform weist der Wechselsystemkopf zwei Gegenlager, bevorzugt drei Gegenlager, weiter bevorzugt vier Gegenlager, besonders bevorzugt zumindest fünf Gegenlager, für eine korrespondierende Anzahl von Verbindungselementen auf, welches dazu eingerichtet sind, mit der korrespondierenden Anzahl von Verbindungselementen des Wechselsystemadapters verbunden werden zu können.
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Vorzugsweise weist der Wechselsystemkopf sieben Gegenlager für eine korrespondierende Anzahl von Verbindungselementen auf.
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Hier wird vorgeschlagen, dass der Wechselsystemkopf eine Mehrzahl von Gegenlagern aufweist, wodurch die Positionierungsgenauigkeit und damit auch die Wiederholgenauigkeit der Ausrichtung des Wechselsystemadapters vorteilhaft verbessert werden kann.
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Weiterhin kann so vorteilhaft eine gleichmäßigere Krafteinleitung von dem Wechselsystemadapter in den Wechselsystemkopf und umgekehrt erreicht werden.
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Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Anzahl der Gegenlager nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Anzahl der Gegenlager liefern.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist der Wechselsystemkopf zumindest zwei Kanäle und zumindest zwei korrespondierende Verschlusselemente auf, bevorzugt zumindest sechs Kanäle und zumindest sechs korrespondierende Verschlusselemente, weiter bevorzugt zumindest acht Kanäle und zumindest acht korrespondierende Verschlusselemente und besonders bevorzugt zumindest zehn Kanäle und zumindest zehn korrespondierende Verschlusselemente.
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Weiter vorzugsweise weist der Wechselsystemkopf zumindest drei Kanäle und zumindest drei korrespondierende Verschlusselemente auf, bevorzugt weist der Wechselsystemkopf zumindest vier Kanäle und zumindest vier korrespondierende Verschlusselemente auf, weiter bevorzugt weist der Wechselsystemkopf zumindest fünf Kanäle und zumindest fünf korrespondierende Verschlusselemente auf, besonders bevorzugt weist der Wechselsystemkopf zumindest sieben Kanäle und zumindest sieben korrespondierende Verschlusselemente auf, weiter besonders bevorzugt weist der Wechselsystemkopf zumindest neun Kanäle und zumindest neun korrespondierende Verschlusselemente auf.
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Hier wird vorgeschlagen, dass der Wechselsystemkopf eine Mehrzahl von Kanälen aufweist.
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Durch die steigende Anzahl der Kanäle kann die Komplexität der Funktion des Werkzeugs vorteilhaft gesteigert werden. Insbesondere können eine Mehrzahl von Bewegungen und/oder komplexere Bewegungen des Werkzeugs hierdurch vorteilhaft erreicht werden.
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Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Anzahl der Kanäle nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Bereichs der Anzahl der Kanäle liefern.
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Besonders bevorzugt weist ein Wechselsystemkopf drei Gegenlager und sechs oder acht Kanäle auf.
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Weiterhin besonders bevorzugt weist ein Wechselsystemkopf fünf Gegenlager und zehn Kanäle auf.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Schnellwechselsystem zum Verbinden von einem zumindest teilweise fluidmechanisch angetriebenen Werkzeug und einem Manipulator, aufweisend:
- - einen Wechselsystemkopf nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei der Wechselsystemkopf dazu eingerichtet ist, mit dem Manipulator verbunden werden zu können, und
- - einen Wechselsystemadapter, wobei der Wechselsystemadapter dazu eingerichtet ist, mit dem Werkzeug verbunden werden zu können.
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Hier wird unter anderem ein Schnellwechselsystem unter Verwendung eines Wechselsystemkopfes nach dem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen.
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Vorzugsweise weist das Schnellwechselsystem einen Wechselsystemkopf aufweisend zumindest ein Gegenlager für zumindest ein korrespondierendes Verbindungselement des Wechselsystemadapters auf, welches dazu eingerichtet ist, mit dem zumindest einem korrespondierenden Verbindungselement des Wechselsystemadapters verbunden werden zu können, insbesondere formschlüssig verbunden werden zu können.
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Weiterhin vorzugsweise ist der Wechselsystemkopf dazu eingerichtet, in eine Fluidkommunikation mit dem Wechselsystemadapter gebracht werden zu können.
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Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Wechselsystemkopfs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein Schnellwechselsystem zum Verbinden von einem zumindest teilweise fluidmechanisch angetriebenen Werkzeug und einem Manipulator, aufweisend einen Wechselsystemkopf nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Schnellwechselsystem zumindest eine Elektrodurchführung auf.
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Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
- Unter einer „Elektrodurchführung“ wird ein Mittel zum Durchleiten eines elektrischen Stroms und/oder eines elektronischen Signals gedacht.
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Vorzugsweise besteht eine Elektrodurchführung aus einer ersten und einer zweiten Baugruppe, welche zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Manipulator und Werkzeug eingerichtet sind, wobei die elektrische Verbindung durch Verbinden der beiden Baugruppen hergestellt werden kann.
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Vorzugsweise ist die erste Baugruppe der Elektrodurchführung mit dem Wechselsystemkopf mittelbar oder unmittelbar verbunden. Vorzugsweise ist die zweite Baugruppe der Elektrodurchführung mittelbar oder unmittelbar mit dem Wechselsystemadapter verbunden.
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Vorzugsweise erfolgt zumindest mittelbar eine gekoppelte Verbindung der Elektrodurchführung durch das Verbinden von Wechselsystemkopf und Wechselsystemadapter.
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Hier wird ein Schnellwechselsystem vorgeschlagen, welches neben einem Wechselsystemkopf nach dem ersten Aspekt der Erfindung auch eine Elektrodurchführung aufweist, sodass elektrische Energie und/oder elektronische Signale zwischen dem designierten Manipulator und dem designierten Werkzeug ausgetauscht werden können.
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Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
- 1: schematisch einen Wechselsystemkopf gemäß dem Stand der Technik, bekannt aus der DE 10 2013 016 470 A1 ;
- 2: schematisch einen Wechselsystemkopf in einer Schnittdarstellung mit Verschlusselementen in einer Öffnungsstellung;
- 3: schematisch einen Wechselsystemkopf in einer Schnittdarstellung mit Verschlusselementen in einer Verschlussstellung;
- 4: schematisch einen Wechselsystemkopf in einer perspektivischen Ansicht auf die designiert einem Wechselsystemadapter zugewandte Seite;
- 5: schematisch einen Wechselsystemkopf in einer perspektivischen Ansicht auf die designiert einem Manipulator zugewandte Seite;
- 6: schematisch ein Schnellwechselsystem in einer perspektivischen Ansicht aufweisend einen Wechselsystemkopf und einen Wechselsystemadapter;
- 7: schematisch einen Wechselsystemkopf in einer perspektivischen Ansicht auf die designiert einem Manipulator zugewandte Seite, mit einem Verschlussmechanismus in einer Verschlussstellung (durchgezogen) und in einer Öffnungsstellung (gestrichelt);
- 8: schematisch einen Wechselsystemkopf in einer zumindest teilweisen Explosionsdarstellung mit Ansicht auf die designiert einem Manipulator zugewandte Seite; und
- 9: schematisch einen Wechselsystemkopf in einer Ansicht auf die designiert einem Manipulator zugewandte Seite.
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Die Figuren weisen eine Mehrzahl von gleichen Bauteilen bzw. Merkmalen auf, welche nicht durchgängig jeweils vollständig individuell mit Bezugszeichen versehen sind. In diesem Fall wird der beschriebene Bereich jedoch nicht verlassen. Vielmehr können die Bezugszeichen entsprechend übertragen werden, soweit nichts Entgegenstehendes nachfolgend beschrieben wird.
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In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
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Der Wechselsystemkopf
10 in
1 aufweisend die Verschlusselemente
14 entspricht dem aus der
DE 10 2013 016 470 A1 (
5) bekannten Wechselsystemkopf
10 und wird somit als dem Stand der Technik zugehörig angesehen.
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Der Wechselsystemkopf 10 in 1 weist zumindest ein Verschlusselement 14 auf, welches in dem axial zu der Hauptachse (nicht bezeichnet) des Wechselsystemkopfs 10 erstreckenden Bereich (nicht bezeichnet) des zumindest einen Kanals (nicht bezeichnet) angeordnet ist. Hierdurch wird eine minimale axiale Erstreckung (nicht bezeichnet) des Wechselsystemkopfs 10 benötigt.
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Der Wechselsystemkopf 10 in 2 besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper (nicht bezeichnet), acht Kanälen 40, wobei die Kanäle 40 in dem radial zu der Hauptachse 16 des Wechselsystemkopfs 10 erstreckenden Bereich 46 jeweils ein Dichtelement 18, ein Verschlusselement 14 und ein Druckmittel 19 in Form eines Gewindestiftes aufweisen, wodurch der Druck auf das Dichtelement vorteilhaft eingestellt werden kann.
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In 2 ist der Wechselsystemkopf 10 in einer Öffnungsstellung 44 dargestellt, in welcher alle Verschlusselemente 14 jeweils derart angeordnet sind, dass ein designiertes Arbeitsfluid (nicht dargestellt) durch den jeweiligen Kanal 40, insbesondere durch die Öffnung (nicht bezeichnet) des jeweiligen Verschlusselements 14 designiert strömen kann.
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Das Dichtelement 18 ist jeweils in einer Vertiefung (nicht bezeichnet) des Grundkörpers (nicht bezeichnet) angeordnet.
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Der Wechselsystemkopf 10 in 3 besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper (nicht bezeichnet), acht Kanälen 40, wobei die Kanäle 40 in dem radial zu der Hauptachse 16 des Wechselsystemkopfs 10 erstreckenden Bereich 46 jeweils ein Dichtelement 18, ein Verschlusselement 14 und ein Druckmittel 19 in Form eines Gewindestiftes aufweisen, wodurch der Druck auf das Dichtelement vorteilhaft eingestellt werden kann.
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In 3 ist der Wechselsystemkopf 10 in einer Verschlussstellung 42 dargestellt, in welcher alle Verschlusselemente 14 jeweils derart angeordnet sind, dass ein designiertes Arbeitsfluid (nicht dargestellt) nicht durch den jeweiligen Kanal 40, insbesondere nicht durch die Öffnung (nicht bezeichnet) des jeweiligen Verschlusselements 14 designiert strömen kann.
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Die jeweiligen Kanäle 40 werden durch die Wirkverbindung von Grundkörper (nicht bezeichnet), jeweiligem Dichtelement 18, korrespondierendem Verschlusselement 14 und den korrespondierenden Druckmittel 19 abgedichtet, insbesondere vollständig abgedichtet.
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Der perspektivisch in 4 dargestellte Wechselsystemkopf 10 weist drei Gegenlager 12 auf, welche mittels dem Verriegelungsmechanismus 30 durch eine Rotation des Verriegelungsmechanismus 30 um die Hauptachse (nicht dargestellt) des Wechselsystemkopfes 10 gesichert werden können, sodass eine designierte Verbindung von Wechselsystemkopf 10 und designiertem Wechselsystemadapter (nicht dargestellt) in einer Verriegelungsposition (nicht dargestellt) nicht herbeigeführt und nicht getrennt werden kann, während die designierte Verbindung in einer Entriegelungsposition (nicht bezeichnet) barrierefrei hergestellt und getrennt werden kann.
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Die Richtung in welcher der Verriegelungsmechanismus 30 von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition überführt werden kann, kann von Ausführungsform zu Ausführungsform variieren.
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Der Wechselsystemkopf 10 weist weiterhin einen Verschlussmechanismus 13 auf, welcher mit den jeweiligen Verschlusselementen (nicht dargestellt) in einer Wirkverbindung (nicht dargestellt) steht, sodass durch eine Rotation (nicht dargestellt) des Verschlussmechanismus 13 um die Hauptachse (nicht dargestellt) des Wechselsystemkopfes 10 die jeweiligen Verschlusselemente (nicht dargestellt) von einer Öffnungsstellung (nicht dargestellt) in eine Verschlussstellung (nicht dargestellt) sowie bei gegenläufiger Rotation (nicht dargestellt) von einer Verschlussstellung (nicht dargestellt) in eine Öffnungsstellung (nicht dargestellt) überführt werden können.
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Die Kanäle 40 sind so angeordnet, dass sie manipulatorseitig (nicht bezeichnet) radial aus dem Wechselsystemkopf 10 und in Richtung (nicht bezeichnet) des Wechselsystemadapters (nicht dargestellt) axial aus dem Wechselsystemkopf 10 heraustreten.
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Der Wechselsystemkopf 10 in 5 weist für jeden Kanal 40 jeweils einen Mitnehmer 15 auf, welcher eine Wirkverbindung zwischen einem jeweiligen Verschlusselement (nicht dargestellt) und dem Verschlussmechanismus 13 herstellt.
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Das Schnellwechselsystem 50 in 6 besteht im Wesentlichen aus einem Wechselsystemkopf 10 und einem Wechselsystemadapter 20.
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Der Wechselsystemadapter 20 weist zumindest ein Verbindungselement 22 auf, welches dazu eingerichtet ist, mit einem Gegenlager (nicht bezeichnet) des Wechselsystemkopfs 10 in eine Wirkverbindung gebracht zu werden.
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Der Wechselsystemkopf 10 in 7 weist einen Verschlussmechanismus 13 auf, welcher mittels einer Mehrzahl von Mitnehmern 15 mit den jeweiligen Verschlusselementen (nicht dargestellt) in einer Wirkverbindung steht.
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Der Verschlussmechanismus 13 ist mit einer durchgezogenen Linie in der Verschlussstellung 42 und mit einer gestrichelten Linie in der Öffnungsstellung 44 dargestellt.
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Die Richtung in der der Verschlussmechanismus 13 von der Verschlussstellung 42 in die Öffnungsstellung 44 überführt werden kann, kann in einer alternativen Ausführungsform des Wechselsystemkopfs 10 auch gegensinnig ausgeführt sein.
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Der Wechselsystemkopf 10 in 8 ist in einer teilweisen Explosionsansicht dargestellt und besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper (nicht bezeichnet), einer Mehrzahl von Kanälen (nicht bezeichnet), einer Mehrzahl von Dichtelementen (nicht dargestellt), einer Mehrzahl von Verschlusselementen 14, welche in jeweiligen Ausnehmungen (nicht bezeichnet) des Grundkörpers (nicht bezeichnet) zwischen einer jeweilige Öffnungsstellung und einer jeweilige Verschlussstellung verschoben werden können, einem Mitnehmer 15 pro Verschlusselement 14, welcher in einer Wirkverbindung mit dem Verschlussmechanismus 13 stehen, einem Verriegelungsmechanismus 30, einem oder mehrerer Gegenlagern (nicht dargestellt), wobei der Verriegelungsmechanismus 30 in einer Wirkverbindung mit dem einen oder mehreren Gegenlagern (nicht dargestellt) steht.
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Der Wechselsystemkopf 10 in 9 weist einen Verschlussmechanismus 13 auf, welcher mit einer gestrichelten Linie in der Öffnungsstellung 44 und mit einer durchgezogenen Linie in einer Verschlussstellung 42 dargestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Wechselsystemkopf
- 12
- Gegenlager
- 13
- Verschlussmechanismus
- 14
- Verschlusselement
- 15
- Mitnehmer
- 16
- Hauptachse
- 18
- Dichtelement
- 19
- Druckmittel
- 20
- Wechselsystemadapter
- 22
- Verbindungselement
- 30
- Verriegelungsmechanismus
- 40
- Kanal
- 42
- Verschlussstellung
- 44
- Öffnungsstellung
- 46
- radial zu der Hauptachse erstreckender Bereich
- 50
- Schnellwechselsystem
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013016470 A1 [0036, 0140, 0143]
