DE102020110046B3 - Tool change system - Google Patents
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Abstract
Das Werkzeugwechselsystem mit einer maschinenseitigen Aufnahme, die einen hohlzylindrischen Fortsatz aufweist, in den ein koaxialer Werkzeugträger mit einem Eingriffskörper aufnehmbar ist, mit einer Verriegelungshülse, die verschieblich auf dem hohlzylindrischen Fortsatz angeordnet ist, mit Kugeln, die über den Umfang verteilt in dem hohlzylindrischen Fortsatz gehalten sind, wobei in dem Eingriffskörper Längsnuten ausgebildet sind, die mit den Kugeln zusammenwirken, wenn diese mit einem Kugelabschnitt in die Längsnuten eintreten, wobei in der Verriegelungshülse den Kugeln zugeordnete Vertiefungen ausgebildet sind, die ein radiales Austreten der Kugeln nach außen und dabei aus den Längsnuten des Eingriffskörpers erlauben, wenn die Vertiefungen auf die Kugeln ausgerichtet sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Eingriffskörpers beginnend an der der maschinenseitigen Aufnahme zugewandten Stirnfläche zunimmt und querschnittlich spitze, radial ansteigende Stege die konkaven Längsnuten begrenzen, in die die Kugeln eintreten, wobei ein querschnittlich spitzer Steg zeitlich vor den anderen Stegen beim Einschieben des Eingriffskörpers in den hohlzylindrischen Fortsatz auf eine der Kugeln auftrifft und dadurch den Eingriffskörper winkelmäßig auf die maschinenseitige Aufnahme ausrichten kann.The tool change system with a machine-side receptacle which has a hollow cylindrical extension in which a coaxial tool carrier with an engaging body can be received, with a locking sleeve which is arranged displaceably on the hollow cylindrical extension, with balls which are held in the hollow cylindrical extension distributed over the circumference are, wherein longitudinal grooves are formed in the engaging body, which interact with the balls when they enter the longitudinal grooves with a spherical section, wherein recesses assigned to the balls are formed in the locking sleeve, which allow the balls to emerge radially outwards and out of the longitudinal grooves of the engaging body when the recesses are aligned with the balls, is characterized in that the cross section of the engaging body increases beginning at the end face facing the machine-side receptacle and cross-sectionally pointed, radially rising webs the concave The longitudinal grooves into which the balls enter, a cross-sectionally pointed web striking one of the balls before the other webs when the engaging body is pushed into the hollow cylindrical extension and can thereby align the engaging body angularly with the receptacle on the machine.
Description
Die Erfindung betrifft ein automatisches Werkzeugwechselsystem mit einer maschinenseitigen Aufnahme, die einen hohlzylindrischen Fortsatz aufweist, in den ein koaxialer Werkzeugträger mit seinem Eingriffskörper aufnehmbar ist, mit einer Verriegelungshülse, die verschieblich auf dem hohlzylindrischen Fortsatz angeordnet ist, mit Kugeln, die über den Umfang verteilt in dem hohlzylindrischen Fortsatz gehalten sind, wobei in dem Eingriffskörper Längsnuten ausgebildet sind, die mit den Kugeln zusammenwirken, wenn diese mit einem Kugelabschnitt in die Längsnuten eintreten, wobei in der Verriegelungshülse den Kugeln zugeordnete Vertiefungen ausgebildet sind, die ein radiales Austreten der Kugeln nach außen und dabei aus den Längsnuten des Eingriffskörpers erlauben, wenn die Vertiefungen auf die Kugeln ausgerichtet sind.The invention relates to an automatic tool change system with a machine-side receptacle which has a hollow cylindrical extension in which a coaxial tool carrier with its engaging body can be received, with a locking sleeve that is displaceably arranged on the hollow cylindrical extension, with balls that are distributed over the circumference in the hollow cylindrical extension are held, wherein longitudinal grooves are formed in the engaging body, which cooperate with the balls when they enter the longitudinal grooves with a spherical section, wherein the balls associated recesses are formed in the locking sleeve, which allow a radial exit of the balls to the outside and while allowing out of the longitudinal grooves of the engaging body when the recesses are aligned with the balls.
Ein derartiges Werkzeugwechselsystem ist in der
Die US 2004 / 0 081 523 A1 offenbart Werkzeuge mit einem Schaft mit einem Befestigungsabschnitt, um das Werkzeug in einem Halter zu befestigen. Ein wesentlicher Teil des Befestigungsabschnitts hat eine Querschnittsform mit mindestens einem und weniger als sechs 60-Grad-Segmenten, deren Segmentenden durch eine ebene Fläche verbunden sind. Der Halter hat eine Öffnung zur Aufnahme des Werkzeugs, wobei die Öffnung eine Querschnittsform hat, die 60-Grad-Segmente mit Segmentenden aufweist, die durch eine flache Oberfläche verbunden sind. Der Halter hat ferner einen Kugelrastmechanismus zum Eingriff in den Befestigungsabschnitt des Werkzeugs.US 2004/0 081 523 A1 discloses tools with a shank with a fastening section in order to fasten the tool in a holder. A substantial part of the fastening section has a cross-sectional shape with at least one and less than six 60-degree segments, the segment ends of which are connected by a flat surface. The holder has an opening for receiving the tool, the opening having a cross-sectional shape comprising 60 degree segments with segment ends connected by a flat surface. The holder also has a ball lock mechanism for engaging the attachment portion of the tool.
Die
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeugwechselsystem der betrachteten Art anzugeben, bei dem der Vorschub des Eingriffskörpers eines Werkzeugträgers nicht auf die oben beschriebene Weise blockiert werden kann.The present invention is based on the object of specifying a tool changing system of the type under consideration, in which the advance of the engaging body of a tool carrier cannot be blocked in the manner described above.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung sieht vor, dass der Eingriffskörper beginnend an der der maschinenseitigen Aufnahme zugewandten Stirnfläche so kleine Querschnittsabmessungen hat, dass er zwischen den Kugeln hindurch in den hohlzylindrischen Fortsatz eingeführt werden kann, ohne die Kugeln zu berühren. Am Umfang des Eingriffskörpers sind in axialer Richtung verlaufende querschnittlich spitze Stege ausgebildet, die radial ansteigen und konkave Längsnuten begrenzen, in die die Kugeln eintreten, wenn der Eingriffskörper in einer bestimmten Länge in den hohlzylindrischen Fortsatz eingeschoben ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein querschnittlich spitzer Steg zeitlich vor den anderen Stegen beim Einschieben des Eingriffskörpers auf eine Kugel auftrifft, während die anderen spitzen Stege noch von den übrigen Kugeln beabstandet sind. Der voreilende spitze Steg wird - wenn sich eine Kugel in seiner Vorschubbahn befindet - an seiner seitlichen Flanke von der Kugel zur Seite und an der Kugel vorbei gedrückt und dabei winkelmäßig so auf die maschinenseitige Aufnahme ausgerichtet, dass alle Kugeln in zugehörige Längsnuten eintreten können.The invention provides that the engagement body, beginning at the end face facing the machine-side receptacle, has such small cross-sectional dimensions that it can be inserted between the balls into the hollow cylindrical extension without touching the balls. On the circumference of the engaging body, axially extending cross-sectionally pointed webs are formed, which rise radially and delimit concave longitudinal grooves into which the balls enter when the engaging body is inserted a certain length into the hollow cylindrical extension. It is provided according to the invention that a cross-sectionally pointed web strikes a ball before the other webs when the engagement body is pushed in, while the other pointed webs are still spaced from the other balls. The leading one If a ball is in its feed path, the pointed web is pressed on its side flank from the ball to the side and past the ball and is angularly aligned with the machine-side receptacle so that all balls can enter the associated longitudinal grooves.
An den inneren Enden der Längsnuten sind bevorzugt kugelabschnittsförmige Vertiefungen ausgebildet, in die die Kugeln schließlich eintreten, wobei in diesem Zustand ein Austritt der Kugeln aus den Vertiefungen durch die vorgeschobene Verriegelungshülse verhindert ist. Damit ist der Werkzeugträger in der maschinenseitigen Aufnahme axial und bevorzugt auch drehfest verriegelt.At the inner ends of the longitudinal grooves, spherical segment-shaped depressions are preferably formed, into which the balls finally enter, in which case the balls are prevented from escaping from the depressions by the advanced locking sleeve. The tool carrier is thus locked axially and preferably also non-rotatably in the receptacle on the machine side.
Der Endabschnitt des Eingriffskörpers hat bevorzugt im wesentlichen eine Kegelstumpfform. Die spitzen Stege können von der Stirnfläche an oder in einem axialen Abstand von der Stirnfläche querschnittlich in einer schrägen oder gekrümmten Scheitellinie ansteigen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind drei Kugeln gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet, wobei auch mehr Kugeln vorgesehen sein können, insbesondere dann, wenn größere Drehmomente zu übertragen sind.The end portion of the engaging body preferably has a substantially truncated cone shape. The pointed webs can rise in cross-section from the end face at or at an axial distance from the end face in an inclined or curved apex line. In a preferred embodiment, three balls are arranged evenly distributed over the circumference, it also being possible for more balls to be provided, in particular when larger torques are to be transmitted.
Bei drei Kugeln sind zweckmäßigerweise sechs Längsnuten gleichmäßig über den Umfang verteilt ausgebildet. An ihren inneren Enden sind Vertiefungen vorgesehen, die kugelabschnittsförmig ausgebildet sind und in die Kugeln zur axialen und drehfesten Verriegelung des Werkzeugträgers eintreten.With three balls, six longitudinal grooves are expediently formed evenly distributed over the circumference. At their inner ends, depressions are provided which are designed in the shape of spherical segments and which enter the spheres for the axial and rotationally fixed locking of the tool carrier.
Die Verriegelungshülse, die verschieblich auf dem hohlzylindrischen Fortsatz angeordnet ist, wird von einer Schraubendruckfeder in eine durch einen Anschlag definierte vordere Position gezwängt, in der sie verhindert, dass die Kugeln, die in den kugelabschnittsförmigen Vertiefungen des Eingriffskörpers sitzen, nach außen austreten und den Eingriffskörper freigeben. Hierzu muss die Verriegelungshülse gegen die Federkraft zurück gedrückt werden, was manuell oder bei automatischer Betätigung des Werkzeugwechselsystems mechanisch oder elektrisch erfolgen kann, woraufhin der Eingriffskörper aus dem hohlzylindrischen Fortsatz herausgezogen werden kann.The locking sleeve, which is arranged displaceably on the hollow cylindrical extension, is forced by a helical compression spring into a front position defined by a stop, in which it prevents the balls, which sit in the spherical segment-shaped recesses of the engagement body, from emerging to the outside and the engagement body release. For this purpose, the locking sleeve must be pushed back against the spring force, which can be done manually or mechanically or electrically with automatic actuation of the tool change system, whereupon the engagement body can be pulled out of the hollow cylindrical extension.
Bei diesem Vorgang wird ein Bolzen, der im Inneren der maschinenseitigen Aufnahme verschieblich angeordnet ist, von einer vorgespannten Feder vorgeschoben und rückt über die einreihige Kugelreihe vor, wodurch die Kugeln in ihrer radial äußeren Position, in der sie mit einem Kugelabschnitt über den hohlzylindrischen Fortsatz hinaus in die Verriegelungshülse ragen, gehalten sind. Die Verriegelungshülse liegt in diesem Zustand vorgespannt mit einer schrägen Fläche an den in sie hineinragenden Kugeln an, so dass sie dann, wenn erneut ein Eingriffskörper eines Werkzeugträgers mit der maschinenseitigen Aufnahme gekoppelt werden soll und der Bolzen zurück gedrückt wird, die Kugeln radial nach innen in die winkelmäßig ausgerichteten Nuten hineindrücken.During this process, a bolt, which is slidably arranged inside the machine-side receptacle, is advanced by a pretensioned spring and advances over the row of balls, whereby the balls are in their radially outer position, in which they have a ball section over the hollow cylindrical extension protrude into the locking sleeve, are held. In this state, the locking sleeve is pretensioned with an inclined surface against the balls protruding into it, so that when an engaging body of a tool carrier is to be coupled to the receptacle on the machine side and the bolt is pushed back, the balls radially inward press in the angularly aligned grooves.
In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Reihe von Kugeln vorgesehen. Es liegt aber im Rahmen der Erfindung, dass zur Übertragung größerer Drehmomente eine weitere Kugelreihe axial hinter der ersten Kugelreihe vorgesehen sein kann, die mit dem größeren Kugelabschnitt in dem hohlzylindrischen Fortsatz fixiert ist und mit dem kleineren, radial inneren Kugelabschnitt in die winkelmäßig ausgerichteten Längsnuten eingreifen kann.In the preferred embodiment, a number of balls are provided. However, it is within the scope of the invention that a further row of balls can be provided axially behind the first row of balls for the transmission of larger torques, which is fixed with the larger ball section in the hollow cylindrical extension and with the smaller, radially inner ball section engages in the angularly aligned longitudinal grooves can.
Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugwechselsystem ist demnach zuverlässig verhindert, dass der Werkzeugträger mit seinem Eingriffskörper beim Einschub verklemmt wird, was bei automatischer Betätigung beispielsweise durch einen Roboter zu einer Beschädigung des Werkzeugträgers und/oder der maschinenseitigen Aufnahme führen könnte. Dies wird dadurch erreicht, dass beim Einschub nur ein einziger querschnittlich spitzer Steg auf eine Kugel auftrifft, wobei sich der Werkzeugträger zur Ausrichtung auf die maschinenseitige Aufnahme drehen kann. Wenn die anderen spitzen Stege die übrigen Kugeln erreichen, ist der Werkzeugträger bereits ausgerichtet, so dass der glatte Einschub des Werkzeugträgers nicht behindert werden kann.In the tool change system according to the invention, the tool carrier with its engaging body is reliably prevented from being jammed during insertion, which could lead to damage to the tool carrier and / or the receptacle on the machine if it is automatically operated, for example by a robot. This is achieved in that only a single cross-sectionally pointed web strikes a ball during insertion, the tool carrier being able to rotate for alignment with the receptacle on the machine side. When the other pointed webs reach the remaining balls, the tool carrier is already aligned so that the smooth insertion of the tool carrier cannot be hindered.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer maschinenseitigen Aufnahme und eines davon beabstandeten Werkzeugträgers; -
2 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in1 ; -
3 eine perspektivische Darstellung der Anordnung der1 und2 ; -
4 eine schematische Darstellung des Werkzeugträgers und der Kugeln; -
5 einen Längsschnitt durch den gekoppelten Zustand der maschinenseitigen Aufnahme und des Werkzeugträgers; -
6 einen Querschnitt durch5 im Bereich der Kugeln.
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1 a side view of a machine-side receptacle and a tool carrier spaced therefrom; -
2 a longitudinal section along the line AA in1 ; -
3 a perspective view of the arrangement of1 and2 ; -
4th a schematic representation of the tool carrier and the balls; -
5 a longitudinal section through the coupled state of the machine-side receptacle and the tool carrier; -
6th a cross section through5 in the sphere of the balls.
Wie
Der Eingriffskörper
Beim Auftreffen des querschnittlich spitzen Steges
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020110046.9A DE102020110046B3 (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | Tool change system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020110046.9A DE102020110046B3 (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | Tool change system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020110046B3 true DE102020110046B3 (en) | 2021-05-06 |
Family
ID=75485802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020110046.9A Active DE102020110046B3 (en) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | Tool change system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020110046B3 (en) |
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-
2020
- 2020-04-09 DE DE102020110046.9A patent/DE102020110046B3/en active Active
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