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Die Erfindung betrifft eine Wechselablagevorrichtung mit zumindest einer Werkzeugaufnahme, in welcher ein Werkzeug, insbesondere mit Steckschlüssel oder Stecknuss angeordnet ist. Diese sind beispielsweise durch eine automatische Handhabungseinrichtung in der entsprechenden Werkzeugaufnahme ablegbar oder aus dieser entnehmbar. Eine solche Wechselablagevorrichtung kann mehrere Werkzeugaufnahmen und entsprechende Werkzeuge aufweisen. Beispielsweise dient sie zur Ablage verschiedener Werkzeuge, wobei die automatische Handhabungseinrichtung mit einem entsprechenden Einbauschrauber mit Schlüsselkopf ausgerüstet sein kann. Der Schlüsselkopf dient zur Aufnahme eines entsprechenden Werkzeugs. Dieses ist gegen eine anderes austauschbar.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine solche Wechselablagevorrichtung dahingehend zu verbessern, dass ausschließlich durch entsprechende Bewegungen der automatischen Handhabungseinrichtung ein entsprechendes Werkzeug entnehmbar oder ablegbar ist und dieses ansonsten sicher in der Wechselablagevorrichtung bereitgehalten wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist das Werkzeug zur Entnahme und Ablage durch die automatische Handhabungseinrichtung in der entsprechenden Werkzeugsaufnahme gelagert und von der automatischen Handhabungseinrichtung zwischen einer Entnahme- und Verriegelungsstellung verstellbar gelagert. Die entsprechende Verstellung erfolgt insbesondere durch Drehen eines Einbauschraubers, wenn die automatische Handhabungseinrichtung mit einem solchen Einbauschrauber versehen ist. In der Regel weist dieser einen Schlüsselkopf und eine Schnellwechseleinrichtung mit einem entsprechenden Lösemechanismus auf, um verschiedene Werkzeuge mit Steckschlüssel oder Stecknüsse je nach Schraubfall verwenden zu können.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Entnahme und auch das Ablegen des Werkzeugs direkt durch die automatische Handhabungseinrichtung ohne weitere manuelle Hilfestellung von außen. Gleichfalls erfolgt ein entsprechendes Verststellen des Werkzeugs in Entnahme- und Verriegelungsstellung. Das heißt, vor einer entsprechenden Entnahme des Werkzeugs wird dieses durch die automatische Handhabungseinrichtung in eine Entnahmestellung verstellt und dann mittels einer Bewegung der Handhabungseinrichtung aus der Wechselablagevorrichtung entnommen. Die entsprechende Ankopplung des Werkzeugs an die Schnellwechseleinrichtung erfolgt in der Regel bereits vorher, um die entsprechende Verstellbewegung des Werkzeugs in Entnahme- beziehungsweise Verriegelungsstellung vornehmen zu können. Analog erfolgt eine Ablage des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme und anschließend eine Verstellung in Verriegelungsstellung ebenfalls nur durch die automatische Handhabungseinrichtung, beziehungsweise den von dieser bewegten Einbauschrauber.
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Um in einfacher Weise das Werkzeug entnehmen und ablegen zu können, kann die Werkzeugaufnahme eine drehbar gelagerte Aufnahmehülse aufweisen. In dieser ist das Werkzeug zumindest teilweise einsteckbar bei Ablage oder aus dieser bei Entnahme herausziehbar. Zusammen mit dem Werkzeug ist die Aufnahmehülse zwischen Entnahme- und Verrieglungsstellung drehbar gelagert. Die entsprechende Verdrehung erfolgt über die automatische Handhabungseinrichtung.
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Um eine entsprechende drehbare Lagerung in einfacher Weise realisieren zu können, kann die entsprechende Aufnahmehülse in einem Vorrichtungsgehäuse drehbar gelagert sein. Ein solches Vorrichtungsgehäuse ist in der Regel nahe bei oder auch an der automatischen Handhabungseinrichtung angeordnet. Je nach Beweglichkeit der automatischen Handhabungseinrichtung und der von dieser gehaltenen Einbauschrauber sind unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten sowohl horizontal, vertikal oder auch in anderen Ausrichtungen möglich. Durch die entsprechende Verriegelung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme ist auch eine über Kopf Anordnung möglich. Insgesamt ergeben sich erfindungsgemäß auf diese Weise eine Vielzahl möglicher Anordnungen der Wechselablagevorrichtung mit einem oder mehreren Werkzeugen in einer entsprechenden Anzahl von Werkzeugaufnahmen.
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Um insgesamt das Vorrichtungsgehäuse einfach aufbauen zu können, kann dieses zumindest eine Bodenplatte und eine Endplatte aufweisen. Die Aufnahmehülse kann in diesem Fall an ihrem unteren Endabschnitt in der Bodenplatte und an ihrem oberen Endabschnitt in der Endplatte drehbar gelagert sein. Eine entsprechende drehbare Lagerung kann über Kugellager oder auch andere Lagereinrichtungen erfolgen, die relativ verschleißfrei arbeiten.
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Um in einfacher Weise die Drehbarkeit der Werkzeugaufnahme bei eingestecktem Werkzeug zu ermöglichen, kann die Aufnahmehülse an ihrem oberen Endabschnitt einen Einsteckadapter zur Aufnahme eines im Wesentlichen komplementär geformten Mitdrehabschnitts des Werkzeugs aufweisen. Ein solcher Mitdrehabschnitt kann ein Sechskant, Vierkant oder dergleichen sein, wobei in diesem Fall der Einsteckadapter entsprechend einen Innensechskant oder Innenvierkant oder dergleichen aufweist. In der Regel ist ein Werkzeugadapter am Schlüsselkopf zur Aufnahme handelsüblicher Werkzeuge ausgebildet, um insbesondere Ersatzteilkosten gering zu halten. Dies gilt analog auch für den entsprechenden Mitdrehabschnitt des Werkzeugs. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass der Mitdrehabschnitt des Werkzeugs ein separates Teil sein kann, so dass das Werkzeug beispielsweise aus Mitdrehabschnitt und Steckschlüssel oder Stecknuss gebildet ist. Diese Werkzeugeinheit ist in der Wechselablagevorrichtung ablegbar beziehungsweise aus dieser entnehmbar. Das entsprechende Werkzeug kann im Schlüsselkopf des entsprechenden Einbauschraubers beispielsweise durch einen an sich bekannten gefederten Ring verriegelt beziehungsweise entriegelt werden, wobei dieser Ring zumindest zwei Kugeln in einen Einstich am Werkzeug drücken oder beim Zurückschieben des gefederten Rings freigeben kann. Bei Anordnung der Kugel in dem Einstich wird das Werkzeug am Schlüsselkopf befestigt, während es bei Freigabe der Kugeln vom Schlüsselkopf abgezogen werden kann.
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Um in diesem Zusammenhang eine einfache Verriegelung mittels der Wechselablagevorrichtung zu ermöglichen, kann die Aufnahmehülse eine sich zumindest teilweise im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckende Nockenkontur aufweisen, entlang welcher ein Nockenfolger geführt ist, welcher eine Riegelplatte relativ zur Endplatte abhebt oder absenkt. beim Anheben der Riegelplatte wird entsprechend der Schlüsselkopf beziehungsweise der gefederte Ring so bewegt, dass er die Kugeln frei gibt und das Werkzeug vom Schlüsselkopf lösbar ist. Beim Absenken der Riegelplatte erfolgt entsprechend kein weiterer Druck auf den gefederten Ring, so dass dieser die Kugeln im Einstich hält und damit das Werkzeug am Schlüsselkopf befestigt ist.
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Eine einfache Möglichkeit zur Anordnung einer solchen Nockenkontur kann darin gesehen werden, wenn die Nockenkontur im Wesentlichen als in oder an der Außenwand der Aufnahmehülse angeordnete schiefe Ebene ausgebildet ist. Entlang dieser schiefen Ebene wird bei entsprechender Drehung der Aufnahmehülse der Nockenfolger nach oben oder unten zum Anheben oder Absenken der Riegelplatte bewegt.
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Der Nockenfolger kann als Hebebolzen ausgebildet sein, der in der Endplatte im Wesentlichen in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert und mit der Riegelplatte bewegungsverbunden ist. Der Hebebolzen kann sich durch beide dieser Platten erstrecken und ist sicher entlang der schiefen Ebene beziehungsweise der Nockenkontur führbar. In der Endplatte ist eine entsprechende Öffnung zur vertikalen Verschiebung des Hebebolzen ausgebildet, während er mit der Riegelplatte beispielsweise durch Verschrauben oder in anderer Weise befestigt und somit mit dieser bewegungsverbunden ist.
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Durch die hier geschilderte Riegelplatte erfolgt ein Lösen beziehungsweise Befestigen des Werkzeugs am Schlüsselkopf, während es weiterhin von Vorteil ist, wenn das Werkzeug auch in der entsprechenden Werkzeugaufnahme beziehungsweise Wechselablagevorrichtung gesichert gehalten ist. Dies kann beispielsweise in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass die Aufnahmehülse einen im Wesentlichen vertikal von ihrem oberen Ende vorstehenden Verschiebebolzen aufweist, welcher durch die Endplatte in Richtung Riegelplatte durchgeführt und mit einer im Wesentlichen horizontal beweglichen Riegelleiste bewegungsverbunden ist. Bei entsprechender Drehung der Aufnahmehülse wird ebenfalls der Verschiebebolzen mitgedreht. Durch diese Mitdrehung des Verschiebebolzen wird auch die horizontal bewegliche Riegelleiste bewegt. Je nach Stellung der Aufnahmehülse wird die Riegelleiste das Werkzeug in dieser halten oder es frei geben.
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Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Riegelleiste zwischen Endplatte und Riegelplatte horizontal beweglich gelagert ist, wobei sie in Entnahmestellung der Aufnahmehülse seitlich neben dem Einsteckadapter und in Verriegelungsstellung der Aufnahmehülse diesen teilweise überlappend angeordnet ist. In dieser überlappenden Anordnung wird auch ein entsprechendes im Einsteckadapter angeordnetes Werkzeug durch die Riegelleiste gehalten und an einem Austreten aus der Aufnahmehülse gehindert. Wie bereits oben ausgeführt, ist in dem Einsteckadapter der entsprechende Mitdrehabschnitt des Werkzeugs angeordnet, so dass die Riegelleiste diesen zur Sicherung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme zumindest teilweise übergreift.
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Um den Verschiebbolzen bei seinem Verschwenken führen zu können, kann der Verschiebebolzen in einem sich teilweise entlang des Einsteckadapters beziehungsweise der Aufnahmehülse in der Endplatte erstreckenden Langloch geführt sein. Das Langloch erstreckt sich zumindest so weit, dass bei Verdrehen der Werkzeugaufnahme zwischen Entnahmestellung und Verriegelungsstellung der Verschiebebolzen entsprechend weit mitdrehbar ist und durch seine Mitdrehung die Riegelleiste entsprechend verschiebt.
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In der Regel kann eine entsprechende automatische Handhabungseinrichtung mehrere Einbauschrauber oder dergleichen aufweisen und diese auch gleichzeitig betätigen. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn Werkzeuge aller Einbauschrauber entsprechend abgelegt oder ausgetauscht werden können. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Wechselablagevorrichtung zwei, drei, vier oder mehr Werkzeugaufnahmen aufweist. In jeder dieser Werkzeugsaufnahmen ist dann ein entsprechendes Werkzeug anordbar.
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Weiterhin günstig kann in diesem Zusammenhang sein, wenn mehreren Werkzeugaufnahmen jeweils eine entsprechende Riegelplatte beziehungsweise Riegelleiste zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Werkzeuge aller solcher Werkzeugaufnahmen durch nur eine Riegelplatte vom Schlüsselkopf lösbar oder an diesem anordbar sind und gleichzeitig durch die entsprechende Riegelleiste in ihrer Stellung in der Werkzeugaufnahme gehalten oder zur Entnahme freigegeben sind. Dadurch erfolgt gleichzeitig ein Wechsel einer Anzahl von Werkzeugen entsprechend zur Anzahl der Werkzeugaufnahmen.
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Um ein entsprechendes Werkzeug mit höherer Sicherheit und Zuverlässigkeit in der entsprechenden Werkzeugaufnahme halten zu können, kann es günstig sein, wenn zwei Riegelleisten angeordnet sind, die aufeinander zu- und voneinander wegbewegbar sind, wobei insbesondere jeder Riegelleiste ein Verschiebebolzen einer jeden Werkzeugaufnahme zugeordnet ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise eine Werkzeugaufnahme zwei solcher Verschiebebolzen aufweist, von jeder einer anderen Riegelleiste zugeordnet ist. Bei entsprechender Verdrehung der Werkzeugaufnahme werden beide Verschiebebolzen mitgedreht und dienen zur horizontalen Verschiebung der zwei einander gegenüber liegender Riegelleisten. Dies führt insbesondere dazu, dass das entsprechende Werkzeug von zwei gegenüberliegenden Stellen übergriffen und in der Werkzeugaufnahme gehalten ist.
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Um die Wechselablagevorrichtung weiterhin zu automatisieren, um insbesondere feststellen zu können, ob und in welcher Weise ein Werkzeug in der Werkzeugaufnahme angeordnet ist, kann das Vorrichtungsgehäuse zumindest eine Sensorwandplatte aufweisen, in der wenigstens ein optischer und/oder ein Näherungssensor angeordnet ist oder sind. Durch einen solchen Sensor ist einerseits die Anwesenheit des Werkzeugs und andererseits die Anordnung des Werkzeugs in Entnahme- beziehungsweise Verriegelungsstellung detektierbar.
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Dabei kann der optische Sensor als Reflexionssensor ausgebildet sein, wobei eine zugehörige Reflexionseinrichtung an einer Wandplatte gegenüberliegend zur Sensorwandplatte angeordnet ist. Befindet sich ein Werkzeug zwischen optischem Sensor und Reflexionseinrichtung erfolgt in der Regel eine schwächere oder keine Reflexion, so dass die Anwesenheit des Werkzeugs detektierbar ist. Analog erfolgt eine starke Reflexion bei Abwesenheit des Werkzeugs durch die Reflexionseinrichtung.
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Bei einem entsprechenden Näherungssensor kann dieser zur Detektion einer Kantenposition der Riegelplatte ausgebildet sein. Das heißt, dass je nach Position der Riegelplatte durch deren Kante detektierbar ist, ob die Riegelplatte in einer angehobenen oder einer abgesenkten Stellung ist. In der abgesenkten Stellung ist ein abgelegtes Werkzeug verriegelt, während es in der angehobenen Stellung entnommen werden kann.
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Ein entsprechender Näherungssensor kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, siehe beispielsweise kapazitiver Näherungssensor, magnetischer Näherungssensor, optischer Näherungssensor oder dergleichen.
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Wie bereits ausgeführt, wird vorzugsweise der optische Sensor als Werkzeugsanwesenheitssensor verwendet. Bei zwei Näherungssensoren kann einer von diesen zur Detektion der Verriegelungsstellung und der andere zur Detektion der Entnahmestellung ausgebildet sein, wobei die Verriegelungsstellung einer abgesenkten Riegelplatte und die Entnahmestellung einer angehobenen Riegelplatte entspricht.
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Um durch die entsprechende Riegelleiste in verbesserter Weise das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme halten zu können, kann jede Riegelleiste eine in Richtung Endplatte offene Riegelaufnahme aufweisen, die in Verriegelungsstellung ein oberes Ende des Werkzeugs zumindest teilweise übergreift. Das obere Ende des Werkzeugs kann in diesem Zusammenhang durch den Mitdrehabschnitt gebildet sein.
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Um eine entsprechende Detektion des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme möglichst ungehindert durchführen zu können, kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn insbesondere der Einsteckadapter der Werkzeugaufnahme und damit auch die Werkzeugaufnahme an sich flächenbündig in der Oberseite der Endplatte angeordnet ist. Dadurch stehen weder Werkzeugaufnahme noch deren Einsteckadapter über die Endplatte beziehungsweise deren Oberseite nach oben vor.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass durch die Riegelplatte ein entsprechendes Lösen des Werkzeugs im Einbauschrauber erfolgen kann. Dabei erweist es sich als günstig, wenn die Riegelplatte als Anlagefläche für den entsprechenden Lösemechanismus des Schraubers oder dergleichen zum Halten beziehungsweise lösen des Werkzeugs ausgebildet ist. In entsprechender Anlagestellung, das heißt bei Betätigen des Lösemechanismus durch Kontakt mit der Riegelplatte, ist das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme ablegbar oder aus dieser entnehmbar. Die entsprechende Anlagestellung entspricht in diesem Zusammenhang einem Beaufschlagen des gefederten Ringes, siehe die obigen Ausführungen, des Schlüsselkopfes, wobei dieser gefederte Ring beispielsweise den Lösemechanismus bildet.
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Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäß die Wechselablagevorrichtung mehrere Werkzeugaufnahmen aufweisen kann. Dies bedeutet, dass entsprechend die automatische Handhabungseinrichtung zwei, drei oder mehr Schrauber oder dergleichen aufweisen kann. Eine solche automatische Handhabungseinrichtung ist beispielsweise ein Roboter, der die Schrauber handhabt und an die Verschraubungsstellen bewegt und dort zum Verschrauben oder Lösen einer Verschraubung betätigt.
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Da die automatische Handhabungseinrichtung durch Betätigen eines entsprechenden Schraubers auch die Verdrehung der Werkzeugaufnahmen und damit ein Verstellen der Riegelplatte beziehungsweise Riegelleisten verursacht, kann es günstig sein, wenn die Handhabungseinrichtung eine Rückmeldung über die entsprechende Stellung erhält. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass Detektionssignale der entsprechenden Sensoren zur Feststellung von Entnahme- oder Verriegelungsstellung an die automatische Handhabungseinrichtung zur Steuerung des Schraubers übermittelbar sind. Dadurch ist beispielsweise gewährleistet, dass ein solcher Schrauber nur so lange betätigt ist, bis Entnahme- oder Verriegelungsstellung erreicht sind.
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In der Regel ist die Wechselablagevorrichtung so ausgebildet, dass gleichzeitig alle Werkzeuge entnommen oder abgelegt werden, so dass in diesem Zusammenhang ebenfalls von Vorteil ist, wenn gleichzeitig alle Werkzeuge einer Wechselablagevorrichtung mittels der automatischen Handhabungseinrichtung in Entnahme- oder Verriegelungsstellung verstellbar sind. Dadurch kann ein Wechsel des Werkzeugs für alle Schrauber oder dergleichen der automatischen Handhabungseinrichtung gleichzeitig erfolgen.
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Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in den Zeichnungen beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: eine perspektivische Schrägansicht von oben und seitlich eines Ausführungsbeispiels einer Wechselablagevorrichtung;
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2: eine Draufsicht auf die Wechselablagevorrichtung nach 1;
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3: einen Schnitt entlang der Linie II-II aus 2;
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4: einen Schnitt entlang der Linie III-III aus 3;
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5: eine Ansicht von vorne auf die Wechselablagevorrichtung nach 1 mit entfernter Sensorwandplatte in Entnahmestellung;
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6: eine Darstellung analog zur 5 in Verriegelungsstellung;
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7: eine automatische Handhabungseinrichtung in teilweiser Darstellung mit einem Werkzeug, und
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8: die erfindungsgemäße Wechselablagevorrichtung mit einem Einbauschrauber in Werkzeugwechselstellung.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg oben und seitlich auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechselablagevorrichtung 1. Diese weist ein Vorrichtungsgehäuse 9 aus einer Anzahl von Wandplatten auf, siehe insbesondere Sensorwandplatte 30, Wandplatte 35 gegenüberliegend zur Sensorwandplatte 30 sowie zwischen diesen angeordnete und diese verbindende Seitenwandplatten 36 und 37. Auf der Unterseite weist das Vorrichtungsgehäuse 9 eine Bodenplatte 11 auf. In der Sensorwandplatte 30 sind zumindest entsprechende Anschlüsse für zwei optische Sensoren 31 und zwei Näherungssensoren 32 und 33 vorgesehen. Durch die optischen Sensoren 31 wird Licht auf eine Reflexionseinrichtung 34 auf der Wandplatte 35 eingestrahlt, wobei eine geringere Reflexion von Licht in dem Fall erfolgt, das ein Werkzeug 4 zwischen Sensorwandplatte und Wandplatte angeordnet ist. Die Näherungssensoren 32, 33 sind in vertikaler Richtung 23, siehe auch 4, versetzt zueinander angeordnet und jeweils einer Kante einer Riegelplatte 19 zugeordnet. Die Riegelplatte 19 ist innerhalb des Vorrichtungsgehäuses mittels Nockenfolger 18 beziehungsweise Hebebolzen 25 in vertikaler Richtung 23 verstellbar angeordnet. In der Riegelplatte 19 sind zwei kreisförmige Öffnungen angeordnet, durch die ein entsprechendes Werkzeug 4 in Werkzeugaufnahmen 2, 3 ablegbar oder aus diesen entnehmbar ist, siehe auch die folgenden Figuren und Erläuterungen.
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Das entsprechende Werkzeug 4 ist beispielsweise mit einem Steckschlüssel oder eine Stecknuss ausgebildet und für einen entsprechenden Einbauschrauber vorgesehen, siehe beispielsweise 7 und 8, der von einer automatischen Handhabungseinrichtung 5 gehalten und betätigt wird. Eine solche automatische Handhabungseinrichtung 5 kann ein Roboter 45 sein, siehe nochmals 7. In der Regel weist die automatische Handhabungseinrichtung einen, zwei, drei oder mehr solcher Einbauschrauber auf, wobei die erfindungsgemäße Ablagevorrichtung eine entsprechende Anzahl von Werkzeugaufnahmen 2, 3 aufweist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wechselablagevorrichtung 1 für eine automatische Handhabungseinrichtung 5 mit zwei Einbauschraubern vorgesehen.
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In 1 wie in den folgenden Figuren sind gleiche Teile jeweils durch gleiche Bezugszeichen versehen, wobei teilweise diese Bezugszeichen nur in Zusammenhang mit einer Figur erläutert werden.
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2 zeigt eine Draufsicht auf die Wechselablagevorrichtung 1 nach 1.
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Es ist insbesondere erkennbar, dass die Riegelplatte 19 geringere Abmessungen als entsprechende Abstände der Wandplatten aufweist, so dass diese frei in vertikaler Richtung innerhalb des Vorrichtungsgehäuses 9 verschiebbar ist, siehe auch 3 bis 6. An zwei gegenüberliegenden Ecken der Riegelplatte 19 sind Nockenfolger 18 in Form von Hebebolzen 25 vorgesehen. Diese erstrecken sich bis zu einer als schiefe Ebene 21 ausgebildeten Nockenkontur 17, siehe auch die folgenden Figuren, wobei diese Nockenkontur in oder an einer Außenwand 20 der Werkzeugaufnahme 2 beziehungsweise 3 und insbesondere einer entsprechenden Aufnahmehülse 8 einer solchen Werkzeugaufnahme 2, 3 vorgesehen ist.
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Unterhalb der Riegelplatte 19 ist in dem Vorrichtungsgehäuse 9 eine Endplatte 13 angeordnet, siehe auch die folgenden Figuren. In dieser sind zwei gegenüberliegende Langlöcher 27 ausgebildet, entlang welcher Verschiebebolzen 22, 29 in Umfangsrichtung 16 beweglich sind, siehe auch die folgenden Figuren. Durch entsprechende Bewegung der Verschiebebolzen 22, 29 entlang der Langlöcher 27 erfolgt eine Verstellung zugeordneter Riegelleisten 26, 28 aufeinander zu oder voneinander weg. Die Riegelleisten 26, 28 sind zwischen Riegelplatte 19 und Endplatte 1 angeordnet.
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In 3 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II aus 2 dargestellt.
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Jede der Werkzeugaufnahmen 2, 3 weist eine Aufnahmehülse 8 auf, die sich im Wesentlichen zwischen Endplatte 13 und Bodenplatte 11 erstreckt. In diesen Platten ist jeweils eine in etwa kreisförmige Aufnahme gebildet, in der die Aufnahmehülsen 8 mit einem oberen beziehungsweise unteren Endabschnitt 10, 12 drehbar gelagert sind. Die drehbare Lagerung kann durch Kugellager oder andere reibungsvermindernde Drehhilfen unterstützt werden.
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In der Werkzeugaufnahme 2 ist ein entsprechendes Werkzeug 4 angeordnet. Dieses weist einen nach oben vorstehenden Sechskant auf, der in einen entsprechenden Schlüsselkopf eines Einbauschraubers einsetzbar und dort befestigbar ist. An diesen Sechskant schließt sich ein Mitdrehabschnitt 15 an, der ebenfalls einen Sechskant oder Vierkant aufweist und in einen im Wesentlichen komplementären Einsteckadapter 14 der Aufnahmehülse 8 eingesteckt ist.
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Es besteht die Möglichkeit, dass dieser Einsteckadapter 14 austauschbar ist, um an andere Mitdrehabschnitte 15 anpassbar zu sein.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Einsteckadapter 14 durch ein oberes Ende der Aufnahmehülse 8 gebildet.
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Unterhalb des Einsteckadapters 14 weist die Aufnahmehülse 8 einen radial nach außen vorstehenden, umlaufenden Flansch auf. Dieser ist unterhalb der Endplatte 13 angeordnet und weist, siehe auch Figur, die Nockenkontur 17 in Form einer schiefen Ebene 21 auf. Die Aufnahmehülse 8 mit ihrem Einsteckadapter 14 ist fluchtend zur Oberseite 41 der Endplatte 13 angeordnet.
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In der Endplatte 13 sind Bohrungen ausgebildet, durch die Hebebolzen 25 als Nockenfolger 18 hindurchgeführt sind, siehe auch die folgenden Figuren. Der entsprechende Hebebolzen 25 stützt sich mit seinem unteren Ende auf der Nockenkontur 17 ab, die in oder an einer Außenwand 20 der Aufnahmehülse 8 vorgesehen ist. Ein oberes Ende des Hebebolzen 25 ist durch Verschrauben oder Dergleichen an der Riegelplatte 19 befestigt. zur Führung des Hebebolzen ist oberhalb der Endplatte 13 eine Führungshülse 46 angeordnet.
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Durch Drehen der Aufnahmehülse 8 zwischen beispielsweise Entnahmestellung 6 und Verriegelungsstellung 7, siehe auch 5 und 6, wird der Hebebolzen 25 mittels der Nockenkontur 17 angehoben beziehungsweise abgesenkt. Dadurch wird entsprechend die Riegelplatte 19 angehoben oder abgesenkt.
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Zwischen Riegelplatte 19 und Endplatte 13 und insbesondere im Wesentlichen auf der Oberseite 41 der Endplatte 13 sind zwei gegenüberliegend angeordnete Riegelleisten 26 und 28 angeordnet, siehe auch 4. Diese Riegelleisten 26, 28 sind aufeinander zu und voneinander weg in horizontaler Richtung verschiebbar. Die Riegelleisten erstrecken sich entlang der Aufnahmehülsen 8 der beiden Werkzeugaufnahmen 2, 3, wobei jede Riegelleiste 26, 28 nach unten in Richtung Endplatte 13 offene Riegelaufnahmen 38, 39 aufweist, siehe auch 4. Die Riegelleisten 26, 28 sind durch die Verschiebebolzen 22, 29 horizontal verschiebbar, siehe auch 4 und 5. Jeweils eine Riegelleiste 26 beziehungsweise 28 ist mit zwei solcher Verschiebebolzen bewegungsverbunden, wobei jeder Werkzeugaufnahme beziehungsweise Aufnahmehülse ein solcher Verschiebebolzen zugeordnet ist. Weiterhin weist jede Aufnahmehülse 2 in etwa gegenüberliegend angeordnete Verschiebebolzen auf, die den einander gegenüberliegenden Riegelleisten 26, 28 zugeordnet sind. Ein solcher Verschiebebolzen 22 beziehungsweise 29 ist mit der Aufnahmehülse 8 verbunden und steht von derem oberen Ende 24 in Richtung Riegelplatte 19 vor. Die Verschiebebolzen 22, 29 sind in den Langlöchern 27, siehe 2, verschieblich gelagert. Bei entsprechender Drehung der Aufnahmehülse 8 zwischen Entnahmestellung 6 und Verriegelungsstellung 7 werden die Verschiebebolzen entlang der Langlöcher 27 bewegt, siehe auch 5 und 6. In einer Stellung der Verschiebebolzen, die der Verriegelungsstellung 7 der Aufnahmehülse 8 entspricht, sind die Riegelleisten 26, 28 aufeinander zu bewegt und übergreifen zumindest teilweise, siehe 4, ein oberes Ende oder einen entsprechenden Rand des Werkzeugs 4 von oben.
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In einer weiteren Stellung der Verschiebebolzen entlang des entsprechenden Langlochs, welche der Entnahmestellung 6 der Aufnahmehülse 8 entspricht, siehe auch 5, sind die Riegelleisten 26, 28 voneinander entfernt, wodurch das Werkzeug 4 zur Entnahme aus der entsprechenden Werkzeugaufnahme 2, 3 freigegeben ist.
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In 3 ist bei der Werkzeugaufnahme 3 ein leerer Einsteckadapter 14 am oberen Ende der Aufnahmehülse 8 erkennbar.
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4 entspricht einem Schnitt entlang der Linie III-III aus 2, In 4 ist das Werkzeug 4 in der Werkzeugaufnahme 2 in einer verriegelten Stellung angeordnet, in der die beidseitig angeordneten Riegelleisten 26, 28 von oben das Werkzeug 4 im Bereich eines entsprechenden Randes übergreifen. Die Riegelaufnahmen 38, 39 dienen zu diesem Übergreifen und weisen einen in etwa umgekehrt L-förmigen Querschnitt auf.
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Am oberen Ende des Vorrichtungsgehäuses 9 ist in der Sensorwandplatte 30 ein optischer Sensor 31 angeordnet, der entsprechende Lichtstrahlen auf die gegenüberliegende Reflexionseinrichtung 34 richtet. Ist kein Werkzeug 4 zwischen optischem Sensor 31 und Reflexionseinrichtung 34 angeordnet, erfolgt eine höhere Rückstrahlung, so dass durch diesen optischen Sensor als Werkzeugsanwesenheitssensor die Anordnung eines Werkzeugs in der zugeordneten Werkzeugaufnahme sicher detektierbar ist.
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Analog arbeiten die Näherungssensoren 32, 33, die entsprechend einer Oberkante beziehungsweise Unterkante der Riegelplatte 19 zugeordnet sind. Je nach Anordnung der Riegelplatte 19 analog zur Entnahmestellung beziehungsweise Verriegelungsstellung der Werkzeugaufnahmen 2, 3 wird durch den zughörigen Näherungssensor 32 beziehungsweise 33 die entsprechende Stellung detektiert.
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Zugehörige Detektionssignale können vom jeweiligen Sensor an die automatische Handhabungseinrichtung 5 beziehungsweise den Roboter 45 zur Steuerung des oder der Einbauschrauber übermittelt werden.
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In den 5 und 6 sind zwei perspektivische Vorderansichten der Wechselablagevorrichtung 1 in Entnahmestellung 6, siehe 5, und Verriegelungsstellung 7, siehe 6, dargestellt. Die entsprechenden Stellungen ergeben sich durch Verdrehen der Auf nahmehülsen 8 mittels eines eingesteckten Einbauschraubers, siehe auch 8.
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In 5 sind beide Aufnahmehülsen 8 so weit in Uhrzeigerrichtung verdreht, dass die Verschiebebolzen 22, 29 im Wesentlichen an einem Ende des Langloches 7 angeordnet. Durch diese Anordnung der Verschiebebolzen 22, 29 sind die Riegelleisten 26, 28 maximal voneinander entfernt. Weiterhin ist mittels der Hebebolzen 25 die Riegelplatte 19 nach oben verschoben, das heißt entfernt von der Endplatte angeordnet.
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In 5 ist ein Teil der als schiefe Ebene 21 ausgebildeten Nockenkontur 17 bei der Werkzeugaufnahme erkennbar. Die Nockenkontur 17 ist in dem radial nach außen vorstehenden Flanschbereich der Aufnahmehülse 8 ausgebildet.
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Der entsprechende Verschiebebolzen ist durch das Langloch 7 in Richtung Aufnahmehülse 8 hindurchgeführt und am unteren Ende des radial vorstehenden Flanschbereichs mittels einer Mutter oder dergleichen befestigt. Der jeweilige Verschiebebolzen 22, 29 ist drehfest mit der Aufnahmehülse 8 verbunden, so dass er entsprechend zur Drehung der Aufnahmehülse entlang des Langloches 27 geführt wird.
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In 6 ist entsprechend die Verriegelungsstellung 7 dargestellt, in der die Hebebolzen 25 in ihrer tiefsten Stellung angeordnet sind, in der die Riegelplatte 19 den geringsten Abstand zur Endplatte 13 aufweist. Außerdem sind die entsprechenden Verschiebebolzen 22, 29 am anderen Ende des Langloches 27 im Vergleich zur 5 angeordnet, wodurch die Riegelleisten 26, 28 aufeinander zu bewegt sind, siehe die entsprechende Stellung nach 4.
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In 7 ist im Prinzip ein Einbauschrauber zumindest teilweise dargestellt, der an einer entsprechenden automatischen Handhabungseinrichtung 5 in Form eines Roboters 45 angeordnet ist. Ein solcher Einbauschrauber 43 weist zumindest einen Schlüsselkopf auf, an dem ein Lösemechanismus 42 in Form eines gefederten Ringes in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet. Durch den Federring werden Kugeln in einen Einstich 48 gedrückt und dort gehalten, um das Werkzeug 4 am Schlüsselkopf zu befestigen. Wird der gefederte Ring nach oben in 7 gedrückt, werden die Kugeln frei gegeben, und das Werkzeug 4 kann vom Schlüsselkopf 47 gelöst werden. Ein entsprechendes oberes Ende 40 des Werkzeugs 4 ist in eine Innenbohrung des Schlüsselkopfes 47 eingeführt und weist einen Sechskant auf, in dem der entsprechende Einstich 48 ausgebildet ist.
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In 8 ist der entsprechende Schlüsselkopf 47 des Schraubers 43 in einer Anlagestellung 44 dargestellt, in der der Lösemechanismus 42 in Form des gefederten Rings auf der Oberseite 41 der Riegelplatte 19 aufliegt. Die Riegelplatte 19 ist durch entsprechende Verdrehung der Aufnahmehülse 8 in Entnahmestellung 6 in ihrer höchsten Stellung angeordnet, so dass sie den gefederten Ring so weit entlang des Schlüsselkopfes drückt, dass die entsprechenden Kugeln nach außen frei gegeben sind und nicht mehr in den Einstich 48 greifen, siehe auch 7.
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In dieser Anlagestellung 44 ist es möglich, das entsprechende Werkzeug in der Werkzeugaufnahmen 2 beziehungsweise 3 abzulegen oder aus dieser aufzunehmen. Die Riegelleisten 26, 28 sind in ihre voneinander entfernten Stellungen verschoben entsprechend zur Drehung der zugehörigen Aufnahmehülsen 8 in Entnahmestellungen 6, siehe auch 5. Diese Stellung der Riegelplatte 19 ist durch den Näherungssensor 33 detektierbar, wobei die entsprechende Oberkante der Riegelplatte 19 die Detektion auslöst. Analog wird die untere Stellung der Riegelplatte 19, die der Aufnahmehülse 8 in Verriegelungsstellung 7 entspricht, durch den anderen Näherungssensor 32 und die untere Kante der Riegelplatte 19 detektiert.
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Im Folgenden wird kurz die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Wechselablagevorrichtung 1 anhand der Figuren beschrieben.
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Die Wechselablagevorrichtung 1 wird zusammen mit einer automatischen Handhabungseinrichtung 5 in Form beispielsweise eines Roboters 45 mit einem, zwei, drei, vier oder mehr Einbauschraubern verwendet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Wechselablagevorrichtung 1 für zwei Einbauschrauber und entsprechend zwei Werkzeuge eingesetzte. Dabei kann für jeden Typ von Steckschlüssel oder Stecknuss eine Wechselablagevorrichtung 1 verwendet werden, um gleichzeitig alle Einbauschrauber einer Handhabungseinrichtung mit einem anderen Steckschlüssel oder dergleichen zu versehen.
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Das entsprechende Werkzeug ist in der Regel zumindest zweiteilig aufgebaut und umfasst den entsprechenden Steckschlüssel oder die entsprechende Stecknuss, sowie einen Adapter zum Anbringen am Schlüsselkopf. Der Adapter weist den entsprechenden Mitdrehabschnitt 15 auf, der passend zum Einsteckadapter 14 der Aufnahmehülse 8 ausgebildet ist. Dieser Mitdrehabschnitt 15 oder Adapter ist mittels eines entsprechenden Lösemechanismus 42 in Form beispielsweise einer gefederten Scheibe am Schlüsselkopf befestigbar oder von diesem lösbar.
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Durch die Handhabungseinrichtung erfolgt eine Zustellbewegung der Einbauschrauber zur Wechselablagevorrichtung 1, die im Wesentlichen an beliebiger Stelle in Reichweite der Handhabungseinrichtung angeordnet sein kann. Die Werkzeuge werden zumindest teilweise in die entsprechende Werkzeugaufnahme 2, 3 eingelegt und der Mitdrehabschnitt 15 gerät in Kontakt mit dem Einsteckadapter 14. Durch eine Drehbewegung des Einbauschraubers wird über den Mitdrehabschnitt 15 der Einsteckadapter 14 und durch diesen die zugehörige Aufnahmehülse 8 gedreht. Durch Drehung der Aufnahmehülse 8 werden zwei Bewegungen initiiert. je nach Drehrichtung erfolgt eine Verstellung in Entnahmestellung oder Verriegelungsstellung. Eine erste Bewegung wird mittels der Nockenkontur 17 und des Nockenfolgers 18 in eine vertikale Bewegung der Riegelplatte 19 umgesetzt. Das heißt, die Riegelplatte 19 wird an die Endplatte 13 angenähert, siehe Verriegelungsstellung, oder von dieser entfernt, siehe Entnahmestellung. Durch das Verschieben der Riegelplatte 19 wird eine Entriegelung beziehungsweise Verriegelung des Steckschlüsseladapters im Schlüsselkopf über den entsprechenden Lösemechanismus 42 bewirkt.
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Die zweite Bewegung wird mittels der Verschiebebolzen 22, 29 auf die Riegelleisten 26, 28 übertragen, was einer Verriegelung beziehungsweise Entriegelung der Werkzeuge in der jeweiligen Werkzeugaufnahme 2, 3 dient.
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Weiterhin ist mittels der entsprechenden Sensoren feststellbar, ob sich ein Werkzeug in der entsprechenden Werkzeugaufnahme 2, 3 befindet und ob die Entnahmestellung oder Verriegelungsstellung vorliegt.
