DE3234675A1

DE3234675A1 - Verriegelungsvorrichtung fuer werkzeuge in werkzeugmagazinen

Info

Publication number: DE3234675A1
Application number: DE19823234675
Authority: DE
Inventors: Otto 7325 Bad Boll Antel; Fritz Dipl.-Ing. 7332 Eislingen Burkhardt
Original assignee: Ex Cell O GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 1982-09-18
Filing date: 1982-09-18
Publication date: 1984-03-22
Also published as: IT8322719A0; FR2533156A1; US4523367A; IT1167367B; GB2132119A; JPS59134632A; GB8324846D0

Description

HOEGER₁ STELLRECHT ά PARTNER

PATENTANWÄLTE gHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1

Λ 4 5 106 b Anmelder: Ex-Cell-0 GmbH

k - 176 Salacher Straße 93

25. August 1982 7332 Eislingen/Fils

Verriegelungsvorrichtung für Werkzeuge in Werkzeugmagazinen

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung zum lösbaren Festlegen von an ihrem Umfang mit einander gegenüberliegenden Aussparungen versehenen Werkzeugen bzw. Werkzeughaltern in einseitig offenen Werkzeugtaschen längs eines Randes einer beweglichen Magazinordnung, insbesondere einer drehbaren Magazinscheibe für eine Werkzeugmaschine, mit in die Aussparungen paarweise hinein und aus diesen heraus beweglichen Riegelelementen und mit Betätigungseinrichtungen für die Riegelelemente.

Eine derartige Verriegelungsvorrichtung ist aus der DE-OS 28 19 607 bekannt. Bei der bekannten Verriegelungsvorrichtung sind die Riegelelemente im Abstand voneinander am freien Ende einer relativ breiten Blattfeder vorgesehen, die mit Hilfe eines Stößels in axialer Richtung der Werkzeuge bzw. Werkzeughalter aus ihrer Ruhestellung auslenkbar ist, wobei die Riegelelemente in axialer Richtung aus ihrer Verriegelungsstellung, in der sie in die Aussparungen der Werkzeuge bzw. Werkzeughalter eingreifen, aus diesen Aussparungen heraus in ihre Freigabestellung bewegbar sind. Dabei erfolgt

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die Betätigung des Stößels durch einen Anschlag der mit einer drehbaren Magazinscheibe ausgerüsteten Werkzeugmaschine, wenn die Positioniersteine am vorderen Ende einer Werkzeugaufnahme an einer Arbeitsspindel von der der Blattfeder gegenüberliegenden Rückseite der Magazinscheibe her bereits in die Aussparungen der Werkzeuge bzw. Werkzeughalter vorgefahren sind. Ein wichtiger Vorteil dieser früheren Lösung besteht darin, daß die Freigabe der Werkzeuge durch die Verriegelungsvorrichtung erst dann erfolgt, wenn die Positionierung der Werkzeuge bezüglich der Werkzeugaufnahme an der Arbeitsspindel bereits gewährleistet ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die an sich vorteilhafte vorbekannte Verriegelungsvorrichtung dort nicht eingesetzt werden kann, wo am Werkzeug bzw. am Werkzeughalter in axialer Richtung vor den Aussparungen kein Platz für eine axiale Auslenkung der Riegelelemente zur Verfügung steht.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungsvorrichtung anzugeben, die sich für das lösbare Festlegen von Werkzeugen bzw. Werkzeughaltern an einem Magazin auch dann eignet, wenn die an den Werkzeugen vorgesehenen Aussparungen für die Riegelelemente in axialer Richtung nicht frei zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Verriegelungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Riegelelemente durch die Betätigungseinrichtungen bezüglich der Aussparungen quer zur Werkzeugachse auslenkbar sind.

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Da in axialer Richtung keine Auslenkung der Riegelelemente erfolgt und nur der in radialer Richtung ohnehin verfügbare Platz genutzt wird, besteht der entscheidende Vorteil der Verriegelungsvorrichtung gemäß der Erfindung dabei darin, daß Werkzeuge mit rein radialen Aussparungen für die Riegelelemente bezüglich der Magazinanordnung ebenso lösbar festgelegt werden können wie Werkzeuge mit in axialer Richtung offenen Aussparungen, so daß die bisher hinsichtlich der in der Magazinanordnung speicherbaren Werkzeuge geltenden Einschränkungen hinsichtlich der Form des Werkzeugschaftes bzw. des Werkzeughalters überwunden werden. Dabei können jedoch die Vorteile der vorbekannten Verriegelungsvorrichtung hinsichtlich der Einführung der Positioniersteine in die Werkzeugaussparungen vor der endgültigen Freigabe der Werkzeuge durch die Verriegelungsvorrichtung voll beibehalten werden.

Als günstig hat es sich erwiesen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung mit federnd in die Verriegelungsstellung vorgespannten Riegelelementen die Riegelelemente durch die Betätigungseinrichtungen entgegen der an ihnen wirksamen Federvorspannung radial nach außen aus ihrer Verriegelungsstellung in ihre Freigabestellung bewegbar sind, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn jedes der Riegelelemente jeweils an einem im wesentlichen tangential zum Umfang des zu sichernden Werkzeugs bzw. Werkzeughalters angeordneten Blattfederelement vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich nämlich bei geringem fertigungstechnischen Aufwand

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für die Verriegelung eine relativ hohe Kraft erreichen, wobei die Riegelelemente einfach durch die nach innen gebogenen Enden der Blattfederelemente gebildet sein können. Hakenförmige/ mit den freien Enden der Blattfederelemente verbundene Riegelelemente werden jedoch bei der praktischen Realisierung der Erfindung bevorzugt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das bei der bekannten Verriegelungsvorrichtung als Stößel ausgebildete Betätigungselement derart keilförmig ausgebildet ist, daß seine axiale Bewegung in eine radiale Auslenkbewegung der beiden Riegelelemente umsetzbar ist, wobei es sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, wenn das Betätigungselement mit zwei einander gegenüberliegenden Keilflächen versehen ist und wenn zwei Hebel vorgesehen sind, die durch die Keilflächen des Betätigungselementes um parallel zur Werkzeugachse verlaufende Achsen gegensinnig verschwenkbar sind. Auf diese Weise lässt sich nämlich die durch die Keilflächen bewirkte Auslenkung mit Hilfe des Hebelmechanismus verstärken, so daß die Riegelelemente aus ihrer Verriegelungsstellung in radialer Richtung hinreichend weit nach außen bewegt werden können.

Bei der praktischen Verwirklichung eines derartigen Hebelmechanismus hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn die schwenkbaren Hebel in axialer Richtung vorstehende Mitnehmer aufweisen, durch die die

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Blattfederelemente, welche die Verriegelungselemente tragen, nach außen aufspreizbar sind. Aufgrund der axial vorstehenden Mitnehmer besteht nämlich bei dieser Ausgestaltung die Möglichkeit, den eigentlichen Hebelmechanismus einschließlich des Betätigungselementes in dem freien Raum hinter der Magazinanordnung anzubringen.

Weiterhin erfolgt die axiale Verstellung des Betätigungselementes erfindungsgemäß vorzugsweise mittels eines druckmittelbetätigten Kolben/Zylinder-Aggregats. Dieses Aggregat kann dabei ein einfach wirkendes Aggregat sein, wobei die Rückstellwirkung der Blattfederelemente auf die Stößel, falls die zugeordnete axiale Kraftkomponente an den Schrägflächen nicht ausreicht, durch eine Rückholfeder für das Betätigungselement ergänzt werden kann} es kann aber auch ein doppelt wirkendes Kolben/ Zylinder-Aggregat eingesetzt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer

Werkzeugmaschine mit einer drehbaren Magazinscheibe mit zugehörigen Verriegelungsvorrichtungen gemäß der Erfindung ;

Fig. 2 eine vergrößerte Teil-Draufsicht auf

die Magazinscheibe der Werkzeugmaschine gemäß Fig. 1 mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung;

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Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Verriegelungsvorrichtung gemäß Fig. 2 längs der Linie 3-3 in dieser Figur;

Fig. 4 eine Vorderansicht der Verriegelungsvorrichtung gemäß Fig. 2 in einer hinter einem

äußeren Ring und einem Halterungselement liegenden Ebene und

Fig. 5 einen· Längsschnitt durch die Verriegelungsvorrichtung gemäß Fig. 4 längs der Linie 5-5 in dieser Figur.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Bearbeitungszentrum bzw. eine Werkzeugmaschine mit einem Maschinengestell 10, dessen rückwärtiger Teil einen Maschinenständer 12 trägt. Vor dem Maschinenständer 12 ist auf dem Maschinengestell 10 ein Maschinentisch 14 angeordnet, der vorzugsweise durch einen Kreuzschlitten gebildet wird.

An der Vorderseite des Maschinenständers 12 ist ein Spindelstock 16 mit einer Arbeitsspindel 18 höhenverstellbar in einer Führung geführt, die oberhalb des Spindelstockes 16 von einem Faltenbalg 20 abgedeckt ist. Seitlich an der Maschine ist ein Schaltschrank 22 zur Aufnahme der Maschinensteuerung, insbesondere einer CNC-Steuerung, angeordnet.

Oberhalb des Spindelstockes 16 ist an dem Maschinenständer 12 eine scheibenförmige Magazinanordnung angeordnet, die nachstehend der Einfachheit halber als Magazin 24

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bezeichnet wird. Das Magazin 24 weist in bekannter Weise einen scheibenförmigen Werkzeughalterträger 26 auf, der um eine zur Achse der Arbeitsspindel 18 parallele Achse drehbar und in axialer Richtung verschiebbar gelagert ist.

Das Magazin 24 weist an seinem Umfang in gleichen Winkelabständen voneinander eine Vielzahl von in Umfangsrichtung offenen Werkzeughalteraufnahmen bzw.. Werkzeugtaschen 28 auf, in denen die verschiedenen Werkzeuge bzw. Werkzeughalter 30 lösbar verriegelbar sind.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Werkzeughalterträger 26 aus verschiedenen Scheiben bzw. Ringen zusammengesetzt, wobei an einem äußeren Ring 32 einzelne segmentförmige Halterungselemente 34 mit jeweils einer Werkzeugtasche 28 und einer zugehörigen Verriegelungsvorrichtung montiert sind.

Die einzelnen Halterungselemente 34 sind dabei plattenförmig ausgebildet und mit dem äußeren Ring 32 beispielsweise vernietet oder verschraubt und besitzen an ihrem freien äußeren Ende die nach außen offene Werkzeugtasche 28, deren Rand, wie dies aus Fig. 3 deutlich wird, ein Profil aufweist, welches komplementär zum Profil eines nach den bestehenden Normen ausgebildeten Mitnahmeflansches 36 eines Werkzeughalters 38 ausgebildet ist. Man erkennt, daß der Werkzeughalter 38 dann, wenn sich die Verriegelungsvorrichtung in ihrer Verriegelungsstellung befindet, durch den profilierten Rand der

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Werkzeugtasche 28 in axialer Richtung in einer definierten Stellung festgelegt ist.

Die Verriegelungsvorrichtung selbst weist gemäß Fig. 2 zwei Riegelelemente 40 auf, die jeweils am freien Ende einer Blattfeder 4 2 vorgesehen sind. Das andere Ende der Blattfedern 42 ist an den im wesentlichen radial verlaufenden Seitenflächen der Halterungselemente 34 befestigt, beispielsweise angeschraubt. Die Riegelelemente 40 sind durch die Blattfedern 42 in ihre Verriegelungsstellung vorgespannt, so daß sie normalerweise die in Fig. 2 gezeigte Lage in den einander gegenüber-•liegenden Aussparungen 44 des in Fig. 2 mit strichpunktierten Linien eingezeichneten Werkzeughalters 38 einnehmen. Zum Lösen dieser Verriegelung kann jedes Riegelelement 40 über seine zugehörige Blattfeder 42 mittels zugehöriger Betätigungseinrichtungen quer zur Längsachse bzw. radial aus den Aussparungen 44 herausbewegt werden und nimmt dann die in Fig. 2 für das rechte Riegelelement 40 in strichpunktierten Linien eingezeichnete Freigabestellung ein.

Der Aufbau und die Funktion der Betätigungseinrichtungen für die Riegelelemente 40 werden nachstehend anhand von Fig. 4 und 5 der Zeichnung näher erläutert.

Betrachtet man zunächst Fig. 5, so erkennt man, daß die Betätigungseinrichtungen ein Betätigungselement 46 aufweisen, welches parallel zur Längsachse eines

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Werkzeughalters 38 bzw. parallel zur Drehachse des Magazins 24 hin- und herbeweglich ist, wie dies in Fig. 5 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist. Am vorderen in Fig. 5 unteren - Ende des Betätigungselementes 46, welches beispielsweise mittels eines Keils gegen eine Drehung gesichert ist, sind zwei einander gegenüberliegende Keilflächen 46a vorgesehen, von denen jede mit einer Schrägfläche 48a eines zugehörigen Stößels 48 zusammenwirkt. Die ebenfalls in geeigneter Weise gegen eine Drehung gesicherten Stößel 48 werden also durch die Keilflächen 46a gegensinnig nach außen gedrückt, wenn das Betätigungselement 46 nach vorn bzw. in Fig. unten bewegt wird. Dabei erfolgt der Antrieb des Betätigungselementes 46 z.B. mit Hilfe eines pneumatischen oder hydraulischen, doppelt wirkenden Kolben/Zylinder-Aggregats 50, mit dem dann auch die Rückführung des Betätigungselements 46 erfolgen kann. Beim Ausführungsbeispiel kann die vordere Endstellung des Betätigungselementes 46 bzw. des damit verbundenen Kolbens mit Hilfe eines Näherungsschalters 52 erfaßt werden, der mit einem Kopf 54 an der Kolbenstange 56 des Aggregats 50 zusammenwirkt.

Gemäß Fig. 4 wirken die äußeren Enden der Stößel 48 jeweils auf einen mittleren Bereiche zweier in der Draufsicht im wesentlichen U-förmiger Hebel 58 ein, die um parallel zur Magazinachse verlaufende Achsen 59 schwenkbar sind. Die Hebel 58 sind jeweils mittels einer Druckfeder 60 in eine definierte Ausgangslage vorgespannt, die durch eine Anschlagschraube 62 bestimmt wird. Die Hebel 58 werden aus ihrer in Fig. 4 mit durchgezogenen

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Linien gezeigten Ausgangsstellung nach außen in die in Fig. 4 links mit strichpunktierten Linien gezeichnete Stellung geschwenkt, wenn das Betätigungselement 46 in axialer Richtung nach vorn bewegt wird. Dabei werden in axialer Richtung vorstehende Mitnehmer 64 der Hebel 58 nach außen bewegt und bewegen die Riegelelemente 40 über deren zugeordnete Blattfedern 42 in die Freigabestellung. Ein zuvor in der Werkzeugtasche 28 verriegelter Werkzeughalter 38 kann nunmehr nach unten frei aus der Werkzeugtasche 28 herausbewegt werden. Dabei versteht es sich, daß die Bewegungen des Betätigungselementes durch die Maschinensteuerung so gesteuert werden, daß bei einem Werkzeugwechsel ein korrekter Arbeitsablauf gewährleistet ist, und zwar insbesondere bei der Übernahme eines Werkzeughalters 38 durch die Arbeitsspindel 18, wobei die Positionierung des Werkzeughalters 38 durch den profilierten Rand der Werkzeugtasche 28 und die Riegelelemente 40 bei der Übernahme eines Werkzeugs durch die Arbeitsspindel 18 so lange aufrechterhalten bleibt, bis die Positioniersteine an der Arbeitsspindel 18 von hinten in die Aussparungen 44 des Werkzeughalters 38 vorgefahren sind.

Leerseite

Claims

HOEGER₁'STELLREChT & PARTNER

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE !4c-O 70OO STUTTGART 1

A 45 106 b Anmelder: Ex-CeIl-O GmbH

k - 176 Salacher Straße 93

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Patentansprüche

M.) Verriegelungsvorrichtung zum lösbaren Festlegen von an ihrem Umfang mit einander gegenüberliegenden Aussparungen versehenen Werkzeugen bzw. Werkzeughaltern in einseitig offenen Werkzeugtaschen längs eines Randes einer beweglichen Magazinordnung, insbesondere einer drehbaren Magazinscheibe: für eine Werkzeugmaschine, mit in die Aussparungen paarweise hinein und aus diesen heraus beweglichen Riegelelementen und mit Betätigungseinrichtungen für die Riegelelemente,

dadurch gekennzeichnet, daß die Riegelelemente (40) durch die Betätigungseinrichtungen bezüglich der Aussparungen (44) quer zur Werkzeugachse auslenkbar sind.

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2. Verriegelungsvorrichtung mit federnd in die Verriegelungsstellung vorgespannten Riegelelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegelelemente (40) durch die Betätigungseinrichtungen entgegen der an ihnen wirksamen Federvorspannung radial nach außen aus ihrer Verriegelungsstellung in ihre Freigabestellung bewegbar sind.
3. Verriegelungsvorrichtung mit durch ein Blattelement vorgespannten Riegelelementen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Riegelelemente (40) jeweils an einem im wesentlichen tangential zum Umfang des zu sichernden Werkzeugs bzw. Werkzeughalters (38) angeordneten Blattfederelement (42) vorgesehen ist.
4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem in axialer Richtung beweglichen Betätigungselement der Betätigungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (46) derart keilförmig ausgebildet ist, daß seine axiale Bewegung in eine radiale Auslenkbewegung der beiden Riegelelemente (40) umsetzbar ist.
5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (46) mit zwei einander gegenüberliegenden Keilflächen (46a) versehen ist und daß zwei Hebel (58) vorgesehen sind, die durch die Keilflächen (46a) des Betätigungselementes (46) um parallel zur Werkzeugachse verlaufende Achsen gegensinnig verschwenkbar sind.

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6. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Hebel (58) Mitnehmer (64) aufweisen, durch die die die Riegelelemente (40) tragenden Blattfederelemente nach außen aufspreizbar sind.
7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche

4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (46) mit dem Kolben eines Kolben/Zylinder-Aggregats (50) verbunden ist.
8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche

3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederelemente (42) jedes zusammenwirkenden Paares von Riegelelementen (40) jeweils an gegenüberliegenden Seitenflächen eines segmentförmigen Halterungselementes (34) montiert sind, welches seinerseits an seinem inneren Ende mit einem scheibenförmigen Teil der Magazinanordnung verbunden ist und an seinem äußeren Ende mit einer Werkzeugtasche (28) versehen ist.
9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Werkzeugtasche (28) zur axialen Positionierung der Werkzeuge bzw. Werkzeughalter mit einem Profil versehen ist, welches komplementär zu einem Profil an einer Umfangsflache des Werkzeugs bzw. Werkzeughalters ausgebildet ist.