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titel der Erfindung
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Werkzeugspeicher für automatische Werkzeugwechseleinrichtung Anwendungsgebiet
der Erfindung Der Werkzeugspeicher ist anwendbar für automatische Werkzeugwechseleinrichtungen
an Werkzeugmaschinen.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Allen bekannten
Werkzeugspeichern ist gemeinsam, daß die darin aufgenommenen Werkzeugschäfte eine
einzige Speicher lage haben.
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Diese ist durch eine senkrechte Werkzeugachse gekennzeichnet, wobei
alle Werkzeuge entweder nach oben oder nach unten zeigen.
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Werkzeugspeicher mit waagerechter Werkzeugachse gehören nicht zu der
erfindun£>sgernäßen Gattung.
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Die Aufnahme der Werkzeugschäfte im Speicherplatz des Jerkzeugspeichers
erfolgt bekannter Weise entweder neben dem Mitnahmeflansch (DE 1 777 295 B 23 Q
3/157) oder am Knauf (DD 155 240 B 23 Q 3/155).
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Allen diesen Werkzeugspeichern ist weiterhin gemeinsam, daß die Teilung
zwischen den Speicherplätzen ein konstantes Maß ist, das zumeist durch die größten
Werkzeugdurchmesser bestimmt wird. Bei ausschließlicher Anwendung von Werkzeugen
kleiner
Durchmesser, z. B. Bohrer, wird die Teilung im Minimum durch den Durchmesser des
Mitnahmeflansches begrenzt. Geht man von einer ulinimalen Teilung aufs, so erfordert
die Speicherung von Werkzeugschäften mit Werkzeugen großer Durchmesser die Freilassung
von Speicherplätzen zu beiden Seiten des Werkzeugschaftes.
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Bei einem Kettenspeicher, dessen Werkzeuge in der S»eicherlage waagerecht
angeordnet sind, wird den unterschiedlichen Werkzeugdurchmessern dadurch Rechnung
getragen, daß in entsprechenden Abständen an das kettenförmige Tragorgan Werkzeugaufnahmen
angehängt werden, so daß keine ungenutzten Speicherplätze vorhanden sind und der
Abstand der £peicherplätze zueinander entsprechend der Werkzeugbelegung optimiert
werden kann (DE 2616 459, B 23 Q 3/155).
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Trotz dieser Maßnahmen wird der Raum zwischen den Werkzeugaufnahmen
durch deren unterschiedliche Abstände nicht oDtimal genutzt. Gleichfalls erfolgt
auch eine ungenügende Ausnutzung des Raumes im Bereich der Werkzeuge. Grundsätzlich
bestimmt das längste Werkzeug die erforderliche freizuhaltende Höhe über dem Speicherorgan.
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Ziel der Erfindung Es ist Ziel der Erfindung, einen Werkzeugspeicher
zu schaffen, der eine optimale Raumausnutzung über und unter dem Speicherorgan ermöglicht.
Dabei soll die Speicherung verschieden großer Werkzeugschäfte angängig sein.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Es ist Aufgabe der Erfindung, einen
Werkzeugspeicher für automatische Werkzeugwechseleinrichtungen, bestehend aus einem
waagerecht dreh- oder verschiebbarem oder feststehenden Speicherorgan mit nach außen
gerichteten offenen Aufnahmen für die zu wechselnden Werkzeugschäfte mit Werk zeugen
zu schaffen, bei dem die abstandsbestimmenden Durctmesser am Werkzeugschaft oder
am Werkzeug so zum daneben
gespeicherten Werkzeugschaft oder Werkzeug
angeordnet sind, daß eine Addition der Durchmesser vermieden und eine hohe Packungsdichte
unter Einjbeziehung der Länge der Werkzeuge erzielt wird.
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Das wird dadurch erreicht, daß in nebeneinanderliegenden Aufnahmen
wechselnd ein mit dem Werkzeug nach unten zeigender Werkzeugschaft und ein mit dem
Werkzeug nach oben zeigender Werkzeugschaft aufgenommen sind.
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Für die Ausbildung der nebeneinanderliegenden Aufnahmen sind folgende
Lösungen möglich : - alle Aufnahmen sind passend zum knauf des Werkzeugschaftes
ausgebildet, - die Aufnahmen sind passend abwechselnd zu einem Absatz des Werkzeugschaftes
über und unter dem Mitnahmeflansch ausgebildet, - die Aufnahmen sind passend abwechselnd
zum Knauf und oassend zu einem Absatz des Werkzeugschaftes unter dem Mitnahmeflansch
ausgebildet.
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Die vorstehend beschriebenen Aufnahmen können an einem Etagenspeicher
mit senkrechter drehbarer Säule, an der mindestens eine Speicherscheibe durch eine
Nabe befestigt ist, wobei die Speicherscheibe aus mehreren Segmenten zusammengesetzt
ist, angeordnet sein.
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Weiterhin sind als Speicherorgan ein waagerecht verschiebbarer Kettenspeicher
oder Speicher leisten anwendbar. Die Speicher leisten sind verschiebbar oder feststehend.
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Ausführ u agsbeispiel Die erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.
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In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Etagenspeicher,
Fig. 2 eine Speicherscheibe in der Draufsicht,
Fig. 3 eine Speicherscheibe
mit Werkzeugen in der Seitenansicht, Fig. 4 eine Speicherleiste mit wechselnden
Aufnahmen, Fig. 5 eine Seitenansicht mit Werkzeugen zu fig. 4, Fig. 6 eine Speicherleiste
mit gleichen Aufnahmen, Fig. 7 eine Seitenansicht mit Werkzeugen zu Fig. 6, Fig.
8 einen Kettenspeicher mit wechselnden Aufnahmen, Fig. 9 einen Schnitt nach Linie
8-8 in Fig. 8.
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Der Ltagenspeicher (Fig. 1) besteht aus einem mobilen Gestell 1, welches
am oberen Ende durch eine Deckplatte 2 abgeschlossen ist. im Zenti um der Deckplatte
2 ist ein Gehäuse 3 mit den Lagern für eine senkrechte Säule 4, die annähernd die
fiöhe des Gestells 1 hat, befestigt. Das nach oben herausragende Ende der Säule
4 ist durch ein Untersetzungsgetriebe 5 und ein Schrittgetriebe mit Rastphase 6
mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden. Im Bereich des Gestelles
1 sind für jede Etage zwei Naben mit Flansch 7 ; 8 auf der Säule 4 festgeklemmt
(Fig. 3). Auf dem Flansch der oberen Nabe 7 ist als Speicherorgan eine runde Scheibe
9 festgeschraubt, die aus drei gleichgro?en Segmenten 10; 11; 12 besteht (Fig. 2).
Am Unfang ist die Scheibe 9 mit annähernd halbkreisförmigen Aufnahmen 13 versehen,
die nach außen hin offen sind. Die Aufnahmen 13 haben abwechselnd zwei verschiedene
Ausbildungen.
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Die eine Aufnahme 13 ist eine durchgehende reichlich halbkreisförmige
Bohrung, deren Durchmesser dem Durchmesser eines Absatzes IL neben dem Flansch 15
eines Werkzeug schaftes 16 entspricht. Die andere Aufnahme 17 ist eine einmal abgesetzte
ebenfalls reichlich halbkreisförmige Bohrung, deren Durchmesser den Abmessungen
des Knaufes 18 am Werkzeugschaft 16 entsprechen. Die Aufnahme ist von der Oberseite
der Scheibe 9 aus so tief abgesetzt, daß der Knauf 18 vollständig in der Scheibe
9 versenkt ist. Der Abstand der Aufnahmen 13; 17 am Umfang der Scheibe 9 ist so
gewählt, daß die Außendurchmesser zweier Flansche 15 von
erkzeugschäften
16 zwar die dazwischen liegende Aufnahme 17 für den nauf 1S eines Werkzeugschaftes
16 von beiden Seiten her überecken, aber noch so viel Abstand besitzen, daPJ ein
Gieifer einer Werkzeugwechseleinrichtung einen Flansch 15 umfassen kann. Jeder Aufnahme
13; 17 ist eine Bohrung 19 in der Scheibe 9 zugeordnet, deren Lage durch die Mitnahmenut
20 im Flansch 15 des V;!erkzeugschaftes 16 bestimmt ist.
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Die zweite Nabe mit Flansch 8 (Fig. 3) ist um soviel tieer an der
Säule 4 festgeklemmt, daß eine ebenfalls aus drei Segmenten bestehende, auf ihr
verschraubte Stützscheibe 21 etwa am Lande des Kegels eines Werkzeugschaftes 16
anliegt. Eine der Mitnahmenut 20 zugeordneten Bohrung 19 in der Scheibe 9 entsprechende
Bohrung ist auch in der Stützscheibe 21 vorhanden. Durch zwei übereinander liegende
Bohrungen 19 ist ein Bolzen 22 geführt, der entweder an seinem oberen Ende oder
an seinem unteren Ende eine Buchse 23 trägt, die in die Mitnahmenuten 20 am Flansch
15 des Werkzeugschaftes 16 passen.
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Die in den Fig. 4 und 4 dargestellte Speicherleiste 24 ist hinsichtlich
Aufnahmen 13; 17 und der Abstützung 21 eine ebene Abwicklung der als Speicherorgan
ausgebildeten runden Scheibe 9 in Fig. 2 und 3 Mehrere solclier Speicherleisten
24 werden übereinander in ein nicht dargestelltes Regal eingesetzt und sind dort
austauschbar befestigt.
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Die Speicherleiste 25 nach Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von der
nach Fig. 4 durch die Ausbildung der Aufnahmen.
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Alle Aufnahmen 13 bestehen aus einer glatt durchgehenden reichlich
halbkreisförmigen Bohrung, deren Durchmesser dem Durchtiesser eines Absatzes 14
neben dem Flansch 15 eines Werkzeugschaftes 16 entspricht.
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Eine weitere Lösung ist als Kettenspeicher 26 ausgebildet (Fig. 8).
Dieser besteht aus zwei senkrechten Wellen 27; 28, die in einem nicllt dargestellten
Gestell gelagert sind.
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Die eine Welle 27 ist über ein Schrittgetriebe mit Rastphase mit einem
Antriebsmotor verbunden. Die andere Welle 28 ist frei drehbar gelagert. Auf jeder
der beiden zellen 27 28 sind in einem Abstand, der etwa der rllerkzeugsc haf tlange
entspricht, je zwei Kettenräder 29 ; 30 und 31 ; 32 befestigt, über die eine obere
und eine untere Rollenkette 33; 34 geführt ist. Beide Rollenketten 33 ; 34 (Fig.
9) haben gemeinsame Rollenbolzen 35; deren obere Zünden 36 etwas über die Kettenlaschen
37 herausragen und deren untere Enden 38 eine gabelförmige Lagerung 39 besitzen,
die eine Stützrolle 40 aufnimmt. Diese Stützrolle 40 liegt auf einer Laufbahn 41
auf, die parallel zu der unteren Rollenkette 34 am Gestell angeordnet ist. Im Übergabebereich
befindet sich an der Innenseite beider Rollenketten 33; 34 ein Stützglied 42.
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Dieses besteht aus einem Rahmen 43, der mit dem Gestell verwunden
ist. Im Rahmen 43 sind im Abstand der Rollenbolzen 35 Achsen 44 gelagert, die in
der Höhe der oberen und umteren Rollenkette 33; 34 je eine Rolle 45 traten, an die
die Rollenketten 33; 34 mit der Innenseite ihrer Kettenlaschen 37 anliegen. Auf
die herausragenden oberen Enden der Rollenbolzen 36 sind winkelförmige Trägerkör
per 46 für die rierkzeugschä.fte 16 gehängt. hin senkrechter Schenkel 47 des Trägerkörpers
46 liegt an den Kettenlaschen 37 beider Rollenketten 33; 34 an und ist mit einer
parallel zum v;aaerechten Schenkel 48 des Trägerkörpers 46 angeordneten Stützleiste
49 versehen. Der waagerechte Schenkel 48 ragt einerseits über die Rollenkette 33
und ist dort mit zwei Bohrungen 50 passend zu den Enden 36 der Rollenbolzen 35 versehen.
Andererseits zeigt der waagerechte Schenkel von der Rollenkette 33 weg und ist an
seinem freien Lande mit einer reichlich halbkreisförmigen Aussparung als Aufnahme
13 versehen. Es sind im wechsel zwei verschiedene Trägerkörper 46; 51 angeordnet.
Der eine hat die Breite des Abstandes von vier Rollenbolzen 35, wobei für die zwei
äußeren Rollenbolzen 35 der waagerechte Schenkel 48 ausgespart ist. Die Aufnahme
13 ist als glatt durchgehende Bohrung ausgeführt,
die den Durchmesser
eines Absatzes 14 nahe des Flansches 15 am Werkzeugschaft 16 besitzt. Die andere
hat die Breite des Abstandes von zwei Rollenbolzon 35. Die Aufnahme 17 ist als einmal
ab gesetzte Bohrung ausgeführt, deren Durchmesser den Abmessungen des Knaufes 18
am Werkzeugschaft 16 entsprechen.
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Die Aufnahme 17 ist von der Oberseite des Trägerkörpers 51 aus so
tief eingesenkt> daß der Knauf 18 vollständig versenkt ist.
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Die Arbeitsweise des Werkzeugspeichers ist folgende: Entsprechend
der für die Arbeitsaufgabe benötigten Anzahl Werkzeuge und ihrer Größe werden auf
der Säule 4 die Naben mit Flansch 7; 8 festgeklemmt und darauf als Speicherorgan
die runde Scheibe 9 sowie die Stützscheibe 21 verschraubt (Fig. 1). In die großen
Aufnahmen 13 werden die Werkzeug schafte 16 mit nach oben zeigenden Werkzeugen so
eingesetzt, daß der Flansch 15 auf der Oberseite der Scheibe 9 auf liegt.
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Line der Mitnahmenuten 20 wird zum Eingriff mit der Buchse 23 gebracht,
die auf dem Bolzen 22 sitzt und über die Oberseite der Scheibe 9 herausragt.
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Daduch ist der Werkzeugschaft 16 in seiner Lage eindeutig bestimmt
und kann am Umfang des Flansches 15 durch den Greifer einer Übergabeeinrichtung
entnommen und wieder eingesetzt werden.
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In die kleinen Aufnahmen 17 werden die Werkzeugschäfte 16 mit n3ch
unten zeigendem Werkzeug am Knauf 18 eingehängt.
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Der Kegel des Werkzeugschaftes 16 liegt dabei an der Stützscheibe
21 an. Für die hängenden Werkzeugschäfte 16 ist die Buchse 23 am nach unten zeigenden
Ende des Bolzens 22 befestigt. Dort wird die Ltitnahinenut 20 zum E Eingriff gebracht
und der Werkzeugschaft 16 ist ebenfalls eindeutig bestimmt und kann am Umfang des
Flansches 15 ergriffen werden.
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Für besonders lange Werkzeuge wird in der darüber oder daunter wie
enden Etage ein Segment 10 der Scheibe 9 und der
Stützscheibe 21
weggelassen. Dadurch können die tagenabstände optimal gewählt werden. Durch die
abwechselnd hängenden und stehenden Werkzeugschäfte 16 mit ihren Werkzeugen werden
die Abstande ati Umfang sehr eng gehalten, wobei es trotzdem möglich ist, auch Werkzeuge
mit Bolzen Drehmessern zu speichern, ohne Speicherplätze ungenutzt zu lassen. Weiterhin
werden die Räume unterhalb und oberhalb der Scheibe 9 weitgehend ausgenutzt, so
daß eine hohe lVerkzeuganzahl pro Raumeinheit gespeichert ist.
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Die einzelnen Etagen sind so zueinander ausgerichtet, daß senkrecht
untereinander jeweils Aufnahmen 13 oder 17 gleicher Art angeordnet sind.
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In der Speicherplatzkodierung ist zusätzlich eine Angabe enthalten,
ob der Werkzeugschaft 16 hängt oder steht. Entsprechend wird der Greifer der Übergabeeinrichtung
positioniert. In das Programm der Steuerung der \Jberg,abeeiiictbung ist weiterhin
eingegeben, welche Achslage die Arbeitsspindel hat, in die das zu wechselnde Werkzeug
eingesetzt werden soll. Entsprechend wird der Werkzeugschaft 16 durch den Greifer
der Übergabeeinrichtung geschwenkt.
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Durch den Austausch übereinanderliegender Segmente 10; 11; 12 der
Scheiben 9 und der Stützscheiben 21 gegen Segmente mit anderen Aufnahmegrößen ist
es möglich, in einem Werkzeugspeicher Werkzeugschäfte 16 unterschiedlicher Größen
zu speichern.
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Die Arbeitsweise des Werkzeugspeichers nach Fig. 4 und 5 entspricht
der vorbeschriebenen. Lediglich sind wesen seiner Ausbildung als Speicher leiste
24 alle Bewegungen für die Entnahme und das Wiedereinsetzen der Werkzeugschäfte
16 durch die Übergabeeinrichtung auszuführen.
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Für die Speicherleiste 25 nach Fig. 6 und 7 sind im Unterscnied zu
dem Vorstehenden die Aufnahmen 13 alle von gleicher Form und Größe. Somit werden
hierbei die Werkzeugschäfte 16 mit dem Ansatz 14 neben dem Flansch 15 in die Aufnahme
13 eingeführt und zwar so, daß der Flansch 15 auf der Speicherleiste 25 aufliegt.
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Eine der Mitnahmenuten 20 wird zur Eingriff mit der auf dem Bolzen
22 sitzenden Buchse 23 gebracht.
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Im Wechsel werden die Werkzeugschäfte 16 nebeneinander so in die Aufnahmen
13 eingesetzt, daß einzel das Werkzeug nach oben und einmal nach unten zeigt. Diese
Ausführungsform wird bevorzugt bei schweren ;lerkzeugen Anwendung finden.
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Bei dem Kettenspeicher 26 nach Fig. 8 und 9 erfolgt die Lagestabilisierung
der Rollketten 33; 34 durch die in vertikaler und horizontaler Richtung abstützenden
Rollen 40; 45. Dadurch haben mindestens in Übergabestellung die Trägerkörper 46
; 51 eine definierte Lage. Die Teilung der Rollenkette 33; 34 bestimmt die Breite
der TrcÄgerkörper 46; 51.
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Durch die Aufhängung an mindestens zwei Stiften 36 sind somit die
Dimensionen für den Trögerkörper 51 mit der kleinen AuSnahrae 17 festgelegt. Auch
der Trägerkörper 46 mit der grofton Aufnahme 13 kann aus funtftionellen Gründen
nur an zwei stiften 36 einer Kettenlasche 37 eingehängt werden.
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Somit ist es an den Stellen der nebenliegenden Stifte freigearbeitet.
Die weitere Arbeitsweise des Kettenspeichers 26 entspricht der beim Etagenspeicher
nach Fig. 1.
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Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, alle Aufnahmen 17 so auszubilden,
daß sie den Knauf 18 des V'rkzeugschaftes 16 aufnehrrn. Lediglich erfolgt die Einsenkung
bei nebeneinanderliegenden Aufnahmen 17 einmal von oben und das andere Mal von unten.
Dadurch werden die Werkzeugschäfte 16 in nebeneinanderliegende Aufnahmen 17 mit
nach oben und mit nach unten - zeigenden Werkzeugen eingesetzt.
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Aufstellung der Bezugszeichen 1 Gestell 2 Deckplatte 3 Gehäuse 4 Säule
5 Untersetzungsgetriebe 6 Schrittgetriebe mit Restphase 7 Nabe mit Flansch 8 Nabe
mit Flansch 9 Scheibe 10 Segment 11 Segment 12 Segment 13 Aufnahme 14 Absatz 15
Flansch 16 Werkzeugschaft 17 Aufnahme 18 Knauf 19 Bohrung 20 Mitnahmenut 21 Stützscheibe
22 Bolzen 23 Buchse 24 Speicherleiste 25 Speicherleiste 26 Kettenspeicher 27 Welle
28 Welle 29 Kettenrad 30 Kettenrad 31 Kettenrad 32 Kettenrad 33 Rollenkette 34 Rollenkette
35 Rollenbolzen 36 oberes F nde
37 Kettenlasche 38 unteres Ende
39 Lagerung 40 Stützrolle 41 Laufbahn 42 Stützglied 43 Rahmen 44 Achse 45 Rolle
46 Trägerkörper 47 senkrechter Schenkel 48 waagerechter Schenkel 49 Stützleiste
50 Bohrung 51 Trägerkörper
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