DE3431091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kettenmagazin für Werkzeugma­ schinen, insbesondere für Bearbeitungszentren, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-OS 20 00 779 ist ein derartiges Kettenmagazin bekannt, bei welchem die einzelnen Kettenglieder als Werk­ zeugaufnahmen ausgebildet sind und die Bewegung der Mit­ telachsen dieser Werkzeugaufnahmen in der Bewegungsbahn der Gelenkachsen der Endloskette erfolgt. Zur Vermeidung von Schlingerbewegungen sind die einzelnen Kettenglieder an ortsfesten Führungsschienen bis zum jeweiligen Teil­ kreisdurchmesser der Kettenräder geführt. Aufgrund der hohlzylindrischen Ausbildung der Werkzeugaufnahmen können die mit den Spanwerkzeugen fest verbundenen Werkzeughal­ ter, z. B. die Iso-Kegel, nur in der Achse der Werkzeug­ aufnahmen eingeschoben werden, wodurch die Anwendungsmög­ lichkeiten dieses Kettenmagazins nur auf einen bestimmten Werkzeugmaschinen-Typ begrenzt ist, bei welchem die ein­ zelnen Werkzeuge durch axiale Vorschubbewegungen der ver­ tikalen Arbeitsspindel gewechselt werden. Darüber hinaus wird bei diesem bekannten Kettenmagazin ein sog. Polygon­ effekt wirksam, der sich insbesondere bei in mehreren Schleifen verlegten langen Endlosketten durch stoßartige Ruckbewegungen bemerkbar macht.

Aus der DE-OS 21 43 383 ist ein Werkzeugmagazin mit einer endlosen Führungs- oder Fahrschiene bekannt, an welcher eine Reihe von verschiebbaren Schlitten geführt und durch eine gesonderte Einrichtung angetrieben sind. Jeder Schlitten enthält eine Werkzeugaufnahme zur lösbaren Hal­ terung eines Werkzeugs.

Aus der DE-OS 25 25 212 ist ein weiteres Kettenmagazin be­ kannt, bei welchem die einzelnen Werkzeugaufnahmen durch Zwischenlaschen gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die von den Mittelachsen der Werkzeugaufnahmen beschriebe­ ne Bahnkurve in einem bestimmten Abstand außerhalb der von den Gelenkbolzen beschriebenen Bahnkurve verläuft. Auf­ grund der verwendeten Zwischenlaschen hat dieses Kettenma­ gazin eine verminderte Speicherkapazität. Da die Bewe­ gungsbahn der Werkzeuge außerhalb der Bewegungsbahn der eigentlichen Kette verläuft, ergeben sich insbesondere in den Anfahr- und Abrems-Phasen des Kettenmagazins hohe Mo­ mente und damit Belastungen der Kettengelenke.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kettenmagazin für Werk­ zeugmaschinen in Form von mehreren parallelen Schleifen zu schaffen, das eine hohe Speicherkapazität besitzt und das eine sichere und zuverlässige Führung der Werkzeuge bei verminderter Belastung insbesondere der Kettengelenke ge­ währleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kettenmagazin der eingangs genannten Art durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der einzelnen Ket­ tenglieder mit den beiden in Kettenlängsrichtung schrägen einstückig miteinader verbundenen Zugstegen im Unterteil wird eine in sich verwindungssteife Kettenkonstruktion und darüber hinaus auch eine sichere Halterung der mit unter­ schiedlichen Werkzeugen bestückten Werkzeughalter (Steil­ kegel) erzielt. Da die Achsen der teilzylindrischen und seitlich offenen Werkzeugaufnahmen sich in der Bewegungs­ bahn der Gelenkbolzen befinden, werden Momente beim Anfah­ ren und Abbremsen des Magazins vermieden und damit die Be­ anspruchungen der Gelenkbolzen vermindert. Gleichzeitig werden Kollisionen der Werkzeugaufnahmen beim Einlaufen der jeweiligen Kettenglieder in die Kettenräder vermieden. Den ruckartige Kettenbeanspruchungen verursachenden Poly­ goneffekten wird durch eine Zwangsführung der Kettenge­ lenkbolzen und ggf. auch der Werkzeugaufnahmen bis zum größten Durchmesser des jeweiligen Kettenrad-Teilkreises entgegengewirkt, was zu einem weiter verbesserten ruhigen Lauf des Kettenmagazins führt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Kettenmagazin in schematischer Draufsicht;

Fig. 2 den Ausschnitt A in Fig. 1 in ver­ größerter teilgeschnittener Drauf­ sicht;

Fig. 3 einen Teilschnitt III-III in Fig. 2;

Fig. 4 den Ausschnitt B in Fig. 1 in ver­ größerter Draufsicht.

Das in Fig. 1 dargestellte Kettenmagazin umfaßt eine in fünf Schleifen I-V verlegte Endloskette 1, die um insgesamt sieben Kettenräder 2 bis 8 geführt ist. Das mittlere Kettenrad 5 wird von einem mit der Programmsteuerung der Werkzeugmaschine gekoppelten Elektromotor 9 angetrieben.

Wie dargestellt, werden die einzelnen Kettenglie­ der 10 von den Werkzeugaufnahmen gebildet, die so aus­ gebildet und angeordnet sind, daß die vertikale Achse 12 ihrer teilzylindrischen Ausnehmungen 11 sich ständig in der Bewegungsbahn 21 der Kettenbolzen 20 befinden. Da­ durch ergibt sich einmal eine wesentliche konstruktive Vereinfachung, weil die bisher üblichen gesonderten Kettenlaschen entfallen können, und zum anderen wird bei geringstmöglichem Zwischenabstand zwischen den ein­ zelnen Werkzeugaufnahmen ein Umlauf um die Kettenräder 4, 6 mit sich nach radial innen öffnenden Werkzeugauf­ nahmen ermöglicht, ohne daß deren Durchmesser vergrößert werden müßte.

Wie dargestellt, ist die Endloskette 1 auf allen geradlinigen Abschnitten beidseitig durch Laufrollen und ortsfest verlegte beidseitige Führungsschienen 13, 14 geführt. Die genaue Anordnung und Wirkung der Füh­ rungsschienen wird anhand der Fig. 2 im einzelnen be­ schrieben.

Im geraden stirnseitigen Abschnitt zwischen den beiden Umlenkrollen 3 und 8 kann ein Ablage­ tisch 15 für den Ein- und Ausbau der Werkzeuge in die Kettenglieder bzw. Werkzeugaufnahmen des Maga­ zins angeordnet sein.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Ausschnitt A in Fig. 1, wobei auf der linken Hälfte der Fig. 2 zwei Kettenglie­ der 10 im unteren Teil geschnitten und im rechten Teil dieser Fig. 2 ein Kettenglied in Draufsicht dargestellt sind. Fig. 3 zeigt den Schnitt III-III in Fig. 2 ge­ dreht gezeichnet. Wie ersichtlich, ist der Unterteil jedes Kettengliedes 10 aus zwei vertikalen Stegen 16, 17 gebildet, die im mittleren Teil einstückig mitein­ ander verbunden sind und an ihren Enden Bohrungen 18, 19 zur Aufnahme von Gelenkbolzen 20 aufweisen. Die Achsen dieser Gelenkbolzen 20 bewegen sich auf der strich­ punktierten Linie 21. Im Steg 16 ist ein Querzapfen 22 festgelegt, der an jedem Ende eine Laufrolle 23, 24 trägt. Ferner sind an bestimmten Gliedern unmittelbar vor den Laufrollen Bürsten 25, 26 befestigt.

Der Gliederunterteil geht über ein bogenförmiges Zwischenstück 27 in das Gliedoberteil mit der eigent­ lichen Werkzeugaufnahme 12 über. Wie aus dem rechten Teil der Fig. 2 sowie aus Fig. 3 ersichtlich, enthält die Werkzeugaufnahme eine untere Platte 28 mit einem Ausschnitt 29. Über Zwischenstücke 30, 31 ist mit vorgegebenem Zwischenabstand eine Platte 32 be­ festigt, die ebenfalls einen mittleren Ausschnitt 33 aufweist und an deren beiden seitlichen Federlaschen 34 Klemmstücke sitzen, die in eine entsprechende Um­ fangsnut am Werkzeug-Kegel einschnappen. Vertikale Laufrollen 35, 36 dienen zusammen mit - nicht darge­ stellten - Führungsschienen der Seitenführung der Ketten.

In Fig. 4 ist ein Teil des Kettenrades 5 in ver­ größerter Draufsicht dargestellt. Das Kettenrad weist an seinem Außenumfang halbkreisförmige Ausschnitte 40 auf, die durch Stege 41 voneinander getrennt sind. In den radialen Enden dieser Stege 41 befinden sich halb­ kreisförmige kleinere Ausschnitte 42, in die sich die vertikalen Führungsrollen 35, 36 beim Einlaufen der Endloskette auf das Kettenrad einlegen. Führungsschie­ nen 43, 44 für die Seitenführung der Ketten enden an der -strichpunktiert dargestellten - Linie 45, die den größten Quer-Durchmesser des Kettenrades 5 dar­ stellt. Dabei ist die jeweils äußere Führungsfläche dieser Schienen 43, 44 so positioniert, daß die Lauf­ rollen 35, 36 von der Schiene stoßfrei in die Ausnehmun­ gen des Kettenrades einlaufen. Dadurch wird ein "Polygon­ effekt" vermieden, der sich ohne diese Führung aufgrund der Durchmesseränderungen des Kettenrades ergeben würde. Die Ausschnitte 40 im Kettenrad sind so gewählt, daß sich die Werkzeugaufnahmen stoßfrei einlegen.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können die Werkzeugaufnahmen auch als gesonderte Bauteile aus­ gebildet sein, die dann auf die winkelförmigen Ketten­ glieder aufgeschraubt werden.

Claims (5)

1. Kettenmagazin für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Bearbeitungszentren, bestehend aus einer Endloskette mit Werkzeugaufnahmen, einer Tragkonstruktion mit Kettenführung an oder neben der Werkzeugmaschine und mit angetriebenen Kettenrädern, wobei die Werkzeugauf­ nahmen mit ihrer Mittelachse in der Verbindungslinie der Kettengelenke angeordnet sind und die bis zum Teilkreisdurchmesser der Kettenräder an ortsfesten Führungsschienen geführten Kettenglieder selbst die Werkzeugaufnahmen bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kettenglied (10) in seinem Unterteil zwei in Kettenlängsrichtung schräge, einstückig verbundene Zugste­ ge (16, 17) mit je einer Bohrung (18, 19) am freien Ende zur Aufnahme eines Kettengelenks (20) und in seinem die Werkzeugaufnahme bildenden Oberteil einen teilzylindrischen Ausschnitt (29) mit Klemmorganen (34) zur lösbaren Halterung eines Werkzeug-Kegels aufweist.

2. Kettenmagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kettenglied (10) an seinem Unterteil durch horizontale Laufrollen (23, 24) und an seinem Ober­ teil durch vertikale Laufrollen (35, 36) an ortsfesten Schienen (14) geführt ist.

3. Kettenmagazin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteile der Kettenglieder (10) über bogenför­ mige Zwischenstücke (27) mit den die Werkzeugaufnahmen (12) bildenden Oberteilen verbunden sind.

4. Kettenmagazin nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die vertikalen Führungsrollen (35, 36) beim Ein­ laufen der Endloskette in das Kettenrad (5) in halbkreis­ förmige Ausschnitte (42) am Außenumfang der Kettenrad- Stege (41) einlegen und daß die jeweils äußere Führungs­ fläche von Führungsschienen (43, 44) für die Seitenfüh­ rung der Ketten so positioniert ist, daß die vertikalen Laufrollen (35, 36) von der jeweiligen Führungsschiene stoßfrei in die Ausschnitte (42) des Kettenrades (5) einlaufen.

5. Kettenmagazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endloskette (1) in fünf Schleifen (I bis V) ver­ läuft und um insgesamt sieben Kettenräder (2 bis 8) ge­ führt ist, wobei das mittlere Kettenrad (5) von einem Elektromotor (9) angetrieben ist.