DE3872036T2

DE3872036T2 - Schnellkupplung zwischen werkzeug und maschine.

Info

Publication number: DE3872036T2
Application number: DE8888302381T
Authority: DE
Inventors: Frederick A Mccurdy; Dante C Zuccaro
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-03-19
Also published as: EP0288148B1; DE3872036D1; CA1317616C; US4793053A; JPH0369006B2; EP0288148A1; JPS63280923A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellösekupplung und insbesondere betrifft sie eine Schnellösekupplung zum Kuppeln eines Werkzeugs (oder eines Armende-Bestückungsgeräts - EOAT) mit einer Maschine (Support oder Roboter) und zum Schaffen einer Schnellösung für Elektro- und Fluid-Anschlüsse.
Es ist auf diesem Fachgebiet bekannt, Schnellösegeräte zum Kuppeln eines Bearbeitungs-Werkzeugs mit einer Maschine zu schaffen, bei denen die Kupplung (oder der Verriegelungs- Mechanismus) unabhängig von den Teilen der Kupplung ist, die für eine Ausrichtung sorgen. Eine bekannte Schnelösekupplung, welche die im Oberbegriff des Anspruchs 1 festgelegten Merkmale umfaßt, ist in EP-A-0 139 758 gezeigt. Es ist eine Absicht der vorliegenden Erfindung, eine Schnellösekupplung zu schaffen, die einen vereinfachten Aufbau ergibt und auch den Kupplungs-Mechanismus gegen Umgebungseinflüsse schützt.
Ein Schutz des Kupplungs-Mechanismus gegen die Umgebung ist hilfreich, da der Kupplungs-Mechanismus manchmal durch Teilchen aus der Umgebung wie Schmutz oder Metallspänen verunreinigt werden kann. Es ist auch erwünscht, den Kupplungs-Mechanismus gegen mögliche Belastung durch Chemikalien zu schützen, die sich während gewisser Zeit manchmal innerhalb des Kupplungs-Mechanismus ansammeln und möglicherweise korrosive Wirkung entfalten. Eine andere Absicht der vorliegenden Erfindung besteht darin, vorzugsweise eine Schnellösekupplung zu schaffen, bei der die beiden Hälften nicht miteinander verkuppelt werden können, wenn die Kuppplungshälften nicht richtig angelegt und ausgerichtet sind. Deshalb muß vorzugsweise irgendeine Einrichtung vorgesehen sein, um zu verhindern, daß die Schnellösekupplung fälschlich aktiviert wird, die Kupplungshälften miteinander zu verriegeln, wenn die Kupplungshälften nicht angelegt und richtig ausgerichtet sind.
Die vorliegende Erfindung ist ein Kupplungsgerät für Bearbeitungswerkzeuge mit einer Bearbeitungs-Station, bei dem die Ausrichtung unabhängig vom Kupplungs-Mechanismus ist. Der Kupplungs-Mechanismus besitzt einen Verschluß, der den Kupplungs-Mechanismus gegen Umgebungseinflüsse schützt, wenn die Kupplungshälften getrennt sind. Der Verschluß funktioniert auch dazu, eine Betätigung des Kupplungs-Mechanismus zu verhindern, wenn die Kupplungshälften nicht angelegt oder ausgerichtet sind.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schnellösekupplung für eine Arbeitsstation und ein Bearbeitungs-Werkzeug zu schaffen, die einige der angeführten Merkmale oder sie alle ergibt.
Zu diesem Zweck kennzeichnet sich eine erfindungsgemäße Schnellösekupplung gegenüber EP-A-0139758 durch die im kennzeichnenden Abschnitt des Anspruchs 1 festgelegten Merkmale.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Schnellösekupplung zum Verbinden eines Werkzeugs mit einer Maschine welche umfaßt einen Werkzeug-Adapter zum Halten des Werkzeugs mit einem allgemein axialen zentralen Hohlraum und mindestens einem allgemein axial ausgerichteten Glied, das den zentralen Hohlraum umgrenzt und gegen die Maschine vorsteht, und einem zum sequentiellen Anlegen an und Koppeln mit dem Werkzeug-Adapter ausgelegten und mit der Maschine verbundenen Werkzeug-Wechsler, welcher Werkzeug-Wechsler enthält einen zylindrischen Mantel mit einer allgemein axialen Innenkammer, einen ersten Fluiddurchlaß, der fluidisch den Außenraum des zylindrischen Mantels mit der Innenkammer zum Steuern des Fluiddrucks in der Innenkammer verbindet, wobei der zylindrische Mantel mindestens eine allgemein radiale Öffnung besitzt, die die Innenkammer überschneidet und axial von dem ersten Fluiddurchlaß in einer Richtung zum Werkzeug- Adapter hin abgetrennt ist, einen gleitbar in der Innenkammer angebrachten Kolben, der auf Fluiddruck in der Innenkammer reagiert, wobei der Kolben eine Kolbenstange mit einem Nockenabschnitt benachbart zu der radialen öffnung besitzt, und ein bewegbar in der radialen Öffnung zur Wechselwirkung mit dem Nockenabschnitt der Stange und dem axial ausgerichteten Glied angebrachtes Sperrglied zum Kuppeln des Werkzeugwechslers mit dem Werkzeug-Adapter, und ein in eine erste Position vorgespanntes Verschlußmittel, wodurch die radiale Öffnung verschlossen wird, wenn der Werkzeug-Wechsler und der Werkzeug-Adapter nicht aneinander angelegt sind, und wodurch das Verschlußmittel durch das axial ausgerichtete Glied in eine zweite Position bewegt wird zum Öffnen der radialen Öffnung, wenn der Werkzeug-Wechsler und der Werkzeug- Adapter angelegt sind, wobei das Öffnen der radialen Öffnung dem Kolben sich bewegen läßt, damit er das Sperrglied den Werkzeug-Wechsler mit dem Werkzeug-Adapter koppeln läßt, wobei der Werkzeug-Adapter eine kegelstumpfförmige Oberfläche besitzt, die radialem Abstand von dem allgemein axial ausgerichteten Glied hat und es umgibt; und der zylindrische Mantel des Werkzeug-Wechslers eine kegelstumpfförmige Fläche längs einer gemeinsamen axialen Mittellinie mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Werkzeug-Adapters besitzt zum Anlegen an dieses.
Die vorliegende Erfindung kann auch eine Schnellösekupplung zum Kuppeln eines EOAT mit einem Roboter schaffen, wobei die Schnellösekupplung einen mit dem EOAT verbundenen Werkzeug- Adapter enthält mit einem allgemein axialen zentralen Hohlraum und ein allgemein rohrförmiges axial gerichtetes Glied, das den zentralen Hohlraum umgrenzt und gegen den Roboter vorsteht mit einem nach innen gerichteten Flansch an seinem Ende zu dem Roboter hin, und wobei der Werkzeug-Adapter eine kegelstumpfförmige Fläche an seinem dem Roboter zugewendeten Ende besitzt; und ein Werkzeug-Wechsler ausgelegt ist zum aufeinanderfolgenden Anlegen an und Kuppeln mit dem Werkzeug-Adapter längs einer zu der kegelstumpfförmigen Fläche an dem Werkzeug-Adapter komplementären Kegelstumpffläche und zur Verbindung mit dem Roboter, wobei der Werkzeug-Wechsler enthält einen zylindrischen Mantel mit einer allgemein axialen zyindrischen Innenkammer mit einer axialen Mittellinie, einem ersten und einem zweiten Fluiddurchlaß, welche die Außenseite des zylindrischen Mantels mit der Innenkammer zum Steuern des Fluiddrucks in der Innenkammer verbinden und die Innenkammer eine Vielzahl von allgemein radialen Öffnungen besitzt, welche die Innenkammer axial getrennt von dem ersten Fluiddurchlaß und zu dem Werkzeug-Adapter hin überschneidet, wobei ein Kolben gleitbar in der Innenkammer angebracht die Innenkammer zwischen dem ersten und zweiten Fluiddurchlaß und den radialen Öffnugnen unterteilt und auf Fluiddruck in der Innenkammer reagiert, wobei der Kolben eine daran angebrachte Kolbenstange besitzt mit einem Nockenabschnitt mit einem Nockenwinkel von ca. 7º mit einer zur axialen Mittellinie der Innenkammer parallelen Linie und der Nokkenabschnitt benachbart zu den radialen Öffnungen liegt, ein Verriegelungsglied in Form einer bewegbar innerhalb jeder radialen Öffnung angebrachten Kugel zum Eingriff mit dem Nokkenabschnitt der Stange und dem nach innen gewendeten Flansch des axial ausgerichteten Gliedes zum Kuppeln des Werkzeug-Wechslers mit dem Werkzeug-Adapter, und Verschlußmittel, welches einen festen ringförmigen, die Innenkammer umgebenden Deckel und einen federvorgespannten Ring enthält, der in eine erste Position vorgespannt ist, wodurch die radialen Öffnungen geschlossen werden, wenn der Werkzeug-Wechsler und der Werkzeug-Adapter nicht angelegt sind, und der federvorgespannte Ring in eine zweite Position bewegt wird, wodurch die radialen Öffnungen durch das axial gerichtete Glied geöffnet werden, wenn der Werkzeug-Wechsler und der Werkzeug-Adapter angelegt sind, wobei das Öffnen der radialen Öffungen es erlaubt, daß die Kugeln zwischen dem Nockenabschnitt der Stange und dem nach innen gewendeten Flansch des axial ausgerichteten Gliedes eingefangen werden, um dem Werkzeug-Wechsler mit dem Werkzeug-Adapter zu koppeln.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielsweise mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
Fig. 1 eine Schnittansicht mit Abschnitten in Frontansicht einer bevorzugten Ausführung einer Schnellösekupplung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, mit einer (mit einer EOAT verbundenen) Werkzeug-Adapterhälfte, die von einer (mit einem Roboter verbundenen) Werkzeug-Wechslerhälfte getrennt ist;
Fig. 2 und 3 Ansichten nach Linien 2-2 bzw. 3-3 der Fig. 1 sind;
Fig. 4 eine Schnittansicht mit Abschnitten in Frontansicht ist, welche die Werkzeug-Adapter- und die Werkzeug-Wechslerhälften der Schnelllösekupplung angelegt und miteinander gekuppelt zeigen;
Fig. 5 eine Ansicht nach Linie 5-5 der Fig. 4 ist, und
Fig. 6 eine Schnittansicht einer alternativen bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist.
In Fig. 1 hat ist an ein EOAT 7 angeschlossen der Buchsenabschnitt einer Schnellösekupplung 10 nach der vorliegenden Erfindung, gemeinhin als Werkzeug-Adapter 11 bezeichnet. Mit einem Roboter 14 ist der Stiftabschnitt der Schnellösekupplung 10 verbunden, der gemeinhin als Werkzeug-Wechsler 12 bezeichnet wird. Der Werkzeug-Wechsler 12 ist ausgelegt zum aufeinander folgenden Anlegen an und Koppeln mit dem Werkzeug-Adapter 11. Mit zusätzlichem Verweis auf Fig. 2, 3, 4 und 5 ist der Werkzeug-Wechsler 11 mit dem EOAT verbunden und schafft Fluid- und Elektro-Verbindung für den EOAT 7. Das dem Roboter 14 zu gelegene Ende (gegenüber dem EOAT 7) des Werkzeug-Adapters 11 besitzt einen zylindrischen axialen Zentral-Hohlraum 13. Der Werkzeug-Adapter 11 besitzt auch mindestens ein allgemein axial ausgerichtetes Glied 15, das den zylindrischen axialen Zentral-Hohlraum 13 umgrenzt. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist das axial gerichtete Glied von Rohrform und besitzt einen nach innen gewendeten Flansch 17. Der Werkzeug-Adapter 11 besitzt auch ein elektrisches Kabel, das Leitungen 19a bestimmt, die an Kontakten 70a eines elektrischen Verbinders 21a angeschlossen sind. Ein entsprechender elektrischer Verbinder 21b an dem Werkzeug-Wechsler 12 besitzt federgespannte Kontakte 70b, die an Leitungen 19b angeschlossen sind. Der Werkzeug-Wechsler 12 besitzt einen zusätzlichen elektrischen Verbinder 21c, der dazu benutzt wird, eine Elektrostecker-Übergangsfläche für externe Verbindungen zu schaffen. Leitungen 19b sind mit dem elektrischen Verbinder 21c verbunden. Die elektrischen Verbinder 21a, b und c sind durch Lösen von Befestigern 71a, b und c entfernbar zum Austausch mit anderen elektrischen Verbindern, wenn erforderlich.
Zur Fluidkopplung von Luft- und Hydraulik-Versorgungsleitungen sind Fluidleitungen 23 vorgesehen. Fluidleitungen (nicht dargestellt) überschneiden die Oberfläche 25 des Werkzeug- Adapters 11. Eine gehärtete Platte 24 am Werkzeug-Wechsler 12 besitzt Öffnungen37 mit eingesetzten O-Ringen 90, welche an entsprechenden Fluidleitungen 23 (Fig. 2) angeschlossen sind, um an den Fluidleitungen des Werkzeug-Adapters 11 anzulegen und sie abzudichten, wenn diese mit den entsprechenden Fluidleitungen 23 im Werkzeug-Wechsler 12 in Eingriff treten.
Der Werkzeug-Wechsler 12 besitzt einen zylindrischen Mantel 94, der einen Zylinder 16 und eine Rückplatte 18 enthält. Der Werkzeug-Wechsler 12 besitzt eine kegelstumpfförmige Oberfläche 20a, die komplementär zu einer Kegelstumpffläche 20b am Werkzeug-Adapter 11 ist. Der Werkzeug-Wechsler 12 besitzt auch einen axialen Richtstift 22, um Grobausrichtung mit dem Werkzeug-Adapter 11 zu schaffen. Eine befestigbar mit dem Werkzeug-Adapter 11 verbundene Richtplatte 27 (Fig. 3) ist vorgesehen, die den axialen Richtstift 22 umgibt. Der Werkzeug-Wechsler 12 besitzt eine allgemein axiale Innenkammer 26, die durch den Zyinder 16 und einen inneren Mantelteil 30, einen Deckel 32 und einen Stopfen 34 gebildet ist.
In die Innenkammer 26 einschneidend sind erste und zweite Fluiddurchlässe 36 bzw. 38, die normalerweise für ein pneumatisches Luftsteuersystem vorgesehen sind. Die Innenkammer 26 besitzt auch axial getrennt von den ersten und zweiten Fluiddurchlässen 36, 38 an einem von dem Roboter 14 abgelegenen Ende des Werkzeug-Wechslers (zu dem Werkzeug-Adapter 11 hin) eine Vielzahl von allgemein radialen Öffnungen 40, die normalerweise gleichen geometrischen Abstand besitzen. In der Innenkammer 26 ist ein Kolben 42 gleitbar angebracht. Der Kolben 42 besitzt eine fest daran angebrachte Stange 44 mit einem Nockenabschnitt 46. Wenn erforderlich, kann der Kolben 42 durch eine zwischen dem Stopfen 36 und dem Kolben 42 eingefangene Feder 96 federvorgespannt sein. Der Kolben 42 besitzt auch einen O-Ring 48 innerhalb einer Ringnut 47 des Kolbens, der die Innenkammer 26 in getrennte gedichtete Abschnitte unterteilt. Die Stange 4 besitzt auch eine zweite Ringkammer mit einem O-Ring 50, der fluidisch die radialen Öffnungen 40 gegenüber dem Rest der Innenkammer 26 isoliert. Innerhalb jeder radialen Öffnung 40 ist ein Sperrglied, typischerweise ein Kugel 52, bewegbar angebracht, um den Werkzeug-Wechsler 12 mit dem Werkzeug-Adapter 11 zu koppeln. Der Kolben 42 besitzt eine betätigte Position (Fig. 4) und eine nichtbetätigte Position (Fig. 1). In der nichtbetätigten Position ist der Kolben 42 allgemein zurückgezogen und die Kugeln 52 können sich nach innen bewegen. In der betätigten Position tritt der Nockenabschnitt 46 der Kolbenstange 44 in Wirkeingriff mit den Kugeln 52 bei einem Nockenwinkel von beispielsweise zwischen 5º und 9º, und nach der Darstellung in Fig. 1 und 4 mit einem 7º-Winkel gegenüber einer zu der axialen Mittellinie 54 der Innenkammer parallelen Linie. Der Wirkeingriff des Nockenabschnitts 46 der Stange 44 mit den Kugeln 52 läßt die Kugeln zwischen dem Nockenabschnitt 46 und dem nach innen gewendeten Flansch 17 des axial gerichteten Glieds 19 einfangen, wodurch der Werkzeug-Wechsler 12 mit dem Werkzeug-Adapter 11 gekoppelt wird.
Im Gebrauch führt der erste Fluiddurchlaß 36 Druckluft zu der Seite des Kolbens 42, an der die Feder 96 ist, um den Kolben 42 zu bewegen und eine Kopplung des Werkzeug-Adapters mit dem Werkzeug-Wechslers 11 und 12 zuzulassen (zu diesem Zeitpunkt ist der zweite Fluiddurchlaß 34 mit einer Abluftleitung verbunden). Die Feder 36 ist enthalten, um den Kolben 42 in einer Kopplungsstellung zu halten im Falle von Luftdruckverlust durch den ersten Fluiddurchlaß 36. Um ein Entkoppeln des Werkzeug-Adapters vom Werkzeug-Wechsler 11 und 12 zuzulassen, wird Druckfluid durch den zweiten Fluiddurchlaß 38 zugeführt und der erste Fluiddurchlaß 36 an die Umgebung abgelüftet. Beide Fluiddurchlässe 36 und 38 sind mit äußeren (nicht dargestellten) Pneumatikleitungen verbunden, und das Steuerventil für Ablassen und Zufuhr befindet sich an den äußeren Pneumatikleitungen.
Wenn der Werkzeug-Wechsler 12 und der Werkzeug-Adapter 11 entkoppelt sind, sind die radialen Öffnungen 14 durch Verschlußmittel 56 bedeckt, welches durch einen federvorgespannten Ring 58 mit einem L-förmigen Querschnitt bestimmt ist. Der Ring 58 liegt in der entkoppelten Stellung an einem festen Winkeldeckel 60 an, der die Innenkammer 26 umgibt, um die radialen Öffnungen 40 gegen die Umgebung abzudichten.
Es hat sich normalerweise gezeigt, daß nach dem Koppeln des Werkzeug-Wechslers 12 mit dem Werkzeug-Adapter 11 der Nockenwinkel von 7º es erlaubt, die Hälften der Schnellösekupplung auch aneinander zu halten, wenn von dem ersten Fluiddurchlaß kein Luftdruck verfügbar ist. Die durch die Feder 96 ausgeübte Kraft stellt weiter sicher, daß die Kupplungshälften zusammengehalten werden. Ein Nockenwinkel von 7º läßt die Entkopplungskraft annähernd acht (8) mal größer als die Kraft sein, die durch den (durch die unterschiedlichen Kolbenflächen des Kolbens 42 wegen der Kolbenstange 44 ausgeglichenen) Fluiddruckunterschied zwischen den ersten und zweiten Fluiddurchlässen 36, 38 und durch die mittels der Feder 96 ausgeübte Kraft auf den Kolben 42 ausgeübt wird.
Um den Werkzeug-Adapter 11 mit dem Werkzeug-Wechsler zu koppeln, stößt das axial gerichtete Glied 15 zuerst den Ring 58 in Axialrichtung zum Öffnen der Radialöffnungen 40, wodurch die Kugeln 52 durch den Nockenabschnitt 46 der Stange 44 nach außen gestoßen werden können, jedoch nur, wenn der axiale Richtstift 22 mit der Richtplatte 27 ausgerichtet ist. Jedesmal wenn keine richtige Ausrichtung zwischen den Hälften der Schnellösekupplung erreicht ist, kann das axial gerichtete Glied 15 den Ring 58 nicht bewegen und die Stange 44 kann sich nicht in eine aktivierte Stellung bewegen, die ein Verkuppeln der Schnellösekupplungshälften miteinander zuläßt. Dieses vorstehend beschriebene Merkmal verhütet Fehlkupplungen der Teile, wenn die Ausrichtung nicht korrekt ist, auch wenn Luftdruck an dem ersten Fluiddurchlaß 36 vorhanden ist, da die Radialöffnungen 40 durch den L-förmigen Ring 58 geschlossen sind, was eine Bewegung der Kugeln nach außen verhindert. Zum Entkoppeln der Schnellösekupplungshälften wird Druckluft mit dem zweiten Fluiddurchlaß 38 verbunden, wodurch die Stange 44 gegen die Feder 96 zurückgeholt wird und die Kugeln 52 sich radial nach innen bewegen können, wodurch sie das axial gerichtete Glied 15 lösen lassen. Der Werkzeug-Adapter 11 ist nun gelöst und kann entfernt werden.
Fig. 6 ist eine alternative Ausführung einer Schnellösekupplung 110, wobei gleichartige Teile zu den in Fig. 1 bis 5 dargestellten gleiche Bezugszeichen mit vorgesetzter 1 besitzen. Die Fluidleitung 123 ist durch einen konzentrischen O-Ring 190 gedichtet, der in einer sich verjüngenden Öffnung 137 der gehärteten Platte 124 eingefangen ist. Eine zum O-Ring 190 kozentrische Hülse 250, die mit dem Werkzeug-Adapter 111 verbunden ist, ist zum Anpassen und Dichten mit dem O-Ring 190 vorgesehen.
Die Hülse 250 hat einen geringeren Durchmesser als der kleinere Durchmesser 237 der Öffnung 137. Ein sich durch diese Auslegung ergebender Vorteil ist, daß ein Spalt 227 zwischen der Oberfläche 125 und der Außenfläche 224 der gehärteten Platte 124 besteht. Der Spalt 227 gibt Raum für Schmutz oder andere Partikel und verhindert, daß die Partikel das Abdichten der Fluidleitung 123 stören, oder daß sie das Anlegen des Werkzeug-Adapters 111 an den Werkzeug-Wechsler 112 stören.
Falls die Oberfläche 125 zum Passen und Dichten mit dem O-Ring 190 benutzt würde, wäre die Kompression des O-Rings 190 beschränkt auf den Querschnittsdurchmesser des O-Rings 190 weniger der Dicke der gehärteten Platte 124. Jedoch kann eine Hülse 250 mit einem geringeren Durchmesser als dem kleinen Durchmesser 237 der Öffnung 137 nun einen O-Ring 190 unter das Niveau der Außenfläche 224 der gehärteten Platte 124 weiter komprimieren. Diese Ausgestaltung läßt die Hülse 250 den O-Ring 190 weiter bis zu einer Dicke komprimieren, die geringer als die der gehärteten Platte 124 ist, wodurch sich eine bessere Abdichtung ergibt.
Da die Fläche 125 nicht mehr bündig mit der Außenfläche 224 sein muß (um den O-Ring 190 zu komprimiren), können die Kegelstumpfflächen 120a und 120b nun mit einem Winkel von annähernd 6º statt 45º (mit der axialen Mittellinie 154) ausgebildet werden. Der 45º-Winkel war vorgesehen, um die bündige Berührung zwischen der Oberfläche 125 und der gehärteten Platte 124 sicherzustellen, wenn der Durchmesser der kegelstumpfförmigen Fläche 120b zum oberen Ende seiner Maßtoleranz hin lag. Wenn der Werkzeug-Adapter 111 an den Werkzeug- Wechsler 112 angelegt wird, kann der Werkzeug-Adapter 111 vom Werkzeug-Adapter 112 nicht ohne relative Axialbewegung des Werkzeug-Adapter 111 gegen den Werkzeug-Wechsler 112 oder eine Verformung einer der Kegelstumpfflächen 120a oder 120b getrennt werden. Um das Vorstehende zu erläutern, ist eine in Durchmesserrichtung halbierende Linie 204 zwischen einer Stelle 208 der äußersten Berührung der Kegelstumpfflächen 120a und 120b und einer Stelle 206 der innersten Berührung der Kegelstumpfflächen 120a und 120b gezogen. Die Momentkraft 205 beeinflußt den Werkzeug-Adapter 111. Die Stelle 205 an der Kegelstumpffläche 120b muß den Weg des Bogens 205 nehmen, wenn der Werkzeug-Adapter 11 und der Werkzeug-Wechsler an der Stelle 208 befestigt bleiben. Deswegen muß eine Verformung der Kegelstumpffläche 120a des Werkzeug- Wechslers 112 eintreten. Da eine Trennung nicht unter dem Einfluß von Momentkräften ohne Verformung auftreten kann, ist die Schnellösekupplung 110 mehr durch Versagen unter einer Axiallast gefährdet. Diese vorstehende Versagensart ist erwünscht wegen der vorher erklärten Axialkraft-Bevorteilung von annähernd 8:1 der Schnellösekupplung.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, auch ein Verfahren zum aufeinanderfolgenden Anlegen an und Koppeln mit einem mit einem Werkzeug-Adapter 11 verbundenen EOAT 7 zu schaffen, mit einem allgemein axialen Zentral-Hohlraum 13 und mindestens einem den axialen Zentral-Hohlraum 13 umgebenden axial gerichteten Glied 15, das von dem Werkzeug-Adapter 11 weg vorsteht, mit einem Roboter oder einer anderen Maschine 14, die mit einem angeschlossenen Werkzeug-Wechsler 12 ausgerüstet ist, der einen zylindrischen Mantel 94 mit einer allgemein axialen Innenkammer 26 enthält, welche einen ersten Fluiddurchlaß 36 aufweist, der fluidisch das Äußere des zylindrischen Mantels 94 mit der Innenkammer 26 verbindet zum Steuern des Fluiddrucks in der Innenkammer, mit mindestens einer allgemein radialen Öffnung 40, welche die Innenkammer durchschneidet und axial von dem ersten Fluiddurchlaß 36 und zu dem Werkzeug-Adapter 11 hin getrennt ist, wobei ein Kolben 42 gleitbar in der Innenkammer angebracht ist und auf Fluiddruck in der Innenkammer reagiert, der Kolben eine angebrachte Stange mit einem Nockenabschnitt 46 benachbart zu der radialen Öffnung 40 besitzt, mit einem Sperrglied oder einer Kugel 52, das bzw. die innerhalb der Radialöffnung 40 bewegbar angebracht ist zum Eingriff mit dem Nockenabschnitt 46 der Stange 44 und dem axial gerichteten Glied 15, um den Werkzeug-Adapter 11 mit dem Werkzeug- Wechsler 12 zu koppeln, Verschlußmittel 56, die in eine erste Lage vorgespannt sind, wodurch die Radialöffnung 40 geschlossen ist, wenn der Werkzeug-Wechsler 12 und der Werkzeug-Adapter 11 nicht angelegt sind, wodurch das Verschlußmittel 56 mittels des axial gerichteten Glieds 15 in eine zweite, die radiale Öffnung aufmachende Position bewegt wird, wenn der Werkzeug-Wechsler 12 und der Werkzeug-Adapter 11 aneinander angelegt werden, wobei das Öffnen der radialen Öffnung 40 es erlaubt, den Kolben 42 in eine Position zu bewegen, welche das Sperrglied oder die Kugel 52 zwischen dem Nockenabschnitt 46 der Stange 44 und dem axial gerichteten Glied 15 einfangen läßt, um den Werkzeug-Wechsler 12 mit dem Werkzeug-Adapter 11 zu koppeln, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:
1. Der Werkzeug-Adapter 11 wird an den Werkzeug-Wechsler 12 angelegt und der Werkzeug-Adapter 11 mit dem Werkzeug-Wechsler 12 ausgerichtet;
2. Das axial gerichtete Glied 15 des Werkzeug-Adapters 11 wird mit dem Verschlußmittel 56 des Werkzeug-Wechslers 12 in Berührung gebracht, um die radiale Öffnung 40 zu öffnen;
3. Der erste Fluiddurchlaß 36 wird mit dem Außenraum des zylindrischen Mantels 94 des Werkzeug-Wechslers 12 in Fluidverbindung gebracht, um den Kolben 42 zu bewegen;
4. der Nockenabschnitt 46 des Kolbens 42 kommt mit dem Sperrglied oder der Kugel 52 in Einwirkung, wodurch das Sperrglied oder die Kugel 52 nach außen gedrückt wird, so daß sie das axial gerichtete Glied 15 des Werkzeug-Adapters 11 berührt, um den Werkzeug-Adapter mit dem Werkzeug-Wechsler 12 zu koppeln.

Claims

1. Schnellösekupplung (10, 110) zum Verbinden eines Werkzeugs (7) mit einer Maschine (14), welche umfaßt einen Werkzeug-Adapter (11, 111) zum Halten des Werkzeugs, der einen allgemein axialen zentralen Hohlraum (13) besitzt mit mindestens einem allgemein axial ausgerichteten Glied (15), das an den zentralen Hohlraum angrenzt und gegen die Maschine vorsteht; und einem zum sequentiellen Anlegen an und Koppeln mit dem Werkzeug-Adapter ausgelegten und mit der Maschine verbundenen Werkzeug-Wechsler (12, 112), wobei der Werkzeug-Wechsler enthält einen zylindrischen Mantel (94) mit einer allgemein axialen Innenkammer (26); einen ersten Fluiddurchlaß (36), der fluidisch den Außenraum des zylindrischen Mantels mit der Innenkammer zum Steuern des Fluiddrucks in der Innenkammer verbindet und der zylindrische Mantel mindestens eine allgemein radiale Öffnung (40) besitzt, die die Innenkammer überschneidet und axial von dem ersten Fluiddurchlaß in einer Richtung zum Werkzeug-Adapter hin abgetrennt ist; einen gleitbar in der Innenkammer angebrachten Kolben (42), der auf Fluiddruck in der Innenkammer reagiert, wobei der Kolben eine Kolbenstange (44) mit einem Nockenabschnitt (46) benachbart zu der radialen öffnung besitzt; und ein bewegbar in der radialen Öffnung zur Wechselwirkung mit dem Nockenabschnitt der Stange angebrachtes Sperrglied (52), wobei der Kolben (42) in eine solche Stellung bewegbar ist, daß er das Sperrglied (52) zwischen dem Nockenabschnitt (46) der Stange (44) und dem axial ausgerichteten Glied einfangen läßt, um den Werkzeug-Wechsler mit dem Werkzeug-Adapter zu koppeln; gekennzeichnet durch in eine erste Lage vorgespanntes Verschlußmittel (56), wodurch die radiale Öffnung (40) verschlossen wird, wenn der Werkzeug-Wechsler (12, 112) und der Werkzeug-Adapter (11, 111) nicht aneinander angelegt sind, und wodurch das Verschlußmittel durch das axial ausgerichtete Glied (15) in eine zweite Lage bewegt wird zum Öffnen der radialen Öffnung, wenn der Werkzeug-Wechsler und der Werkzeug-Adapter angelegt sind, die radiale Öffnung dem Kolben (42) eine Bewegung erlaubt, um das Sperrglied (52) den Werkzeug- Wechsler mit dem Werkzeug-Adapter koppeln zu lassen; und dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeug-Adapter eine kegelstumpfförmige Oberfläche (20b, 120b) besitzt, die mit radialem Abstand das allgemein axial ausgerichtete Glied umgibt; und daß der zylindrische Mantel des Werkzeug- Wechslers eine kegelstumpfförmige Fläche (20a, 120a) längs einer gemeinsamen axialen Mittellinie (54, 154) mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Werkzeug-Adapters besitzt zum Anlegen an dieses.

2. Schnellöse-Kupplung nach Anspruch 1, bei der der Kolben (42) federvorgespannt ist.

3. Schnellöse-Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Nockenabschnitt (46) einen Nockenwinkel zwischen 9º und 5º bezüglich der axialen Mittellinie (54, 154) des Werkzeug-Wechslers (12, 112) besitzt.

4. Schnellöse-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Werkzeug-Wechsler (12, 112) eine Vielzahl von allgemein radialen Öffnungen (40) aufweist und jede radiale Öffnung ein Sperrglied (52) besitzt.

5. Schnellöse-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Verschlußmittel (56) einen federvorgespannten, die Innenkammer (26) umgebenden und mit einem festen Ringdeckel (60) passenden Ring (58) enthält, um eine geschlossene Ringkammer zu schaffen zum Abdichten der radialen Öffnung oder Öffnungen (40) der Innenkammer.

6. Schnellöse-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, einschließlich einem Fluidverbinder zum fluidischen Verbinden einer Fluidleitung (23, 123) von dem Werkzeug-Wechsler (12, 112) zu dem Werkzeug-Adapter (11, 111).

7. Schnellöse-Kupplung nach Anspruch 6, bei der der Fluidverbinder einschließt, daß der Werkzeug-Adapter (111) oder der Werkzeug-Wechsler (112) eine Platte (124) mit einer sich verjüngenden Durchgangsöffnung (137) besitzt mit einem kleineren Durchmesser (237), die Platte einen O-Ring (190) konzentrisch zur Fluidleitung (123) einfängt und das jeweilig andere Teil, Werkzeug-Adapter oder Werkzeug-Wechsler, eine zu dem O-Ring konzentrische Buchse (250) mit einem geringeren Durchmesser als dem kleineren Durchmesser der sich verjüngenden Durchgangs-Öffnung der Platte besitzt zum Anlegenen an und Abdichten mit dem O-Ring, um die Fluidleitung abzudichten.

8. Schnellöse-Kupplung nach Anspruch 7, bei der die Platte (124) eine erste Dicke besitzt und der O-Ring durch die Buchse (250) auf eine kleinere Dicke als die der Platte komprimiert wird, wenn der Werkzeug-Adapter (111) angelegt und mit dem Werkzeug-Wechsler (112) gekoppelt ist.

9. Schnellöse-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die einen elektrischen Verbinder (21a, b) zum Verbinden der elektrischen Leitung (19a, b) von dem Werkzeug-Wechsler (12, 112) mit dem Werkzeug-Adapter (11, 111) enthält.

10. Schnellöse-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der das axial gerichtete Glied (15) einen nach innen gewendeten Flansch (17) an seinem zu der Maschine (14) hin vorstehenden Ende besitzt und das Sperrglied (52) mit dem nach innen gewendeten Flansch zusammenwirkt zum Kuppeln des Werkzeug-Wechslers (12, 112) mit dem Werkzeug-Adapter (11, 111).

11. Schnellöse-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der ein zweiter Fluiddurchlaß (38) mit der Innenkammer (26) verbunden ist, welcher zweite Fluiddurchlaß in Verbindung mit dem ersten Fluiddurchlaß zum Verändern des Fluiddrucks in der Innenkammer benutzt wird.

12. Schnellöse-Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der entweder der Werkzeug-Adapter (11, 111) oder der Werkzeug-Wechsler (12, 112) einen axialen Lokalisierstift (22) enthält und das andere Teil, Werkzeug-Wechsler oder Werkzeug-Adapter, eine entsprechende Lokalisierungsplatte (27), um korrektes Ausrichten des Werkzeug- Adapters mit dem Werkzeug-Wechsler sicherzustellen.