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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Werkzeugaufnahmetopf für ein Werkzeugmagazin zum entfernbaren
Halten einer Vielzahl von Werkzeugen, siehe z.B.
US 3,822,790 .
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Allgemein
sind in einem Werkzeugmagazin für
ein Maschinenwerkzeug, wie z.B. einem Bearbeitungszentrum eine Vielzahl
von Werkzeugaufnahmetöpfen
auf einem äußeren Rand
einer Magazinscheibe gelagert, die indiziert gedreht wird, und ein
Werkzeug wird in eine in jedem der Werkzeugaufnahmetöpfe ausgebildete Halteöffnung eingefügt. Ein
von einer Öffnungsendfläche der
Halteöffnung
vorspringender Schlüssel
kommt dann mit einer in dem Werkzeug ausgebildeten Schlüsselnut
in Eingriff, und das Werkzeug ist entfernbar in dem Werkzeugaufnahmetopf
gehalten, während
die Drehung angehalten wird. Ein als nächstes zu verwendendes Werkzeug
wird bei einer Werkzeugentladeposition aus der Magazinscheibe entladen
und um 90° geschwenkt,
damit eine Drehachse des Werkzeugs mit einer Spindel des Maschinenwerkzeugs
parallel liegt. Das in dem Werkzeugaufnahmetopf gehaltene Werkzeug
und ein in der Spindel gehaltenes Werkzeug werden gleichzeitig durch einen
automatischen Werkzeugwechsler ausgetauscht.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, wurde ein Hauptkörper 5 eines
solchen Werkzeugaufnahmetopfes 1 in der Vergangenheit aus
einem Phenolharz geformt. Da Phenolharz keine große Stoßfestigkeit
aufweist, ist ein metallenes Schlüsselteil 2 mittels
einer Schraube 3 an der äußeren Randfläche bei
einem Öffnungsende
einer Halteöffnung 4,
die in dem Hauptkörper 5 ausgebildet
ist, befestigt, und ein Schlüsselabschnitt 6 des
Schlüsselteils 2 springt
von einer Öffnungsendfläche 7 der
Halteöffnung 4 nach
außen
vor.
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In
einem Fall, dass das metallische Schlüsselteil 2 durch die
Schraube 3 an dem Werkzeugaufnahmetopf 1 befestigt
wird, steigt die Gesamtmannstunde des Zusammenbaus, und der Kopf
der Schraube 3 verursacht Verschleiß in einer Harzführungsplatte
zum Führen
des Werkzeugaufnahmetopfs 1. Der Werkzeugaufnahmetopf 1 ist
in einer radialen Richtung als Gesamtes dick, da die Notwendigkeit
besteht, die Steifigkeit zu erhöhen.
Dies macht es unmöglich,
sein Gewicht ausreichend zu reduzieren. Da Phenolharz ein warmhärtendes
Harz ist, kann der Werkzeugaufnahmetopf nicht wieder verwertet werden,
sobald er wegen Verschleiß unbrauchbar
geworden ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung wurde gemacht, um die oben dargelegten Probleme zu lösen. Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Werkzeugaufnahmetopf bereitzustellen,
der leichtgewichtig und wiederverwertbar ist.
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Um
die zuvor erwähnten
Probleme zu lösen,
stellt die Erfindung einen Werkzeugaufnahmetopf gemäß Anspruch
1 bereit.
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Da
der Hauptkörper
des Werkzeugaufnahmetopfes aus einem glasfaserverstärkten thermoplastischen Material
ausgebildet ist, das aus einem eine Glasfasern enthaltenden thermoplastischen
Harz zusammengesetzt ist, ist es möglich, einen Werkzeugaufnahmetopf
bereitzustellen, der leichtgewichtig und wiederverwertbar ist. Da
der Hauptkörper
durch die Zusammenstellung der Rippen verschlankt ist, wird die
erforderliche Menge des Formmaterials reduziert.
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Der
Werkzeugaufnahmetopf kann außerdem
umfassen: einen Schlüssel,
der auf einer Öffnungsendfläche der
Halteöffnung
vorgesehen ist, und mit einer in dem Werkzeug ausgebildeten Schlüsselnut
in Eingriff ist, um die Drehung des Werkzeugs anzuhalten.
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Der
Hauptkörper
und der Schlüssel
sind einstückig
aus einem glasfaserverstärkten
thermoplastischen Material geformt, das aus einem Glasfasern enthaltenden
thermoplastischen Harz zusammengesetzt ist.
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Da
die zuvor erwähnte
Konstruktion die Notwendigkeit das Metallschlüsselteil zu befestigen ausschließt, ist
es möglich,
den Schlüssel
einfach und zu niedrigen Kosten herzustellen. Außerdem wird kein Verschleiß verursacht,
wenn der Kopf der Schraube zum Befestigen des Schlüsselteils
sich entlang der Harzführungsplatte
zum Führen
des Werkzeugaufnahmetopfes bewegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorangehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden,
wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines aus einem Phenolharz hergestellten
Werkzeugaufnahmetopfes ist;
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2 eine
Querschnittsansicht einer Werkzeugmagazinanbringung ist, die mit
einem Werkzeugaufnahmetopf gemäß der Erfindung
ausgestattet ist;
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3 eine
Seitenansicht aus der Richtung eines Pfeils III in 2 ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Werkzeugaufnahmetopfes gemäß der Erfindung
ist;
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5 eine
entlang einer Linie V-V in 4 genommene
Querschnittsansicht ist;
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6 ein
Diagramm ist, das ein Verhältnis
zwischen dem Halten einer Glasfaser und einem Biegemodul eines glasfaserverstärkten thermoplastischen
Material zeigt;
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7 ein
Diagramm ist, das ein Verhältnis
zwischen Temperaturen eines kristallinen Harzes und eines amorphen
Harzes zeigt, die für
fortlaufende Verwendung und Zugfestigkeit geeignet sind;
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8 eine
Seitenansicht eines Werkzeugaufnahmetopfes ist, die Positionen einer
Eingriffsnut zeigt, die für
Verschleißgrade
zu messen sind; und
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9 eine
Querschnittansicht eines Werkzeugtauscharms ist, die dessen Betrieb
zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Eine
mit einem Werkzeugaufnahmetopf gemäß der Erfindung ausgestattete
Werkzeugmagazinanbringung wird mit Bezug auf 2, 3 beschrieben.
In 2 wird eine Säule 10 auf
einem Bett (nicht gezeigt) derart geführt und gelagert, dass die
Säule 10 durch
einen Servomotor (nicht gezeigt) in eine Richtung einer X-Achse
gleiten kann. Beim Austauschen von Werkzeugen wird die Säule 10 zu
einem Werkzeugaustauschabschnitt P2 bewegt, wie aus 2 ersichtlich
ist. Ein Spindelkopf 11 ist vertikal gleitbar auf einer
vorderen Fläche
der Säule 10 geführt und
gelagert. Der Spindelkopf 11 wird durch einen Servomotor
(nicht gezeigt) in einer vertikalen Richtung bewegt.
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Eine
Spindel 12 ist drehbar durch den Spindelkopf 11 um
eine Achse parallel zu der Z-Achse gelagert und drehend durch einen
Spindelmotor (nicht gezeigt) angetrieben. Ein Werkzeug 13 ist
entfernbar an einer Spitze der Spindel 12 gepasst. Das
Werkzeug 13 ist aus einem Werkzeughalter konstruiert, zu
dem ein Schneidwerkzeug wie z.B. ein Bohrer gepasst ist. Ein automatischer
Werkzeugwechsler (im Folgenden "ATC") 20 ist
auf dem Bett zwischen der bei der Werkzeugtauschposition P2 positionierten
Säule 10 und
einem später beschriebenen
Werkzeugmagazin 30 installiert. Der ATC 20 besteht
aus einem Werkzeugtauscharm 21 und einer Antriebseinheit
(nicht gezeigt). Der Werkzeugtauscharm 21 weist bei seinen
gegenüberliegenden
Enden Griffe 22 zum Greifen des Werkzeugs 13 auf,
und kann um eine Achse H parallel zu der Spindel 12 drehen und
sich entlang der Achse H bewegen. Die Antriebseinheit weist einen
Nockenmechanismus auf, der den Werkzeugtauscharm 21 um
einen vorbestimmten Winkel in normale und entgegengesetzte Richtungen
dreht, und ihn um einen vorbestimmten Abstand nach vorwärts und
rückwärts bewegt.
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Eine
Magazinscheibe 32, die als Indexrotor des Magazins dient,
ist auf einer stationären
Basis 31, die auf stehende Weise auf dem Bett vorgesehen
ist, derart gelagert, dass die Magazinscheibe 32 zu einer
indizierten Drehung um eine horizontale Achse parallel zu der X-Achse
in der Lage ist. Die Magazinscheibe 32 wird durch einen
Indexmotor 33 indiziert gedreht. Eine Vielzahl von rechteckigen
Topfbehältern 34 sind
bei gleichen Abständen
entlang des Umfangs der Magazinscheibe 32 bereitgestellt.
Jede von Eingreifnuten 51, die in einem Werkzeugaufnahmetopf 50 radial
ausgebildet sind, sind entfernbar mit einem Eingriffsabschnitt 35 in Eingriff,
der von der Innenseite des Topfbehälters 34 vorspringt.
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Eine
stationäre
Führungsschiene 36 ist
so an der stationären
Basis 31 angebracht, um die Topfbehälter 34 der Magazinscheibe 32 zu
umgeben. Die Führungsschiene 36 verhindert,
dass der Werkzeugaufnahmetopf 50 sich von dem relevanten
Topfbehälter 34 wegbewegt.
Die Führungsschiene 36 und
die stationäre Basis 31 sind
bei einer Werkzeugentladeposition P0 gekerbt, so dass der Werkzeugaufnahmetopf 50 aus
der Magazinscheibe 32 entladen werden kann.
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Die
stationäre
Basis 31 ist mit einer Topfübertragungseinheit 40 zum Übertragen
des Werkzeugaufnahmetopfes 50 von der Werkzeugentladeposition
P0 zu der Werkzeugaustauschposition P1 ausgestattet. Eine Drehwelle 42 ist
durch die stationäre
Basis 31 durch eine Klammer derart gelagert, dass die Drehwelle 42 um
die vertikale Achse drehen kann. Ein Paar Haken 41, die
in Koordination mit der Kerbe in der Führungsschiene 36 (die
Werkzeugentladeposition P0) vorgesehen sind, sind durch eine Wurzel 44 befestigt.
Die Haken 41 weisen Führungen 41 auf,
die mit Hakeneingriffsnuten 52 in Eingriff kommen, die
in dem Werkzeugaufnahmetopf 50 so ausgebildet sind, um
den Werkzeugaufnahmetopf 50 von gegenüberliegenden Seiten einzuschließen, der
durch die Werkzeugentladeposition P0 durchdreht, wenn die Magazinscheibe 32 dreht.
Eine Drehplatte 45 ist sicher an dem oberen Ende der Drehwelle 42 gepasst.
Die Spitze einer Kolbenstange eines Hakenschwenkzylinders 46 ist
schwingend durch die Drehplatte 45 durch einen Bolzen 48 gelagert.
Der Hakenschwenkzylinder 46 ist bei einem Ende durch die
stationäre
Basis 31 derart gelagert, dass der Hakenschwenkzylinder 46 um
eine Achse parallel zu der Y-Achse
drehen kann. Die Haken 41 werden zusammen mit der Drehwelle 42 wegen
der Betätigung
des Hakenschwenkzylinders 46 um 90° geschwenkt. Der Werkzeugaufnahmetopf 50 wird
durch ein Paar von oberen und unteren Führungsplatten 47 geführt und
gelagert, die in der Kerbe der Führungsschiene 36 vorgesehen
sind, wenn er von der Werkzeugentladeposition P0 von der Werkzeugtauschposition
P1 übertragen
wird. Eine an den Haken 41 gesicherte Führung 49 wird mit
der Kerbe in der Führungsschiene 36 ausgerichtet,
wenn die Haken 41 zu der Werkzeugtauschposition P1 geschwenkt werden.
Die Führung 49 verhindert,
dass der Werkzeugaufnahmetopf 50 sich von dem relevanten
Topfbehälter 34 wegbewegt,
wenn die Magazinscheibe 32 indiziert gedreht wird.
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Der
Werkzeugaufnahmetopf 50 des Werkzeugmagazins 30 gemäß der Erfindung
wird mit weiteren Details mit Bezug auf 4 beschrieben.
Ein Hauptkörper 43 des Werkzeugaufnahmetopfes 50 ist
einstückig aus
einem glasfaserverstärkten
thermoplastischen Harzmaterial ausgebildet. Ein Hauptkörper 53 ist
mit einer zylindrischen Wand 58, zwei Endrippen 55, 56 und
vier Längsrippen 57 ausgebildet.
Die zylindrische Wand 58 stellt eine schräge Öffnung 54 zum
Halten des Werkzeugs 13 in dem Mittelabschnitt bereit.
Die Endrippe 55 weist eine ringförmige Form auf und ist bei
dem vorderen Ende der zylindrischen Wand 58 ausgebildet.
Die Endrippe 56 weist eine Form von einem im Allgemeinen
quadratischen Querschnitt auf und ist bei dem rückwärtigen Ende eines Hauptkörpers 53 ausgebildet.
Die Längsrippen 57 sind
so ausgebildet, dass sie die Rippen 55, 56 miteinander
verbinden. Die Eingriffsnuten 51 sind in den Rippen 55, 56 auf
jeder Seitenfläche
des Hauptkörpers 53 ausgebildet.
Der Eingriffsabschnitt 35, der von der Innenseite von jedem
der Topfbehälter 34 vorspringt,
ist entfernbar mit den Eingriffsnuten 51 in Eingriff. Ein
Kegel 59 ist bei dem Ende von jeder der Eingriffsnuten 51 auf
der Seite der Magazinscheibe 32 in Hinsicht darauf ausgebildet,
das Eingreifen mit dem Eingriffsabschnitt 35 und das Lösen davon
zu erleichtern. Die Hakeneingriffsnuten 52 sind in den
anderen gegenüberliegenden
Flächen
der Rippe 56 bei dem rückwärtigen Ende
des Hauptkörpers 53 ausgebildet.
Die Hakeneingriffsnuten 52 erstrecken sich in eine Richtung
rechtwinklig zur Achse der Halteöffnung 54,
und sind mit den Führungen 43 der
Haken 41 in Eingriff, bzw. von diesen gelöst.
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Ein
Schlüssel 60 ist
einstückig
auf der vorderen Endfläche
des Hauptkörpers 53 geformt,
wo die Halteöffnung 54 sich öffnet. Der
Schlüssel 60 ist
mit einer in dem Werkzeug 13 ausgebildeten Schlüsselnut
in Eingriff und beendet die Drehung des Werkzeugs 13, das
in die Halteöffnung 54 eingefügt ist und
durch den Werkzeugaufnahmetopf 50 gehalten wird. In der
Rippe 56 ist bei dem rückwärtigen Ende
des Hauptkörpers 53 ein Metallring 61 an
einen kleinen Durchmesserabschnitt am rückwärtigen Ende der Halteöffnung 54 aufgeschmolzen,
wie aus 5 ersichtlich ist. Vier Arretierlöcher 62 sind
in der äußeren Randfläche der
Rippe 56 ausgebildet, um sich radial zu dem Ring 61 zu
erstrecken. Die Arretierlöcher 62 sind
mit vier Kugellagerlöchern 63 in
Verbindung, die in dem Ring 61 entsprechend ausgebildet
sind. Eine Kugel 64 ist lose in jedes der Kugellagerlöcher 63 eingepasst.
Eine Druckfeder 66 ist zwischen der Kugel 64 und
einem in das Arretierloch 62 eingeschraubten Schirmteil 65 dazwischengefügt. Die
Kugel 64 wird durch die Druckfeder 66 nach innen
gezwungen, springt teilweise zur radialen Innenseite des Rings 61 vor,
ist entfernbar mit einem Zugbolzen 67 des Werkzeugs 13 in
Eingriff, der in die Halteöffnung 54 eingefügt wurde,
und verhindert somit, dass das Werkzeug 13 abfällt.
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Der
Hauptkörper 53 ist
einstückig
durch das Einspritzformen des glasfaserverstärkten thermoplastischen Harzmaterials
geformt. Es ist nahezu unnötig,
den Hauptkörper 53 mit
Ausnahme der Arretierlöcher 62 bei
dem rückwärtigen Ende
und den Gewindenuten, in welche die Schirmteile 65 eingeschraubt
werden, zu bearbeiten. Das glasfaserverstärkte thermoplastische Harzmaterial,
das hierin verwendet wird, enthält
30 Gew.-% einer Glasfaser, die eine Länge von 200 μm bis 300 μm und einen
Durchmesser von 10 μm
bis 15 μm in
N66 (Polyamid 66) aufweist, das ein nylonartiges Harz ist.
Matrizen werden während
des Einspritzformens in einem Temperaturbereich von 80° bis 120° gehalten,
wobei es möglich
wird, den Elastizitätsmodul
und die Zugfestigkeit um 8% zu erhöhen. Der Werkzeugaufnahmetopf 50,
der somit geformt wurde, weist eine ungefähr viermal so große Zugfestigkeit
und eine ungefähr
zehnmal so große
Stoßfestigkeit
auf, wie der aus einem Phenolharz geformte Werkzeugaufnahmetopf
gemäß Stand
der Technik. Wie aus
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6 ersichtlich
ist, steigt der Biegemodul des glasfaserverstärkten thermoplastischen Harzmaterials von
einem Punkt, bei dem der Gehalt der Glasfaser ungefähr 15% beträgt, aber
er fällt,
nachdem der Gehalt der Glasfaser 45% übersteigt. Dies deswegen, da
die Glasfasern miteinander zusammenstoßen und evtl. bei dem 45% überschreitenden
Gehalt brechen.
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Es
ist ebenfalls möglich,
N6 (Polyamid 6), PET (Polyehylenterephtalat), PBT (Polybutylenterephtalat), PP
(Polypropylen), PC (Polycarbonat), ABS (Acrylonitrilbutadienstyren)
und ähnliches
als thermoplastisches Harz einzusetzen, das eine Glasfaser enthält, um so
das glasfaserverstärkte
thermoplastische Harzmaterial zu bestimmen. Glasfaserverstärkte thermoplastische
Harzmaterialien, die kristalline Harze, wie z.B. N66, N6, PET, PBT
und PP enthalten, sind bemerkenswerter als jene, die amorphe Harze,
wie z.B. ABS und PC enthalten, für
die Auswirkungen, die mit dem Einschließen der Glasfasern zugeordnet
sind, wie z.B. das Ansteigen der Zugfestigkeit und das Verbessern
des Temperaturbereichs, der für
die fortlaufende Verwendung geeignet ist (in 7 zeigen
weiße
Kreise Zugfestigkeit und die Verbesserung des Temperaturbereich,
der für
die fortlaufende Verwendung geeignet ist, bei keinem Einschluss
von Glasfasern, und schwarze Zirkel zeigen das gleiche bei dem Einschluss
von Glasfasern). Deswegen sind die kristallines Harz enthaltenden
Materialien besser geeignet, den Hauptkörper 53 zu formen.
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In
der zuvor erwähnten
Ausführungsform
wird die Säule 10 zu
der Werkzeugtauschposition P2, die in 2 gezeigt
ist, übertragen,
um das Werkzeug 13, das an der Spindel 12 gepasst
ist, und ein als nächstes zu
verwendendes Werkzeug 13 (im Folgenden "nächstes
Werkzeug") auszutauschen,
und der das nächste Werkzeug 13 haltende
Werkzeugaufnahmetopf 50 wird durch die Topfübertragungseinheit 40 von
der Werkzeugentladeposition P0 zu der Werkzeugtauschposition P1 übertragen.
Falls die Magazinscheibe 32 mit der Topfübertragungseinheit 40 bei
der Werkzeugentladeposition P0 indiziert gedreht wird, werden die
in den Topfbehältern 34 enthaltenen
Werkzeugaufnahmetöpfe 50 aufeinanderfolgend
bei der Werkzeugentladeposition P0 indiziert, während sie in die stationäre Führungsschiene 36 geführt werden,
und schreiten voran, während sie
durch die Führungen 43 der
Haken 41 geführt
werden, die bei der Werkzeugentladeposition P0 angeordnet sind.
Falls der Werkzeugaufnahmetopf 50, der das nächste Werkzeug 13 hält, bei
der Werkzeugentladeposition P0 indiziert wird, wird die indizierte
Drehung der Magazinscheibe 32 angehalten, und die Haken 41 werden um
90° durch
den Hakenschwenkzylinder 46 geschwenkt. Da die Haken 41 geschwenkt
werden, wird der Werkzeugaufnahmetopf 50 von dem Topfbehälter 34 der
Magazinscheibe 32 entfernt, und geschwenkt, während er
zu den Führungsplatten 47 geschwenkt
wird. Der Werkzeugtauscharm 21 des ATC 20 dreht
dann um einen vorbestimmten Winkel gegen den Uhrzeigersinn, und
die bei den gegenüberliegenden
Enden des Arms bereitgestellten Griffe 22 halten das an
der Spindel 12 gepasste Werkzeug 13, und das nächste Werkzeug 13, das
zu der Werkzeugtauschposition P1 übertragen wurde. Zu diesem
Zeitpunkt greift jeder Wirbelstoppschlüssel 23 auf den Griffen 22 mit
einer der in jedem der Werkzeuge 13 ausgebildeten Schlüsselnuten
ein. Die anderen in den Werkzeugen 13 ausgebildeten Schlüsselnuten
greifen mit dem Schlüssel 60 des
Werkzeugaufnahmetopfes 50 und dem Schlüssel 25 der Spindel 12 entsprechend
ein (siehe 9). Der Werkzeugtauscharm 21 schreitet
danach voran, zieht das Werkzeug 13 aus der Werkzeugpassöffnung bei
der Spitze der Spindel 12 und der Halteöffnung 54 des Werkzeugtopfes 50,
dreht um 180° und
zieht sich zurück.
Somit werden die Werkzeuge 13 zwischen der Spindel 12 und
dem Werkzeugaufnahmetopf 50 ausgetauscht. In diesem Fall, wenn
der Schlüssel 60 des
Werkzeugaufnahmetopfes 50 in Eingriff mit und von den in
den Werkzeugen 13 ausgebildeten Schlüsselnuten gelöst ist,
kann der Schlüssel 60 teilweise
gegen die Schlüsselnuten
stoßen.
Jedoch ist der Schlüssel 60 mit
dem aus dem glasfaserverstärkten
thermoplastischen Harzmaterial geformten Hauptkörper 53 integriert,
und weist eine ungefähr
zehnmal größere Stoßfestigkeit
als das Phenolharz auf. Deswegen ist der Schlüssel 60 für Beschädigungen
unempfindlich.
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Die
Magazinscheibe 32 wird indiziert derart gedreht, dass der
Topfbehälter 34,
der den Werkzeugaufnahmetopf 50 zum Halten des Werkzeugs 13 enthält, das
vorangehend an die Spindel 12 gepasst wurde, in der Werkzeugentladeposition
P0 indiziert wird. Bei dem Vervollständigen des Austausches der
Werkzeuge durch den ATC 20, wird die Säule 10 in der Bearbeitungsposition
wiederhergestellt. Der Werkzeugaufnahmetopf 50 zum Halten
des vorangehend gepassten Werkzeugs 13 an der Spindel 12 wird
dann von der Werkzeugtauschposition P1 zu der Werkzeugentladeposition
P0 zurückgeführt, um
in dem Werkzeugaufnahmebehälter 34 entsprechend
dem Werkzeug 13 enthalten zu sein.
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Wie
oben beschrieben wurde, wird der Werkzeugaufnahmetopf 50 gegen
einige Abschnitte geschliffen, die die Führungsschiene 36 des
Werkzeugmagazins 30, der Eingriffsabschnitt 35 des
Topfbehälters 34, die
Führungen 43 der
Haken 41 und die Führungsplatten 47 sind,
da der Werkzeugaufnahmetopf 50 auf gleitende Weise übertragen
wird. Es wird berücksichtigt,
dass ein Ausmaß von
Verschleiß bei
Seitenabschnitten der Eingriffsnuten 51, die in den Rippen 56 ausgebildet
sind, bei dem zu dem Eingriffsabschnitt 35 gleitenden rückwärtigen Ende
größer ist
als andere Abschnitte, da der Werkzeugaufnahmetopf 50 während des Übertragens
von der Werkzeugentladeposition P0 in einem kleinen Radius zu der
Werkzeugtauschposition P1 gedreht wird. Somit wurde ein wiederholter
Verschleißtest
der Eingriffsnuten 51 der Rippe 56 durch das Laden
des Werkzeugaufnahmetopfes 50 in den Topfbehälter 34 und
Entladen daraus 150000 Mal durchgeführt. Da der Hauptkörper 53 des
Werkzeugaufnahmetopfes 50 gemäß der Erfindung aus dem glasfaserverstärkten thermoplastischen
Harzmaterial ausgebildet ist, wie oben erwähnt wurde, und einen hohen
Verschleißwiderstand zeigt,
ist die Eingriffsnut 51 der Rippe 56 im Wesentlichen
bei sechs Positionen (A1, A2, B1, B2, C1, C2) im Verschleißgrad im
Wesentlichen reduziert, wie aus 8 ersichtlich
ist, im Vergleich mit dem Werkeugaufnahmetopf, der aus dem Phenolharz
hergestellt ist, wie aus der folgenden gezeigten Tabelle offensichtlich
ist.
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Ergebnis des
wiederholten Verschleißtests
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(Ein
15 kg wiegendes Werkzeug wird gehalten, und 150000 Mal geladen und
entladen.)
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Sogar
falls der Werkzeugaufnahmetopf 50 wegen eines erhöhten Verschleißgrades
unbrauchbar geworden ist, kann der Hauptkörper 53, der aus einem
glasfaserverstärktem
thermoplastischen Harzmaterial, das aus einem glasfaserenthaltenden
thermoplastischen Harz geformt ist, wiederverwertet werden. Darüber hinaus
verursacht bei dem aus Phenolharz hergestellten Werkzeugaufnahmetopf
wird der Kopf der Schraube zum Befestigen des Metallschlüsselteils
an dem Hauptkörper,
wenn der Werkzeugaufnahmetopf 50 geschwenkt wird, während er
durch die Führungsplatte 47 geführt wird,
gegen die Fläche
der Führungsplatte 47 geschliffen
und bewirkt Verschleiß.
Jedoch verursachen bei dem Werkzeugaufnahmetopf 50, da
der Schlüssel 60 mit
dem Hauptkörper 53 integriert
ist, die gleitenden Bewegungen zwischen den Harzmaterialien keinen Verschleiß der Führungsplatte 47.
Zusätzlich
ist der Hauptkörper 53 aus
den Rippen 55, 56, der axialen Rippe 57 und
der dünnen
zylindrischen Wand 58 zusammengesetzt, und das Werkzeug 13 wird
in der Halteöffnung 54 gehalten,
wobei die dünne
Wand dient, um eine Schwingung aufzunehmen. Deswegen wird verhindert, dass
das Werkzeug 13 von dem Werkzeugaufnahmetopf 50 während der
indizierten Drehung der Magazinscheibe 32 fällt, und
der Übertragungsvorgang
durch die Topfübertragungseinheit 40 durchgeführt wird.
Da der Hauptkörper 53 durch
das Zusammensetzen der Rippen und der dünnen Wand abgeschlankt ist,
ist die erforderliche Menge des Formmaterials reduziert. Dies macht
den Werkzeugaufnahmetopf 50 leichtgewichtig und nicht teuer
und verbessert den Energiewirkungsgrad beim Drehen des Werkzeugmagazins 30.
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Bei
dem Werkzeugmagazin 30 und der Topfübertragungseinheit 40,
die in 1, 2 gezeigt ist, ist die Spindel 12 im
Wesentlichen so hoch, wie der Werkzeugaufnahmetopf 50,
der in horizontaler Richtung zu der Werkzeugtauschposition P1 übertragen
wurde. Bei dem Werkzeugmagazin 30 und der Topfübertragungseinheit 40 dieser
Bauart gerät
ein Wirbelstoppschlüssel 23 des
Griffs 22 mit einer der obigen Schlüsselnuten in dem Werkzeug 13 in
Eingriff, das durch den Werkzeugaufnahmetopf 50 gehalten
ist, falls der Werkzeugtauscharm 21 gegen den Uhrzeigersinn
um einen bestimmten Winkel gedreht wird, wie aus 9 ersichtlich ist.
Somit kommt der Schlüssel 60 des
Werkzeugaufnahmetopfes 50 mit der anderen Schlüsselnut
in dem Werkzeug 13 darunter in Eingriff, wodurch das Werkzeug 13 positioniert
ist. Jedoch greift bei einem Werkzeugmagazin und einer Topfübertragungseinheit
einer anderen Bauart, bei der die Spindel 12 und der Werkzeugaufnahmetopf 50,
die zu der Werkzeugtauschposition P1 übertragen wurden, in der vertikalen
Richtung angeordnet sind, falls der Werkzeugtauscharm 21 gegen
den Uhrzeigersinn um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, der
Wirbelstoppschlüssel 23 des
Griffs 22 zeitlich mit einem der durch den Werkzeugaufnahmetopf 50 gehaltenen
Werkzeuge 13 seitlich ein. Aus diesem Grund muss ein Schlüssel 68 des
Werkzeugaufnahmetopfes 50 mit der anderen Schlüsselnut
des Werkzeugs 13 bei der anderen seitlichen Position in
Eingriff kommen. Entsprechend muss der Schlüssel 68 des Werkzeugaufnahmetopfes 50,
der in einem solchen Werkzeugmagazin eingesetzt wird, im Phasenwinkel
um ungefähr
90° von
dem Schlüssel 60 des
Werkzeugaufnahmetopfes 50 unterschiedlich sein, der in
dem Werkzeugmagazin 30 eingesetzt ist, das in 1, 2 gezeigt
ist. Falls die Schlüssel 60, 68 der
Werkzeugaufnahmetöpfe 50 sich
nur im Phasenwinkel unterscheiden und in anderer Hinsicht identisch
sind, kann eine große
Zahl von Hauptkörpern 53 geformt
werden, die die Schlüssel 60, 68 aufweisen,
und die Schlüssel,
die für
das den Werkzeugaufnahmetopf 50 einsetzende Werkzeugmagazin
nicht geeignet sind, können
durch Abschneiden entfernt werden.
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Ein
für ein
Werkzeugmagazin eines Maschinenwerkzeugs verwendeter Werkzeugaufnahmetopf
zum entfernbaren Halten eines Werkzeugs ist offenbart. Ein Hauptkörper des
Werkzeugaufnahmetopfes ist als zylindrische Wand konstruiert, die
eine Halteöffnung
zum Halten des Werkzeugs definiert, Endrippen, die bei gegenüberliegenden
Enden der zylindrischen Wand ausgebildet sind und einer Vielzahl
von Längsrippen,
die zwischen den Endrippen bei dem äußeren Rand der zylindrischen
Wand ausgebildet sind, konstruiert und der Hauptkörper ist
einstückig
aus einem glasfaserverstärkten
thermoplastischen Harzmaterial, wie z.B. einem kristallinen Nylonartharz
geformt. Deswegen weist der Werkzeugaufnahmetopf einen hohen Verschleißwiderstand
und leichtes Gewicht auf, und kann wiederverwertet werden.
