WO2014060434A1

WO2014060434A1 - Schwenk-wechsel-system

Info

Publication number: WO2014060434A1
Application number: PCT/EP2013/071553
Authority: WO
Inventors: Markus Kleiner
Original assignee: Schunk Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2014-04-24
Also published as: DE102012219140A1; TW201429612A; TWI610754B; CN104903048B; CN104903048A

Abstract

Schwenk-Wechsel-System mit einem Grundgehäuse, mit einem im Grundgehäuse verdrehbar gelagerten, von einer ersten Drehstellung in wenigstens eine zweite Drehstellung verschwenkbaren Schwenkteil, mit einem am Schwenkteil angeordneten Wechselsystem, das eine Wechselaufnahme zur Aufnahme eines Wechselelements und Verriegelungselemente zur Verriegelung des Wechselelements in der Wechselaufnahme umfasst, mit einem im Grundgehäuse vorgesehenen ersten insbesondere pneumatischen Antrieb zum Verdrehen des Schwenkteiles und einem zweiten insbesondere pneumatischen Antrieb zur Verlagerung der Verriegelungselemente, wobei am Grundgehäuse wenigstens ein Schwenkanschluss für den ersten Antrieb vorgesehen ist und wobei am Grundgehäuse oder an dem Schwenkteil wenigstens ein Wechselanschluss für den zweiten Antrieb vorgesehen sind, wobei der zweite Antrieb über wenigstens eine durch das Schwenkteil verlaufende Spannleitung mit dem Wechselanschluss verbunden ist.

Description

Schwenk-Wechsel-System

Die Erfindung betrifft ein Schwenk-Wechsel-System. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Schwenkeinheiten vorzusehen, und an diesen – insbesondere zur Handhabung oder Bearbeitung von Werkstücken – Spann- oder Greifsysteme, wie beispielsweise Parallel- oder Zentrischgreifer anzubauen. Dabei hat sich insbesondere herausgestellt, dass das Vorsehen von Anschlussleitungen für den Antrieb des jeweiligen Spann- oder Greifsysteme aufwändig und Bauraum beanspruchend ist.

Dabei ist es wünschenswert, Bauraum einzusparen und die Systeme störunanfälliger zu machen.

Hierfür wird eine Schwenk-Wechsel-System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die Erfindung betrifft also ein Schwenk-Wechsel-System mit einem Grundgehäuse, mit einem im Grundgehäuse verdrehbar gelagerten, von einer ersten Drehstellung in eine zweite Drehstellung verschwenkbaren Schwenkteil, mit einem am Schwenkteil angeordneten Wechselsystem, das eine Wechselaufnahme zur Aufnahme eines Wechselelements und in Verriegelungselemente zur Verriegelung des Spannbolzens in der Wechselaufnahme umfasst, mit einem im Grundgehäuse vorgesehenen ersten insbesondere pneumatischen Antrieb zum Verdrehen des Schwenkteiles und einem zweiten insbesondere pneumatischen Antrieb zur Verlagerung der Verriegelungselemente, wobei am Grundgehäuse wenigstens ein Schwenkanschluss für den ersten pneumatischen Antrieb und wenigstens ein Wechselanschluss für den zweiten pneumatischen Antrieb vorgesehen sind. Dabei ist der zweite pneumatische Antrieb über wenigstens eine durch das Grundgehäuse und den Schwenkflansch verlaufende Spannleitung mit dem Wechselanschluss verbunden.

Hierbei ist vorteilhaft, dass sich der Wechselanschluss für den zweiten Antrieb am Grundgehäuse und/oder am Wechselsystem befindet. Folglich ist es möglich, sämtliche Anschlüsse am Grundgehäuse anzubringen. Dadurch wird ein Anschließen erleichtert und insgesamt wird Bauraum gespart. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Vorteilhafterweise kann bei an das Wechselsystem gekoppeltem Wechselelement eine Durchführung von Pneumatikanschlüssen durch das Grundgehäuse und das Wechselsystem derart erfolgen, dass mittels grundgehäuseseitiger Anschlüsse das Wechselelement mit Druckluft versorgt werden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Schwenk-Wechsel-Systems sieht vor, dass die Wechselaufnahme als Spannaufnahme zur Aufnahme eines als Spannbolzen ausgebildeten Wechselelements ausgebildet ist, wobei die Verriegelungselemente als in radialer Richtung verlagerbare Spannschieber ausgebildet sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der zweite Antrieb im Wechselsystem vorgesehen ist. Es ist jedoch auch denkbar, den zweiten Antrieb im Schwenkteil oder als Teil des Schwenkteils einerseits und des Wechselsystems andererseits vorzusehen.

Vorteilhafterweise ist das Wechselsystem mit dem Schwenkteil einstückig ausgebildet. Bei einer einstückigen Ausführung kann auf Verbindungselemente zur Verbindung des Schwenkteils mit dem Wechselsystem verzichtet werden. Darüber hinaus kann ein Eindringen von Schmutz an der Schnittstelle zwischen Wechselsystem und Schwenkteil vermieden werden.

Vorteilhafterweise ist zwischen dem Grundgehäuse und dem Schwenkteil eine Drehdurchführung vorgesehen, welche einen Spannleitungsabschnitt bildet.

Insbesondere ist vorteilhaft, wenn grundgehäuseseitige Spannleitungsabschnitte, schwenkteilseitige Spannleitungsabschnitte und/oder wechselsystemseitige Spannleitungsabschnitte vorgesehen sind, die als im Grundgehäuse, im Schwenkteil und/oder im Wechselsystem verlaufende Kanäle ausgebildet sind. Vorzugsweise münden die schwenkteilseitigen Spannleitungsabschnitte unmittelbar in wechselsystemseitige Spannleitungsabschnitte. Damit kann auf Schlauchleitungen insbesondere zwischen dem Schwenkteil und dem Wechselsystem verzichtet werden.

Vorteilhaft ist, wenn der erste pneumatische Antrieb einen in einem Zylinder angeordneten, wenigstens einen Druckraum begrenzenden Kolben umfasst, der mit dem Schwenkteil bewegungsgekoppelt ist und wenn der zweite pneumatische Antrieb einen in einem Zylinder angeordneten, wenigstens einen Druckraum begrenzenden Stellkolben umfasst, der mit den Spannschiebern über ein Stellglied bewegungsgekoppelt ist.

Erfindungsgemäß ist zudem vorteilhaft, wenn das Stellglied als ein um die Mittellängsachse der Wechselaufnahme verdrehbar angeordneter Treibkörper ausgebildet ist. Der Treibkörper kann dabei insbesondere als ebener und flach ausgebildeter, vorzugsweise geschlossener Treibring ausgebildet sein. Über das Verdrehen des Treibkörpers können, durch eine geeignete Bewegungskopplung, die Spannschieber synchron in ihrer radialen Lage verlagert werden. Die verdrehbare Anordnung des Treibkörpers hat dabei den Vorteil, dass selbst bei größeren Verdrehwegen des Treibkörpers kein zusätzlicher Bauraum beansprucht wird. Als Verrieglungskörper können insbesondere Spannschieber oder Verriegelungskugeln Verwendung finden.

Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass zum Verdrehen des Treibkörpers wenigstens ein mit dem Treibkörper bewegungsgekoppelter, in dessen Längsrichtung verlagerbarer Stellkolben vorgesehen ist, wobei der Stellkolben wenigstens im Wesentlichen tangential zu einer um die Mittellängsachse verlaufenden Kreisbahn angeordnet ist. Über einen derartigen Stellkolben kann der Treibkörper auf geeignete Weise funktionssicher verdreht werden. Der Stellkolben ist vorzugsweise im Gehäuse in dessen Axialrichtung verlagerbar angeordnet. Um eine gleichmäßige Krafteinleitung zur Verdrehung des Drehkörpers zu erreichen, ist denkbar, dass mehrere Stellkolben, insbesondere drei Stellkolben, um den Treibkörper entsprechend vorgesehen sind. Die Erfindung ist dabei nicht beschränkt auf das Vorsehen von Stellkolben zum Verdrehen des Treibkörpers. Grundsätzlich sind auch andere Arten des Verdrehens des Treibkörpers, beispielsweise über einen in Richtung der Mittellängsachse verlagerbaren Kolben, möglich.

Eine vorteilhafte Anordnung ergibt sich dann, wenn der Treibkörper, die Spannschieber und/oder der wenigstens eine Stellkolben wenigstens im Wesentlichen in einer senkrecht zur Mittellängsachse verlaufenden Ebene liegen. Gerade durch eine solche Anordnung kann ein vergleichsweise flachbauendes Spannsystem bereitgestellt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Stellkolben derart federbeaufschlagt ist, dass die Spannschieber in die Verriegelungslage gedrängt werden. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Spannsystem sich grundsätzlich in seiner Verriegelungslage befindet. Durch die Wahl entsprechend starker Federn können entsprechend hohe Schließkräfte bereitgestellt werden.

Zur Bewegungskopplung des Stellkolbens mit dem Treibkörper ist vorteilhaft, wenn der wenigstens eine Stellkolben beziehungsweise der Treibkörper einen quer zu dessen Längsachse verlaufenden Einschnitt beziehungsweise eine mit dem Einschnitt zusammenwirkende, in radialer Richtung überstehende Nase aufweist. Durch Eingreifen der Nase in den Einschnitt wird folglich die Linearbewegung des Stellkolbens in eine Drehbewegung des Treibkörpers umgesetzt.

Vorteilhafterweise sind die Nase am Treibkörper und der Einschnitt am Stellkolben vorgesehen. Andererseits ist auch denkbar, dass die Nase am Stellkolben und der Einschnitt am Treibkörper angebracht sind. Grundsätzlich können auch andere Arten der Bewegungskopplung zwischen Stellkolben und Treibkörper vorgesehen sein. Auch eine zahnstangenartige Ausbildung am Stellkolben ist denkbar, welche dann mit einem wenigstens abschnittsweise am Treibkörper vorgesehenen, umlaufenden Ritzelabschnitt zusammenwirkt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens der eine Stellkolben einen Druckraum begrenzt, der zur axialen Verlagerung des Stellkolbens pneumatisch druckbeaufschlagbar ist. Bei Vorsehen von mehreren Stellkolben ist denkbar, dass diese jeweils einen identisch ausgebildeten Druckraum begrenzen, wobei mehrere Druckräume dann miteinander druckverbunden sind. Hierdurch wird dann ein synchrones Beaufschlagen der Druckräume mit entsprechendem Fluid ermöglicht.

Beim Druckbeaufschlagen des jeweiligen Druckraums wird dann der jeweilige Stellkolben entgegen der Federbeaufschlagung derart bewegt, dass die Spannschieber in ihre Freigabelage überführt werden. Bei Drucklosschalten des Druckraums kehren dann die Spannschieber aufgrund der Federbeaufschlagung der Stellkolben in ihre Verriegelungslage zurück.

Zur Bewegungskopplung des Treibkörpers mit den Spannschiebern ist vorteilhaft, wenn am Treibkörper beziehungsweise an den Spannschiebern Führungsnuten beziehungsweise in die Führungsnuten eingreifende Nocken derart vorgesehen sind, dass beim Verdrehen des Treibkörpers die Spannschieber in radialer Richtung bewegt werden. Die Führungsnuten sind dabei vorzugsweise in einer senkrecht zur Mittellängsachse verlaufenden Ebene angeordnet und erstrecken sich schräg zu einer Tangentiallinie, die an einer um die Mittellängsachse verlaufenden Kreisbahn anliegt. Je nach Schräge ändert sich das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehbewegung des Treibkörpers und der Radialbewegung der Spannschieber. Vorzugsweise sind die Führungsnuten nicht entlang einer geraden Linie verlaufend angeordnet, sondern derart gebogen, dass in der Verriegelungslage eine Kraftverstärkung erreicht wird.

Dabei ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse Führungsabschnitte zur Bewegungsführung der Stellschieber, Führungsabschnitte zur Bewegungsführung des wenigstens einen Stellkolbens und/oder Führungsabschnitte zur Bewegungsführung des Treibkörpers aufweist. Hierdurch kann die Gesamtzahl der vorzusehenden Bauteile erheblich reduziert werden.

Um eine sichere Bearbeitung der Bauteile zu ermöglichen, ist es wünschenswert, dass das Schwenkteil in den Drehendstellungen sicher gehalten wird. Dazu kann ein verlagerbares Halteelement derart vorgesehen ist, dass bei Erreichen einer Drehendstellung das Halteelement aus einer Freigabestellung in eine Haltestellung verlagert und dadurch das Schwenkteil in der Drehendstellung gehalten wird. Das Halteelement kann dabei vorzugsweise mit dem Schwenkteil in der Drehstellung kraftschlüssig oder formschlüssig zusammenwirken. Vorzugsweise ist das Halteeelement quer zur Drehrichtung des Schwenkteils verlagerbar angeordnet.

Insbesondere ist das Halteelement so angeordnet, dass es das Schwenkteil in die Drehendstellung drängt. Das Drängen des Schwenkteils in die Drehendstellung hat den Vorteil, dass das Schwenkteil spielfrei und wiederholgenau einnehmen kann. Insbesondere beim hochpräzisen Bearbeiten von den Bauteilen ist es erforderlich, dass die Drehendstellungen exakt und spielfrei eingenommen werden.

Das Schwenkteil kann insbesondere im zentralen Bereich eine Mittendurchführung aufweisen, durch welche beispielsweise Kabel oder Schläuche geführt werden können, in welcher beispielsweise Sensoren, insbesondere Kameras angeordnet sein können, oder durch welche auch kleinere Bauteile hindurchgeführt werden können.

Ferner ist vorteilhaft, wenn das Halteelement so angeordnet ist, dass es hin zum Schwenkteil, also in Querrichtung bezüglich der Drehrichtung, und insbesondere parallel zur Drehachse des Schwenkteils, in die Haltestellung und/oder weg vom Schwenkteil in die Freigabestellung federnd vorgespannt angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Halteelement in die Haltestellung und/oder in die Freigabestellung gedrängt angeordnet ist.

Das Halteelement als solches weist vorzugsweise einen Kontaktabschnitt auf, der in der Drehendstellung mit einem schwenkteilseitigen Gegenkontaktabschnitt zusammenwirkt. Der Kontaktabschnitt als solcher kann dabei als Zylinderabschnitt und der Gegenkontaktabschnitt als Zylinderausnehmung ausgebildet sein. Der Zylinderabschnitt sowie die Zylinderausnehmung sind dabei vorzugsweise komplementär zueinander und können vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt vorsehen.

Ferner ist vorteilhaft, wenn der Kontaktabschnitt und/oder der Gegenkontaktabschnitt als Schräg- oder Konusabschnitte ausgebildet sind. Insbesondere dann, wenn der Kontaktabschnitt komplementär zum Gegenkontaktabschnitt ausgebildet ist, kann erreicht werden, dass beim Verlagern des Halteelements aus der Freigabestellung in die Haltestellung aufgrund des Schräg- oder Konusabschnitts das Schwenkteil in die jeweilige Drehendstellung gedrängt wird. Dies ist deshalb möglich, da aufgrund des als Schräg- oder Konusabschnitt ausgebildeten Kontaktabschnitts und hierzu komplementär ausgebildeten Gegenkontaktabschnitts beim axialen Bewegen des Halteelements eine Kraftkomponente in Drehrichtung hin zur Drehendstellung erzeugbar ist.

Vorteilhafterweise ist zudem vorgesehen, dass das Schwenkteil Anschlagabschnitte aufweist, die bei Erreichen der jeweiligen Drehendstellung mit grundgehäuseseitigen Gegenanschlägen zusammenwirken. Hierdurch können exakt definierte Drehendstellungen vorgegeben werden. Insbesondere dann, wenn der Kontaktabschnitt und der Gegenkontaktabschnitt als Schräg- oder Konusabschnitte ausgebildet sind, kann dennoch das Schwenkteil spielfrei gegen die Gegenabschnitte angeschlagen werden.

Ferner ist in diesem Zusammenhang denkbar, dass die Lage der Anlageabschnitte und/oder Gegenabschnitte zur Verstellung der jeweiligen Drehendstellungen verstellbar ist. Die Einstellung der Drehendstellungen kann dabei auch durch eine Verlagerung des Halteelements quer zu dessen Längsachse erfolgen. Insgesamt ist allerdings zu beachten, dass die Verstellung lediglich in dem Bereich erfolgen kann, in dem das Halteelement das Schwenkteil in die jeweilige Drehendstellung drängen kann.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist denkbar, dass das Halteelement wenigstens einen Druckraum derart begrenzt, dass es bei Druckbeaufschlagung oder bei Drucklosschaltung des Druckraums in die Haltestellung oder in die Freigabestellung verlagert wird. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Halteelement zwei Druckräume begrenzt, wobei ein Druckraum bei Druckbeaufschlagung das Halteelement in die Freigabestellung drängt und bei Druckbeaufschlagung des anderen Druckraums das Halteelement in die Haltestellung verlagert wird.

Die Druckbeaufschlagung des vom Halteelement begrenzten Druckraums kann dabei derart erfolgen, dass das Halteelement dann in die Freigabestellung verlagert wird, wenn der Antrieb zum Verschwenken des Schwenkteils angesteuert wird. Der Antrieb als solcher kann dabei zudem pneumatisch, also druckluftbetätigbar sein. Insbesondere kann ein Kolbenantrieb Verwendung finden, der druckluftbeaufschlagbare Druckräume begrenzt.

Ferner ist vorteilhaft, wenn das Schwenkteil ein Ritzel umfasst, über das das Schwenkteil vom Antrieb antreibbar ist, wobei der Antrieb insbesondere eine mit dem Ritzel zusammenwirkende Zahnstange oder ein mit dem Ritzel zusammenwirkendes Zahnrad aufweisen kann. Ferner ist denkbar, dass zwischen dem Antrieb und dem Ritzel ein entsprechendes Getriebe vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise sieht das Grundgehäuse einen Aufnahmeraum für das Halteelement vor, wobei der Aufnahmeraum auf der dem Schwenkteil abgewandten Seite mit einem öffenbaren Deckel verschließbar ist. Bei Entfernen des Deckels ist also das Halteelement zugänglich, so dass dieses gewartet oder ausgetauscht werden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schwenk-Wechsel-System ohne Wechselsystem,

Figur 1a das Schwenk-Wechsel-System nach Figur 1 mit Wechselsystem um 180° gedreht,

Figur 2 die Unteransicht des Schwenk-Wechsel-System gemäß Figur 1a,

Figur 3 die Draufsicht auf das Schwenk-Wechsel-System gemäß Figur 1a,

Figur 4 ein Schnitt durch das Schwenk-Wechsel-System entlang der Linie IV in Figur 3,

Figur 5 einen Schnitt durch das Schwenk-Wechsel-System entlang der Linie V in Figur 2,

Figur 6 einen Schnitt durch das Schwenk-Wechsel-System entlang der Linie VI in Figur 3,

Figur 7 einen Schnitt durch das Schwenk-Wechsel-System entlang der Linie VII in Figur 4 und

Figur 8 einen Schnitt durch das Schwenk-Wechsel-System entlang der Linie VIII in Figur 4;

Figur 9 das Wechselsystem aus Figur 1 als Einzelteil mit einem Spannbolzen;

Figur 10 eine Innenansicht des Wechselsystems gemäß Figur 9 in der Verriegelungslage;

Figur 11 einen Längsschnitt durch das Wechselsystem gemäß Figur 10;

Figur 12 einen Querschnitt durch das Wechselsystem gemäß Figur 11;

Figuren 13

bis 15 Ansichten entsprechend den Figuren 9 bis 12 in der Freigabelage;

[Berichtigt gemäß Regel 91 06.12.2013]
Figur 16 das Wechselsystem gemäß Figuren 9 bis 15;

[Berichtigt gemäß Regel 91 06.12.2013]
Figur 17 den Treibkörper gemäß den Figuren 9 bis 15;

[Berichtigt gemäß Regel 91 06.12.2013]
Figur 18 Spannschieber gemäß den Figuren 9 bis 15;

[Berichtigt gemäß Regel 91 06.12.2013]
Figur 19 Stellkolben gemäß Figuren 19bis 15.

In der Figur 1 ist ein Schwenk-Wechsel-System 10 mit einem zwischen einer ersten Drehstellung und einer zweiten Drehstellung verschwenkbaren Schwenkteil 12 und mit einem Gehäuse 14 gezeigt. In dem Gehäuse 14 ist ein erster Antrieb 16 untergebracht, mit dem das Schwenkteil 12 verschwenkt werden kann. An der Oberseite des Schwenkteils 12 sind Bohrungen 15, Pneumatikmündungen 18 sowie Ausnehmungen 20 vorgesehen, an denen – wie in Figur 1a dargestellt – ein als Spanngehäuse ausgebildetes Wechselsystem 21 befestigbar ist. Die Pneumatikmündungen 18 korrespondieren im endmontierten Zustand, wie er in Figur 1a gezeigt ist, in wechselsystemseitige Leitungsabschnitte. Auf das Wechselsystem 21 und dessen Funktion wird in der Beschreibung zu den Figuren 9 bis 20 näher eingegangen.

Das Schwenk-Wechsel-System 10 samt Wechselsystem 21 weist eine zentrale Mittendurchführung 22 auf, die insbesondere in Figur 4 und 6 deutlich zu erkennen ist. Durch die Mittendurchführung 22 können beispielsweise Verbindungkabel oder Schläuche hindurchgeführt werden, in ihr können Sensorsysteme angebracht sein oder durch sie hindurch können Bauteile geführt werden.

Wie aus dem Schnitt gemäß Figur 4 deutlich wird, sind zwischen dem Schwenkteil 12 und dem Gehäuse 14 Drehlager 24 in Form von Kugellagern angeordnet. Dadurch wird das Schwenkteil 12 am Gehäuse 14 verdrehbar gelagert.

Wie ebenfalls aus Figur 4 deutlich wird, ist an dem sich innerhalb des Gehäuses 14 befindlichen Abschnitt des Schwenkteils 12 ein Ritzel 28 vorgesehen. Wie aus dem Schnitt gemäß Figur 7 deutlich wird, wirkt dieses Ritzel 28 mit dem Antrieb 16 zusammen. Der Antrieb 16 umfasst dabei einen doppelseitig beaufschlagbaren Antriebskolben 30, der auf der dem Ritzel 28 zugewandten Seite einen mit dem Ritzel 28 zusammenwirkenden Zahnstangenabschnitt 32 umfasst. Der Antriebskolben 30 begrenzt in Längsrichtung zwei Druckräume 34, die über Druckluftzugänge 36 wechselseitig mit Druckluft beaufschlagbar sind, hierdurch kann der Kolben 30 in axialer Richtung bewegt werden. Über den Zahnstangenabschnitt 32 wird das Ritzel 28 und damit das Schwenkteil 12 um ihre in Figur 4 deutlich zu erkennende Mittellängsachse 38 versschwenkt.

Zur Vorgabe von definierten Drehendstellungen weist das Schwenkteil 12 Anschlagabschnitte 39, 40 auf, die insbesondere in Figur 8 deutlich zu erkennen sind. Die Anschlagabschnitte 39, 40 sind dabei an einem Kreissegmentabschnitt 42 des Schwenkteils 12 vorgesehen, der einen 90° Winkel einschließt. Die Anlageabschnitte 39, 40 wirken in den Drehendstellung mit gehäuseseitigen Gegenanschlägen 44, 46 zusammen. Die Gegenanschläge 44, 46 sind dabei von in das Gehäuse 14 eingeschraubten Stellschrauben 48 gebildet, was ebenfalls aus Figur 8 deutlich wird. Je nach Einschraubtiefe der Stellschrauben 48 kann die jeweilige Drehendstellung des Schwenkteils 12 verändert werden.

Um zu gewährleisten, dass das Schwenkteil 12 in den im Ausführungsbeispiel vorgesehenen beiden Drehendstellungen sicher gehalten wird, ist, wie aus Figur 5 und 6 deutlich wird, ein quer zur Drehrichtung des Schwenkteils 12 verlagerbares Haltelement 50 vorgesehen. Die Längsachse 52 des Halteelements 50 verläuft dabei parallel zur Drehachse 38 des Schwenkteils 12. Wie aus Figur 5 und 6 deutlich wird, ist das Halteelement 50 im Gehäuse 14 untergebracht. Das Gehäuse 14 sieht dazu eine Halteelementaufnahme 54 vor, die auf ihrer Unterseite mit einem Deckel 56 verschlossen ist. Das Halteelement 50 sieht einen auf der dem Schwenkteil 12 zugewandten Seite vorgesehenen Kontaktabschnitt 58 vor, der konusförmig ausgebildet ist.

Zum Halten des Schwenkteils 12 in einer Drehendstellung kann das Halteelement 50 aus einer eingefahrenen Freigabestellung in eine ausgefahrene, in Figur 5 und 6 gezeigte Haltestellung verlagert werden. In der Haltestellung greift der halteelementseitige Kontaktabschnitt 58 in einen schwenkteilseitigen Gegenkontaktabschnitt 60. Wie aus den Figuren 5 und 6 deutlich wird, ist der Kontaktabschnitt 58 konusförmig bzw. kegelstumpfartig ausgebildet. Der Gegenkontaktabschnitt 60 ist als Ausnehmung ausgebildet, die eine zum Kontaktabschnitt komplementäre Kontur aufweist. Insgesamt weist das Schwenkteil 12 bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform zwei als Konusausnehmungen ausgebildete Gegenkontaktabschnitte 60 auf, und zwar in jeder der beiden Endlagen einen. Bei Erreichen der jeweiligen Endlage kann der Kontaktabschnitt 58 des Halteelements 50 in den jeweiligen Gegenkontaktabschnitt 60 eintauchen.

Durch die konusförmige Ausbildung des Kontaktabschnitts 58 sowie des dazu komplementären Gegenkontaktabschnitt 60 kann erreicht werden, dass dann, wenn das Halteelement 50 in die Haltestellung verfahren wird, wie es Figur 5 zeigt, der Kontaktabschnitt 58 gegen den Gegenkontaktabschnitt 60 wirkt und zugleich das Schwenkteil 12 in Drehrichtung in die jeweilige Drehendstellung gedrängt wird. Aufgrund des Drängens des Schwenkteils 12 in die Drehendstellung kann erreicht werden, dass das Schwenkteil 12 die Drehendstellung spielfrei und wiederholgenau einnimmt. Aufgrund der schräg verlaufenden Kontaktflächen des Kontaktabschnitts 58 und des Gegenkontaktabschnitts 60 wird eine Kraftkomponente in Drehrichtung bereitgestellt, die das Schwenkteil 12 in die jeweilige Drehendstellung drängt.

Selbst dann, wenn die Drehendstellung mittels der Stellschrauben 48 verstellt wird, kann aufgrund der konusartigen Ausbildung des Kontaktabschnitts 58 und des Gegenkontaktabschnitts 60 dennoch ein sicheres Drängen in die jeweilige Drehendstellung erreicht werden. Der Kontaktabschnitt 58 taucht dann tiefer, oder weniger tief, in den Gegenkontaktabschnitt 60 ein. Dies ist solange möglich, solange die Drehendstellungen so gewählt werden, dass der Kontaktabschnitt 58 noch in den Gegenkontaktabschnitt 60 eintauchen kann.

Das Halteelement 50 als solches ist vorteilhafterweise hin zum Schwenkteil 12 mittels einer Schraubenfeder 62 vorgespannt angeordnet. Das Halteelement 50 begrenzt zudem einen mit Druckluft beaufschlagbaren Druckraum 64. Beim Beaufschlagen des Druckraums 64 wird das Halteelement 50 entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 62 in die Freigabestelung bewegt. Beim Drucklosschalten des Druckraums 64 bewegt sich hingegen das Halteelement 50 in die Haltestellung. Allerdings ist denkbar, dass das Halteelement 50 auch einen zweiten Druckraum 66 begrenzt, der über einen Druckluftanschluss aktiv mit Druckluft beaufschlagbar ist, so dass das Halteelement 50 auch über Druckbeaufschlagung dieses Druckraums 66 in die Haltestellung bewegbar ist.

Um das Schwenkteil 12 von einer Drehendlage in die andere Drehendlage zu bewegen, passiert folgendes: Zunächst wird das Halteelement 50 aus der Haltestellung in die Freigabestellung durch Druckbeaufschlagung des Druckraums 64 bewegt. Gleichzeitig oder im direkten Anschluss daran wird der Antrieb 16 durch Druckbeaufschlagen des entsprechenden Druckraums 34 und der daraus resultierenden Bewegung des Kolbens 30 betätigt. Aufgrund der Betätigung des Antriebs 16 wird das Schwenkteil 12 über das Ritzel 28 in die andere Drehendstellung verschwenkt. Kurz vor oder bei Erreichen der Drehendstellung wird der Druckraum 64 des Halteelements 50 drucklos geschalten bzw. der Druckraum 66 mit Druck beaufschlagt, so dass das Halteelement 50 aus der Freigabestellung in die Haltestellung bewegt wird. Der Kontaktabschnitt 58 taucht dabei in den Gegenkontaktabschnitt 60 ein. Aufgrund der konusförmigen Ausbildung von Kontaktabschnitt 58 und Gegenkontaktabschnitt 60 wird dann das Schwenkteil in die entsprechende Drehendstellung gedrängt.

Aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung des Halteelements 50 kann folglich erreicht werden, dass das Schwenkteil 12 in der jeweiligen Drehendstellung sicher gehalten wird. Dabei ist dennoch möglich, die jeweilige Drehendstellung, zumindest in einem gewissen Bereich, durch Verstellen der Stellschrauben 48 zu verändern.

In den Figuren 9 bis 16 ist das in Figur 1a gezeigte Wechselsystem 21 als Einzelteil dargestellt. Das Wechselsystem 21 umfasst einen Gehäusegrundkörper 114 und einem Deckel 116. Das Wechselsystem 21 wird mittels in Figur 4 gezeigten Halteschrauben 23 am Schwenkteil 12 befestigt. Das Gehäuse 21 bzw. der Gehäusegrundkörper 114 weist eine zentrale Aufnahme 118 auf, in welcher in den Figuren 9 bis 15 ein Spannbolzen 120 eingeführt ist. Zur sicheren Fixierung des Spannbolzens 120 in der Aufnahme 118 sind insgesamt drei als Spannschieber 122 ausgebildete Verriegelungselemente vorgesehen, die in radialer Richtung verlagerbar sind. In der radial inneren Position befinden sich die Spannschieber 122 in einer Verriegelungslage. In der radial äußeren Position wird der Spannbolzen 120 freigegeben; die Spannschieber 122 befinden sich in einer Freigabelage. Die Verriegelungslage ist in den Figuren 10 bis 12 dargestellt. Die Freigabelage in den Figuren 13 bis 15.

Die Spannschieber 122 werden über einen ringartig ausgebildeten Treibkörper 124 betätigt. Der Treibkörper 124 ist um die Mittellängsachse 126 verdrehbar gelagert und mit den Spannschiebern 122 bewegungsgekoppelt. Durch ein Verdrehen des Treibkörpers 124 werden folglich die Spannschieber 122 in radialer Richtung bewegt. Der Treibkörper 124 selbst weist in seinem zentralen Bereich eine Kreisaussparung 128 auf, die Teil der Spannaufnahme 118 ist und in welche, wie in Figur 11 deutlich wird, der Spannbolzen 120 einführbar ist. Dies wird auch aus Figur 17 deutlich, welche die Draufsicht auf den Treibkörper 124 zeigt.

Der Treibkörper 124 als solcher ist als ebenes und flach ausgebildetes Ringelement realisiert.

Zur Bewegungskopplung des Treibkörpers 124 mit den Spannschiebern 122 sieht der Treibkörper 124 insgesamt drei Führungsnuten 130 auf. Die Führungsnuten 130 verlaufen dabei nicht entlang jeweils einer geraden Linie, sondern sind, wie insbesondere aus Figur 17 deutlich wird, gekrümmt ausgebildet. In die Führungsnuten 130 greifen spannbolzenseitig angeordnete Nocken 132 ein. Die Führungsnuten 130 sind dabei derart ausgebildet und wirken mit den Nocken 132 derart zusammen, dass beim Verdrehen des Treibkörpers 124 die Spannschieber 122 in radialer Richtung bewegt werden. Aufgrund der Krümmung der Führungsnuten 130 findet hin zur Verriegelungslage eine Kraftverstärkung statt.

Wie insbesondere aus dem in Figur 16 als Einzelteil dargestellten Gehäusegrundkörper 114 deutlich wird, weist dieser in radialer Richtung verlaufende Führungsausnehmungen 134 für die Spannschieber 122 auf. Insofern werden die Spannschieber 122 von den Führungsausnehmungen 134 beim Verdrehen des Treibkörpers 124 in radialer Richtung zwangsgeführt.

In Figur 16 wird auch deutlich, dass der im verbauten Zustand dem Schwenkteil 12 zugewandte Bereich des Gehäusegrundkörpers 114 Pneumatikmündungen 125 aufweist, die im verbauten Zustand mit den schwenkteilseitigen Pneumatikmündungen 18 korrespondieren. Die Pneumatikmündungen 125 sind dabei über im Schwenkteil 12 verlaufende Spannleitungsabschnitte in Form von Kanälen mit schwenkteilseitigen Wechselanschlüssen 68 verbunden, die in Figur 1 deutlich zu erkennen sind. Die Wechselanschlüsse 68 können dabei entweder über Schläuche an am Grundgehäuse 14 vorgesehene Versorgungsanschlüsse oder an eine andere Einheit zur Druckluftversorgung angeschlossen sein.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die im Schwenkteil 12 verlaufenden Kanäle über beispielsweise eine Drehdurchführung mit grundgehäuseseitigen Spannleitungsabschnitten verbunden sein, wobei die Wechselanschlüsse 68 dann am Grundgehäuse 14 vorgesehen sind.

Wie aus Figur 1a deutlich wird sind am Grundgehäuse 14 Schwenkanschlüsse 70 zur Versorgung des ersten Antriebs 16 vorgesehen.

Im Gehäusegrundkörper 114 sind insgesamt drei Stellkolben 136 angeordnet. Das Gehäuse 121 bzw. der Gehäusegrundkörper 114 sieht dazu insgesamt drei in den Gehäusegrundkörper 114 eingebrachte, sacklochartig ausgebildete Zylinderausnehmungen 137 vor. Die Zylinderausnehmungen 137 und die Stellkolben 136, die einen zweiten Antrieb 72 bilden, sind dabei im Wesentlichen tangential zu einer um die Mittellängsachse 126 verlaufenden Kreisbahn, wie insbesondere aus Figur 12 deutlich wird, angeordnet. Die Stellkolben 136 sind im Gehäuse entlang ihrer jeweiligen Längsachse axial verlagerbar angeordnet. Wie insbesondere aus den Figuren 10 und 12 deutlich wird sind die Stellkolben 136 einerends mittels eines Federelements 138 federbeaufschlagt. Andererends begrenzen die Stellkolben 136 jeweils einen Druckraum 140, der mit einem Druckfluid beaufschlagbar ist.

Die Federelemente 138 stützen sich dabei einerends am Boden der Zylinderausnehmungen 137 und anderends an den Stellkolben 136 ab. Auf der den Stellkolben 136 und den Federelementen 138 abgewandten Seiten sind die Druckräume 140 mittels Verschlussmittel 139 in Form von Schrauben verschlossen.

Für den Fall, dass als Druckfluid Druckluft Verwendung findet, sind vorzugsweise alle drei Druckräume mittels entsprechender Kanäle miteinander verbunden und dadurch synchron druckbeaufschlagbar. Wenigstens ein Druckraum 140, und vorzugsweise alle drei Druckräume, korrespondiert dabei über Leitungsabschnitte mit den in Figur 1 gezeigten Pneumatikmündungen 18. Allerdings ist denkbar, dass die Beaufschlagung von lediglich einem Druckraum 140 ausreichend sein kann, um eine ausreichend hohe Betätigungskraft zur Verfügung zu stellen.

Zur Bewegungskopplung der Stellkolben 136 mit dem Treibkörper 124 sehen die Stellkolben 136 jeweils einen quer zu deren Längsachse verlaufenden Einschnitt 142 vor. In den jeweiligen Einschnitt 142 greift jeweils eine in radialer Richtung überstehende Nase 144 des Treibkörpers 124. Beim axialen Verlagern von wenigstens einem Stellkolben 136 werden die anderen Stellkolben folglich über den Treibkörper 124 zwangsbewegt.

Die Federbeaufschlagung der Stellkolben 136 ist dabei so gewählt, dass die Spannschieber 122 über den Treibkörper 124 aufgrund der Federbeaufschlagung in deren Verriegelungslage gedrängt werden. Durch Druckbeaufschlagung von wenigstens einem Druckraum 140 werden die Stellkolben 136 entgegen der Federbeaufschlagung bewegt und die Spannschieber 122 in ihre Freigabelage verlagert.

Die treibkörperseitigen Nasen 144 und die Führungsnuten 130 sind in Figur 17 deutlich zu erkennen. Figur 18, welche die Spannschieber 22 als Einzelteil darstellt, zeigt insbesondere die spannschieberseitigen Nocken 132. Ebenso wird deutlich, dass die Spannschieber 122 parallel zueinander verlaufende Führungskanten 133 aufweisen, die im verbauten Zustand mit den Führungsausnehmungen 134 zur radialen Führung der Spannschieber 122 zusammenwirken. In Figur 19, in welcher zwei Stellkolben 136 als Einzelteile dargestellt sind, sind die Einschnitte 142, welche mit den Nasen 144 zusammenwirken, deutlich zu erkennen. Ferner sind Ringnuten 145 erkennbar, in welche Dichtringe einsetzbar sind.

Während in Figur 11 deutlich zu erkennen ist, dass sich die Spannschieber 122 in der Verriegelungslage befinden, ist in Figur 14 deutlich zu erkennen, dass sich die Spannschieber 122 in der Freigabelage befinden und der Spannbolzen 120 aus der Aufnahme 118 entnommen werden kann.

Claims

Schwenk-Wechsel-System (10) mit einem Grundgehäuse (14),

mit einem im Grundgehäuse (14) verdrehbar gelagerten, von einer ersten Drehstellung in wenigstens eine zweite Drehstellung verschwenkbaren Schwenkteil (12),

mit einem am Schwenkteil (12) angeordneten Wechselsystem (21), das eine Wechselaufnahme (118) zur Aufnahme eines Wechselelements (120) und Verriegelungselemente (122) zur Verriegelung des Wechselelements (120) in der Wechselaufnahme (118) umfasst,

mit einem im Grundgehäuse (14) vorgesehenen ersten insbesondere pneumatischen Antrieb (16) zum Verdrehen des Schwenkteiles (12) und einem zweiten insbesondere pneumatischen Antrieb (72) zur Verlagerung der Verriegelungselemente (122), wobei am Grundgehäuse (14) wenigstens ein Schwenkanschluss (70) für den ersten Antrieb (16) vorgesehen ist und wobei am Grundgehäuse (14) oder an dem Schwenkteil (12) wenigstens ein Wechselanschluss (68) für den zweiten Antrieb (72) vorgesehen sind, wobei der zweite Antrieb (72) über wenigstens eine durch das Schwenkteil (12) verlaufende Spannleitung mit dem Wechselanschluss (68) verbunden ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselaufnahme (118) als Spannaufnahme (118) zur Aufnahme eines als Spannbolzen (120) ausgebildeten Wechselelements (120) ausgebildet ist, wobei die Verriegelungselemente als in radialer Richtung verlagerbare Spannschieber ausgebildet sind.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antrieb im Wechselsystem (21) vorgesehen ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselsystem (21) mit dem Schwenkteil (12) einstückig ausgebildet ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundgehäuse (14) und dem Schwenkteil (12) eine Drehdurchführung vorgesehen ist, welche einen Spannleitungsabschnitt bildet.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass grundgehäuseseitige Spannleitungsabschnitte, schwenkteilseitige Spannleitungsabschnitte und/oder wechselsystemseitige Spannleitungsabschnitte vorgesehen sind, die als im Grundgehäuse (14), im Schwenkteil (12) und/oder im Wechselsystem (21) verlaufende Kanäle ausgebildet sind.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkteilseitigen Spannleitungsabschnitte unmittelbar in wechselsystemseitige Spannleitungsabschnitte münden.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste pneumatische Antrieb (16) einen in einem Zylinder angeordneten, wenigstens einen Druckraum (34) begrenzenden Kolben (30) umfasst, der mit dem Schwenkteil (12) bewegunsgekoppelt ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite pneumatische Antrieb (72) einen in einem Zylinder angeordneten, wenigstens einen Druckraum (140) begrenzenden Stellkolben (136, 152) umfasst, der mit den Spannschiebern (122) über ein Stellglied (124) bewegungsgekoppelt ist.
Schwenk-Wechsel-System (10)nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (124) als ein um die Mittellängsachse (126) der Wechselaufnahme (118) verdrehbar angeordneter Treibkörper (124) ausgebildet ist, wobei der Stellkolben (136, 152) insbesondere wenigstens im Wesentlichen tangential zu einer um die Mittellängsachse (126) verlaufenden Kreisbahn angeordnet ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibkörper (124), die Verrieglungskörper (122) und/oder der wenigstens eine Stellkolben (136, 152) wenigstens im Wesentlichen in einer senkrecht zur Mittellängsachse (126) verlaufenden Ebene liegen.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stellkolben (136, 152) derart federbeaufschlagt ist, dass die Verrieglungskörper (122) in die Verriegelungslage gedrängt werden.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stellkolben (136, 152) bzw. der Treibkörper (124) einen quer zu dessen Längsachse verlaufenden Einschnitt (142) bzw. eine mit dem Einschnitt (142) zusammenwirkende, in radialer Richtung überstehende Nase (144) zur Bewegungskopplung des Stellkolbens (136, 152) mit dem Treibkörpers (24) aufweist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegungskopplung von Treibkörper (124) und Spannschiebern (122) am Treibkörper (124) bzw. an den Spannschiebern (122) Führungsnuten (130) bzw. in die Führungsnuten (130) eingreifende Nocken (132) derart vorgesehen sind, dass beim Verdrehen des Treibkörpers (124) die Spannschieber (122) in radialer Richtung bewegt werden.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse Führungsabschnitte (134) zur Bewegungsführung der Spannschieber (122), des wenigstens einen Stellkolbens (136, 152) und/oder des Treibkörpers (124) aufweist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein verlagerbares Halteelement (50) derart vorgesehen ist, dass bei Erreichen einer Drehendstellung das Halteelement (50) aus einer Freigabestellung in eine Haltestellung verlagert und dadurch das Schwenkteil (12) in der Drehendstellung gehalten wird.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (50) quer zur Drehrichtung des Schwenkteils (12) verlagerbar angeordnet ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (50) derart angeordnet ist, dass es das Schwenkteil (12) in die Drehendstellung drängt.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (50) derart angeordnet ist, dass es hin zum Schwenkteil (12) in die Haltestellung und/oder weg vom Schwenkteil (12) in die Freigabestellung federnd vorgespannt angeordnet ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (150) einen Kontaktabschnitt (58) aufweist, der in der Drehendstellung mit einem schwenkteilseitigen Gegenkontaktabschnitt (60) zusammen wirkt.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktabschnitt (58) als Zylinderabschnitt und/oder der Gegenkontaktabschnitt (60) als Zylinderausnehmung ausgebildet sind, oder dass der Kontaktabschnitt (58) und/oder der Gegenkontaktabschnitt (60) als Schräg- oder Konusabschnitt ausgebildet sind.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkteil (12) Anschlagabschnitte (39, 40) aufweist, die bei Erreichen der jeweiligen Drehendstellung mit gehäuseseitigen Gegenanschlägen (44, 46) zusammen wirken.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Anschlagabschnitte (39, 40) und/oder der Gegenanschlägen (44, 46) zur Verstellung der jeweiligen Drehendstellung verstellbar ist.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (50) wenigstens einen Druckraum (64, 66) derart begrenzt, dass es bei Druckbeaufschlagung oder bei Drucklosschaltung des Druckraums (64, 66) in die Haltestellung oder in die Freigabestellung verlagert wird.
Schwenk-Wechsel-System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkteil (12) ein Ritzel (28) umfasst, über das das Schwenkteil (12) vom ersten Antrieb (16) antreibbar ist, wobei der erste Antrieb (16) insbesondere eine mit dem Ritzel (28) zusammenwirkende Zahnstange (32) oder ein mit dem Ritzel (28) zusammenwirkendes Zahnrad aufweist.