DD236281A1 - Halteeinrichtung fuer werkzeuge in magazinaufnahmen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Halteeinrichtung fuer Werkzeuge in Magazinaufnahmen, wobei die Werkzeuge mit Steilkegelschaft und Anzugsbolzen versehen sind, an dessen Schulter Verriegelungselemente anlegbar sind, die in Radialbohrungen einer Aufnahmebuchse beweglich gelagert in beiden Richtungen Begrenzungen aufweisen. Ziel der Erfindung ist eine sichere Halterung fuer schwere Werkzeuge zu erreichen, die zuverlaessig nach vielen Wechselvorgaengen erhalten bleibt. Es wird die Aufgabe geloest, ohne besondere Anforderungen an die Radialbohrungen eine von ihnen unabhaengige Begrenzung zu schaffen. Das Wesen der Erfindung ist gekennzeichnet dadurch, dass die innere Begrenzung von der Mantelflaeche eines axial verschiebbaren zylindrischen Gleitstueckes gebildet wird, das bei entnommenem Werkzeug die Austrittsoeffnungen von zylindrisch voll durchgehend ausgefuehrten Radialbohrungen der Verriegelungselemente mindestens zur Haelfte ueberdeckt. Das Anwendungsgebiet umfasst Werkzeugmagazine an Bearbeitungsmaschinen, insbesondere an Werkzeugmaschinen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf Halteeinrichtungen in Magazinaufnahmen fur wechselbare Werkzeuge Als spezielles Anwendungsgebiet kommen Magazinaufnahmen fur automatisch wechselbare Werkzeuge in fortschaltenden bzw umlaufenden Werkzeugmagazinen an Werkzeugmaschinen in Betracht

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

In der DE-OS 2 435 947 B 23 Q 3/155 ist eine Werkzeugaufnahme eines trommelformigen Werkzeugmagazins dargestellt bei der die Werkzeuge mit Kegelschaft und Zugbolzen in Kegelbohrungen von Werkzeughalterhulsen eingesetzt sind Um das Losen der Werkzeuge bei der Indexierbewegung des Werkzeugmagazins von den Hülsen zu vermeiden, sind jeweils paarweise federvorgespannte Stempelformstucke vorgesehen die den Spannknauf des Zugbolzens hintergreifen Die Stempelformstucke sind diametral in konischen Radialbohrungen der Werkzeughalterhulsen gefuhrt,^wodurch sie standig um ein bestimmtes Maß aus den verengten Austnttsoffnungen vorstehen, am Herausspringen nach innen unter der Druckfederwirkung bei entnommenem Werkzeug aber gehindert sind Am Innenmantel eines Uberwurfringes liegen die Druckfedern mit ihren anderen Enden an und sichern die Stempelformstucke in ihrer Bewegung nach außen ab

( Diese Halteeinrichtung gewährleistet keine große Sicherheit Es besteht die Gefahr des Losens der Verriegelung, besonders bei schweren Werkzeugen und hohen Magazinumlaufgeschwindigkeiten bzw fortschaltgeschwindigkeiten Beim Einsetzen der Werkzeuge muß die Werkzeugwechseleinrichtung die Stempelformstucke zuruckdrucken, was der Große der Federkraft Grenzen setzt Fertigungstoleranzen und Spiel können schließlich durch ungenügenden Festsitz Markierungsbildungen am Kegelschaft des Werkzeuges hervorrufen

In der gleichen DE-OS ist die Aufnahme des Werkzeuges in der Werkzeugspindel beschrieben, die bezuglich der Halteeinnchtung eine gunstigere Losung darstellt

An den kegligen Teil der Spindelhulse fur den Werkzeugschaft schließt koaxial eine zylindrische Ausdrehung an, in der eine verschiebbare Buchse gelagert ist In die Wandung der Buchse sind eine oder mehrere Bohrungen fur die Aufnahme von Stahlkugeln so eingearbeitet, daß die Stahlkugeln nicht nach innen herausfallen können, aber gegenüber der Innenmantelflache austretend vorstehen, wenn sich die Buchse in ihrer Spannstellung befindet Die Stahlkugeln legen sich dabei an die Spannflache des Zugbolzens an Ein spielfreier Halteeffekt wird erreicht durch ein Tellerfederpaket, welches zwischen einem im Boden der Buchse befestigten Bundbolzen und einer im Durchmesser größeren Ausdrehung der Spindelhulse angeordnet ist Die Buchse wird so standig in ihre Spannstellung gezogen Fur die Entnahme des Werkzeuges muß die Buchse entgegen der Tellerfederkraft nach vorn verschoben werden Dazu ist ein Druckmittelschubkolbenantneb vorgesehen, dessen Kolbenstange mit dem Bundbolzen axial fluchtet Bei der Vorwärtsbewegung der Buchse gelangen die Stahlkugeln in einen kegligen Bohrungsbereich der Spindelhulse und können damit radial nach außen ausweichen Das Werkzeug laßt sich somit entfernen Der Nachteil dieser Halteeinrichtung besteht in ihrer Ortsgebundenheit Fur Werkzeugmagazine mit zwei oder mehreren Wechselstellen ist sie aufwendig und wenig geeignet

An die Aufnahme der Stahlkugeln in der Buchsenwandung sind hohe Genauigkeitsanforderungen zu stellen, da sie maßgeblich die Funktionstuchtigkeit der sicheren Verriegelung beeinflußt Eine Versagungsgefahr durch Austritt der Stahlkugeln nach innen ist nicht mit Sicherheit ausgeschlossen

Fur Halteeinrichtungen bei denen Kugeln als Vemegelungselemente dienen, ist es bekannt, die Begrenzung der Kugelbewegung durch Verringerung des Bohrungsdurchmessers zu erreichen Derartige Bohrungen werden nach DE OS 1 652 729 49 m 3/157 ζ Β

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dadurch hergestellt, daß der Bohrer nicht ganz durch das Bohrloch hindurchgefuhrt wird, so daß auf der Austnttsseite eine Abkropfung bzw einen Rand bildender Grat entsteht Eine ähnliche Herstellungsmoghchkeit besteht im Formfräsen solcher Bohrungen oder pfannenformiger Vertiefungen

Diese besondere Ausbildungsart der Austnttsoffnungen laßt sich nur schwer mit der erforderlichen Genauigkeit fur alle Bohrungen mehrerer Magazinaufnahmen gleichmäßig erreichen Sie stellen einen Unsicherheitsfaktor fur die standige Funktionssicherheit der Halteeinrichtung dar

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden, daß eine sichere Halterung der Werkzeuge in Werkzeugmagazinen gewährleistet wird, die zuverlässig nach vielen Wechselvorgangen erhalten bleibt, und sich auch fur große, schwere Werkzeuge gut eignet

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die in der Charakteristik der bekannten technischen Losungen beschriebenen Mangel haben ihre Ursache in Deformations und Abnutzungserscheinungen an der Austnttsstelle der Vernegelungselemente in ihren Radialbohrungen, wodurch sich Spiel einstellen kann Bei Fortschreiten der Abnutzung infolge vieler Wechselvorgange können die Vernegelungselemente zu Verklemmungen neigen, nicht mehr zur gleichmäßigen Anlage am Spannknauf des Anzugsbolzens gelangen oder aus ihren Fuhrungsbohrungen herausspringen, wenn das Werkzeug entfernt wird

Um diese Ursachen zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Halteeinrichtung fur Werkzeuge in Magazinaufnahmen, wobei die Werkzeuge mit Steilkegelschaft und Anzugsbolzen versehen sind, der in einem Spannknauf endet, an dessen Schulter Vernegelungselemente anlegbar sind, die in Radialbohrungen einer Aufnahmebuchse beweglich gelagert sind und in ihren Bewegungsrichtungen Begrenzungen aufweisen, erfinderisch so auszubilden, daß ohne besondere Anforderungen an die Bohrungsgestaltungen eine von ihnen unabhängige Begrenzung der Verriegelungselemente erfolgt Erfindungsgemaß wird das dadurch erreicht, daß die innere Begrenzung von der Mantelflache eines axial verschiebbaren zylindrischen Gleitstuckes gebildet wird, das bei entnommenem Werkzeug die Austnttoffnungen von zylindrisch voll durchgehend ausgeführten Radialbohrungen fur die Vernegelungselemente mindestens zur Hälfte überdeckt Das verschiebbare zylindrische Gleitstück kann als Bundbuchse gestaltet sein die mit ihrem Bund in einer Ausdrehung der Aufnahmebuchse gefuhrt ist und unter Vorspannung durch Federkraft am Spannknaufende des eingesetzten Werkzeuges anliegt Zweckmaßigerweise ist das verschiebbare zylindrische Gleitstuck als Hülse ausgebildet, die im Inneren einen Anlageboden besitzt, wobei zwischen diesem Anlageboden und einem in einer Ausdrehung der Aufnahmebuchse befestigten Verschlußstuck eine Druckfeder angeordnet ist Damit wird die Baulange reduziert Am Hülsenende ist ein Außenbund angearbeitet, der in Verbindung mit der Ausdrehlange in der Aufnahmebuchse einen Anschlag fur den Verschiebeweg der Hülse bildet Gunstige Bedingungen fur die Begrenzung der Vernegelungselemente ergeben sich bei der Ausfuhrung des Außendurchmessers des verschiebbaren zylindrischen Gleitstuckes großenmaßig übereinstimmend mit dem Spannknaufdurchmesser des Werkzeuges

Vorteilhafterweise fur die Baulange ist die Hülse mit einem Innenbund ausgestattet, an dessen einer Seite die Druckfeder anliegt, wahrend an der anderen Seite das Ende des Spannknaufs die Anlage bildet Hierbei begrenzt die Ausdrehlange in der Aufnahmebuchse den Verschiebeweg der Hülse Je nach konstruktiver Gestaltung des Spannkaufs am Werkzeuganzugsbolzen, eignen sich zylindrische Bolzen mit balligen oder kugeligen Stirnflachen, besonders aber Kugeln, als Vernegelungselemente

Ausfuhrungsbeispiel

Die erfindungsgemaße Losung soll nachstehend an zwei Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert werden In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig 1 eine Halteeinrichtung fur Zugbetatigung mit Magazinaufnahme in der Vernegelungs und Entnahmeposition des Werkzeuges in Schnittdarstellung,

Fig 2 eine Halteeinrichtung fur Druckbetatigung in der Vernegelungs und Wechselposition des Werkzeuges in Schnittdarstellung

In Fig 1 (rechte Hälfte) ist in einer Magazinaufnahme 1 eines Werkzeugmagazins ein Werkzeug 2 mit seinem Steilkegelschaft 3 eingesetzt dargestellt An der Ruckseite der Magazinaufnahme 1 ist eine Flanschhulse 4 mittels Schrauben 5 befestigt In dieser Flanschhulse 4 ist die Halteeinrichtung fur das Werkzeug 2 angeordnet

Eine Aufnahmebuchse 6 ist mit ihrem Bund 7 durch die Flanschhulse 4 in einer Ausdrehung 8 der Magazinaufnahme 1 zentriert und festgespannt Am Umfang der Aufnahmebuchse 6 unter gleicher Winkelteilung eingearbeitete, zylindrisch durchgehende Radialbohrungen 9 bilden die Fuhrungen fur die Vernegelungselemente 10, welche im Ausfuhrungsbeispiel Kugeln 10 1 sind Die Kugeln 10 1 hintergreifen den Spannknauf 11 des Anzugsbolzens 12 und liegen an der Spannflache 13 an Em in der Aufnahmebuchse 6 axial verschiebbares zylindrisches Gleitstück 14, welches im Ausfuhrungsbeispiel als Hülse 14 1 ausgebildet ist und innen einen Anlageboden 15 besitzt, liegt unter der Wirkung einer vorgespannten Druckfeder 16 an der Endflache des Spannknaufs 11 an Ein in einer Ausdrehung 17 der Aufnahmebuchse 6 durch Sprengring 18 gesichertes Verschlußstuck 19 bildet das Widerlager fur die Druckfeder 16 Em Außenbund 20 an der Hülse 14 1 und die Lange der Ausdrehung 17 begrenzen den Verschiebeweg der Hülse 14 1 Ein Hohlzylinder 21 mit kegeligem Bohrungsabschnitt 22 ist auf dem Außenmantel der Aufnahmebuchse 6 verschiebbar gelagert Der keglige Bohrungsabschnitt 22 bildet die Begrenzung fur die Bewegung der Kugeln 10 1 nach außen Zwischen einem Bund 23 des Hohlzylinders 21 und einem Boden 24 der Flanschhulse 4 ist eine Druckfeder 25 unter

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Vorspannung angebracht Der Hohlzylinder 21 weist einen Absatz 26 auf, der als Anschlag am Boden 24 der Flanschhulse 4 wirkt Ein in einer Ausdrehung des Hohlzylinders 21 eingesetzter Zuggriff 27 ist mittels Sprengring 28 gesichert und dient der Betätigung der Halteeinrichtung

Die Wirkungsweise ist folgende

Nachdem der Greifer einer nicht dargestellten Werkzeugwechseleinrichtung den Gnffbund 30 des Werkzeuges 2 erfaßt hat, wird durch Ziehen am Zuggriff 27 der Hohlzylinder 21 gegen die Federkraft der Druckfeder 25 um ein Maß zurückgezogen, welches das Ausweichen der Kugeln 10 1 im kegligen Bohrungsabschnitt 22 nach außen ermöglicht, das Verlassen der zylindrisch durchgehenden Radialbohrungen 9 aber nicht zulaßt (Fig 1, linke Hälfte) Dieses Maß, welches an einer nicht dargestellten Zugeinrichtung einstellbar ist, ist kleiner als der durch den Absatz 26 in Anschlag mit dem Boden 24 der Flanschhulse 4 begrenzte maximale Verschiebeweg, bei welchem ebenfalls das Herausfallen der Kugeln 10 1 noch sicher verhindert ist Beim Entnahmevorgang des Werkzeuges 2 aus der Magazinaufnahme 1 folgt die Hülse 14 1 durch die Wirkung der Druckfeder 16 dem Bewegungsablauf der Werkzeugwechseleinrichtung in bleibender Anlage mit der Endflache des Spannknaufes 11 so lange, bis der Außenbund 20 am Ende der Ausdrehung 17 anschlagt (Fig 1, linke Hälfte) In dieser Stellung hat der Spannkauf 11 die Radialbohrungen 9 bereits passiert und die Mantelflache 29 der Hülse 14 1 überdeckt die Austnttsoffnungen der Radialbohrungen 9 nach innen Damit ist eine sichere Begrenzung der Kugelbewegung erreicht und ein Verlassen der Radialbohrungen 9 ausgeschlossen Die Betätigung des Zuggriffes 27 kann gelost werden

Beim Einsetzen eines Werkzeuges 2 wird die Hülse 14 1 durch den Spannknauf 11 gegen die Federkraft der Druckfeder 16 axial verschoben Die Kugeln 10 1 werden erst dann frei, wenn auch der zylindrische Teil des Spannknaufs 11 die Radialbohrungen 9 passiert hat und sich die Spannflache 13 in dem Wirkungsbereich der Kugeln 10 1 befindet Dann treibt der keglige Bohrungsabschnitt 22 des Hohlzylinders 21 durch die Federkraft der Druckfeder 25 die Kugeln 10 1 nach innen zur Anlage an die Spannflache 13 des Anzugsbolzens 12 (Fig 1, rechte Hälfte) Der Kegelwinkel und die Federkraft der Druckfeder 25 sind so bemessen, daß das selbsttätige Losen auch großer Werkzeuge ausgeschlossen ist Die beim Einsetzen eines Werkzeuges 2 zu überwindende Federkraft der Hülse 14 1 ist gegenüber der Werkzeugmasse unbedeutend, jedoch so bemessen, daß bei der Werkzeugentnahme ein sicheres Nachfuhren der Hülse 14 1 gewährleistet ist Neben dem Einsatz der Halteeinrichtung in Magazinaufnahmen von Werkzeugmagazinen, die von automatischen Werkzeugwechseleinrichtungen bedient werden, eignet sie sich auch gut fur die manuelle Bestückung von Magazinen Beim Einsetzen der Werkzeuge sind keinerlei Schalt- oder Bedienelemente auszulosen, so daß die Erstausrustung von Magazinen mit Werkzeugen jederzeit ortsungebunden von Hand erfolgen kann Im zweiten Ausfuhrungsbeispiel (Fig 2) ist eine Aufnahmebuchse 31 direkt an der Magazinaufnahme 1 angeschraubt Auf ihrem mit Außengewinde versehenen Bund 32 ist eine Uberwurfhulse 33 aufgeschraubt, die die Hebeeinrichtung gegen Beschädigungen schützt

In zwei in der Aufnahmebuchse 31 diametral eingearbeiteten Radialbohrungen 9 sind Kugeln 10 1 gefuhrt, die bei eingesetztem Werkzeug den Spannknauf 11 des Anzugsbolzens 12 hintergreifen und an der Spannflache 13 anliegen (Fig 2, rechte Hälfte) Das in der Aufnahmebuchse 31 axial verschiebbare zylindrische Gleitstück ist im Ausfuhrungsbeispiel als Hülse 14 2 ausgebildet, die im Außendurchmesser großer als der Durchmesser des Spannknaufs 11 bemessen ist Die Hülse weist einen inneren Anlagebund 34 auf, an dem auf der einen Seite die vorgespannte Druckfeder 16 anliegt, wahrend auf der anderen Seite die Endflache des Spannknaufs 11 zur Anlage kommt, so daß fur einen Teil des Spannknaufs 11 eine Aufnahmebohrung 35 gebildet ist Das in der Aufnahmebuchse 31 befestigte Verschlußstuck 19 bildet das Widerlager fur die Druckfeder 16 Die Ausdrehung 36 begrenzt mit ihrer Lange den Verschiebeweg der Hülse 14 2 Auf einem abgesetzten zylindrischen Ansatz 37 der Aufnahmebuchse 31 ist ein Hohlzylinder 38 verschiebbar aufgenommen Er besitzt einen sich nach außen verjungenden kegligen Bohrungsabschnitt 39, an den sich eine ringförmige Ausdrehung 40 größeren Durchmessers anschließt Durch eine zwischen einem Bund 41 des Hohlzylinders 38 und dem Bund 32 der Aufnahmebuchse 31 unter Vorspannung eingesetzte Druckfeder 42 wird der keglige Bohrungsabschnitt 39 an die Kugeln 10 1 angedruckt Ein in einer Ausdrehung des Hohlzylinders 38 eingesetztes Druckstuck 43 dient der Betätigung der Halteeinnchtung

Die Wirkungsweise ist folgende

Nachdem, wie im ersten Ausfuhrungsbeispiel erläutert, ein Werkzeugwechsler das Werkzeug gefaßt hat, wird durch Druckbetatigung auf das Druckstuck 43 der Hohlzylinder 38 bis zum Anschlag an den Bund 32 der Aufnahmebuchse 31 verschoben In dieser Stellung befindet sich die ringförmige Ausdrehung 40 im Bewegungsbereich der Kugeln 10 1 Beim Herausziehen des Werkzeuges aus der Magazinaufnahme 1 werden die Kugeln 10 1 durch den Spannknauf 11 in den Radialbohrungen 9 freibeweglich nach außen verschoben und durch die unter Druckfederwirkung nachfolgende Hülse 14 2 allseitig begrenzt gehalten (Fig 2, linke Hälfte)

Diese Position der Halteeinrichtung bleibt so lange bestehen, bis ein neues Werkzeug eingesetzt wird Sie kann deshalb zur Anzeige freier Magazinaufnahmen 1 in umlaufenden Werkzeugmagazinen ausgenutzt werden Beim Einsetzen eines neuen Werkzeuges tritt das Ende des Spannknaufs 11 zuerst in die Aufnahmebohrung 35 der Hülse 14 2 ein, bevor nach Anschlag an dem Anlagebund 34 die Ruckschubbewegung der Hülse 14 2 einsetzt Wenn die Mantelflache 29 der Hülse 14 2 die Radiaibohrungen 9 passiert hat, kommen die Kugeln 10 1 mit Sicherheit am Außendurchmesser des Spannknaufs 11 zur Anlage Befindet sich die Spannflache 13 im Wirkungsbereich der Kugeln 10 1, so werden die Kugeln 10 1 durch die Federkraft der Druckfeder 42 in Verbindung mit dem kegligen Bohrungsabschnitt 39 des Hohlzylinders 38 zur Anlage an die Spannflache 13 gedruckt

Das Werkzeug befindet sich in einer festen, spielfreien Vernegelungsstellung

Diese Ausfuhrungsvanante zeichnet sich trotz des Ansatzes eines Kuhlmitteladapterstuckes am Spannknaufende, wie es fur die Kuhlmittelzufuhr durch das Werkzeug erforderlich ist, durch geringere Baulange aus Beide Halteeinrichtungen gewahrleisten durch die angeflanschte Ausfuhrungsart eine Austauschbarkeit, wenn es durch eine andere Gestaltung des Anzugsbolzens am Werkzeug erforderlich wird

Claims (6)

1 Halteeinrichtung fur Werkzeuge in Magazinaufnahmen, insbesondere fur automatisch wechselbare Werkzeuge in fortschaltenden bzw umlaufenden Werkzeugmagazinen an Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeuge mit Steilkegelschaft und Anzugsbolzen versehen sind, der in einem Spannknauf endet, an dessen Schulter Vemegelungselemente anlegbar sind, die in Radialbohrungen einer Aufnahmebuchse beweglich gelagert sind und in ihren beiden Bewegungsrichtungen Begrenzungen aufweisen, gekennzeichnet dadurch, daß die innere Begrenzung von der Mantelfläche (29) eines axialverschiebbaren zylindrischen Gleitstuckes (14) gebildet ist, das bei entnommenen Werkzeug (2) die Austrittsoffnungen von zylindrisch durchgehend ausgeführten Radialbohrungen (9) fur die Verriegelungselemente (10) mindestes zur Hälfte überdeckt

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Erfindungsanspruch.

2 Hebeeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das verschiebbare zylindrische Gleitstück als Bundbuchse ausgebildet ist, die mit ihrem Bund in einer Ausdrehung (17) der Aufnahmebuchse (6) gefuhrt ist und unter Druckfederkraft vorgespannt am Spannknauf (11) des aufgenommenen Werkzeuges (2) anliegt

3 Halteeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das verschiebbare zylindrische Gleitstück als Hülse (14 1) ausgebildet ist, die innen einen Anlageboden (15) besitzt, wobei zwischen Anlageboden (15) und einem in einer Ausdrehung (17) der Aufnahmebuchse (6) befestigten Verschlußstuck (19) eine Druckfeder (16) angeordnet ist und daß an dem Verschlußstuck (19) zugewandten Hülsenende ein Außenbund (20) angearbeitet ist, der mit der Lange der Ausdrehung (17) einen Anschlag fur den Verschiebeweg der Hülse (14 1) bildet

4 Halteeinnchtung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Außendurchmesser des verschiebbaren zylindrischen Gleitstuckes (14) in seiner Große mit dem Durchmesser des Spannknaufs (11) übereinstimmt

5 Halteeinnchtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das verschiebbare zylindrische Gleitstück als Hülse (14 2) ausgebildet ist, die innen einen Anlagebund (34) besitzt, zwischen dem und einem in der Aufnahmebuchse (31) befestigten Verschlußstuck (19) eine Druckfeder (16) angeordnet ist und daß die Hülle (14 2) am anderen Ende des Anlagebundes (34) eine Aufnahmebohrung (35) fur den Spannknauf (11) des Werkzeuges bildet

6 Halteeinrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß als Vemegelungselemente Kugeln (10 1) eingesetzt sind