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Dokumentenidentifikation DE102006000354B3 13.12.2007
Titel Verriegelungsmechanismus für den Greifarm eines Werkzeugwechslers
Anmelder Miksch GmbH, 73037 Göppingen, DE
Erfinder Schäfer, Egon, 73037 Göppingen, DE
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Anmeldedatum 20.07.2006
DE-Aktenzeichen 102006000354
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse B23Q 3/155(2006.01)A, F, I, 20060720, B, H, DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Greifvorrichtung für eine Werkzeugwechselvorrichtung zum Fixieren einer zu greifenden. Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung weist einen ersten Greifabschnitt, einen drehbar gelagerten zweiten Greifabschnitt und eine Steuerstange mit Steuerflächen auf. Die Steuerstange ist zudem in ihrer axialen Richtung relativ zu der Greifvorrichtung bewegbar. Des Weiteren verfügt die Greifvorrichtung über eine Übertragungseinrichtung, die aus mindestens zwei Teilen besteht. Mindestens eines dieser Teile ist immer in Kontakt mit zumindest einer der Steuerflächen der Steuerstange. Dabei ist die Übertragungseinrichtung über einen Kontakt mit den Steuerflächen der Steuerstange in einer Ebene senkrecht zur axialen Richtung der Steuerstange bewegbar. Zudem weist die Greifvorrichtung eine Verriegelungseinrichtung auf, die zwischen dem drehbar gelagerten zweiten Greifabschnitt und der Steuerstange angeordnet ist. Die Verriegelungseinrichtung hält die Teile der Übertragungseinrichtung so, dass diese an den Steuerflächen der Steuerstange abrollbar sind, wenn die Steuerstange in axialer Richtung bewegt wird. Die Verriegelungseinrichtung ist zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbar. Dabei ist der drehbar gelagerte Greifabschnitt durch die Verriegelungseinrichtung gegen eine Bewegung verriegelt, wenn sich die Verriegelungseinrichtung in der Verriegelungsposition befindet, und entriegelt, wenn sich die ...

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Greifvorrichtung für eine Werkzeugwechselvorrichtung zum Fixieren einer zu greifenden Werkzeugaufnahme in einer Greifaussparung.

Im Stand der Technik sind zahlreiche Möglichkeiten bekannt, wie ein Greiferarm eines Werkzeugwechslers die Werkzeugaufnahme des Werkzeugs greifen und halten kann.

In DD 149 331 A1 ist eine Greifvorrichtung offenbart, deren zwei Greifabschnitte drehbar an der Greifvorrichtung montiert sind, und über einen Kniehebel bewegt werden. Hierbei wird ein nach außen und innen Verschwenken ermöglicht, um die Greifaussparung zum Ein- und Ausfahren der Werkzeugaufnahme zu vergrößern und zu verkleinern, und so die Werkzeugaufnahme in der Greifaussparung festzuhalten. Der Kniehebel besteht aus zwei Teilen, die an einem ihrer Enden über ein Gelenk verbunden sind, und an den entgegengesetzten Enden jeweils über ein Gelenk an den drehbar gelagerten Greifabschnitten befestigt sind. Über einen Stab, der in einem mittleren Abschnitt des Kniehebels ebenfalls über ein Gelenk an diesem befestigt ist, lässt sich der mittlere Abschnitt des Kniehebels auf die Greifaussparung zu und von dieser weg bewegen. Bei dieser Bewegung wird der Kniehebel aufgespreizt und zusammen gezogen, wodurch sich die Greifabschnitte schließen und öffnen.

In der DD 1567 83 ist eine Greifvorrichtung offenbart, die einen starren und einen drehbar gehaltenen Greifabschnitt hat. Bei dieser Greifvorrichtung wird das Öffnen und Schließen der Greifaussparung zur Aufnahme einer Werkzeugaufnahme und zum anschließenden Halten dieser Werkzeugaufnahme über eine Welle gesteuert, die an dem Steuerabschnitt einen Querschnitt aufweist, der im Wesentlichen einem Kreis entspricht, wobei dieser an manchen Abschnitten so abgeflacht ist, dass er an diesen Abschnitten über einen kleineren Radius verfügt. Der bewegliche Greifabschnitt wird durch Federn so gegen den Steuerabschnitt gezogen, dass stets ein Kontakt zwischen dem Steuerabschnitt und dem entsprechenden Abschnitt des beweglichen Greifabschnitts besteht. Ist der Steuerabschnitt so gedreht, dass sich die beiden Abschnitte in dem Bereich berühren, an dem der Steuerabschnitt über einen kleineren Radius verfügt, so ist die Greifvorrichtung geöffnet. Andernfalls ist sie geschlossen.

Die Patentschrift DE-C2-4 036 915 offenbart eine Greifvorrichtung, die auch über zwei drehbar gelagerte Greifabschnitte verfügt. In diesem Fall werden die beiden Greifabschnitte über einen Mechanismus geöffnet und geschlossen, bei dem ein Zapfen in Kontakt mit entsprechend ausgebildeten Steuerflächen gebracht wird, und dann entlang der Steuerflächen verschoben wird, um so den Abstand der Bauteile zueinander, an denen die Steuerflächen ausgebildet sind, zu ändern. Durch dieses Ändern des Abstandes werden die Greifabschnitte aufeinander zu bewegt, wodurch die Greifaussparung verkleinert wird, was dazu führt, dass eine in die Greifaussparung eingefahrene Werkzeugaufnahme in der Greifvorrichtung gehalten wird.

Auch in der Patentschrift EP-B1-0 291 828 ist eine Greifvorrichtung mit zwei drehbar gelagerten Greifabschnitten offenbart. Bei dieser Greifvorrichtung wird das Öffnen und Schließen der Greifvorrichtung dadurch gesteuert, dass ein Steuerelement senkrecht zu der Greifebene in die Greifvorrichtung ein- und ausgefahren wird. Das Steuerelement verfügt über Ausnehmungen für die zumindest zeitweise Aufnahme von Kugeln. Die Kugeln können sich in der radialen Richtung des Steuerelements bewegen, sind aber in der axialen Richtung des Steuerelements gehalten. An der in radialer Richtung des Steuerelements äußeren Seite der Kugeln liegen Abschnitte der Greifabschnitte an, wobei je zwei Kugeln an zwei Abschnitten des selben Greifabschnitts anliegen. Wird das Steuerelement nun in seiner axialen Richtung bewegt, so werden die Kugeln über Ausnehmungen, die in axialer Richtung des Steuerelements unterschiedliche Tiefe haben, in das Steuerelement hinein und/oder aus diesem heraus bewegt. Über den Kontakt von je zwei Kugeln mit einem entsprechenden Greifabschnitt wird dieser Greifabschnitt infolge der Bewegung der Kugeln geöffnet oder geschlossen.

Allen diesen hier vorangehend beschriebenen Greifvorrichtungen ist zumindest eines gemeinsam. Die gesamte Kraft, die durch das Halten bzw. Einspannen der Werkzeugaufnahme in der Greifaussparung der Greifvorrichtung entsteht, sowie Kräfte, die eventuell infolge von Vibrationen oder anderweitig noch zusätzlich zu der eigentlichen Haltekraft auftreten können, wirken in vollem Umfang auf die jeweiligen Steuerelemente, welche den Öffnungs- und Schließvorgang der Greifvorrichtung steuern. Dies führt zu einer erhöhten Reibung zwischen den betreffenden Bauteilen und oft auch zu einem Klemmen der Steuermechanismen. Dies macht Reparatur- und Wartungsarbeiten durch das Bedienpersonal erforderlich, was erheblich zu Lasten der Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung geht. Der große Druck auf die Kugeln in EP-B1-0 291 828 kann zu einem erhöhten Verschleiß der Kugeln oder möglicherweise zu einer Verformung dieser führen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Greifvorrichtung bereit zu stellen, bei der eine Werkzeugaufnahme in einer Greifaussparung aufgenommen und fixiert werden kann, bei der die Halte- bzw. Einspannkraft für die Werkzeugaufnahme nicht zu einem Klemmen des Steuermechanismus führen kann.

Die Aufgabe wird mit einer Greifvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und sinnvolle Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Greifvorrichtung bereit gestellt werden, bei der eine zwangsgesteuerte Verriegelung der Greifvorrichtung erfolgt, damit eine zuverlässige Steuerung des Fixierens und Freigebens der Werkzeugaufnahme sichergestellt ist.

Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass erstens der Steuermechanismus von der Haltekraft der Werkzeugaufnahme entkoppelt ist, und dass zweitens der Fixiervorgang und der Freigabevorgang der Werkzeugaufnahme in der Greifvorrichtung über eine zwangsgesteuerte Führung der betreffenden Komponenten erfolgt, so dass eine Fehlfunktion des Steuermechanismus weitestgehend ausgeschlossen ist.

Vorteilhaft wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Übertragungseinrichtung des Steuerelements der Greifvorrichtung einer verminderten Belastung ausgesetzt.

Die Greifvorrichtung des Anspruchs 1 weist eine Greifaussparung auf, einen ersten Greifabschnitt und einen drehbar gelagerten zweiten Greifabschnitt. Zudem verfügt sie über eine Steuerstange mit Steuerflächen, wobei die Steuerstange in ihrer axialen Richtung relativ zu der Greifvorrichtung bewegbar ist. Des weiteren hat die Greifvorrichtung eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung des Steuersignals von der Steuerstange an den bewegbaren Greifabschnitt, die aus mindestens zwei Teilen besteht, wobei die Übertragungseinrichtung im Wesentlichen immer mit mindestens einem ihrer Teile in Kontakt mit zumindest einer der Steuerflächen der Steuerstange ist. Dabei ist die Übertragungseinrichtung über einen Kontakt mit den Steuerflächen der Steuerstange in einer Ebene senkrecht zur axialen Richtung der Steuerstange bewegbar.

Die Greifvorrichtung verfügt zudem über eine Verriegelungseinrichtung, die zwischen dem drehbar gelagerten zweiten Greifabschnitt und der Steuerstange angeordnet ist. Die Verriegelungsvorrichtung ist über einen Drehpunkt drehbar an der Greifvorrichtung montiert, wobei die Verriegelungseinrichtung die Teile der Übertragungseinrichtung so hält, dass diese an den Steuerflächen der Steuerstange abrollbar sind, wenn die Steuerstange zumindest in axialer Richtung relativ zu der Greifvorrichtung bewegt wird. Das heißt, dass die Teile der Übertragungseinrichtung einerseits durch die Verriegelungsvorrichtung gehalten werden, andererseits auf den Steuerflächen rollen, wenn die Steuerflächen gegenüber der Übertragungseinrichtung bewegt werden. Die Verriegelungseinrichtung ist zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbar. Diese Bewegung erfolgt infolge der Bewegung der Teile der Übertragungseinrichtung, deren Bewegung wiederum aus der axialen Bewegung der Steuerstange folgt. Dabei ist der drehbar gelagerte Greifabschnitt durch die Verriegelungseinrichtung gegen eine Bewegung verriegelt, wenn sich die Verriegelungseinrichtung in der Verriegelungsposition befindet. Dementsprechend ist der Greifabschnitt entriegelt, wenn sich die Verriegelungseinrichtung in der Entriegelungsposition befindet.

Die Greifvorrichtung der vorliegenden Erfindung funktioniert daher in der folgenden Weise. Zunächst befindet sich die Verriegelungsvorrichtung in der Entriegelungsposition. Die Teile der Übertragungseinrichtung liegen demnach an den Abschnitten der Steuerflächen der Steuerstange an, die der Entriegelungsposition der Verriegelungsvorrichtung entsprechen. Damit ist die Greifvorrichtung geöffnet. Eine Werkzeugaufnahme fährt in die Greifaussparung der Greifvorrichtung ein und drückt dabei den drehbaren Greifabschnitt aus der Greifaussparung heraus. Ist die Werkzeugaufnahme vollständig in die Greifaussparung der Greifvorrichtung eingefahren, so kann die Werkzeugaufnahme in der Greifaussparung verriegelt werden. Dazu werden die Steuerstange und die Greifvorrichtung relativ zueinander bewegt. Die Bewegung erfolgt im Wesentlichen in der axialen Richtung der Steuerstange. Die Teile der Übertragungseinrichtung rollen entlang der Steuerflächen, die an der Steuerstange ausgebildet sind. Mindestens ein Teil der Übertragungseinrichtung hat immer Kontakt zu der entsprechenden Steuerfläche. Dadurch, dass die Abstände der Berührbereiche der Teile der Übertragungseinrichtung mit den entsprechenden Steuerflächen zu der Achse der Steuerstange zumindest teilweise unterschiedlich sind, werden die Teile der Übertragungseinrichtung in der Fläche der Greifvorrichtung, das heißt in einer Fläche senkrecht zu der Achse der Steuerstange bewegt. Diese Bewegungen der Teile der Übertragungseinrichtung erfolgen im Wesentlichen geradlinig. Dadurch, dass die Teile der Übertragungseinrichtung durch die Verriegelungsvorrichtung gehalten werden, führen die im Wesentlichen geradlinigen Bewegungen der Teile der Übertragungseinrichtung zu einer drehenden Bewegung der Verriegelungsvorrichtung. Durch diese Drehbewegung wird die Verriegelungsvorrichtung von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition überführt.

Die Überführung findet zwangsgesteuert statt. Das heißt, dass die Verriegelungsvorrichtung zu keiner Zeit über die Möglichkeit verfügt, nicht der vorgeschriebenen Bewegung zu folgen, da sie stets über mindestens einen Teil der Übertragungseinrichtung in Kontakt mit der Steuerstange steht, die ihr die entsprechende Bewegung aufzwingt.

Kommt die Verriegelungsvorrichtung schließlich in der Verriegelungsposition an, liegen ein Abschnitt, der sich entweder direkt an dem zweiten Greifabschnitt oder an einem mit diesem verbundenen Bauteil befindet, und ein Abschnitt der Verriegelungsvorrichtung aneinander an. Die Halte- bzw. Spannkraft, die die Greifvorrichtung auf die Werkzeugaufnahme ausübt, und eventuell weitere Kräfte, die sich infolge von Vibrationen der Greifvorrichtung oder der Werkzeugaufnahme ergeben, oder die aus einer Bewegung der Greifvorrichtung oder der Werkzeugaufnahme ergeben, wird demnach von der Verriegelungsvorrichtung aufgenommen. Die Verriegelungsvorrichtung gibt diese Kräfte nicht an die Übertragungseinrichtung und/oder die Steuerstange weiter. Die Steuerstange ist somit von dem zweiten Greifabschnitt kraftentkoppelt.

Ein vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist daher, dass die Steuerstange von den auftretenden Haltekräften entkoppelt ist.

Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass die relative Bewegung der Greifvorrichtung zu der Steuerstange von außerhalb der Greifvorrichtung initiiert werden kann. Das heißt, dass kein Element zur Erzeugung einer Bewegung in der Greifvorrichtung selbst vorgesehen werden muss.

Wie im vorangehenden bereits angedeutet, bilden die abhängigen Ansprüche die vorliegende Konstruktion weiter und zeigen vorteilhafte Ausführungsformen.

Bei der Greifvorrichtung können die Steuerflächen an der Steuerstange beispielsweise so ausgebildet sein, dass die Steuerstange mit Ausnehmungen versehen ist, und die Grenzflächen der Ausnehmungen zu der Steuerstange die Steuerflächen ausbilden.

Dabei können die Steuerflächen auch einen Bereich der Mantelfläche der Steuerstange einbeziehen.

Bei dieser Greifvorrichtung kann an dem zweiten Greifabschnitt ein Riegel angeordnet sein, der sich im Eingriff mit einem Verriegelungsabschnitt befindet, der an der Verriegelungseinrichtung ausgebildet ist, wenn sich die Verriegelungseinrichtung in der Verriegelungsposition befindet.

Vorteilhaft ist der Riegel mit dem zweiten Greifabschnitt einstückig ausgebildet.

Die Greifvorrichtung hat vorteilhaft ein elastisches Element so angeordnet, dass es die Bewegung des mindestens einen beweglichen Greifabschnitts in die Verriegelungsposition unterstützt. Das elastische Element ist beispielsweise eine Feder.

Bei der Greifvorrichtung für eine Werkzeugwechselvorrichtung hat die Steuerstange zum Beispiel einen im Wesentlichen kreisförmigen Durchmesser.

Die Steuerstange kann auch gegenüber der Greifvorrichtung drehbar sein. Die Teile der Übertragungseinrichtung in der Verriegelungsvorrichtung können in einer Ebene bewegbar sein, die senkrecht zu der Achse der Steuerstange ist.

Bei dieser Greifvorrichtung kann die Steuerstange relativ zu der Greifvorrichtung bewegbar sein, die Greifvorrichtung kann relativ zu der Steuerstange bewegbar sein, oder sie können sich beide aufeinander zu und voneinander weg bewegen.

Die Steuerflächen der Greifvorrichtung bestehen vorteilhaft aus zueinander schrägen ebenen Flächen. Sie können aber auch aus Zylinderteilschalen bestehen, oder aus Flächen, deren Krümmungsverlauf dem einer Klotoide entsprechen. Die Steuerflächen können aber auch aus Flächen bestehen, die in mehrere Richtungen gekrümmt sind. Auch eine beliebige Kombination der genannten Arten von Flächen ist möglich.

Die Steuerflächen an der Steuerstange sind vorteilhaft in axialer und/oder tangentialer Richtung beabstandet, und können ineinander übergehen.

Die Übertragungseinrichtung der Greifvorrichtung besteht vorteilhaft aus Kugeln. Denkbar ist aber auch, dass die Übertragungseinrichtung aus Walzen besteht, oder dass sie aus Kugeln und Walzen besteht. Hierbei kann die Übertragungseinrichtung vorteilhaft aus besonders gehärtetem Metall bestehen, oder aus einem keramischen Werkstoff mit besonderer Festigkeit.

Bei der Greifvorrichtung für eine Werkzeugwechselvorrichtung kann der erste Greifabschnitt vorteilhaft starr ausgebildet sein.

Bei dieser Greifvorrichtung kann der erste Greifabschnitt aber auch in der selben Weise ausgebildet und an der Greifvorrichtung montiert sein wie der zweite Greifabschnitt. Dabei ist der erste Greifabschnitt vorteilhaft in der selben Weise über eine Verriegelungseinrichtung verriegelbar und entriegelbar wie der zweite Greifabschnitt. Es können aber auch verschiedene Weisen sein, in denen die Greifabschnitte verriegelbar und entriegelbar sind.

Das elastische Element der Greifvorrichtung kann so angeordnet sein, dass es mit seinen entgegengesetzten Endabschnitten jeweils an dem Riegel der Greifabschnitte anliegt.

Weist die Greifvorrichtung zwei bewegbare Greifabschnitte auf, so können die beiden Greifabschnitte über eine gemeinsame Verriegelungsvorrichtung verriegelbar und entriegelbar sein.

Prinzipiell kann die Verriegelungsvorrichtung vorteilhaft einen hakenförmigen Abschnitt ausgebildet haben, der dem Riegel zugewandt ist, und der Riegel einen Vorsprung ausgebildet haben, der so ausgebildet ist, dass er in dem hakenförmigen Abschnitt der Verriegelungsvorrichtung zumindest teilweise aufnehmbar ist. Dabei sind der Vorsprung des Riegels und der hakenförmige Abschnitt der Verriegelungsvorrichtung nicht in Kontakt miteinander bringbar, wenn sich die Verriegelungsvorrichtung in der Entriegelungsposition befindet. Befindet sich die Verriegelungsvorrichtung hingegen in der Verriegelungsposition, dann liegt der Vorsprung des Riegels zumindest teilweise an der Oberfläche des inneren Bereichs des hakenförmigen Abschnitts der Verriegelungsvorrichtung an. Durch das Anliegen des Vorsprungs des Riegels an dem hakenförmigen Abschnitt ist der zweite Greifabschnitt der Greifvorrichtung somit gegen eine Bewegung verriegelt.

Verschiedene weitere Möglichkeiten sind denkbar. Falls beide Greifabschnitte drehbar an der Greifvorrichtung befestigt sind, könnten sie auch über zwei Steuerstangen und zwei Verriegelungsvorrichtungen verriegelt werden. Denkbar ist auch eine Steuerstange mit zwei Verriegelungsvorrichtungen oder eine Steuerstange und eine Verriegelungsvorrichtung mit zwei hakenförmigen Abschnitten. Ein Aufbau mit verschiedenen Geometrien und/oder Materialen der einzelnen Teile ist ebenso realisierbar. Steuerstangen, die einen im wesentlichen eckigen Querschnitt haben, Verriegelungsvorrichtungen, die sich um eine Achse drehen, die nicht zu der Achse der Steuerstange parallel sind, Teile der Übertragungseinrichtung, die nicht aus einer einzelnen Kugel oder Walze bestehen sind ebenso denkbar.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschieben. Hierbei zeigt:

1 eine Seitenansicht eines Greiferarms mit dem Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel in Entriegelungsposition;

2 eine Seitenansicht eines Greiferarms mit dem Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel in Verriegelungsposition;

3 eine isometrische Ansicht des Steuerbolzens des Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel;

4 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel in Verriegelungsposition entlang der Linie C-C in 6;

5 eine vergrößerte isometrische Teilschnittansicht des Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel in Entriegelungsposition entlang der Linie C-C in 6;

6 eine vergrößerte Teildraufsicht auf den Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel in Entriegelungsposition entlang der Linie B-B in 4;

7 eine vergrößerte Teildraufsicht auf den Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel in Entriegelungsposition entlang der Linie A-A in 4;

8 eine vergrößerte Teilseitenansicht auf den Verriegelungsmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer Übergangsposition zwischen Entriegelungsposition und Verriegelungsposition;

In diesem Ausführungsbeispiel verfügt die Greifvorrichtung 1 über einen starr ausgebildeten ersten Greifabschnitt 2und einen drehbar an der Greifvorrichtung 1 befestigten zweiten Greifabschnitt 3. Der zweite Greifabschnitt 3 ist über einen Drehpunkt 4 an der Greifvorrichtung befestigt. Die beiden Greifabschnitte 2 und 3 bilden zusammen die Greifaussparung 15. An dem zweiten Greifabschnitt 3 ist ein Riegel 5 montiert. An dem Riegel 5 greift eine Feder 16 als elastisches Element an. Die Feder 16 ist in einer extra für sie vorgesehenen Bohrung untergebracht. Die Feder 16 drängt den inneren Abschnitt des zweiten Greifabschnitts 3, das heißt den Abschnitt, an dem der Riegel 5 montiert ist, nach außen, so dass der äußere Abschnitt des zweiten Greifabschnitts, also der Abschnitt, der letztendlich in Kontakt mit der Werkzeugaufnahme (nicht gezeigt) kommt, in die Greifaussparung 15 hinein gedrückt wird.

Die Steuerstange 10 dieses Ausführungsbeispiels ist in 3 dargestellt. Sie hat einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und verfügt über zwei Ausnehmungen 11 und 13. Die beiden Ausnehmungen 11 und 13 bilden zwei Steuerflächen 12 und 14 aus. Die beiden Steuerflächen 12 und 14 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel aus zueinander schrägen ebenen Flächen und Abschnitten der Mantelfläche der Steuerstange, wobei die Steuerflächen 12 und 14 teilweise ineinander übergehen.

Die Verriegelungsvorrichtung 6 ist hier über einen Drehpunkt 9 drehbar an der Greifvorrichtung 1 befestigt. Die Verriegelungsvorrichtung 6 verfügt über einen hakenförmigen Abschnitt 8, der so ausgebildet ist, dass an seiner Innenseite der Riegel 5 zumindest teilweise zum anliegen kommt, wenn sich die Verriegelungsvorrichtung 6 in der Verriegelungsposition befindet, wie dies in 2 gezeigt ist. Zudem nimmt die Verriegelungsvorrichtung 6 die Übertragungseinrichtung 7 auf.

Die Übertragungseinrichtung 7 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei metallenen Kugeln 7a und 7b. Jede Kugel 7a, 7b entspricht hier einem Teil der Übertragungseinrichtung 7. Die Kugel 7a ist in Kontakt mit der Steuerfläche 14 der Steuerstange 10 und die Kugel 7b ist in Kontakt mit der Steuerfläche 12 der Steuerstange 10. Die beiden Kugeln 7a und 7b sind so von der Verriegelungsvorrichtung 6 aufgenommen, dass sie sowohl in tangentialer Richtung als auch in axialer Richtung der Steuerstange 10 zueinander beabstandet sind, wie dies in 5 bis 8 gezeigt ist. Die Kugeln 7a und 7b sind durch die Verriegelungsvorrichtung 6 drehbar gehalten. In der Ausgangsposition, das heißt in der Entriegelungsposition, ist die Kugel 7a der Übertragungseinrichtung 7 in Kontakt mit dem Abschnitt der Steuerfläche 14, der sich an der Mantelfläche der Steuerstange 10 befindet. Die Kugel 7b ist hingegen mit dem Abschnitt der Steuerfläche 12 in Kontakt, der den mittleren Abschnitt der Ausnehmung 11 aus der Steuerstange 10 bildet.

In 1 ist ein Zustand dargestellt, in dem eine Werkzeugaufnahme (nicht gezeigt) gerade in die Greifaussparung 15 der Greifvorrichtung 1 einfährt, wobei sie in Kontakt mit den beiden Greifabschnitten kommt. Die Werkzeugaufnahme hat einen Durchmesser, der größer ist als die lichte Weite der Greifaussparung 15, wenn die Greifvorrichtung 1 geschlossen ist. Da der erste Greifabschnitt 2 starr ist, und der zweite Greifabschnitt 3 nicht verriegelt ist, drückt die Werkzeugaufnahme deshalb den zweiten Greifabschnitt 2 mit Fortschreiten des Einfahrens in die Greifaussparung 15 ein wenig nach außen. Dies erfolgt gegen die Kraft, die die Feder 16 auf den zweiten Greifabschnitt 3 ausübt. Ist die Werkzeugaufnahme vollständig in die Greifaussparung eingefahren, bewegt sich der zweite Greifabschnitt 3 infolge der Kraft der Feder 16in eine geschlossene Position. Dies ist daher möglich, da die Werkzeugaufnahme und der zweite Greifabschnitt 3 so ausgebildet sind, dass der zweite Greifabschnitt 3 die Werkzeugaufnahme zumindest teilweise umgreifen kann, wenn diese vollständig in die Greifaussparung 15 eingefahren ist.

Ist die Werkzeugaufnahme vollständig in die Greifaussparung 15 eingefahren, und befindet sich der zweite Greifabschnitt 3 in einer geschlossenen Position, wird die Greifvorrichtung 1 so bewegt, dass die Steuerstange 10, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht selbst in ihrer axialen Richtung bewegbar ist, weiter in die Greifvorrichtung 1 eingefahren wird. Man könnte auch sagen, dass die Greifvorrichtung 1 ein Stück weiter über die Steuerstange 10 geschoben wird. Die Greifvorrichtung 1 wird also in 1 auf den Betrachter zu bewegt.

Dadurch rollen die Kugeln 7a und 7b der Übertragungseinrichtung 7 entlang der Steuerflächen 12 und 14 der Steuerstange 10. Die Kugel 7a kommt daher mit einer schrägen Fläche der Steuerfläche 14 in Kontakt. Zur selben Zeit kommt die Kugel 7b in Kontakt mit einer schrägen Fläche der Steuerfläche 12. Die Kugel 7b wird durch die relative Bewegung der Greifvorrichtung 1 gegenüber der Steuerstange 10 in radialer Richtung der Steuerstange 10 nach außen gedrückt, während die Kugel 7a entlang der Steuerfläche 14 in die Ausnehmung 13 einrückt. Dies hat eine Drehbewegung der Verriegelungsvorrichtung 6 zur Folge. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Drehung der Verriegelungsvorrichtung 6 von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition im Uhrzeigersinn, wie dies in beispielsweise in 8 gezeigt ist. 8 zeigt einen Zustand, in dem die Kugel 7a schon teilweise in die Ausnehmung 13 eingerückt ist, während die Kugel 7b schon teilweise aus der Ausnehmung 11 herausgedrückt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das äußerste Ende des hakenförmigen Abschnitts 8 der Verriegelungsvorrichtung schon teilweise um den Riegel 5 herum gewandert.

Bei Abschluss dieser Bewegung der Greifvorrichtung 1 gegenüber der Steuerstange 10 ist die Kugel 7a in Kontakt mit der Fläche der Steuerfläche 14, die zu der Achse der Steuerstange 10 parallel ist. Die Kugel 7b hingegen ist zu diesem Zeitpunkt in Kontakt mit dem Bereich der Steuerfläche 12, die sich an der Mantelfläche der Steuerstange 10 befindet. Die Verriegelungsvorrichtung 6 ist vollständig in die Verriegelungsposition gewandert, und der hakenförmige Abschnitt 8 liegt an dem Riegel 5 an.

Der hakenförmige Abschnitt 8 der Verriegelungsvorrichtung 6 verriegelt nun den zweiten Greifabschnitt 3 gegen Bewegungen. Die Werkzeugaufnahme ist demnach in der Greifaussparung 15 der Greifvorrichtung 1 fixiert. Die Übertragungseinrichtung 7 und die Steuerstange 10 bleiben von Kräften unbeeinflusst, die von der Werkzeugaufnahme auf den zweiten Greifabschnitt 3 einwirken. Die Fixierung ist somit kraftentkoppelt.

Soll die Werkzeugaufnahme wieder aus der Greifvorrichtung 1 ausgefahren werden, muss zunächst die Verriegelung aufgehoben werden. Dazu wird die Steuerstange 10 in entgegengesetzter Richtung wie bei der Verriegelung bewegt. Die Kugel 7a wird nach außen gedrückt, während die Kugel 7b in die Ausnehmung 11 einrückt. Befindet sich die Verriegelungsvorrichtung 6 dann in der Entriegelungsposition, können der Riegel 5 und der hakenförmige Abschnitt 8 der Verriegelungsvorrichtung 6 nicht in Kontakt miteinander kommen und der zweite Greifabschnitt 3 ist entriegelt. Die Werkzeugaufnahme kann nun aus der Greifaussparung 15 ausgefahren werden und die Greifvorrichtung befindet sich wieder im Ausgangszustand.

Ein Vorteil dieser der vorliegenden Erfindung ist, dass an der Greifvorrichtung je nach Anforderung ein oder zwei Greifabschnitte drehbar ausgeführt werden können.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sich die Drehung der Verriegelungsvorrichtung präzise beeinflussen lässt. Sei es in dem Bewegungsbetrag oder in der Drehgeschwindigkeit, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Position der Verriegelungsvorrichtung vorbestimmbar ist. So können die Steuerflächen derart ausgebildet sein, dass die Drehung in die Verriegelungsposition zunächst mit einer hohen Drehgeschwindigkeit beginnt, und mit zunehmender Annäherung an die Verriegelungsposition immer langsamer vonstatten geht.


Anspruch[de]
Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung zum Fixieren einer zu greifenden Werkzeugaufnahme in einer Greifaussparung (15) mit

einem ersten Greifabschnitt (2),

einem drehbar gelagerten zweiten Greifabschnitt (3),

einer Steuerstange (10) mit Steuerflächen (12, 14), wobei die Steuerstange (10) in ihrer axialen Richtung relativ zu der Greifvorrichtung (1) bewegbar ist,

einer Übertragungseinrichtung (7a, 7b), die aus mindestens zwei Teilen besteht, wobei die Übertragungseinrichtung (7a, 7b) im Wesentlichen immer mit mindestens einem ihrer Teile in Kontakt mit zumindest einer der Steuerflächen (12, 14) der Steuerstange (10) ist, wobei die Übertragungseinrichtung (7a, 7b) über einen Kontakt mit den Steuerflächen (12, 14) der Steuerstange (10) in einer Ebene senkrecht zur axialen Richtung der Steuerstange bewegbar ist,

gekennzeichnet durch

eine Verriegelungseinrichtung (6), die zwischen dem drehbar gelagerten zweiten Greifabschnitt (3) und der Steuerstange (10) angeordnet ist, und über einen Drehpunkt (9) drehbar an der Greifvorrichtung (1) montiert ist, wobei

die Verriegelungseinrichtung (6) die Teile der Übertragungseinrichtung (7a, 7b) so hält, dass diese an den Steuerflächen (12, 14) der Steuerstange (10) abrollbar sind, wenn die Steuerstange zumindest in axialer Richtung relativ zu der Greifvorrichtung (1) bewegt wird,

die Verriegelungseinrichtung (6) zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbar ist, wobei diese Bewegung infolge der Bewegung der Teile der Übertragungseinrichtung (7a, 7b) erfolgt, deren Bewegung wiederum aus der axialen Bewegung der Steuerstange (10) folgt, und wobei

der drehbar gelagerte Greifabschnitt (3) durch die Verriegelungseinrichtung (6) gegen eine Bewegung verriegelt ist, wenn sich die Verriegelungseinrichtung (6) in der Verriegelungsposition befindet, und entriegelt ist, wenn sich die Verriegelungseinrichtung (6) in der Entriegelungsposition befindet.
Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerflächen (12, 14) an der Steuerstange (10) so ausgebildet sind, dass die Steuerstange (10) mit Ausnehmungen (11, 13) versehen ist, und die Grenzflächen der Ausnehmungen (11, 13) zu der Steuerstange (10) die Steuerflächen (12, 14) ausbilden. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerflächen (12, 14) auch einen Bereich der Mantelfläche der Steuerstange (10) einbeziehen. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an dem zweiten Greifabschnitt (3) ein Riegel (5) angeordnet ist, der sich im Eingriff mit einem Verriegelungsabschnitt (8) befindet, der an der Verriegelungseinrichtung (6) ausgebildet ist, wenn sich die Verriegelungseinrichtung (6) in der Verriegelungsposition befindet. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Riegel (5) mit dem zweiten Greifabschnitt (3) einstückig ausgebildet ist. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Greifvorrichtung (1) ein elastisches Element (16) so angeordnet hat, dass es die Bewegung des mindestens einen beweglichen Greifabschnitts in die Verriegelungsposition unterstützt. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei das elastische Element eine Feder ist. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerstange (10) einen im Wesentlichen kreisförmigen Durchmesser hat. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerstange (10) auch gegenüber der Greifvorrichtung (1) drehbar ist. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Teile der Übertragungseinrichtung (7) in der Verriegelungsvorrichtung (6) in einer Ebene bewegbar sind, die senkrecht zu der Achse der Steuerstange (10) ist. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerstange (10) relativ zu der Greifvorrichtung (1) bewegbar ist und/oder die Greifvorrichtung (1) relativ zu der Steuerstange (10) bewegbar ist. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerflächen (12, 14) aus zueinander schrägen ebenen Flächen bestehen. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Steuerflächen (12, 14) aus Zylinderteilschalen bestehen. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Steuerflächen (12, 14) aus Flächen bestehen, deren Krümmungsverlauf dem einer Klotoide entsprechen. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Steuerflächen (12, 14) aus Flächen bestehen, die in mehrere Richtungen gekrümmt sind. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerflächen (12, 14) aus einer Kombination der Flächen aus Ansprüchen 12 bis 15 bestehen. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerflächen (12, 14) an der Steuerstange (10) in axialer und/oder tangentialer Richtung beabstandet sind. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerflächen (12, 14) ineinander übergehen können. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Übertragungseinrichtung (7a, 7b) aus Kugeln besteht. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 18, wobei die Übertragungseinrichtung (7a, 7b) aus Walzen besteht. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 18, Wobei die Übertragungseinrichtung (7a, 7b) aus Kugeln und Walzen besteht. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Übertragungseinrichtung (7a, 7b) aus besonders gehärtetem Metall besteht. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 21, wobei die Übertragungseinrichtung (7a, 7b) aus einem keramischen Werkstoff mit besonderer Festigkeit besteht. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Greifabschnitt (2) starr ausgebildet ist. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei

der erste Greifabschnitt (2) in der selben Weise ausgebildet und an der Greifvorrichtung (1) montiert ist wie der zweite Greifabschnitt (3), und

der erste Greifabschnitt in der selben Weise über eine Verriegelungseinrichtung (6) verriegelbar und entriegelbar ist, wie der zweite Greifabschnitt (3).
Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei das elastische Element (16) so angeordnet ist, dass es mit seinen entgegen gesetzten Endabschnitten jeweils an dem Riegel (5) der Greifabschnitte (2, 3) anliegt. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 und 26, wobei die beiden Greifabschnitte (2, 3) über eine Verriegelungsvorrichtung (6) verriegelbar und entriegelbar sind. Greifvorrichtung (1) für eine Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche; wobei

die Verriegelungsvorrichtung (6) einen hakenförmigen Abschnitt (8) ausgebildet hat, der dem Riegel (5) zugewandt ist,

der Riegel (5) einen Vorsprung ausgebildet hat, der so ausgebildet ist, dass er in dem hakenförmigen Abschnitt (8) der Verriegelungsvorrichtung (6) zumindest teilweise aufnehmbar ist, wobei

der Vorsprung des Riegels (5) und der hakenförmige Abschnitt (8) der Verriegelungsvorrichtung (6) nicht in Kontakt miteinander bringbar sind, wenn sich die Verriegelungsvorrichtung (6) in der Entriegelungsposition befindet, und

der Vorsprung des Riegels (5) zumindest teilweise an der Oberfläche des inneren Bereichs des hakenförmigen Abschnitts (8) der Verriegelungsvorrichtung (6) anliegt, wenn sich die Verriegelungsvorrichtung (6) in der Verriegelungsposition befindet, und

der zweite Greifabschnitt (3) der Greifvorrichtung (1) durch das Anliegen des Vorsprungs des Riegels (5) an dem hakenförmigen Abschnitt (8) gegen eine Bewegung verriegelt ist.






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