KETTENMAGAZIN Beschreibung

Gegenstand der Erfindung ist ein Kettenmagazin, insbesondere ein Kettenmagazin zur Aufnahme von Werkzeugen, insbesondere Werkzeugen einer Werkzeugmaschine oder eines Bearbeitungszentrums .

Kettenmagazine für Werkzeuge von Werkzeugmaschinen insbesondere Bearbeitungszentren sind bspw. aus der

DE 3905780 Cl sowie DE 3431091 Al bekannt. Die in diesen Dokumenten beschriebenen Kettenmagazine weisen eine Kette auf, deren Kettenglieder jeweils mit einer Werkzeugaufnahme versehen sind. Die Kette läuft dabei über Kettenräder die die Kette um 90° sowie 180° umlenken. Um einen stabilen

Lauf der Kette zu gewährleisten, muss die Kette hinreichend gespannt sein. Der Antrieb der Kette erfolgt über ein angetriebenes Kettenrad. Die weiteren Kettenräder sind üblicherweise mit einem Freilauf versehen. Die Endloskette kann über eine geeignete Anordnung der Kettenräder meanderförmig hin und her geführt werden, um eine möglichst hohe Packungsdichte im Kettenmagazin zu erzielen. Eine derartige Konstruktion ist in der DE 3431091 Al gezeigt.

Die DE 3905780 Cl zeigt eine derartige gattungsgemäße Konstruktion bei der die Kettenglieder in den geraden Förderabschnitten der Kette zur Verbesserung der Lagepositionierung in Führungsschienen laufen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kettenmagazin zu schaffen, mit dem zum einen eine hohe Packungsdichte im Magazin erreicht werden kann, zum anderen auch über eine längere Betriebsdauer ein einwandfreier wartungsarmer Betrieb des Kettenmagazins gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß Anspruch 1 werden die Kettenglieder durchgehend in einer Führungsschiene geführt, die so gestaltet ist, dass die Aufnahmeabschnitte der

Kettenglieder, an denen der aufzunehmende Gegenstand aufgenommen wird an den Umlenkpunkten der Kette einen Kreisbogen oder ein Kreisbogensegment beschreiben. Das erfindungsgemäße Kettenmagazin kommt ohne Kettenräder aus, die die Kette umlenken. Vielmehr wird die Kette in zumindest einer Führungsschiene größtenteils durchgehend geführt. Diese Führungsschiene ist so gestaltet, dass die genannten Aufnahmeabschnitte auch an den Umlenkpunkten der Kette, also sowohl Innen- als auch Außenkurven der Kette einen Kreisbogen oder ein Kreisbogensegment beschreiben.

Gemäß Anspruch 2 wird dies dadurch erzielt, dass die Mittellinie der Führungsschiene an den Umlenkpunkten aus Kreisbögen und Geraden zusammengesetzt ist, wobei die Gerade als Tangenten an den Kreisbögen anliegen. Bei

Beschreibung des konkreten Ausführungsbeispiels wird näher erläutert werden, dass bei einer Führung der Kettenglieder in einer Führungsschiene, die als Kreisbogen oder Kreisbogensegment gestaltet ist, die Aufnahmeabschnitte und/oder die Verbindungsabschnitte der Kettenglieder nicht auf einem Kreisbogen laufen. Ein derartiger kreisbogenförmiger Lauf der genannten Abschnitte ist jedoch insbesondere bei Verwendung des Magazins für Werkzeuge wünschenswert und erforderlich, um eine Kollision der aufgenommenen Gegenstände zu vermeiden.

Dadurch dass gemäß der erfindungsgemäßen Konstruktion keine Umlenkung über Kettenräder erfolgt und die Kette vielmehr vollständig in einer Führungsschiene geführt ist, werden nicht nur Kettenräder entbehrlich, sondern es ist auch

nicht länger erforderlich, eine bestimmte Mindestkettenspannung aufrecht zu erhalten. Dadurch sind Probleme, die sich durch ein Nachlassen der Kettenspannung ergeben, grundsätzlich ausgeschaltet und ein störungsfreier, wartungsarmer Betrieb über eine relativ lange Betriebsdauer gewährleistet.

Zweckmäßig weist die Führung der Kette Kurven von 90° sowie von mehr als 90° auf. Bevorzugt wird eine mäanderförmige Gestalt der Kettenführung, um eine hohe Packungsdichte zu erreichen. Bewährt hat sich eine Kettenführung mit zwei Außenkurven von jeweils etwa 180° und einer Innenkurve von etwa 180° wie sie auch beim konkreten Ausführungsbeispiel detailliert beschrieben wird.

Vorteilhaft sind die Kettenglieder direkt über Verbindungsabschnitte miteinander gelenkig verbunden. Hierzu weisen die Kettenglieder jeweils zwei Verbindungsabschnitte auf, die mit Verbindungsabschnitten der benachbarten Kettenglieder verbunden sind. Die

Verbindungsabschnitte sind vorteilhaft auf der Seite der Aufnahmeabschnitte vorgesehen. Ebenso ist zweckmäßig ein Führungsabschnitt zur Führung der Kettenglieder in der genannten Führungsschiene gegenüber den Aufnahmeabschnitten, bzw. den Verbindungsabschnitten vorgesehen.

Der Führungsabschnitt weist zweckmäßig zumindest ein Führungselement auf, das in die Führungsschiene eingreift und die Führung des Kettengliedes gewährleistet. Wenngleich grundsätzlich unterschiedliche Konstruktionen denkbar sind, hat sich eine Konstruktion mit zwei gegenüberliegenden Führungselementen bewährt. Die Führungselemente sind zweckmäßig mit einer Rolle oder einem Gleitelement versehen, um eine reibungsarme aber hinreichend genaue

Führung in der Führungsschiene zu gewährleisten. Das Führungselement kann so gestaltet sein, dass es das Kettenglied in allen erforderlichen Richtungen hinreichend führt. Es können jedoch auch weitere Anlageelemente am Kettenglied vorgesehen sein, die zusätzlich zum

Führungselement zur Führung des Kettengliedes durch Anlage an einer Führungsschiene beitragen. Zweckmäßig ist hierzu ein Anlageelement im rechten Winkel zu dem Führungselement am Kettenglied vorgesehen. Denkbar sind auch Konstruktionen mit zwei gegenüberliegenden Anlageelementen. Auch diese Anlageelemente können eine Rolle oder ein Gleitstück aufweisen.

Der Aufnahmeabschnitt weist vorteilhaft die Gestalt einer Gabel auf, wobei die offenen Enden der Gabel von der Führungsschiene weg nach außen weisen. Die

Verbindungsabschnitte der Kettenglieder sind vorteilhaft an den Enden eines U-förmigen Bereichs der Kettenglieder vorgesehen, wobei unterschiedlichste Gestaltungen denkbar sind.

Bewährt hat sich eine Gestaltung wie beim konkreten Ausführungsbeispiel wobei auf einer Seite des Kettenglieds ein mittiger Vorsprung vorgesehen ist und auf der gegenüberliegenden Seite des Kettenglieds zwei parallel voneinander beabstandete Vorsprünge, die den mittigen Vorsprung des vorigen Kettenglieds aufnehmen. Zweckmäßig kann die Verbindung der Verbindungsabschnitte über Bolzen erfolgen.

Vorteilhaft erfolgt der Antrieb der Kette über zumindest eine Antriebseinheit. Dieses Antriebselement kann eine Art Schnecke aufweisen, die von einem Motor angetrieben wird. Dieses „Schnecke" genannte Bauteil ist mit einer schneckenförmigen Nut versehen, in die ein Antriebselement

der Kettenglieder eingreift. Durch Drehung der Schnecke wird auf diese Weise das Antriebselement und mit diesem das Kettenglied weiter befördert. Die Schnecke kann so gestaltet sein, bzw. eine derartige Länge aufweisen, dass mehrere Kettenglieder mit der Schnecke in Eingriff sind. Beim konkreten Ausführungsbeispiel wurde eine Konstruktion gewählt bei der das Anlageelement gleichzeitig Antriebselement darstellt und in die genannte Nut der Schnecke eingreift. Das Antriebselement kann jedoch auch als separates Element ausgebildet sein. Alternativ können andere Elemente des Kettengliedes bspw. die Führungselemente zum Eingriff mit der Schnecke vorgesehen sein. Gemäß dem detailliert beschriebenen

Ausführungsbeispiel hat sich eine Antriebseinheit mit einem schneckenförmigen Element bewährt das eine schneckenförmige Nut aufweist. Ebenso kann jedoch auch ein Element mit einer schneckenförmigen Rippe vorgesehen sein, das entsprechend mit dem Antriebselement der Kettenglieder in Eingriff kommt .

Durch den Eingriff der Kettenglieder mit dem beim konkreten Ausführungsbeispiel als Schnecke ausgebildeten Antriebsbauteil werden die Kettenglieder nicht nur angetrieben, sondern sie werden durch den Eingriff mit der schneckenförmigen Nut oder einer schneckenförmigen Rippe auch zusätzlich ausgerichtet. Vorteilhaft wird dabei die übernahmestation zum übernehmen der Gegenstände von den Kettengliedern im Bereich dieser Antriebseinheit vorgesehen, da in diesem Bereich die Kettenglieder und damit die zu transportierenden Gegenstände besser ausgerichtet sind als in anderen Bereichen der Führungsschiene .

Die Erfindung wird folgend näher anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt das Kettenmagazin in perspektivischer Darstellung.

Fig. 2 zeigt das Kettenmagazin in der Draufsicht.

Fig. 3 zeigt die Bahnen der Kettenglieder sowie der Führungsschiene .

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 3 mit überhöht dargestellten Krümmungskämmen der Führungsbahnmitte der Führungsschiene .

Fig. 5 zeigt das Kettenmagazin mit abgenommener Seitenplatte.

Fig. 6 zeigt das Kettenmagazin im Schnitt durch die Führungsschiene .

Fig. 7 zeigt ein Kettenglied mit aufgenommenen Werkzeug in perspektivischer Darstellung.

Fig. 8 zeigt ein Kettenglied in perspektivischer Darstellung.

Aus Fig. 1 ist das Kettenmagazin in perspektivischer Darstellung zu ersehen. Das Kettenmagazin besteht aus einer in der Darstellung nicht direkt ersichtlichen Führungsschiene 1 in der die Kettenglieder 2, die miteinander verbunden sind laufen. Die Seitenflächen des Kettenmagazins sind mit Seitenplatten 5 abgedeckt. Ferner ist in Fig. 1 die Antriebseinheit 3 zu ersehen, die mit Antriebselementen der Kettenglieder in Eingriff ist, um die Kette anzutreiben. Die Kettenglieder sind detaillierter in den Figuren 7 und 8 dargestellt, es ist jedoch bereits Fig.

1 zu entnehmen, dass die einzelnen Kettenglieder über Verbindungsbolzen 6 miteinander gelenkig verbunden sind.

Fig. 2 zeigt das Kettenmagazin in der Draufsicht. Die Kettenglieder 2 weisen gabelförmige Aufnahmeabschnitte zum Aufnehmen von Werkzeugen auf. Diese werden detailliert anhand der Figuren 7 und 8 erläutert. In Fig. 2 wurde der Winkel zwischen den Flächen dieser gabelförmigen Aufnahmeabschnitte eingetragen, um deutlich zu machen, dass die Kettenglieder beim Durchlaufen einer Kurve der

Führungsschiene den Winkel zueinander ändern. Im geraden Bereich der Führungsschiene 1 weisen die schrägen Flächen der Aufnahmeabschnitte zweier benachbarter Kettenglieder einen Winkel αl zueinander auf. Im Bereich der Innenkurve wächst dieser Winkel auf einen Winkel α2 an, der deutlich größer ist als der genannte Winkel αl . Dagegen verkleinert sich dieser Winkel im Bereich der 180° Außenkurve auf den Winkel α3.

Auf Grundlage dieser Winkeländerung wird deutlich, dass sich die Lagebeziehung der einzelnen Kettenglieder zueinander ändert je nachdem ob die Kettenglieder entlang eines geraden Führungsabschnitts oder entlang einer Kurve transportiert werden. Um trotz dieser Lageänderung zu gewährleisten dass sich die Aufnahmeabschnitte, bzw.

Verbindungspunkte der Kettenglieder auch in den Kurven auf einer Kreisbahn bewegen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, wird eine Führungsschiene verwendet, deren Mittellinie die die Führungsbahn für die Kettenglieder darstellt, sich aus modifizierten Kreisbögen und tendenziell an dieser anliegenden Geraden zusammensetzt wie in Fig. 4 dargestellt .

Die strichpunktierte Linie stellt dabei die Führungsbahn 100 der Führungsschiene 1 dar. Hierbei werden zum Ausgleich

von Sehneneffekten beim Transport der Kettenglieder modifizierten Kreisbögen mit tangential anliegenden Geraden wie dargestellt verwendet. In der Fig. 4 wurden zum besseren Verständnis die Krümmungskämme der Führungsbahnmittellinie überhöht dargestellt. Aufgrund der gewählten Gestaltung der Führungsschiene bzw. der Führungsbahn der Führungsschiene 100 ergibt sich der gewünschte stetige Kreisbogenverlauf der Bahn 110 der Kettengliedergelenke bzw. der Aufnahmeabschnitte.

Fig. 5 zeigt das Kettenmagazin mit abgenommener Seitenplatte. Gut zu ersehen ist die Antriebseinheit 3 die eine Antriebsschnecke 7 aufweist. Diese Antriebsschnecke 7 verfügt über eine schneckeförmige umlaufende Nut 8. Diese Nut 8 kommt mit Elementen 9 der Kettenglieder 2 in

Eingriff. Bei diesen Elementen 9 handelt es sich um ein mit einer Rolle ausgestattetes Element des Kettengliedes 2, das sowohl Führungs- als auch Antriebselement darstellt. Dieses Element 9 ist auf der Innenseite der Ketteglieder 2 vorgesehen und kann mit dem umlaufenden Antriebselement 7 in Eingriff kommen. Die Länge des Antriebselements 7 bzw. der schneckenförmigen Nut 8 ist so bemessen, dass immer zwei Elemente 9 der Kettenglieder 2 mit der schneckenförmigen Nut 8 in Eingriff sind. Das Antriebselement 7 wird von der Antriebseinheit 3 angetrieben, also in Rotation versetzt und kann in beide Richtungen gedreht werden.

Im Schnitt gemäß Fig. 6 ist die Führungsschiene 1 mit ihren Ausnehmungen zu sehen, in denen zwei gegenüberliegende Führungselemente 11 des Kettenglieds 2 laufen. Um eine bessere Führung in der dritten Ebene, in der Darstellung in der horizontalen Ebene, zu gewährleisten, sind die Kettenglieder 2 weiterhin mit einem Anlageelement 12 ausgestattet, das an Führungsleisten 13, die innerhalb der

Führungsschiene 1 vorgesehen sind, anliegt, bzw. an diesen abrollt.

Der Aufbau der einzelnen Kettenglieder 2 ist am besten aus Fig. 7 und 8 ersichtlich. Die Kettenglieder 2 weisen die genannten gegenüberliegenden Führungselemente 11 auf, die mit Führungsrollen 14 versehen sind. Diese Führungselemente 11 sind gewissermaßen seitlich des Kettenglieds 2 vorgesehen wohingegen an der Rückseite der Kettenglieder 2, also im 90°-Winkel zur durch die Führungselemente 11 aufgespannten Ebene das Anlageelement 12 vorgesehen ist, das ebenfalls mit einer Rolle 15 ausgerüstet ist. Durch die genannten Führungselemente 11 und das Anlageelement 12 wird das Kettenglied 2 in allen drei Achsen sicher geführt.

Das Kettenglied 2 ist weiterhin mit einem Aufnahmeabschnitt 16 zur Aufnahme eines Werkzeugs versehen. Dieser Aufnahmeabschnitt 16 hat eine gabelförmige Gestalt und weist mit dem offenen Bereich, bzw. mit den Enden von der Führungsschiene 1 weg. Derartige Aufnahmeabschnitte 16 sind bei Werkzeugmagazinen üblich und können auf einfache Weise mit aufzunehmenden Werkzeugen bestückt werden, bzw. die Werkzeuge können auf einfache Weise aus diesen Aufnahmeabschnitten 16 entnommen werden.

Zur gelenkigen Verbindung der Kettenglieder 2 miteinander sind die gegenüberliegendende Verbindungsabschnitte vorgesehen, die beim beschriebenen Ausführungsbeispiel auf einer Seite des Kettenglieds 2 durch einen vorstehenden Vorsprung 17 und auf der anderen Seite des Kettenglieds 2 durch zwei parallele jedoch beabstandete Vorsprünge 18 ausgebildet ist. Die Vorsprünge 17 und 18 ragen, wie der Aufnahmeabschnitt 16, auf der von der Führungsschiene 1 abgewandten Seite der Kettenglieder 2 vor. Die Vorsprünge 17 und 18 sind dabei so bemessen, dass der alleinstehende,

mittige Vorsprung 17 zwischen die zwei parallelen, beabstandeten Vorsprünge 18 eines benachbarten Kettengliedes eingreifen kann. Dieser Eingriff erfolgt so, dass die an den Vorsprüngen vorgesehenen Bohrungen 19 miteinander fluchten und eine Verbindung der Kettenglieder durch Verbindungsbolzen 6, wie in Fig. 1 dargestellt, möglich wird. Auf diese Weise wird aus den gezeigten Kettengliedern 2 eine Endloskette gebildet, die in der Führungsschiene 1 durch die beschriebenen Führungselemente 11 und das Anlageelement 12 sicher in allen drei Achsen geführt wird.

Der Antrieb erfolgt in der beschriebenen Weise durch die Antriebseinheit 3, die über das schneckenförmige Antriebsteil 7 mit dem Anlageelement 12, das auf der

Rückseite der Kettenglieder zwei vorsteht, in Eingriff kommt. Um diesen Eingriff zu ermöglichen, sind die Führungsleisten 13 im Bereich des Antriebsteil 7 ausgespart, so dass das Anlageelement 12 in diesem Bereich aus den Führungsleisten 13 hervortritt und von der schneckenförmigen Nut des Antriebsteils 7 erfasst werden kann. Die nicht dargestellte übernahmestation zur übernahme der Werkzeuge von den Kettenglieder bzw. zur Abgabe von Werkzeugen an die Aufnahmeabschnitte 16 der Kettenglieder 2, ist im Bereich des Antriebsteil 7 vorgesehen, da in diesem Bereich durch den Eingriff der Anlageelemente 12 in die schneckenförmige Nut 8 die Kettenglieder 2 weiter stabilisiert werden.