レーザノズルを組み付け及び／又は取り外すための機械式の装置、並びにこのような機械式の装置を備えたレーザ加工機
【課題】ノズルホルダ１０を備えたノズルマガジン６と、送り駆動装置１２と、取り付け／取り外し駆動装置１４とを有する、金属薄板を加工するためのレーザ加工機５のノズル受容部５においてレーザノズル２を取り付け及び／又は取り外すための、コンパクトな機械的な装置を提供する。
【解決手段】送り駆動装置１２及び駆動装置１４に共通の駆動モータ１７を有し、駆動モータとノズルホルダ支持体７並びにノズルホルダ１０との間に、第１の切換位置と第２の切換位置とに切換可能なクラッチ１９が設けられており、クラッチの第１の切換状態で駆動モータ１７とノズルホルダ支持体７との間の駆動接続が形成され、第２の切換状態で駆動モータ１７とノズルホルダ１０との間の駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいて、ノズルホルダが、ノズルホルダ回転軸線１５を中心とした取り付け／取り外し運動で回転可能である。
【解決手段】送り駆動装置１２及び駆動装置１４に共通の駆動モータ１７を有し、駆動モータとノズルホルダ支持体７並びにノズルホルダ１０との間に、第１の切換位置と第２の切換位置とに切換可能なクラッチ１９が設けられており、クラッチの第１の切換状態で駆動モータ１７とノズルホルダ支持体７との間の駆動接続が形成され、第２の切換状態で駆動モータ１７とノズルホルダ１０との間の駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいて、ノズルホルダが、ノズルホルダ回転軸線１５を中心とした取り付け／取り外し運動で回転可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク特に金属薄板を加工するためのレーザ加工機のノズル受容部においてレーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための機械的な装置であって、
ノズルマガジンが設けられていて、該ノズルマガジンがノズルホルダ支持体でレーザノズルのための少なくとも１つのノズルホルダを有しており、
送り駆動装置が設けられており、該送り駆動装置によって、ノズルホルダ支持体がノズルホルダと共に送り運動で移動せしめられ、それによってノズルホルダが取り付け／取り外し位置に送られるようになっており、
取り付け／取り外し駆動装置が設けられていて、該取り付け／取り外し装置によって、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダが、ノズルホルダ回転軸線を中心とした取り付け／取り外し運動で回転せしめられるようになっている、形式のものに関する。
【０００２】
本発明はまた、ワーク特に金属薄板を加工するためのレーザ加工機であって、この場合、レーザ加工機が、前記形式の機械式の装置を有している形式のものに関する。
【背景技術】
【０００３】
冒頭に述べた形式の装置は、ドイツ連邦共和国特許第１００５６３３０号明細書により公知である。この公知の明細書には、それぞれ１つのレーザノズルのための３つのノズルホルダを有するノズルマガジンを備えた機械式のノズル交換装置が開示されている。この場合、ノズルマガジンはフレームに設けられており、該ノズルマガジン自体は電動モータ式又はニューマチック式の調節駆動装置を有している。この調節駆動装置によって、ノズルマガジンのノズルホルダが、レーザ加工機のレーザ加工ヘッドに対してねじ込み及びねじ外し位置に移動することができる。ノズルホルダがねじ込み及びねじ外し位置に位置していれば、ノズルホルダは、レーザ加工ヘッドにレーザノズルを取り付け又は取りはずことができる。いずれの場合においても、当該のノズルホルダはねじ駆動装置によってノズルホルダ回転軸線を中心にして回転せしめられる。回転方向に応じて、ノズルホルダはレーザ加工ヘッドにレーザノズルをねじ込み又はねじ外すことができる。前記公知のノズル交換装置の各ノズルホルダは、固有のねじ駆動装置を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１００５６３３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、レーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための、コンパクトに構成された機械式の装置、並びにこのようなコンパクトな装置を備えたレーザ加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決した本発明の装置は、前記送り駆動装置及び取り付け／取り外し駆動装置が、共通の駆動モータを有しており、駆動モータとノズルホルダ支持体並びにノズルホルダとの間に、切換装置によって切換可能なクラッチが設けられており、
クラッチの第１の切換状態（送り状態）において駆動モータとノズルホルダ支持体との間に駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいてノズルホルダ支持体がノズルホルダと一緒に送り運動で送られるようになっており、
クラッチの第２の切換状態（取り付け／取り外し状態）で、駆動モータと、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダとの間に駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいて、ノズルホルダが、ノズルホルダ回転軸線を中心とした取り付け／取り外し運動で回転可能である。
【０００７】
またこの課題を解決した本発明の、レーザノズルのためのノズル受容部を備えた、ワーク殊に金属薄板を加工するためのレーザ加工機は、ノズル受容部にレーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための、前記機械式の装置を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１つの共通の駆動モータが、ノズルマガジンの当該のノズルホルダお取り付け／取り外し位置に移行させるために用いられ、またノズルホルダの取り付け／取り外し運動を生ぜしめるために用いられる。２つの機能のための別個の駆動モータを省いたことによって、駆動部の構造的な大きさを小さくすることができ、ひいては本発明による装置全体の大きさを最小限にすることができる。また、駆動部の構成に関連した駆動技術的及び経済的な費用も最小にすることができる。請求項に記載したクラッチによって、当該のノズルホルダの送り運動及び取り付け／取り外し運動のために１つの共通の駆動モータを使用することができる。クラッチの切換可能性に基づいて、このクラッチは、選択的に駆動モータとノズルホルダ支持体（クラッチの送り状態）との間の駆動接続部を形成するか、又は駆動モータと、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダ（クラッチの取り付け／取り外し状態）との間の駆動接続部を形成する。
【０００９】
本発明の特に有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。
【００１０】
従属請求項に記載した本発明の有利な実施態様によれば、前記ノズルマガジンがリボルバマガジンとして構成されていて、マガジンリボルバの形状のノズルホルダ支持体を有しており、該ノズルホルダ支持体が、送り駆動装置及び取り付け／取り外し駆動装置の共通の駆動モータによって、リボルバ回転軸線を中心とした送り運動で回転可能である。このような形式のリボルバマガジンは、複数のノズルホルダを小さい所要スペースで設けることができ、またその都度必要な機能位置に移行させることができる可能性を提供する。しかもこのような形式のリボルバマガジンは、特に、本発明による装置全体のコンパクトな構造形式のために役立つ。本発明によれば別のマガジン構造形式も考えられる。
【００１１】
レーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための本発明による装置の切換可能なクラッチは、種々異なる形式で技術的に実現することができる。
【００１２】
従属請求項に記載した本発明の有利な実施態様によれば、前記切換可能なクラッチがクラッチエレメントを有していて、該クラッチエレメントはその位置によって、クラッチの切換状態を規定するようになっている。このような形式のクラッチは一方では、本発明による装置を駆動可能に使用するために必要な頑丈さを有していて、それによって優れた機能性確実性を有している。しかも、クラッチの切換状態の制御は、比較的安価な費用で実現することができる。
【００１３】
本発明による装置の別の有利な実施態様によれば、切換可能なクラッチのクラッチエレメントが、発生した戻し力の作用下で自動的にそれぞれの初期位置へ戻るようになっている。
【００１４】
本発明の別の有利な実施態様によれば、本発明による装置の切換可能なクラッチが切換エレメントを備えた切換装置を有しており、該切換エレメントの位置が、クラッチの切換状態を決定するようになっている。本発明の別の有利な実施態様によれば、切換装置の切換エレメントは、それぞれの切換過程時に戻し力の作用に抗して移動するようになっている。
【００１５】
本発明の別の有利な実施態様によれば、切換可能なクラッチのための、切換装置の切換エレメントの切換運動が、切換可能なクラッチのクラッチエレメントの切換運動を生ぜしめるようになっている。
【００１６】
本発明の別の有利な実施態様によれば、ノズルマガジンのノズルホルダ支持体は、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダにおいて、不都合なずれが防止されている。この特徴によって特に、ノズルホルダは、このノズルホルダによって実施された取り付け／取り外し運動時にその目標位置を維持することができる。
【００１７】
ノズルホルダを取り付け／取り外し位置において確保するために、本発明の別の有利な実施態様によれば、係止エレメントが設けられており、該係止エレメントは係止駆動装置によって、係止位置及び／又は解放位置に移動可能である。従って係止装置の切換状態は、係止エレメントの位置によって決定される。本発明の別の有利な実施態様によれば、選択的に、係止装置の係止エレメントの切換運動は、戻し力の作用に抗して実施することができる。
【００１８】
本発明の別の有利な実施態様によれば、切換可能なクラッチのクラッチエレメント、切換可能なクラッチのための切換装置の切換エレメント、ノズルマガジンのノズルホルダ支持体のための係止装置の係止エレメントのうちの少なくとも２つのエレメントが、互いに駆動接続されている。
【００１９】
この駆動接続によって、少なくとも２つの前記エレメントを、１つの共通の駆動装置若しくは共通の駆動モータによって切換えることができる。従って、種々異なる切換機能を、安価な駆動技術的及び経済的な費用で実現することができる。装置全体の構造的な大きさは最小にされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】リボルバマガジンとして構成されたノズルマガジンを備えた機械式のノズル交換装置の、マガジンリボルバが第１の回転位置を占めている状態の斜視図である。
【図２】マガジンリボルバの第２の回転位置と、取り付け及び／又は取り外し回転位置に送られたノズルホルダとを備えた、図１に示した装置の斜視図である。
【図３】取り付け及び／又は取り外し回転位置に送られ、かつマガジンリボルバから持ち上げられたノズルホルダを備えた、図２に示した装置の斜視図である。
【図４】第１の切換状態において切換可能なクラッチを備えた、図１乃至図３に示したノズル交換装置の駆動装置を示す部分的な斜視図である。
【図５】図４の駆動装置の、切換可能なクラッチの第２の切換状態を示す部分的な斜視図である。
【図６】図５に示した装置の一部の拡大図である。
【図７】図２に示した機械式のノズル交換装置を備えたレーザ加工機の概略図である。
【図８】図３に示した運転状態における機械式のノズル交換装置を備えた、図７のレーザ加工機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図示のノズル交換装置１は、ノズル受容部３に対してレーザノズル２を取り付け及び／又は取り外すための機械的な装置として用いられる。ノズル受容部３はレーザ加工機５のレーザ加工ヘッド４に設けられている。通常運転時に、レーザ加工機５において金属薄板がレーザカット光線によって切断される。
【００２２】
ノズル交換装置１は、リボルバマガジン６として構成されたノズルマガジンを有している。ノズルホルダとして機能するマガジンリボルバ７は、ノズル交換装置１のケーシング８において、リボルバ回転軸線９を中心にして回転可能に支承されている。
【００２３】
マガジンリボルバ７内に複数のノズルホルダ１０が収納されている。各ノズルホルダ１０はシャフト１を有しており、このシャフト１１は、下方に向かってマガジンリボルバ７を越えて突き出していて、円形とは異なる横断面形状を有している。図１乃至図３では、見やすくするために、ノズルホルダ１０は全体的に空で示されている。駆動状態で、レーザ加工機５（図７、図８）には、１つのレーザノズル２を備えたノズルホルダ１０のうちの少なくとも１つが装着されている。
【００２４】
送り駆動装置１２によって、マガジンリボルバ７は、２重矢印１３によって示された送り方向でリボルバ回転軸線９を中心にして送られるようになっている。これによって、レーザノズル２を交換する際に、レーザ加工ヘッド４に取り付けられたノズルホルダ１０が、送り方向１３で取り付け／取り外し（回転）位置に移行せしめられる。
【００２５】
取り付け／取り外し位置に存在するノズルホルダ１０は、取り付け／取り外し駆動装置１４によってノズルホルダ回転軸線１５を中心にして回転駆動せしめられる。当該のノズルホルダ１０の取り付け／取り外し運動の方向は、２重矢印１６によって示されている。
【００２６】
送り駆動装置１２及び取り付け／取り外し駆動装置１４の共通の駆動モータとして、電動式の駆動モータ１７が設けられており、この駆動モータ１７は、数値制御駆動装置１８を制御する。数値制御駆動装置１８は、ノズル交換装置１を使用する際に、レーザ加工機５の一部としてそのＣＮＣ制御装置に組み込まれている。
【００２７】
駆動モータ１７は、選択的にマガジンリボルバ７を、リボルバ回転軸線９を中心とした送り運動で移動させるか、又は当該のノズルホルダ１０を、ノズルホルダ回転軸線１５を中心とした取り付け／取り外し運動で駆動する。このために、駆動モータ１７とマガジンリボルバ７との間、並びに駆動モータ１７とノズルホルダ１０との間に、クラッチディスク２０として構成されたクラッチエレメントを備えた切換可能なクラッチ１９が設けられている。切換可能なクラッチ１９の詳細は、図４乃至図６に示されている。図４乃至図６には、ノズルホルダ１０のないマガジンリボルバ７が示されている。マガジンリボルバ７に受容部２１が設けられており、この受容部２１はノズルホルダ１０を支承するために用いられる。
【００２８】
図４乃至図６には、太陽歯車２２並びに遊星歯車２３は示されていない。取り付け及び／又は取り外し駆動装置１４のこれらの部材は、図１及び図２に示されている。図３では、太陽歯車２２及び遊星歯車２３が、図１及び図２に示されていないカバーの下に位置している。
【００２９】
太陽歯車２２は、駆動モータ１７の駆動軸２４に相対回動不能に結合されている。太陽歯車２２は、この太陽歯車２２に対応配置された、遊星歯車２３の平歯車に噛み合う。各遊星歯車２３は、ノズルホルダ１０のシャフト１１によって貫通されている。
【００３０】
太陽歯車２２の下でモータ軸２４にハブ２５が設けられている。ハブ２５は、クラッチディスク２０の下側のクラッチ突起２７のための、上方に開放する係合部２６を有している。クラッチディスク２０は、ハブ２５と、マガジンリボルバ７にねじ固定された伝動装置カバー２８との間の中間室内で切換方向２９に可動である。クラッチディスク２０を切換方向２９でずらすために、切換装置３０が用いられる。この切換装置３０は、戻しばね３１を有しており、この戻しばね３１は、クラッチディスク２０の上側と伝動装置カバー２８の下側との間でプリロード（予備荷重）をかけられており、図４及び図５には、これらの戻しばね３１のうちの１つが示されている。
【００３１】
戻しばね３１は、クラッチディスク２０のための切換装置３０の切換駆動装置３２の部分である。切換駆動装置３２のその他の構成部分は、ニューマチック式の昇降装置３３である。この昇降装置３３は、ケーシング固定されたニューマチックシリンダ３４と、このニューマチックシリンダ３４内でガイドされたニューマチックピストン３５とを有している。ニューマチック式の昇降装置３３も、数値制御駆動装置１８によって制御される。
【００３２】
ニューマチック式の昇降装置３３のニューマチックピストン３５はピン装置３６を操作する。ピン装置３６は、上側のプレッシャピン３７と下側のインデックスピン３８とを有している。
【００３３】
プレッシャピン３７は、クラッチディスク２０のための切換装置３０の切換エレメントとしてとして用いられる。インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のための切換可能な係止装置３９の係止エレメントを形成する。この係止装置３９によって、インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１に設けられたピン受容部４０と協働する。このピン受容部４０は、プレッシャピン３７もガイドする。プレッシャピン３７は、半径方向で突き出すピンヘッド４２で以てピン受容部４０の側方を越えて突き出している。
【００３４】
クラッチディスク２０は、図６に示したガイドピン５３が、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１内に係合する。ガイドピン５３を介して、クラッチディスク２０はマガジンリボルバ７において切換方向２９で可動にガイドされている。それと同時に、ガイドピン５３は、２重矢印１３で示した送り方向で働く、クラッチディスク２０とマガジンリボルバ７との間の形状結合（形状による束縛）を形成する。
【００３５】
例えば図１乃至図３に示したように、ノズル交換装置１のケーシング８の外側にノズルホルダ昇降装置４３が設けられており、この昇降装置４３はやはり数値制御駆動装置１８によって制御される。ノズルホルダ昇降装置４３は、ノズル交換装置１のケーシング８に取り付けられた昇降シリンダ４４を有しており、該昇降シリンダ４４内に、図示されていない昇降ピストンが垂直方向で可動にガイドされている。ピストンロッドを介在することなしに、昇降ピストンは中間部材４５に接続されており、この中間部材４５自体は昇降プレート４６に作用する。
【００３６】
昇降プレート４６は、ノズル交換装置１のケーシング８のガイドロッド４７で垂直方向に可動にガイドされている。ガイドロッド４７間で昇降プレート４６に、ノズルホルダ１０のシャフト１１の自由端部のための、送り方向１３に開放するシャフト受容部４８が設けられている。
【００３７】
図１乃至図３には、マガジンリボルバ７に設けられた、中空円筒形の通路５０を備えた「ブラインドステーション（Blindstation）」が示されている。
【００３８】
レーザ加工機５において、図７及び図８に示したノズル交換装置１は、レーザ加工機５のワーク支承部５１の下に配置されている。ワーク支承部５１は貫通開口５２を有している。
【００３９】
図１に示したノズル交換装置１の駆動状態は、レーザ加工機５の通常の切断運転を示す。従って通常の切断運転時に、レーザ加工機５において、ワーク支承部５１の貫通開口５２の下に、中空円筒形の通路５０を備えたブラインドステーション４９が位置している。見やすくするために、このレーザ加工機５の運転状態は単独で示されていない。
【００４０】
汚れ粒子、特に金属薄板の切断加工時に発生するスラグ（燃えかす）及び金属溶射物は、重力の作用下で、ブラインドステーション４９の中空円筒形の通路を介してノズル交換装置１を通過し、これに対して、リボルバマガジン６のノズルホルダ１０は、ワーク支承部５１の貫通開口５２から離れた位置、不都合な汚れに対して保護されている。
【００４１】
切換可能なクラッチ１９は、図４に示した「送り状態」に切り換えられている。クラッチディスク２０の下側のクラッチ突起２７は、モータ軸２４に取り付けられたハブ２５の上側の係合部２６に押し込まれている。従って、クラッチディスク２０は、「送り位置」にあり、この「送り位置」において、クラッチディスク２０は、駆動モータ１７とマガジンリボルバ７との間の駆動接続を形成する。
【００４２】
図１に示した状態から出発して、駆動モータ１７は数値制御駆動装置１８によって制御操作される。マガジンリボルバ７と駆動接続されていることによって、駆動モータ１７はマガジンリボルバ７を、このマガジンリボルバ７に支承されたノズルホルダ１０と一緒にリボルバ回転軸線９を中心にして所定の回転角度に亘って送り方向１３で送るようになっている。それによって、マガジンリボルバ７のブラインドステーション４９に送り方向で直ぐ隣に位置している空のノズルホルダ１０が、それまでブラインドステーション４９が配置されていた（図２）位置に達する。レーザ加工機５において、空のノズルホルダ１０がワーク支承部５１の下に位置している。これによるレーザ加工機５の状態は図７に示されている。
【００４３】
前述のように、切換可能なクラッチ１９は送り状態にあり、クラッチディスク２０は、切換方向２９でさらにその送り位置を占めている。前もって送られた空のノズルホルダ１０は、取り付け／取り外し位置に移動せしめられ、この取り付け／取り外し位置で、ノズルホルダ１０は、レーザ加工ヘッド４に組み付けられたレーザノズル２に垂直方向で向き合っている。
【００４４】
空のノズルホルダ１０の取り付け／取り外し位置を保証するために、係止装置３９が数値制御で操作される。２分割されたピン装置３６のインデックスピン３８は、係止駆動装置とした働くニューマチック式の昇降装置３３によって、図４に示した解放位置から図５に示した係止位置に上昇せしめられる。この昇降運動によって、インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１に設けられたピン受容部４０内に侵入する。ノズル交換装置１のケーシング８で支えられたインデックスピン３８とマガジンリボルバ７のインナーフランジ４１との形状結合（形状による束縛）によって、マガジンリボルバ７並びに、取り付け／取り外し位置に送られた空のノズルホルダは、リボルバ回転軸線９を中心として送り運動に抗してロックされる。
【００４５】
マガジンリボルバ７のための係止装置３９の操作と共に、クラッチディスク２０のための切換装置３０の操作が行われる。それによって、インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１に設けられたピン受容部４０内に侵入する際に、ピン受容部４０内でガイドされたプレッシャピン３７の下端部を負荷する。この場合、インデックスピン３８は、切換可能なクラッチ１９の切換装置３０の部材も形成している。プレッシャピン３７は、戻しばね３１によってクラッチディスク２０を介して働く戻し力の作用に抗して、図４に示したその第１の切換位置から、図５に示した第２の切換位置に移動する。この場合、プレッシャピン３７は、戻しばね３１によって負荷されたクラッチディスク２０をその取り付け／取り外し位置に持ち上げ、この取り付け／取り外し位置で、クラッチディスク２０のクラッチ突起２７がハブ２５の上側の係合部２６から係合解除される。それによって、切換可能なクラッチ１９はその取り付け／取り外し状態に位置する。駆動モータ１７は、切換可能なクラッチ１９のこの切換状態でマガジンリボルバ７から連結解除される。
【００４６】
切換可能なクラッチ１９が取り付け／取り外し状態に切換えられると同時に、取り付け／取り外し位置にある空のノズルホルダ１０は、ノズルホルダ昇降装置４３によって、図３に示した位置に上昇せしめられる。このために、昇降プレート４６は、昇降シリンダ４４及びこの昇降シリンダ４４内でガイドされた昇降ピストンによって、上方へ移動せしめられる。この場合、昇降プレート４６は、自由端部がシャフト受容部４８内に配置されたシャフト１１を受容する。空のノズルホルダ１０は、マガジンリボルバ７に設けられた支承部から持ち上げられる。空のノズルホルダ１０の上方運動によって、レーザ加工ヘッド４のレーザノズル２は、ノズルホルダ１０の内部に達する。
【００４７】
要するに図８に示した状態となる。モータ軸２４、このモータ軸２４に相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）取り付けられた太陽歯車２２、並びに上方に移動せしめられたノズルホルダ１０のシャフト１１を、取り付け／取り外し方向１６で形状結合（形状による束縛）によって包囲する遊星歯車２３を介して、駆動モータ１７と上方に移動せしめられたノズルホルダ１０との間に駆動接続が形成される。駆動モータ１７が相応の回転方向で操作されると、ノズルホルダ１０は、ノズルホルダ回転軸線１５を中心として回転運動する。この回転運動において、ノズルホルダ１０は、レーザ加工ヘッド４から取り外そうとするレーザノズル２を取り外し運動でねじ外すようになっている。
【００４８】
交換しようとするレーザノズル２が取り外されると、新たにノズルホルダ昇降装置４３が操作される。昇降プレート４６は、その初期位置に下降する。次いで、使い古されたレーザノズル２を備えたノズルホルダ１０は、リボルバマガジン６のマガジンリボルバ７に支承されている。
【００４９】
ノズルホルダ昇降装置４３と同時に、切換可能なクラッチ１９の切換装置３０、及びこの切換装置３０に接続された係止装置３９が操作される。この場合、ニューマチック式の昇降装置３３のニューマチックピストン３５は、図５に示した位置から図４に示した位置に下降せしめられる。この場合、ニューマチックピストン３５は、２分割されたピストン装置３６のインデックスピン３８を、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１内に係止位置から解放位置へ連行する。クラッチディスク２０は、ハブ２５に当接して、クラッチディスク２０の下側のクラッチ突起２７がハブ２５の上側の係合部２６内に押し込まれるまで、プリロード（予備荷重）をかけられた戻しばね３１の補助を受けて下方へ移動せしめられる。プレッシャピン３７は、クラッチディスク２０によって、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１のピン受容部４０内に挿入され、それによってその第１の切換位置に戻り移動せしめられる。
【００５０】
切換可能なクラッチは再び、クラッチディスク２０がその送り位置を示す送り状態に位置する。これによって再び、図４に示した関係が得られる。
【００５１】
駆動モータ１７によってマガジンリボルバ７が新たに送り運動せしめられると、ノズルホルダ１０は、レーザ加工ヘッド４に取り付けようとするレーザノズル２と共に、取り付け／取り外し位置に達する。前記形式で、新たにマガジンリボルバ７のための係止装置３９及びクラッチディスク２０のための切換装置３０が操作される。それによって、インデックスピン３８は再び係止位置に移動せしめられ、クラッチディスク２０は再び取り付け／取り外し位置に移動せしめられる。
【００５２】
新たなレーザノズル２を備えたノズルホルダは、取り付けようとするレーザノズル２のねじ山が、端面側でレーザ加工ヘッド４のノズル受容部３のねじ山に載るまで、昇降プレート４６を介して上昇せしめられる。この場合、新たなレーザノズル２は、ばねプレロードを受けて（ばね付勢されて）レーザ加工ヘッド４のノズル受容部３の縁部で鉛直方向に支えられる。駆動モータ１７が双方の回転方向で駆動されると、太陽歯車２２及び当該の遊星歯車２３を介して、上昇せしめられたノズルホルダ１０は、このノズルホルダ１０内に位置するレーザノズル２と共に、ノズルホルダ回転軸線１５を中心として取り付け運動で移動せしめられ、取り付けようとするレーザノズル２は、レーザ加工ヘッド４のノズル受容部３内にねじ込まれる。
【００５３】
ねじ込み運動の終了後に、切換可能なクラッチ１９の切換装置３０、係止装置３９並びにノズルホルダ昇降装置４３を相応に操作することによって、図４に示した状態が再び得られる。駆動モータ１７によって、中空円筒形の通路５０を備えたブラインドステーション４９が、図１に示した初期位置に戻される。レーザ加工機５において、通常の切断駆動運転が再び開始される。
【符号の説明】
【００５４】
１ ノズル交換装置、 ２ レーザノズル、 ３ ノズル受容部、 ４ レーザ加工ヘッド４、 ５ レーザ加工機、 ６ リボルバマガジン、 ７ マガジンリボルバ、 ８ ケーシング、 ９ リボルバ回転軸線、 １０ ノズルホルダ、 １１ シャフト、 １２ 送り駆動装置、 １３ ２重矢印、 １４ 取り付け／取り外し駆動装置、 １５ 回転軸線、 １６ ２重矢印、 １７ 電動式の駆動モータ、 １８ 数値制御駆動装置、 １９ クラッチ、 ２０ クラッチディスク、 ２１ 受容部、 ２２ 太陽歯車、 ２３ 遊星歯車、 ２４ モータ軸、 ２５ ハブ、 ２６ 係合部、 ２７ クラッチ突起、 ２８ 伝動装置カバー、 ２９ 切換方向、 ３０ 切換装置、 ３１ 戻しばね、 ３２ 切換駆動装置、 ３３ ニューマチック（空圧）式の昇降装置、 ３４ ニューマチックシリンダ、 ３５ ニューマチックピストン、 ３６ ピン装置、 ３７ 上側のプレッシャピン、 ３８ インデックスピン、 ３９ 係止装置、 ４０ ピン受容部、 ４１ インナーフランジ、 ４２ ピンヘッド、 ４３ 昇降装置、 ４４ 昇降シリンダ、 ４５ 中間部材、 ４６ 昇降プレート、 ４７ ガイドロッド、 ４８ シャフト受容部、 ４９ ブラインドステーション、 ５０ 中空円筒形の通路、 ５１ ワーク支承部、 ５２ 貫通開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク特に金属薄板を加工するためのレーザ加工機のノズル受容部においてレーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための機械的な装置であって、
ノズルマガジンが設けられていて、該ノズルマガジンがノズルホルダ支持体でレーザノズルのための少なくとも１つのノズルホルダを有しており、
送り駆動装置が設けられており、該送り駆動装置によって、ノズルホルダ支持体がノズルホルダと共に送り運動で移動せしめられ、それによってノズルホルダが取り付け／取り外し位置に送られるようになっており、
取り付け／取り外し駆動装置が設けられていて、該取り付け／取り外し装置によって、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダが、ノズルホルダ回転軸線を中心とした取り付け／取り外し運動で回転せしめられるようになっている、形式のものに関する。
【０００２】
本発明はまた、ワーク特に金属薄板を加工するためのレーザ加工機であって、この場合、レーザ加工機が、前記形式の機械式の装置を有している形式のものに関する。
【背景技術】
【０００３】
冒頭に述べた形式の装置は、ドイツ連邦共和国特許第１００５６３３０号明細書により公知である。この公知の明細書には、それぞれ１つのレーザノズルのための３つのノズルホルダを有するノズルマガジンを備えた機械式のノズル交換装置が開示されている。この場合、ノズルマガジンはフレームに設けられており、該ノズルマガジン自体は電動モータ式又はニューマチック式の調節駆動装置を有している。この調節駆動装置によって、ノズルマガジンのノズルホルダが、レーザ加工機のレーザ加工ヘッドに対してねじ込み及びねじ外し位置に移動することができる。ノズルホルダがねじ込み及びねじ外し位置に位置していれば、ノズルホルダは、レーザ加工ヘッドにレーザノズルを取り付け又は取りはずことができる。いずれの場合においても、当該のノズルホルダはねじ駆動装置によってノズルホルダ回転軸線を中心にして回転せしめられる。回転方向に応じて、ノズルホルダはレーザ加工ヘッドにレーザノズルをねじ込み又はねじ外すことができる。前記公知のノズル交換装置の各ノズルホルダは、固有のねじ駆動装置を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１００５６３３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、レーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための、コンパクトに構成された機械式の装置、並びにこのようなコンパクトな装置を備えたレーザ加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決した本発明の装置は、前記送り駆動装置及び取り付け／取り外し駆動装置が、共通の駆動モータを有しており、駆動モータとノズルホルダ支持体並びにノズルホルダとの間に、切換装置によって切換可能なクラッチが設けられており、
クラッチの第１の切換状態（送り状態）において駆動モータとノズルホルダ支持体との間に駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいてノズルホルダ支持体がノズルホルダと一緒に送り運動で送られるようになっており、
クラッチの第２の切換状態（取り付け／取り外し状態）で、駆動モータと、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダとの間に駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいて、ノズルホルダが、ノズルホルダ回転軸線を中心とした取り付け／取り外し運動で回転可能である。
【０００７】
またこの課題を解決した本発明の、レーザノズルのためのノズル受容部を備えた、ワーク殊に金属薄板を加工するためのレーザ加工機は、ノズル受容部にレーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための、前記機械式の装置を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１つの共通の駆動モータが、ノズルマガジンの当該のノズルホルダお取り付け／取り外し位置に移行させるために用いられ、またノズルホルダの取り付け／取り外し運動を生ぜしめるために用いられる。２つの機能のための別個の駆動モータを省いたことによって、駆動部の構造的な大きさを小さくすることができ、ひいては本発明による装置全体の大きさを最小限にすることができる。また、駆動部の構成に関連した駆動技術的及び経済的な費用も最小にすることができる。請求項に記載したクラッチによって、当該のノズルホルダの送り運動及び取り付け／取り外し運動のために１つの共通の駆動モータを使用することができる。クラッチの切換可能性に基づいて、このクラッチは、選択的に駆動モータとノズルホルダ支持体（クラッチの送り状態）との間の駆動接続部を形成するか、又は駆動モータと、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダ（クラッチの取り付け／取り外し状態）との間の駆動接続部を形成する。
【０００９】
本発明の特に有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。
【００１０】
従属請求項に記載した本発明の有利な実施態様によれば、前記ノズルマガジンがリボルバマガジンとして構成されていて、マガジンリボルバの形状のノズルホルダ支持体を有しており、該ノズルホルダ支持体が、送り駆動装置及び取り付け／取り外し駆動装置の共通の駆動モータによって、リボルバ回転軸線を中心とした送り運動で回転可能である。このような形式のリボルバマガジンは、複数のノズルホルダを小さい所要スペースで設けることができ、またその都度必要な機能位置に移行させることができる可能性を提供する。しかもこのような形式のリボルバマガジンは、特に、本発明による装置全体のコンパクトな構造形式のために役立つ。本発明によれば別のマガジン構造形式も考えられる。
【００１１】
レーザノズルを取り付け及び／又は取り外すための本発明による装置の切換可能なクラッチは、種々異なる形式で技術的に実現することができる。
【００１２】
従属請求項に記載した本発明の有利な実施態様によれば、前記切換可能なクラッチがクラッチエレメントを有していて、該クラッチエレメントはその位置によって、クラッチの切換状態を規定するようになっている。このような形式のクラッチは一方では、本発明による装置を駆動可能に使用するために必要な頑丈さを有していて、それによって優れた機能性確実性を有している。しかも、クラッチの切換状態の制御は、比較的安価な費用で実現することができる。
【００１３】
本発明による装置の別の有利な実施態様によれば、切換可能なクラッチのクラッチエレメントが、発生した戻し力の作用下で自動的にそれぞれの初期位置へ戻るようになっている。
【００１４】
本発明の別の有利な実施態様によれば、本発明による装置の切換可能なクラッチが切換エレメントを備えた切換装置を有しており、該切換エレメントの位置が、クラッチの切換状態を決定するようになっている。本発明の別の有利な実施態様によれば、切換装置の切換エレメントは、それぞれの切換過程時に戻し力の作用に抗して移動するようになっている。
【００１５】
本発明の別の有利な実施態様によれば、切換可能なクラッチのための、切換装置の切換エレメントの切換運動が、切換可能なクラッチのクラッチエレメントの切換運動を生ぜしめるようになっている。
【００１６】
本発明の別の有利な実施態様によれば、ノズルマガジンのノズルホルダ支持体は、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダにおいて、不都合なずれが防止されている。この特徴によって特に、ノズルホルダは、このノズルホルダによって実施された取り付け／取り外し運動時にその目標位置を維持することができる。
【００１７】
ノズルホルダを取り付け／取り外し位置において確保するために、本発明の別の有利な実施態様によれば、係止エレメントが設けられており、該係止エレメントは係止駆動装置によって、係止位置及び／又は解放位置に移動可能である。従って係止装置の切換状態は、係止エレメントの位置によって決定される。本発明の別の有利な実施態様によれば、選択的に、係止装置の係止エレメントの切換運動は、戻し力の作用に抗して実施することができる。
【００１８】
本発明の別の有利な実施態様によれば、切換可能なクラッチのクラッチエレメント、切換可能なクラッチのための切換装置の切換エレメント、ノズルマガジンのノズルホルダ支持体のための係止装置の係止エレメントのうちの少なくとも２つのエレメントが、互いに駆動接続されている。
【００１９】
この駆動接続によって、少なくとも２つの前記エレメントを、１つの共通の駆動装置若しくは共通の駆動モータによって切換えることができる。従って、種々異なる切換機能を、安価な駆動技術的及び経済的な費用で実現することができる。装置全体の構造的な大きさは最小にされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】リボルバマガジンとして構成されたノズルマガジンを備えた機械式のノズル交換装置の、マガジンリボルバが第１の回転位置を占めている状態の斜視図である。
【図２】マガジンリボルバの第２の回転位置と、取り付け及び／又は取り外し回転位置に送られたノズルホルダとを備えた、図１に示した装置の斜視図である。
【図３】取り付け及び／又は取り外し回転位置に送られ、かつマガジンリボルバから持ち上げられたノズルホルダを備えた、図２に示した装置の斜視図である。
【図４】第１の切換状態において切換可能なクラッチを備えた、図１乃至図３に示したノズル交換装置の駆動装置を示す部分的な斜視図である。
【図５】図４の駆動装置の、切換可能なクラッチの第２の切換状態を示す部分的な斜視図である。
【図６】図５に示した装置の一部の拡大図である。
【図７】図２に示した機械式のノズル交換装置を備えたレーザ加工機の概略図である。
【図８】図３に示した運転状態における機械式のノズル交換装置を備えた、図７のレーザ加工機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図示のノズル交換装置１は、ノズル受容部３に対してレーザノズル２を取り付け及び／又は取り外すための機械的な装置として用いられる。ノズル受容部３はレーザ加工機５のレーザ加工ヘッド４に設けられている。通常運転時に、レーザ加工機５において金属薄板がレーザカット光線によって切断される。
【００２２】
ノズル交換装置１は、リボルバマガジン６として構成されたノズルマガジンを有している。ノズルホルダとして機能するマガジンリボルバ７は、ノズル交換装置１のケーシング８において、リボルバ回転軸線９を中心にして回転可能に支承されている。
【００２３】
マガジンリボルバ７内に複数のノズルホルダ１０が収納されている。各ノズルホルダ１０はシャフト１を有しており、このシャフト１１は、下方に向かってマガジンリボルバ７を越えて突き出していて、円形とは異なる横断面形状を有している。図１乃至図３では、見やすくするために、ノズルホルダ１０は全体的に空で示されている。駆動状態で、レーザ加工機５（図７、図８）には、１つのレーザノズル２を備えたノズルホルダ１０のうちの少なくとも１つが装着されている。
【００２４】
送り駆動装置１２によって、マガジンリボルバ７は、２重矢印１３によって示された送り方向でリボルバ回転軸線９を中心にして送られるようになっている。これによって、レーザノズル２を交換する際に、レーザ加工ヘッド４に取り付けられたノズルホルダ１０が、送り方向１３で取り付け／取り外し（回転）位置に移行せしめられる。
【００２５】
取り付け／取り外し位置に存在するノズルホルダ１０は、取り付け／取り外し駆動装置１４によってノズルホルダ回転軸線１５を中心にして回転駆動せしめられる。当該のノズルホルダ１０の取り付け／取り外し運動の方向は、２重矢印１６によって示されている。
【００２６】
送り駆動装置１２及び取り付け／取り外し駆動装置１４の共通の駆動モータとして、電動式の駆動モータ１７が設けられており、この駆動モータ１７は、数値制御駆動装置１８を制御する。数値制御駆動装置１８は、ノズル交換装置１を使用する際に、レーザ加工機５の一部としてそのＣＮＣ制御装置に組み込まれている。
【００２７】
駆動モータ１７は、選択的にマガジンリボルバ７を、リボルバ回転軸線９を中心とした送り運動で移動させるか、又は当該のノズルホルダ１０を、ノズルホルダ回転軸線１５を中心とした取り付け／取り外し運動で駆動する。このために、駆動モータ１７とマガジンリボルバ７との間、並びに駆動モータ１７とノズルホルダ１０との間に、クラッチディスク２０として構成されたクラッチエレメントを備えた切換可能なクラッチ１９が設けられている。切換可能なクラッチ１９の詳細は、図４乃至図６に示されている。図４乃至図６には、ノズルホルダ１０のないマガジンリボルバ７が示されている。マガジンリボルバ７に受容部２１が設けられており、この受容部２１はノズルホルダ１０を支承するために用いられる。
【００２８】
図４乃至図６には、太陽歯車２２並びに遊星歯車２３は示されていない。取り付け及び／又は取り外し駆動装置１４のこれらの部材は、図１及び図２に示されている。図３では、太陽歯車２２及び遊星歯車２３が、図１及び図２に示されていないカバーの下に位置している。
【００２９】
太陽歯車２２は、駆動モータ１７の駆動軸２４に相対回動不能に結合されている。太陽歯車２２は、この太陽歯車２２に対応配置された、遊星歯車２３の平歯車に噛み合う。各遊星歯車２３は、ノズルホルダ１０のシャフト１１によって貫通されている。
【００３０】
太陽歯車２２の下でモータ軸２４にハブ２５が設けられている。ハブ２５は、クラッチディスク２０の下側のクラッチ突起２７のための、上方に開放する係合部２６を有している。クラッチディスク２０は、ハブ２５と、マガジンリボルバ７にねじ固定された伝動装置カバー２８との間の中間室内で切換方向２９に可動である。クラッチディスク２０を切換方向２９でずらすために、切換装置３０が用いられる。この切換装置３０は、戻しばね３１を有しており、この戻しばね３１は、クラッチディスク２０の上側と伝動装置カバー２８の下側との間でプリロード（予備荷重）をかけられており、図４及び図５には、これらの戻しばね３１のうちの１つが示されている。
【００３１】
戻しばね３１は、クラッチディスク２０のための切換装置３０の切換駆動装置３２の部分である。切換駆動装置３２のその他の構成部分は、ニューマチック式の昇降装置３３である。この昇降装置３３は、ケーシング固定されたニューマチックシリンダ３４と、このニューマチックシリンダ３４内でガイドされたニューマチックピストン３５とを有している。ニューマチック式の昇降装置３３も、数値制御駆動装置１８によって制御される。
【００３２】
ニューマチック式の昇降装置３３のニューマチックピストン３５はピン装置３６を操作する。ピン装置３６は、上側のプレッシャピン３７と下側のインデックスピン３８とを有している。
【００３３】
プレッシャピン３７は、クラッチディスク２０のための切換装置３０の切換エレメントとしてとして用いられる。インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のための切換可能な係止装置３９の係止エレメントを形成する。この係止装置３９によって、インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１に設けられたピン受容部４０と協働する。このピン受容部４０は、プレッシャピン３７もガイドする。プレッシャピン３７は、半径方向で突き出すピンヘッド４２で以てピン受容部４０の側方を越えて突き出している。
【００３４】
クラッチディスク２０は、図６に示したガイドピン５３が、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１内に係合する。ガイドピン５３を介して、クラッチディスク２０はマガジンリボルバ７において切換方向２９で可動にガイドされている。それと同時に、ガイドピン５３は、２重矢印１３で示した送り方向で働く、クラッチディスク２０とマガジンリボルバ７との間の形状結合（形状による束縛）を形成する。
【００３５】
例えば図１乃至図３に示したように、ノズル交換装置１のケーシング８の外側にノズルホルダ昇降装置４３が設けられており、この昇降装置４３はやはり数値制御駆動装置１８によって制御される。ノズルホルダ昇降装置４３は、ノズル交換装置１のケーシング８に取り付けられた昇降シリンダ４４を有しており、該昇降シリンダ４４内に、図示されていない昇降ピストンが垂直方向で可動にガイドされている。ピストンロッドを介在することなしに、昇降ピストンは中間部材４５に接続されており、この中間部材４５自体は昇降プレート４６に作用する。
【００３６】
昇降プレート４６は、ノズル交換装置１のケーシング８のガイドロッド４７で垂直方向に可動にガイドされている。ガイドロッド４７間で昇降プレート４６に、ノズルホルダ１０のシャフト１１の自由端部のための、送り方向１３に開放するシャフト受容部４８が設けられている。
【００３７】
図１乃至図３には、マガジンリボルバ７に設けられた、中空円筒形の通路５０を備えた「ブラインドステーション（Blindstation）」が示されている。
【００３８】
レーザ加工機５において、図７及び図８に示したノズル交換装置１は、レーザ加工機５のワーク支承部５１の下に配置されている。ワーク支承部５１は貫通開口５２を有している。
【００３９】
図１に示したノズル交換装置１の駆動状態は、レーザ加工機５の通常の切断運転を示す。従って通常の切断運転時に、レーザ加工機５において、ワーク支承部５１の貫通開口５２の下に、中空円筒形の通路５０を備えたブラインドステーション４９が位置している。見やすくするために、このレーザ加工機５の運転状態は単独で示されていない。
【００４０】
汚れ粒子、特に金属薄板の切断加工時に発生するスラグ（燃えかす）及び金属溶射物は、重力の作用下で、ブラインドステーション４９の中空円筒形の通路を介してノズル交換装置１を通過し、これに対して、リボルバマガジン６のノズルホルダ１０は、ワーク支承部５１の貫通開口５２から離れた位置、不都合な汚れに対して保護されている。
【００４１】
切換可能なクラッチ１９は、図４に示した「送り状態」に切り換えられている。クラッチディスク２０の下側のクラッチ突起２７は、モータ軸２４に取り付けられたハブ２５の上側の係合部２６に押し込まれている。従って、クラッチディスク２０は、「送り位置」にあり、この「送り位置」において、クラッチディスク２０は、駆動モータ１７とマガジンリボルバ７との間の駆動接続を形成する。
【００４２】
図１に示した状態から出発して、駆動モータ１７は数値制御駆動装置１８によって制御操作される。マガジンリボルバ７と駆動接続されていることによって、駆動モータ１７はマガジンリボルバ７を、このマガジンリボルバ７に支承されたノズルホルダ１０と一緒にリボルバ回転軸線９を中心にして所定の回転角度に亘って送り方向１３で送るようになっている。それによって、マガジンリボルバ７のブラインドステーション４９に送り方向で直ぐ隣に位置している空のノズルホルダ１０が、それまでブラインドステーション４９が配置されていた（図２）位置に達する。レーザ加工機５において、空のノズルホルダ１０がワーク支承部５１の下に位置している。これによるレーザ加工機５の状態は図７に示されている。
【００４３】
前述のように、切換可能なクラッチ１９は送り状態にあり、クラッチディスク２０は、切換方向２９でさらにその送り位置を占めている。前もって送られた空のノズルホルダ１０は、取り付け／取り外し位置に移動せしめられ、この取り付け／取り外し位置で、ノズルホルダ１０は、レーザ加工ヘッド４に組み付けられたレーザノズル２に垂直方向で向き合っている。
【００４４】
空のノズルホルダ１０の取り付け／取り外し位置を保証するために、係止装置３９が数値制御で操作される。２分割されたピン装置３６のインデックスピン３８は、係止駆動装置とした働くニューマチック式の昇降装置３３によって、図４に示した解放位置から図５に示した係止位置に上昇せしめられる。この昇降運動によって、インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１に設けられたピン受容部４０内に侵入する。ノズル交換装置１のケーシング８で支えられたインデックスピン３８とマガジンリボルバ７のインナーフランジ４１との形状結合（形状による束縛）によって、マガジンリボルバ７並びに、取り付け／取り外し位置に送られた空のノズルホルダは、リボルバ回転軸線９を中心として送り運動に抗してロックされる。
【００４５】
マガジンリボルバ７のための係止装置３９の操作と共に、クラッチディスク２０のための切換装置３０の操作が行われる。それによって、インデックスピン３８は、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１に設けられたピン受容部４０内に侵入する際に、ピン受容部４０内でガイドされたプレッシャピン３７の下端部を負荷する。この場合、インデックスピン３８は、切換可能なクラッチ１９の切換装置３０の部材も形成している。プレッシャピン３７は、戻しばね３１によってクラッチディスク２０を介して働く戻し力の作用に抗して、図４に示したその第１の切換位置から、図５に示した第２の切換位置に移動する。この場合、プレッシャピン３７は、戻しばね３１によって負荷されたクラッチディスク２０をその取り付け／取り外し位置に持ち上げ、この取り付け／取り外し位置で、クラッチディスク２０のクラッチ突起２７がハブ２５の上側の係合部２６から係合解除される。それによって、切換可能なクラッチ１９はその取り付け／取り外し状態に位置する。駆動モータ１７は、切換可能なクラッチ１９のこの切換状態でマガジンリボルバ７から連結解除される。
【００４６】
切換可能なクラッチ１９が取り付け／取り外し状態に切換えられると同時に、取り付け／取り外し位置にある空のノズルホルダ１０は、ノズルホルダ昇降装置４３によって、図３に示した位置に上昇せしめられる。このために、昇降プレート４６は、昇降シリンダ４４及びこの昇降シリンダ４４内でガイドされた昇降ピストンによって、上方へ移動せしめられる。この場合、昇降プレート４６は、自由端部がシャフト受容部４８内に配置されたシャフト１１を受容する。空のノズルホルダ１０は、マガジンリボルバ７に設けられた支承部から持ち上げられる。空のノズルホルダ１０の上方運動によって、レーザ加工ヘッド４のレーザノズル２は、ノズルホルダ１０の内部に達する。
【００４７】
要するに図８に示した状態となる。モータ軸２４、このモータ軸２４に相対回動不能に（つまり一緒に回転するように）取り付けられた太陽歯車２２、並びに上方に移動せしめられたノズルホルダ１０のシャフト１１を、取り付け／取り外し方向１６で形状結合（形状による束縛）によって包囲する遊星歯車２３を介して、駆動モータ１７と上方に移動せしめられたノズルホルダ１０との間に駆動接続が形成される。駆動モータ１７が相応の回転方向で操作されると、ノズルホルダ１０は、ノズルホルダ回転軸線１５を中心として回転運動する。この回転運動において、ノズルホルダ１０は、レーザ加工ヘッド４から取り外そうとするレーザノズル２を取り外し運動でねじ外すようになっている。
【００４８】
交換しようとするレーザノズル２が取り外されると、新たにノズルホルダ昇降装置４３が操作される。昇降プレート４６は、その初期位置に下降する。次いで、使い古されたレーザノズル２を備えたノズルホルダ１０は、リボルバマガジン６のマガジンリボルバ７に支承されている。
【００４９】
ノズルホルダ昇降装置４３と同時に、切換可能なクラッチ１９の切換装置３０、及びこの切換装置３０に接続された係止装置３９が操作される。この場合、ニューマチック式の昇降装置３３のニューマチックピストン３５は、図５に示した位置から図４に示した位置に下降せしめられる。この場合、ニューマチックピストン３５は、２分割されたピストン装置３６のインデックスピン３８を、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１内に係止位置から解放位置へ連行する。クラッチディスク２０は、ハブ２５に当接して、クラッチディスク２０の下側のクラッチ突起２７がハブ２５の上側の係合部２６内に押し込まれるまで、プリロード（予備荷重）をかけられた戻しばね３１の補助を受けて下方へ移動せしめられる。プレッシャピン３７は、クラッチディスク２０によって、マガジンリボルバ７のインナーフランジ４１のピン受容部４０内に挿入され、それによってその第１の切換位置に戻り移動せしめられる。
【００５０】
切換可能なクラッチは再び、クラッチディスク２０がその送り位置を示す送り状態に位置する。これによって再び、図４に示した関係が得られる。
【００５１】
駆動モータ１７によってマガジンリボルバ７が新たに送り運動せしめられると、ノズルホルダ１０は、レーザ加工ヘッド４に取り付けようとするレーザノズル２と共に、取り付け／取り外し位置に達する。前記形式で、新たにマガジンリボルバ７のための係止装置３９及びクラッチディスク２０のための切換装置３０が操作される。それによって、インデックスピン３８は再び係止位置に移動せしめられ、クラッチディスク２０は再び取り付け／取り外し位置に移動せしめられる。
【００５２】
新たなレーザノズル２を備えたノズルホルダは、取り付けようとするレーザノズル２のねじ山が、端面側でレーザ加工ヘッド４のノズル受容部３のねじ山に載るまで、昇降プレート４６を介して上昇せしめられる。この場合、新たなレーザノズル２は、ばねプレロードを受けて（ばね付勢されて）レーザ加工ヘッド４のノズル受容部３の縁部で鉛直方向に支えられる。駆動モータ１７が双方の回転方向で駆動されると、太陽歯車２２及び当該の遊星歯車２３を介して、上昇せしめられたノズルホルダ１０は、このノズルホルダ１０内に位置するレーザノズル２と共に、ノズルホルダ回転軸線１５を中心として取り付け運動で移動せしめられ、取り付けようとするレーザノズル２は、レーザ加工ヘッド４のノズル受容部３内にねじ込まれる。
【００５３】
ねじ込み運動の終了後に、切換可能なクラッチ１９の切換装置３０、係止装置３９並びにノズルホルダ昇降装置４３を相応に操作することによって、図４に示した状態が再び得られる。駆動モータ１７によって、中空円筒形の通路５０を備えたブラインドステーション４９が、図１に示した初期位置に戻される。レーザ加工機５において、通常の切断駆動運転が再び開始される。
【符号の説明】
【００５４】
１ ノズル交換装置、 ２ レーザノズル、 ３ ノズル受容部、 ４ レーザ加工ヘッド４、 ５ レーザ加工機、 ６ リボルバマガジン、 ７ マガジンリボルバ、 ８ ケーシング、 ９ リボルバ回転軸線、 １０ ノズルホルダ、 １１ シャフト、 １２ 送り駆動装置、 １３ ２重矢印、 １４ 取り付け／取り外し駆動装置、 １５ 回転軸線、 １６ ２重矢印、 １７ 電動式の駆動モータ、 １８ 数値制御駆動装置、 １９ クラッチ、 ２０ クラッチディスク、 ２１ 受容部、 ２２ 太陽歯車、 ２３ 遊星歯車、 ２４ モータ軸、 ２５ ハブ、 ２６ 係合部、 ２７ クラッチ突起、 ２８ 伝動装置カバー、 ２９ 切換方向、 ３０ 切換装置、 ３１ 戻しばね、 ３２ 切換駆動装置、 ３３ ニューマチック（空圧）式の昇降装置、 ３４ ニューマチックシリンダ、 ３５ ニューマチックピストン、 ３６ ピン装置、 ３７ 上側のプレッシャピン、 ３８ インデックスピン、 ３９ 係止装置、 ４０ ピン受容部、 ４１ インナーフランジ、 ４２ ピンヘッド、 ４３ 昇降装置、 ４４ 昇降シリンダ、 ４５ 中間部材、 ４６ 昇降プレート、 ４７ ガイドロッド、 ４８ シャフト受容部、 ４９ ブラインドステーション、 ５０ 中空円筒形の通路、 ５１ ワーク支承部、 ５２ 貫通開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク殊に金属薄板を加工するためのレーザ加工機（５）のノズル受容部（３）においてレーザノズル（２）を取り付け及び／又は取り外すための機械的な装置であって、
ノズルマガジン（６）が設けられていて、該ノズルマガジン（６）がノズルホルダ支持体（７）でレーザノズル（２）のための少なくとも１つのノズルホルダ（１０）を有しており、
送り駆動装置（１２）が設けられており、該送り駆動装置（１２）によって、ノズルホルダ支持体（７）がノズルホルダ（１０）と共に送り運動で移動せしめられ、それによってノズルホルダ（１０）が取り付け／取り外し位置に送られるようになっており、
取り付け／取り外し駆動装置（１４）が設けられていて、該取り付け／取り外し装置（１４）によって、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダ（１０）が、ノズルホルダ回転軸線（１５）を中心とした取り付け／取り外し運動で回転せしめられるようになっている、形式のものにおいて、
前記送り駆動装置（１２）及び取り付け／取り外し駆動装置（１４）が、共通の駆動モータ（１７）を有しており、該駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）並びに前記ノズルホルダ（１０）との間に、切換装置（３０）によって切換可能なクラッチ（１９）が設けられており、
前記クラッチ（１９）の第１の切換状態（送り状態）において前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）との間の駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいてノズルホルダ支持体（７）がノズルホルダ（１０）と一緒に送り運動で送られるようになっており、
前記クラッチ（１９）の第２の切換状態（取り付け／取り外し状態）で、前記駆動モータ（１７）と、取り付け／取り外し位置に送られた前記ノズルホルダ（１０）との間の駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいて、前記ノズルホルダ（１０）が、ノズルホルダ回転軸線（１５）を中心とした取り付け／取り外し運動で回転可能である、
ことを特徴とする、レーザノズルを組み付け及び／又は取り外すための機械式の装置。
【請求項２】
前記ノズルマガジン（６）がリボルバマガジンとして構成されていて、マガジンリボルバの形状のノズルホルダ支持体（７）を有しており、該ノズルホルダ支持体（７）が、前記送り駆動装置（１２）及び取り付け／取り外し駆動装置（１４）の共通の駆動モータ（１７）によって、リボルバ回転軸線（９）を中心とした送り運動で回転可能である、請求項１記載の機械式の装置。
【請求項３】
前記切換可能なクラッチ（１９）がクラッチエレメント（２０）を有していて、該クラッチエレメント（２０）が切換装置（３０）によって、クラッチの送り状態に対応する位置（送り位置）に、並びにクラッチ（１９）の取り付け／取り外し状態に対応する位置（取り付け／取り外し位置）に移動可能であって、前記クラッチエレメント（２０）が送り位置で前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）との間の駆動接続を形成し、取り付け／取り外し位置で駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ（１０）との間の駆動接続を形成するようになっている、請求項１又は２記載の機械式の装置。
【請求項４】
前記切換可能なクラッチ（１９）の前記クラッチエレメント（２０）が、戻し力の作用に抗して、送り位置から取り付け／取り外し位置へ移動可能であり、かつ／または取り付け／取り外し位置から送り位置へ移動可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項５】
前記切換可能なクラッチ（１９）のための前記切換装置（３０）が切換エレメント（３７）を有しており、該切換エレメント（３７）が切換駆動装置（３２）によって、クラッチ（１９）の送り位置に対応する第１の切換位置に、及び／又は前記クラッチ（１９）の取り付け／取り外し位置に対応する第２の切換位置に移動可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項６】
前記切換可能なクラッチ（１９）のための前記切換装置（３０）の前記切換エレメント（３７）が、戻し力の作用に抗して、第１の切換位置から第２の切換位置に、かつ／または第２の切換位置から第１の切換位置に移動可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項７】
前記切換可能なクラッチ（１９）がクラッチエレメント（２０）を有しており、該クラッチエレメント（２０）が前記切換装置（３０）によって、前記クラッチ（１９）の送り状態に対応する位置（送り位置）に、並びに前記クラッチ（１９）の取り外し／取り付け位置に対応する位置（取り外し／取り付け位置）に移動可能であって、
前記クラッチエレメント（２０）が送り位置で、前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）との間の駆動接続を形成し、取り付け／取り外し位置で前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ（１０）との間の駆動接続を形成するようになっており、
前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置（３０）が切換エレメント（３７）を有していて、該切換エレメント（３７）が切換駆動装置（３２）によって、クラッチ（１９）の送り状態に対応する第１の切換位置に、かつ／または前記クラッチ（１９）の取り付け／取り外し状態に対応する第２の切換位置に移動可能であって、
前記第１の切換位置に移動せしめられた、前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置（３０）の切換エレメント（３７）によって、前記切換可能なクラッチ（１９）のクラッチエレメント（２０）が送り位置に移動可能であって、
前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置の、第２の切換位置に移動せしめられた切換エレメント（３７）によって、前記切換可能なクラッチ（１９）のクラッチエレメント（２０）が取り付け／取り外し位置に移動可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項８】
前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）が、切換可能な係止装置（３９）によって、送り運動に抗して係止可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項９】
前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）のための前記切換可能な係止装置（３９）が係止エレメント（３８）を有しており、該係止エレメント（３８）が、係止駆動装置（３３）によって係止位置に、かつ／または解放位置に移動可能であって、前記係止エレメント（３８）が、前記ノズルホルダ支持体（７）を係止位置で送り運動に抗して係止し、解放位置で送り運動を実施するために解放するようになっている、請求項１から８までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項１０】
前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）のための前記係止装置（３９）の係止エレメント（３８）が、戻し力に抗して係止位置から解放位置に、かつ／または解放位置から係止位置に移動可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項１１】
前記切換可能なクラッチ（１９）のクラッチエレメント（２０）、前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置（３０）の前記切換エレメント（３７）、及び前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）のための前記係止装置（３９）の係止エレメント（３８）のうちの少なくとも２つのエレメントが、互いに駆動接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項１２】
レーザノズル（２）のためのノズル受容部（３）を備えた、ワーク殊に金属薄板を加工するためのレーザ加工機において、
ノズル受容部（３）にレーザノズル（２）を取り付け及び／又は取り外すための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の機械式の装置（１１）が設けられていることを特徴とする、レーザ加工機。
【請求項１】
ワーク殊に金属薄板を加工するためのレーザ加工機（５）のノズル受容部（３）においてレーザノズル（２）を取り付け及び／又は取り外すための機械的な装置であって、
ノズルマガジン（６）が設けられていて、該ノズルマガジン（６）がノズルホルダ支持体（７）でレーザノズル（２）のための少なくとも１つのノズルホルダ（１０）を有しており、
送り駆動装置（１２）が設けられており、該送り駆動装置（１２）によって、ノズルホルダ支持体（７）がノズルホルダ（１０）と共に送り運動で移動せしめられ、それによってノズルホルダ（１０）が取り付け／取り外し位置に送られるようになっており、
取り付け／取り外し駆動装置（１４）が設けられていて、該取り付け／取り外し装置（１４）によって、取り付け／取り外し位置に送られたノズルホルダ（１０）が、ノズルホルダ回転軸線（１５）を中心とした取り付け／取り外し運動で回転せしめられるようになっている、形式のものにおいて、
前記送り駆動装置（１２）及び取り付け／取り外し駆動装置（１４）が、共通の駆動モータ（１７）を有しており、該駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）並びに前記ノズルホルダ（１０）との間に、切換装置（３０）によって切換可能なクラッチ（１９）が設けられており、
前記クラッチ（１９）の第１の切換状態（送り状態）において前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）との間の駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいてノズルホルダ支持体（７）がノズルホルダ（１０）と一緒に送り運動で送られるようになっており、
前記クラッチ（１９）の第２の切換状態（取り付け／取り外し状態）で、前記駆動モータ（１７）と、取り付け／取り外し位置に送られた前記ノズルホルダ（１０）との間の駆動接続が形成され、この駆動接続に基づいて、前記ノズルホルダ（１０）が、ノズルホルダ回転軸線（１５）を中心とした取り付け／取り外し運動で回転可能である、
ことを特徴とする、レーザノズルを組み付け及び／又は取り外すための機械式の装置。
【請求項２】
前記ノズルマガジン（６）がリボルバマガジンとして構成されていて、マガジンリボルバの形状のノズルホルダ支持体（７）を有しており、該ノズルホルダ支持体（７）が、前記送り駆動装置（１２）及び取り付け／取り外し駆動装置（１４）の共通の駆動モータ（１７）によって、リボルバ回転軸線（９）を中心とした送り運動で回転可能である、請求項１記載の機械式の装置。
【請求項３】
前記切換可能なクラッチ（１９）がクラッチエレメント（２０）を有していて、該クラッチエレメント（２０）が切換装置（３０）によって、クラッチの送り状態に対応する位置（送り位置）に、並びにクラッチ（１９）の取り付け／取り外し状態に対応する位置（取り付け／取り外し位置）に移動可能であって、前記クラッチエレメント（２０）が送り位置で前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）との間の駆動接続を形成し、取り付け／取り外し位置で駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ（１０）との間の駆動接続を形成するようになっている、請求項１又は２記載の機械式の装置。
【請求項４】
前記切換可能なクラッチ（１９）の前記クラッチエレメント（２０）が、戻し力の作用に抗して、送り位置から取り付け／取り外し位置へ移動可能であり、かつ／または取り付け／取り外し位置から送り位置へ移動可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項５】
前記切換可能なクラッチ（１９）のための前記切換装置（３０）が切換エレメント（３７）を有しており、該切換エレメント（３７）が切換駆動装置（３２）によって、クラッチ（１９）の送り位置に対応する第１の切換位置に、及び／又は前記クラッチ（１９）の取り付け／取り外し位置に対応する第２の切換位置に移動可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項６】
前記切換可能なクラッチ（１９）のための前記切換装置（３０）の前記切換エレメント（３７）が、戻し力の作用に抗して、第１の切換位置から第２の切換位置に、かつ／または第２の切換位置から第１の切換位置に移動可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項７】
前記切換可能なクラッチ（１９）がクラッチエレメント（２０）を有しており、該クラッチエレメント（２０）が前記切換装置（３０）によって、前記クラッチ（１９）の送り状態に対応する位置（送り位置）に、並びに前記クラッチ（１９）の取り外し／取り付け位置に対応する位置（取り外し／取り付け位置）に移動可能であって、
前記クラッチエレメント（２０）が送り位置で、前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ支持体（７）との間の駆動接続を形成し、取り付け／取り外し位置で前記駆動モータ（１７）と前記ノズルホルダ（１０）との間の駆動接続を形成するようになっており、
前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置（３０）が切換エレメント（３７）を有していて、該切換エレメント（３７）が切換駆動装置（３２）によって、クラッチ（１９）の送り状態に対応する第１の切換位置に、かつ／または前記クラッチ（１９）の取り付け／取り外し状態に対応する第２の切換位置に移動可能であって、
前記第１の切換位置に移動せしめられた、前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置（３０）の切換エレメント（３７）によって、前記切換可能なクラッチ（１９）のクラッチエレメント（２０）が送り位置に移動可能であって、
前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置の、第２の切換位置に移動せしめられた切換エレメント（３７）によって、前記切換可能なクラッチ（１９）のクラッチエレメント（２０）が取り付け／取り外し位置に移動可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項８】
前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）が、切換可能な係止装置（３９）によって、送り運動に抗して係止可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項９】
前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）のための前記切換可能な係止装置（３９）が係止エレメント（３８）を有しており、該係止エレメント（３８）が、係止駆動装置（３３）によって係止位置に、かつ／または解放位置に移動可能であって、前記係止エレメント（３８）が、前記ノズルホルダ支持体（７）を係止位置で送り運動に抗して係止し、解放位置で送り運動を実施するために解放するようになっている、請求項１から８までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項１０】
前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）のための前記係止装置（３９）の係止エレメント（３８）が、戻し力に抗して係止位置から解放位置に、かつ／または解放位置から係止位置に移動可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項１１】
前記切換可能なクラッチ（１９）のクラッチエレメント（２０）、前記切換可能なクラッチ（１９）のための切換装置（３０）の前記切換エレメント（３７）、及び前記ノズルマガジン（６）のノズルホルダ支持体（７）のための前記係止装置（３９）の係止エレメント（３８）のうちの少なくとも２つのエレメントが、互いに駆動接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の機械式の装置。
【請求項１２】
レーザノズル（２）のためのノズル受容部（３）を備えた、ワーク殊に金属薄板を加工するためのレーザ加工機において、
ノズル受容部（３）にレーザノズル（２）を取り付け及び／又は取り外すための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の機械式の装置（１１）が設けられていることを特徴とする、レーザ加工機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１６６２３４（Ｐ２００９−１６６２３４Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６９１（Ｐ２００９−２６９１）
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（５０９０１００８９）トルンプフ マシーネン アクチエンゲゼルシャフト (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｒｕｍｐｆ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｒｕｅｓｓｅｎｓｔｒａｓｓｅ ８， ＣＨ−６３４１ Ｂａａｒ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【出願人】（５０９０１００８９）トルンプフ マシーネン アクチエンゲゼルシャフト (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｒｕｍｐｆ Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｒｕｅｓｓｅｎｓｔｒａｓｓｅ ８， ＣＨ−６３４１ Ｂａａｒ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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