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Manipulator
Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator zum Halten, Verstellen und Drehen von Rohblöcken, Zaggeln u. dgl. bestehend aus einem fahrbaren Rahmen, auf welchem Antriebs-, Kraft- und Steuermechanismen angeordnet sind, aus Tragwellen mit durch hydraulische Zylinder gesteuerten Traversen, aus einem mit schwenkbaren elastischen Einhängungen versehenen Träger und aus Zangen.
Ein derartiger Manipulator muss eine vollkommene Manipulation mit dem Gegenstand ermöglichen.
Ein Halter mit Zangen soll bei modernen Anordnungen sechs Freiheitsgrade für seine Bewegungsmöglich-
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Bewegungen begrenzt sind, komplizieren die Konstruktion dieser Anordnung.
Bestehende Manipulatoren besitzen einen Träger, der oben mit elastischen Einhängungen versehen ist, die durch Kugelgelenke oder Kreuzgelenke beendet sind ; der Grund für diese Anordnung ist eine gute Abfederung in allen Richtungen und die Möglichkeit einer Seitenverschiebung oder eines Schwenkens des Trägers mit den Zangen. Die Stabilität des eingehängten Trägers mit den Zangen erfordert, dass die elastischen Einhängungen stets durch Zug beansprucht werden.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist im mittleren Trägerteil mit einer oberen elastischen Einhängung versehen, während am rückwärtigenTrägerteil eine untere elastischeEinhängung befestigt ist. Jede elastische Einhängung besteht aus einem Paar elastischer Elemente, die symmetrisch zu beiden Seiten des Trägers vorgesehen sind. Zwischen den elastischen Elementen der hinteren Einhängung ist ein hydraulischer Dämpfer angeordnet, der ähnlich wie die elastischen Einhängungen durch Kugelgelenke oder Kreuzgelenke beendet ist. Das Abfedern des Trägers mit den Zangen kann noch durch Beifügen von hydraulischen Dämpfern und Ausgleichselementen an verschiedenen Stellen zwischen dem Träger und den Traversen oder dem Rahmen der Anordnung wirksamer gemacht werden.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung zum Ermöglichen einer Seitenverschwenkung des Trägers mit den Zangen ist der Träger in zwei Teile aufgeteilt, die gegenseitig um eine vertikale Achse drehbar gelagert sind. Während bei bestehenden Lösungen zur Seitenverschwenkung oder zum Verschieben des Trägers mit den Zangen eine Seitenverschiebung der vorderen oder hinteren Traverse oder beider zugleich verwendet wurde, wird erfindungsgemäss durch Verdrehen und Sichern der Lage eines Trägerteiles gegenüber dem zweiten ein Ausschwenken des Trägers bzw. der Zange erzielt.
Es handelt sich um eine solche Art einer Seitenverschwenkung, die in Kombination mit einer Seitenverschiebung der Traverse der vorderen Einhängung auch für einen parallelen Seitenvorschub des Trägers mit den Zangen verwendet werden kann.
Gemäss einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Anordnung besteht die elastische Aufhängung im mittleren Teil des Trägers aus zwei Paaren elastischer Elemente, die nach den Schenkeln je eines Dreieckes angeordnet sind, dessen Grundlinie durch die Verbindungslinie zweier Punkte am Träger bestimmt ist und dessen Scheitel sich auf der Achse der Tragzapfen der vorderen Traverse befindet.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung ist in Fig. 1 in Aufriss und in Fig. 2 in
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4den Rahmen der Anordnung. Im hinteren Rahmenteil befindet sich die hintere Welle 6 mit einer fest aufgekeiltenhinteren Traverse 7 und zwei Hebeln 8. AufdervorderenWelle 9, derenmittlererTeilmit Nuten versehen ist. sind die vordere Traverse 10 und zwei Hebel 11 vorgesehen. Die Hebel der vorderen und hinteren Welle sind gegenseitig durch hydraulische Zylinder 12 gekoppelt. Die restlichen Teile der Hebel der vorderen Welle sind gegenseitig mit Zugstangen 13 hydraulischer Zylinder 14 verbunden. Der Träger 15 mit den Zangen 16 ist mit der vorderen und hinteren Traverse mittels einer vorderen und hinteren elastischen Einhängung 17 bzw. 18 verbunden.
In der Mitte der hinteren elastichen Einhängung ist ein hydraulischer Dämpfer 19 vorgesehen. Am Träger ist der Getriebekasten 20 mit einem Hydromotor 21 angeordnet.
Gemäss der indenFig. 3 und 4 dargestellten Variante besteht der Träger aus einem Trägerteil 15a und einem drehbaren Arm 15b. Am Trägerteil 15a sind zwei durch einen Klotz 23 gekoppelte hydraulische Zylinder 22 befestigt, welcher Klotz 23 in eine Ausnehmung des drehbaren Armes 15b eingreift.
Gemäss einer weiteren in Fig. 5 gezeigten Variante ist der Träger mit der vorderen Traverse mittels zweier Paare von elastischen Elementen 24 verbunden, die nach den Schenkeln je eines Dreieckes angeordnet sind, dessen Grundlinie durch die Verbindungslinie zweier Punkte am Träger bestimmt ist und dessen Scheitel sich auf der Achse der Tragzapfen der vorderen Traverse 10 befindet.
Der Rohblock, Zaggel oder eine andere Last wird durch die Backen der Zange gehalten, die durch einen im Träger 15 vorgesehenen hydraulischen Zylinder gesteuert wird. Zum Drehen der Zange 10 in den Lagern des Trägers nach beiden Richtungen dient ein Getriebe 20, das mit dem Hydromotor 21 am Träger angeordnet ist. Das drehbare Abfedern des Trägers mit den Zangen, das beim Schmieden unter der Presse oder dem Maschinenhammer erforderlich ist, wird durch Anwenden der vorderen und hinteren elastischen Einhängungen 17 bzw. 18 erzielt. Durch Wirkung der hydraulischen Zylinder 14 wird ein paralleles Heben des Trägers mit der Zange mittels des Systems der Elemente 13, 11,9, 10, 17,12, 8,6, 7,18, 19 erzielt. Zum Ausgleich der Federung des Trägers und für das Drehen des Trägers mit der Zange in einer vertikalen Ebene dienen zwei hydraulische Zylinder 12.
In der horizontalen Ebene ist es möglich, den Träger mit der Zange zu verschwenken, einerseits durch Verschieben der vorderen Traverse 10 entlang der mit Nuten versehenen Vorderwelle 9 mittels der elastischen Einhängung 17, anderseits durch Drehen des drehbaren Armes 15b gegenüber dem vorderen Teil 15a des Trägers mittels der beiden hydraulischen Zylinder 22 und des Klotzes 23 oder ist es möglich, ein paralleles Verschieben des Trägers mit der Zange durch Kombination beider erwähnter Bewegungen zu erzielen.
Das Fahren des Manipulators auf Schienen wird mittels zweier vorderer Fahraggregate 5 ermöglicht, die aus Hydromotoren, Zahnradgetrieben und Laufrädern bestehen. Zum Steuern des Manipulators ist eine Fernsteuerung mittels eines Steuerkabels vorgesehen, die elektrische Energie wird gleichfalls durch ein Kabel zugeführt.
Ein Vorteil des erfindungsgemässen Manipulators gegenüber derzeit üblich verwendeten "oberen" Systemen der Anordnung der elastischen Aufhängungen mit Rücksicht auf den Träger mit den Zangen beruht namentlich darauf, dass das Gewicht des Trägers mit den Zangen bei der erfindungsgemässen Anordnung um 15 bis 206go geringer ist ; um denselben Wert ist es möglich, die Leistung der Motoren für Heben des Trägers 15 mit Zange 16 herabzusetzen. Vom Standpunkt der Stabilität der schwenkbaren und elastischen Aufhängung ist es möglich, die Anordnung zu überlasten. Es ist möglich, mächtige Zangen 16 mit grossem Öffnungsbereich der Zangen zu verwenden. Die vordere dreieckförmige Einhängung erhöht die Steifheit des Trägers mit der Zange in axialer Richtung.
Bei verlangtem parallelem Vorschub des Trägers mit der Zange, bei welchem die resultierende Stellung der Zange im Grundriss parallel zur Manipulatorachse bleibt, ist es genügend, nur eine Welle, u. zw. die vordere Welle 9 mit Nuten zu versehen ; die hintere Welle 6 kann fest mit Rücksicht auf die hintere Traverse 7 bleiben.
Der Manipulator kann zur Manipulation mit Halbfabrikaten, namentlich mit Rohblöcken, Zaggeln und Ringen Verwendung finden, zum Schmieden unter einer Presse oder einem Schmiedehammer. Auch kann diese Anordnung zum Heben, Halten und Ordnen von verschiedenen Gegenständen im Hüttenbetrieb verwendet werden.