DD157777A1

DD157777A1 - Selbstklemmende spannzange

Info

Publication number: DD157777A1
Application number: DD22881481A
Authority: DD
Inventors: Helmuth Blumenthal; Klaus Pechau
Original assignee: Helmuth Blumenthal; Klaus Pechau
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1982-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betreib- und verriegelbare Spannzange fuer den Schmiedebetrieb, die bedingt durch ihre Konstruktion geeignet ist, stark erwaermte Schmiedestuecke in einem grossen Spannbereich sicher und mit grosser Praezision zu erfassen und dem Schmiedeaggregat zuzufuehren. Ziel der Erfindung ist es, eine Spannzange sowohl fuer den Manipulier- als auch fuer den manuellen Betrieb zu schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Anordnung hydraulischer und mechanischer Elemente eine selbstklemmende Spannzange mit grossem Sicherheitsbereich einzusetzen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass ausser einer hydraulisch erzeugten Spannenergie, eine zusaetzliche Anpresskraft durch einen, mit Kniehebelsystem ausgebildeten Hydraulikzylinder erreicht und auf das Schmiedestueck uebertragen wird.

Description

Selbstkleiamende .Spanneange

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Spannzange vorzugsweise für Schmiedero'üoter und wird insbesondere in Warrabetrieben eingesetzt, wo vor allem hocherwärmte Werkstücke mit grob tolerierten Konturen siGher aufgenommen und bearbeitet werden«

Charakteristik bekannter technischer Lösungen? Im Scb-ffiiedeprozeß ist es allgemein üblich, größere Y/erkstücke an Lastaufnahmemittel anzuschlagen und diese dann mittels Kran bzw« Balancer zur Bearbeitung weiter zu befördern _v Der Nachteil dieser Arbeitsmittel besteht darin, daß. insbesondere bei größeren Werkstücken und entsprechend größerem Manipulierbereich neben einer erheblichen physischen Belastung des Bedienungspersonals hohe Nebenzeiten anfallen und so die kostenintensiven Produktionsanlagen durch ausgedehnte Beschickungszeiten nicht voll produktiv auslastbar sind. Die allgemein bekannten Zangen für Schmiederoboter weisen aber nicht in vollen Umfang die für diesen spezifischen Anwendungsfall verlangten technischen Eigenschaften auf, da ein sicheres und unfallfreies Festhalten der Werkstücke im Dauerbetrieb nicht erreicht wird.

So gibt es zwar Zangen mit Kniehebelklemmung, aber nur durch aufwendige Zusatzausrüstungen kann der in der Praxis erforderliche Spannbereich überbrückt w.erden. Desweiteren ist in nur seltenen Fallen die Möglichkeit gegeben, noch zusätzlich über diesen großen Verstellbereich die Zangenbacken parallel zueinander zu bewegen* .

Weiterhin weisen darüber hinaus, Schmiedezangen nicht die Eigenschaft auf, -während des Uinf ormvorganges das Werkstück fest zu fassen, unabhängig von der durch den Umformprozess bedingten Änderung der geometrischen Werkstückabmessungen. Ungünstig ist dabei, daß diese besonders für große Schmiedeteile mit verhältnismäßig großen hydrostatischen. Arbeitszylindern ausgestattet sind, wodurch der Aktionsbereich der Industrieroboter unnötig eingeschränkt und die Manipuliergeschwindigkeit herabgesetzt wird« Werden kleinere Schmiedestücke bearbeitet, sind oft noch Handschmiedezangen im Gebrauch, die die Schmiedearbeit körperlich stark belasten»

Ziel der Erfindung:

Bs i.st das Ziel der Erfindung, die Nächteile der bekannten Schmiedezangen wie ZeB» das Aufbringen und Wirkenlassen großer körperlicher Kräfte über e.inen längeren Zeitraum völlig auszuschalten und somit den Produktionsarbeiter in den Schmiedebetrieben von hohen Beanspruchungen zu entlasten« Weiterhin besteht das Ziel darin, besonders für das Manipulieren großer Werkstücke eine Zange einzusetzen, die vorzugsweise an einem" Industrieroboter montierbar ist und so die hohen Verlustzeiten im Schmiedebetrieb, die'durch Einsatz von Anschlagmitteln entstehen, zu reduzieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Kombination hydrostatischer Arbeitszylinder kleiner Abmessungen eine den Produktionsbedingungen in einem Warmbetrieb angepaßte universelle Spannzange vorzuschlagen, die den Forderungen eines Manipu-,· lator- bzw. Roboterbetriebes entspricht, wobei beim Spannvorgang das Werkstück durch zwei zusammenwirkende Spannsysteme erfaßt und unverrückbar festgehalten werden soll.

Eine Abwandlung dieses Spannsystems soll den Einsatz nach dem gleichen Lösungsprinzip im Handbetrieb gestatten, wobei die Spannzange zur Erleichterung der Entnahme von Schmiedestücken aus dem.Ofen an einem Kran aufhängbar anzuordnen ist« Bei beiden Ausführungen muß gewährleistet sein* daß auch bei Ausfall der Hydraulik das Werkstück sicher festgehalten wird.

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mittels einer hydraulisch einstellbaren und mit einer Zwangsverriegelung ausgestatteten Spannzange, deren beide Zangenschenkel für den Manipulatorbetrieb einstellbar angeordnet sind, ein großer. Spannbereich überbrückt werden kann, wobei auch bei Ausfall der Hydraulik ein unbedingtes Festhalten, mittels einer Klemmvorrichtung j die an einer Kolbenstange angreift möglich wird. Durch eine, zur Erhöhung der Spannkraft angeordnete Nachspanneinrichtung, die als Kniehebelsystem wirkt, wird eine absolute und außerordentlich hohe Spannsicherheit erreicht» Dabei ist es ein weiteres Prinzip der Erfindung, zu ermöglichen, daß damit ein selbsttätiges Nachspannen der Zangenschenkel hydraulisch erfolgt» In gleicher Weise soll, insbesondere gemäß Weiterbildung der Erfindung diese noch für von Hand zu steuernde Einsatzfälle Anwendung finden, wobei aber ein Zangenschenkel feststehend angeordnet ist der die Verlängerung des Zangengestells'bildet', der andere Zangenschenkel aber nach der gleichen Wirkungsweise arbeitet*

Mit der erfindungsgemäßen Lösung können große Spannbereiche sicher erfaßt und die Bearbeitung auch bei extrem großen Schmiedekräften durchgeführt werden. Dabei ist die !einstellung der unterschiedlichen' Spannbereiche durch die Anordnung von Winkelhebeln im Zusammenwirken mit gradlinigen Hebeln möglich, die mit den Spannbacken die Zangenschenkel in eine solche Arbeitsstellung bringen, daß diese bei jedem Werkstück dieses vollflächig erfassen, also sich dem Werkstück in einem der Spannzange entsprechenden Funktionsbereich anpaßt«

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen dargestellt.

Ss zeigt

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Spannzange mit den Hydrauliksystemen und der Klemmeinrichtung

Fig. 2: eine Spannzange -abgewandelt und von Hand steuerbar mit Klemmvorrichtung und Kniehebelanordnung und nur einem • beweglichen Zangenschenkel '

Fig, 3i eine Ausführung der Zangenschenkel nach Fig. 2.

Das System der selbstklemmenden Spannzange ist entsprechend Figur 1 mit ihrem Zangengestell 10- an einer Welle fest angeordnet. Im Zangengestell 10 sind die Arbeitszylinder 3; und 8 untergebracht, die für ein sicheres Spannen eines Werkstückes getrennte Funktionen zu übernehmen haben.

Dabei erfolgt die Kraftübertragung ausgehend vom Arbeitszylinder 3 über Kolbenstange 4-,' Winkelhebel 2 auf die Spannbacke 14-, die im Zangenschenkel 1 ausläuft und das Werkstück 16 erfaßt. Beim Einspannen des Werkstückes 16 wird die Spannbacke 15 über ihren Drehpunkt 17 mit dem Zangenschenkel 9 gegen den Anschlag 13 gedruckt und in diesem Moment die Klemmvorrichtung 6 arretiert. Danach werden über den Arbeitszylinder 8 und Kolbenstange 20 die Kniehebel 7 bis zum Anschlag 18 gedrückt, so daß eine, um einen kleinen Betrag größere Spannkraft, als vom Arbeitszylinder 3 ausgelöst, entsteht.

Zur Angleichung der Spannbacke 14- an Werkstücke unterschiedlicher Durchmesser wird Y/inkelhebel 2 durch .den Arbeitszylinder 3 über Kolbenstange 4- vorwärtsbewegt, so daß Winkelhebel 2 mit seinen Schenkeln eine entsprechende Arbeitsstellung einnimmt und die Spannbacke 14- über Hebel 19 parallel zur Spannbacke 15 zum Werkstück"führt. Soll nun ein Spannen erfolgen, wird der gleiche Vorgang wiederholt.

Durch die Klemmvorrichtung 6 wird wiederum ein exaktes Spannen erreicht. Zur Vergrößerung der Lebensdauer der Spannbacken 14-; 15, können diese mit auswechselbaren Zangenschenkeln 1; 9 ausgerüstet werden.

Die in Figur 2 dargestellte, selbstklemmende Spannzange arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie vorstehend beschrieben« Sie ist aber entsprechend dem Verwendungszweck als Handbedienung ausger legt. Ihre Verwendung ist insbesondere für die Beschickung im Ofenbetrieb gedacht, wobei ihre Masse entsprechend verkleinert' wurde. Zum Betrieb wird diese an der Aufhängung 12 an einen Kranhaken angeschlagen. Am Griffstück 21 sind die nicht näher dargestellten Schaltelemente montiert, von denen die Funktion der Spannzange gesteuert wird.

Alle Funktionseinheiten sind am Zangengestell 10 angeordnet. Das Zangengestell 10 läuft an seinem, dem Griffstück 21 gegenüberliegenden Ende im Zangenschenkel 9' aus.

Die Arbeitszylinder 8 und 3 sind als Masseausgleich zum Werkstück 16 entsprechend angeordnet. Beim Erfassen des Werkstückes 16 wird durch den Bediener Arbeitszylinder 3» der am Gleitstein 11 aufgehängt ist, beaufschlagt, wobei die'Klemmvorrichtung 6 entriegelt und die Kolbenstange 4, die direkt am Zangenschenkel 1' angreift, nach vorn geschoben und das Werkstück 16 eingespannt wird. Die Klemmvorrichtung 6 verriegelt in der eingenommenen Stellung die Kolbenstange 4, gleichzeitig spannt Arbeitszylinder 8 der über seine Kolbenstange 20 mit den Kniehebeln 7 beweglich verbunden ist das Zangensystem, wobei der Zangenschenkel 1^f um einen kleinen Betrag, der der Spanndifferenz entspricht, auf das Werkstück 16 gepreßt \>?ird. Zum Ausgleich dieses Differenzbetrages ist das eine Ende des Kniehebels 7 am Gleitstein 11 angeordnet der wiederum am Arbeitszylinder 3 angreifte Der Anschlag 18 dient als Auflage des mit dem Zangen-, gestell 10 verbundenen Kniehebels 7» so daß Arbeitszylinder 8' entlastet wird. Die Klemmvorrichtung 6 wird über Anschlußstutzen 5 beaufschlagt.

Claims

1. Selbstklemmende Spannzange zum Manipulator und Handbetrieb dadurch, gekennzeichnet, daß das Zangengestell (10) als Geräteträger ausgebildet ist, in dem die Arbeitszylinder (3;8) angeordnet sind, die über Winkelhebel (2) bzw. Kniehebel (7) an die Spannbacken (14;15) angreifen.

2· Selbstklemmende Spannzange nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der um einen kleinen Betrag beweglich angeordnete Arbeitszylinder (3) über Kolbenstange (4) mit Winkelhebel (2) verbunden ist, wobei Winkelhebel (2) mit seinem anderen Ende an der Spannbacke (14) angreift.

3·· Selbstklemmende Spannzange nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet j daß die Spannbacke (14) durch Hebel (19) höhenverstellbar angeordnet ist.

4. Selbstklemmende Spannzange nacht Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (8) über, seine Kolbenstange (20) mit den beiden Kniehebeln (7) verbunden sind, die ihrerseits am Zangengestell (10) und der Spannbacke. (15) angreifen,

5» Selbstklemmende Spannzange nach Punkt 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (18) als Gegenlage der Kniehebel (7) dient.

6. Selbstklemmende Spannzange nach Punkt 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (13) als Endpunkt der Spannbacke (15) dient, der beim Spannvorgarig des Arbeitszylinders (8) um einen, kleinen Betrag gelüftet wird.

- 6 Eefindungsanspruch:

7. Selbstklemmende Spannzange nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (3) am Zangengestell (10) in Arbeitsrichtung schwenkbar angeordnet ist, wobei sich dieser um den,,dem Werkstück angepaßten Differenzbetrag in · seiner Lage verändert.

8. Selbstklemmende Spannzange nach Punkt 1-7 dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend Fig. 2 das Zangengestell (10) als Geräteträger ausgebildet ist, wobei'Zangengestell (10) in einem Zangenschenkel 9^f ausläuft,

9. SelbstkleBunende Spannzange nach Punkt 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Zangenschenkel V verschieblich auf dem Geräteträger 10 angeordnet ist, der über Arbeitszylinder (3) beaufschlagt wird, welcher über.die Kolbenstange (4) an den Zangenschenkel 1' angreift, mit seinem anderen Teil aber am Gleitstein (11) angelenkt wird·

10« Selbstklemmende Spannzange nach Punkt 9 dadurch gekennzeichnet, daß nach Vorspannen des Arbeitszylinders (3) eine ansich bekannte Klemmvorrichtung (6) Zangenschenkel (1') arretiert und Arbeitszylinder (8) mit seinen Kniehebeln (7) als Verriegelung ausgebildet ist.

Hierzu i„.Seiten Zeichnungen