DD157777A1

DD157777A1 - SELF-CLAMPING TENSIONER

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.The invention relates to a hydraulically operable and lockable collet chuck for forging operation, which is conditionally suitable by their design to detect strongly heated forging in a large clamping range safely and with great precision and to feed the forging unit. The aim of the invention is to provide a collet for both manipulating and for manual operation. The invention has for its object to use by the arrangement of hydraulic and mechanical elements, a self-clamping collet with a large security area. According to the invention, the object is achieved in that, in addition to a hydraulically generated clamping energy, an additional contact pressure is achieved by a hydraulic cylinder designed with a toggle lever system and transferred to the forging.

Description

Selbstkleiamende .SpanneangeSelf-adhesive. Tension

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

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«The invention relates to a collet preferably for Schmiedero'üoter and is used in particular in warehouses, where especially highly heated workpieces with roughly tolerated contours are SiGher recorded and edited «

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.Characteristic of known technical solutions? In Scb-ffiiedeprozeß it is common practice to attach larger Y / erkstücke to lifting equipment and then conveyed by crane or «balancer for processing _v The disadvantage of this work equipment is that. especially for larger workpieces and correspondingly larger Manipulierbereich incurred in addition to a significant physical burden on the operator high non-productive time and so the cost-intensive production systems are not fully productive by extended loading times. However, the generally known pliers for Schmiederoboter do not have the full extent required for this specific application technical characteristics, as a safe and accident-free holding the workpieces in continuous operation is not achieved.

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* .Although there are pliers with Kniehebelklemmung, but only by consuming additional equipment, the required clamping range in practice bridged w.erden. Furthermore, in only rare cases, the possibility exists to additionally move the jaws parallel to each other over this large adjustment range *.

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»Furthermore, in addition, forgings do not exhibit the property of firmly grasping the workpiece during the machining process, regardless of the change in geometric workpiece dimensions caused by the forming process. Unfavorable is that these are especially for large forgings with relatively large hydrostatic. Working cylinders, which unnecessarily limits the range of action of industrial robots and reduces the speed of manipulation "When smaller forgings are machined, there are often manual forging tools in use, which place heavy physical strain on the forging work"

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

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.It is the object of the invention to eliminate completely the disadvantages of the known tongs, such as the application and activation of large physical forces over a longer period of time, and thus to relieve the production worker in the forging of high stresses , especially for the manipulation of large workpieces to use a pair of pliers, which is preferably mounted on an "industrial robot and so the high loss times in the forging operation, die'durch use of slings to reduce.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

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.The invention has for its object to propose by the combination of hydrostatic working cylinder of small dimensions adapted to the production conditions in a warm operation universal collet, which meets the requirements of a Manipu-, lator- or robot operation, wherein the clamping operation detects the workpiece by two cooperating clamping systems and should be held immovably.

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.A modification of this clamping system is to allow the use of the same solution principle in manual mode, the collet chuck to facilitate the removal of forgings from dem.Ofen to hang a crane «In both versions must be ensured * that even in case of failure of the hydraulic workpiece is securely held.

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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*According to the invention the object is achieved in that by means of a hydraulically adjustable and equipped with a positive locking collet, the two pliers legs are arranged adjustable for the manipulator operation, a large. Clamping range can be bridged, whereby even in case of failure of the hydraulic unconditional retention, by means of a clamping device j which acts on a piston rod is possible. By an arranged to increase the clamping force tensioning device, which acts as a toggle lever system, an absolute and extremely high clamping reliability is achieved »It is another principle of the invention to allow that so that an automatic retightening of the forceps legs hydraulically takes place» In the same way , in particular according to the invention, these still apply to be controlled by hand application cases, but with a pliers leg is fixedly arranged the extension of the pliers 'bildet', the other pliers leg but works according to the same mode of action *

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«With the solution according to the invention, large clamping ranges can be reliably detected and the machining can be carried out even with extremely large forging forces. The setting of the different clamping ranges is possible by the arrangement of angle levers in cooperation with straight levers which bring the pliers legs with the clamping jaws in such a working position that they capture this entire surface for each workpiece, so the workpiece in one of the collet appropriate functional area adapts «

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen dargestellt.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings.

Ss zeigtSs shows

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Spannzange mit den Hydrauliksystemen und der KlemmeinrichtungFig. 1: a collet according to the invention with the hydraulic systems and the clamping device

Fig. 2: eine Spannzange -abgewandelt und von Hand steuerbar mit Klemmvorrichtung und Kniehebelanordnung und nur einem • beweglichen Zangenschenkel 'Fig. 2: a collet -modified and manually controllable with clamping device and toggle lever assembly and only one • movable pliers leg '

Fig, 3i eine Ausführung der Zangenschenkel nach Fig. 2.3i shows an embodiment of the forceps arms according to 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.The system of self-clamping collet is fixed according to Figure 1 with its forceps frame 10 on a shaft. In the clamp frame 10, the working cylinder 3; and 8 housed, which have to take over for a secure clamping of a workpiece separate functions.

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.The power transmission takes place starting from the working cylinder 3 via piston rod 4- 'angle lever 2 on the clamping jaw 14-, which terminates in the pliers limb 1 and the workpiece 16 detected. When clamping the workpiece 16, the clamping jaw 15 is printed on its pivot point 17 with the pliers leg 9 against the stop 13 and locked in this moment, the clamping device 6. Thereafter, over the working cylinder 8 and piston rod 20, the toggle lever 7 is pressed to the stop 18, so that one, by a small amount greater clamping force, as triggered by the working cylinder 3, arises.

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.To equalize the jaw 14- on workpieces of different diameters Y / inkelhebel 2 is moved forward .den cylinder 3 via piston rod 4-, so that angle lever 2 occupies a corresponding working position with his legs and the jaw 14 via lever 19 parallel to the clamping jaw 15 for If clamping is to take place, the same procedure is repeated.

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.By the clamping device 6 again an exact clamping is achieved. To increase the life of the jaws 14-; 15, these can with interchangeable pliers legs 1; 9 are equipped.

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.The illustrated in Figure 2, self-clamping collet works on the same principle as described above "but it is according to the intended use as a handheld operation sets. Their use is intended in particular for the feed in the oven operation, with their mass was reduced accordingly 'was. For operation, this is struck on the suspension 12 to a crane hook. On the handle 21, the switching elements not shown are mounted, of which the function of the collet is controlled.

Alle Funktionseinheiten sind am Zangengestell 10 angeordnet. Das Zangengestell 10 läuft an seinem, dem Griffstück 21 gegenüberliegenden Ende im Zangenschenkel 9' aus.All functional units are arranged on the forceps frame 10. The pliers frame 10 runs at its, the handle 21 opposite end in the pliers leg 9 'from.

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.The working cylinders 8 and 3 are arranged as a mass balance to the workpiece 16 accordingly. Upon detection of the workpiece 16 is acted upon by the operator cylinder 3 »is suspended on the sliding block 11, wherein the 'clamping device 6 unlocked and the piston rod 4, which acts directly on the forceps leg 1', pushed forward and the workpiece 16 is clamped. The clamping device 6 locked in the position occupied, the piston rod 4, simultaneously clamps working cylinder 8 which is movably connected via its piston rod 20 with the knee levers 7, the pliers system, the pliers legs 1 ^f by a small amount corresponding to the clamping difference, on the workpiece 16th pressed \> ird. To compensate for this difference, the one end of the toggle lever 7 is arranged on the sliding block 11 which in turn was attacked on the working cylinder 3. The stop 18 serves as a support of the pliers, frame 10 connected toggle lever 7 so that the working cylinder 8 'is relieved. The clamping device 6 is acted upon by connecting piece 5.

Claims

1. Self-clamping collet for manipulator and manual operation characterized in that the pliers frame (10) is designed as a device carrier, in which the working cylinders (3; 8) are arranged, via angle lever (2) or toggle lever (7) to the clamping jaws (14; 15) attack.

Self - clamping collet according to item 1, characterized in that the working cylinder (3) arranged movably by a small amount is connected to the bell crank (4) by means of an angle lever (2), whereby the bell crank (2) engages at its other end against the clamping jaw (14 ) attacks.

3 ·· self-clamping collet according to item 1 and 2, characterized in that the clamping jaw (14) by means of lever (19) is arranged vertically adjustable.

4. Self-locking collet night point 1, characterized in that the working cylinder (8) via, its piston rod (20) with the two toggle levers (7) are connected, in turn on the clamp frame (10) and the clamping jaw. (15) attack,

5 »self-clamping collet according to item 4, characterized in that the stop (18) serves as a counter-position of the knee lever (7).

6. self-clamping collet according to item 4, characterized in that the stop (13) serves as an end point of the clamping jaw (15), which is at the Spannvorgarig the working cylinder (8) released by a small amount.

- 6 right to claim:

7. self-clamping collet according to item 1, characterized in that the working cylinder (3) on the pliers frame (10) is pivotally mounted in the working direction, which changes by the ,, the workpiece adapted difference in its position.

8. self-clamping collet according to item 1-7, characterized in that corresponding to FIG. 2, the pliers frame (10) is designed as a device carrier, wherein''French rack (10) terminates in a pliers leg 9 ^f ,

9. SelbstkleBunende collet chuck according to item 8, characterized in that the pliers leg V is slidably mounted on the equipment carrier 10, which is acted upon by working cylinder (3) which über.die piston rod (4) to the pliers leg 1 'attacks, with its other part but is articulated on the sliding block (11) ·

10 "self-clamping collet according to item 9, characterized in that after prestressing of the working cylinder (3) a known clamping device (6) pliers legs (1 ') locked and working cylinder (8) is formed with its toggle levers (7) as a lock.

For this purpose, see "Drawings