DE3050337C1

DE3050337C1 - Handhabungseinrichtung eines Schmiedemanipulators

Info

Publication number: DE3050337C1
Application number: DE19803050337
Authority: DE
Inventors: Horst Ing Bachmann
Original assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 1980-08-16
Filing date: 1980-08-16
Publication date: 1989-06-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Handhabungseinrichtung eines Schmie demanipulators für eine Gesenkschmiedeanlage, mit einem waage rechten Manipulierarm, der zwei Greifzangen mit je zwei Grei fern trägt, die einander, quer zu dem waagerechten Manipulier arm, horizontal gegenüber angeordnet sind, wobei eine abgebo gene Greifergestaltung und eine Wellenanordnung zur Greiferbe tätigung vorgesehen sind.

Bei einer bekannten (DE-OS 25 45 889) Handhabungseinrichtung dieser Art sind die beiden Greifzangen zusammengefaßt, indem der eine Greifer beider Greifzangen von einem ortsfesten Stück gebildet ist und die beiden anderen Greifer von einem Bügel ge bildet sind, der mittels der Welle schwenkbar ist. Die beiden beweglichen Greifer sind jeweils gebogen und an den Enden stumpf, wobei jedes Ende gegen eine Seite des Greiferstückes gerichtet ist. Dieser Schmiedemanipulator dient dazu, wechsel weise mit je einer der beiden Greifzangen einen heißen und kal ten Knüppel zu erfassen. Diese bekannte Handhabungseinrichtung ist zum Einsatz bei einer Gesenkschmiedeanlage nicht oder nur schlecht geeignet, da sich beim Gesenkschmieden das zu manipu lierende Werkstück in einem Gesenk befindet. Das Werkstück muß erst aus dem Gesenk herausgeholt werden, bevor die Greifzange der bekannten Handhabungseinrichtung das Werkstück erfassen kann. Mit nur einer Greifzange lassen sich auch nur relativ kurze Knüppel manipulieren, wogegen bei sehr langen Werkstücken, wie z.B. Kurbelwellen oder Vorderachsen, eine exakte Manipu lierung mit nur einer Greifzange schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Handhabungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Greifzangen sehr lange Werkstücke unmittelbar aus dem Gesenk heben können. Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung ist, diese Aufgabe lö send, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer beider Greifzangen einzeln beweglich und die beiden Greifzangen am Ma nipulierarm mit Abstand hintereinander angeordnet sind, indem zwei Wellen mit Abstand nebeneinander parallel vorgesehen sind und die beiden Greifer beider Greifzangen jeweils auf einer der beiden Wellen sitzen, und daß jeder Greifer jeder Greifzange am freien Ende einen abgewinkelten Zahn mit Spitze besitzt und die beiden Zähne jeder Greifzange gegeneinander gerichtet sind.

Die erfindungsgemäße Handhabungseinrichtung ist dazu geeignet, beim Gesenkschmieden sehr lange Werkstücke unmittelbar aus dem Gesenk zu heben. Die spitzen Zähne der Greifer greifen unter die Gratränder des Werkstückes, so daß besonders lange Werk stücke in einem Zug aus dem Gesenk gehoben und aus dem Werk zeugraum der Umformmaschine bewegt werden. Beim Arbeiten mit einer solchen Handhabungseinrichtung verlaufen die länglichen Werkstücke in Richtung des Manipulierarmes und werden in Rich tung ihrer Längserstreckung in den Werkzeugraum gefördert, so daß der Werkzeugraum relativ schmal gehalten werden kann.

Es lassen sich die besonders langen Werkstücke sicher manipu lieren. Bei der Herstellung von Kurbelwellen oder Vorderachsen, um die es hier insbesondere geht, sind häufig Werkstücke von ca. 2 m Länge zu manipulieren, wozu die erfindungsgemäße Hand habungseinrichtung insbesondere gedacht und geeignet ist. Die Anordnung der beiden Greifer der Greifzange jeweils auf einer der beiden parallelen Wellen ist eine besonders einfache Art, die Greifzange so betätigen, die ohne Zwischengetriebe nahe der Greifzange auskommt, was die Schlankheit des Manipulierarmes nahe der Greifzange fördert. Diese Gestaltung ist bei zwei oder mehr Greifzangen am Manipulierarm von Vorteil.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn die beiden Greifer der Greifzange entlang der Welle gegeneinander ver stellbar sind. Diese durch die beiden Wellen bedingte Bauweise ermöglicht es, in einfacher Weise die Stellung der Greifer der Greifzange an das jeweilige Werkstück anzupassen, wobei sich die beiden Greifer dann nicht mehr genau gegenüber liegen müs sen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn für die Schwenkbewegung der Greifer am äußeren Ende des Manipulierarmes eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die an der Welle an greift, die im Manipulierarm gelagert ist, und wenn die An triebseinrichtung von zwei Kolben-Zylinder-Einrichtungen gebil det ist, die jeweils über einen Hebel an einer der Wellen an greifen. Die Antriebseinrichtung bleibt jetzt ständig außerhalb des Werkzeugraumes und füllt diesen nicht. Die Welle trägt zu einer besonders schlanken Ausführung des Manipulierarmes bei.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenso, wenn zur Synchronisierung der gegenläufigen Drehbewegung der Greifer der Greifzange ineinandergreifende Zahnsegmente vorgesehen sind und die Zahnsegmente an dem der Greifzange entgegengesetzten äuße ren Ende des Manipulierarmes an den Wellen vorgesehen sind. Hierdurch kann der Manipulierarm bei der Greifzange schmaler gehalten werden und sind die Zahnsegmente dem Schmutz und der Hitze des Werkzeugraumes entzogen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn im Ma nipulierarm eine Kühlmittelleitung vorgesehen ist und zwar je weils in den beiden Wellen. Diese einfache platzsparende Verle gung der Kühlmittelleitung gewährleistet die Kühlung der Welle, deren Lager und der Greifzange. In der Regel wird das Kühlmit tel innerhalb der Welle sowohl vor zur Greifzange geleitet als auch wieder zurückgeleitet. Es ist aber auch denkbar, das Kühlmittel in einer Welle vor zur Greifzange zu leiten und in der anderen Welle zurückzuleiten.

Der Schmiedemanipulator der erfindungsgemäßen Handhabungsein richtung ist in der Regel mit einem oder mehreren der nachfol genden Merkmale versehen:

Ein auf einem Wagen vorgesehener Manipulierarm trägt eine Greifzange und ist mit Abstand von der Greifzange um eine waa gerechte, zum Manipulierarm rechtwinkelige Schwenkachse in ho rizontaler Richtung schwenkbar. Die Greifzange ist mit dem Ma nipulierarm mittels einer Hubeinrichtung auf und ab bewegbar und der Manipulierarm ist in Richtung seiner Längserstreckung mittels einer Schubeinrichtung hin- und herbewegbar, wozu eine Längsführung vorgesehen ist.

Es liegt ein Schmiedemanipulator vor, bei welchem bei einem Auffahren der Greifzange während des Absenkens der Manipulier arm unter Beibehaltung der exakten Längsführung erhöhten Kräf ten ausweicht. Dazu ist vorgesehen, daß die Hubeinrichtung an einem Kragstück angreift, das den Manipulierarm oben über das Schwenkgelenk trägt und unten mit Abstand vom Gelenk abstützt, wobei der Wagen mittels der Schubeinrichtung entlang der Längsführung verschiebbar ist und die Hubeinrichtung von dem Wagen getragen ist.

Bei diesem Manipulator ragt der über seine Länge in sich stei fe Manipulierarm von dem vorragenden Kragstück weg, das zwecks Hebens und Senkens der Greifzange von der Hubeinrichtung betä tigt wird, die auf dem Wagen bzw. Schlitten angebracht ist, mittels der Schubeinrichtung geradlinig hin- und hergefahren wird. Wenn die Greifzange während des Absenkens in an sich un erwünschter Weise auf einen ortsfesten Gegenstand auffährt, die Greifzange also festgehalten wird, dann kann der Manipulierarm relativ zu dem sich weiter abwärtsbewegenden Kragstück nach oben schwenken, wobei keinerlei unerwünschte überhöhte Kräfte auf den Manipulierarm oder die Längsführung ausgeübt werden. Der Manipulierarm hat nur die normale Werkstück-Aushebe- und Löselast aufzunehmen und kann entsprechend schlank dimensio niert werden.

Bei Verwendung eines Manipulators müssen die Werkzeugräume, insbesondere die Werkzeugraumhöhen der Umformmaschinen entspre chend den Manipulierarmen ausgelegt sein. Das kann nur bei neuen Umformmaschinen berücksichtigt werden. Bei alten Schmiede anlagen ist eine nachträgliche Vergrößerung der Werkzeugraum höhen der Umformmaschine nicht möglich. Der Manipulierarm muß also den engen Verhältnissen angepaßt und entsprechend schlank, d.h. möglichst niedrig und schmal ausgebildet werden. Wird die Werkzeugraumhöhe vergrößert, so muß auch der Hub des Stößels vergrößert werden, was bei hubgebundenen Pressen, wie z.B. Ex zenter- und Kniehebelpressen nur sehr beschränkt möglich ist; auch hier ist also ein möglichst schlanker Manipulierarm zweck mäßig, um ausreichend Platz zur Auf- und Abbewegung der Greif zange im Werkzeugraum zu haben. Bei der erfindungsgemäßen Hand habungseinrichtung läßt sich der Manipulierarm optimal schlank ausbilden, so daß er auch für kleinere, insbesondere niedrige Werkzeugräume mit Vorteil einsetzbar ist.

Wenn der Manipulierarm endseitig am unteren Ende eines Tragge stelles befestigt ist, das am oberen Ende das Schwenkgelenk aufweist, so ist der Abstand zwischen der Längsführung und dem Manipulierarm vergrößert. Wenn das Kragstück auf einer vom Wa gen getragenen Senkrechtführung gelagert ist, so wird das Krag stück zur Auf- und Abbewegung der Greifzange nicht um eine waagerechte Achse geschwenkt sondern geradlinig auf und abge schoben. Dies ist eine einfache Art, um die Auf- und Abbewegung der Greifzange von dem längsverschiebbaren Wagen aus zu errei chen. Wenn das Manipulierarm-Gehäuse aus geschweißtem T-Profil und Kasten-Profil besteht, so ist ein schlankes Manipulierarm- Gehäuse gebildet, das keine erhöhten Kräfte auszuhalten hat.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfin dung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Handhabungseinrichtung eines Schmiedemanipulators für eine Gesenkschmiedeanlage,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht der Handhabungseinrichtung gemäß Pfeil IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine Draufsicht gemäß Linie V-V in Fig. 1,

Fig. 6 schematisch eine Seitenansicht mit Aufbrüchen einer wei teren Handhabungseinrichtung eines Schmiedemanipulators für eine Gesenkschmiedeanlage und

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Verbindung eines Manipulier armes mit einem Kragstück.

Gemäß Zeichnung ist oben eine Längsführung 1 in Form eines um gekehrten T-Trägers vorgesehen. Die Längsführung 1 ist entweder ortsfest angeordnet oder quer zu ihrer Längserstreckung ver schiebbar gelagert. Die Länge der geraden Längsführung 1 ist im Hinblick auf die Länge eines von ihr getragenen Wagens und die Länge des Verschiebeweges eines Manipulierarmes gewählt. An der Längsführung 1 hängt nach unten ein Wagen 2, der mit Rädern 3 am Dach des T-Trägers läuft und mit Ritzeln 4 in eine Zahnspur der Längsführung greift. Die Ritzel 4 werden von einer auf dem Wagen 2 angebrachten Schubeinrichtung 5 angetrieben, die als Elektromotor ausgebildet ist, der über ein Schleppkabel 6 ver sorgt wird.

An der Unterseite des Wagens 2 ist ein Gestellaufbau 7 befe stigt, der eine Senkrechtführung 8 in Form zweier Säulen trägt, die in Richtung der Längsführung 1 hintereinander angeordnet sind. Auf der Senkrechtführung 8 ist ein Lagerbock 9 auf und ab verschiebbar gelagert, der ein Fortsatz eines Kragstückes 10 ist. Etwa mittig im Gestellaufbau 7, in den Lagerbock 9 hineinragend, ist eine Hubeinrichtung 11 angeordnet, die als doppelwirkende Kolben-Zylinder-Einrichtung ausgebildet ist und an dem Lagerbock 9 oben angreift. Die Hubeinrichtung 11 schiebt das Kragstück 10 also nach oben und zieht es abwärts. Es ist denkbar, das Kragstück im Gestellaufbau so zu lagern, daß es auch um eine vertikale Achse um z.B. 90° oder 180° drehbar ist.

Das Kragstück 10 ist höher als breit und ragt von dem Wagen 2 bzw. aus dem Gestellaufbau 7 in Richtung der Längsführung 1 heraus und befindet sich unter dieser. Das Kragstück 10 ist abwärts geneigt, um den Abstand von der Längsführung zu ver größern.

Das Kragstück 10 trägt an der am Wagen 2 abgewendeten Seite oben Laschen 12, die über ein Schwenkgelenk 13 mit weiteren La schen 14 verbunden sind. Die Drehachse des Schwenkgelenkes 13 verläuft waagerecht und rechtwinkelig zur Längsführung 1. Die weiteren Laschen 14 sind oben an einem Traggestell 15 befestigt, das sich abwärts erstreckt und unten einen vorspringenden An schlag 16 trägt. Der Anschlag 16 ragt unter das Schwenkgelenk 13 und stößt stumpf gegen das Kragstück 10 und ist mit die sem nicht verbunden. An der dem Anschlag 16 gegenüberliegenden Seite weist das Traggestell 15 eine den Anschlag 16 nach unten überragende Tragplatte 17 auf, deren unteres Ende von der Längsführung 1 einen vergrößerten Abstand besitzt. An der Trag platte 17 ist unten ein Manipulierarm 18 befestigt, der unter der Längsführung 1 parallel zu dieser verlaufend sich vom Wa gen 2 wegerstreckt.

Der Manipulierarm 18 besitzt ein Gehäuse 19, das zum freien Ende hin von einem T-Profil gebildet ist und somit nach unten hin offen ist und zum Wagen 2 hin von einem Kastenprofil ge bildet ist und somit geschlossen ist. Im Gehäuse 19 erstrecken sich mit Abstand nebeneinander zwei starre Wellen 20, die über ihre Länge jeweils an drei Abstand voneinander aufweisenden Stel len in Lagern 21 drehbar gelagert sind. Die Wellen 20 ragen durch die Tragplatte 17 hindurch und tragen gemäß Fig. 2 unter dem Traggestell 15 je einen Hebel 22, wobei die beiden Hebel voneinander wegweisen. An jedem dieser Hebel 22 greift eine An triebseinrichtung 23 in Form einer Kolben-Zylinder-Einrichtung an, die oben im Traggestell 15 untergebracht ist. Vom Gestell aufbau 7 führt ein Schleppkabel 24 zum Traggestell zwecks Ver sorgung des Manipulierarmes. Im Bereich der Hebel sitzt auf je der Welle 20 ein gleiches Zahnrad 25, wobei die beiden Zahnrä der ineinander kämmen.

Die beiden Wellen 20 tragen im Bereich des T-Profiles zwischen zwei Lagern 21 zwei Greifzangen 26 mit Abstand voneinander, die in Fig. 1 nur angedeutet sind und in Fig. 3 genauer gezeigt sind. Jede Greifzange 26 besitzt zwei Greifer 27, von denen je der auf einer der beiden Wellen 20 festsitzt, wobei er jedoch auf der Welle sowohl in deren Längsrichtung als auch in deren Umfangsrichtung verstellbar ist, was in der Zeichnung nicht näher gezeigt ist. Jeder Greifer 27 besitzt am freien Ende ei nen abgewinkelten Zahn 28, der zu seinem freien Ende hin spitz ausläuft. Die beiden Zähne 28 der Greifer 27 sind gegeneinander gerichtet und sollen unter Gradränder eines Werkstückes grei fen. Jede Welle 20 ist hohl ausgebildet und nimmt mittig in der Höhlung ein Leitungsrohr 29 auf. Durch die Höhlung wird außer halb des Leitungsrohres 29 Kühlflüssigkeit zu den Greifzangen 26 geschickt; die Kühlflüssigkeit fließt durch die Leitungs rohre 29 jeweils in derselben Welle 20 zurück.

Bei der Manipuliereinrichtung gemäß Fig. 6 ist eine horizontal nach vorne gerichtete Greifzange 26 vorgesehen, deren beide Greifer 27 ein in horizontaler Richtung verlaufendes, nicht ge zeigtes Werkstück zwischen sich aufnehmen. Die Greifzange 26 sitzt am vorderen Ende eines Manipulierarmes 18 und ist über einen Zwischentrieb 30 und eine Stange 31 von einer Kolben- Zylinder-Einrichtung 32 betätigbar. Der Manipulierarm 18 ist derart gestaltet, daß die Greifzange mittels einer Drehhydrau lik 33 um eine horizontale Achse drehbar ist. Der Manipulier arm 18 ist an der unteren Seite eines Traggestelles 15 be festigt, das sich etwa über die Hälfte der Länge der von Mani pulierarm und Greifzange gebildeten Einheit erstreckt. Das Traggestell 15 ist an dem der Greifzange 26 fernliegenden Ende einerseits oben über ein Schwenkgelenk 13 mit einem Kragstück 10 verbunden und andererseits unten über einen Anschlag 16 ge gen das Kragstück abgestützt.

Gemäß Fig. 7 ragt aus einem Gestellaufbau 7 ein Lagerbock 9 heraus, an dem zwei Kragstücke 10 befestigt sind, die mit Ab stand voneinander angeordnet sind und von denen nur eines ge zeigt ist. Jedes Kragstück 10 weist eine nach oben offene La gerausnehmung 34 auf, die zusammen mit einem Schwenkzapfen 35 ein Schwenkgelenk 13 bildet. Der Schwenkzapfen ist an einem zwischen die Kragstücke 10 ragenden Fortsatz 36 eines Trag gestelles 15 befestigt, das einen nicht gezeigten Manipulier arm trägt. Die Lagerausnehmung 34 ist oberhalb des Schwenk zapfens 35 mittels einer Schraube 37 abgesperrt. Nach Lösen der Schraube 37, die auch durch einen Steckstift ersetzt sein kann, läßt sich der Manipulierarm samt Traggestell ohne wei teres nach oben herausheben. Somit dient das Schwenkgelenk 13, das eine Sicherungseinrichtung für den "Katastrophenfall" dar stellt, auch dem einfachen Auswechseln des Manipulierarmes. Die Lagerausnehmung 34 kann auch in horizontaler Richtung, in Richtung zum Manipulierarm offen und mittels des Bolzens absperrbar sein, wie es in Fig. 5 angedeutet ist.

Claims

1. Handhabungseinrichtung eines Schmiedemanipulators für eine Gesenkschmiedeanlage, mit einem waagerechten Manipulierarm, der zwei Greifzangen mit je zwei Greifern trägt, die einan der, quer zu dem waagerechten Manipulierarm, horizontal ge genüber angeordnet sind, wobei eine abgebogene Greiferge staltung und eine Wellenanordnung zur Greiferbetätigung vor gesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer (27) beider Greifzangen (26) einzeln beweglich und die beiden Greifzangen (26) am Manipulierarm (18) mit Abstand hintereinander angeordnet sind, indem zwei Wellen (20) mit Abstand nebeneinander parallel vorgesehen sind und die beiden Greifer (27) beider Greifzangen (26) je weils auf einer der beiden Wellen (20) sitzen, und daß jeder Greifer (27) jeder Greifzange (26) am freien Ende einen abgewinkelten Zahn (28) mit Spitze besitzt und die beiden Zähne (28) jeder Greifzange (26) gegeneinander ge richtet sind.

2. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die beiden Greifer (27) der Greifzange (26) entlang der Welle (20) gegeneinander verstellbar sind.

3. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei für die Schwenkbewegung der Greifer am äußeren Ende des Manipulier armes eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, die an der Welle angreift, die im Manipulierarm drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung von zwei Kolben-Zylinder-Einrichtungen (23) gebildet ist, die jeweils über einen Hebel (22) an einer der Wellen (20) angreifen.

4. Handhabungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Synchronisierung der gegenläufigen Drehbewegung der Greifer der Greifzange ineinandergreifende Zahnsegmente vorgesehen sind und die Zahnsegmente (25) an dem der Greifzange (26) entgegengesetzten äußeren Ende des Manipulierarmes (18) an den Wellen (20) vorgesehen sind.

5. Handhabungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß im Manipulierarm (18) eine Kühlmittelleitung (29) vorgesehen ist und zwar jeweils in den beiden Wellen (20).