DE3134784C2

DE3134784C2 - Klemmfutter für eine Einrichtung zum Handhaben von Werkstücken

Info

Publication number: DE3134784C2
Application number: DE3134784A
Authority: DE
Inventors: Erwin 7550 Rastatt Deibel; Joachim 7513 Stutensee Schaarschmidt
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-09-02
Publication date: 1985-02-21
Also published as: JPS6124144B2; GB2100225B; GB2100225A; CH651814A5; FR2507520B1; IT1151603B; DE3134784A1; JPS584387A; DD202407A5; IT8221769A0; FR2507520A1; US4469362A

Abstract

Ein Greifer (32) zum Transport von Werkstücken mit einem zapfenartigen Ende hat ein Gehäuse (36), in dem zwei Schlitten (40) symmetrisch zu einer Hauptachse (A) radial verschiebbar geführt sind. An dem Schlitten (40) ist je eine Spannbacke (42) über einen Lenker (44) abgestützt, der mit der Spannbacke (42) über durch ein radial inneres Gelenk (46) verbunden ist und mit dem Schlitten (40) durch ein radial äußeres Gelenk (48), das auch in axialer Richtung weiter außen angeordnet ist als das radial innere Gelenk (46). Im Gehäuse (36) ist ferner ein mit einem Motor (34) gekuppelter Steuerkörper (60) drehbar gelagert. Am Steuerkörper (60) sind Steuerkurven (66) ausgebildet, die beim Drehen des Steuerkörpers (60) die Schlitten (40) verschieben. Die axialsymmetrisch verschiebbaren Schlitten (40) ermöglichen einerseits eine Anpassung an Werkstücke mit unterschiedlichem Zapfendurchmesser und andererseits eine rasche, feste und genau zentrische Einspannung des zapfenartigen Endes jedes einzelnen Werkstückes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klemmfutter für eine Einrichtung zum Handhaben von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiges Klemmfutter ist bekannt (DE-OS 54 176). Es eignet sich für die Zuführung von in horizontaler Richtung angeordneten Werkstücken in Werkzeugmaschinen, beispielsweise Drehmaschinen. Die Spannbacken sind dabei starr mit radial verschiebbaren Schlitten verbunden. Die radial verschiebbaren Schlitten ermöglichen die Anpassung an unterschiedliche Werkstücke sowie deren rasche, feste und genau zentrische Einspannung.

Für die Handhabung von Werkstücken mit senkrechtem zapfen- oder rohrförmigen Ende ist ein derartiges Klemmfutter nicht geeignet, denn ein Ausfallen oder Absinken einer zur Klemmung erforderlichen Anpreßkraft, z. B. durch einen Steuerungsdefekt, führt zu einem unbeabsichtigten Lösen des Werkstückes und somit zu einer erheblichen Gefährdung der Sicherheit.

Weiterhin muß die Anpreßkraft zur Erzeugung von Reibkräften, die dem Eigengewicht der Werkstücke mit ausreichender Sicherheit entgegenwirken, wesentlich größer sein als der Quotient aus dem Eigengewicht der Werkstücke und dem Reibungskoeffizienten. Eine unzulässige Verletzung der Oberfläche der Werkstücke durch die Spannbacken läßt sich deshalb infolge dieser hohen Anpreßkraft nicht ausschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klemmfutter zu schaffen, mit dem sich Werkstücke der beschriebenen Art rasch und sicher erfassen, transportieren und an vorgegebener Sielle exakt absetzen lassen.

Diese Aufgabe löst ein Klemmfutter mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.

Dadurch, daß erfindungsgemäß mindestens eine der Spannbacken an dem zugehörigen Schlitten in einer Ebene durch die Futterachse schwenkbar angelenkt ist, kann sie dem Werkstück ausweichen und es dann selbsttätig durch Klemmung festhalten. Dabei ist das Eigengewicht des Werkstückes selbst bestrebt, die Klemmung zu verstärken. Die Schlitten brauchen deshalb zu Beginn des Spannvorganges nur soweit bewegt zu werden, daß die Spannbacken dem Werkstück nur einen mäßigen Reibungswiderstand entgegensetzen. Beim Anheben des Klemmfutters bewirkt derselbe Reibungswiderstand eine Relativbewegung zwischen der bzw. jeder gelenkig abgestützten Spannbacke und dem zugehörigen Schlitten, wodurch sich der Abstand zwischen den Spannbacken dem Werkstück anpaßt und dieses sicher festgeklemmt wird.

Normalerweise sind die Spannbacken derart gestaltet, daß sie beispielsweise ein zapfenartiges Ende des Werkstückes von außen erfassen. Falls aber rohrförmige oder mit einer Bohrung versehene Werkstücke zu transportieren sind, können die Spannbacken auch so gestaltet sein, daß sie sich in das Werkstück einführen und radial von innen her festklemmen lassen.

Zweckmäßigerweise ist die bzw. jede gelenkig abgestützte Spannbacke an dem zugehörigen Schlitten über einen Lenker abgestützt, der mit der Spannbacke durch ein erstes Gelenk und mit dem zugehörigen Schlitten durch ein zweites Gelenk verbunden ist.

Zusätzliche oder alternative Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 und 4.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schrägansicht eines Hebezeugs mit einem erfindungsgemäßen Klemmfutter,

F i g. 2 eine Schrägansicht des längs seiner Hauptachse aufgeschnittenen Klemmfutters,

F i g. 3 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Hauptachse des Klemmfutters,
F i g. 4 den Querschnitt IV-IV in F i g. 3 und
F i g. 5 den Querschnitt V-V in F i g. 3.
Das Hebezeug 10 hat gemäß F i g. 1 die Aufgabe, Werkstücke 12 — dargestellt sind senkrecht angeordnete Wellen —, die je ein zapfenartiges oberes Ende 14 aufweisen, von einem Magazin 16 zu einer Werkzeugmaschine 18 — dargestellt ist eine Zahnradstoßmaschine — zu befördern.

Zum Hebezeug 10 gehört eine ortsfeste senkrechte Säule 20, auf der eine waagerechte Schiene 22 befestigt ist. Längs der Schiene 22 ist ein Hub- und Fahrwerk 24 verfahrbar, in dem ein senkrechtes Rohr 26 senkrecht verschiebbar geführt ist. An der Außenseite des Rohrs 26 ist eine Zahnstange 28 ausgebildet, mit der ein im Hub- und Fahrwerk 24 angeordnetes, drehantreibbares Ritzel 30 kämmt. Am Rohr 26 ist unten ein Klemmfutter 32 und oben ein Motor 34 angeordnet.

Das Klemmfutter 32 ist insgesamt in bezug auf eine fi5 senkrechte Hauptachse A, die mit derjenigen des Rohrs 26 und des Motors 34 übereinstimmt, symmetrisch aufgebaut. Zum Klemmfutter 32 gehört ein Gehäuse 36, das mit einem am unteren Ende des Rohrs 26 befestie-

ten Flansch 38 verschraubt ist Im Gehäuse 36 sind, einander in bezug auf die Hauptachse A diametral gegenüber, zwei Schlitten 40 radial verschiebbar geführt. An jedem Schlitten 40 ist eine Spannbacke 42 abgestützt, die an ihrer radial inneren Seite prismenförmig gestaltet ist.

Zur Abstützung jeder Spannbacke 42 am zugehörigen Schlitten 40 gehört ein unterer Lenker 44, der durch ein radial inneres Gelenk 46 mit der Spannbacke 42 und durch ein /adial äußeres Gelenk 48 mit dem zugehörigen Schütten 40 verbunden ist. Das radial äußere Gelenk 48 liegt etwas tiefer, und somit dem nach außen offenen unteren Enee des Gehäuses 36 etwas näher als das radial innere Gelenk 46. Infolgedessen ist jeder der Lenker 44 radial nach innen ansteigend schräg angeordnet; der Anstieg beträgt in der abgebildeten Ruhestellung der Lenker 44 etwa 6° gegen die Waagerechte.

Zur Abstützung jeder der beiden Spannbacken 42 am zugehörigen Schlitten 40 gehört ein oberhalb des Lenkers 44 parallel zu diesem angeordneter oberer Lenker 44' mit entsprechenden Gelenken 46' und 48'. Die Gelenke 46,48,46' und 48' liegen an den vier Ecken eines Parallelogramms; die beiden Lenker 44 und 44' bilden somit zusammen mit dem zugehörigen Schlitten 40 und der zugehörigen Spannbacke 42 eine Parallelogrammlenkeranordnung, die dafür sorgt, daß die Spannbacke 42 bei jeder Relativbewegung gegenüber dem zugehörigen Schlitten 40 sich selbst parallel bleibt Jede dieser Parallelogrammlenkeranordnungen ist durch eine am unteren Lenker 44 abgestützte Feder 50 nach obes'; hin, gegen einen am Schlitten 40 ausgebildeten Anschlag 52, vorgespannt.

In jeden Schlitten 40 ist von oben her ein senkrechter Bolzen 54 eingeschraubt, auf dem eine Rolle 56 derart gelagert ist, daß das freie Ende des Bolzens nach oben über die Rolle hinausragt Über die Bolzen 54 und Rollen 56 greift ein glockenförmiger Steuerkörper 60, der mit einem Kugellager 62 im Gehäuse 36 gelagert und durch eine innerhalb des Rohrs 26 gelagerte Welle 64 mit dem Motor 34 verbunden ist. An der Innenseite des glockenförmigen Steuerkörpers 60 sind, einander diametral gegenüber, zwei identische Steuerkurven 66 ausgebildet, an denen die Rollen 56 entlanglaufen. Oberhalb der Steuerkurven 66 sind in den Steuerkörper 60, ebenfalls einander diametral gegenüber, zwei Nuten 68 eingearbeitet, deren Verlauf demjenigen der Steuerkurven 66 entspricht. Die oberen Enden 58 der Bolzen 54 greifen mit radialem Spiel in je eine der Nuten 68 ein.

An der Unterseite des Gehäuses 36 ist eine Vorzentrierungsbuchse 70 befestigt, deren Innenraum sich nach unten trichterförmig erweitert.

Ein Arbeitszyklus des Hebezeugs 10 wird im folgenden anhand der F i g. 1 beschrieben.

Das Hub- und Fahrwerk 24 steht über dem Magazin 16 derart, daß die Hauptachse A des Klemmfutters 32 mit der Achse eines Werkstücks 12 zumindest annähernd fluchtet. Das Rohr 26 mit dem Klemmfutter 32 wird auf das Werkstück 12 abgesenkt, wobei dessen zapfenartiges oberes Ende 14 von der Vorzentrierungsbuchse 70, sofern noch nötig, in bezug auf die Spannbakken 42 zentriert wird. Infolgedessen gelangt das zapfenartige Ende 14 bei weiterem Absenken des Klemmfutters 32 ohne weiteres zwischen die Spannbacken 42, auch wenn der Zwischenraum zwischen diesen kaum größer ist als der Durchmesser des Endes 14. Nun wird der Motor 34, der im dargestellten Beispiel ein Getriebe-Drehfeldmagnet ist, umgepolt, so daß er über die Welle 64 den Steuerkörner 60 um einen kleinen Winkel dreht Dabei ist das Gehäuse 36 durch das im Hub- und Fahrwerk 24 verschiebbar, jedoch drehfest geführte Rohr 26 gehindert sich mitzudrehea Infolgedessen bewirkt die Drehung des Steuerkörpers 60 über die Rollen 56 eine radial nach innen gerichtete Verschiebung der Schlitten 40. An dieser Verschiebung nehmen die Spannbacken 42 teil, da sie durch den Anschlag 52 gehindert sind, nach oben auszuweichen. Deshalb wird das zapfenartige obere Ende 14 des Werkstücks 12 nun mit einer gewissen Anfangskraft von den Spannbacken 42 festgehalten.

Wird das Klemmfutter 32 vom Hub- und Fahrwerk 24 nach oben gezogen, so hängt das Werkstück 12 mit seinem Eigengewicht zwischen den Spannbacken 42.

Wsgen der Schräglage der Lenker 44 und 44' erzeugt das Eigengewicht des Werkstücks 12 radiale Kraftkomponenten, die als zusätzliche Spannkräfte zwischen den Spannbacken 42 und dem zapfenartigen Ende 14 des Werkstücks 12 wirken, da die Schlitten 40 durch die an den Steuerkurven 66 abgestützten Rollen 56 daran gehindert sind, radial nach außen auszuweichen. Die Steuerkurven 66 sind so gestaltet, daß sie die Rollen 56 selbsthemmend abstützen. Dies bedeutet, daß die beschriebenen radialen Spannkräfte nicht imstande sind, eine Drehung des Steuerkörpers 60 zu bewirken. Die Einspannung bleibt infolgedessen auch dann zuverlässig erhalten, wenn der Motor 34 spannungslos wird.

Wenn das Werkstück 12 nach seinem Transport zur Werkzeugmaschine 18 freigegeben werden soll, wird der Motor 34 umgesteuert, so daß er den Steuerkörper 60 in umgekehrter Richtung dreht. Dabei kommen die oberen Enden 58 der Bolzen 54 an der radial inneren Wand der zugehörigen Nut 68 zur Anlage und werden bei fortgesetzter Drehung des Steuerkörpers 60 von der Hauptachse A weg nach außen gezogen. Dadurch lösen sich die Spannbacken 42 vom Ende 14, so daß das Klemmfutter 32 nun nach oben bewegt werden kann, ohne das Werkstück 12 mitzunehmen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Klemmfutter für eine Einrichtung zum Handhaben von Werkstücken (12) mit zwei oder mehr in einem Gehäuse (36) symmetrisch zu einer Hauptachse (A) radial verschiebbaren Schlitten (40), die je eine Spannbacke (42) aufweisen, und einem um die Hauptachse ^4^drehantreibbaren Steuerkörper (60) mit Steuerkurven (66), die beim Drehen des Steuerkörpers (60) die Schlitten (40) verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmfutter (32) zur Aufnahme von Werkstücken (12) mit senkrechtem zapfenartigen oder rohrförmigen Ende (14) hängend angeordnet ist und mindestens eine der Spannbacken (42) an dem zugehörigen Schlitten (40) in einer Ebene durch die Futterachse schwenkbar angelenkt ist, so daß sie dem in das Gehäuse (36) eindringenden Werkstück (12) nach oben ausweicht und es dann selbsttätig durch Klemmung am Herausrutschen hindert

2. Klemmfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede gelenkig abgestützte Spannbacke (42) an dem zugehörigen Schlitten (40) über einen Lenker (44) abgestützt ist, der mit der Spannbacke (42) durch ein erstes Gelenk (46) und mit dem Schlitten (40) durch ein zweites Gelenk (48) verbunden ist.

3. Klemmfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (44) durch eine Feder (50) gegen einen Anschlag (52) vorgespannt ist.

4. Klemmfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede gelenkige Spannbacke (42) an dem zugehörigen Schlitten (40) durch einen zweiten Lenker (44') abgestützt ist, der mit dem ersten Lenker (44) eine Parallelogrammlenkeranordnung bildet.