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Handhabungsgerät
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Für das Handhaben von schweren Werkstücken an Bearbeitungsmaschinen
unterschiedlichster Art werden neben den großen Hallenkränen oft auch kleinere Kräne,
insbesondere Schwenkkräne, eingesetzt, die meist in der Nähe einer der Hallenwände
oder einer Säule des Werkstattgebäudes angeordnet sind. Diese Schwenkkräne sind
mit einem Hebezeug in Form eines Seilhebezeugs oder Kettenhebezeugs ausgerüstet.
Infolge der seitlichen Nachgiebigkeit eines solchen Hebezeugs besteht keine starre
Verbindung zwischen dem Ausleger und dem Werkstück. Meist besteht nicht einmal eine
eindeutige Festlegung der Laufkatze des Hebezeugs auf dem Ausleger und auch nicht
eine Festlegung des Auslegers an seiner Schwenkachse, etwa an einer Kransäule oder
an einem Gebäudeteil.
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Damit lassen sich die Werkstücke nur heben und umsetzen, d. h.
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von einem Platz zum anderen umsetzen. Es ist nicht möglich, dabei
das Werkstück zu positionieren. Allenfalls sind Drehbewegungen um die Hochachse,
vielleicht noch um eine waagerechte Achse möglich, wenn das Lastaufnahmemittel des
Hebezeugs oder das Hebezeug selbst dafür ausgebildet ist.
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Infolge der unstarren Verbindung zwischen dem Ausleger des Schwenkkrans
und dem Lastaufnahmemittel am Hebezeug kann ein Werkstück auch nur in der Weise
aufgenommen werden, daß der Schwerpunkt des Werkatückes genau in der Fluchtlinie
des Zugelementes des Hebezeuges und seines Lastaufnahmemittels liegt. In allen anderen
Fällen muß beim Anheben des Werkstückes mit unkontrollierbaren Kipp- und Pendelbewegungen
des Werkstückes und des Lastaufnahmemittels gerechnet werden. Ähnliches gilt für
das Absetzen des Werkstück es, so daß es allenfalls unter Zuhilfenahme zusätzlicher
Arbeitsmittel wie Stangen und Haken einigermaßen ausgerichtet werden kann. Eine
außermittige Aufnahme des Werkstückes ist daher im allgemeinen unmöglich. Viele
Werkstücke erfordern aber eine außermittige Aufnahme, um sie richtig positionieren
zu können, Die unstarre Verbindung zwischen dem Ausleger und dem Lastaufnahmemittel
bzw. dem Werkstück und die dadurch möglichen Pendelbewegungen erschweren nicht nur
das Handhaben des Werkstücks und erhöhen nicht nur die Werkstückwechselzeit ganz
erheblich, sondern sie bedeuten auch eine starke Erhöhung der Unfallgefahr für die
Bedienungsperson und der Gefahr von Beschädigungen des Werkstückes und der Bearbeitungsmaschine.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Handhabungsgerät zu schaffen,
mit dem Werkstücke ohne Schwierigkeiten und ohne große Unfallgefahr gehandhabt werden
können und an der Bearbeitungsmaschine leicht und ausreichend genau positioniert
werden können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Handhabungsgerät mit den im Anspruch
1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Dadurch, daß die Schwenksäule mit ihrer Flanschplatte an der Bearbeitungsmaschine
angebracht werden kann, erfolgt die Aufnahme des Werkstückes auf denkbar kürzestem
Wege mit kürzest möglicher Auskragung
des Lastaufnahmemittels,
Dadurch entstehen nur geringe elastische Verformungen mit entsprechend hoher Positioniergenauigkeit.
Durch den Schwenkkopf läßt sich der daran angeordnete Ausleger zwischen der Aufnahmestellung
des Werkzeugs und der Absetzstelle an der Bearbeitungsmaschine und umgekehrt leicht
hin und her schwenken. Durch die zweiteilige -Ausbildung des Auslegers mit einem
am Schwenkkopf angebrachten Grundkörper und mit einem daran ausziehbaren und einschiebbaren
Auszieharm steht das freie Ende des Auslegers von der Schwenkachse immer nur so
weit ab, wie es der Einzelfall gerade erfordert. Dadurch werden die sonst von einem
weit überstehenden Ausleger hervorgerufenen Störungen im Bedienungsablauf weitestgehend
vermieden.
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Außerdem sind dadurch die elastischen Verformungen des Auslegers auf
das kleinstmögliche Ausmaß beschränkt. Durch den Spannkopf am Ende des Auszieharms
kann ein starres Hubelement seinerseits werhältnismäßig starr eingespannt werden,
so daß Querbewegungen des am Lastaufnahmemittel des Hubelementes aufgenommenen Werkstückes
vermieden werden und dieses sich ohne störende Pendelbewegungen sehr genau positionieren
läßt. Dabei ist ohne weiteres auch eine außermittige Aufnahme des Werkstück es,
d. h. eine Aufnahme außerhalb seines Schwerpunktes, möglich, ohne daß dadurch die
Positioniergenauigkeit oder auch nur die Handhabung beeinträchtigt wird.
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Bei einer Ausgestaltung des Handhabungsgerätes nach Anspruch 2 wird
eine sehr große Leichtgängigkeit der erforderlichen Schwenkbewegungen erreicht.
Bei der Verwendung von Kegelrollenlag#ern oder damit vergleichbaren Wälzlagern wird
eine axiale Einstellbarkeit der Lager und damit insgesamt eine spielfreie Einstellung
des Drehlagers ermöglicht. Das gilt sowohl für die Erstmontage wie auch für Reparatur-
und Wartungsarbeiten am Handhabungsgerät.
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Außerdem läßt sich damit eine etwa im Laufe der Benutzung des Handhabungsgerätes
auftretende Lose ausgleichen. Durch eine Ausgestaltung des Handhabungsgerätes nach
Anspruch 3 kann die bei der
Handhabung des Werkstückes zeitweilig
erwünschte Leichtgängigkeit der Schwenkbewegung des Auslegers aufgehoben und das
Werkstück etwa während der Befestigunysvorgänge oder Lösevorgänge an der Bearbeitungsmaschine
ruhig gestellt werden. Eine Weiterbildung des Handhabungsgerätes nach Anspruch 3
erleichtert die Bedienung sowohl der Schwenkbewegung wie auch der Feststellung.
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Mit einer Ausgestaltung des Handhabungsgerätes nach Anspruch 5 wird
eine hohe Leichtgängigkeit der Ausziehbewegung des Auszieharmes erreicht. Außerdem
wird durch die besondere Ausbildung und Anordnung der Führungswalzen oder Führungsrollenpaare
erreicht, daß einerseits die die Last aufnehmenden beiden Walzen oder Rollenpaare
fest mit dem Grundkörper verbunden sind, und daß andererseits mit den anderen beiden
Walzen oder Rollenpaaren, die weitgehend unbelastet sind, eine feinfühlige und spielfreie
Einstellung der Längsführung des Zieharmes möglich ist. Auch das begünstigt die
Positioniergenauigkeit des Handhabungsgerätes beträchtlich. Mit einer Weiterbildung
des Handhabungsgerätes nach Anspruch 6 wird das gleichmäßige Einstellen der beiderseitigen
Lagerung der Führungswalzen oder Rollenpaare erleichtert und werden Fehleinstellungen
vermieden. Mit einer Ausgestaltung des Handhabungsgerätes nach Anspruch 7 kann auch
der Auszieharm in der gewünschten Stellung festgestellt werden, so daß die Bedienungsperson
ihre ganze Aufmerksamkeit auf das Werkstück und die Bearbeitungsmaschine richten
kann. Die Ausbildung der Bremse des Auszieharmes wie auch diejenige des Schwenkkopfes
als Klotzbremse mit pneumatischem Kolbenantrieb ermöglicht es, einen Bremsvorgang
sanft eirizuleiten, und somit eine Ausziehbewegung und/oder eine Schwenkbewegung
sanft abzubremsen, so daß unerwünscht hohe Bremaverzögerungen und dadurch hervorgerufene
starke elastische Schwingungen oder gar Beschädigungen des Handhabungsgerätes und/oder
des Werkstückes vermieden werden. Die Weiterbildung des Handhabungsgerätes nach
Anspruch 8 erleichtert wiederum die Bedi enung der Bremse des Auszieharmes und insgesamt
beider Bremsen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnurig dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnitten
dargestellte Seitenansicht des Handhabungsgerätes gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen
ausschnittweise dargestellten Horizontalschnitt des oberen Teils des Handhabungsgerätes
nach Fig. 1 in verschiedenen Schnittebenen.
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Das Handhabungsgerät 10 weist als Hauptbaugruppen eine Schwenksäule
11, einen Ausleger 12 und ein Hubelement 13 auf.
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Die Schwenksäule 11 ist an ihrem Fußbereich mit einer Flanschplatte
14 versehen, die mit der Schwenksäule 11 fest verbunden, d. h. verschweißt ist.
Die Verbindung erhält mittels zusätzlicher Versteifungswinkel 15 die erforderliche
Festigkeit und Formsteifigkeit. Mittels der Flanschplatte 14 wird die Schwenksäule
11 in lotrechter Ausrichtung an der Bearbeitungsmaschine unmittelbar befestigt,
an der das Handhabungsgerät 10 eingesetzt wird. Die äußere Form der Flanschplatte
14 kann daher entsprechend den Erfordernissen des Einzelfalles abgewandelt sein
oder mit zusätzlichen Befestigungsteilen versehen sein.
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Am oberen Ende der Schwenksäule 11 geht diese in einen Schwenkzapfen
16 über. Auf diesem sitzen in größerem gegenseitigem axialem Abstand zwei Wälzlager
17 und 18 in Form von Kegelrollenlagern. Mittels einer auf einen Gewindeabschnitt
19 aufgeschraubten Einstellmutter 21 kann das axiale Spiel und damit die radiale
Luft der Wälzlager 17 und 18 eingestellt werden. Die Außenringe der Wälzlager 17
und 18 sitzen in einem hohlzylindrischen Schwenkkopf 22, der an seinem oberen Ende
einen Befestigungsflansch 23 aufweist.
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An der Schwenksäule 11 ist eine erste Bremse 24 an einem Kragarm 25
derart befestigt, daß sie im unteren Bereich des Schwenkkopfes 22 einer dort angebrachten
Bremsfläche 26 in Form eines zylindrischen Umfangsflächenabschnittes gegenübersteht.
Die Bremse 24 ist als Klotzbremse ausgebildet, deren Bremsklotz 27 radial zur Bremsfläche
26 betätigbar ist. Die Betätigung des Bremsklotzes 27 erfolgt über einen pneumatischen
Kolbenantrieb 28.
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Der Ausleger 12 ist in Richtung seiner waagerecht ausgerichtetefl
Längsachse ausziehbar gestaltet. Er weist einen hohlen Grundkörper 29 und einen
Auszieharm 31 auf.
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Der Grundkörper 29 ist mit dem Befestigungsflansch 23 des Schwenkkopfes
22 fest verschraubt. Er hat die Form eines hohlen Quaders.
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In seinem Inneren ist eine Längsführung 32 für den Auszieharm 31 vorhanden.
Diese Längsführung 32 wird durch vier wälzgelagerte Führungswalzen 33, 34, 35 und
36 mit waagerechter Drehachse und durch vier wälzgelagerte Führungsrollen 37 und
38 mit lotrechter Drehachse (Fig. 2) gebildet. Die letztgenannten Führungsrollen
sind in je einem Lagerbock 39 drehbar gelagert, die auf der Innenseite des Grundkörpers
29 befestigt sind. Die Führungswalzen 33 ... 36 mit waagerechter Drehachse sind
jeweils paarweise in einem gewissen gegenseitigen Abstand in Bezug auf die Längsrichtung
der Längsführung 32 angeordnet. Die vom Auszieharm 31 und von einer daran angehängten
Last belasteten beiden Führungswalzen 33 und 36 die in der Längsführung 32 diagonal
zueinander liegen,sind mit einer festen Drehachse 41 bzw. 42 ausgerüstet. Die im
Wechsel dazu untereinander ebenfalls diagonal gelegenen beiden Führungswalzen 34
und 35 sind mit einer gegenüber dem Grundkörper 29 parallel zu sich selbst einstellbaren
Drehachse 43 bzw 44 ausgerüstet. Die festen oder feststehenden Drehachsen 41 und
42 werden an ihren beiden Enden am Grundkörper 29 mittels je einer Lagerbuchse 45
abgestützt, deren innere und äußere Paßfläche
mittig zueinander
angeordnet sind (Fig. 2, links). Die einstellbaren Drehachsen 43 und 44 werden am
Grundkörper 29 mittels je einer Lagerbuchse 46 abgestützt, deren innere und äußere
Paßfläche exzentrisch zueinander angeordnet ist (Fig. 2, rechts).
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Die einstellbaren Drehachsen 43 und 44 sind als Hohlachsen ausgebildet.
Durch ihren Hohlraum erstreckt sich eine Verstellwelle 47 hindurch, die beispielsweise
als Sechskantwelle ausgebildet ist. Die Verstellwellen 47 ragen beiderseits aus
der zugehörigen Drehachse 43 bzw. 44 hervor. Auf den überstehenden Längenabschnitt
ist je eine Einstellscheibe 48 aufgesteckt, die einen passenden Sechskant-Durchbruch
aufweist. Jede dieser Einstellscheiben 48 ist mit der zugeordneten exzentrischen
Lagerbuchse 46 drehfest gekoppelt, und zwar verstiftet und verschraubt.
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Die mittigen Lagerbuchsen 45 weisen an ihrer Außenseite einen Bund
auf. Die Einstellscheiben 48 sind größer als die Lagerbuchsen 46 bemessen, so daß
sie für die Lagerbuchse ebenfalls einen Bund bilden. Auf diese Bunde ist je eine
Haltescheibe 49 außen aufgelegt, die mit dem Grundkörper 29 verschraubt ist. Dadurch
werden die Lagerbuchsen 45 und 46 in der einmal gewählten Einstellung festgehalten.
Zur Erleichterung einer Verstellung der Einstellscheiben 48 sind diese stirnseitig
mit axialen Löchern 50 nach Art der Zweilochmuttern versehen, oder sie sind an ihrer
Umfangsfläche mit radialen Löchern nach Art der Kreuzlochmuttern oder auch mit Nuten
nach Art der Nutmuttern versuhen.
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Der Auszieharm 31 ist ein langgestreckter quaderförmiger Körper mit
quadratischem oder rechteckigem Querschnitt. Der Auszieharm 31 ist im allgemeinen
hohl ausgeführt. Zumindest in dem Längenabschnitt,der mit der Längsführung 32 zusammenwirkt,
sind die Außenflächen des Auszieharmes 31 für ihre Aufgabe als Teil der Längsführung
bearbeitet. An seinem von der Längsführung 32 abgekehrten Ende ist ein Spannkopf
51 angeordnet, der der Aufnahme des Hubelementes 13 dient. An dem davon abgekehrten
anderen Ende
des Auszieharms 31 ist eine Anschlagscheibe 52 befestigt,
die verhindert, daß der Auszieharm 31 aus der Längsführung 32 nach vorn herausgezogen
werden kann.
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Im Inneren des Grundkörpers 29 sind zwischen den in zwei lotrechten
Ebenen angeordneten Führungswalzenpaaren beiderseits des Auszieharms 31 je eine
zweite Bremse 53 in Form einer Klotzbremse mit pneumatischem Kolbenantrieb angeordnet.
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Im Spannkopf 51 ist das in seiner Längsrichtung ausfahrbare jedoch
in Querrichtung starre Hubelement 13 in einer bestimmten Höhenstellung fest eingespannt.
Dieses Hubelement 13 von bekannter Bauart weist ein Außenrohr 54 auf, das zugleich
einen Hydraulikzylinder bildet. Darin ist eine Kolbenstange 55 geführt und in ihrer
Längsrichtung, d. h. in Bezug auf das gesamte Handhabungsgerät 10 in lotrechter
Richtung, ausfahrbar und einziehbar sowie um die lotrechte Achse drehbar. Der hydraulische
Antrieb und die Steuerung sind in einem Arbeitskopf 56 zusammengefaßt.
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Die Betätigung des Hubelementes 13 erfolgt über einen Mehrfach-Betätigungsgriff
57. An der Unterseite des Arbeitskopfes 56 ist das eigentliche Lastaufnahmemittel
57 angeordnet, dessen Bauart und Arbeitsweise auf den einzelnen Einsatzfall abgestimmt
ist und beispielsweise als doppelte Creifzange 58 ausgebildet sein kann. Am Betätigungsgriff
57 ist zumindest ein Signalgeber 60, im allgemeinen in Form eines Tastschalters,
angebracht, durch den die erste Bremse 24 des Schwenkkopfes 22 und die zweite Bremse
53 des Auszieharmes 31 gesteuert werden können. Die Steuerung erfolgt im allgemeinen
derart, daß bei Betätigung des Signalgebers 60 die Bremse gelöst wird und die Schwenkbewegung
und/oder die Auszieh-oder Einschiebebewegung ausgeführt wird, wohillgegerl nach
dem Loslassen des Signalgebers 60 die Bremsen betätigt werden und sie ihre Bremswirkung
ausüben. Anstelle nur eines einzigen Signalgebers 60 können auch zwei Siu-naJ geb
er angeordnet wei'd #.n odpl~ kann ein Signalgeber mit zwei oder drei Schaltstillungcn
verwendet werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn neben der Einzelbetä#igung der beiden
Bremsen auch eine gemeinsame Betätigung möglich ist.
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