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Vorrichtung zum zugstarren Verbinden der Enden
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eines nichtumlaufenden Umschlingungsmittels Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum zugstarren Verbinden der Enden eines nichtumlaufenden Umschlingungs
mittels nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er beispielsweise aus der DE-PS
741 565 als bekannt hervorgeht.
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Die Kraftübertragung für den Antrieb von Roboterarmen erfolgt häufig
huber nichtumlaufende Steuerketten5 die zur Gewährleistung eines störungsfreien
Betriebs hohe Zugsteifigkeiten aufweisen und unter einer definierten Vorspannung
stehen müssen. Dies ist erforderlich, weil durch die Verfahrbewegungen mit ruckartigem
Anfahren und Abstoppen hohe Beschleunigungskräfte und damit hohe Zuglaständerungen
in der Steuerkette entstehen. Bei einer ordnungsgemäßen Vorspannung wird einerseits
Kettenspiel und somit eine Positionier-Ungenauigkeit und andererseits Verschleiß
gemindert. Zu große Elastizität der Steuerkette bei ordnungsgemäßer Vorspannung
wurde die Schwingungszeit und die Schwingungsamplituden bis zum Stillstand des Roboterarms
vergrößern, was unerwünscht ist.
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Zum Spannen von Ketten oder auch Seiln und ähnlichem sind unter anderem
Spannschlösser bekannte die beispielswe,ise
auch in einem nichtumlaufenden
Abschnitt einer Steuerkette einer bekannnten Anlage enthalten sind. Die Enden besitzen
Anschlüsse mit je einem Rechts- und Linksgewinde zum Verschrauben mit einem Verbindungsstück,
mit dem durch Verdrehen eine gewünschte Vorspannung erzeugt werden kann Die Größe
der Vorspannung wird ermittelt, durch die Messung von Kraft und Auslenkung senkrecht
zur Kettnlaufrichtung, was jedoch ein umständlicher, ungenauer und zeitaufwendiger
Vorgang ist0 Aus der eingangs erwähnten DE-PS 741 565 geht eine Vorrichtung als
bekannt hervor, die dazu dient, Lockerungen eines Seiles, das durch ein Spannschloß
af eine anfängliche Spannung eingestellt wurde, durch die nachspannende Wirkung
von zwischengeschalteten Federn auszugleichen.
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Eine Nachspannung erfolgt dann, wenn die Zugkraft im Seil unter einen
Wert sinkt, der der Federkraft im augenblicklichen Arbeitspunkt entspricht. Dies
wird erreicht durch eine Feder, die in einem rohrförmigen Gehäuse um eine mit dem
Seilende verbundenen Anschlußstange herumliegt und auf Druck vorgespannt sich an
der Gehäusewand und dem als Führungskolben ausgebildeten Ende der Anschlußstange
abe stützt und dabei versuchte den Abstand der Verbindungspunkte der Anschlußstangen
mit dem Seil zu verkürzen. Bei Zugkraft erhöhungen greift eine kraftschlüssige Zugsperre
ein, so daß die Federn unwirksam sind und die Vorrichtung zwischen ihren Verbindungspunkten
mit dem Seil starr ist, Das Herausziehen der Anschlußstangen aus dem Gehäuse bei
Zugkrafterhöhungen wird verhindert durch die Klemmwirkung von Kugeln, die sich in
einem in Zugrichtung verjüngenden Käfig am Ausgang des Gehäuses um die Anschlußstangen
herum befinden.
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Nachteilig ist, daß bei Verbindungen, die auf Kraftschluß beruhen
und ruckartigen änderungen der Zuglast anterSorfen sind, keine ausreichende Sicherheit
gegen Nachgiebigkeit der Verbindung gewährleistet ist, was bei einem Einsatz in
Antriebsketten und insbesondere in Steuerketten von Roboterarmen zu Fehlstellungen
und Ausfall der Anlage führen würde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs angesprochene
Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß die Vorrichtung zwar stufenlos wirksam
ist, daß sie aber trotzdem auch bei stoßartigen Belastungen des Umschlingungs mittels
unnachgiebig bleibt, Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einichtung durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin,
daß bei einer genau definierten Anfangsvorspannung eine formschlüssige Zugvrbindung
hergestellt werden kann und eine Nachgiebigkeit der Vorrichtung im Betrieb unmöglich
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch
die Vorrichtung vor dem Spannen;
Figur 2 einen Schnitt durch die
starrgesetzte Vorrichtung im Betrieb nach dem Spannen.
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Figur 1 stellt die Vorrichtung 1 im Schnitt dar9 wie sie im unbelasteten
Zustand vor dem Spannen zwischen den als Gewindeanschlußbolzen 2, 3 ausgeführten
Enden einer nicht dargestellten Antriebskette montiert ist0 Die Gewindeschäfte des
Gewindeanschlußbolsens 2 und der Anschlußstange 4 der Vorrichtung 1 sind über ein
mit zwei Sicherungsmuttern 5, 6 sicherbares Spannschloß 7 verbunden und mit Links-
und Rechtsgewinde versehen, Das außenliegende Gewinde der Anschlußstange 8 ist über
ein durch Sicherungsmuttern 9 und 17 sicherbares Spannschloß 10 mit dem Gewindeanschlußbolzen
3 der Antriebskette verbundene In ihrem weiteren Verlauf ist die Anschlußstange
8 mit einem weiteren Gewinde auf einem größeren Durchmesser versehen, auf dem eine
durch eine Mutter 11 sicherbare ÜberwurSmutter 12 läuft, die mit dem Außengewinde
eines rohrförmigen Gehäuses 13 nicht verschraubt ist0 In ihrem weiteren Verlauf
und bis zur Auflage am gehäuseseitigem Ende der Anschlußstange 4 mit der Anschlußstange
8, verläuft letztere im rohrförmigen Gehäuse 13 und ist zur Anlage eines Tellerfederpakets
14 an ihrem Ende mit einer einen Flansch bildenden Ringmutter 15 verschraubt, die
zusammen mit der Anschlußstange 8 axial im Gehäuse l verschiebbar ist0 Das unter
einer Soll vorspannung stehende Tellerfederpaket 14 liegt andererseits an einer
Innenschulter eines Gehäuseeinzugs anO Den Gehäuseabschluß bildet eine mit dem Gehäuse
13 verschraubte Mutter 16, in die das gehäuseseitige Ende der Anschlußstange 4 mittels
eines Bundes drehbar eingehängt ist0 Daran liegt unter dem-Druck des Teller
federpakets
14 das gehäuseseitige Ende der Anschlußstange 8 an.. Im außerhalb des Gehäuses 13
gelegenen Abschnitt der Anschlußstange 4 trägt die Anschlußstange Werkzeugschlüsselflächen
beispielsweise als Sechskant ausgebildet. Das Gehäuse 13 ist gegen die Anschlußstangen
4, 8 und den darauf befindlichen Teilen verdrehbar. Am Umfang des Gehäuses 13 sind
im übrigen Werkzeugschldsselflächen angebracht. Ferner kann das Gehäuse 13 im Bereich
der, Anlage der Anschlußstangen 4, 8 aneinander mit einem Längs schlitz versehen
sein.
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Figur 2 zeigt die geschnittene und starr gesetzte Vorrichtung im Betrieb
nach dem Spannen. Zwischen den bis herigen Abschlußflächen der im Gehäuse 13 gelgenen
Enden der Anschlußstangen 4, 8 befindet sich ein Spalt aufgrund des verkürzten unter
höherer Spannung stehenden Tellerfederpaketes. In diesem Zustand ist die Überwurfmutter
12 unter Sicherung mit der Mutter 11 mit dem Gehäuse 13 verschraubt und bildet einen
formschlüssigen Übergang der Anschlußstange 8 zum Gehäuse 13. Die Gewinde der Anschlußstange
8 und des Gehäuses 13 besitzen die selbe Steigung.
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Zum Einbau der Vorrichtung 1 in das Umschlingungsmittel werden die
Gewindeanschlußbolzen 2, 3 über das Spannschloß 7 und das Spannschloß 10 mit den
An, schlußstangen 4, 8 verbunden.
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Durch Drehen eines der beiderseits der Vorrichtung 1 angeordneten
Spannschlösser 7 oder 10 wird einer seits eine Vorspannkraft in der Antriebskette
auf gebracht Andererseits ist es möglich 9 durch wahl weises Drehen der Spannschlösser
7 oder 10 die Lage der Vorrichtung l oder beispielsweise einer nicht dargestellten
Kolbenstange eines Antriebszylinders zwischen den Spannschlössern 7 und 10 bezüglich
eines festen Bezugspunktes und.die Winkelstellung eines nicht dargestellten Kettenrades,das
von der Antriebskette umschlungen ist, beizubehalten oder zu korri gieren Während
die Vorspannkraft aufgebracht wird, ist die Überwurfmutter 12 nach Figur 1 nicht
mit dem Gehäuse 13 verschraubt und das Tellerfederpaket 14 somit wirksam *re= die
montagebedingte Vorspannung des Tellerfederpakets d es sei vorausgesetzt, daß beim
Zustand nach Figur 1 das Tellerfederpaket bereits wenigstens geringfügig vorgespannt
ist beim Spannen der Kette überschritten wird, verkürzt sich das auf Druck beanspruchte
Tellerfederpaket 14. Entsprechend seiner Steifigkeit und den eingeleiteten Kräften
kann die Kettenspannung bis auf einen gewünschten Endwert gesteigert werden Mit
der Verkürzung des Tellerfederpakets 14 wird die Anschlußstange 8 einen entsprechenden
Weg relativ zum Gehäuse 13 und der damit verbundenen Teile verschoben Aus der Größe
der Verschiebung kann unter Kenntnis der elastischen Federkennlinie die Vorspannkraft
des Umschlingungsmittels ermittelt werden. Die Verschiebung der Anschlußstange 8
kann aus der Größe des Spalts zwischen
den Anlageflächen der Anschlußstangen
4, 8 ermittelt werden, wozu im Gehause 13 ein entsprechender Längsschlitz vorgesehen
sein muß. Sie kann auch aus der Abstandsänderung der Überwurfmutter 12 zum Rohranfang
ermittelt werden, zu welchem Zweck die Überwurfmutter 12 zu Beginn am Gehäuse 13
anliegen kann, aber selbstverständlich nicht mit ihm verschraubt ist.
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Denkbar wäre auch eine zugeordnete., direkt ablesbare Skala, wie sie
eine Federwaage besitzt, der die orrichtung 1 in dieser Konfiguration von der Funktion
her entspricht. Auf die Ermittlung der Verschiebung kann verzichtet werden, wenn
die Vorspannung des Tellerfederpakets 14 von vornherein - Zustand nach Figur 1 -
der gewünschten Vorspannung der Kette entspricht, wie sie in der Antriebskette erreicht
werden soll. In diesem Fall muß lediglich die Verg?ößerung eines Spalts beispielsweise
zwischen Überwurfmutter 12 und Gehäuseanfang beobachtet werden. Nach Abschluß des
Spannens der Antriebskette maß die Überwurfmutter 12 auf das Gehäuse 13 aufgeschraubt
werden, u eine formschlüssige und starre Verbindung zwischen Anschlußstange 8 und
Gehäuse 13 bei der eingestellten Vorspannung zu erzielen. Das Tellerfederpaket 14
ist dann unwirksam. Da die Gewindeanfänge von Überwurfmutter 12 und Gehäuse 13 nicht
zwangsläufig zusammentreffen, ist das Gehäuse 13 einschließlich
Mutter
16 gegen die Reibungskräfte der Anlageflä chen der Anschlußstange 4 und des Tellerfederpakets
14 an der Innenschulter des Rohreinzugs verdrehbar ausgeführt. Mittels eines geeigneten
Werkzeugs, das an den IJerkzeuganlageflächen angreift, kann das Gehäuse 13 ohne
Anderung der Vorspannung in der Antriebskette soweit verdreht werden9 bis die Gewindeanfänge
übereinstimmen. Die verschraubte Vorrichtung l ist zwischen ihren Verbindungspunkten
mit der Antriebskette auf Zug starr.
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Eine Kontrolle der Vorspannung nach längerer Betriebszeit erfolgt9
indem die Überwurfmutter 12 vom Gehäuse se 13 abgeschraubt wird und die .elastische
Verbind dung über das Tellerfederpaket 14 hergestellt wird.
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Die Größe des Spalts zwischen den gehäuseseitigen Enden der Anschlußstangen
49 8 gibt Aufschluß darüber9 ob ein Nachspannen erforderlich ist. Zum Nachspannen
wird nach Lösen der Sicherungsmuttern 49 16 das Spannschloß 7 so verdreht, bis die
gewünschte Vorspannung erreicht ist. Eine weitere Möglichkeit ist9 die Vorspannung
zunächst völlig aufzuheben und bei erneutem Vorspannen die Spaltvergrößerung zwischen
den Anlageflächen der Anschlußstangen 4, 8 oder dem Gehäuse 13 und der Überwurfmutter
12 wie weiter oben beschrieben zu messen oder zu beobachten. Die Kontrolle der Vor
spannung nach diesem Verfahren ist sehr einfach und zeit sparen und darüberhinaus
sehr genau möglich.
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