DE3419187C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstückgreifer für eine Werkstückhandhabungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Werkstückgreifer ist aus DE-OS 30 43 687 bekannt. Insbesondere in Fig. 6 der Offenlegungsschrift ist ein Greifer für Wellenteile dargestellt, der um eine horizontale Achse schwenkbar ist und vier Grund- und Aufsatzbacken trägt. Je zwei Grundbacken sind durch ein Koppelelement derart miteinander verbunden, daß die Grundbacken sich gegenläufig synchron bewegen. Ein derartiger Greifer ist nicht dazu geeignet, Futterteile zentrisch zu spannen. Deshalb ist, wie aus Fig. 1 derselben Veröffentlichung hervorgeht, der komplette Greifer gegen einen Futterteilgreifer austauschbar.

Ein Futterteilgreifer mit vier Spannbacken ist in EP-A 60 896 dargestellt. Je zwei gegenüberliegende Hakenklauen des Greifers sind über eine Schwinge miteinander und mit je einem hydraulischen Antrieb verbunden. Wellenteile lassen sich mit einem derartigen Greifer nicht handhaben.

Ein weiterer Werkstückgreifer mit vier Spannfingern ist aus DE-OS 29 30 006 bekannt, der sowohl Wellenteile als auch Futterteile spannen kann, dazu jedoch einen zusätzlichen Antrieb benötigt. Der Werkstückgreifer kann außerdem nicht als Doppelgreifer zum gleichzeitigen Handhaben von zwei Werkstücken ausgebildet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit demselben Greifer sowohl Futterteile zentrisch zu spannen, als auch Wellenteile mit über die Greiflänge veränderlichem Durchmesser.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Greifer erübrigt sich der Wechsel des Greifers beim Wechsel der zu handhabenden Werkstückart. Der Antrieb von je zwei benachbarten Spannelementen über ein gemeinsames Antriebsglied stellt sicher, daß Wellenteile im Spannprisma ausgerichtet zum Greifer gehalten werden. Da Futterteile z. B. für die Übergabe des Werkstücks in ein Maschinenfutter zentrisch im Greifer gehalten werden müssen, ist der Antrieb aller vier Spannelemente mechanisch miteinander verbindbar. Bei einem einzigen Antrieb für alle vier Spannelemente ist dieser so ausgeführt, daß für zwei der vier Spannelemente eine Ausgleichsbewegung wahlweise möglich ist. Dadurch lassen sich Wellenteile mit Durchmesserunterschieden im Spannbereich sicher spannen. Die Anordnung der Zylinder-Kolbeneinheit zwischen Zahnstangen und die Krafteinleitung über ein Joch führen zu einer kompakten Bauform des Greifers. Die Blockierung der Ausgleichsbewegung kann innerhalb des Greifergetriebes geschehen. Sie kann jedoch auch durch die auswechselbaren Aufsatzspannbacken hervorgerufen werden. Das Auswechseln oder Versetzen der Aufsatzspannbacken wird sich in vielen Fällen erübrigen, wenn der Grundbackenhub gesteuert oder der Spannbereich verstellt werden kann. Dazu ist der Antrieb der Grundbacken mit einem Meßelement zu versehen.

Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch den Werkstückgreifer;

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Werkstückgreifer ausgerüstet für Futterteile,

Fig. 4 einen weiteren Werkstückgreifer für Futterteile,

Fig. 5 einen Werkstückdoppelgreifer für Wellenteile,

Fig. 6 eine Aufsicht des Greifers nach Fig. 5,

Fig. 7 eine abweichende Ausführung der Spannelemente.

Das Greifergehäuse 1 ist an einem Arm 2 einer Werkstück­ handhabungseinrichtung befestigt, der den Greifer um eine horizontale Achse schwenkt. Durch diesen Arm werden die Hydraulikleitungen 3, 4 für den Antriebszylinder 5 geführt, der symmetrisch innerhalb des Greifers ange­ ordnet ist. Die Kolbenstange 6 des Zylinder-Kolbenan­ triebs 5 ist in ein Joch 7 eingeschraubt. Auf der gegen­ überliegenden Seite des Jochs 7 befinden sich zwei Druck­ federn 8 symmetrisch beiderseits des Gabelkopfes 9, in dem ein Ausgleichshebel 10 über einen Exzenterbolzen 11 drehbar gelagert ist. Der Ausgleichshebel 10 trägt an beiden Enden Nuten, in die Gleitsteine 12 greifen. Die Gleitsteine 12 sind mit Zapfen der Zahnstangen 13, 14 verbunden.

Die beiden Zahnstangen 13, 14 stehen mit je zwei Zahn­ rädern 15, 17 bzw. 16, 18 in Eingriff. Während jeweils eines der Zahnräder 15, 16 den Antrieb von der Zahnstan­ ge 13, 14 direkt auf die mit den Grundbacken 26 verbundenen Zahnsegmente 19, 20 überträgt, wirken die jeweils anderen beiden Zahnräder 17, 18 auf weitere Zahn­ räder 21, 22, die mit je einem Zahnsegment 23, 24 in Ein­ griff stehen. Bei größeren Werkstückgreifern können zwischen Zahnstangen 13, 14 und Zahnsegmenten 19, 20, 23, 24 weitere Zahnräder zur Spannkraftverstärkung oder zur Hubvergrößerung zwischengeschaltet sein.

In dem Teilschnitt der Fig. 2 ist der Antriebszug eben­ falls zu erkennen. Die Kolbenstange 6 wirkt auf ein Joch 7, das über einen Gabelkopf 9 mit dem Ausgleichshebel 10 verbunden ist. Die Bewegung des Ausgleichshebels 10 wird auf die mit ihm drehbar und querverschieblich verbun­ denen Zahnstangen 13, 14 übertragen. Die Zahnstange 13 kämmt mit dem Zahnrad 15; die Zahnstange 14 mit dem Zahnrad 16. Das Zahnrad 15 überträgt den Antrieb auf das Zahnsegment 19, das über einen Mitnehmer 25 mit der Grundbacke 26 verbunden ist. Der gegenüberliegende An­ triebszug ist spiegelbildlich aufgebaut und mit einer weiteren Grundbacke 26 verbunden. Zur verstellbaren Be­ festigung von Spannbolzen 29, 28 sind die Grundbacken 26 mit T-Nuten versehen. Die Spannbolzen 28, 29 können ein­ stückig ausgeführt sein oder in Bolzenschaft 30 und Bolzenkopf 31 geteilt sein.

Die Grundbacken 26 können auch direkt mit Verzahnung ver­ sehen sein und durch die Zahnräder 15, 16, 21, 22 angetrie­ ben werden. Die Zahnsegmente 19, 20, 23, 24 und die Mit­ nehmer 25 können dann entfallen.

In Fig. 2 ist angedeutet, wie der Werkstückgreifer durch Anfügen eines weiteren Gehäuses 1 zu einem Doppelgrei­ fer ausgebaut werden kann.

Die folgenden Beispiele zeigen verschiedene Ausführungs­ formen für das Greifen und Spannen unterschiedlicher Werkstücke.

Der Werkstückgreifer nach Fig. 3 zeigt die Aufnahme eines Futterteils mit großem Durchmesser durch vier Spannbolzen 29, wie sie auch in Fig. 2 dargestellt sind. Die Spannbolzen sind mit Schrauben 32 an den Grundbacken 26 befestigt. Zur besseren Abstützung kön­ nen die Spannbolzen mit einem Fuß 33 versehen sein.

Bei einem kleinen Werkstückdurchmesser können Spann­ elemente nach Fig. 4 verwendet werden. Das Spannele­ ment ist hier geteilt in eine gekröpfte Aufsatzbacke 35 und einen Bolzenkopf 31. Die Aufsatzbacke 35 hat eine Spannut 36, die unter 45 Grad zur Bewegungsrichtung des Spannelements angeordnet ist, so daß der Spannbereich durch radiales Verstellen des Bolzenkopfes 31 verän­ dert werden kann.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen die Ausrüstung des Werkstück­ greifers für Wellenteile 39. An Stelle der Spannbolzen 29 sind hier Spannprismen 37, 38 auf den Grundbacken 26 be­ festigt. Dadurch, daß das Wellenteil 39 mit vier Spann­ prismen gehalten wird, ist es zum Greifergehäuse 1 aus­ gerichtet.

Fig. 7 zeigt eine Variante des Werkstückgreifers, bei dem die in gleicher Richtung angetriebenen Grundbacken 26 durch eine gemeinsame Aufsatzbacke 40 miteinander verbunden sind. Auf der Aufsatzbacke 40 sind Spannbolzen 29 lös­ bar befestigt. Die gemeinsamen Aufsatzbacken 40 schaffen Verhältnisse, wie sie bei einem an sich bekannten Zwei­ backengreifer gegeben sind.

Der Antrieb des Greifers arbeitet folgendermaßen:

Wenn das Joch 7 durch den Zylinder-Kolbenantrieb 5 in Fig. 1 nach links verschoben wird, werden die Zahnstan­ gen 13, 14 durch den Ausgleichshebel mitgenommen. Der Ausgleichshebel 10 ist im Gabelkopf 9 mit einem Exzen­ terbolzen 11 gelagert und stützt sich über die Federn 8 gegen das Joch 7 ab. In der Fig. 1 ist eine Stellung des Exzenterbolzens 11 dargestellt, in der der Ausgleichs­ hebel 10 gegen die Federkraft eine kleine Drehbewegung ausführen kann. Wenn nämlich die Spannprismen 37, 38 einer Seite infolge von Durchmesserunterschieden der zu spannende Wellenteile 39 am Werkstück zuerst zur Anlage kommen, erlaubt der Ausgleichshebel 10 die wei­ tere Spannbewegung der anderen Seite. Auf diese Weise wird ein Wellenteil ausgerichtet im Greifer gespannt.

Da Futterteile zentrisch gespannt werden müssen, kann diese Ausgleichsbewegung bei den Werkstückgreifern der Fig. 3 und 4 nicht zugelassen werden. Der Exzenterbol­ zen 11 wird deshalb beim Umrüsten des Werkstückgreifers auf Futterteile um 180° gedreht. Der Ausgleichshebel 10 wird dabei gegen die Federkraft verschoben und gegen das Joch 7 bzw. den Gabelkopf 9 gegen Drehung blockiert.

Die Bewegung der Zahnstangen 13, 14 wird über Zahnräder 15, 16 der einen Seite direkt auf Zahnsegmente 19, 20 übertra­ gen, während die Zahnsegmente 23, 24 der anderen Seite über je ein weiteres Zahnrad 21, 22 mit einer gegenläu­ figen, gleich großen Bewegung angetrieben werden.

Mit der Blockierung des Ausgleichshebels 10 wird auch die Innenspannung von Werkstücken möglich. Die Zu- und Ableitung des Druckmediums durch die Leitungen 3 und 4 braucht nur umgesteuert zu werden, so daß die Kolben­ stange ihre Bewegungsrichtung beim Spannen umkehrt.

Durch ein am Zahnrad (15, 16) oder an der Zahnstange (13, 14) angebrachtes Meßelement kann der Grundbackenhub gemäß der Vorgabe im Steuerprogramm für die Werkstückhandha­ bungseinrichtung ausgeführt werden. Durch diese Maßnahme kann der Werkstückgreifer beim Beladen des Spannfutters einer Werkzeugmaschine gezielt geöffnet oder beim Los­ wechsel automatisch auf andere Greifdurchmesser einge­ stellt werden.

Claims (6)

1. Werkstückgreifer einer Werkstückhandhabungseinrichtung mit vier angetriebenen Spannelementen, die aus Grundbacken und Aufsatzbacken bestehen und die an einer Seitenfläche eines Werkstückgreifergehäuses geführt sind, welches um eine horizontale Achse schwenkbar ist, wobei die vier Grundbacken zwei Paare bilden, von denen jedes Paar gegenläufig synchron durch Koppelgetriebe antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelgetriebe (13, 15, 17, 21 bzw. 14, 16, 18, 22) beider Paare Grundbacken (26) durch eine Ausgleichsbewegung zulassende Elemente (8, 9, 10, 11) miteinander verbunden sind, wobei die Ausgleichsbewegung blockierbar ist.

2. Werkstückgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Spannelemente aus einer Zylinder- Kolben-Anordnung (5) besteht, deren Kolbenstange (6) über ein Joch (7) auf zwei Zahnstangen (13, 14) wirkt, die ihre Bewegungen über Zwischenräder (15, 16, 17, 18, 21, 22) auf mit Verzahnung versehene, die Spannelemente tragende Grundbacken (26) übertragen.

3. Werkstückgreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Zahnstangen (13, 14) und das Joch (7) ein begrenzt drehbarer Ausgleichshebel (10) geschaltet ist, der gegenüber dem Joch (7) durch Federkraft in einer Mittellage gehalten wird.

4. Werkstückgreifer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichshebel (10) mit einem Exzenterbolzen (11) gelagert ist.

5. Werkstückgreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei gleichlaufende Grundbacken (26) durch ein gemeinsames Spannelement (40) starr miteinander verbunden sind.

6. Werkstückgreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem der Zahnräder (15, 16) oder der Zahnstangen (13, 14) ein Meßelement verbunden ist, das die Grundbackenposition kennzeichnende Signale abgibt.