DE3433578C1 - Zange mit schwenkbar im Zangenmaul angeordneten Zangenbacken - Google Patents

Description

• Das in den Figuren mit dargestellte Stufenendmaß 1 weist auf seiner Oberseite eine längsverlaufende, genau bearbeitete Nut 3 auf, in die in definiertem Abstand zylindrische Endmaßstücke 2 eingepreßt sind. Zum Einpressen der Endmaßstücke werden diese in flüssigen Stickstoff gelegt und dabei thermisch geschrumpft, so daß sie in diesem Zustand lose in die Nut eingelegt werden können. Aufgrund einer Temperaturangleichung kommt es zu einem festhaftenden Preßsitz der Endmaßstücke 2 in der Nut 3, die in der Breite ein leichtes Untermaß gegenüber dem Durchmesser der Zylinder hat.
• Es kann nun vorkommen, daß ein einzelnes der Endmaßstücke 2, beispielsweise das mit einer besonderen Bezugszahl 9 versehene Endmaßstück, sich beim Einsetzen etwas verkantet hat; auch sind leichte Beschädigungen der anzutastenden Stirnseiten der Endmaßstücke während des Betriebes eines solchen Stufenendmaßes denkbar. In diesen Fällen soll das falsch sitzende oder beschädigte Endmaßstück vorsichtig aus der Nut herausgelöst werden können. Ein zwangsweises Herausreißen mit großen Kräften würde dabei zu einer Beschädigung des hochempfindlichen Stufenendmaßes führen und dieses teure Stück unter Umständen als Ganzes unbrauchbar machen. Hier soll die Greif- und Kühlzange 4 Abhilfe schaffen.
• Diese Zange weist im Bereich des Zangenmaules 5 schwenkbar angebrachte Zangenbacken 6 bzw. 6' auf, die mittels einer Parallelogrammführung parallel zueinander beim Schließen der Zange bewegt werden; und zwar ist jedes der beiden Zangenbacken 6 bzw. 6' über je ein Paar von Parallelogrammhebeln 12 an die Zange angelenkt. Die Zangenbacken sind als flüssigkeitsdichter Hohlkörper mit jeweils einer Zulauföffnung 7 ausgebildet, wobei diese in Gebrauchslage der Zange 4 an geodätisch möglichst weit oben liegender Stelle angeordnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zulauföffnung als ein kleines, nach oben gerichtetes Rohr ausgebildet, welches über eine flexible Schlauchleitung 13 mit einem Vorratsbehälter 14 in Verbindung steht. Dieser weist im Bereich seines oberen Randes einen Einfülltrichter 15 auf. Die als Hohlkörper ausgebildeten Zangenbacken 6 bzw. 6' sind aus Blech hergestellt, um ein möglichst großes Innenvolumen und -zumindest im Bereich der Kontaktfläche 8 - eine geringe Wandstärke zu schaffen. Zwar können unterschiedliche Werkstoffe für die Hohlkörper der Zangenbacken verwendet werden, was für einen guten Wärmeübergang im Bereich der Kontaktfläche zum einen und einen schlechten Wärmeübergang an den übrigen Wandungsstellen zum anderen günstig wäre; jedoch ist darauf zu achten, daß Materialien mit untereinander gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten verwendet werden, weil die durchlaufenen Temperatursprünge sehr groß sind und Wärmespannungen tunlichst vermieden werden sollen. Zur Begünstigung eines Wärmeüberganges zu den Stirnseiten der Endmaßstücke sind die Kontaktflächen 8 der Zangenbacken glattflächig, d. h. mit möglichst geringer Rauhheit ausgeführt. Um einen Wärmeübergang in den zu ergreifenden Körper 9 zu beschleunigen, erstreckt sich die eine der beiden Zangenbacken 6' auch über die Oberseite des zylindrischen Körpers 9 hinweg und bildet dort Oberflächenpartien, die eine zusätzliche Kontaktfläche 17 darstellen. Letztere ist möglichst gut dem zu ergreifenden zylindrischen Körper angepaßt, so daß die Oberflächenpartien 17 diesen Körper ebenfalls wärmeleitend umschließen können. Im Bereich der äußersten Ecken sind die Kontaktflächen 8 der Zangenbacken 6 und 6' mit kleinen Haltestiften 18 versehen, die beim Einsenken der Zangenbakken in die Nut 3 in den Zwickel zwischen dem Zylinderumfang und dem Nutgrund der rechteckigen Nut hineinreichen. Beim Schließen des Zangenmaules können sie axial in diesen Zwickel hineingeschoben werden und untergreifen dabei das zylindrische Endmaßstück.
• Um die Zangenbacken vor unnötiger Wärmezufuhr aus der Umgebung zu schützen, kann das gesamte Zangenmaul, außer die in die Nut 3 einzusenkenden Bereiche der Zangenbacken 6 bzw. 6' voll umschäumt sein, wodurch eine Wärmeisolierung 10 des Zangenmaules 5 geschaffen ist. Nachdem nur relativ geringe Bewegungen des Zangenmaules ausgeführt werden, kann die Umschäumung durch Erhitzen der metallischen Zangenteile bis über die Schmelztemperatur der Umschäumung und gleichzeitiges Bewegen der Zangenteile freigearbeitet werden. Der in Gebrauchslage obere Teil der Wärmeisolierung kann durch einen lösbaren Deckel gebildet werden, der den Einfülltrichter 15 an dem Vorratsbehälter 14 abschließt. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß die flexiblen Schlauchleitungen 13 ihre Flexibilität auch im Bereich extrem geringer Temperaturen behalten müssen und demgemäß beispielsweise als metallisches Faltenbalgrohr ausgebildet sein sollten. Um zum einen einen Wärmeeintrag in die Zange seitens der Hände zu vermeiden und um andererseits das unmittelbare Hantieren mit sehr kalten Gegenständen zu umgehen, sind die Handgriffe der Zange ebenfalls mit einer guten Wärmeisolierung 11 versehen.
• Zum Herauslösen eines eingepreßten Endmaßstückes aus der Nut 3 des Stufenendmaßes 1 wird nun mittels einer Kelle flüssiger Stickstoff in den Vorratsbehälter 14 eingefüllt, der die Hohlräume der Zangenbacken 6 und 6' sowie teilweise auch den Vorratsbehälter 14 selber ausfüllt. Mit der solcherart aufgefüllten Zange wird der zu entfernende zylindrische Körper 9 ergriffen, wobei auf eine sorgfältige Anlage der Kontaktflächen 8 und 17 an den Oberflächen des Körpers 9 zu sorgen ist. Durch den solcherart hergestellten Wärmeübergang kühlt sich dieser Körper isoliert sehr stark ab und schrumpft dabei thermisch, so daß der Preßsitz innerhalb der Nut gemildert wird. Auf diese Weise kann der zylindrische Körper 9 durch bloße Handkräfte aus der Nut 3 herausgelöst werden.
• Die Haltestifte 18 verhindern dabei ein Abrutschen der glätten Kontaktflächen von den ebenfalls glatten Stirnseiten des Zylinders; sie erlauben ein sicheres Festhalten des Zylinders im Zangenmaul. Nachdem die Wärmekapazität des Endmaßstückes alleine nur relativ klein ist, er aber andererseits nur über schmale linienförmige Linien mit dem Tragkörper des Stufenendmaßes in Verbindung steht, kühlt sich der herauszulösende Körper 9 relativ rasch ab. Während dieser Zeit verdampft der eingebrachte flüssige Stickstoff und hält die Zangenbakken 6 und 6' auf Verdampfungstemperatur dieser Flüssigkeit. Nachdem ein gewisser Vorrat an flüssigem Stickstoff in die Zange eingebracht ist, können damit relativ lange Abkühlungszeiten überbrückt werden.
• Wie strichpunktiert in F i g. 3 angedeutet ist, können die den Zangenbacken 6 bzw. 6' zugeordneten Zulauföffnungen 7' auch unmittelbar über ein kleines Einfüllrohr in einen Einfülltrichter 15' übergehen. Diese Ausgestaltung ist dann empfehlenswert, wenn der Vorrat an flüssigem Stickstoff im Innern der Zangenbacken alleine ausreichen sollte, um die erforderliche Abkühlungszeit zu überbrücken. Diese Ausgestaltungsform macht die flexiblen Schlauchleitungen 13 sowie den Vorratsbehälter 14 entbehrlich.
• Eine weitere mögliche Ausgestaltungsform, die jedoch zeichnerisch nicht dargestellt ist, sieht vor, daß einer der beiden Parallelogrammhebel 12 in der Nähe des Flächenschwerpunktes der Kontaktflächen 8 an der jeweils zugehörigen Zangenbacke 6 bzw. 6' angelenkt ist und daß die Parallelogrammführung Spiel hat. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, daß die Kontaktflächen 8 sich frei unter Ausnutzung des Spieles der Parallelogrammführung an die Oberflächen des zu ergreifenden Körpers 9 anschmiegen können, wodurch ein besonders guter Wärmeübergang stattfindet.
• In diesem Zusammenhang sei auch noch darauf hingewiesen, daß durch die Verwendung von Kontaktfett der Wärmeübergang von den Zangenbacken in den herauszulösenden Körper 9 begünstigt werden kann. Nachdem bei den extrem tiefen Temperaturen dieses Kontaktfett erstarrt, kommt es zu einem Zusammenfrieren zwischen Zangenbacke und Körper 9, was die Haftung zwischen Zange und Körper erhöht.
• Der Vollständigkeit halber sei hier eine andere Möglichkeit des vorsichtigen Herauslösens eines Endmaßstückes mit anderen Mitteln erwähnt. Und zwar ist es denkbar, daß ein kleiner, nach dem Vorbild der Zangenbacke 6' gestalteter Tank, der sich jedoch relativ weit nach oben erstreckt, zum Herauslösen eines zylindri--schen Endmaßstückes verwendet wird. Dieser Tank, der ebenfalls in dem aus der Nut 3 herausragenden Bereich nach außen dick wärmeisoliert ist, wird ebenfalls mit flüssigem Stickstoff gefüllt; der Wärmeübergang in das Endmaßstück erfolgt über einen Teil des Zylinderumfangs und eine oder auch gar keine Zylinderstirnseite.
• Der Wärmeübergang wird durch Kontaktfett begünstigt, welches gleichzeitig in gefrorenem Zustand auch die Funktion eines Klebstoffes hat. Durch Herunterkühlen des Endmaßstückes mit einem solchen Tank und gleichzeitiger Verklebung des Zylinders mit ihm kann das Endmaßstück aus der Nut herausgelöst werden. Die Haftung kann auch durch einen eingelegten Magnet begünstigt werden. Außerdem können ebenfalls Haltekrallen oder Haltestifte nach dem Vorbild der Haltestifte 18 an den Zangenbacken vorgesehen sein. Statt dessen ist es auch denkbar, vor dem Ansetzen des Kühltankes eine Drahtschlaufe durch den Zwickel zwischen dem Zylinder und dem Nutgrund auf beiden Seiten axial hindurchzuschieben und den abgekühlten Körper an dieser Drahtschlaufe aus der Nut herauszuziehen.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Zange mit schwenkbar im Zangenmaul angeordneten, dem zu ergreifenden Körper angepaßten und sich an ihn anschmiegenden Zangenbacken, die zwecks Temperierung des zu ergreifenden Körpers als flüssigkeitsdichter Hohlkörper mit jeweils wenigstens einer Zulauföffnung für Temperierflüssigkeit ausgebildet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zulauföffnung in Gebrauchslage der Zange (4) an - bezüglich der Schwerkraftrichtung -möglichst weit obenliegender Stelle angeordnet ist, daß die Zangenbacken (6, 6') mit einer Parallelogrammführung (Parallelogrammhebel 12) versehen sind, daß einer der beiden Parallelogrammhebel (12) in der Nähe des Flächenschwerpunktes der Kontaktflächen (8) an der zugehörigen Zangenbacke (6, 6') angelenkt ist, daß die Parallelogrammführung Spiel hat, derart, daß die Kontaktflächen (8) sich frei an die Oberfläche des zu ergreifenden Körpers (2, 9) anschmiegen können, daß wenigstens eine der Zangenbacken (6') den zu ergreifenden Körper (2, 9) teilweise auch auf quer zur Zangenschließrichtung sich erstreckenden und dem Zangenmaul (5) zugekehrt liegenden Oberflächenpartien wärmeleitend umschließt (zusätzliche Kontaktfläche 17) und daß die Zangenbacken (6, 6') mit wenigstens einem den zu ergreifenden Körper (2, 9) an quer nur Zangenschließrichtung sich erstreckenden, vom Zangenmaul (5) abgewandten Oberflächenpartien hintergreifenden Haltestift (18), Haltekralle oder dergleichen versehen sind.
2. 2. Zange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (8) der Zangenbacken (6, 6') glattflächig, d. h. mit möglichst geringer Rauheit ausgeführt sind.
3. 3. Zange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht dem zu ergreifenden Körper (2, 9) zugekehrten Oberflächenpartien der Zangenbacken (6, 6') mit einer Wärmeisolation (10) versehen sind.
4. 4. Zange nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauföffnung (7) über eine flexible Schlauchleitung (13) mit einem Vorratsbehälter (14) verbunden ist.
5. 5. Zange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauföffnung (7') mit einem Einfülltrichter (15) versehen ist
6. 6. Zange nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zangenbacken (6, 6') lediglich im Bereich ihrer Kontaktflächen zu dem zu ergreifenden Körper (2, 9) aus gut wärmeleitendem Werkstoff gebildet sind.

   Die Erfindung betrifft eine Zange mit schwenkbar im Zangenmaul angeordneten Zangenbacken nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 9 35420 als bekannt hervorgeht Die dort gezeigte Zange dient zum Halten von Kolben von Brennkraftmaschinen beim Einsetzen eines Kolbenbolzens. Häufig sind die Kolbenbolzen mit Preßsitz im Bolzenauge des Kolbens eingepreßt. Um eine Montage des Kolbenbolzens zu erleichtern, wird der Kolben vor der Montage erhitzt, beispielsweise indem er in sehr heißes Öl getaucht wird, wogegen der zu montierende Kolbenbolzen stark unterkühlt wird. Damit sich nun während der Montage der Kolben nicht oder nur möglichst langsam abkühlt - der stark erhitzte Kolben muß ohnehin mit einer Zange angefaßt werden ist die Heizzange gemäß der eingangs genannten Literaturstelle geschaffen und vorgesehen. Die schwenkbar im Zangenmaul angeordneten und der Kolbenform angepaßten Zangenbacken können auf unterschiedliche Weise, unter anderem auch aufgrund einer Durchströmung mit einer heißen Flüssigkeit beheizt werden. Dank des Festhaltens des Kolbens in einer Zange mit beheizten Zangenbacken, die in einem relativ gut wärmeleitenden Kontakt mit der Mantelfläche des Kolbens stehen, kühlt sich dieser während des Montagevorganges nicht oder nur sehr langsam ab, so daß dessen Bolzenaugen währenddessen auch nicht schrumpfen. Es kann dadurch eine sichere Montage des Kolbenbolzens gewährleistet werden. Erst wenn dieser seine endgültige Position erreicht hat, wird die Heizzange abgesetzt und die Bolzenaugen kühlen sich rasch ab und schrumpfen dadurch.

   Vorliegend geht es jedoch um ein etwas anderes Problem. Und zwar sollen Körper, die unter hoher Vorspannung in eine Nut eingelassen sind, schonend und bei möglichst geringem zeitlichen und apparativem Aufwand daraus entfernt werden.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst, wobei die Hohlräume der Zangenbacken bei Gebrauch mit flüssigem Stickstoff gefüllt werden. Der mit der Zange ergriffene Körper wird durch den Wärmekontakt stark abgekühlt und in geschrumpftem Zustand aus der Nut herausgehoben. Die Zange ist so ausgebildet, daß die Zangenbacken zwar einerseits kippsicher in der Zange geführt sind, daß sie sich aber andererseits doch innerhalb kleiner Grenzen frei an die Oberfläche des zu ergreifenden Körpers anschmiegen und einen guten Wärmekontakt herstellen können. Darüberhinaus ist dank eines gewissen Formschlusses zwischen Zange und zu ergreifendem Körper sichergestellt, daß auch gewisse Mindestkräfte beim Herausziehen des Körpers aus der Nut mit der Zange ausgeübt werden können.

   Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigt F i g. 1 eine Schrägansicht auf ein Stufenendmaß mit eingepreßten Endmaßstücken, von denen eines durch Kälteeinwirkung vorsichtig herausgelöst werden soll sowie der Einsatz von stickstoffgekühlten Zangenbakken, F i g. 2 einen Querschnitt durch die Darstellung nach Fig. 1 und F i g. 3 eine Seitenansicht der Darstellung nach F i g. 1 mit vollständiger Darstellung der Greif- und Kühlzange.