DE3717091C2 - Maschinell betätigte Zange zum Greifen von Rundkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine maschinell betätigte Zange gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus GB 21 05 676 bekannt ist.

Aus der DE-OS 31 23 897 ist eine Zange bekannt, die an den Enden der Zangenarme zum Ausgleich von Zentrierfehlern kurvenförmig ausgebildete Angriffsflächen aufweist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die von der Schwenkachse jedes Zangenarmes am weitesten entfernt gelegene Angriffsfläche konkav gekrümmt ist, während die der Schwenkachse nächstgelegene Angriffsfläche konvex verläuft. Dadurch wird eine im wesentlichen zentrische Erfassung von runden Werkstücken und eine ziemlich genaue Positionierung derselben erreicht, auch wenn diese Werkstücke (Rundkörper) innerhalb einer automatisch gesteuerten Bearbeitungsanlage mit mehreren Bearbeitungsstufen ihren Durchmesser verändern.

Diese bekannte Zange hat innerhalb eines noch relativ kleinen Durchmesserbereiches der zu greifenden Rundkörper noch gewisse Zentrierfehler, die in bestimmten Anwendungsfällen jedoch tolerierbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zange so zu gestalten, daß Rundkörper innerhalb eines größeren Durchmesserbereiches mit weiter verringertem Zentrierfehler in einer programmgesteuerten Bearbeitungsanlage von einer Bearbeitungsstation zur nächsten befördert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbindungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die Erfindung wird auf rein mechanische Weise eine solch genaue Anpassung der Zange an den jeweiligen Durchmesser des Rundkörpers erzielt, daß dieser beim Ergreifen seine Lage beibehält, ohne daß die programmierte Stellung der die Zange tragenden Maschine verändert werden müßte. Das gleiche gilt, wenn der Rundkörper in einer anderen Bearbeitungsstation punktgenau abgelegt werden soll. Es wäre natürlich möglich, zum Zwecke des zentrischen Erfassens die unterschiedlichen Durchmesser der Rundkörper in das Steuerungsprogramm für die die Zange tragende Maschine einzuarbeiten, wozu allerdings nicht nur der jeweilige Durchmesser, sondern auch die jeweilige Lage des Rundkörpers ermittelt werden müßte, um das Steuerungsprogramm proportional so zu verändern, daß auch die jeweilige Greif- bzw. Ablagestellung der Maschine verändert wird. Dies würde jedoch die Software für die Programmsteuerung komplizierter und die Hardware aufwendiger machen, was durch die erfindungsgemäße Zange vermieden wird.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zange ist in der Zeichnung dargestellt, die eine Draufsicht zeigt.

Die dargestellte Zange zum zentrierten Erfassen eines Rundkörpers (1) weist einen Zangenkopf (2) auf, der an einer entsprechenden, nicht dargestellten Maschine sitzt und an dem um Gelenkpunkte (3) zwei Zangenarme (4) schwenkbar gelagert sind, die über je eine Lasche (5) mit der Kolbenstange (6) eines Antriebszylinders (7) verbunden sind, der die Zangenarme (4) bei entsprechender Betätigung ein- und ausschwenkt. Anstelle des Antriebszylinders (7) kann auch ein anderer Antrieb zum Verschwenken der Zangenarme (4) verwendet werden.

Am äußeren Ende jedes Zangenarmes (4) ist um einen Gelenkpunkt (8) eine Zangenbacke (9) schwenkbar gelagert, die über einen weiteren Gelenkpunkt (10) und einen Lenker (11) mit einem am Zangenkopf (2) fest liegenden Gelenkpunkt (12) verbunden ist. An jeder Zangenbacke (9) sind im Abstand voneinander zwei Zentrierrollen (13) frei drehbar gelagert, und die Anordnung der Gelenkpunkte (3, 8, 10, 12), die ein Gelenkviereck bzw. ein Pseudoparallelogramm bilden, ist so getroffen, daß, wie links in der Zeichnung angedeutet, die Mittelsenkrechte (14) auf der Verbindungslinie (15) zwischen den Achsen der Zentrierrollen (13) stets durch die Mitte (M) des Rundkörpers (1) verläuft.

Nach der Zeichnung liegen die Zentrierrollen (13) bereits am Rundkörper (1) an. In dieser Stellung verläuft die Mittelsenkrechte (14) schon aus rein geometrischen Gründen zwangsläufig durch die Mitte (M) des Rundkörpers (1), und zwar aus dem einfachen Grund, weil es sich bei der Verbindungslinie (15) um eine parallelverschobene Sehne zum dargestellten Kreis des Rundkörpers (1) handelt und die Mittelsenkrechte auf einer Kreissehne stets durch den Mittelpunkt des Kreises verläuft. Die zeichnerische Darstellung darf daher nicht darüber hinwegtäuschen, daß hier keineswegs geometrisch selbstverständliche Verhältnisse vorliegen, was wie folgt erläutert werden soll:

Beim Schließen der Zangenbacken (9) verändert die jeder Zangenbacke (9) zugeordnete Mittelsenkrechte (14) laufend ihre Winkellage zu einem gedachten festen Radius (R) des in der Zeichnung als Kreis dargestellten Rundkörpers (1), und zwar so, daß diese Mittelsenkrechte (14) bei großer Öffnungsweite der Zange einen Winkel unterhalb des gedachten Radius (R) bildet, der bei kleiner werdender Öffnungsweite sich bis oberhalb des Radius (R) verlagert, wie bei (14′) angedeutet. Wenn nun jeder Zangenarm (4) mit der zugehörigen Zangenbacke (9) eine starre Einheit bilden würde, so daß man sich insbesondere den Gelenkpunkt (8) und den Lenker (11) wegdenken müßte, so würde die Mittelsenkrechte (14) beim Schließen der Zange nicht nur ihre Winkellage zum Radius (R) verändern, sondern der Schnittpunkt der Mittelsenkrechten (14) beider Zangenbacken (9) würde sich auch aus der Mitte (M) verlagern, und zwar beim Schließen der Zange in Richtung auf den Zangenkopf (2). Um diesen Versatz auszugleichen, sind die durch die jeweiligen Gelenkpunkte (3, 8, 10, 12) gebildeten Gelenkvierecke (Pseudoparallelogramme) vorgesehen, die dafür sorgen, daß beim Schließen der Zange von der größten Öffnungsweite bis zur kleinsten die Zangenbacken (9) um ihren jeweiligen Gelenkpunkt (8) allmählich gegenüber dem zugehörigen Zangenarm (4) nach außen geschwenkt werden, so daß in jeder Schwenkstellung, d. h. bei jeder Öffnungsweite, die Mittelsenkrechten (14) durch die Mitte (M) verlaufen, was zur Folge hat, daß beim Schließen der Zange alle vier Angriffslinien der Zentrierrollen (13) im gleichen Zeitpunkt am Rundkörper (1) angreifen, ganz gleich, welchen Durchmesser dieser innerhalb des erfaßbaren Durchmesserbereiches hat.

Eine optimale Zentriergenauigkeit wird dadurch erzielt, daß die wirksame Länge des Lenkers (11) zwischen dem an der Zangenbacke (9) befindlichen Gelenkpunkt (10) und dem an der Maschine ortsfest angeordneten Gelenkpunkt (12) kürzer ist als die wirksame Länge des Zangenarmes (4) zwischen dem an der Zangenbacke (9) befindlichen Gelenkpunkt (8) und dem an der Maschine ortsfesten Gelenkpunkt (3).

Anstelle der Zentrierrollen (13) können auch feste Radien an den Zangenbacken (9) am Rundkörper (1) angreifen. Die Zentrierrollen (13) sollen lediglich dazu dienen, die Reibung am Rundkörper (1) zu vermindern und damit die Zentrierfähigkeit der Zange zu verbessern. Diese Zentrierfähigkeit ist notwendig, wenn Rundkörper aus einer Position aufgenommen werden müssen, in der die Mitte des Rundkörpers von der Zangenmitte abweicht, z. B. infolge ungenauen Bereitstellens des Rundkörpers an einer Aufnahmestelle.

In der Zeichnung ist in dünneren Linien die kleinstmögliche Schließstellung der Zangenbacken (9) bei (9′) angedeutet. Der Rundkörper (1′) liegt dabei nicht mehr an den vier Zentrierrollen (13) an, sondern an vier Punkten (bzw. Linien), die durch kreisbogenförmige Einbuchtungen (16) der Zangenbacken (9) gebildet werden. Die Einbuchtungen (16) haben einen kleineren Radius als der Radius des kleinsten erfaßbaren Rundkörpers (1′). Falls erwünscht, können im Bereich der Einbuchtungen (16) zusätzliche, kleinere Zentrierrollen (17) vorgesehen werden, wie links in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet. Diese können so angeordnet sein, daß die Mittelsenkrechte auf der Verbindungslinie zwischen ihren Achsen mit der Mittelsenkrechten (14, 14′) zusammenfällt, die den bereits erwähnten größeren Zentrierrollen (13), wie beschrieben, zugeordnet ist. Gegebenenfalls kann jedoch die Anordnung der kleineren Zentrierrollen (17) auch so sein, daß die ihnen zugeordnete Mittelsenkrechte gegenüber der den größeren Zentrierrollen (13) zugeordneten Mittelsenkrechten (14) versetzt ist, um geringe Zentrierfehler innerhalb des von den kleineren Zentrierrollen (17) erfaßten Durchmesserbereiches des Rundkörpers (1 bzw. 1′) noch genauer auszugleichen oder gewollt eine andere Mittelpunktlage für diesen Durchmesserbereich zu erreichen.

Claims (6)

1. Maschinell betätigte Zange zum Greifen von Rundkörpern, mit an einem Zangenkopf gleichmäßig schwenkbaren Zangenarmen, deren vordere Enden an je zwei verschiedenen Umfangs stellen des Rundkörpers angreifen, wobei an den vorderen Enden der Zangenarme Zangenbacken schwenkbar gelagert und über je ein Gelenkviereck zwangsläufig so gegenüber den Zangenarmen verschwenkbar sind, daß in jeder Öffnungsstellung derselben die Mittelsenkrechten auf den Verbindungslinien zwischen den Angriffspunkten der Zangenbacken durch die Mitte des zu greifenden Rundkörpers verlaufen, d. h. die vier Angriffspunkte bzw. -linien der Zangenbacken bei unveränderter Lage des Rundkörpers und unveränderbarer Greif- oder Absetzstellung der Maschine gleichzeitig am Rundkörper zu Anlage kommen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenkviereck durch zwei ortsfeste Gelenkpunkte (3, 12) und zwei an der zugehörigen Zangenbacke (9) befindliche Gelenkpunkte (8, 10) gebildet ist, wobei die beiden innen liegenden Gelenkpunkte (3, 8) durch den Zangenarm (4) und die beiden außen liegenden Gelenkpunkte (10, 12) durch einen Lenker (11) verbunden sind, der eine kürzere wirksame Länge als die des Zangenarms (4) aufweist.

2. Zange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zangenbacken (9) je zwei im Abstand voneinander frei drehbar gelagerte Zentrierrollen (13) vorgesehen sind.

3. Zange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zangenbacken (9) zwischen den Zentrierrollen (13) je eine Einbuchtung (16) mit einem Radius vorgesehen ist, der kleiner ist als der Radius des kleinsten zu greifenden Rundkörpers (1′).

4. Zange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einbuchtung (16) jeder Zangenbacke (9) zwei zusätzliche, kleine Zentrierrollen (17) vorgesehen und so angeordnet sind, daß die Mittelsenkrechte auf den Verbindungslinien ihrer Achsen in jeder Öffnungsstellung der Zangenarme (9) durch die Mitte des zu greifenden Rundkörpers (1′) verläuft.

5. Zange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den zusätzlichen kleineren Zentrierrollen (17) zugeordnete Mittelsenkrechte mit der den größeren Zentrierrollen (13) zugeordneten Mittelsenkrechte (14) zusammenfällt.

6. Zange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den zusätzlichen kleineren Zentrierrollen (17) zugeordnete Mittelsenkrechte zu der den größeren Zentrierrollen (13) zugeordneten Mittelsenkrechten (14) zum Ausgleich geringfügiger Zentrierfehler im kleinen Durchmesserbereich des Rundkörpers (1, 1′) versetzt ist.