DE4100215A1 - Selbsttaetige zentrier- und spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Zentrier- und Spannvorrichtung für symmetrische aus zwei Profilen bestehende Werkstücke; beispielsweise Rungen für Güterwagen. In der Vorrichtung können Werkstücke der genannten Art so aufgenommen und gespannt werden, daß Fertigungstoleranzen der gewalzten Profile bezüglich der Lage der Symmetrieachse, beispielsweise einer Schweißnaht ausgeglichen werden.

Die Erfindung ist in allen Produktionsstätten nutzbar, in denen symmetrische Werkstücke, beispielsweise kastenförmige, bestehend aus zwei U-Profilen, mechanisiert oder automatisiert verschweißt werden. Dies betrifft hauptsächlich Stahlbaubetriebe, den Waggonbau, auch die Ersatz- und Neuteilproduktion in Reichsbahnausbesserungswerken sowie ähnlich gelagerte Industriezweige.

Es sind Spannvorrichtungen bekannt, die durch die Toleranzen hervorgerufenen Positionsabweichungen der Werkstücke unberücksichtigt lassen. Durch manuellen Eingriff des Bedieners in das Programm der Robotersteuerung bzw. aufwendige, noch nicht technisch ausgereifte Sensortechnik zur Erkennung der Positionsabweichung muß das Werkzeug nachgeregelt werden. Diese Verfahren sind sehr zeitaufwendig, binden die Arbeitskraft bzw. verursachen hohe Kosten sowie Störungen durch die nicht ausgereifte Sensortechnik.

Weiterhin wird bei allen bekannten Zentrier- und Spannvorrichtungen entweder die Handkraft des Menschen oder Energie zur Erzeugung der erforderlichen Kräfte benötigt. Eine derartige Vorrichtung ist in PS-DE 35 35 616 Zentriert- und Einspannvorrichtung für längliche Rundkörper unterschiedlicher Durchmesser der Hombak Maschinenfabrik GmbH Bad Kreuznach vom 05. 10. 1985 beschrieben.

Weiterhin sind Vorrichtungen, die nur zum Spannen (PS-DE 21 14 004 Klemmvorrichtung der Gorle-White Co. Coventry vom 23. 03. 1971) oder nur zum Zentrieren (PS-CH 5 87 100 Zentriergerät von Hans Meyer, Renens (Waadt) vom 23. 05. 1975 dienen, aus den genannten Patentschriften bekannt. Selbsttätige Zentrier- und Spannvorrichtungen, die beide Funktionen vereinigen und ohne Energiezufuhr auskommen, sind unbekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in sich kombinierte Vorrichtung zu entwickeln, die unter zweckentsprechender Verwendung spezifisch gestalteter Bauelemente die Zentrierung sowie Festspannung symmetrischer Werkstücke ohne zusätzliche Handkräfte oder Energiezufuhr bei völligem Ausschluß der Kollisionsgefahr des manipulatorgeführten Werkzeuges ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einem Rahmen aus Profilstahl Spann- und Zentrierelemente in erforderlicherAnzahl angeordnet sind. Diese Elemente bestehen aus einseitig gelagerten, zum Zwecke der Öffnung der Vorrichtung durch Federn in eine Endlage gestellten, paarweise angeordneten Winkelhebeln. Beim Einlegen des zu bearbeitenden Werkstückes in die Vorrichtung verteilt sich dessen Schwerkraft auf die balligen Auflageflächen der Winkelhebel zu gleichen Teilen, so daß über die seitlich angeordneten Justierschrauben das Werkstück bezüglich seiner Symmetrieachse unabhängig von seiner toleranzbehafteten tatsächlichen Breite selbsttätig zentriert und gespannt wird.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, symmetrische Werkstücke gleichen Querschnitts, aber unterschiedlicher Länge, bestehend aus zwei Profilen, so zu zentrieren und zu spannen, daß trotz Fertigungstoleranzen der Profile die Verbindungsnaht stets in der programmierten Position liegt, wobei die Zentrierung und Spannung ohne manuelle Handhabung bzw. Energiezufuhr nur mittels Verteilung und Umlenkung der Schwerkraft der Werkstücke erfolgt. Für unterschiedliche Werkstückquerschnitte wird das Baukastenprinzip zum Aufbau variabler Vorrichtungen angewendet. Es wird die Bearbeitung ohne Fertigungszeitverlust und manuellen Arbeitszeitaufwand ermöglicht. Die Vorrichtung ist konstruktiv so gestaltet, daß keine Kollisionsgefahr für das manipulatorgeführte Werkzeug besteht. Es kann eine Vielzahl von Bauteilen je nach Größe des Arbeitsraumes des Manipulators bzw. Schweißtraktors gleichzeitig bearbeitet werden. Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert:

Es zeigt

Fig. 1 Draufsicht auf die gesamte Vorrichtung,

Fig. 2 Vorderansicht eines Spann- und Zentrierelementes mit eingelegtem Werkstück,

Fig. 3 Draufsicht auf ein Spann- und Zentrierelement

Auf dem Grundrahmen 1, der in seinen Abmessungen der Werkstückgröße angepaßt ist, sind paarweise die erforderlichen Zentrier- und Spannelemente 3 und der Mittelanschlag 2 für die beidseitig jeweils parallel aufzuspannenden gehefteten Werkstücke 4 angeordnet. Auf dem Grundrahmen 1 sind weiterhin die Lagerböcke 9, 10, 11, 12 für die Winkelhebel 5, 6 angeordnet. Diese Winkelhebel 5, 6 sind drehbar gelagert und so dimensioniert, daß eine Kraftverstärkung erfolgt, die mit Sicherheit die Zentrierung und Spannung gewährleistet. Die Rückstellfedern 7, 8 unter den Winkelhebeln 5, 6 garantieren dessen Öffnung zum Einlegen der Werkstücke. Mit Hilfe der Justierschrauben 13, 14 wird einmalig für jeden Werkstückquerschnitt die Mittellage eingestellt.

Die Fig. 2 zeigt eindeutig, daß die Oberfläche des Werkstückes vollkommen frei bleibt und somit keine Kollisionsgefahr für das manipulatorgeführte Werkzeug, beispielsweise einen Schweißbrenner, besteht.

Claims (1)

1. Selbsttätige Zentrier- und Spannvorrichtung für symmetrische aus zwei Profilen bestehende Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf einem Grundrahmen 1 mit Mittelanschlag 2 paarweise angeordnete Zentrier- und Spannelemente 3 befinden, die aus Lagerböcken 9, 10, 11, 12 mit Winkelhebeln 5, 6 und darin befindlichen Justierschrauben 13, 14 sowie Rückstellfedern 7, 8 zwischen Grundrahmen und Winkelhebeln bestehen.