EP0140988A1

EP0140988A1 - Chargiervorrichtung für das Manipulieren von Rohren für Stauchpressen

Info

Publication number: EP0140988A1
Application number: EP83110730A
Authority: EP
Inventors: Horst Endter; Herbert Süther
Original assignee: SMS Hasenclever Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: SMS Hasenclever Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1982-11-04
Filing date: 1983-10-27
Publication date: 1985-05-15
Also published as: DE3240689A1; JPH0237811B2; US4619574A; ATE24426T1; EP0140988B1; JPS59104236A

Abstract

Chargiervorrichtung für das Manipulieren von Rohren an Stauchpressen mit senkrecht geteilten, mit zwei übereinandergelegenen Gravuren versehenen Gesenken, die aus einem vorderen Bakkenpaar zum Klemmen und einem die Stauchgravuren aufweisenden hinteren Backenpaar gebildet sind. Es sind Zangen (16) vorgesehen, die zu dritt im senkrechten Abstand der Gravuren übereinander in einer senkrechten Ebene angeordnet und quer zur Achse der Rohre (15) gleichzeitig und gleichgerichtet in geschlossener Bahn bewegbar sind, wobei der höchste und niedrigste Bahnpunkt senkrecht übereinander im Abstand der Gravuren liegen, der Bewegungsantrieb jeweils bei Erreichen des höchsten und niedrigsten Bahnpunktes den Bewegungsablauf kurzzeitig unterbricht; die untere Ruhestellung der oberen Zangen (160) ist deckungsgleich mit der oberen Gravur der Gesenke; die oberen (160) und unteren (16u) Zangen (16) sind zusätzlich senkrecht zur Bahn entgegengesetzt zueinander auf die Gesenke zu und von diesen weg bewegbar; die Zangen (16) sind bei dem aufwärts gerichteten Teil des Bewegungsablaufes in Offenstellung und bei dem abwärts gerichteten Teil des Bewegungsablaufes in Schließstellung gesteuert.

Description

Chargiervorrichtung für das Manipulieren von Rohren von Stauchpressen.
Das Anstauchen der verdickten Enden bei Rohren erfolgt in Stauchpressen, und erfordert meist zwei, selten eine oder mehr als zwei (drei oder vier) Operationen. Daher werden Stauchpressen mit senkrecht geteilten, zumeist mit zwei übereinander gelegenen Gravuren versehenen Gesenken ausgeführt. Die Gesenke bestehen aus einem vorderen Backenpaar zum Klemmen der Rohre und einem hinteren, die Stauchgravur aufweisendem Backenpaar. Die meist üblichen zwei Operationen des Vor- und Fertigstauchens werden in einer Hitze in den übereinandergelegenen Gravuren des Gesenkes nacheinander durchgeführt. Dabei hängt die Güte der Stauchoperation in erheblichem Maße von der Arbeitsweise und damit der Ausbildung der die Rohre manipulierenden Chargiervorrichtung ab. So ist es bei senkrecht geteilten Gesenken notwendig, die Rohre vor dem Schließen der Gesenke genau auf die Mitten der Gravuren auszurichten und,bis die Gesenke geschlossen sind,zu halten, um Verspannungen und Beschädigungen der Rohre zu vermeiden.
Ferner ist eine sehr genaue axiale Positionierung der Rohrenden in den Gesenken notwendig einerseits um die für die Stauchung nötige Materialmenge in der Stauchgravur einzuschließen und andererseits um Stauchfehler (Maßabweichungen, Faltenbildungen, insbesondere bei innen verdickten Rohrenden) auszuschließen, wozu besonders die genaue axiale Positionierung der übergangszone zwischen heißem Rohrende und kaltem Rohr in der Gesenkgravur notwendig ist. Um das Abfließen der Wärme vom erhitzten Rohrende zum kalten Rohr gering und die Übergangszone eng begrenzt zu halten, ist eine schnelle übergabe der Rohre von der Erwärmungsanlage in die genauen Positionen zum Stauchen ebenfalls von großer Bedeutung. Bei alledem muß die Geräuschentwicklung beim Manipulieren der Rohre beachtet und gering gehalten werden. Daraus ergibt sich die Aufgabe, eine Chargiervorrichtung für Rohre zu schaffen, die genau, schnell und geräuscharm arbeitet.
Die bisher zum Manipulieren der Rohre an Stauchpressen der genannten Art eingesetzten Chargiervorrichtungen bestehen aus einem Rollgang mit V-förmigen Rollen als Mittel zur Aufnahme der zu manipulierenden Rohre, die auf einer heb- und senkbaren Brücke gelagert und reversierend antreibbar sind. Beschickt wird der Rollgang von einem Auflagerost, der den Raum zwischen den Induktionsspulen zur Erwärmung der Rohrenden und der Stauchpresse überbrückt und geneigt zur Stauchpresse hin angeordnet ist. Das jeweils auf dem Rollgang aufliegende Rohr wird durch senkrechte Verstellung der Brücke auf die Mitte einer Gesenkgravur ausgerichtet und durch die Rollen axial in den Bereich der Gesenke ein- und aus diesem ausgefahren. Diese Chargiervorrichtungen arbeiten zu träge, zu wenig genau und zudem relativ geräuschvoll. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein neues Rohr erst in der Stauchpresse manipuliert werden kann, wenn das vorhergehende Rohr aus der Stauchpresse entfernt und die heb- und senkbare Brükke wieder in ihre obere Position zurückgefahren ist. Somit ist es nicht möglich, ein zweites Rohr in der Stauchpresse zu manipulieren, was zur Folge hat, daß nicht gleichzeitig in beiden übereinander gelegenen Gesenkgravuren gearbeitet werden kann. Diese Chargiervorrichtung löst somit nicht die Aufgabe, deren Lösung das Ziel der vorliegenden Erfindung ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Mittel zur Aufnahme der Rohre Zangen - mindestens zwei über die Rohrlänge angeordnet - vorgesehen sind, die zu dritt im senkrechten Abstand der Gravuren übereinander in einer senkrechten Ebene angeordnet und quer zur Achse der Rohre gleichzeitig und gleichgerichtet in geschlossener Bahn bewegbar sind, wobei der höchste und niedrigste Punkt der Bahn senkrecht übereinander in einem Abstand entsprechend dem der Gravuren in den Gesenken liegen, der Bewegungsantrieb jeweils bei Erreichen des höchsten und niedrigsten Bahnpunktes den Bewegungsablauf kurzzeitig unterbricht, und die untere Ruhestellung der oberen Zangen eine deckungsgleiche axiale Rohrlage zu einem in der oberen Gravur der Gesenke eingeklemmten Rohr aufweist, daß ferner die oberen und unteren der drei Zangen zusätzlich senkrecht zur Bahn als Normalebene entgegengesetzt zueinander um Wegstrecken größer als die axiale Gesenklänge auf die Gesenke zu und von diesen weg bewegbar sind, und daß die Zangen bei dem aufwärts gerichteten Teil des Bewegungsablaufes in Offenstellung und bei dem abwärts gerichteten Teil des Bewegungsablaufes in Schließstellung gesteuert sind.
Die Verwendung von bewegten Zangen in Chargiervorrichtungen zum Manipulieren von Werkstücken an Schmiedemaschinen ist bekannt und für sich nicht Merkmal der Erfindung, die in der Gesamtkombination vorerwähnter Merkmale begründet ist und in dieser Kombination die gestellte Aufgabe zu lösen vermag.
Die bei geschlossenen Gesenkhälften in den Gesenkgravuren eingeklemmten Rohre sind - sofern sie kurz sind - ausreichend positioniert. Für längere Rohre würde an sich eine einfache Stütze ausreichen. Um jedoch die Rohre jederzeit sicher, insbesondere auch gegen ungewollte, nachteilige axiale Verschiebung gesichert zu haben, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß den in der Bahn bewegten Zangen (Transportzangen) stationär angeordnete Zangen (Haltezangen) - mindestens zwei über die Rohrlänge - fluchtend mit den einander entsprechenden unteren Ruhestellungen der oberen Transportzangen bzw. oberen Ruhestellungen der unteren Transportzangen zugeordnet sind.
Die oberen von den zu dritt übereinander angeordneten bewegten Zangen (Transportzangen) übernehmen in ihrer oberen Position die an ihren einen Enden erwärmten Rohre aus einer Bereitstellungspositioni die - wie bekannt - das Ende eines geneigt angeordneten Auflagerostes sein kann. Der Transport über den Auflagerost kann zu einer axialen Lageveränderung der Rohre führen und macht ein erneutes axiales Einjustieren der Rohre in der Bereitschaftsstellung erforderlich. Außerdem ist die Geräuschentwicklung beim Abrollen der Rohre auf dem Auflagerost unerwünscht. Um diese Nachteile zu vermeiden ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß den in der Bahn bewegten Zangen (Transportzangen) an Schwenkhebeln angeordnete Zangen (Ubergabezangen) zugeordnet sind, deren eine Endstellung eine deckungsgleiche axiale Rohrlage mit den oberen Transportzangen in der oberen Ruhestellung aufweist und deren Schwenkbereich den Abstand zu einem Rohrablagetisch seitlich neben der Stauchpresse überbrückt, wobei der Rohrablagetisch die aus der Erwärmungsanlage austretenden bzw. von der Erwärmungsanlage freikommenden Rohre auf kurzem Weg aufnimmt.
Von Vorteil ist es, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine viereckige Bewegungsbahn der Transportzangen vorgesehen ist, bei der die senkrechten Bahnabschnitte dem senkrechten Abstand der Gravuren in den Gesenken entsprechen und die Unterbrechungspunkte im Bewegungsablauf (Ruhestellungen der Transportzangen) in der Mitte der waagerechten Bahnabschnitte vorgesehen sind, da hierdurch das Einlegen bzw. Ausbringen der Rohre in die bzw. aus den Gravuren der Gesenke und den stationären Zangen (Haltezangen) erleichtert wird.
Die viereckige Bewegungsbahn wird - wie die Erfindung als vorteilhafte Lösung vorsieht - dadurch erreicht, daß die Transportzangen auf Hubbalken aufsitzen, die - wie bekannt - die Koppel von zwei als Räderkurbeltriebe ausgebildeten Parallellenkern bilden, wobei eine in einer Hauptkurbel eingelagerte Hilfskurbel über den Rädertrieb eine vierfache Umdrehungszahl gegenüber der Hauptkurbel ausführt und der Radius der Hilfskurbel etwa der halben Bogenhöhe eines Viertelkreissegments im Hauptkurbelkreis beträgt.
Die notwendige Unterbrechung des Bewegungsablaufs im höchsten und niedrigen Punkt der Bahn der bewegten Zangen gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal durch ein zwischen den drehzahlregelbaren Antrieb und den Bewegungsantrieb eingeschaltetes Schrittgetriebe bewirkt, für das die Erfindung als vorteilhafte Lösung ein an sich bekanntes, durch die Verbindung eines Räderkurbeltriebes mit einer Kurbelschleife gebildetes Zykloidengetriebe vorsieht, wobei eine in der Hauptkurbel des Räderkurbeltriebes eingelagerte Hilfskurbel über den Rädertrieb eine doppelte Umdrehungszahl gegenüber der Hauptkurbel ausführt, der Radius der Hilfskurbel etwa ein Drittel vom Radius der Hauptkurbel beträgt und die Hilfskurbel in den gleichachsig zur Hauptkurbel gelagerten Schleifenhebel eingreift.
Zum Stande der Technik bezüglich der Ausbildung eines Getriebes zur Erzielung einer viereckigen Bewegungsbahn und zur Ausbildung eines Schrittgetriebes an Vorrichtungen zum Manipulieren von Werkstücken an Schmiedepressen wird auf die DE-PS 28 06 987 verwiesen, durch die solche Getriebe - wie erwähnt - an sich bekannt sind.
Als besonders vorteilhafte Ausbildung des Getriebes für die zusätzliche senkrecht zur Bahn der gemeinsamen Bewegung der Zangen als Normalebene gerichtete Bewegung der oberen zu den unteren Zangen entgegengesetzt zueinander sieht die Erfindung gemäß einem weiteren Merkmal vor, daß die oberen und unteren Transportzangen auf oberen und unteren Schlitten aufsitzen, die oberen Schlitten entgegengesetzt zu den unteren Schlitten senkrecht zur Normalebene auf den Hubbalken beweglich und durch gegenläufige Trume von Seil- oder Kettentrieben oder gegenläufige Zahnstangentriebe angetrieben sind, und daß jeder Seil-, Ketten- oder Zahnstangentrieb über eine Kreissektorschwinge von einem Kurbeltrieb mit verstellbarem Hub und verstellbaren Umkehrpunkten angetrieben ist.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist eine schnelle übergabe der Rohre von erheblicher Bedeutung. Diese Forderung wird durch verschiedene der vorbeschriebenen Erfindungsmerkmale erfüllt und im übrigen noch verbessert, indem gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, daß dem Schrittschaltgetriebe eine Getriebeverzweigung mit Abzweigungen im Übersetzungsverhältnis 1:1 zu den Hubbalkenantrieben für die Hauptbewegung der Transportzangen, zu den Schlittenantrieben für die Querbewegung der oberen und unteren Transportzangen und zu den Schwenkantrieben für die Ubergabezangen nachgeordnet ist, so daß sämtliche Bewegungen der Zangen von einem einzigen Antrieb aus erfolgen. Der zeitlich abgestimmte Ablauf aller Bewegungen der Zangen ist dadurch gesichert, kostspielige und Sicherheitszeiten erfordernde Folgesteuerungen sind nicht erforderlich.
Besondere Vorkehrungen sind zu treffen, um die Rohre vom Ablagetisch hinter der Erwärmungsanlage ohne Zeitverlust von den Ubergabezangen abnehmen zu lassen. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bilden daher die Schwenkhebel der Übergabezangen Koppeln von Doppelschwingen-Gelenkvierecken, bei Anordnung der Zangen an Koppelverlängerungen und Ausbildung der Antriebsschwingen als Winkelhebel, deren zweite Schenkel wiederum Schwingen von Kurbelschwingen-Gelenkvierecken mit angetriebenen Kurbeln bilden. Dadurch ist für die Zangenbewegung eine Koppelkurve erreichbar, die im Bereich des Ablagetisches für die Rohre parallel zur Tischfläche verläuft, so daß das Ablegen der Rohre auf dem Tisch und das Anfahren der Ubergabezangen ohne besonders genaue zeitliche Abstimmung oder Sicherheitszeiten durchführbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.

Figur 1 zeigt in einer Vorderansicht die Chargiervorrichtung in einer Gesamtansicht
Figur 2a zeigt sieben Schrittfolgen der Chargierung eines bis^g Rohres jeweils schematisch in Vorder- und Seitenansicht
Figur 3 zeigt in größerem Maßstab einen Ausschnitt der Figur 1 wozu die
Figur 4 eine Seitenansicht aus der in Figur 3 ersichtlichen, mit "IV" bezeichneten Blickrichtung zeigt.
Figur 5 zeigt den Aufbau des Schrittgetriebes, zu dem
Figur 6 das kinematische Prinzip und
Figur 7 das von dem Schrittgetriebe erzeugte Drehzahlverhältnis aufzeigt.
Figur 8 zeigt den Aufbau des Bewegungsgetriebes für die quer zur Rohrachse gerichtete Hauptbewegung, zu dem
Figur 9 das kinematische Prinzip aufzeigt.
Figur 10 und
Figur 11 zeigen in Seitenansichten aus der durch die Linie X-X in Figur 3 gekennzeichneten Ebene und zwar in zwei Betriebsstellungen der Ubergabezangen, wozu die
Figur 12 die Koppelkurve zeigt, entlang der die Ubergabezangen bewegt werden.
Figur 13 zeigt in einem Schema perspektivisch die Gesamt- übersicht der Getriebeanordnung.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Chargiervorrichtung aus zwei Transportzangenmechaniken 1, zwei Ubergabezangenmechaniken 2 und drei Haltezangenmechaniken 3, die jeweils untereinander gleich sind, aufgebaut. Angetrieben ist die Chargiervorrichtung von einem Motor 4, der über ein stufenlos regelbares Getriebe 5 das Schrittgetriebe 6 antreibt. Mit dem Schrittgetriebe 6 kombiniert ist ein Verzweigungsgetriebe 7, das über eine Gelenkwelle 8 ein zweites Verzweigungsgetriebe 9 antreibt. Abgezweigt vom Verzweigungsgetriebe 7 sind zwei Abtriebe, die über Gelenkwellen 10 und 11, jeweils ein Bewegungsgetriebe 12 antreiben, die zum Antrieb der Transportzangenmechaniken 1 dienen. Ein Grundrahmen 13 faßt die Bauteile zu einer Einheit zusammen.
Das in Fig. 2 dargestellte Schema zeigt die Arbeitsweise der Chargiervorrichtung in den Schrittfolgen a bis g. Mit 15 sind die manipulierten Rohre bezeichnet, und zwar mit 15¹ ein erstes, mit 15 ein zweites, mit 15³ ein drittes und mit 15⁴ ein viertes von einander folgenden Rohren bezeichnet, deren verschiedene, aufeinanderfolgende Positionen mit α, β,γ,δ und ε bezeichnet sind. - 16o ist die obere, - 16m ist die mittlere und - 16u die untere von drei übereinander angeordneten Transportzangen eines Satzes von mindestens zwei über die Rohrlänge angeordneten Sätzen -. Mit 17 ist eine von mindestens zwei über die Rohrlänge angeordneten Ubergabezangen und mit 18o/18u sind Paare von Haltezangen bezeichnet. In Fig. 2a stellt 15¹α die Lage eines ersten Rohres 15 in der Position α dar, das ist die Position der Rohre auf dem Ablagetisch, nachdem die Rohre die Erwärmungsanlage verlassen haben. Ubergabezangen 17 greifen das Rohr 15¹ und bringen es in die Position β. Gleichzeitig fahren die Transportzangen 160, m und u entlang der ersten Hälfte B 1/2 ihrer Bewegungsbahn in ihre Hochstellung, in der die Transportzangen 16o fluchtend zur Position β der Rohre stehen, wie dies aus Fig. 2b ersichtlich ist. Sowohl die Ubergabezangen 17 wie auch die Transportzangen 16 verharren eine kurze Weile in dieser Position β und es öffnen sich die Ubergabezangen 17, während sich gleichzeitig die Transportzangen 16o schliessen. Die Transportzangen 16 mit dem von den oberen Transportzangen 16o gegriffenen Rohr 15¹ fahren nun entlang der zweiten Hälfte B 2/2 ihrer Bewegungsbahn in ihre Tiefstellung, in der die Transportzangen 16o fluchtend mit den oberen Haltezangen 18o und einer oberen Gravur eines Gesenkes 19/20 stehen. Das senkrecht geteilte Gesenk befindet sich hierbei in geöffneter Stellung, so daß sich das Rohr 15¹ im Spalt zwischen den Gesenkhälften bewegen kann. Gleichzeitig mit dem Absenken der Transportzangen 16 werden die Transportzangen 16o auf das Gesenk 19/20 zu bewegt, so daß das Ende des Rohres 15¹ in die obere Gravur in dem für das Anstauchen des Endes nötigen Maß eintritt. Die Übergabezangen 17 schwenken währenddessen in ihre Ausgangsposition zurück. In dieser Position verharren die Transportzangen wiederum eine kurze Weile, währenddessen sich die Haltezangen 18 und die Hälften des Gesenkes 19/20 schließen und die Transportzangen 16 sich öffnen, wobei die in Fig. 2c dargestellte Position_l erreicht wird. Derweil die erste Stauchoperation im Gesenk 19/20 durchgeführt wird, wobei das Rohr 15¹zwischen den Klemmbakken 20 des Gesenkes 19/20 eingespannt und von den Haltezangen 18 abgestützt ist, fahren die Transportzangen 16 wieder entlang der ersten Hälfte B 1/2 ihrer Bewegungsbahn in ihre Hochstellung, wobei sich die oberen Transportzangen 16o wieder von dem Gesenk 19/20 entfernen in die Position zur Übernahme eines nächsten Rohres 15², welches gleichzeitig von den Übergabezangen 17 von der Position α in die Position β geschwenkt wird. In dieser Position verharren die Transportzangen 16 und die Übergabezangen 17 wieder eine kurze Weile, die Transportzangen 16 schließen sich und die Ubergabezangen 17 sowie die Haltezangen 18 öffnen sich. Wie in Fig. 2d gezeigt, wird nun das Gesenk 19/20 geöffnet, die Übergabezangen 17 schwenken zurück in ihre Ausgangslage und die Transportzangen 16 fahren wieder in ihre Tiefstellung entlang der zweiten Hälfte B 2/2 ihrer Bewegungsbahn, wobei die Zangen 16m das Rohr 15¹ von der oberen Gravur gemäß Position δ in die untere Gravur gemäß Position δ und die Zangen 16o das Rohr 15² unter gleichzeitiger axialer Bewegung in die obere Gravur gemäß Position δ des Gesenkes 19/20 einbringen. Sodann - siehe Fig. 2e - wird das Gesenk 19/20 geschlossen. Die Rohre 15¹ und 15² werden von den Klemmbacken 20 des Gesenkes eingespannt und in den Gravuren des Gesenkteiles 19 wird das Rohr 15 ¹ fertiggestaucht und das Rohr 15² vorgestaucht. Zur gleichen Zeit schwenken die übergabezangen 17 ein weiteres Rohr 15³ von der Position d in die Position ß und die Transportzangen 16 fahren auf der ersten Hälfte B 1/2 der Bewegungsbahn in die Hochstellung, wo sie eine kurze Weile verharren, während der die Transportzangen 16 geschlossen, die Übergabezangen 17 und die Haltezangen 18 geöffnet werden. Sodann wird, wie Fig. 2f zeigt, das Gesenk 19/20 geöffnet, die Transportzangen 16 fahren auf der zweiten Hälfte B 2/2 ihrer Bewegungsbahn erneut in Tiefstellung und die Ubergabezangen 17 schwenken in ihre Ausgangslage entsprechend der Rohrposition α zurück. Dabei wird das Rohr 15³ aus der Position β in die obere Gravur gemäß Position δ , das Rohr 15² aus der oberen in die untere Gravur gemäß Position er und das Rohr 15¹ unter gleichzeitiger axialer Bewegung der unteren Transportzangen 16u aus der unteren Gravur in die Position ε eingebracht. Nachdem das Gesenk 19/20 wieder geschlossen ist - Fig. 2g zeigt dies - wird das Rohr 15³ in der oberen Gravur vorgestaucht und das Rohr 15 in der unteren Gravur fertiggestaucht. Die Haltezangen sind geschlossen, die Ubergabezangen verbringen ein neues Rohr 15⁴ von der α - in die β -Position, die Transportzangen 16 werden geöffnet und fahren wieder entlang der ersten Hälfte B 1/2 der Bewegungsbahn in ihre Hochstellung. Das fertiggestauchte Rohr 15¹ wird freigegeben und auf nicht dargestellte Weise abtransportiert. Bei Rohren großer Abmessung und/oder großer Wandstärke, die ein gemeinsames Vor- und Fertigstauchen zweier Rohre nicht zulassen, kann der Arbeitsablauf so gesteuert werden, daß nur bei jedem zweiten vollen Bewegungszyklus der Transportzangen 16 die Ubergabezangen 17 ein neues Rohr anfördern und dementsprechend jeweils nur jede zweite Rohrposition besetzt ist. Dies kann in einfachster Weise dadurch geschehen, daß bei jedem zweiten Zyklus der Zulauf von Rohren in die Position α gesperrt wird und der Arbeitstakt der Erwärmungsanlage entsprechend herabgesetzt wird.
Die Ausbildung der Chargiervorrichtung in den Einzelheiten ist den Fig. 3 bis 13 zu entnehmen.
Von dem Motor 4 (siehe Fig. 1) wird über ein stufenlos regelbares Getriebe 5 das Schrittgetriebe 6 angetrieben, wobei mit dem Getriebe 5 der Arbeitstakt der Chargiervorrichtung dem der Erwärmungsanlage für die Rohrenden und dem der Stauchpresse angepaßt werden kann. Hauptbestandteil der Chargiervorrichtung sind die Transportzangenmechaniken 1, von denen eine in den Fig. 3 und 4 in größerem Maßstab dargestellt ist. Vom Abzweig 21 des Verzweigungsgetriebes 7 ist über eine Gelenkwelle 10 das Bewegungsgetriebe 12 der Transportzangenmechanik 1 angetrieben. In dem Bewegungsgetriebe 12 treibt ein auf der Welle 23 aufsitzendes Zwischenrad zwei Zahnräder 24 an. Jedes dieser Zahnräder 24 bildet mit einer exzentrisch in ihm drehbar gelagerten Welle 25 eine Hauptkurbel. Die Welle 25 ist mit einem Ritzel 26 versehen, welches auf einem in dem Gehäuse 22 fest angeordneten Innenzahnkranz 27 abrollt. Da der Innenzahnkranz 27 eine viermal größere Zähnezahl als das Ritzel 26 aufweist, dreht sich die Welle 25 viermal, wenn sich das Zahnrad 24 einmal gedreht hat. Die Welle 25 trägt beiderends Exzenterzapfen 28, 29, deren Exzentrizität so bemessen ist, daß die Mitte der Exzenterzapfen 28, 29 bei der Drehung der Zahnräder 24 einer Bahn B folgen, wie sie in Fig. 9 dargestellt ist. Es entspricht die Exzentrizität etwa der halben Bogenhöhe im Viertelkreissegment über dem Umlaufkreis der Welle 25, so daß die Bahn B einem Quadrat mit etwas abgerundeten Ecken entspricht. Auf den Exzenterzapfen 28 und 29 sitzen Hubbalken 30 auf, die die Transportzangen 16 tragen und diese in der Bahn B quer zur Längsachse der zu manipulierenden Rohre 15 bewegen.
Wie die anhand der Fig. 2a bis g beschriebene Arbeitsweise vorsieht, ist die Bewegungsbahn B in zwei Hälften B 1/2 und B 2/2 aufgeteilt, und zwischen beiden Hälften wird die Bewegung für eine kurze Weile unterbrochen, um das Schließen bzw. öffnen von Zangen im Stillstand der Zangen und Rohre in den jeweiligen Positionen α,β,γ,δ und ε durchführen zu können. Diese Bewegungsunterbrechung wird durch das Schrittgetriebe 6 bewirkt, welches zwischen den Antrieb 4 und die Verzweigungsgetriebe 7 und 9 geschaltet ist. Dieses Schrittgetriebe wird anhand der Fig. 5 bis 7 näher beschrieben. Der Antrieb des Schrittgetriebes erfolgt vom Motor 4 über das stufenlos regelbare Getriebe 5, dessen Abtrieb über Keilriemen 31 und Keilriemenscheibe 32 eine Welle 33 am Eingang des Schrittgetriebes 6 antreibt. Ein auf der Welle 33 aufsitzendes Ritzel 34 greift in ein Zahnrad 35 ein, welches drehbar auf einem Lagerzapfen 36 aufsitzt. Der Lagerzapfen 36 ist drehfest im Gehäuse 37 verankert und trägt einen drehfest auf ihm aufsitzenden Zahnkranz 38. Im Zahnrad 35 ist exzentrisch eine Kurbelwelle 39 drehbar, die sich mit dem auf ihr aufsitzenden, sich auf dem feststehenden Zahnkranz 38 abwälzenden Ritzel 40 dreht. Das Ritzel 40 hat eine halb so große Zähnezahl wie der Zahnkranz 38, so daß sich die Kurbelwelle 39 zweimal bei einer Umdrehung des Zahnrades 35 dreht. Die Kurbelwelle 39 trägt mit einer Exzentrizität, die etwa ein Drittel der Exzentrizität der Kurbelwelle 39 im Zahnrad 35 ausmacht, einen Kurbelzapfen 41 mit aufgesetzter Rolle, und greift mit dem Kurbelzapfen 41 in eine Nut eines Schleifenhebels 42 ein, der auf einer gleichachsig zum Lagerzapfen 36 gelagerten Welle 43 aufsitzt, so daß die Welle 43 mit ihrem Abtriebsrad 44 intermittierend gedreht wird. Die sich jeweils in Abhängigkeit der Drehung des Zahnrades 35 ergebende Stellung des Kurbelzapfens 41 ist in Fig. 6 gezeigt, während das sich bei den angegebenen Verhältnissen einstellende vom Schrittgetriebe 6 hergestellte Drehzahlverhältnis n₁/n₂ zwischen dem Zahnrad 35 hinter dem Eingang und der Welle 43 am Ausgang des Schrittgetriebes 6 in Fig. 7 gezeigt ist. Es ist zu erkennen, daß das Schrittgetriebe in die volle Umdrehung des Abtriebsrades 44 des Schrittgetriebes 6 nach jeweils einer halben Umdrehung einen Stillstand einschaltet, der etwa ein Zehntel der Umdrehungsgesamtzeit ausmacht.
Mit gleicher Drehzahl wie die Welle 21 ist vom Verzweigungsgetriebe 7 eine Kurbelwelle 45 angetrieben, die über eine Pleuelstange 46 eine bei 48 schwenkbar gelagerte Kreissektorschwinge 47 bewegt. Diese Kreissektorschwinge 47 ist über dem Kreisbogen mit einer Verzahnung 49 versehen und dreht reversierend ein in die Verzahnung 49 eingreifendes Ritzel 50 auf einer Welle 51. Ihrerseits dreht die Welle 51 über eine Gelenkwelle 52 eine Spilltrommel 53, die ein über eine Spannrolle 54 geführtes endloses Seil bewegt. Die Lagerung 55 der Spilltrommel 53 und das die Spannrolle 54 stützende Joch 56 sind von einer Brücke 57 verbunden, die Bestandteil des Hubbalkens 30 ist und zugleich die mittlere Transportzange 16 m der drei Transportzangen 16 trägt, sowie zwei Schlittenführungen 58 und 59 für einen oberen Schlitten 60, der die obere Transportzange 16o trägt und einen unteren Schlitten 61, der die untere Transportzange 16u trägt.
Der Schlitten 60 ist an dem oberen Trum und der Schlitten 61 ist an dem unteren Trum des Seils zwischen Spilltrommel 53 und Spannrolle 54 befestigt, und es werden die beiden Schlitten 60 und 61 von den Seiltrumen gleichmäßig gegenläufig bewegt, wobei die obere Transportzange 16o beim Absenken eines Rohres 15 auf die Mitte der oberen Gravur des Gesenkes 19/20 das Rohr 15 in das Gesenk 19/20 hineinbewegt und die untere Transportzange 16u beim Absenken eines Rohres 15 aus der Mitte der unteren Gravur des Gesenkes 19/20 das Rohr 15 auch axial aus dem Gesenk 19/20 entfernt. Durch Verstellung der wirksamen Längen des Radius an der Kurbelwelle 45 und der Länge der Pleuelstange 46 kann die Endstellung der Rohre 15 im Gesenk 19/20 und der Weg der axialen Verschiebung der Rohre 15 verändert werden.
Gleichermaßen wie vom Verzweigungsgetriebe 7 ist auch vom Verzweigungsgetriebe 9 eine Abzweigung für den Antrieb der zweiten Transportzangenmechanik 1 vorgesehen.
Eine weitere Abzweigung des Verzweigungsgetriebes 7 und ebenso vorhanden am Verzweigungsgetriebe 9, ist eine mit gleicher Drehzahl wie die Welle 21 und die Kurbelwelle 45 angetriebene Kurbelwelle 62, die über eine Koppelstange 63 einen aus den beiden Schenkeln 64 und 65 gebildeten Winkelhebel bewegt. Der Winkelhebel 64/65 ist auf einem Zapfen 66 gelagert, der an das Gehäuse 67 des Schrittgetriebes 6 und Verzweigungsgetriebes 7 angeflanscht ist. Der Zapfen 66 und die Lagerung der Kurbelwelle 62 bilden die Standgelenke an dem hier als Steggestell dienenden Gehäuse 67 für die aus der Kurbel 62, der Koppelstange 63 und dem Winkelhebelschenkel 64 als Lenkschwinge gebildete Viergelenkkette. Der Winkelhebelschenkel 65, der eine schwingende Bewegung ausführt, ist Antriebsschwinge in einer weiteren Viergelenkkette, die den Zapfen 66 und einen von einer Konsole 68 am Gehäuse 67 getragenen zweiten Zapfen 69 als Standgelenke aufweist, ferner eine Lenkschwinge 70 und eine Koppel 71, wobei eine Koppelverlängerung 72 zur Koppel 71, die eine Übergabezange 17 der einen Ubergabezangenmechanik 2 trägt. Auf gleiche Weise ist die Ubergabezange 17 der zweiten Ubergabezangenmechanik 2 über die entsprechende Abzweigung am Verzweigungsgetriebe 9 bewegt. Die Viergelenkketten der Ubergabezangenmechaniken 2 sind so ausgebildet, daß die von den Ubergabezangen 17 an den Koppelverlängerungen 72 gefahrene Koppelkurve 73 einen geradlinig auslaufenden Abschnitt aufweist, in dem sich die Zangen 17 langsam radial auf das auf einem Ablagetisch 74 aufliegende Rohr zu bewegen, wobei die in die Koppelkurve 73 eingezeichneten Abstände der Punkte (siehe Fig. 12) den in gleichen Zeiteinheiten zurückgelegten Weg darstellen. Hierdurch ist sichergestellt, daß ohne besondere Vorkehrungen, beispielsweise Sicherheitszeiten, eine einwandfreie übernahme der Rohre 15 vom Ablagetisch 74 durch die Übergabezangen 17 erfolgt. Der Ablagetisch 74 kann um ein Gelenk 75 mittels einer Hubvorrichtung 76 schwenkbar sein in eine Hochstellung, wie in Fig. 11 gezeigt, womit der Zulauf eines Rohres 15 in den Bereich der Übergabezangen 17 ausgeschlossen ist. Eine andere Möglichkeit ist es, zwischen den Kurbelwellen 62 und ihren Antrieben in den Verzweigungsgetrieben 7 und 9 schaltbare Kupplungen vorzusehen, so daß die Ubergabezangen 17 für jeweils eine Umdrehung stillgesetzt werden können. Das Sperren des Rohrzulaufes oder das Stillsetzen der Ubergabezangen 17 kann für den Störungsfall vorgesehen sein oder bei jedem zweiten Zyklus der Transportzangenbewegung erfolgen, falls die zwei Gravuren des einen Gesenkes mit insgesamt nur einem Rohr belegt werden sollen. Zur Einstellung der genauen Lage der Rohre 15 auf dem Ablagetisch 74 ist ein verstellbarer Anschlag 77 vorgesehen.
Zu der schematischen perspektivischen Darstellung der Getriebeanordnung in der Gesamtheit, die die Fig. 13 zeigt, und für das Zusammenwirken der Getriebegruppen, wird auf die Beschreibung zu den übrigen Figuren verwiesen.
Obgleich in der Praxis Stauchpressen zumeist mit Gesenken ausgeführt werden, die mit zwei übereinanderliegenden Gravuren versehen sind und die Erfindung im Zusammenhang mit solchen Stauchpressen beschrieben ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern ebenso für Gesenke mit mehr als zwei in gleichem Abstand übereinanderliegenden Gravuren anwendbar. In solchem Falle sind die Transportzangenmechaniken 1 anstatt mit einer mittleren Transportzange 16m mit einer entsprechend größeren Zahl (Zahl n der übereinanderliegenden Gravuren minus eins) von im gleichen senkrechten Abstand der Gravuren senkrecht übereinander angeordneten mittleren Transportzangen 16m¹ bis 16m^n-1 zu versehen, und es sind entsprechend mehr stationäre Haltezangen anzuordnen, bei sonst gleicher Ausbildung der erfindungsgemäßen Chargiervorrichtung.

Claims

1. Chargiervorrichtung für das Manipulieren von Rohren an Stauchpressen mit senkrecht geteilten, mit zwei(bzw.n) übereinandergelegenen Gravuren versehenen Gesenken, die aus einem vorderen Backenpaar zum Klemmen und einem die Stauchgravuren aufweisendem hinteren Backenpaar gebildet sind, wobei die Chargiervorrichtung innerhalb eines Quertransportes für die Rohre angeordnet ist und Mittel zur Aufnahme der zu manipulierenden Rohre aufweist, mit denen die Rohre axial in den Bereich der Gesenke ein- und aus diesem ausfahrbar und vertikal quer zu ihrer Achse in die Gravuren bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Mittel zur Aufnahme der Rohre (15) Zangen (16) - mindestens zwei über die Rohrlänge angeordnet - vorgesehen sind, die zu dritt (bzw. n + 1mal) (16o, 16m, 16u) im senkrechten Abstand der Gravuren übereinander in einer senkrechten Ebene angeordnet und quer zur Achse der Rohre (15) gleichzeitig und gleichgerichtet in geschlossener Bahn (B) bewegbar sind, wobei der höchste und niedrigste Punkt der Bahn (B) senkrecht übereinander in einem Abstand entsprechend dem der Gravuren in den Gesenken (19, 20) liegen, der Bewegungsantrieb jeweils bei Erreichen des höchsten und niedrigsten Bahnpunktes den Bewegungsablauf kurzzeitig unterbricht, und die untere Ruhestellung der oberen Zangen (16o) eine deckungsgleiche axiale Rohrlage (γ) zu einem in der oberen Gravur der Gesenke (20) eingeklemmten Rohr (15) aufweist, daß ferner die oberen (16o) und unteren (16u) der drei (bzw. n+1) Zangen (16) zusätzlich senkrecht zur Bahn (B) als Normalebene entgegengesetzt zueinander um Wegstrecken größer als die axiale Gesenklänge auf die Gesenke (19, 20) zu und von diesen weg bewegbar sind, und daß die Zangen (16) bei dem aufwärts gerichteten Teil des Bewegungsablaufes (B 1/2) in Offenstellung und bei dem abwärts gerichteten Teil des Bewegungsablaufes (B 2/2) in Schließstellung gesteuert sind.

2. Chargiervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß den in der Bahn (B) bewegten Zangen (16o, 16m, 16u) (Transportzangen) stationär angeordnete Zangen (18o, 18u) (Haltezangen) - mindestens zwei über die Rohrlänge - fluchtend mit den einander entsprechenden unteren Ruhestellungen der oberen Transportzangen (16o, 16m) bzw. oberen Ruhestellungen der unteren Transportzangen (16m, 16u) zugeordnet sind.

3. Chargiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß den in der Bahn (B) bewegten Zangen (16o, 16m, 16u) (Transportzangen) an Schwenkhebeln (70, 71) angeordnete Zangen (17) (übergabezangen) zugeordnet sind, deren eine Endstellung (β) eine deckungsgleiche exiale Rohrlage mit den oberen Transportzangen (16₀) in der oberen Ruhestellung aufweist und deren Schwenkbereich den Abstand zu einem Rohrablagetisch (74) seitlich neben der Stauchpresse überbrückt.

4. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch
eine viereckige Bewegungsbahn (B) der Transportzangen (16), bei der die senkrechten Bahnabschnitte dem senkrechten Abstand der Gravuren in den Gesenken (19, 20) entsprechen und die Unterbrechungspunkte im Bewegungsablauf (Ruhestellungen der Transportzangen) in der Mitte der waagerechten Bahnabschnitte vorgesehen sind.

5. Chargiervorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transportzangen auf Hubbalken (30) aufsitzen, die die Koppel von zwei als Räderkurbeltriebe (24 bis 29) ausgebildeten Parallellenkern bilden, wobei eine in einer Hauptkurbel (24) eingelagerte Hilfskurbel (25) über den Rädertrieb (26, 27) eine vierfache Umdrehungszahl gegenüber der Hauptkurbel (24) ausführt und der Radius der Hilfskurbel (28, 29) etwa der halben Bogenhöhe eines Vierkreissegments im Hauptkurbelkreis beträgt.

6. Chargiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungsantriebe der Transportzangen (16) und der Übergabezangen (17) über ein zwischen den drehzahlregelbaren Antrieb (5) und die Bewegungsantriebe eingeschaltetes Schrittgetriebe (6) erfolgt.

7. Chargiervorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Schrittgetriebe (6) ein durch die Verbindung eines Räderkurbeltriebes (35 bis 41) mit einer Kurbelschleife (42) gebildetes Zykloidengetriebe vorgesehen ist, wobei eine in der Hauptkurbel (35) des Räderkurbeltriebes eingelagerte Hilfskurbel (39) über den Rädertrieb (38, 40) eine doppelte Umdrehungszahl gegenüber der Hauptkurbel (35) ausführt, der Radius der Hilfskurbel (39) ein Drittel vom Radius der Hauptkurbel (35) beträgt und die Hilfskurbel (39) in den gleichachsig zur Hauptkurbel (35) gelagerten Schleifenhebel (42) eingreift.

8. Chargiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die oberen (16o) und unteren (16u) Transportzangen auf oberen und unteren Schlitten (60, 61) aufsitzen, die oberen Schlitten (60) entgegengesetzt zu den unteren Schlitten (61) senkrecht zur Normalebene auf den Hubbalken (30) beweglich und durch gegenläufige Trume von Seil-oder Kettentrieben oder gegenläufige Zahnstangengetriebe angetrieben sind, und daß jeder Seil-, Ketten- oder Zangentrieb über eine Kreissektorschwinge (47) von einem Kurbeltrieb (45) mit verstellbarem Hub und verstellbaren Umkehrpunkten angetrieben ist.

9. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Schrittgetriebe (6) eine Getriebeverzweigung (7, 9) mit Abzweigungen im Übersetzungsverhältnis 1:1 zu den Hubbalkenantrieben (23 bis 29) für die Hauptbewegung der Transportzangen (16), zu den Schlittenantrieben (45 bis 56) für die Querbewegung der oberen (16o) und unteren (16u) Transportzangen und zu den Schwenkantrieben (62 bis 70) für die Ubergabezangen (17) nachgeordnet ist.

10. Chargiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkhebel (70, 71) der Übergabezangen (17) Koppeln (70) von Doppelschwingen-Gelenkvierecken bilden, bei Anordnung der Zangen (17) an Koppelverlängerungen (71) und Ausbildung der Antriebsschwingen (65) als Winkelhebel, deren zweite Schenkel (64) wiederum Schwingen von Kurbelschwingen-Gelenkvierecken mit angetriebenen Kurbeln (62) bilden.