EP0255634B1 - Schmiedemanipulator - Google Patents
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- EP0255634B1 EP0255634B1 EP87110378A EP87110378A EP0255634B1 EP 0255634 B1 EP0255634 B1 EP 0255634B1 EP 87110378 A EP87110378 A EP 87110378A EP 87110378 A EP87110378 A EP 87110378A EP 0255634 B1 EP0255634 B1 EP 0255634B1
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- bearings
- cross arms
- piston
- connecting rods
- gripper carrier
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
- B21J13/08—Accessories for handling work or tools
- B21J13/10—Manipulators
Definitions
- Forge manipulators are used to handle heavy forgings, the pliers holding the forging are designed for lifting, lowering, horizontal and vertical swiveling, lateral parallel displacement, turning and axial driving.
- Known forging manipulators are provided according to the preamble of claim 1 with bearings carried in a chassis of tie rods for a rotatable clamp carrier in the bearings, the tie rods designed as piston-cylinder units telescopically designed tie rods on the one hand height-adjustable with forks pivotable in the chassis and on the other hand with the Bearings of the pliers carrier carrying trusses are connected, and wherein the pliers carrier with its bearings on the trusses is horizontally adjustable.
- the pliers carrier in its lower position must be able to be lowered as close as possible to the hut floor and if the distance from the hut hall to the center of the pliers carrier is not sufficient to accommodate the bearings with associated crossbeam in the middle of the bearing, the bearing and the crossbeam must be in the direction the axis of the gun carrier offset from one another with the disadvantage that the housing receiving the gun carrier bearing and connecting it is exposed to the bending moments which result from the bearing pressures and the offset of the crossmember to the bearings.
- the object of the invention is to avoid bending moments in crosswise displaceable bearings of the pliers carrier in the component connecting the bearings when the pliers carrier is arranged close above the hut floor even in the event that the diameter of the pliers carrier bearing close to the pliers is that of the pliers comes close.
- the invention provides that the trusses carrying the bearings for the tong holder, along which the bearings can be displaced transversely, are arranged in the respective center plane of the bearing above the bearings.
- the arrangement of the crossbeams in the respective bearing center plane above the bearings of the tong holder leads to a correspondingly large overall height of the manipulator, provided that the tie rods with telescopic piston-cylinder units are designed telescopically and thus for vertical suspension and inclination adjustment of the tong holder are set up.
- an increase in the overall height should also be avoided.
- the piston-cylinder units integrated in the tie rods should consist of piston rods with pistons extending the tie rods and penetrated by the piston rods and guided on them and designed as supports for the cross members and arranged below the cross members.
- the pull and piston rods can be connected to each other in a ball-and-socket joint.
- the piston-cylinder units are provided with spherical collars for supporting end pieces of the cross members via interposed ball sockets and the piston rods extended to tie rods are guided with play through holes in the end pieces of the cross members, this results in a structural simplification with the center of the spherical bundles and ball sockets located below the support, a correspondingly large effective length of the tie rods as a further advantage.
- the manipulator consists of a chassis 2 formed by two side walls 1 and connecting cross struts, not shown, which can be moved with wheels 3 on rails 4.
- Bearings 5 are attached to the side walls 1 and receive a front pivot shaft 6 and a rear pivot shaft 7.
- Two pivot levers 8 and 8 fastened on the front pivot shaft 6 two on the rear pivot shaft 7 attached lever 9 are connected to each other by handlebars 10 and are thus moved evenly and in the same direction by pistons 11 acting on the pivot levers 11, which run in cylinders 13 fastened to the side walls 1 with brackets 12 and can be acted upon on both sides.
- Front tie rods 14 are connected to the front pivot levers 8 and rear tie rods 15 are connected to the rear pivot levers 9 via ball joints 16.
- the pairs of front tie rods 14 and rear tie rods 5 carry - as will be explained in more detail - a tong holder 17 with tong head 18 and clamping jaws 19.
- the tong holder 17 with tong head 18 and clamping jaws 19 can pass from the piston-cylinder unit 11/13 via the Swivel levers 8 and 9, the handlebars 10 and the tie rods 14 and 15 are raised and lowered.
- the pull rods 14 merge into piston rods 20 and the pull rods 15 into piston rods 21, and a piston 22 forms in each case to the piston rod 20 with a cylinder 23 and in each case a piston 24 to the piston rod 21 with a cylinder 25 a piston-cylinder unit 22/23 or 24/25.
- the cylinders 23 and 25 are divided into two, the parting line being bridged by a double-acting stuffing box 26 with sealing rings and the two cylinder parts being connected by screws and nuts.
- the cylinders 23 and 25 are sealed off from the piston rods 20 and 21, on which the cylinders 23 and 25 are guided, by glands 27.
- the design of the cylinders 23 and 25 on the upper side is shown on a larger scale in FIG. 5.
- the cylinders 23 and 25 are provided with a neck 28, onto which a thread 29 is cut and a threaded sleeve 30 is screwed.
- the upper cylinder base with the neck 28 is provided with a bore 31.
- the threaded sleeve 30 is spherical Provide collar 33, on which an end piece 34 of a traverse is supported via an intermediate ball socket 35, which is centered in a bore in the end piece 34.
- a coupling ring 36 engages under the spherical collar 33 of the threaded sleeve 30 with a corresponding spherical support surface.
- the coupling ring 36 is connected to the end piece 34 by screws.
- the end pieces 34 are associated with cross members 37 and 38, the cross member 37 with its end pieces 34 being assigned to the front tie rods 14 and the cross member 38 with its end pieces 34 being assigned to the rear tie rods 15.
- the cross member 37 carries a front bearing housing 39 and the cross member 38 carries a rear bearing housing 40.
- the bearing housings 39 and 40 are connected to one another by a spacer tube 41 and are equipped with bearings 42 in which the tong holder 17 has a hydraulic motor 43 and pinion 44 and one with the pliers carrier 17 connected ring gear 45 is rotatable. With the traverses 37 and 38 cantilever arms 46 are firmly connected as supports for cylinders 47.
- Pistons 48 seated in the cylinders 47 are provided for displacing the bearing housing 39 along its cross member 37 and the bearing housing 40 along its cross member 38.
- the crossbeams 37 and 38 with their end pieces 34 are guided between the side walls 1, for which purpose the end pieces 34 are seen with bores, into which buffer pieces 49 supported by springs are inserted.
- the pistons 22 in the cylinders 23 can be acted upon from one side by an adjustable pressure from a pressure accumulator, so that a vertical suspension of the tong holder 17 under the forging pressure is possible.
- the pistons 24 in the cylinder 25 can be acted upon on both sides and the cylinder spaces can be shut off, so that the inclination of the tong holder 17 can be adjusted.
- the tong holder 17 In the axial direction, the tong holder 17 is held in a resilient manner by its oscillating suspension on the tie rods 14 and 15 in connection with the piston-cylinder units 50 acting between the front cross member 37 and the pivot shaft 7.
Landscapes
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Description
- Zur Handhabung schwerer Schmiedestücke werden Schmiedemanipulatoren verwendet, deren das Schmiedestück fassende Zange zum Heben, Senken, horizontalen und vertikalen Schwenken, seitlichen Parallelverschieben, Drehen und axialen Fahren eingerichtet ist. Bekannte Schmiedemanipulatoren sind hierzu gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit in einem Fahrgestell von Zugstangen getragenen Lagern für einen in den Lagern drehbaren Zangenträger versehen, wobei die als Kolben-Zylinder-Einheiten teleskopartig ausgebildeten Zugstangen kugelgelenkig einerseits mit im Fahrgestell schwenkbaren Gabeln höhenverstellbar und andererseits mit die Lager des Zangenträgers tragenden Traversen verbunden sind, und wobei der Zangenträger mit seinen Lagern an den Traversen horizontal verstellbar ist. Die durch integrierte Kolben-Zylinder-Einheiten teleskopartige Ausbildung der Zugstangen, die mit dem dem Zangenkopf nächstgelegenen Zugstangenpaar für eine vertikale Federung und mit dem hinteren Zugstangenpaar für eine Neigungseinstellung des Zangenträgers eingerichtet sind, um übermaßige Lagerbelastungen zu vermeiden und ein Bewegen des Schmiedestückes zwischen den Schmiedewerkzeugen der Presse berührungslos oder mit geringem Auflagerdruck zu gewährleisten, hat zur Anordnung der den Zangenträger mit seinen Lagern tragenden Traversen unterhalb der Lager geführt (DE-PS 22 55009). Ein Vorteil dieser Anordnung liegt auch darin, daß sich relativ lange Zugstangen ergeben, so daß deren Auslenkungswinkel bei einer vorgegebenen Längs- oder Querbewegung des Zangenträgers gering bleiben (DE-PS 12 98 497).
- Vorgegeben durch die Sattelhöhe des unteren Schmiedewerkzeuges muß der Zangenträger in seiner unteren Lage möglichst dicht auf die Hüttenflur absenkbar sein und sofern der Abstand vom Hüttenflur bis Mitte Zangenträger für die Unterbringung der lager mit zugehöriger Traverse in Lagermittenebene nicht ausreicht, hat man Lager und Traverse in Richtung der Achse des Zangenträgers zueinander versetzt mit dem Nachteil, daß das die Lager des Zangenträgers aufnehmende, diese verbindende Gehäuse den Biegemomenten ausgesetzt ist, die aus den Lagerdrücken und dem Versatz der Traverse zu den Lagern resultieren.
- Aufgabe der Erfindung ist es, bei entlang Traversen quer verschiebbaren Lagern der Zangenträger Biegemomente in dem die Lager verbindenden Bauteil bei Anordnung des Zangenträgers dicht über Hüttenflur auch für den Fall zu vermeiden, daß das nahe der Zange gelegene Lager des Zangenträgers in seinem Durchmesser dem der Zange nahekommt.
- Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die die Lager für den Zangenträger tragenden Traversen, entlang denen die Lager quer verschiebbar sind, in der jeweiligen Lagermittenebene über den Lagern angeordnet sind.
- Zum Stande der Technik wird auf die DE-PS 15 27 362 verwiesen, durch die die Aufhängung der Lager eines Zangenträgers im Fahrgestell mittels Pendeln bekannt ist, wobei die Verbindung zwischen den Pendeln und Lagern in der jeweiligen Lagermittenebene vorgesehen ist. Durch die Aufhängung über Pendel wird eine nachgiebige Abstützung des Zangenträgers in axialer Richtung ermöglicht, ohne daß aber eine Querbewegung des Zangenträgers, dessen Höhenverstellung, Neigungseinstellung und vertikale Federung vorgesehen oder möglich ist.
- Die Anordnung der Traversen in der jeweiligen Lagermittenebene über den Lagern des Zangenträgers, wie diese erfindungsgemaß vorgesehen ist, führt jedoch zu einer entsprechend großen Bauhöhe des Manipulators, sofern die Zugstangen mit integrierten Kolben-Zylinder-Einheiten teleskopartig ausgebildet und so für die vertikale Federung und Neigungseinstellung des Zangenträgers eingerichtet sind. In Weiterführung der Aufgabe der Erfindung soll auch eine Vergrößerung der Bauhöhe vermieden werden.
- Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sollen daher die in die Zugstangen integrierten Kolben-Zylinder-Einheiten aus die Zugstangen verlängernden Kolbenstangen mit Kolben und von den Kolbenstangen durchdrungenen, an diesen geführten, als Stützen der Traversen ausgebildeten, unterhalb der Traversen angeordneten Zylindern bestehen. Hierbei können die Zug- und Kolbenstangen kugelgelenkig miteinander verbunden sein.
- Werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kolben-Zylinder-Einheiten mit kugelballigen Bunden zur Abstützung von Endstücken der Traversen über zwischengeordnete Kugelpfannen versehen und die zu Zugstangen verlängerten Kolbenstangen mit Spiel durch Bohrungen in den Endstücken der Traversen geführt, so ergibt sich außer einer baulichen Vereinfachung mit dem unterhalb der Abstützung gelegenen Mittelpunkt der kugelballigen Bunde und Kugelpfannen eine entsprechend große wirksame Länge der Zugstangen als weiterer Vorteil.
- Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
- Figur 1 zeigt eine Gesamtansicht des Manipulators, zu der als Einzelheit in größerem Maßstab die
- Figur 2a eine der hinteren und die
- Figur 2b eine der vorderen Zugstangen im Schnitt zeigen. Ebenfalls in größerem Maßstab zeigt die
- Figur 3 den Zangenträger mit seiner Lagerung im Längsschnitt nach den in Figur 4 eingetragenen Linien 111-111 und die Figur 4 die Lagerung des Zangenträgers teilweise in Stirnansicht und teilweise in einem Querschnitt nach der in Figur 3 eingetragenen Linie IV-IV.
- Figur 5 zeigt in nochmals größerem Maßstab eine Einzelheit.
- Der Manipulator besteht aus einem von zwei Seitenwänden 1 und diese verbindenden nicht dargestellten Querstreben gebildetem Fahrgestell 2, welches mit Rädern 3 auf Schienen 4 verfahrbar ist. Auf den Seitenwänden 1 sind Lager 5 befestigt, die eine vordere Schwenkwelle 6 und eine hintere Schwenkwelle 7 aufnehmen. Zwei auf der vorderen Schwenkwelle 6 befestigte Schwenkhebel 8 und zwei auf der hinteren Schwenkwelle 7 befestigte Schwenkhebel 9 sind durch Lenker 10 miteinander verbunden und werden somit gleichmäßig und gleichsinnig von an den Schwenkhebeln 9 angreifenden Kolben 11 bewegt, die in an den Seitenwänden 1 mit Konsolen 12 befestigten Zylindern 13 laufen und beidseitig beaufschlagbar sind. Mit den vorderen Schwenkhebeln 8 sind vordere Zugstangen 14 und mit den hinteren Schwenkhebeln 9 sind hintere Zugstangen 15 über Kugelgelenke 16 verbunden. Die Paare von vorderen Zugstangen 14 und hinteren Zugstangen 5 tragen - wie noch näher dargelegt wird - einen Zangenträger 17 mit Zangenkopf 18 und Spannbacken 19. Der Zangenträger 17 mit Zangenkopf 18 und Spannbacken 19 kann von der Kolben-Zylinder-Einheit 11/13 über die Schwenkhebel 8 und 9 den Lenker 10 und die Zugstangen 14 und 15 gehoben und gesenkt werden.
- Wie die Figuren 2a und 2b detailliert zeigen, gehen die Zugstangen 14 in Kolbenstangen 20 und die Zugstangen 15 in Kolbenstangen 21 über und es bildet jeweils ein Kolben 22 zur Kolbenstange 20 mit einem Zylinder 23 und jeweils ein Kolben 24 zur Kolbenstange 21 mit einem Zylinder 25 eine Kolben-Zylinder-Einheit 22/23 bzw. 24/25. Die Zylinder 23 und 25 sind zweigeteilt, wobei die Teilfuge von einer doppeltwirkenden Stopfbuchse 26 mit Dichtungsringen überbrückt ist und die beiden Zylinderteile durch Schrauben und Muttern verbunden sind. An der Unterseite sind die Zylinder 23 und 25 gegenüber den Kolbenstangen 20 bzw. 21, an denen sich die Zylinder 23 bzw. 25 führen, durch Stopfbüchsen 27 abgeschlossen.
- Die oberseitige Ausbildung der Zylinder 23 bzw. 25 zeigt in größerem Maßstab die Figur 5. Die Zylinder 23 und 25 sind mit einem Hals 28 versehen, auf den ein Gewinde 29 aufgeschnitten und eine Gewindehülse 30 aufgeschraubt ist. Für den Durchtritt der Kolbenstange 20 bzw.21, die in die Zugstangen 14 bzw. 15 übergehen ist der obere Zylinderboden mit dem Hals 28 mit einer Bohrung 31 versehen. Ein mit Dichtungen versehener Abschlußring 32, der auf die Gewindehülse 30 aufgesetzt und durch Schrauben mit dieser verbunden ist, dient zur oberen Führung des Zylinders 23 bzw. 25 und zu dessen Abdichtung gegenüber der Kolbenstange 20 bzw. 21. Die Gewindehülse 30 ist mit einem kugelballigen Bund 33 versehen, auf dem sich ein Endstück 34 einer Traverse über eine zwischengeordnete Kugelpfanne 35, die in einer Bohrung im Endstück 34 zentriert ist, abstützt. Ein Überwurfring 36 untergreift den kugelballigen Bund 33 der Gewindehülse 30 mit einer entsprechend kugelballigen Stützfläche. Der Überwurfring 36 ist durch Schrauben mit dem Endstück 34 verbunden.
- Die Endstücke 34 sind Traversen 37 und 38 zugehörig, wobei die Traverse 37 mit ihren Endstücken 34 den vorderen Zugstangen 14 und die Traverse 38 mit ihren Endstücken 34 den hinteren Zugstangen 15 zugeordnet ist. Die Traverse 37 trägt ein vorderes Lagergehäuse 39 und die Traverse 38 trägt ein hinteres Lagergehäuse 40. Die Lagergehäuse 39 und 40 sind durch ein Distanzrohr 41 miteinander verbunden und mit Lagern 42 ausgerüstet, in denen der Zangenträger 17 über einen Hydraulikmotor 43 und Ritzel 44 und einen mit dem Zangenträger 17 verbundenen Zahnkranz 45 drehbar ist. Mit den Traversen 37 und 38 sind Kragarme- 46 als Stützen von Zylindern 47 fest verbunden. In den Zylindern 47 sitzende Kolben 48 sind zur Verschiebung des Lagergehäuses 39 entlang seiner Traverse 37 bzw. des Lagergehäuses 40 entlang seiner Traverse 38 vorgesehen. Die Traversen 37 und 38 mit ihren Endstücken 34 sind zwischen den Seitenwänden 1 geführt, wozu die Endstücke 34 mit Bohrungen ver sehen sind, in die von Federn gestützte Pufferstücke 49 eingesetzt sind.
- Die Kolben 22 in den Zylindern 23 sind einseitig von oben mit einem einstellbaren Druck aus einem Druckspeicher beaufschlagbar, so daß eine vertikale Federung des Zangenträgers 17 unter dem Schmiededruck moglich ist. Die Kolben 24 in den Zylinder 25 sind beidseitig beaufschlagbar und die Zylinderräume sind absperrbar, so daß die Neigung des Zangenträgers 17 einstellbar ist.
- In axialer Richtung ist der Zangenträger 17 durch seine pendelnde Aufhängung an den Zugstangen 14 und 15 in Verbindung mit den zwischen der vorderen Traverse 37 und der Schwenkwelle 7 wirksamen Kolben-Zylinder-Einheiten 50 federnd nachgiebig gehalten.
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