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"Manipulator mit Schmiedezange, insbesondere mit
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maschinellem Zangenantrieb" Die Erfindung betrifft einen Manipulator
mit Schmiedezange, insbesondere mit maschinellem Zangenantrieb, bei der jeder der
beiden gegenläufig in einer Ebene beweglichen Zangenschenkel ein Verbindungsgelenk
für je Backe aufweist und mit der Backe das Werkstück durch eine auf deren Werkstückseite
ausgebildete Ausnehmung aufweist.
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Die zu schmiedenden Werkstücke sind nicht frei von Toleranzen. Diese
führen zu unterschiedlichen Formen der Werkstücke in den Bereichen, welche mit den
Backen erfasst werden. Meistens verwendet man deswegen Ausnehmungen mit zwei dachförmig
konvergierenden und längs einer Achse verlaufenden ebenen Flächen, weil hierdurch
an jeder Backe mindestens zwei linienförmige Berührungen erzielbar sind, wenn die
Backe sich der Form des Werkstückes anpasst. Dazu dient deren schwenkbare Lagerung
an dem betreffenden Zangenschenkel, welche eine der Einstellung auf das Werkstück
dienende Relativbewegung gegenüber den Zangenschenkeln ermöglicht.
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Wenn das Werkstück außerhalb des zwischen einem iiammerbären bzw.
einem Obergesenk und einem Untergesenk verformten Werkstückes neben den Gesenken
erfassen kann,
wie dies bei der Bearbeitung von Rohr- oder Stangenmaterial
insbesondere der Fall ist, braucht man praktisch nur die Durchmessertoleranzen zu
berücksichtigen.
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Dazu ist die eingangs bezeichnete Schmiedezange bekannt.
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Die Verbindungsgelenke sind als Zapfendrehgelenke ausgebildet, deren
Gelenkachsen senkrecht zur Bewegungsebene der Zangenschenkel orientiert sind. Sie
verlaufen außerdem senkrecht zu den Achsen der in Längsrichtung des Werkstückes
verlaufenden Ausnehmungen, wobei die Achsen der Ausnehmungen ihrerseits in der Zangenschenkelebene
verlaufen. Infolgedessen kann sich jede Backe so verschwenken, daß sie sich unabhängig
von der Orientierung der Zangenschenkel dem außerhalb des Gesenkes liegenden Weikstückteil
trotz vorhandener Durchmessertoleranzen anlegt.
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Wenn man dagegen Werkstücke schmiedet, deren gesamtes Volumen beim
Schmieden verformt wird und die deswegen zwischen Ober- und Untergesenk bzw. Hammerbär
erfaßt werden müssen, treten zusätzliche Probleme auf. Diese werden einerseits durch
die Form des Werkstückes hervorgerufen. Häufig sind nämlich konische, kegelige oder
pyramidenähnliche Formen, weil sie die Voraussetzung für das Entformen aus der Gravur
des Gesenkes sind.
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Daraus ergibt sich häufig die Notwendigkeit, beim Weiter-oder beim
Fertigschmieden das Werkstück auf konvergierenden Flächenbereichen zu erfassen und
dabei gleichzeitig Toleranzen auszugleichen. Andere Probleme werden durch die Verformung
des Werkstückes hervorgerufen. Hierbei können nämlich Verminderungen der Abmessungen
des Werkstückes in der Achse der Verformung auftreten, deren Größe das sichere Erfassen
des Werkstückes beim Schmieden infrage stellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für diese Fälle eine Schmiedezange
anzugeben, die sich den Formtoleranzen anpaßt und die Verkürzungen des Werkstückes
beim Schmieden berücksichtigt.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Verbindungsgelenk
für das eine Glied eine Kugel und für das andere Glied eine Kugelpfanne aufweist
und die Zange mit dem Manipulator durch ein Drehgelenk verbunden ist, dessen Achse
in oder parallel zu der Ebene der Zange und parallel zu einer der beiden Kugelgelenke
verbindenden Achse verläuft.
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Durch die Erfindung wird eine selbsttätige Anpassung der Zange an
die Formtoleranzen und die Veränderungen des Werkstückes beim Schmieden erzielt.
Durch die einseitige Beweglichkeit des Verbindungsgelenkes ist es möglich, konvergierende
Flächen zu berücksichtigen, denen sich die Ausnehmungen mit ihren Flächen anlegen,
wobei sich die Backen selbsttätig verschwenken. Außerdem paßt sich die Zange auch
den Verformungen während des Schmiedens an, ohne daß der Manipulator bewegt zu werden
braucht. Denn bei S«h«wex=xxn=sn- oder vergrößeungen schwem' die Zange um die Achse
des Drehgelenkes und gleichzeitig verschwenken sich die Backen gegenüber den Zangenschenkeln
entsprechend.
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Die neue Schmiedezange bietet daher vor allem den Vorteil, daß der
Manipulator beim Schmieden nicht nachgeführt zu werden braucht, wodurch eine kurze
Schlagfolge und/oder Schläge mit erheblicher Verformung, vor allem in der Werkstückachse
ermöglicht werden.
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Die Einzelheiten, weiteren Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der
Figuren in der Zeichnung; es zeigen: Fig. 1 in abgebrochener Darstellung eine Ansicht
einer Schmiedezange gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand
nach Fig. 1, Fig. 3 eine Stirnansicht des Gegenstandes der Fig. 1, Fig. 4 im kleineren
Maßstab unter teilweiser Wiedergabe des Manipulators eine Ansicht des Erfindungsgegenstandes
in der Fig. 1 entsprechender Darstellung und Fig. 5 eine abgebrochene Draufsicht
auf den Gegenstand der Fig. 4.
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Der Manipulator, der beispielsweise an einem Hebezeug aufgehängt sein
kann, ist allgemein mit 1 bezeichnet, jedoch in der Zeichnung nicht wiedergegeben,
weil ansich bekannte Manipulatoren insoweit Anwendung finden können. Über ein Drehgelenk
2 ist ein Zangenhalter 3 mit dem Manipulator verbunden. Dazu ist der Zangenhalter
maschinenseitig mit einer Gabel mit zwei Gabelzinken 4 und 5 versehen, die von dem
Gelenkbolzen 6 durchdrungen werden, welcher in einer entsprechenden Bohrung 7 des
Manipulators 1 untergebracht ist. Die
Achse 8 des Drehgelenkes 2
ist so orientiert, daß der Zangenhalter die durch den Pfeil 9 wiedergegebenen Bewegungen
ausführen kann.
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Der Zangenhalter 3 besitzt ein Querhaupt 10 mit je einem Drehgelenk
11 für einen Zangenschenkel 12. Beide Zangenschenkel bewegen sich in einer Ebene,
die bei 13 in Fig. 4 angedeutet ist. Die Zangenschenkel selbst sind zweiarmig, wobei
die kürzeren Arme ihrerseits mit Drehgelenken 14 für den Anschluß von nicht wiedergegebenen
Laschen versehen sind, die die Zangenschenkel mit einer Stange verbinden, welche
beispielsweise mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Schubkolbengetriebe angetrieben
sein kann, um die Zangenschenkel zu öffnen und zu schließen.
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Die Zangenschenkel sind spiegelbildlich gleich ausgebildet. Es genügt
daher, den Zangenschenkel 12 zu beschreiben, dessen Bewegung durch den Pfeil 15
in Fig. 2 wiedergegeben ist. Am freien Ende des längeren mit 16 bezeichneten Zangenarmes
sitzt eine Kugelpfanne 17 für eine Gelenkkugel 18, die an einem Zapfen 19 einer
Backe 20 ausgebildet ist. Dieses allgemein mit 21 bezeichnete Kugelgelenk ermöglicht
der Backe drei Hauptbewegungen, die durch Pfeile in den Figuren 1 bis 3 wiedergegeben
sind: Einerseits kann sich nämlich die Backe in Richtung des Doppelpfeiles 22 der
Fig. 2 verschwenken und dadurch Formänderungen senkrecht zu der mit 23 bezeichneten
Achse ausgleichen. Andererseits kann sie in Richtung des Pfeiles 231verschwenkt
werden, der in Fig. 1 eingetragen ist. Dadurch kann sie sich Änderungen in der Weßstückachse
24 anpassen, die mit der Schlagachse übereinstimmt. Schließlich kann die Backe 20
in Richtung des
Doppelpfeiles 25 verschwenkt werden, wodurch sie
sich Durchmesseränderungen des Werkstückes anzupassen vermag. Dies ist in Fig. 3
wiedergegeben.
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Ein Werkstück 30 (Fig. 4) hat ein Ausgangsmaß H und wird durch das
Schmieden um das Maß h, kürzer, aber auch gleichzeitig im Durchmesser größer. Der
Ausgangsdurchmesser ist mit d, der Enddurchmesser ist mit D wiedergegeben. Die schließliche
Höhe des Werkstückes ist mit S bezeichnet.
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Wie es sich aus einer Betrachtung der Figuren 4 und 5 ergibt, ermöglicht
die beschriebene Backenhalterung und Zangenlagerung, daß sich die Backen 20 mit
ihren Ausnehmungen 32 dem Werkstück anpassen. Die Ausnehmungen sind von zwei dachförmig
konvergierenden Flächen 33 bzw. 34 gebildet, die bei der Darstellung der Fig. 5
längs einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Achse angeordnet sind. Wird
nämlich das Werkstück durch das Schmieden schließlich auf seinen Enddurchmesser
5 verkürzt, so braucht der Manipulator 1 nicht bewegt zu werden, weil sich die Zange
mit ihrer Zangenhalterung 3 im Gelenk 2 bewegt, dessen Achse 8 in der Zangenebene
13 und parallel zu einer beide Kugelgelenke verbindenden Achse 35 (Fig. 2) verläuft.
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