DE1925645A1

DE1925645A1 - Betaetigungsvorrichtung fuer Greiforgane

Info

Publication number: DE1925645A1
Application number: DE19691925645
Authority: DE
Inventors: Giorgio Bormioli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-21
Filing date: 1969-05-20
Publication date: 1970-02-05
Also published as: FR2009053A1; US3589766A; GB1240049A

Description

Dip!.-'-1 A ^{r 1}Wf Essen, den 19. Wai 1969

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Giorgio BORMIOLO, PADOVA/Itauen,, Via Galileo Galilei 11 Betätigungsvorrichtung für Greiforgane,

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für Greiforgaue, wie beispielsweise der Schalen eines Greifers, der Spannbacken zum Festspannen eines Deckels au einem Behälter usw. insbesondere eignet sich die Erfindung zur Betätigung der Greiforgane einer Rohrverbindung, doch da diese Anwendung in der deutschen Patentanmeldung P 17 50 783*4 beschrieben ist, wird hier nicht auf sie Bezug genommen, sondern werden als Anweudungsbeispiele diejenigen bei Greifern und Behältern beschrieben.

In diesen wie in anderen Fällen sind die Greiforgane Üblicherweise an einem Tragelement angelenkt (insbesondere am Behälter selbst im Fall der Anwendung an Behältern) und bewegen sich in verschiedenen, durch die Achse des Tragelementes führenden Ebenen.

Zum Üeffnen und Schließen dieser Greiforgane können verschiedenarbige Vorrichtungen verwendet werden, wie beispielsweise solche, die hydraulische Elemente, wie Heber, Regeiveiitile usw. umfassen, üiese hydraulischen Vorrichtungen gestatten es jedoch nicht,jenen absolut sicheren Halt zu gewährleisten, welcher hingegen bei der Anwendung an Greifern und anderen Vorrichtungen notwendig ist, bei denen die Haltsicherheit eine wesentliche Forderung ist. Andere rein mechanische Vorrichtungen sind hingegen sperrig, kompliziert und im Betrieb unsicher.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine BetSltigungsvorrxchtung von an einem Tragelement angelenkten, in verschiedenen durch die Achse dieses Tragelementes führenden Ebenen beweglichen Greiforganen zu schaffen, die aufbaumä&ig einfach und billig ist und trotzdem im Betrieb absolut sicher i»t und insbesondere einen absolut sicheren Halt gewährleistet, d.h. ein unerwünschtes Oeffnen der Greiforgane absolut unmöglich machte

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst diese Aufgabe mit Hilfe einer Mehrzahl von in ihrer Länge elastisch veränderbare.! Stäben, welche die Greiforgane gelenkig mit einem Ring verbinde.·, welcher zufolge der ihm seitens eines Haudbetätigungsorgans Ubertraerene'i Hin- und Herbewegung um das I'ragelement der Greiforgane drehbar ist.

Die Hin- und Herdrehung des Ringes erfolgt zwischen zwei Endlagen, wobei die Stäbe in der einen Endlage des Ringes im wesentlichen in den Bewegungsebenen der Greiforgane liegen,wahrend sie in der anderen Endlage des Ringes eine zu diesen iJbenou geneigte Stellung einnehmen. Wenn die Stabe eine derartige Länge besitzen, daß sich ihr elastischer Teil in der genannten zweicen Endlage des Ringes in Ruhe befindet, dann ergibt sich, daß W sie bei der Verdrehung des Ringes in die erste Endlage zusammengedrückt und verkürzt werden, wodurch sie eine derartige elastische Energie aufspeichern, daß sie das Schließen der Greiforgane verursachen, wobei eine gewisse Kenge der elastischen Energie in den Stäben aufgespeichert bleibt, so daß ein gewisser Haltedruck der Greiforgane sichergestellt wird.

wird sodann der Ring etwas über die Lage hinausgedreht, in der die Stabe in den Bewegungsebenen der Greiforgane liegen, dann erreicht man, daß zum neuerlichen Oeffnen der Greiforgane der Ring in entgegengesetzter Richtung gedreht werden muß, wobei die seitens des elastischen Teils der Stabe ausgeübte Kraft das üeffnen der Greiforgane mangels dieser Rückdrehung des Ringes verhindert. Die Vorrichtung ist somit mit einer einfachen aber wirksamen Sicherung gegen ein etwaiges unerwünschtes Oeffnen der Greif— organe zufolge eines möglichen Bruches des Betätigungsorgans des Ψ Ringes ausgestattet.

Zum neuerlichen Oeffnen der Greiforgane ist es somit erforderlich, den Ring derart in entgegengesetzter Richtung zu verdrehen, daß er in seine zweite Endwinkellage gelangt. Zufolge dieser Kückdrehung werden die Stabe geneigt und verlängern sich dabei, wodurch sie das neuerliche Oeffnen der Greiforgane hervorrufen. Dieses Oeffnen erfolgt fast plötzlich, nachdem es ausreicht, die Stäbe über die Todpunktlagen hinauszuführen, in denen sie in den ßewegungsebenen der Greiforgane liegen, wonach sich die im elastischen Teil der Stäbe aufgespeicherte Energie voll-

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ständig entlad und die Greiforgane zurückgezogen werden, so daß die kUckdrehuug des Ringes in seine zweite Endwinkellage begünstigt wird.

Der hauptsächlichste Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß mit Hilfe einer äußerst einfachen Konstruktion ein sicherer Betrieb und eine praktisch völlige Unmöglichkeit des unerwünschten Oeffnens der Greiforgane erreicht'werden, >achdem wie gesagt ein unerwünschtes Oeffnen zufolge eines Bruches des Betätigungsorgans des Ringes verhindert ist, kann ein solches unerwünschtes Oeffnen nur im Falle des Bruches derjenigen Organe erfolgen, welche die Steuerung auf die Greiforgane übertragen, d.h. der Stabe bzw. der Anlenkelemente derselben an die Greiforgane und an den Ring. Ee sind dies jedoch mechanische Organe, deren Bruch äußerst unwahrscheinlich ist, so daß man sagen kann, daß mittels der erfindungsgenlßen Vorrichtung nicht nur eine hohe Einsatzsicherheit;, sondern auch eine beachtliche Sicherheit gegen unerwünschtes Oeffnen der Greiforgane erzielt wird. Wenn die Greiforgane ±m gleichen gegenseitigen Abstanden angeordnet sind und wenn die StSbe alle gleich und in gleichen gegenseitigen Abständen am Ring und an den Greiforganen angelenkt sind, dann bewegen sich die Greiforgane beim Schließen alle mit der gleichen Geschwindigkeit und schließen mit einem gleichmässigen Haltedruck. Dieser gl©i.©*aalaige Druck ist insbesondc ·<; bei der Anwendung der erflac- · s'^rs vi^e Vorrichtung an einem "ehälter äußerst nützlich.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, welche die Anwendung der Vorrichtung an den Schalen eines Greifers und an einem mit einem Deckel versehenen Behälter zeigt. Es versteht sich jedoch, daß es sich dabei nur um reine Anwendungsbeispiele handelt, nachdem die erfindungsgemäße Vorrichtung bei verschiedensten Einrichtungen mit Greiforganen anwendbar ist.

Die Fig.1 und 2 zeigen in Seitenansicht einen Greifer mit geschlossenen bzw. offenen Schalen, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung betätigt werden,

die Fig.3 und 4 zeigen den gleichen Greifer in Ansicht von oben nach dem Pfeil A in Fig,1 mit geschlossenen bzw. offenen Schalen,

die Fig.5 veranschaulicht im Einzelnen im Schnitt einen der Verbindungsstäbe zwischen den Schalen des Greifers und

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dem Ring und

die Fig.6 zeigt teilweise im Schnitt einen Behälter, dessen. Deckel mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung festgespannt ist.

Der in den Fig.1-5 gezeigte Greifer umfasst ein Tragelement 1 mit einem Speichenkreuz 29 zur Lagerung eines Seiles 30, an welchem Tragelement die vier Greiferschalen 3 mittels zylindrischer Zapfen 2 angelenkt sind. Die Greiferschalen befinden sich in gleichen gegenseitigen Abständen und sind geeignet, sich in Ebenen zu bewegen, welche durch die Achse des Tragelementes 1 führen. An jeder Schale ist mittels eines, mit einem elastischen Bund 23 versehenen Kugelzapfens 4 ein Ende eiiies Stabes 5 mit elastisch veränderlicher Länge angelenkt, während die anderen Enden der Stäbe 5 mittels gleichweit voneinander entfernter und mit elastischen Bünden 24 versehener Kugelzapfen 6 an einem Ring 7 angelenkt sind, der achsengleich zum 1 ragelement 1 angeordnet und um dasselbe Ve.rdrehbar ist. Der Ring 7 kann sich zwischen zwei Endlagen hin- und herdrehen,wobei in der einen Endlage die Stäbe 5 im wesentlichen in den ßewegungsebenen der Greiferschalen 3 liegen, während sie in der anderen Endlage des Ringes 7 zu diesen Ebenen geneigt sind« Die Verdrehung de« Ringes 7 kann mit Hilfe eines hydraulischen Hebers 6 hervorgerufen werden, der in einer auf die Achse des Tragelementes 1 senkrecht stehenden Ebene angeordnet ist und aus einem Zylinder 10 und einem Kolben 9 besteht. DaB freie Ende der Kolbenstange de· Kolben« 9 ist «n einem radialen Fortsatz 11 des Ringes 7 angelenkt, wlhrend der Zylinder 10 in einem mit den Tragelement 1 feet verbundenen Haltebügel 12 gelenkig gelagert ist. Die Verschiebung de· Kolbens 9 im Zylinder 10 wird dadurch hervorgerufen, daft abwechselnd einer der bei·* den Zylinderräume mit einer Druckmittelquelle und der andere mit einem Ablaß verbunden wird· Diese abwechselnde Verbindung wird vorzugsweise mit Hilfe einer auf der Zeichnung nicht dargestellten hydraulischen Steuerzentrale hervorgerufen, die ein handbetatigbares S-teuerventil umfasst. '

Die Stäbe 5 bestehen je au· zwei Teilen 13 und 14 (siehe Fig.S), welche Teile durch eine elastische Kupplung 25 miteinander verbunden sind, die eine auf den Teil 14 aufgeschraubte Büchse 17 umfasst, in welcher sich das freie Ende des Teils IJ frei ver-

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schieben kanu. Auf den Teil 13 ist ein Mutter 27 aufgeschraubt, gegen die ein Federteller Io fllr eine innerhalb der Buchse I] angeordnete Feder 15 anliegt, welche Feder der Verschiebung; des L'eils Io entgegenwirkt. Die Teile 13 und 14 sind ferner durch einen Zentrierstift 26 miteinander verbunden, der in den Teil

13 eingeschraubtyist und sich in einer axialen Bohrung des Teils

14 verschieben kann. Ein Bund 21 des Zentrierstiftes 20 kann mit einem inneren Ringvorsprung 28 der Buchse 17 zusammenwirken, wodurch bei Zugbeanspruchung des Stabes ein Auseinanderfallen der Teile 13 und 14 verhindert wird. Die Länge des nicht auf Zug oder Druck beanspruchten Stabes lässt sich somit durch die Schraubverbindung der liUchse 17 mit dem Teil 14 und durch die Schraubverbindung des Stiftes 26 mit dem Teil 13 einregeln» Die maximale Verkürzung des Stabes und der Druckbeanspruchung ist hingegen mit Hilfe der Mutter 27 einregelbar.

Die Wirkungsweise der in den Fig.I-5 dargestellten -Vorrichcung wird nachfolgend erläutert, wobei angenommen wird, daß sich die Vorachtung anfänglich in dem in den Fig.2 und 4 gezeigten Zustand befindet. In diesem Zustand befindet sich der Kolben 9 im Zylinder 10 in jener Endlage, in der die Kolbenstange maximal aus dem Zylinder heraussteht. Der Ring 7 nimmt jene Endlage ein, in welcher die StXbe 5 in bezug auf die Bewegungeebenen der Greiferschalen 3 geneigt sind und in welcher sie ohne Zugbeanspruchung (Federn 15 im Ruhezustand) ihre maxiamle LSnge besitzen. Die Greiferschalen 3 sind geOffnet.

Wenn nun das Steuerventil in der hydraulischen Steuerzentrale derart betätigt wird, daß Druckmittel (beispielsweise Druck-Öl) in den linken Raum- (bezogen auf Fig.4) des Zyikinders 10 eingelassen wird und daß der rechte Zylinderraum mit dem Ablaß in Verbindung gesetzt wird, dann verschiebt sich der Kolben 9 in den Zylinder hinein, wobei eine Drehung des Ringes 7 im Gegenuhrzeigensinn um den Tragkörper 1 hervorgerufen wird, was zufolge einer Verschwenkung des Zylinders 10 in den Lagerbügeln 12 möglich ist. Zufolge der Kugelzapfen 4 und 6 ruft die Verdrehung des Ringes 7 eine Lageverflnderung der Stabe 5 hervor, welche in die Bewegungsebenen der Greiferschalen gelangen, wobei die Federn zusammengedrückt werden und elastische Energie aufspeichern. Sobald die Stäbe in diese Lage gelangen, in der sie in den Bewegungsebenen der Greiferschalen liegen, wird die aufgespeicherte elastische Energie auf die Greiferschalen 3 übertragen, welche um ihre Anlenkzapfen 2 am Tragkörper 1 verschwenkt werden und

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sich schließen.

iienn nur das Schließen der Greif erschalen hervorgerufen werden sollte, könnte der Ring 7 in der Lage verbleiben, in der die Stäbe 5 in den Bewegungsebenen der Greiferschalen liegen. Um jedoch ein absolut sicheres Schließen auch bei einem etwaigen Bruch des ßetStigungsorgans des hydraulischen Hebers 8 herzustellen, wird der Ring 7 noch etwas weiter gedreht, so daß die Stabe 5 etwas entgegengesetzt zu ihrer Torhergehenden Neigung geneigt werden. Die endgültige Lage der StSbe 5 bei geschlossenen Greiferschalen ist in den Fig.1 und 3 dargestellt und wird durch die Endlage des Kolbens 9 im Zylinder 10 bestimmt. In dieser Lafe ge schließen die Achsen der Stabe 5 mit den durch die Anlenkpunkte an die Greiferschalen führenden Radien kleine WinkeloC ein, was bedeutet, daß zum neuerlichen Oeffnen der Greiferschalen der hydraulische Heber in entgegengesetztem Sinn betätigt werden muß, wahrend ein Bruch im Speisekreis des Druckmittels auf keinen Fall ein unerwünschtes Oeffnen der Greiferschalen hervorrufen kann.

Zum iviederöffnen der Greiferschalen muß Druckmittel in den rechten Raum (bezogen auf Fig.3) des Zylinders 10 eingelassen werden, so daß die Verschiebung des Kolbens 9 nech links eine Verdrehung des Ringes 7 i» Uhrzeigersinn hervorruft. Si ach dem der lodpunkt überschritten ist, welcher durch die Lage gebildet wird, in .welcher die Stabe 5 in den Bewegungsefcenen der Greiferschalen 3 .liegen, bewirken die Stabe 5 das Oeffnen der Greiferschalen 3> wobei, die in den Stäben noch aufgespeicherte elastische Energie die , Rückdrehung des Ringes 7 in die Lage der Fig.2 Und 4 begünstigt.

achdem es im Falle eine» Bruches in der hydraulischen Steuer- -_; zentrale unmöglich wäre, die Greiferechalen wieder zu Bffneri_ij;;._:[ . kann parallel zur hydraulischen Steuerzentrale eine von. Hand, aus betätigbare Pumpe vorgesehen sein, die auf jeden Fall.· das neuerliche Oeffnen der Greiferschalen feestattet. _{; ;} = _;

Die Fig.o zeigt die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Zylindrischen Behalter 51 mit Deckel 52, welcher sei— =■-tens eines hydraulischen Hebers 53 über einen Arm 54 betätigt , wird, der an einem, am Behalterkörper befestigten Bügel 55 an— . _: gelenkt ist. Der hydraulische Heber besteht aus einem, an einem mit dem Behalterkörper festverbundenen Bügel 57 angelenkten Zy-

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linder ·>ο und einem Kolben (auf der Zeichnung nicht sichtbar) , dessen Kolbenstange $6 mit dem Arm 54 gelenkig verbunden ist.

Der limfangsrand des Deckels 52 ist gegen den entsprechenden Umfangsraud des Behälters 51 durch vier gleichweit voneinander entfernte Backen 59 festklemmbar, die mittels zylindrischer Zapfen 60 an mit dem Behälterkörper festjverbundenen Bügeln 61 angelenkte sind und die durch einen Ring 6 2 betätigbar sind, welcher mittels eines, die Reibung vermindernden Ringes 63, der an einem am Behälter befestigten Ring 64 angebracht ist, um den Behälterkörper drehbar gelagert ist. Die Verbindung zwischen den Backen 59 und dem Ring 62 wird durch vier Stäbe 65 hergestellt, welche den in den Fig.1-5 dargestellten Stäben 5 _Λ entsprechen und welche an den Backen 59 und am Ring 62 mittels " Kugelzapfen 66 und (17 mit elastischen Bünden 68 und 69 angelenkt sind. Der Ring 62 ist zwischen zwei Endwinkellagen hin- und herdrehbar, wobei in der einen Endlage des Ringes die Stäbe 65 im wesentlichen in den Bewegungsebenen der Backen 59 liegen, während sie in der anderen Endlage des Ringes gegenüber diesen Bewegungsebenen geneigt sind. Die Hin- und Herdrehung des Ringes 62 wird mittels eines hydraulischen Hebers 70 gesteuert, der aus einem Zylinder 71 besteht, welcher mittels zweier Zapfen 72 an zwei von einem mit dem Ring 62 fest verbundenen Bügel 74 vorstehenden Ansätzen angelenkt ist. Im Zylinder 71 ist ein auf der Zeichnung nicht sichtbarer Kolben verschiebbar, dessen Kolbenstange 75 mittels eines Zapfens 76 an einen U-fBreigen Bügel 77 angelenkt ist, der fest mit dem Behllterkörper verbunden ist.

Die Wirkungsweise der in Fig.6 dargestellten Vonichtung entspricht im wesentlichen derjenigen der Vorrichtung nach den Fig.1-5 und ' braucht daher nicht nochmals eingehen-d beschrieben werden. Insbesondere wird das Schließen der Backen 59 und "folglich das Fesfckleamen des öeokels 52 am Behälter 51 hervorgerufen, wenn sich der hydraulische Heber 70 in der in Fig.6 gezeigten Lage befändet, während die Backen 50 geöffnet sind und folglich der Deckel 52 freigegeben ist und durch Betätigung des hydraulischen Hebers geöffnet werden kann, wenn der hydraulische Heber 70 durch Ver schiebung des Zylinders 71 in Bezug auf den Kolben und die Kolbenstange 65 (nach rechts in Fig.6) in seinen anderen Zustand gebracht wird. Die Stabe 65 Verhalten sich in gleicher Weise wie die Stäbe 5 der in den Fig.l—5 gezeigten Vorrichtung, d«h. sie

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BAU:

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neigen sich beim Oeffnen der Backen 59 und gelangen im wesentlichen ia die Bewegungsebenen der Backen beim Schließen derselben,, Die elastischen Eigenschaften der Stabe 65 erfüllen die gleichen Aufgaben wie jene der Stabe 5·

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Claims

P A T E N T A :ί S P R U C H E

1. Betätigungsvorrichtung fur Greiforgane, wie die Schalen eines Greifers oder die Klemmbacken eines an einem Behälter festklemmbaren Deckels, die an einem Tragelement angelenkt und in verschiedenen durch die Achse des Trageiementes führenden Ebenen beweglich sind, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Stäben mit elastisch veränderlicher Länge, die an den Greiforganen und an einem gemeinsamen Ring angelenkt sind, welcher zufolge der seitens eines Handsteuerorganes übertragenen Hin- und Herbewegung am Tragelement der Greiforgane drehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring zwischen zwei Endwinkellagen hin- und herdrehbar ist, wobei die Verbindungsstabe zu den Greiforganen in der einen Endlage des Ringes im wesentlichen in den Bewegungsebenen der Greiforgane liegen, während sie in der anderen Endlage des Ringes eine diesen ßev/egungsebenen gegenüber geneigte Lage einnehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe in der einen Endwinkellage des Ringes um einen kleinen Winkel gegenüber den Bewegungsebenen der Greiforgane geneigt sind, wobei diese Neigung entgegengesetzt zu jener ist, die die Stäbe in der anderen Endwinkellage des Ringes einnehmen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe aus zwei, durch eine elastische Kupplung miteinander verbundenen, achsengleichen Teilen bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die in den elastischen Kupplungen der Stäbe enthaltenen Federelemente sich im Ruhezustand befinden, wenn der Ring seine Endlage einnimmt, in welcher die Stäbe gegenüber den Bewegungsebenen der Greiforgane geneigt sind, während die Federelemente zusammengedruckt sind, wenn der Ring seine Endlage einnimmt, in welcher die Stäbe im wesentlichen in den Beweguugsebenen der Greiforgane liegen.

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6. Vorrichtung nach den Ansprüchen j und ^, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung der LMnge der Stabe im Ruhezustand und Mittel zur Einstellung der maximalen Verkürzung der Stäbe durch Zusammendrucken vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1—6, dadurch gekennzeichnet , daß die Stube a» Ring und an den Greiforganen mittels Kugelzapfen angelenkt sind.

S. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1—7* dadurch gekennzeichnet, daß die Stabe alle gleichlang sind und ihre Anlenkpunkte an dem Ring gleichweit voneinander entfernt sind, wobei diese Entfernung derjenigen zwischen den Anlenkpunkfcen der Greiforgane am Tragelement entspricht.

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