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Die
Erfindung betrifft eine Spannzange für eine Schneidmaschine, gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Industrielle
Schneidmaschinen weisen eine mit hoher Drehzahl (1000 bis mehr als
2000 Umdrehungen pro Minute) umlaufende Schneidscheibe auf, gegen
welche ein Produktlaib (Käselaib,
Wurstlaib, Speckseite usw.) mit konstanter Geschwindigkeit auf einem
schräg
nach unten verlaufenden Weg zugestellt wird. Um die Geschwindigkeit
des zugestellten zu zerschneidenden Produktlaibes präzise steuern zu
können,
insbesondere auch für
Leerschnitte rasch auf null fahren zu können, arbeitet mit dem hinteren Laibende
eine Spannzange zusammen, die durch einen Spindeltrieb angetrieben
wird. Die Spannzange hat eine Klauenanordnung, welche in einer Arbeitsstellung
in das hintere Produktende eingreift. Nach Zerschneiden des Produktlaibes
wird die Klauenanordnung aus dem Produktlaib herausbewegt, und um ein
rasches zwangsweises Lösen
des nicht mehr auf der Schneidmaschine zerschneidbaren Laibendes von
der Spannzange zu erhalten, ist eine zwangsweise betätigte Abwerfeinrichtung
vorgesehen.
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Bei
bekannten derartigen Spannzangen sind zwei getrennte Druckluftzylinder
vorgesehen, von denen der eine die Klauenanordnung, der andere die Laibende-Abwerfeinrichtung
betätigt.
Jeder dieser Arbeitszylinder arbeitet über Zwischenteile auf die ihm
zugeordnete Last, so daß die
Spannzange insgesamt mechanisch aufwendig und teuer ist, andererseits
auch eine größere Anzahl
von Teilen aufweist, was beim Reinigen der Spannzange nach teilig
ist.
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Aus
der
DE 30 10 732 A1 ist
eine automatische Spannzange zum Ergreifen des Endes eines in Scheiben
zu schneidenden stangen- oder blockförmigen Produktes bekannt, die
ein Spannzangengehäuse
und eine betätigbare
Halteeinrichtung für
das Produkt aufweist. Die Spannzange ist mit einem Fühler versehen,
der anspricht, wenn die Spannzange in Anlage an das Ende des Produktes
zugestellt wird. An der Spannzange vorgesehene Klauen zum Ergreifen
des Produkts werden mittels einer Zahnradanordnung betätigt, die
ihrerseits über
einen Schwenkhebel mit einem Druckluft-Arbeitszylinder gekoppelt ist, der ein
Verschwenken der Klauen zwischen einer Greifstellung und einer Lösestellung
ermöglicht.
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Aus
der
DE 89 04 741 U1 ist
eine Vorrichtung zum Halten des Endes eines Schnittguts bekannt,
die lange Klauen aufweist, die von oben in das Schnittgut eindringen
können.
Die Klauen werden von einem Elektromotor angetrieben sind, der ein
Verschwenken der Klauen um eine Drehachse ermöglicht. Dadurch können die
Klauen in eine Parkposition hinter eine Haltefläche oder in eine Greifposition
vor der Haltefläche
verschwenkt werden, um das Schnittgut beim Schneidvorgang zu fixieren.
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Durch
die vorliegende Erfindung soll eine Spannzange gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß sie eine geringere Anzahl
von Teilen, insbesondere nur einen Arbeitszylinder aufweist, trotzdem
aber die gewünschte Bewegung
der Klauenanordnung und der Abwerfeinrichtung in gleicher Weise
ermöglicht,
wie die bekannten Spannzangen.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Spannzange mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Spannzange
ist keines der Enden des einzig verwendeten Linearmotors direkt
am Rahmen abgestützt.
Vielmehr sind beide Enden des Linear- motors beweglich angeordnet, wobei
jedes der Enden mit einer ihm zugeordneten der beiden zu bewegenden
Lasten (Klauenanordnung, Abwerfeinrichtung) verbunden ist. Die Vorgabe der
Endstellungen für
die Klauenanordnung bzw. die Abwerfeinrichtung erfolgt durch getrennte
Anschlageinrichtungen, die entweder mit der Last oder mit dem Linearmotor
zusammenarbeiten oder auch mit zwischen den Enden des Linearmotors
und den Lasten liegenden Zwischenteilen zusammenarbeiten.
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Auf
diese Weise ist der Linearmotor nicht direkt am Rahmen abgestützt, findet
aber in der einen Bewegungsrichtung über die erste Anschlageinrichtung,
in der anderen Bewegungsrichtung durch die zweite Anschlageinrichtung
eine Abstützung
am Rahmen, wenn die entsprechende Last in die zugehörige Endstellung
bewegt worden ist. Auf diese Weise kann man einen ersten Abschnitt
des Gesamthubes des Linearmotors zum Bewegen der Klauenanordnung,
einen zweiten Abschnitt des Gesamt hubes des Linearmotors zum Bewegen
der Abwerfeinrichtung verwenden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Bei
einer Spannzange gemäß Anspruch
3 arbeiten sich die einzelnen Klauen der Klauenanordnung auf einem
im wesentlichen kreisförmigen
Weg in das hintere Laibende hinein. Dies ist im Hinblick auf ein
möglichst
sicheres Festhalten des Laibendes von Vorteil und gestattet somit
auch ein rasches Beschleunigen oder Bremsen des Produktlaibes bei
der Zustellung zur Schneidscheibe einer Schneidmaschine. Dabei ist
die Kraftübertragung
zwischen Linearmotor und Klauenanordnung einfach und robust.
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Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist gewährleistet,
daß einerseits
der gewünschte
Endanschlag für
die Klauenanordnung erhalten wird, andererseits aber eine ungehinderte
Bewegung der Klauenanordnung zwischen ihren beiden Endlagen erhalten
wird.
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Der
Antrieb der Abwerfeinrichtung, der im Anspruch 5 angegeben ist,
zeichnet sich ebenfalls durch mechanische Einfachheit und Robustheit
aus.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
6 ist im Hinblick auf ein einfaches und gegen Verschmutzung gesichertes
Führen
der Abwerfmittel und mechanisch einfachen und robusten Antrieb derselben
von Vorteil.
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Bei
einer Spannzange gemäß Anspruch
7 kann man die Abwerfmittel mit nur geringem mechanischem Aufwand
zugleich zur Betätigung
eines Fühlers
verwenden, der an spricht, wenn die Spannzange bei zurückgefahrener
Klauenanordnung gegen das Ende eines neuen zu zerschneidenden Produktlaibes
gefahren ist.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
8 ist im Hinblick auf ein sicheres Hineindrücken der Klauenanordnung in
das hintere Ende eines neuen Produktlaibes von Vorteil.
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Dabei
ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 insofern vorteilhaft,
als die Produktstützmittel
gleichermaßen
mit Produktlaiben unterschiedlicher Breite bzw. unterschiedlichen
Durchmessers zusammenarbeiten können.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
10 ist im Hinblick auf mechanisch besonders einfachen Aufbau der
Spannzange von Vorteil, da die Produktstützmittel einfach durch einen
angeformten Abschnitt einer Abwerfplatte gebildet sind.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
In dieser zeigen:
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1:
eine Aufsicht auf eine erste Spannzange;
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2:
einen vertikalen Längsschnitt
durch die Spannzange nach 1, wobei
die Spannzange zu Beginn eines Arbeitszyklus wiedergegeben ist;
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3:
eine ähnliche
Ansicht wie 2, in welcher die Spannzange
nach dem Heranbewegen an das Ende eines zu zerschneidenden Produkt laibes
wiedergegeben ist;
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4:
eine ähnliche
Ansicht wie 3, wobei die Spannzange nach
dem Hineinbewegen der Produktlaib-Halteklauen in ein Produktlaibende
wiedergegeben ist;
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5:
eine ähnliche
Ansicht wie 4, wobei jedoch die Spannzange
nach dem Zurückziehen der
Produktlaub-Halteklauen und dem Ausfahren einer Produktlaib-Abwerfplatte
wiedergegeben ist;
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6:
eine ähnliche
Ansicht wie 5, wobei jedoch die Spannzange
nach dem Ausfahren einer Produktlaib-Abwerfplatte wiedergegeben
ist;
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7:
eine ähnliche
Darstellung wie 1, in welcher jedoch eine schmälere Spannzange
mit außermittig
angeordneter Antriebseinrichtung wiedergegeben ist; und
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8:
einen vertikalen Längsschnitt
durch die Spannzange nach 7.
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In
den in der Zeichnung dargestellten Schnittansichten sind die verdeckten
Linien ebenfalls durch ausgezogene Linien wiedergegeben, d.h. die
Ansichten entsprechen Darstellungen, wie sie bei Verwendung von
transparentem Material für
die verschiedenen Spannzangen-Komponenten erhalten würden.
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In
der Zeichnung ist mit 10 insgesamt der Rahmen einer Spannzange
bezeichnet, wie sie in Schneidmaschinen zum industriellen Zerschneiden von
Käselaiben,
Wurstlai ben, Speckseiten usw. verwendet wird. Der Rahmen 10 umfaßt zwei
in Längsrichtung
verlaufende Rahmenplatten 12, 14, welche durch
eine vordere Traverse 16 und eine hintere Rahmenplatte 18 zusammengehalten
sind.
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Die
seitlichen Rahmenplatten 12, 14 haben Aufnahmeöffnungen 20, 22,
in welchen Trageschienen 24, 26 Aufnahme finden,
die Bestandteil eines in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Zustellschlittens
sind, der mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Spindelantriebes
in zur Schneidebene einer Schneidscheibe einer Schneidmaschine (ebenfalls nicht
dargestellt) senkrechter Richtung bewegbar ist. Schrauben 28,
die in Laschen 30 der Rahmenplatten 12, 14 laufen,
dienen zum Verriegeln des Rahmens 10 mit den Tragschienen 24, 26.
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Im
vorderen unteren Endabschnitt der Rahmenplatten 12, 14 ist
eine Klauenwelle 32 gelagert. Diese trägt axial hintereinander liegend
eine Vielzahl von gleichen Klauenkörpern 34, die jeweils
einen bezüglich
der Klauenwelle 32 radialen Befestigungsabschnitt 36 und
einen vom letzteren getragenen sich verjüngenden Klauenabschnitt 38 aufweisen,
dessen Mittellinie die Form eines Kreisbogens hat.
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In
einem an das untere vordere Ende der Rahmenplatten 12, 14 jeweils
angeformten Lagerauge 42 sind die Enden einer Klappenwelle 44 gelagert, auf
welcher eine Abwerfplatte 46 sitzt. Die Abwerfplatte 46 hat
in Längsrichtung
aufeinanderfolgend eine Mehrzahl von Ausnehmungen 48, durch
welche sich jeweils die Klauenkörper 34 hindurchbewegen können.
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Zum
Antrieb der Klauenwelle 32 ist ein drehfest mit dieser
verbundener Antriebshebel 50 vorgesehen, der am freien
Ende über
einen Gelenkzapfen 51 gelenkig mit einem Antriebskopf 52 verbunden
ist, der seinerseits auf die Kolbenstange 54 eines insgesamt
mit 56 bezeichneten doppelt wirkenden Druckluft-Arbeitszylinders
aufgeschraubt ist. Das Gehäuse des
Arbeitszylinders 56 trägt
am hinteren Ende einen Ansatz 58, der über einen Gelenkstift 60 gelenkig
mit einem Antriebshebel 62 verbunden ist, der auf eine Welle 64 aufgesetzt
ist, die im hinteren Abschnitt der Rahmenplatten 12, 14 gelagert
ist.
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Zum
Bewegen der Abwerfplatte 46 ist an diese ein Antriebsarm 66 angeschweißt, der über einen Gelenzapfen 67 gelenkig
mit dem vorderen Ende einer Antriebsstange 68 verbunden
ist. Das hintere Ende der Antriebsstange 68 ist über einen
Gelenkstift 70 mit dem freien Ende des Antriebshebels 62 verbunden.
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Die
hintere Rahmenplatte 18 trägt zwei Armaturen 72, 74,
an welche jeweils eine Arbeitsleitung, die von einem 4/4-Steuerventil
(nicht gezeigt) herkommt, anschließbar ist und die ihrerseits
mit Arbeitsanschlüssen 76, 78 des
doppelt wirkenden Arbeitszylinders 56 verbunden sind. Auf
diese Weise sind die Arbeitsanschlüsse 76, 78 wahlweise
mit einer Druckleitung bzw. einer Entlastungsleitung verbindbar
bzw. mit einander verbindbar (Schwimmstellung).
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Ferner
trägt die
hintere Rahmenplatte 18 einen berührungslosen Stellungsgeber 80,
der mit dem plattenförmigen
Antriebshebel 62 zusammenarbeitet, der drehfest mit der
Welle 64 verbunden ist.
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Die
oben beschriebene Spannzange arbeitet folgendermaßen:
Zu
Beginn eines Arbeitszyklus (nach Abwerfen des nicht schneidbaren
Endabschnittes eines Produktlaibes) nehmen die Klauenkörper 34 und
die Abwerfplatte 46 die in 2 gezeigte
Stellung ein. Die beiden Arbeitsräume des Arbeitszylinders 56 sind
mit einander verbunden (Schwimmstellung). Wird nun die Spannzange
gegen das Ende eines neuen, in 3 gestrichelt
angedeuteten Produktlaibes 84 gefahren, so wird die Abwerfplatte 46 nach
hinten bewegt, bis sie an den Vorderkanten der Rahmenplatten 12, 14 anschlägt. Durch
dieses Einfahren der Abwerfplatte wird über die Antriebsstange 68 der
Antriebshebel 62 entgegen dem Uhrzeigersinne verschwenkt
und löst
den Stellungsgeber 80 aus. Bei dieser Bewegung wird der
Arbeitszylinder 56 verkürzt,
die Klauenkörper 34 behalten
ihre Lage bei, wie aus 3 ersichtlich.
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Durch
das Ausgangssignal des Stellungsgebers 80 wird nun das
Steuerventil, welches mit den zu den Armaturen 72, 74 führenden
Arbeitsleitungen verbunden ist, so gestellt, daß der hintere Arbeitsraum des
Arbeitszylinders 56 mit Druck beaufschlagt, der andere
Arbeitsraum entlüftet
wird. Damit wird die Kolbenstange 54 ausgefahren, da das
hintere Ende des Arbeitszylinders 56 über den Antriebshebel 62, die
Antriebsstange 68 und die Abwerfplatte 46 am Rahmen 10 abgestützt ist
und sich nicht weiter nach hinten bewegen kann. Durch das Ausfahren
der Kolbenstange 54 werden dann die Klauenkörper 34 entgegen
dem Uhrzeigersinne verschwenkt und arbeiten sich in das Material
des Produktlaibes hinein. Dabei dient eine Halteschneide 86 als
Reaktionsteil. Die Halteschneide 86 ist an den unteren
Endabschnitt der Abwerfplatte 46 angeformt und erstreckt
sich über
deren gesamte Länge.
Der nun erhaltene Zustand ist in 4 wiedergegeben.
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Bei
so geschlossener Spannzange wird nun der Produkt laib 84 durch
entsprechende Ansteuerung des auf den Spannzangen-Schlitten arbeitenden
nicht dargestellten Spindelantriebes gegen die umlaufende Schneidscheibe
der Schneidmaschine zugestellt. Kurz bevor das hintere Ende des
Produktlaibes die Schneidebene erreicht, wird gesteuert durch einen
mit dem Spindelantrieb zusammenarbeitenden Stellungsgeber der Spindelantrieb
gestoppt. Gesteuert durch diesen Stellungsgeber wird das mit den
Arbeitsleitungen verbundene Steuerventil so umgestellt, daß nunmehr
der vordere Arbeitsraum des Arbeitszylinder 56 mit Druck
beaufschlagt, sein hinterer Arbeitsraum entlüftet wird. Damit wird die Kolbenstange 54 eingefahren
und die Klauenkörper 34 werden
aus dem Restabschnitt des Produktlaibes herausgefahren.
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Auf
Grund der Kreisbewegung des Verbindungspunktes zwischen dem Antriebshebel 50 und dem
Antriebskopf 52 wird beim Einfahren der Kolbenstange 54 der
gesamte Arbeitszylinder 56 entgegen dem Uhrzeigersinne
verschwenkt, wie durch Vergleich der 4 und 5 gut
erkennbar. Diese Schwenkbewegung des Arbeitszylinders 56 wird durch
die Traverse 16 begrenzt, die zugleich als transversaler
Anschlag für
die Kolbenstange 54 dient. Man erhält so die in 5 gezeigte
Zwischenstellung, die der nach 3 entspricht.
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Bei
weiterer Druckbeaufschlagung des vorderen Arbeitsraumes des Arbeitszylinders 56 wird nun
der Zylinder des Arbeitszylinders 56 in der Zeichnung nach
links bewegt, wodurch der Antriebshebel 62 entgegen dem
Uhrzeigersinne verschwenkt wird. Über die Antriebsstange 68 wird
so die Abwerfplatte 46 auf der Klappenwelle 44 entgegen
dem Uhrzeigersinne verschwenkt, wodurch der Restabschnitt des Produktlaibes
zwangsweise von den Enden der Klauenkörper 34 abgezogen
wird und dann unter Schwerkraft in einen unter der Schneidmaschine
aufgestellten Sammelbehälter
für Laib-Restabschnitte
fällt.
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Die
Teile der Spannzange nehmen dann die in 6 gezeigte
Stellung ein. Man erkennt, daß es sich
um die gleiche Stellung handelt, die auch schon in 2 wiedergegeben
wurde. Die Spannzange ist somit am Ende eines Arbeitszyklus ohne
weitere Umstellungen direkt für
den Beginn eines neuen Arbeitszyklus bereit.
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Man
erkennt, daß der
einzige Arbeitszylinder 56 sowohl die Bewegungen der Klauenkörper 34 als auch
die Bewegungen der Abwerfplatte 46 erzeugen kann, da sein
Zylinder nicht direkt am Rahmen 10 abgestützt ist,
vielmehr mit dem Antriebshebel 62 gekoppelt ist. Der Gesamthub
des Arbeitszylinders 56 wird teilweise für die Bewegung
der Klauenkörper 34, teilweise
für die
Bewegung der Abwerfplatte 46 genutzt. Welcher Teil des
Hubes auf die Bewegung der Klauenkörper 34 und welcher
Teil des Hubes für
die Bewegung der Abwerfplatte 46 genutzt wird, ergibt sich
aus der Lage der Traverse 16 und der Länge der Antriebstange 68 sowie
der Geometrie des Antriebshebels 62 und der Lage der auf
diesem vorgesehenen Gelenkzapfen 60 und 70.
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Die
Spannzange weist somit nur eine geringe Anzahl von Komponenten und
nur einen Arbeitszylinder auf, was geringe Herstellungskosten ermöglicht.
Die geringe Anzahl von Komponenten ist aber auch im Hinblick auf
das Reinigen der Spannzange von Vorteil, da jede zusätzliche
Komponente auch zusätzliche
Reinigungsflächen
und Kanten und Winkel mit sich bringt, die nur mit erhöhtem Aufwand
hygienisch einwandfrei sauber gehalten werden können.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
nach den 7 und 8 sind Teile,
die von der Funktion her obenstehend schon beschriebenen Teilen
entsprechen, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese
Teile brauchen nachstehend nicht nochmals beschrieben zu werden.
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Der
Unterschied zwischen der Spannzange nach den 7 und 8 und
der Spannzange nach den 1 bis 6 liegt
darin, daß die
Spannzange nach den 7 und 8 geringere
Breite aufweist, also für
das Schneiden von schmäleren Produktlaiben
bestimmt ist, und darin, daß der
Arbeitszylinder 56 und die Antriebsmechanik für die Abwerfplatte 46 in
der in 7 oberen Hälfte
des Rahmens 10 untergebracht sind, also asymmetrisch liegen.