DE3791055C2 - Selbstschliessender Zangengreifer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbstschließenden Zangengreifer gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 für Hebezeuge und Fördereinrichtungen.

Die Erfindung kann für Umladearbeiten beim Transportieren bzw. Lagern von Rundgegenständen, beispielsweise Metall- und Stahlbetonrohren, und anderen Lasten runder Gestalt angewandt werden.

Mit dem größten Nutzeffekt kann diese Erfindung zum Heben, Befördern, Aneinanderstoßen und nachfolgenden Schweißen von Rohren im Rohrleitungsbau eingesetzt werden.

Gegenwärtig wird das Befördern und Aneinanderstoßen von Rohren bei den Montagearbeiten mit Hilfe von allgemein bekannten halbautomatisch arbeitenden Greifern durchgeführt.

Diese Greifer haben einen Träger, an dessen Enden Hebel mit Aufnahme- und Kraftarmen angelenkt sind.

Die Hebel sind mit einer Feststellvorrichtung verbunden, die für ihre Feststellung in geöffneter Lage sorgt.

Um das Rohr zu ergreifen, muß man die Feststellvorrichtung von Hand außer Eingriff mit dem Träger bringen.

Hierfür hat der Anschläger, der mit der Durchführung dieses Arbeitsganges beschäftigt ist, jedes Mal auf das Rohr zu klettern. Dies ist besonders gefährlich, wenn mit Rohren großer Durchmesser gearbeitet wird, denn die Feststellvorrichtung befindet sich in diesem Fall in einer Höhe von bis 2,6 m über dem Boden.

Zur Zeit sind selbstschließende Zangengreifer (SU, A, 903280) weitgehend bekannt. Der Getriebeplan dieser Zangengreifer ist ähnlich dem des oben beschriebenen halbautomatischen Greifers.

Jedoch gehört zur Konstruktion von selbstschließenden Zangengreifern eine Viertaktvorrichtung zum Feststellen der Hebel, die es nicht nur gestattet, die Hebel in geöffneter Lage periodisch festzustellen, sondern auch alle vorgesehenen Arbeitsgänge zum Ergreifen des Rohres und Zurückführen des Greifers in die Ausgangsstellung automatisch ohne Beteiligung des Anschlägers auszuführen.

Zum anderen ermöglichen es diese Zangengreifer, die fürs Aneinanderstoßen der Rohre aufzuwendende Zeit zu verkürzen und die Sicherheit bei der Durchführung von Montagearbeiten erheblich zu verbessern.

Diese selbsttätige Lastaufnahmevorrichtung enthält einen Träger, an dessen Enden Hebel angelenkt sind, die Aufnahmearme und gekreuzt angeordnete Kraftarme besitzen. Die Hebel sind mit der Vorrichtung zum Feststellen der Hebel verbunden. Die Feststellvorrichtung enthält eine hohle Führungssäule mit dieser gegenüber beweglichem hohlem Gleitstück. Im Oberteil des Gleitstücks ist eine Traverse angebracht, die mittels Zugstangen an den Enden der Kraftarme der Hebel angelenkt ist.

Im Oberteil der Führungssäule ist eine Traverse befestigt, die mittels Zugstangen an den Aufnahmearmen der Hebel angelenkt ist. Außerdem besitzt die Feststellvorrichtung eine Stange, die innerhalb des Gleitstücks und der Führungssäule bewegbar untergebracht ist. An dem oberen Ende dieser Stange ist ein Schäkel zur Aufhängung der Vorrichtung befestigt, während das untere Ende der Stange einen Bund mit Ösen und ein frei drehbares, in den Ösen auf einer Achse angeordnetes Sternrad aufweist.

Im unteren Teil der Führungssäule ist in deren Innerem ein Anschlag vorgesehen. In der Seitenwand der Führungssäule ist auf einer Seite ein Fenster zum Feststellen der geöffneten Lage der Hebel und auf der anderen Seite eine Längsnut ausgespart, in der ein Bolzen untergebracht ist, der die Stange gegen Verdrehung sichert.

Die Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel in dieser Lastaufnahmevorrichtung gestattet die automatische Durchführung aller vorgesehenen Arbeitsgänge zum Ergreifen der Last und Zurückführen des Greifers in die Ausgangsstellung.

Jedoch ist die doppelte kinematische Kette, die die Feststellvorrichtung mit den Greifhebeln verbindet, sowie eine verwickelte Konstruktion der eigentlichen Feststellvorrichtung, die aus drei teleskopisch ineinander geschachtelten Elementen besteht, nicht zuverlässig genug, weil es bei dem Anheben des Rohres, wenn sein Schwerpunkt nicht mit der senkrechten Achse des Greifers zusammenfällt, zu Verkantungen und Verformungen der Hebel und folglich zum Verkeilen der Feststellvorrichtung kommt.

Die gleichen Erscheinungen werden beobachtet, wenn die Stange, das Gleitstück und die Führungssäule bei der Arbeit der Vorrichtung in bezug aufeinander verkantet werden.

Die Ausführung der Feststellvorrichtung mit Sternrad erfordert andererseits zur störungsfreien Arbeit eine erhöhte Bearbeitungsgenauigkeit und die Wärmebehandlung des Sternrades und ihrer anderen Elemente, weil die Lappen des Sternrades auf Biegung beansprucht sind und große Belastungen aufnehmen, was zu seinem Bruch führt und die Zuverlässigkeit des Greifers beeinträchtigt.

In dem Fall, wenn die Teile der Feststellvorrichtung nicht mit hoher Genauigkeit und Festigkeit angefertigt sind, wird die Feststellvorrichtung wegen der Entwicklung eines hohen spezifischen Drucks zwischen dem Sternrad und der Nut der Führungssäule der Feststellvorrichtung schnell unbrauchbar.

Dies führt zur Vergrößerung der Abmessungen der Nut und zum Auftreten der Kaltverfestigung der Innenfläche der Säule, wodurch die Betriebszuverlässigkeit dieser Lastaufnahmevorrichtung abnimmt.

Alles oben Gesagte führt zur Verminderung der Zuverlässigkeit und des Bedienungskomforts der selbsttätigen Lastaufnahmevorrichtung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen selbstschließenden Zangengreifer mit einer derartigen konstruktiven Ausführung der Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel und ihrer kinematischen Verbindung mit den Hebeln zu schaffen, bei der die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Greifers erhöht und seine Betriebseigenschaften verbessert werden können.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß bei einem gattungsgemäßen Zangengreifer erfindungsgemäß die Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel starre Glieder aufweist, deren eine Enden im unteren Teil der Führungssäule angelenkt sind, während die anderen Enden an den Zugstangen im wesentlichen in deren mittlerem Teil angelenkt sind.

Die vorgeschlagene kinematische Bindung der Hebel und der Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel verhindert Verkantungen und Biegebelastungen, und zwar dadurch, daß die Führungssäule der Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel mit den Hebeln nicht direkt verbunden ist.

Als Folge davon werden Biegebelastungen vermieden, die an den Hebeln beim Anheben und Transport von Lasten auftreten. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Zangengreifers.

All dies vergrößert die Spielzahl der störungsfreien Arbeit der Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel, vermindert die Anzahl von Reparaturen des Zangengreifers, was seine Betriebseigenschaften verbessert.

Es ist zweckmäßig, daß bei dem selbstschließenden Zangengreifer die Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel einen Stab aufweist, der im Gleitstück dreh- und bewegbar angeordnet ist und einen Kopf mit seitlichen Abflachungen aufweist, und daß am Stirnende der Führungssäule eine Nut und ein Hohlraum derart ausgeführt sind, daß in der einen Stellung des Stabes sein Kopf durch die Nut frei hindurchgeht und in der anderen Stellung des Stabes sein Kopf von dieser Nut festgestellt wird.

Durch eine solche Ausführung der Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel wird eine bessere Funktionssicherheit des Zangengreifers gewährleistet, weil der Stab auf Zug beansprucht und dabei keinen Biegebelastungen ausgesetzt ist. Als Folge davon kann die Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel eine höhere Spielzahl störungsfreier Arbeit leisten, was die Anzahl von Reparaturen verringert und die Betriebseigenschaften des Zangengreifers verbessert.

Jede Zugstange des selbstschließenden Zangengreifers kann vorteilhafterweise im Querschnitt ein Doppel-T-Profil oder ein Kastenprofil aufweisen.

Dies erlaubt, eine Verformung der Gelenkanschlüsse zu vermeiden, welche die Führungssäule der Feststellvorrichtung mit den Zugstangen verbinden. Dies ergibt niedrigere Biegebelastungen, die auf die Säule der Feststellvorrichtung wirken, so daß eine Verkeilung des Gleitstücks in der Führungssäule im Moment Lastaufnahme und -beförderung vermieden wird und eine zuverlässige Arbeitsweise des Greifers und eine Verbesserung seiner Betriebseigenschaften sichergestellt werden.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen selbstschließenden Zangengreifers zeichnet sich durch eine zuverlässige, lang andauernde und störungsfreie Betriebsweise aus.

Zur Verdeutlichung der Erfindung sind nachstehend konkrete Beispiele ihrer Ausführung unter Hinweisen auf die beigefügten Zeichnungen angeführt. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen selbstschließenden Zangengreifer, gemäß der Erfindung, festgestellt bei geöffneter Lage der Hebel;

Fig. 2 dito, eine Seitenansicht;

Fig. 3 dito, bei geschlossener Lage der Hebel;

Fig. 4 eine Feststellvorrichtung bei geöffneter Lage der Hebel, mit Ausbrüchen;

Fig. 5 die Feststellvorrichtung bei geschlossener Lage der Hebel, mit Ausbrüchen.

Der Zangengreifer enthält einen Träger 1 (Fig. 1). Der Träger 1 stellt eine geschweißte Konstruktion von Doppel-T-Querschnitt dar, die aus einem Stahlblech gefertigt ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Träger 1 anders, beispielsweise rahmenförmig ausgebildet werden.

An den Enden dieses Trägers 1 sind mittels Gelenken 2 zwei Hebel 3 und 4 angebracht.

Jeder Hebel 3 und 4 weist eine sichelförmige Gestalt auf und besteht aus zwei Blechen 5 (Fig. 2) bzw. 6. Die Bleche 6 sind miteinander mittels Büchsen 7 starr zusammengeschweißt. Die Bleche 5 sind in ähnlicher Weise miteinander verbunden.

Die Hebel 3 und 4 (Fig. 1, 3) besitzen Aufnahmearme 8, 9 und Kraftarme 10, 11.

Die Kraftarme 11 des Hebels 4 sind mit in den Kraftarmen 10 des Hebels 3 gekreuzt angeordnet.

Bei anderen Ausführungsformen können die Hebel 3 und 4 eine beliebige bekannte Gestaltung, beispielsweise eine Kastenform aufweisen, die Hauptsache ist, daß die Kraftarme 10, 11 gekreuzt angeordnet sind.

Im unteren Teil der Aufnahmearme 8, 9 der Hebel 3, 4 sitzen auf Achsen 12 Klauen 13. Sie sind dazu bestimmt, den spezifischen Druck der Hebel 3, 4 auf die anzuhebende Last zu verringern, damit keine Einbeulungen an der Oberfläche des zu transportierenden Rohres entstehen.

Der Zangengreifer besitzt eine Vorrichtung 14 zum Feststellen der Lage der Hebel 3, 4.

Diese Vorrichtung 14 enthält eine hohle Führungssäule 15, innerhalb welcher ein hohles Gleitstück 16 gegenüber der Führungssäule 15 beweglich angeordnet ist. Im oberen Teil des Gleitstücks 16 ist ein Schäkel 17 fest angebracht, der zur Aufhängung des Greifers am Haken 18 der Lastaufnahmevorrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt) bestimmt ist.

Die Feststellvorrichtung 14 besitzt Zugstangen 19, deren eine Enden mittels Gelenken 20 mit den Kraftarmen 10, 11 der Hebel 3, 4 und die anderen Enden mittels Gelenke 21 über den Schäkel 17 mit dem Gleitstück 16 verbunden sind.

Jede Zugstange 19 stellt im vorliegenden Beispiel ein Element dar, das im Querschnitt ein Doppel-T-Profil aufweist.

Ein solches Profil gestattet eine genügende Steifigkeit und Festigkeit an jeder Stelle des Querschnitts dieses Elementes und läßt sich einfach genug herstellen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann jede Zugstange 19 ein Element darstellen, das in Querschnitt ein Kastenprofil aufweist.

Ein solches Profil ist schwieriger als das Doppel-T-Profil herzustellen, dafür gewährleistet es eine höhere Steifigkeit und Festigkeit an jeder Stelle des Querschnitts dieses Elementes.

Die Feststellvorrichtung 14 besitzt außerdem starre Glieder 22, deren eine Enden mittels Gelenken 23 am unteren Teil der Führungssäule 15 befestigt sind. Die anderen Enden dieser Glieder 22 sind mittels Gelenken 23 mit den Zugstangen 19 im wesentlichen in deren mittlerem Teil verbunden.

Eine solche kinematische Bindung der Hebel 3, 4 und der Vorrichtung zum Feststellen der Lage der Hebel 3, 4 vermeidet Verkantungen und Biegebelastungen dadurch, daß die Führungssäule 15 der Feststellvorrichtung 14 mit den Hebeln 3, 4 nicht direkt verbunden ist. Als Folge davon werden Biegebelastungen ausgeschlossen, die an den Hebeln 3, 4 beim Anheben und Transport des Rohres 24 auftreten. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des selbstschließenden Zangengreifers, vergrößert die Spielzahl der störungsfreien Arbeit der Vorrichtung 14 zum Feststellen der Lage der Hebel 3, 4 vermindert die Anzahl von Reparaturen des Greifers und verbessert somit seine Betriebseigenschaften.

Die Vorrichtung 14 zum Feststellen der Lage der Hebel 3, 4 besitzt einen Stab 25 (Fig. 4, 5), der im Gleitstück 16 dreh- und bewegbar angeordnet ist.

Um die Bewegbarkeit und Drehbarkeit zu sichern, sind im Stab 25 Längsrillen 26 und Schraubenrillen 27 ausgeführt. Im unteren Teil des Gleitstücks 16 ist eine Öffnung 28 vorgesehen, in der ein abgefederter Bolzen 29 untergebracht ist. Der Bolzen 29 befindet sich ständig in einer der Rillen 26, 27.

Der Stab 25 ist oben gegenüber dem Gleitstück 16 durch eine Mutter 30 gesichert. Im unteren Teil hat der Stab 25 einen Kopf 31 mit seitlichen Abflachungen 32.

Dabei ist am unteren Stirnende 33 der Führungssäule 15 eine Nut 34 und ein Hohlraum 35 ausgeführt, in denen der Stab 25 derart untergebracht ist, daß in einer Stellung des Stabes 25 sein Kopf 31 durch diese Nut 34 frei hindurchgeht und in der anderen Stellung des Stabes 25 der Kopf 31 von dieser Nut 34 festgestellt wird. Unten ist der Hohlraum 35 mit einer Unterplatte 36 abgedeckt.

Eine solche Ausführung der Vorrichtung 14 zum Feststellen der Lage der Hebel 3, 4 gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit des selbstschließenden Zangengreifers, denn der Stab 25 ist auf Zug beansprucht und keinen Biegebelastungen ausgesetzt.

Dies hat zur Folge, daß die Vorrichtung 14 zum Feststellen der Hebel 3, 4 eine große Spielzahl der störungsfreien Arbeit leisten kann, was die Anzahl von Reparaturen vermindert und die Betriebseigenschaften des Zangengreifers verbessert.

Bei weiteren Ausführungsformen der Vorrichtung 14 zum Feststellen der Lage der Hebel 3, 4 können beliebige andere bekannte Bauarten dieser Vorrichtung in Frage kommen, die es gewährleisten müssen, daß die Hebel 3, 4 periodisch in geöffneter und geschlossener Stellung selbsttätig festgestellt werden.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen selbstschließenden Zangengreifers gewährleistet somit eine zuverlässige, lang andauernde und störungsfreie Betriebsweise.

Der selbstschließende Zangengreifer arbeitet folgendermaßen:

Die Arbeitsweise dieses Zangengreifers beruht auf dem Prinzip des Selbstschlusses der zwei Hebel 3, 4 unter der Wirkung des Gewichts der Last und deren Öffnens nach dem Absenken der Last auf den Boden.

Die periodische Feststellung der Hebel 3, 4 in geöffneter Lage und deren Freigabe zum Schließen und Ergreifen des Rohres 24 erfolgt mittels der Feststellvorrichtung 14.

In der Ausgangsstellung ist der Zangengreifer am Haken 18 der Lastaufnahmevorrichtung aufgehängt. Dabei stellt die Feststellvorrichtung 14 die geöffnete Lage der Hebel 3, 4 fest und der Greifer ist einsatzbereit.

Bei dem Senken des Greifers auf das Rohr 24 stützt sich der Träger 1 gegen das Rohr 24 ab und hält an. Das Gleitstück 16 mit dem Schäkel 17, die Zugstangen 19, die Hebel 3, 4 setzen ihren Niedergang fort, bis der Stab 25 die Stellung einnimmt, bei der die Abflachungen 32 des Kopfes 31 des Stabes 25 parallel zur Nut 34 des Stirnendes 33 der Führungssäule 15 zu liegen kommen.

In diesem Fall gibt die Feststellvorrichtung 14 die Hebel frei, und diese bekommen die Möglichkeit, sich zu schließen.

Weiter geschieht die Aufnahme des Rohres 24 und dessen Anheben.

Das Gleitstück 16 mit dem Schäkel 17 bewegt sich dabei nach oben, die mittels der Zugstangen 19 mit dem Gleitstück 16 verbundenen Hebel 3, 4 schließen sich allmählich, ergreifen mit ihren Aufnahmearmen 9, 10 mit Hilfe der Klauen 13 das Rohr 24 und drücken es an den Träger 1 an.

Dann wird das Rohr 24 zum Bestimmungsort transportiert und zur nachfolgenden Montage abgesenkt.

Nach erfolgten Montage- und Schweißarbeiten ist das Rohr 24 vom Greifer zu befreien.

Hierfür wird der Haken 18 der Lastaufnahmevorrichtung gesenkt. Das Gleitstück 16 mit dem Schäkel 17, die Zugstangen 19 und die Hebel 3, 4 bewegen sich dabei nach unten, die Hebel 3, 4 drehen sich relativ zu den Gelenken 2 und öffnen sich. Die Stange 25 geht mit ihrem Kopf 31 durch die Nut 34 in den Hohlraum 35 des Stirnendes der Führungssäule 15 hinein und stößt auf die Unterplatte 36. In diesem Fall wird der Stab 25 mittels des abgefederten Bolzens 29 und der Schraubenrille 27 verdreht und nimmt die Stellung ein, bei der die Abflachungen 32 des Kopfes 31 der Stange 25 senkrecht zur Nut 34 zu stehen kommen.

Wenn man daraufhin den Zangengreifer am Schäkel 17 anhebt, hebt sich das Gleitstück 16 etwas nach oben und hält an, weil der Stab 25 die Feststellvorrichtung 14 in der Ausgangsstellung mit den geöffneten Hebeln 3, 4 verriegelt.

Damit endet der vollständige Arbeitszyklus des Zangengreifers.

Claims (4)

1. Selbstschließender Zangengreifer, enthaltend einen Träger (1), an dessen Enden Hebel (3, 4) angelenkt sind, die Aufnahmearme (8, 9) und gekreuzt angeordnete Kraftarme (10, 11) aufweisen, die mit einer Vorrichtung (14) zum Feststellen der Lage der Hebel (3, 4) verbunden sind, welche eine hohle Führungssäule (15) mit einem dieser gegenüber bewegbaren hohlen Gleitstück (16) und einem Schäkel (17) zur Aufhängung des Greifers aufweist, sowie Zugstangen (19), deren eine Enden am hohlen Gleitstück (16) und deren andere Enden an den Kraftarmen (10, 11) der Hebel (3, 4) angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14) zum Feststellen der Lage der Hebel (3, 4) starre Glieder (22) aufweist, deren eine Enden am unteren Teil der Führungssäule (15) angelenkt sind, während die anderen Enden an den Zugstangen (19) im wesentlichen in deren mittlerem Teil angelenkt sind.

2. Zangengreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14) zum Feststellen der Lage der Hebel einen Stab (25) aufweist, der im hohlen Gleitstück (16) dreh- und verschiebbar angeordnet ist und einen Kopf (31) mit seitlichen Abflachungen (32) aufweist, und daß am Stirnende (33) der hohlen Führungssäule (15) eine Nut (34) und ein Hohlraum (35) derart ausgeführt sind, daß in der einen Stellung des Stabes (25) sein Kopf (31) durch die Nut (34) frei hindurchgeht und in der anderen Stellung des Stabes (25) sein Kopf (31) von dieser Nut (34) festgestellt wird.

3. Zangengreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zugstange (19) im Querschnitt ein Doppel-T-Profil aufweist.

4. Zangengreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zugstange (19) im Querschnitt ein Kastenprofil aufweist.