DE4220796C2 - Flexibel einstellbare Verbindung zwischen Fahrwerk und Greifzange eines Handhabungsgeräts für eine Schmiedeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine flexibel einstellbare Verbindung zwischen Fahrwerk und Greifzange eines Handhabungsgeräts für eine Schmiedeeinrichtung, bei dem das Fahrwerk über die Verbindung eine Greifereinrichtung trägt, die die ein Schmiedeteil beim Schmiedevorgang erfassende Greifzange aufweist, und bei dem die Verbindung insgesamt wahlweise nachgiebig oder starr einstellbar ist, indem die Verbindung eine Hydraulikkammer aufweist, deren Innendruck über ein Steuerventil wahlweise auf einen die Verbindung nachgiebig machenden niederen Druckwert oder auf einen die Verbindung starr machenden hohen Druckwert einstellbar ist.

Das Handhabungsgerät, das auch Manipulator genannt wird, ist in Verbindung mit einer Schmiedemaschine vorgesehen, wobei dieser Ausdruck im vorliegenden Fall sowohl eine Schmiede­ presse als auch einen Schmiedehammer und eine schlagende Spindelpresse umfaßt. Bei jedem Schmiedevorgang eines Schmiedehammers und einer schlagenden Spindelpresse, d. h. bei jedem Umformschlag wird das Schmiedestück in starke Bewegung bzw. in große Vibration versetzt, wobei die Bewe­ gungen mit hohen Beschleunigungen erfolgen, welche mit entsprechend hohen Kräften an einer das Schmiedeteil halten­ den Greifzange angreifen. Diese Beschleunigungen und Kräfte haben nicht nur eine Wirkungsrichtung in Schlagrichtung, sondern auch Wirkungsrichtungen quer zur Schlagrichtung. Wenn das Handhabungsgerät nicht geeignet ausgebildet ist, um die durch den Schmiedeschlag bedingten Kräfte aufzunehmen, dann wird es beschädigt.

Bei einer bekannten (DE 34 22 810 A1) Verbindung der ein­ gangs genannten Art ist ein Greiferzangenträger vorgesehen, in den eine Kolbenstange der Greifereinrichtung ragt, die zwei Kolben trägt, die in radialer Richtung unbeweglich in dem Greiferzangenträger sitzen. Die Kolbenstange und damit die Greifzange einerseits und des Fahrwerk andererseits sind also in Richtung radial zur Kolbenstange starr gegeneinander gelagert. Die in radialer Richtung wirkenden Bewegungen, die bei einem Umformschlag vom Schmiedestück ausgehen, müssen also ungedämpft vom Fahrwerk aufgenommen werden. Wenn die Anbringungseinrichtung bei einem Schmiedehub auf nachgiebig geschaltet ist, dann ist der niedere Druckwert in der Hy­ draulikkammer null und kann sich die Greifereinrichtung frei in axialer Richtung verschieben. Die in axialer Richtung wirkenden Bewegungen, die bei einem Umformschlag vom Schmiedestück ausgehen, gelangen also nicht an das Fahrwerk. Das bekannte Handhabungsgerät wird in Vorbindung mit einer Schmiedepresse eingesetzt, welche am Werkstück diejenigen starken Bewegungen bzw. großen Vibrationen nicht erzeugt, die bei einer schlagenden Umformung, d. h. bei einer Umfor­ mung mittels eines Schmiedehammers auftreten. Die bekannte Verbindung mit ihrer Nachgiebigkeit ist also nur in Zu­ sammenhang mit der Werkstücklängung bzw. der Längenausdeh­ nung des Werkstücks vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein für einen Schmiede­ hammer geeignetes Handhabungsgerät mit einer Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren wahlweise nachgie­ bige oder starre Einstellung in verbesserter Weise praktisch brauchbar ist, indem sie auch gegen in Schlagrichtung (radial) wirkende starke Bewegungen bzw. Vibrationen des Werkstücks nachgiebig ist. Die erfindungsgemäße Verbindung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von einer die Hydraulikkammer begrenzenden Schlauchstück-Manschette gebildet ist.

Die Verbindung ist an einer Stelle im Übergang zwischen dem Fahrwerk und der Greifereinrichtung von der mindestens einen Manschette gebildet, die auch als sehr kurzes Schlauchstück bezeichnet werden kann. Diese Manschette läßt im nachgiebigen Zustand Bewegungen zwischen Greiferein­ richtung und Fahrwerk nach allen Richtungen zu. Die Kräfte, welche das Schmiedeteil bei den Schmiedeschlägen auf die Greifzange überträgt, werden also zwar auf die Greiferein­ richtung, aber nicht weiter auf das Fahrwerk übertragen. Die Greifereinrichtung kann sich bei Vibrationen des Schmiede­ teiles mitbewegen und die auf weich, flexibel bzw. nachgie­ big gestellte Manschette hat eine bewegungsdämpfende Wir­ kung. Die Einleitung von starken biegenden Kräfton und durch starke Beschleunigungen bedingten Kräften in die Greiferein­ richtung und/oder das Fahrwerk ist nahezu vollständig und unabhängig von der Richtung der Kräfte vermieden. Da die Umstellung von nachgiebig auf starr und umgekehrt sehr rasch erfolgt, läßt sich mit dem Handhabungsgerät mit der erfin­ dungsgemäßen Verbindung beschleunigt manipulieren und auch ohne vergrößerten Zeitaufwand manipulieren, wenn das Schmie­ deteil für mehrere, einander rasch folgende Schmiedeschläge jeweils bewegt wird.

Es ist denkbar, den niederen Druckwert und den hohen Druck­ wert fest eingestellt vorzusehen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn für das Steuerventil eine Verstellbarkeit des niederen Druckwertes und/oder eine Verstellbarkeit des hohen Druckwertes vorgesehen ist. Auf diese Weise lassen sich der niedere Druckwert und der hohe Druckwert an die Art des Schmiedeteiles und die Art des Schmiedevorganges anpassen.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Länge der Manschette kleiner ist als deren Durchmesser. Es sind also eine, zwei oder mehr, jedoch relativ wenige, im Durchmesser große Manschetten und nicht eine große Vielzahl im Durchmesser kleiner Manschetten vorgesehen. Hierdurch ist der Montageaufwand geringer gehalten.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es sodann, wenn die Manschette beiderends mit Randstreifen versehen ist, die an Napfstutzen festgelegt sind, welche mit Flanschen versehen sind, die an der Greifereinrichtung und an dem Fahrwerk festgelegt sind. Dies ist eine einfache Gestaltung der Manschette-Anbringungseinrichtung.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es ebenso, wenn der Greifereinrichtung ein Drehantrieb für die Greifzange zuge­ ordnet ist und der Drehantrieb, von der Greifzange her gesehen, jenseits der Manschette angeordnet ist. Damit ist der relativ schwere Drehantrieb den schlagbedingten Be­ schleunigungen und Kräften durch die Manschette entzogen.

Grundsätzlich läßt sich die erfindungsgemäße Verbindung auch in Verbindung mit einer Presse einsetzen, wenn das Werkstück während eines Preßvorganges von der Greifzange zu halten ist. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Handhabungsgerät einem Schmiedehammer oder einer schlagenden Spindelpresse, jeweils mit einem Fundament, zugeordnet ist und das Fahrwerk außerhalb des Fundamentes gelagert ist. Die Manschette-Anbringungseinrichtung des Handhabungsgerätes ist ausdrücklich auf die durch Umform­ schläge bedingten Beschleunigungen und Kräfte abgestellt. Die durch Umformschläge bedingten Vibrationen haben Amplitu­ den von z. B. 10-20 mm.

Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung liegt in der Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindung beim Gesenkschmieden flacher Schmiedeteile wie Zangenteile, Maulschlüssel und PKW-Pleuel. Die schlagbeding­ ten Erschütterungen bzw. Vibrationen führen leicht dazu, daß das flache Schmiedeteil aus dem entsprechend niederen Gesenk springt, wenn das flache Schmiedeteil beim Schmiedeschlag nicht gehalten wird.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Handha­ bungsgerätes zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang, und zwar zusammen mit einem Schmiede­ hammer,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Teil des Handhebungsgerätes gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teiles eines zweiten Handha­ bungsgerätes zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teiles eines dritten Handha­ bungsgerätes zum Halten eines Schmiedeteiles beim Schmiedevorgang und

Fig. 5 einen Schnitt einer Verbindung des Handhabungsgerätes gemäß Fig. 1 bis 4.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist ein stehender Schmiedehammer 1 vorge­ sehen, der auf einem Fundament 2 steht, das im Untergrund 3 vorgesehen ist. Der Schmiedehammer 1 umfaßt ein Gestell 4, des ein flaches Gesenk 5 trägt, dem ein Schlagbär 6 zugeord­ net ist, der von einer Bärstange 7 getragen ist. Ein Schmie­ deteil 8 wird von einem Handhabungsgerät 9 manipuliert, welches das Schmiedeteil 8 auch während der Schmiedeschläge festhält. Das Handhabungsgerät umfaßt ein Fahrwerk 10, das unmittelbar auf dem Untergrund 3 abgestützt und verfahrbar ist und Abstand vom Fundament 2 aufweist. Das Fahrwerk 10 ist von an sich bekannter Bauweise und wird hier nicht im einzelnen erörtert. Es weist jeweils einen Fortsatz bzw. Manipulatorarm 11 auf, an dem eine Greifereinrichtung 12 angebracht ist. Die Greifereinrichtung 12 ist ebenfalls von an sich bekannter Bauweise und umfaßt eine Greifzange 13 und eine Zangenbetätigungseinrichtung 14.

Zwischen dem Manipulatorarm 11 und einem Greiferstück 15 der Greifereinrichtung 12 ist eine Verbindung 16 vorgesehen, die aus einer Manschette 17 besteht, an deren beiden Enden je ein Flansch 18 vorgesehen ist, der mit einem Flansch des Manipulatorarmes 11 bzw. mit einem Flansch des Greifer­ stückes 15 verschraubt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 verläuft die Manschette 17 waagrecht vom Mani­ pulatorarm 11 zum Greiferstück 15 und zwar in axialer Fort­ setzung des Manipulatorarmes. Es ist auch denkbar, daß sich der Manipulatorarm und das Greiferstück seitlich überlappen und die Manschette waagrecht und rechtwinklig zum Manipula­ torarm verläuft. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ver­ läuft die Manschette senkrecht, wobei sich der Manipulator­ arm 11 und das Greiferstück 15 untereinander überlappen. Dies ist auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 vorgese­ hen, die jedoch zwei parallele Manschetten aufweist. Im Unterschied zu den insoweit bevorzugten Ausführungsformen gemäß Fig. 1-3 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ein Drehantrieb 19 auf der der Greifereinrichtung 12 zugeordne­ ten Seite der Manschette vorgesehen, d. h. von der Manschette mitgetragen.

Gemäß Fig. 3 ist die Manschette 17 einstückig mit beiderseitigen Randstreifen 20, die jeweils auf einen Napfstutzen 21 geschoben sind und dort mittels eines Schlauchbinders 22 festgelegt sind. Jeder Napfstutzen 21 ist an einem der Flansche 18 vorgesehen. Die Manschette 17 mit den Randstreifen 20 ist z. B. ein Stück eines drahtbewehrten Hydraulikschlauches. Die Manschette 17 und die Napfstutzen 21 begrenzen eine Hydraulikkammer 23, auf die eine Druckmittelquelle 24 über eine Leitung 25 arbeitet. In der Leitung 25 ist ein Steuerventil 26 vorgesehen, das die Leitung 25 auf Ablaß schalten kann, d. h. einen niederen Druckwert der Größe Null einstellen kann. Über das Steuerventil 26 kann andererseits ein hoher Druckwert auf die Hydraulikkammer 23 geschaltet werden, wobei die Höhe des hohen Druckwertes durch ein Stellventil 27 einstellbar ist, das zwischen der Druckmittelquelle 24 und dem Steuerventil 26 vorgesehen ist.

Das Stellventil 27 ist ein Druck-Proportionalventil, das von einer elektrischen Steuerung 28 über einen Proportionalver­ stärker 30 angesteuert wird. Die Drucksteuerung erfolgt, indem die Drucksollwerte für "nachgiebig" und "starr" in der Steuerung abgespeichert werden. Diese Drucksollwerte werden bei Fertigung des gleichen Produktes bzw. Schmiedeteiles automatisch aus einem Archivspeicher in einen Arbeitsspei­ cher der elektrischen Steuerung 28 übernommen.

Claims (7)

1. Flexibel einstellbare Verbindung zwischen Fahrwerk und Greifzange eines Handhabungsgeräts für eine Schmiede­ einrichtung, bei dem das Fahrwerk über die Verbindung eine Greifereinrichtung trägt, die die ein Schmiedeteil beim Schmiedevorgang erfassende Greifzange aufweist, und bei dem die Verbindung insgesamt wahlweise nachgiebig oder starr einstellbar ist, indem die Verbindung eine Hydraulik­ kammer aufweist, deren Innendruck über ein Steuerventil wahlweise auf einen die Verbindung nachgiebig machenden niederen Druckwert oder auf einen die Verbindung starr machenden hohen Druckwert einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (16) von einer die Hydraulikkammer (23) begrenzenden Schlauchstück-Manschette (17) gebildet ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Steuerventil (26) eine Verstellbarkeit (27) des niederen Druckwertes und/oder eine Verstellbarkeit des hohen Druckwertes vorgesehen ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Länge der Manschette (17) kleiner ist als deren Durchmesser.

4. Verbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Manschette (17) beiderends mit Rand­ streifen (20) versehen ist, die an Napfstutzen (21) festgelegt sind, welche mit Flanschen (18) versehen sind, die an der Greifereinrichtung (12) und an dem Fahrwerk (10) festgelegt sind.

5. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Greifereinrichtung ein Drehantrieb für die Zange zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehan­ trieb (19), von der Greifzange (13) her gesehen, jenseits der Manschette (17) angeordnet ist.

6. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einem Schmiedehammer (1) oder einer schlagenden Spindelpresse, jeweils mit einem Fundament (2) zugeordnet ist und das Fahrwerk (10) außer­ halb des Fundamentes (2) gelagert ist.

7. Anwendung der Verbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche beim Gesenkschmieden flacher Schmiedeteile wie Zangenteile, Maulschlüssel oder PKW-Pleuel.