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    • 专利摘要:
    Es wird, insbesondere für das Schmieden von Werkstücken im Gesenk, eine Handhabungsvorrichtung vorgeschlagen, die eine hohe Nachgiebigkeit beim Schmiedeprozess und eine starre Form beim Werkstücktransport gewährleistet. Eine kompakte massearme Bauform bei hoher Funktionssicherheit und langer Standzeit wird durch diese Handhabungsvorrichtung erreicht.
    公开号:DE102004013844A1
    申请号:DE200410013844
    申请日:2004-03-20
    公开日:2005-10-06
    发明作者:Reinhold Wingert；Axel Wittig
    申请人:Mueller Weingarten AG；
    IPC主号:B21J13-10
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung zur Manipulationvon Werkstückenbeim Schmieden im Gesenk und insbesondere eine, mit einem Roboterverbundene und betätigte,flexible Haltezange fürdie Werkstücke.
    [0002] Wirdder Schmiedeprozess automatisiert durchgeführt, so erfolgt das Einlegender Rohlinge und die Entnahme der geschmiedeten Werkstücke in derRegel durch Manipulatoren, wie z.B. einem Roboter. Während demSchmieden wird der Rohling dabei lagegerecht in dem Untergesenkgehalten. Für dieHandhabungsvorrichtung sind dabei verschiedene Aspekte zu berücksichtigen.So kann das Schmieden von Werkstückenin einem Gesenk, zum Beispiel mittels eines Hammers, durch unterschiedliche Schlagzahlenerfolgen. Wird mit nur einem Schlag das Werkstück im Fertiggesenk geformt,so ist in der Regel aus thermischen Gründen ein schnelles Aushebenaus dem Gesenk erforderlich. Erfolgt die Umformung des Werkstückes inmehreren Schlägenist eine exakte Lageorientierung im Gesenk gefordert.
    [0003] Dader Hammerbärmit hoher Geschwindigkeit auf das Werkstück trifft, treten während derUmformung hohe dynamische Kräfte aufund das Werkstückunterliegt einer geometrischen Formänderung. Eine Nachführung derSpannzange bzw. der Handhabungsvorrichtung zum Ausgleich der Höhenänderungdes Werkstückesist zwingend erforderlich. Dieses gilt auch für die beim Schlag auftretendeVertikalbewegung der in der Regel schwingungsisoliert aufgestelltenHämmer.
    [0004] Aufgrunddes dynamischen Fertigungsablaufs kann dieser Vorgang nicht durchden Roboter erfolgen und somit ist eine entsprechende Gestaltungder Werkstück-Haltemittelerforderlich.
    [0005] Die DE 100 60 709 A1 hatdiese Aufgabe dadurch gelöst,dass ein Greifarm wahlweise nachgiebig oder starr einstellbar ist.Die Starrstellung bewirkt in einer Art Verriegelung eine Starrstellstangewährendals elastische Verbindung ein blockförmiges Nachgebeelement vorgeschlagenwird.
    [0006] Während derTransportbewegung des Werkstückesist der Greifarm verriegelt und beim Schmiedevorgang ist die StarrstellstangeaußerFunktion gebracht. Die Schmiedeschläge bzw. die auftretenden Erschütterungen,Zug- und Druckkräftewerden von dem flexiblen Blockstückaufgenommen.
    [0007] Nachteiligist bei dieser Lösungeine große zubewegende Masse einschließlichder Einrichtung zur Zangenbetätigungin Form eines ansteuerbaren Zylinders. Die Zangenbetätigungseinrichtungist zusätzlichso angeordnet, dass auf diese die gesamten auftretenden Erschütterungenbeim Schmieden einwirken.
    [0008] Einweiterer Nachteil ergibt sich durch die große Hitze des Schmiedevorgangesdie auf den elastischen Werkstoff des Block stückes einwirkt und eine dauerhafteFunktion nicht gewährleistet.
    [0009] Ausgehendvom Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine flexibleHandhabungsvorrichtung fürzu schmiedende Werkstückevorzuschlagen, die einfach im Aufbau ist und auch unter hoher thermischerBeanspruchung eine sichere, dauerhafte Funktion gewährleistet.
    [0010] DieseAufgabe wird ausgehend von einer Handhabungsvorrichtung nach demOberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale desAnspruchs 1 gelöst.In den Unteransprüchen sindvorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen derHandhabungsvorrichtung angegeben.
    [0011] DerKerngedanke der Erfindung besteht darin, die Handhabungsvorrichtungenmit einer speziellen Anordnung von spann- und lösbaren Seilen auszuführen dieaufgrund ihrer Funktionalitäteine hohe Flexibilitätund eine großeBeweglichkeit gewährleisten.Auf eine einfache und sichere Art passt sich die Handhabungsvorrichtungder verändertenGeometrie des Werkstückesbeim Umformprozess bzw. der Höhenänderungder Schmiedemaschine an.
    [0012] Auchdie sich eigentlich widersprechenden Forderungen der Nachgiebigkeitbeim Schmiedeprozess und der starren Gestalt der Handhabungseinrichtungbeim Werkstücktransportkann die Erfindung funktionssicher und durch einfache Maßnahmenerfüllen.Durch das Spannen des Seilzugsystems kann in kürzester Zeit die Handhabungsvorrichtungzu einer starren Einheit und aus einer entspannten z.B. abgesenktenForm in eine sym metrische Horizontallage gebracht werden. Die Betätigung derSeilzüge geschiehtdurch einen Roboter an dem die Handhabungsvorrichtung angekuppeltwird.
    [0013] Einweiterer vom Roboter zu betätigender Seilzugbewirkt überGelenke das Öffnender eigentlichen Spannzange fürdas Werkstück.Zum Schließender Zange und Halten der Werkstückesind Druckfedern vorgesehen. In Umkehrung der Funktion kann dieSpannzange auch durch den Seilzug geschlossen und durch die Federgeöffnetwerden.
    [0014] Ineiner alternativen Ausführungsformist zwischen dem Roboter und der eigentlichen Werkstück-Spannzangeeine Art Gliederkette angebracht. Die Variante ist insbesonderebei Werkstückendie in einer tieferen Formgravur geschmiedet werden günstig, dain diesen Fälleneine größere Aushebekrafterforderlich ist. Durch die Abstützungder Glieder zueinander ergibt sich auch eine entsprechend gute Abstützung gegenüber Vertikalkräften.
    [0015] Invorteilhafter Weise kann diese Ausführungsvariante mit unterschiedlicherAnordnung der Elemente der Gliederkette ausgeführt werden, wodurch die Flexibilität nochmalserhöhtwird. Dadurch wird es ermöglicht,dass der vordere Teil mit der Spannzange seine Horizontallage beibehält während derdem Roboter zugewandte Teil sich bogenförmig der geänderten Geometrielage des Werkstückes anpasst.Die Beweglichkeit der Handhabungsvorrichtung wird zusätzlich durcheine unterschiedliche Betätigungder Spannseile erhöht,wodurch die Gliederkette eine Vielzahl von auch dreidimensionalenFormen realisieren kann. Durch die Betätigung der Spannseile ist auchdas Zwischenlüftenbei den Schmiedeschlägenmöglich.Die Gliederkette besteht beispielhaft aus einer Anzahl kalottenförmi ger Scheibendie bei Bedarf überZentrierelemente zueinander fixiert werden.
    [0016] Auchkann in der Handhabungsvorrichtung ohne Probleme eine Gesenksprüheinrichtungoder eine Kühl-und Blaseinrichtung integriert werden, wodurch die Funktionalität nochmalserhöhtwird.
    [0017] Inbesonders vorteilhafter Weise ist die vorgeschlagene Handhabungsvorrichtungsehr kompakt und damit massenarm ausgeführt. Zur Handhabung von unterschiedlichgeometrisch gestalteten Rohlingen besteht die Möglichkeit die Spannbacken auszutauschen.
    [0018] WeitereEinzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sind aus der nachfolgendenBeschreibung anhand der Figuren von zwei Ausführungsbeispielen.
    [0019] 1 zeigteine gespannte Handhabungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung.
    [0020] 2 wie 1,jedoch gelöst.
    [0021] 3 zeigteine Ausführungsvarianteder Handhabungsvorrichtung in einer Schnittdarstellung.
    [0022] In 1 istan einem bekannten und nicht näherdargestellten Roboter 1 die erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 2 angekuppelt.Ein Distanzstück 3 stützt einLagergehäuse 4,welches durch die gespannten Seile 5, 6 gegendas Distanzstück 3 gezogenwird, ab. Bevorzugt ist das Distanzstück 3 stirnseitig alsKugelpfanne und die abstützendeFlächedes Lagergehäuses 4 alsKugelabschnitt ausgebildet. Beispielhaft sind von den drehbar imLagergehäuse 4 gelagertenSeile 5, 6 zwei dargestellt, jedoch können aucheine größere Anzahlam Umfang verteilt angebracht werden, die jeweils einzeln oder gleichzeitigdurch die Roboter 1 betätigbarsind.
    [0023] Indem Lagergehäuse 4 befindetsich der Lagerbolzen 7 für die Spannzange 8, 9.In den Spannbacken 15 ist das Werkstück 10 durch die Kraftder Feder 11 gespannt. Das Öffnen der Spannzangen 8, 9 erfolgt über dasHebelgelenk 12, in dem der Seilzug 13 in Richtungdes Pfeils 14 durch den Roboter 1 betätigt wird.An den Spannzangen 8, 9 sind auswechselbare Spannbacken 15 angebracht,die der jeweiligen Geometrie des Werkstückes anpassbar sind.
    [0024] Optionalist in der 1 auch die Integration von MediumführendenLeitungen 16 angedeutet. Durch diese Leitungen 16 mitam Ende angebrachten Düsen 17 kanndem Schmiedegesenk 18 ein Schmier- oder Trennmittel sowieSprüh-,Kühl- oder Blasmediumzugeführtwerden.
    [0025] DieSituation währenddem Schmiedevorgang zeigt 2. Aufgrundz.B. des Lagesignals eines nicht weiter dargestellten Hammerbärs sinddie Seile 5, 6 durch den Roboter 1 gelöst. Zusätzlich führt derRoboter 1 eine Horizontalbewegung aus, wodurch das Distanzstück 3 vondem Lagergehäuse 4 entferntwird. Das Werkstück 10 liegtim Schmiedegesenk 18 und die Spannzange 8, 9 istabgekoppelt wie fürden eigentlichen Umformvorgang erwünscht. Die Handhabungsvorrichtung 2 undinsbesondere der Roboter 1 wird vollkommen von den Umformkräften, wieSchlägeund Erschütterungen,entlastet. Ohne Probleme kann die Spannzange 8, 9 dersich im Schmiedeprozess ergebenden Lageveränderung des Werkstückes 10 folgen.Trotz der Abkupplung der Spannzange 8, 9 ist dasWerkstück über dieFeder 11 sicher gespannt. Ist ein Öffnen der Zange während demSchmiedeprozess erforderlich, so kann die Spannzange 8, 9 über dasHebelgelenk 12 durch Betätigung des Seilzuges 13 inPfeilrichtung 14 geöffnetwerden.
    [0026] Diegeringen Schalt- und Reaktionszeiten ermöglichen ohne Probleme ein Spannenund Lösen desWerkstückes 10 auchbei einer hohen Schlagfrequenz. Die geforderte exakte Gesenklagedes Werkstücks 10 istdadurch sichergestellt, dass zwischen den Schlägen jeweils ein Spann- oderHaltevorgang erfolgen kann.
    [0027] Einealternative Ausführungsformist in 3 dargestellt.
    [0028] DasDistanzstück 3 wirdersetzt durch eine Gliederkette 19. Die Gliederkette 19 bestehtaus Kugelscheiben 20, die eine unterschiedliche Schichtung 21, 22 habenund durch eine Kugelpfanne 23 getrennt sind. Bei Bedarfkönnendie Kugelscheiben 20 mit einer Zentrierung ausgeführt werden.Diese Art der Schichtung 21, 22 ermöglicht derGliederkette 19 bezogen auf die Längsachse 24 einenunterschiedlichen Gestaltungsverlauf, z.B. in Form einer Kurve. Ander Gliederkette 19 schließt sich die bereits in ihrerFunktion beschriebene Spannzange 8, 9 an. Die Seile 5, 6 werdenebenfalls durch den Roboter 1 betätigt und dienen zur Manipulationder Gliederkette 19. Das Lagergehäuse 4 steht in Wirkverbindungmit der Gliederkette 19. Werden beide Seile 5, 6 inPfeilrichtung 14 betätigtund gespannt, so richten sich die Kugelscheiben 20 symmetrischzueinander aus und verspannen sich. Die Handhabungsvorrichtung 2 befindetsich in einer geraden, horizontalen und starren Lage. Eine unterschiedlicheLage der Handhabungsvorrichtung 2 und insbesondere auchKurvenformen werden durch einseitiges oder differenziertes Spannender Seile 5, 6 ermöglicht. Werden die Seile 5, 6 gelöst, so können sichdie Kugelscheiben 4 in bestimmten Grenzen frei zueinanderbewegen bzw. verschieben. Die Gliederkette 19 ist entspannt.
    [0029] Trotzder Vielzahl von Funktionen ist aus den Figuren die kompakte, massearmeund robuste Ausführungder Handhabungsvorrichtung 2 gut erkennbar. Aufgrund dervorgeschlagenen Bauteile arbeitet das System nahezu verschleißfrei undgewährleistet einehohe Verfügbarkeit.
    [0030] DieErfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispielebeschränkt. Sieumfasst auch alle fachmännischenAusgestaltungen im Rahmen des geltenden Hauptanspruches. So kannbeispielhaft die Gliederkette 19 aus nur einer gleichgerichtetenSchichtung oder mehreren unterschiedlichen Schichtungen bestehen.Die Anzahl der Kugelscheiben 20 ist ebenfalls variabel.Auch die Anordnung und Anzahl der Seile 5, 6 istin Abhängigkeit vonder geforderten Funktionalitätder Handhabungsvorrichtung 2 wählbar und kann aus einem zentralen Seiloder einer Anzahl im äußeren Bereichangeordneten Seilen bestehen. Eine Zentrierung der Zange zum Untergesenk,z. B. durch das Einfahren eines Stiftes in eine Aufnahme ist ebenfallsohne Probleme möglich.
    1 Roboter 2 Handhabungsvorrichtung 3 Distanzstück 4 Lagergehäuse 5 Seil 6 Seil 7 Lagerbolzen 8 Spannzange 9 Spannzange 10 Werkstück 11 Feder 12 Hebelgelenk 13 Seilzug 14 Pfeil 15 Spannbacken 16 Leitung 17 Düse 18 Schmiedegesenk 19 Gliederkette 20 Kugelscheibe 21 Schichtung 22 Schichtung 23 Kugelpfanne 24 Längsachse
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Handhabungsvorrichtung, zur Manipulation vonWerkstückenin einem Schmiedeprozess, die an einem, zur Betätigung vorgesehenen, Roboterankuppelbar ist und wobei eine Spannzange der Handhabungsvorrichtungwahlweise beweglich oder starr einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,dass die Spannzange (8, 9) durch das Spannen vonmindestens einem Seil (5, 6) in eine Starrstellungund durch das Lösenvon mindestens einem Seil (5, 6) in eine gelöste Stellungbringbar ist.
    [2] Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen dem Roboter (1) und einem Lagergehäuse (4)für dieSpannzange (8, 9) ein Distanzstück (3)oder eine Gliederkette (19) angeordnet ist und das dieGliederkette (19) aus Kugelscheiben (20) in einfachergleichgerichteter oder unterschiedlicher Mehrfachschichtung (21, 22)gebildet wird.
    [3] Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentral angeordnetes Seil (5, 6)oder mehrere in äußeren Bereichdes Distanzstückes(3) oder der Gliederkette (19) angeordnete Seile(5, 6) durch den Roboter (1) spann- oderlösbarsind.
    [4] Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurchgekennzeichnet, dass bei mehreren Seilen (5, 6)diese zeitlich getrennt und mit unterschiedlicher Kraft betätigbar sind.
    [5] Handhabungsvorrichtung nach einem oder mehreren dervorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Seile (5, 6)in dem Lagergehäuse(4) beweglich gehalten sind.
    [6] Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurchgekennzeichnet, dass in dem Lagergehäuse (4) die Spannzange(8, 9) schwenkbar gelagert ist.
    [7] Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6,dadurch gekennzeichnet, dass die Spannzange (8, 9) über einHebelgelenk (12) durch einen Seilzug (13) zu öffnen und über eineFeder (11) spannbar ist.
    [8] Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, 5 bis 7,dadurch gekennzeichnet, dass an dem Spannzangen (8, 9)befestigte Spannbacken (15) austauschbar sind.
    [9] Handhabungsvorrichtung nach einem oder mehreren dervorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass Medium führende Leitungen (16)durch das Distanzstück(3) oder die Gliederkette (19) an Spannzange (8, 9)befestigte Düsen(17) führbarsind.
    类似技术:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-10-06| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-12-07| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    2015-01-15| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20141001 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410013844|DE102004013844B4|2004-03-20|2004-03-20|Handhabungsvorrichtung für Werkstücke beim Gesenkschmieden|DE200410013844| DE102004013844B4|2004-03-20|2004-03-20|Handhabungsvorrichtung für Werkstücke beim Gesenkschmieden|
    PCT/DE2005/000495| WO2005089979A1|2004-03-20|2005-03-17|Handhabungsvorrichtung für werkstücke beim gesenkschmieden|
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