DE4003201C2 - Schnellkupplungsvorrichtung für Schmiede- und Transportmanipulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellkupplungsvorrichtung für Schmiede- und Transportmanipulatoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS 27 31 792 ist eine Chargiermaschine beschrieben, die einen motorisch angetriebenen Hubwagen und eine Schnellkupplungsvorrichtung zum wahlweisen Anbringen von Anbaugeräten, wie Chargiermulden, Chargierzangen oder Stochstangen, aufweist. Bei dieser bekannten Vorrichtung müssen jedoch die Arbeitsgeräte jeweils mitsamt ihren Antriebsaggregaten gewechselt werden. Dies ist nachteilig, weil die unterschiedlichen, mit eigenen Antriebsaggregaten ausgerüsteten Arbeitsgeräte sehr teuer sind. Ferner müssen jedesmal die Energieversorgungsleitungen (Hydraulik- und/oder Elektroanschlüsse) getrennt bzw. verbunden werden. Wenn es auch ziemlich leckarme Kupplungen für Hydraulikleitungen gibt, so ist das Austreten von Hydrauliköl, wenn auch in nur kleinen Mengen, nicht völlig auszuschließen.

Mit einer ähnlichen Kupplungsvorrichtung wird auch nach der US-PS 40 87 010 ein Werkzeug, z. B. ein Hydrohammer zum Aufbrechen von befestigten Böden, an eine Baggerschaufel gekuppelt. Auch hierbei müssen die Hydraulikverbindungen bei jedem Werkzeugwechsel gelöst bzw. hergestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellkupplungsvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, nur den rein mechanischen Teil von Werkzeugen, z. B. Zangen, ohne deren Antriebsaggregate schnell und einfach zu wechseln, und die in der Lage ist, hohe Biege- und/oder Drehmomente bei gleichzeitig hohen Quer- und Längskräften zu übertragen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß grundsätzlich durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile bekannter Schnellkupplungsvorrichtungen zum Wechseln von Werkzeugen bzw. Arbeitsgeräten von Schmiede- und Transportmanipulatoren. Die Werkzeuge können beispielsweise Block- oder Scheibenzangen sein, die neben einem Drehantrieb auch noch einen axialen Linearantrieb zum Öffnen und Schließen der Zange benötigen. Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Schnellkupplungsvorrichtung sind darin zu sehen, daß bei einem Werkzeugwechsel nur noch das eigentliche Werkzeug, z. B. Zange, auszuwechseln ist, während die Antriebsaggregate, z. B. Druckmittelzylinder und Drehantrieb, mit ihren Anschlußleitungen im Werkzeugträger verbleiben. Die Anschaffungskosten werden erheblich gesenkt, und der Werkzeugwechsel wird wesentlich vereinfacht, weil nur noch etwa die Hälfte der vielfach sehr schweren Geräte ausgetauscht werden muß. Ölverschmutzungen oder Ölverluste treten nicht ein, da keine Hydraulikleitungen mehr getrennt oder verbunden werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schnellkupplungsvorrichtung wird nunmehr anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 in Seitenansicht einen Schmiede- und Transportmanipulator, bei dem die Schnellkupplungsvorrichtung zum Ankuppeln einer Blockzange zur Anwendung kommt,

Fig. 2 eine Draufsicht des Manipulators nach Fig. 1,

Fig. 2a die Draufsicht einer Scheibenzange, die als Werkzeug an den Manipulator nach Fig. 1 und 2 ankuppelbar ist,

Fig. 3 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt Einzelheiten der Schnellkupplungsvorrichtung vor dem Ankuppeln,

Fig. 4 die gleiche Ansicht im gekuppelten Zustand und

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Draufsicht der Schnellkupplungsvorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen als Fahrzeug ausgebildeten Manipulator 1 mit einem Hubrahmen 2, mit dem ein Werkzeugträger 3 auf und ab bewegbar ist. Mit dem Werkzeugträger 3 ist über eine Schnellkupplungsvorrichtung 4 ein Werkzeug 5, im vorliegenden Fall eine Blockzange 5a, verbunden. Die Antriebe für das Werkzeug 5 zum Schließen, Öffnen und Drehen desselben befinden sich ausschließlich im Werkzeugträger 3.

Fig. 2a zeigt in Draufsicht eine Scheibenzange 5b, die als Werkzeug 5 anstelle der Blockzange 5a an den Manipulator 1 mit Hilfe der Schnellkupplungsvorrichtung 4 angekuppelt werden kann.

Die Fig. 1, 2 und 2a sollen lediglich einen bevorzugten Anwendungsfall der Schnellkupplungsvorrichtung 4 veranschaulichen, die nunmehr anhand der Fig. 3 bis 5 näher beschrieben wird.

Fig. 3 zeigt in gesprengter Darstellung, d. h. im entkuppeltem Zustand bzw. im Zustand vor dem Ankuppeln den Werkzeugträger 3 und das Werkzeug 5, z. B. die Blockzange 5a nach den Fig. 1 und 2. Im Werkzeugträger 3 befinden sich die bereits erwähnten Antriebe für das Werkzeug 5, und zwar der Drehantrieb 6 zum Drehen des Werkzeugs 5 um seine Längsachse über eine Drehspindel 7 und der Linearantrieb über eine Kolbenstange 8 für das Öffnen und Schließen der Zange 5a (bzw. 5b nach Fig. 2a).

Die Schnellkupplungsvorrichtung 4 besteht aus einer ersten Kupplungs-halbschale 9, die mit der Drehspindel 7 fest verbunden oder einstückig ausgebildet ist, und einer zweiten Kupplungs-Halbschale 10, die mit einem Werkzeugkopf 11 des Werkzeugs 5 bzw. der Zange 5a bzw. 5b fest verbunden ist. Nach den Fig. 3 bis 5, die die Zange 5a nach den Fig. 1 und 2 zeigen, besteht diese aus Zangenschenkeln 12 mit Zangenbacken 13 und aus Verbindungslaschen 14, welche die Zangenschenkel 12 mit einem Schieber 15 im Werkzeugkopf 11 über Gelenke 16 verbinden, während die Zangenschenkel 12 selbst um Gelenke 17 am Werkzeugkopf 11 schwenkbar gelagert sind.

Der Schieber 15 weist eine T-Nut 18 auf, die nach dem radialen Zusammenfahren der Kupplungs-Halbschalen 9, 10 einen Hammerkopf 19 der Kolbenstange 8 umgreift, so daß eine Antriebsverbindung zwischen der Kolbenstange 8 und dem Werkzeug 5 hergestellt ist. Das Zusammenfahren der Kupplungs-Halbschalen 9, 10 erfolgt dadurch, daß der Manipulator 1 unter das auf einem Gestell oder Bock ruhende, geöffnete Werkzeug 5 gefahren wird und dann der Hubrahmen 2 in Richtung des Pfeiles 20 in Fig. 3 hochgefahren wird, bis die Kupplungs-Halbschalen 9, 10 sowie der Hammerkopf 19 der Kolbenstange 8 und die T-förmige Ausnehmung 18 des Schiebers 15 ihre Kuppelstellung nach Fig. 4 und 5 erreicht haben.

Diese Kuppelstellung wird durch eine Verriegelungseinrichtung 21 gesichert, die einen Verriegelungsbolzen 22 aufweist, der in einer an der Drehspindel 7 angebrachten Führung 23 verschiebbar gelagert ist, durch eine Feder 24 in Verriegelungsrichtung (nach rechts in den Fig. 3 bis 5) vorgespannt ist und mit Hilfe eines Druckmittelzylinders 25 oder von Hand betätigbar ist. Eine Kolbenstange 26 des Druckmittelzylinders 25 ist mit einer am Werkzeugträger 3 gelagerten Schubstange 27 verbunden, die mit ihrem hakenförmig ausgebildeten freien Ende 28 in eine entsprechende Aussparung 29 am hinteren Ende des Verriegelungsbolzens 22 eingreift, und zwar nur in einer Grund-Drehstellung der Drehspindel 7, wie aus den Fig. 3 und 4 erkennbar.

In Fig. 3 befindet sich der Verriegelungsbolzen 22 in der hinteren Verriegelungsstellung, in der er in eine Nut 30 im Werkzeugträger 3 eingreift, so daß der Drehantrieb 6 der Drehspindel 7 gesperrt ist.

In den Fig. 4 und 5 befindet sich der Verriegelungsbolzen 22 in der vorderen Verriegelungsstellung und greift dabei mit einem schräg oder konisch ausgebildeten Ende 31 in eine entsprechend schräg oder konisch erweiterte Bohrung 22 eines am Werkzeugkopf 11 sitzenden Verriegelungsstücks 33 ein, wobei der Verriegelungsbolzen 22 aus der Nut 30 des Werkzeugträgers 3 herausgefahren ist, so daß der Drehantrieb 6 der Drehspindel 7 freigegeben wird. Beim Drehen der Drehspindel 7 und des Werkzeugs 5 kann der Verriegelungsbolzen 22 dann vor einer Ringschulter 34 des Werkzeugträgers 3 frei umlaufen, die in allen Drehstellungen des Werkzeugs 5, außer der Grund-Drehstellung, ein Entriegeln der Schnellkupplungsvorrichtung (4) verhindert.

Im gekuppelten Zustand umgreifen Innenumfangsnuten 35 der Kupplungs-Halbschalen 9, 10 Flansche 36 einerseits an der Drehspindel 7 und andererseits am Werkzeugkopf 11 und stellen somit eine formschlüssige Verbindung zwischen Drehspindel 7 und Werkzeug 5 bzw. 5a her. Da die Kolbenstange 8 und auch die T-Nut 18 am Schieber 15 des Werkzeugkopfes 11 genau axial zur Achse der Drehspindel 7 angeordnet sind, ist eine Betätigung des Werkzeugs 5, d. h. ein Öffnen und Schließen der Zange 5a, in jeder Drehstellung des Werkzeugs 5 durch Verschieben der durch Druckmittel, z. B. hydraulisch, betätigbaren Kolbenstange 8 möglich.

Claims (7)

1. Schnellkupplungsvorrichtung für Schmiede- und Transport-Manipulatoren, bei denen an einem Hubrahmen ein Werkzeugträger mit einem Werkzeug, z. B. Zange, zum Einspannen und Bewegen eines Werkstücks sowie mit Antriebseinrichtungen für das Werkzeug angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnellkupplungsvorrichtung (4) zwischen dem Werkzeugträger (3) und dem Werkzeug (5) vorgesehen ist und eine rein mechanische, formschlüssige Antriebsverbindung zwischen Werkzeugträger (3) und Werkzeug (5) herstellt, wobei zwei radial zusammenfügbare Kupplungs-Halbschalen (9, 10) vorgesehen sind, von denen die eine Halbschale (9) am Werkzeugträger (3) und die andere Kupplungs-Halbschale (10) am Werkzeugkopf (11) sitzt und die durch eine Verriegelungseinrichtung (21) miteinander verriegelbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für einen Manipulator, bei dem im Werkzeugträger (3) eine Drehspindel (7) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise halbzylindrischen Kupplungs-Halbschalen (9, 10) mit Innenumfangsnuten (35) Flansche (36) an der Drehspindel (7) des Werkzeugträgers (3) bzw. am Werkzeugkopf (11) formschlüssig umgreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Manipulator, bei dem der Werkzeugträger außerdem einen Linearantrieb, z. B. Hydraulikzylinder mit Kolbenstange (8) für das Werkzeug (5), z. B. Zange (5a), aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das im Werkzeugträger (3) linear verschiebbare Antriebsteil, z. B. Kolbenstange (8), im gekuppelten Zustand mit einem Hammerkopf (19) in eine T-Nut (18) eines im Werkzeugkopf (11) gelagerten Schiebers (15) eingreift.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (21) einen an der Drehspindel (7) für das Werkzeug (5) in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Verriegelungsbolzen (22) aufweist, der in der vorderen Verriegelungsstellung in eine Bohrung (32) am Werkzeugkopf (11) und in der hinteren Verriegelungsstellung zum Sperren des Drehantriebs (6) der Drehspindel (7) in eine Nut (30) am ortsfesten Werkzeugträger (3) eingreift.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsbolzen (22) nur in einer Grund- Drehstellung des Werkzeugs (5) bzw. der Drehspindel (7) ver- und entriegelbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betätigen des Verriegelungsbolzens (22) eine am Werkzeugträger (3) verschiebbar gelagerte, manuell oder durch einen Druckmittelzylinder (25) antreibbare Schubstange (27) vorgesehen ist, die nur in der Grund-Drehstellung der Drehspindel (7) mit dem Verriegelungsbolzen (22) in Wirkverbindung steht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in Richtung auf die Verriegelungsstellung durch eine Feder (24) vorgespannte Verriegelungsbolzen (22) an seinem in die Bohrung (32) am Werkzeugkopf (11) eingreifenden Ende (31) eine beispielsweise konische Schrägfläche aufweist, die im Zusammenwirken mit einer schrägen, z. B. konischen Aufweitung der Bohrung (32) die Kupplungs-Halbschalen (9, 10) der Schnellkupplungsvorrichtung (4) verspannt.