Schwenkhebelprinzip verbessert Spannbackenführungen bei Greifern

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Aus der Statik sind die Kraftverhältnisse an Führungen und damit verbunden die Neigung zum Klemmen bei ungünstigem Kraftangriff bekannt (Bild 5). Die Führung klemmt, wenn der Kraftangriffsabstand von der Führung zu groß für die Führungslänge ist. Die Kraftecke können mithilfe der „cullmannschen Geraden“ im Vierkräfteverfahren konstruiert werden. Man erkennt deutlich, dass kürzere Führungslängen größere Kräfte zur Folge haben.

Schwenkhebelprinzip verhindert Verklemmen von Spannbacken

Viele Führungssysteme werden von Keilhakengetrieben betätigt. Diese Führungen klemmen beim Öffnen der gespannten Spannbacke, wenn der Hebelarm zwischen Lastangriffspunkt und Führung zu lang ist (Bild 6). Beim Keilhakenprinzip ist der Kraftangriff der öffnenden Kraft hinsichtlich der Wirkungslinie so ungünstig, dass die Klemmung der Führung noch verstärkt wird. Damit sind Greifer und Drehfutter nach dem Keilhakenprinzip nur für kurze Hebelarme des Lastangriffs der Spannkraft geeignet. Die Hersteller geben den maximalen Lastangriffsabstand in ihren Katalogen an. Die Lage des Kraftangriffes ist entscheidend.

Anders sind die Kraftverhältnisse beim Schwenkhebelprinzip, das vom Konstruktionsbüro Maul, Aachen, entwickelt wurde. Die Entwicklung ist zum Patent angemeldet. Nach diesem Prinzip wird ein Hebel geschwenkt mithilfe eines Kulissensteines unterhalb der Führung, die Spannbacken werden verschoben (Bild 7).

Beim Schwenkhebelprinzip wirkt die öffnende Kraft so, dass die Klemmung gelöst wird. Die Wirkungslinie liegt auf der anderen Seite des Drehpunktes der klemmenden Führung. Deshalb können die Hebelarme für den Lastangriff beliebig lang sein. Die Klemmung der verspannten Spannbacke wird immer gelöst (Bild 8). Derzeit werden Kooperationen zur Umsetzung des Schwenkhebelprinzips in die Praxis gesucht.

Greifertests liefern positive Resultate unabhängig vom Lastangriffsabstand

Gute Führungssysteme setzen den angreifenden Kräften und Momenten in allen Richtungen und Drehungen lange Hebelarme und große Berührungsflächen entgegen. Die Länge der Führungen ist so ausreichend zu bemessen, dass ein Klemmen ausgeschlossen werden kann.

Dies ist nur dann möglich, wenn die Führungen lang und breit gestaltet sind und die einzelnen Führungselemente in mehreren Ebenen angeordnet werden. Sind die Führungen zusätzlich nach dem patentierten Vielzahnprinzip von Schunk ausgeführt, lassen sich außerdem die Flächenpressungen minimieren.

Versuche mit Greifern nach dem Schwenkhebelprinzip haben ergeben, dass die Führungen nicht mehr klemmen – egal welchen Führungsabstand der Lastangriff hat. Die Lastangriffsabstände sind nur noch von der Dimensionierung und der Festigkeit der Führungselemente abhängig.

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