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Die
Erfindung betrifft ein Greiferwerkzeug mit einem Gehäuse zur
verschiebbaren Aufnahme von Greiferwerkzeugbacken, die mit Hilfe
von Führungen in
im Gehäuse
vorgesehenen Backenführungsausnehmungen
und über
ein im Gehäuse
angeordnetes Stellteil verstellbar sind, wobei der Stellweg der
beiden Greiferwerkzeugbacken in etwa quer zum Stellweg des Stellteils
verläuft.
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Es
ist bereits ein Parallelgreifer (
DE 100 13 022 A1 ) mit einem Gehäuse und
zwei verstellbaren Greifergrundbacken bekannt, welche in dem Gehäuse in einer
Backenführungsausnehmung
verschiebbar geführt
sind, wobei die Grundbacken über
ein Keilhakengetriebe aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar
sind und das Keilhakengetriebe über einen
Kolben, welcher in dem Gehäuse
geführt
ist, verstellbar ist, um einen kompakten Parallelgreifer zur Übertragung
und Aufnahme großer
Greiferkräfte bzw.
Kippmomente zu schaffen. Hierzu ist vorgeschlagen, den Parallelgreifer
so auszubilden, dass der Kolben eine ovale oder im Wesentlichen
rechteckförmige,
mit abgerundeten Ecken ausgebildete Form aufweist. Die Grundbacken
weisen beiderseits jeweils wenigstens zwei im Querschnitt rechteck-, keil-
oder trapezförmig
und in Verschieberichtung erstreckte Führungsstege auf. Die Backenführungsausnehmung
weist hierzu komplementär
ausgebildete Führungsnuten
auf. Das Verhältnis
der Wandstärke
des Gehäuses,
gemessen zwischen dem Grund der Führungsnuten und der Gehäuseaußenseite,
zur Gehäusebreite
beträgt
senkrecht zur Verschieberichtung der Grundbacken wenigstens 0,2
cm. Das Verhältnis
der Schrägzugbreite
des Keilhakengetriebes zur Außenseite
der Grundbacken beträgt
wenigstens 0,4 cm. Durch die Verwendung von jeweils zwei Nuten und
Federn auf jeder Seite ergibt sich eine Überbestimmung der Führungsteile.
Dies führt
dazu, dass die Greiferwerkzeuge sehr lange Führungsnuten und Führungsfedern
aufweisen müssen,
um ein Verkanten der Greiferwerkzeuge in dem Gehäuse zu reduzieren. Da jedes
Greiferwerkzeug auf jeder Seite mit drei übereinander angeordneten Führungsfedern ausgestattet
ist, werden die Führungseigenschaften der
Greiferwerkzeuge verschlechtert und außerdem die Herstellungskosten
derartiger Greiferwerkzeuge stark erhöht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Greiferwerkzeug derart
auszubilden und anzuordnen, dass es funktionssicherer arbeitet und
kostengünstiger
hergestellt werden kann.
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Gelöst wird
die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
dass das Stellteil bzw. ein Hubkolben mit einem Übertragungsteil ausgestattet
ist, das über
mindestens ein im Gehäuse
vorgesehenes Führungselement
eine Drehbewegung zum Verstellen der Greiferwerkzeugbacken ausführt. Da
das Stellteil bzw. der Hubkolben mit nur einem Übertragungsteil ausgestattet
ist, die Hubbewegung des Kolbens auf einfache Weise in eine Drehbewegung
umgesetzt werden kann, die beiden Greiferwerkzeugbacken auf einem
Stellweg verstellbar sind und der Stellweg des Kolbens den Stellweg
der Greiferwerkzeugbacken in einem annähernd rechten Winkel schneidet,
können gegenüber der
bekannten Anordnung Bauteile eingespart werden. Die sehr einfach
ausgebildeten Übertragungsteile
lassen sich darüber
hinaus kostengünstiger
herstellen.
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Hierzu
ist es vorteilhaft, dass das Stellteil oder der Hubkolben und/oder
das Übertragungsteil mit
Hilfe des Führungselements
eine Drehbewegung ausführen.
Das Führungselement,
das im Gehäuse angeordnet
ist, übersetzt
die lineare Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung und dann ebenfalls
in eine Linearbewegung der Greiferwerkzeugbacken.
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Eine
zusätzliche
Möglichkeit
ist gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung, dass der Hubkolben aus dem Kolben mit einer drehfest
angeordneten Kolbenstange besteht, auf der das Übertragungsteil drehbar gelagert
ist. Da der Kolben drehfest mit der Kolbenstange verbunden ist und
nur das Übertragungsteil
drehbar auf der Kolbenstange lagert, kommt man mit wenigen Bauteilen
aus, um die Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung zu übertragen.
Außerdem
wird der Verschleiß gering
gehalten, da sich nur das Übertragungsteil
auf der Kolbenstange dreht. Die vorteilhaft ausgestattete Vorrichtung
ermöglicht
auch eine sehr kleine Bauweise, so dass der Greifer als Minigreifer
ausgebildet und auch im Laborbetrieb eingesetzt werden kann.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass das Übertragungsteil
eine Platte mit zwei Zapfen aufweist, die in in den Greiferwerkzeugbacken
vorgesehene Ausnehmungen eingreifen. Die Platte mit zwei Zapfen
ist sehr leicht herzustellen, da die Toleranzen mit Bezug auf die
Abmessungen des Bauteils relativ groß sein können.
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Vorteilhaft
ist es hierzu auch, dass die beiden Zapfen diametral gegenüberliegend
auf der Platte fest angeordnet sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung ist
schließlich
vorgesehen, dass das Übertragungsteil
zwei diametral gegenüberliegende,
mit Bezug auf den Stellweg bzw. die Bewegungsebene des Kolbens geneigt
verlaufende Aus sparungen aufweist, die mit den Führungselementen zusammenwirken
und somit die Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung des Übertragungsteils
umgesetzt wird. Die geneigt verlaufenden Aussparungen können als
halbkreisförmige
Vertiefungen bzw. Nuten ausgebildet sein, die mit den Führungselementen,
die als zylindrische Bolzen ausgebildet sein können, einen Schrägzug darstellen.
Mit Hilfe des Schrägzugs
wird die Drehbewegung des Übertragungsteils
bewirkt.
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Von
besonderer Bedeutung ist für
die vorliegende Erfindung, dass die beiden diametral gegenüberliegend
auf der Platte fest angeordneten Zapfen auf einer Ebene liegen,
die mit einer zweiten Ebene einen Winkel einschließt, wobei
auf der zweiten Ebene die beiden diametral gegenüberliegenden Aussparungen vorgesehen
sind.
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Im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung
ist es von Vorteil, dass die beiden diametral gegenüberliegend
auf der Platte fest angeordneten Zapfen und die zugehörigen Aussparungen
auf je einer Ebene liegen, die mit einer zweiten Ebene oder dem
Stellweg bzw. der Bewegungsebene des Kolbens einen Winkel einschließen, der
größer ist
als 1° bzw.
zwischen 20° und
40° oder zwischen
10° und
45° beträgt. Je nach
Größe des Winkels,
der vorzugsweise zwischen 20° und
30° groß ist, wird
der Stellweg der Greiferwerkzeugbacken beeinflusst, wobei bei einem
Winkel von 45° der Stellweg
des Kolbens 1:1 auf die Greiferwerkzeugbacken übertragen wird.
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Vorteilhaft
ist es ferner, dass sich die beiden Ebenen, auf denen die Aussparungen
und die Zapfen angeordnet sind, in einem annähernd rechten Winkel schneiden.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, dass das Gehäuse
aus einem Gehäuseoberteil
und einem mit diesem fest verbindbaren Gehäuseunterteil besteht, die mit je
einer zylindrischen, koaxial zueinander ausgerichteten Ausnehmung
versehen sind. Da die beiden Gehäuseteile
in etwa mittig geteilt sind und zusammen das Gehäuse zur Aufnahme des Kolbens
und des Übertragungsteils
bilden, kann das Gehäuse
spritzwassergeschützt
ausgebildet werden, so dass keine Verunreinigungen in das Gehäuse eindringen
können.
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Vorteilhaft
ist es ferner, dass in dem Gehäuseteil
bzw. dem Gehäuseoberteil
der Kolben und in dem anderen Gehäuseteil bzw. dem Gehäuseunterteil
das Übertragungsteil
verstellbar aufgenommen ist.
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Im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung
ist es von Vorteil, dass auf der Kolbenstange der Kolben fest, das Übertragungsteil
drehbar und eine Dichtungsplatte derart lose angeordnet sind, dass
der Kolben eine Hub- und/oder
Drehbewegung ausführen
kann, wobei die Dichtungsplatte das Gehäuseoberteil gegenüber dem
Gehäuseunterteil
abdichtet.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und
in der Beschreibung erläutert
und in den Figuren dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung des Gehäuseoberteils, in dem ein Kolben
zur verschiebbaren Aufnahme von Greiferwerkzeugbacken verstellbar
ist;
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2 ein Übertragungsteil
mit Kolben;
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3 das
Gehäuseunterteil;
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4 eine
Schnittdarstellung des Gehäuseunterteils
entlang der Linie A-B in 3;
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5 eine
Schnittdarstellung des Gehäuseoberteils
und des Gehäuseunterteils;
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6 das
Gehäuseunterteil
mit Stellteil;
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7 eine
Draufsicht des Gehäuses
mit Kolben;
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8 eine
perspektivische Darstellung des Gehäuseunterteils mit eingebauten
Kolben und den als Bolzen ausgebildeten Führungselementen;
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9 eine
perspektivische Darstellung des Gehäuseunterteils mit eingebauten
Greiferwerkzeugbacken;
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10 eine
perspektivische Darstellung einer Greiferwerkzeugbacke.
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In 8 ist
ein Greiferwerkzeug 12 mit einem Gehäuseunterteil 22 nur
teilweise dargestellt, das zur verschiebbaren Aufnahme von zwei
nebeneinander angeordneten, gegeneinander anliegenden Greiferwerkzeugbacken 2, 3 dient,
die mit Hilfe von Führungen 11 in
in einem Gehäuse 1 vorgesehenen Backenführungsausnehmungen 9 verstellbar
sind. Die Backenführungsausnehmungen 9 bilden
gemäß 4 einen
rechteckförmigen
Ausschnitt und die Führungen 11 sind
gemäß 9 in
den beiden Greiferwerkzeugbacken 2, 3 vorgesehen.
Gemäß 4 sind
die beiden Greiferwerkzeugbacken 2, 3 nebeneinander
in der Führung 11 im
Gehäuseunterteil 22 verschiebbar
aufgenommen und, wie nachstehend beschrieben, über ein Stellteil 4 bzw.
einen Hubkolben 8.1 gegenläufig zueinander verstellbar.
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Ein
Gehäuseoberteil 21 ist
rechteckförmig ausgebildet
und weist zur Aufnahme des Kolbens 8.1 eine zylindrische
Sacklochbohrung 25 mit in der Zeichnung nicht dargestellten
Ein- und Auslassbohrungen
für Druckluft
auf, mit deren Hilfe der Kolben 8.1 in der Sacklochbohrung 25 auf-
und abwärts
bewegt werden kann, um ein Verstellen der Greiferwerkzeugbacken 2, 3 zu
bewirken.
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Die
beiden Greiferwerkzeugbacken 2, 3 sind über das
im Gehäuse 1 angeordnete
Stellteil 4 (2) verstellbar, dessen Stellweg 10 (4)
in etwa quer zu einem Stellweg 33 der Greiferwerkzeugbacken 2, 3 verläuft.
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Im
Gehäuseoberteil 21 befinden
sich zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 26 (5)
vier Bohrungen 26.1, die in im Gehäuseunterteil 22 vorgesehene
Gewindebohrungen 26.2 (8) eingeschraubt
werden, um beim Zusammenbau Stirnflächen 27, 28 (5)
des Gehäuseoberteils 21 und des
Gehäuseunterteils 22 aufeinander
zu pressen, damit kein Schmutz in das Gehäuseinnere eindringen kann.
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Im
Bereich der Stirnfläche 27 des
Gehäuseoberteils 21 befindet
sich ein Dichtungssitz 29, in den eine Dichtungsplatte 23 eingesetzt
wird, so dass ein Stellraum 30 für das Stellteil 4 im
Gehäuseunterteil 22 gegenüber der
Sacklochbohrung 25 für
den Hubkolben 8.1 abgedichtet ist. Die Dichtungsplatte 23 ist mit
einer Bohrung 31 (5) ausgestattet,
so dass der Kolben 8.1 mit Hilfe von Druckluft auf- und
abwärts
bewegt werden kann, während
die Dichtungsplatte 23 in ihrem im Gehäuseoberteil 21 vorgesehenen
Dichtungssitz 29 aufgenommen ist und dort ihre Dichtfunktion übernimmt.
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Oberhalb
der Dichtungsplatte 23 befindet sich ein Übertragungsteil 5,
das Teil des Stellteils 4 und im Bereich des Endes einer
Kolbenstange 8.2 drehbar, jedoch axial unverschieb bar gelagert
ist. Das Übertragungsteil 5 besteht
aus einer kreisrunden Platte 14 mit zwei diametral gegenüberliegenden Aussparungen 17, 18,
die gemäß 2 in
der Ansicht von oben halbkreisförmig
ausgebildet sind und zur Aufnahme von je einem Führungselement 6, 7 dienen,
die als zylindrische Bolzen ausgebildet sind.
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Die
Führungselemente 6, 7 bzw.
der zylindrische Bolzen sind ferner in im Gehäuse 1 bzw. im Gehäuseunterteil 22 vorgesehenen
Aussparungen 6.1, 7.1 eingesetzt und wirken zwischen
dem Gehäuse 1 und
dem Kolben 8.1 bzw. dem Übertragungsteil 5 als Drehführungselement,
wenn der Kolben 8.1 mittels eines Druckmediums wie Hydrauliköl oder Druckluft auf-
und abwärts
bewegt wird.
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Auf
der Platte 14 des Übertragungsteils 5 sind
zwei Zapfen 15, 16 angeordnet, die in in den Greiferwerkzeugbacken 2, 3 vorgesehene
Ausnehmungen 32 eingreifen.
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Die
beiden diametral gegenüberliegend
auf der Platte 14 fest angeordneten Zapfen 15, 16 und die
Aussparungen 6.1, 7.1 oder die Führungselemente 6, 7 liegen
auf je einer Ebene 24, die mit einer zweiten Ebene 24 oder
dem Stellweg bzw. der Bewegungsebene 10 einen Winkel α einschließen, der
größer als
1° oder
zwischen 10° und
45°, vorzugsweise 30° groß ist. Wie
aus 4 hervorgeht, ist in dieser Schnittansicht die
zweite geneigt verlaufende Aussparung 6.1 gestrichelt wiedergegeben,
um zu zeigen, dass die beiden Aussparungen 6.1, 7.1 gegenläufig geneigt
sind.
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Die
beiden diametral gegenüberliegend
auf der Platte 14 fest angeordneten Zapfen 15, 16 liegen ferner
auf einer Ebene 19, die mit der Ebene 20 einen Winkel β von 90° einschließt, wo bei
auf der zweiten Ebene 20 die beiden diametral gegenüberliegenden Aussparungen 17, 18 vorgesehen
sind.
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Wird
an der Unterseite des Kolbens 8.1 gemäß 5 Druckluft
eingelassen, so wird der Kolben 8.1 mit dem an der Kolbenstange 8.2 angeordneten Übertragungsteil 5 und
den beiden Zapfen 15, 16 nach oben bewegt und
dabei das Übertragungsteil 5 mit
Hilfe der Führungselemente 6, 7 um
seine Längsmittelachse
schraubenförmig
gedreht. Hierdurch greifen die beiden Zapfen 15, 16,
in die Ausnehmungen 32 der Greiferwerkzeugbacken 2, 3 ein.
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Mit
Hilfe der Zwangsführung
(Zapfen 15, 16 und Ausnehmungen 32) wird
ein Drehen des Übertragungsteils 5 um
die Achse 10 bewirkt und dadurch ein Verstellen der Greiferwerkzeugbacken 2, 3 nach außen erreicht,
so dass auch die in der Zeichnung nicht dargestellten Greiferarme
zur Erfassung eines Werkstücks,
die an den Greiferwerkzeugbacken 2, 3 angeschlossen
sind, auseinander oder aufeinander zu bewegt werden. Eine Umkehrung
der Greiferwerkzeugbacken 2, 3 erfolgt beim Abwärtsverstellen
des Kolbens 8.1.
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Der
Stellweg 33 der Greiferwerkzeugbacken 2, 3 wird
durch die Neigung der Aussparungen 6.1, 7.1 und
der Zapfen 15, 16 bewirkt, die gemäß 1, 4 mit
der Bewegungsebene 10 einen Winkel α von ca. 30° einschließen. Je nach Größe des Winkels,
der vorzugsweise zwischen 20° und
30° groß ist, wird
der Stellweg 33 der Greiferwerkzeugbacken 2, 3 beeinflusst,
wobei bei einem Winkel von 45° der Stellweg 10 des
Kolbens 1:1 auf die Greiferwerkzeugbacken 2, 3 übertragen
wird.
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Da
der Kolben 8.1 drehfest mit der Kolbenstange 8.2 verbunden
und nur das Übertragungsteil 5 drehbar
auf der Kolbenstange 8.2 gelagert ist, kommt man mit wenigen
Bauteilen aus, um die Hubbewegung des Kolbens 8.1 in eine
Drehbewegung zu übertragen.
Außerdem
wird hierdurch der Verschleiß gering
gehalten, da sich nur das Übertragungsteil 5 auf
der Kolbenstange 8.2 dreht. Die vorteilhaft ausgestatte
Vorrichtung gestattet auch eine sehr kleine Bauweise, so dass der
Greifer 12 als Minigreifer ausgebildet und auch im Laborbetrieb
eingesetzt werden kann.
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Greiferwerkzeugbacke
- 3
- Greiferwerkzeugbacke
- 4
- Stellteil,
Hubkolben
- 5
- Übertragungsteil
- 6
- Führungselement
- 6.1
- Aussparung
- 7
- Führungselement
- 7.1
- Aussparung
- 8.1
- Kolben,
Hubkolben
- 8.2
- Kolbenstange
- 9
- Backenführungsausnehmung
- 10
- Stellweg,
Bewegungsebene, Achse
- 11
- Führung
- 12
- Greiferwerkzeug
- 14
- Platte
- 15
- Zapfen
- 16
- Zapfen
- 17
- Aussparung
- 18
- Aussparung
- 19
- Ebene
- 20
- Ebene
- 21
- Gehäuseoberteil
für Stellteil 4
- 22
- Gehäuseunterteil,
Kolbenraum
- 23
- Dichtungsplatte
- 24
- Ebene
- 25
- Sacklochbohrung,
Ausnehmung
- 26
- Befestigungsschraube
- 26.1
- Bohrung
- 26.2
- Gewindebohrung
- 27
- Stirnfläche
- 28
- Stirnfläche
- 29
- Dichtungssitz
- 30
- Stellraum,
Ausnehmung
- 31
- Bohrung
- 32
- Ausnehmung
- 33
- Stellweg
der Greiferwerkzeugbacke