DE102006022855B4

DE102006022855B4 - Greifervorrichtung

Info

Publication number: DE102006022855B4
Application number: DE102006022855A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. Becker; Andrzej Dipl.-Ing. Grzesiak
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2026-05-17
Also published as: DE102006022855A1

Abstract

Greifervorrichtung zur lösbar festen Aufnahme eines Objektes (10), das über eine Objektaußenkontur mit einem außen- oder innenliegenden Umfangsrand verfügt, mit einem Greifkörper, der eine an den Umfangsrand des Objektes (10) angepasste und diesen wenigstens mehr als hälftig umfassende oder berührende Kontaktfläche aufweist, längs der wenigstens abschnittsweise eine elastisch verformbarer Kontaktflächenwand (7) vorgesehen ist, die einseitig ein im Greifkörper innenliegendes Volumen (6) begrenzt, das über wenigstens eine Hohlleitung mit einem Medium befüllbar oder entleerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Greifkörper einstückig unter Verwendung eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt ist, und
dass die wenigstens eine Kontaktflächenwand (7) eine faltenbalgartige Strukturierung aufweist, durch die die Kontaktflächenwand (7) eine räumlich vergrößerte, elastische Auslenkbarkeit als im Falle einer unstrukturierten Kontaktflächenwand (7) erfährt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Greifervorrichtung zur lösbar festen Aufnahme eines Objektes, das über eine Objektaußenkontur mit einem außen- oder innenliegenden Umfangsrand verfügt, mit einem Greifkörper, der eine an den Umfangsrand des Objektes angepasste und diesen wenigstens mehr als hälftig umfassende oder berührende Kontaktfläche aufweist, längs der wenigstens abschnittsweise eine elastisch verformbarer Kontaktflächenwand vorgesehen ist, die einseitig ein im Greifkörper innenliegendes Volumen begrenzt, das über wenigstens eine Hohlleitung mit einem Medium befüllbar oder entleerbar ist.
Stand der Technik
Spannwerkzeuge oder Spanngreifer werden vorwiegend zur industriellen, automatisierten Handhabung oder zum Festhalten von Werkstücken mit zumeist zylindrischen Teilflächen eingesetzt, um diese zu positionieren oder zu transportieren. Beispielsweise dienen derartige Spannelemente als Einspannschaft von Fräswerkzeugen oder zur Aufnahme von zylindrischen Bauteilen. Der Anwendungsbereich derartiger Spannwerkzeuge und Spanngreifer reicht von integralen Bestandteilen von Fertigungs- oder Montageeinrichtungen bis hin zu Spann- oder Greifvorrichtungen, wie sie in der Robotik zum Einsatz kommen. Insbesondere in der Fertigungsautomatisierung spielt das Gewicht derartiger Spannwerkzeuge und Spanngreifer, die pneumatisch oder hydraulisch betrieben werden, eine wesentliche Rolle, zumal die heutzutage geforderten hohen Beschleunigungen, die zumeist an Manipulatorendbereichen von Roboterarmen auftreten, sehr schnelle Positioniervorgänge zu realisieren vermögen, die durch hochgewichtige Antriebskomponenten aufgrund hoher Trägheitskräfte beeinträchtigt würden.
Es sind pneumatisch bzw. fluidisch angetriebene Spannwerkzeuge und Spanngreifer bekannt, die typischerweise über ein stabiles Gehäuse mit einer zylindrischen Bohrung verfügen, die in Art einer Sacklochbohrung oder durch eine das Gehäuse durchragende, hülsenartige Öffnung ausgebildet ist. Die Innenwand der Bohrung dient als Spannzone für ein zu ergreifendes Objekt, das über eine Fügekontur verfügt, die in die Bohrung des Spannwerkzeuges passgenau gleitend einführbar ist. Um für einen festen Sitz der objektseitigen Fügekontur innerhalb der Bohrung bzw. Öffnung des Spannwerkzeuges zu sorgen, sieht das Spannwerkzeug nahe der Innenwand im Gehäuse wenigstens ein innenliegendes, mit einem hydraulischen oder pneumatischen Fluid über gleichfalls im Gehäuse innenliegende Kanäle befüllbares Volumen vor, das zu Seiten der Bohrung von einer dünnen Wand begrenzt ist, die aufgrund ihrer dünnwandigen Ausführung über eine Mindestelastizität verfügt, so dass die Wand bei Befüllen des Volumens mit dem Fluid seitlich in Richtung der Bohrung elastisch verformt wird. Hierbei kommt es zu einem innigen Reibschluss mit der Fügekontur des Objektes, wodurch das Objekt fest innerhalb der Bohrung gehalten wird.
Systembedingt erfordert die konventionelle Fertigung, bspw. unter Anwendung von Materialabtrageverfahren, wie Drehen und Fräsen, oder Gießverfahren mit nachträglichem Nachbehandeln, derartiger Baugruppen einen erheblichen Aufwand und mehrere Montageschritte sowie abschließend eine Qualitätskontrolle. So können aufgrund der Vorgaben im Rahmen der bisher eingesetzten Fertigungsverfahren letztlich nur Werkstücke mit geometrisch einfachen Teilflächen, wie regelgeometrische Flächenformen, hergestellt und somit gegriffen und gespannt werden, wie zum Beispiel Zylinder oder Bauteile mit zylindrischen Teilbereichen. Gilt es hingegen Fügekonturen, die über Freiformflächen verfügen und sich nicht aus regelgeometrischen Formen zusammensetzten, herzustellen, so stossen die hierfür geeigneten Herstellungsverfahren an ihre Praktikabilitätsgrenzen. Aufgrund des hohen Aufwandes bei der Herstellung werden derartige Spannwerkzeuge und Spanngreifer nur in großen Stückzahlen gefertigt. Zudem kommt, dass die mit konventionellen Verfahren hergestellten Spannwerkzeuge und Spanngreifer zumeist nicht gewichtsoptimiert sind, wodurch insbesondere die Dynamik von schnell beweglichen Maschinenteilen, wie vorstehend erläutert, in Mitleidenschaft gezogen wird.
Aus der DE 31 48 676 A1 ist eine kraftschlüssige, wiederlösbare Welle-Nabe-Verbindung beschrieben, die einen Greifkörper aufweist, der eine an den Umfangsrand einer zu greifenden Welle angepasste und diesen wenigstens mehr als hälftig umfassende Kontaktfläche vorsieht, längs der wenigstens abschnittsweise eine elastisch verformbarer Kontaktflächenwand vorhanden ist, die einseitig ein im Greifkörper innenliegendes Volumen begrenzt, das über wenigstens eine Hohlleitung mit einem Medium befüllbar oder entleerbar ist. Hierdurch lässt sich die Kontaktwand gegen die zu greifende Welle unter Ausübung einer Haltekraft auslenken und wieder zurückstellen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Greifervorrichtung zur lösbar festen Aufnahme eines Objektes, das über eine Objektaußenkontur mit einer einen Umfangsrand aufweisenden Fügekontur, mit einem Greifkörper, der eine an den Umfangsrand der Fügekontur angepasste und diesen wenigstens mehr als hälftig umfassende oder berührende Kontaktfläche aufweist, längs der wenigstens abschnittsweise eine elastisch verformbarer Kontaktflächenwand vorgesehen ist, die einseitig ein im Greifkörper innenliegendes Volumen begrenzt, das über wenigstens eine Hohlleitung mit einem Medium befüllbar oder entleerbar ist, derart auszubilden dass die Herstellung einer derartigen Greifervorrichtung im Unterschied zu den bisherigen Montagetechniken vereinfacht, kostengünstiger und schneller und in den spannbaren Geometrien wesentlich flexibler durchgeführt werden soll. Insbesondere gilt es eine derartige Greifervorrichtung, zur Verwendung bspw. als Spannwerkzeug oder Spanngreifer auch trotz sehr geringer Stückzahl mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand herzustellen und dies mit einer Produktqualität, die keinerlei Anlass zur Kritik hinsichtlich Funktionalität und Lebensdauer gibt. So soll es überdies möglich sein, ein Spannwerkzeug oder Spanngreifer auch mit beliebig gewählter zu spannender Geometrie und in frei wählbarer Skalierung herzustellen, ohne dabei einen großen Montagebedingten sowie Kostenbedingten Aufwand in Kauf nehmen zu müssen.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke geht vom Einsatz eines generativen Fertigungsverfahrens zur Herstellung einer vorstehend beschriebenen Greifervorrichtung aus, mit dem das Spannwerkzeug und der Spanngreifer mit all seinen funktionellen Komponenten sowie mit den zur Implementierung an beliebig gestaltete Montageschnittstellen erforderlichen Befestigungsflanschen in einstückiger Weise auf der Grundlage konstruktiv vorgegebener CAD-Daten im Rahmen eines generativen Fertigungsverfahrens herstellbar ist. Zudem weist die wenigstens eine Kontaktflächenwand eine faltenbalgartige Strukturierung auf, durch die die Kontaktflächenwand eine räumlich vergrößerte, elastische Auslenkbarkeit als im Falle einer unstrukturierten Kontaktflächenwand erfährt.
So ermöglichen generative Fertigungsverfahren die dreidimensionale Ausbildung von Objekten, direkt unter Zugrundelegung konstruktiv vorgegebener CAD-Daten in einem einzigen Arbeitsgang derart, so dass nach Beendigung des Arbeitsganges das dreidimensionale Objekt funktionsvollkommen ohne weiteren Montageaufwand sofort einsatzbereit ist.
Mit Hilfe eines derartigen, generativen, d. h. Schichtweisen Fertigungsverfahren ist es möglich, Greifervorrichtungen, wie Spannwerkzeuge und Spanngreifer zum Außen- und Innenspannen von Objekten mit den unterschiedlichsten Geometrien herzustellen, mit geeignet an kundenspezifische Maschinenschnittstellen angepassten Befestigungsflanschen.
Typischerweise sieht ein Spannwerkzeug und Spanngreifer einen mit einem Medium befüllbaren innen liegenden, frei formbaren Kanal vor, der an den Stellen, an denen die Spannwirkung erzielt werden soll, durch eine, gegenüber den Abmessungen des umgebenden Gehäuses, dünne Wand vom zu greifenden Werkstück getrennt ist. Diese dünne Wand verformt sich bei Druckbeaufschlagung in der Art, dass eine flächige Krafteinwirkung auf die Fügekontur des Objektes entsteht.
Zur Implementierung der Greifervorrichtung in bereits bestehende Anlagenteilbereiche dienen jeweils Befestigungsflansche, die an frei wählbaren Bereichen des Greifergehäuses vorgesehen sind. So lassen sich lösungsgemäß die einzelnen Komponenten bzw. Abschnitte der Greifervorrichtung, so insbesondere die Befestigungsflansche sowie der einstückig mit den Befestigungsflanschen verbundene funktionale Bereich ganzheitlich unter Verwendung eines generativen Fertigungsverfahrens herstellen, so dass unter Zugrundelegung kundenspezifischer, das jeweilige Spannwerkzeug und den jeweiligen Spanngreifer beschreibenden CAD-Datensatz bedarfsgerechte Spannwerkzeuge und Spanngreifer herstellbar sind.
Je nach Wunsch und Anforderungen durch den Kunden können Spannwerkzeuge und Spanngreifer hergestellt werden, welche im Gegensatz zu den bisher konventionell gefertigten Systemen die unterschiedlichsten Geometrien, innen oder außen, mit beispielsweise Ringflächen oder auch Flächenabschnitten, spannen können und die sich zudem beliebig in der Größe skalieren lassen und auf diese Weise optimal an bestimmte Transport- und Manipulationsanforderungen anpassen lassen. Durch die grundsätzliche Freiheit im Hinblick auf Größe und Formgebung der Spannwerkzeuge und Spanngreifer können durch geeignete Konstruktionen Systeme geschaffen werden, die über ein optimiertes Gewichtverhältnis verfügen und somit eine Leichtgängigkeit im Einsatz mit hochdynamischen Manipulatorsystemen gewährleisten.
Generative Fertigungsverfahren bieten enorme gestalterische Freiheiten, zumal keinerlei Rücksicht auf konstruktiv bedingte Endformschrägen, Hinterschnitte sowie auch gleich bleibende Wandstärken genommen werden muss. Vielmehr ist es möglich, durch Variation der Wandstärke von Bauteilbereichen hochfeste und elastische Bereiche vorzusehen und diese direkt miteinander zu kombinieren.
Gegenüber konventionellen Montagetechniken können die Gesamtkosten zu dem verglichen mit marktüblichen Systemen erheblich reduziert werden. Eine weitere Anwendung der lösungsgemäß angegebenen Spannwerkzeuge und Spanngreifer könnte der Einsatz in voll automatisierten Fertigungen sein, in denen sich die Fertigungslinien selbsttätig auf die jeweils zu produzierenden Teile einstellen. Automaten wären in der Lage, auch die zur Handhabung erforderlichen Linearantriebe autonom und selbständig zu fertigen, in Betrieb zu nehmen und nach Auslaufen der Serie wieder zu recyclen.
Nicht notwendigerweise, jedoch bevorzugt bedienen sich generative Fertigungsverfahren eines einheitlichen Werkstoffes, aus dem die jeweils zu generierenden realen Objekte gefertigt werden. Gleichfalls ist es denkbar, durch entsprechende Materialschichtung unterschiedliche Materialien für unterschiedliche Objektbereiche zu verwenden. Typischerweise werden metallische oder keramische Werkstoffe bzw. Kunststoffe für derartige generative Fertigungsverfahren eingesetzt.
Es kann gezeigt werden, dass mit Hilfe der lösungsgemäßen Greifervorrichtung in Form von Spannwerkzeugen und Spanngreifer ein hohes Verbesserungspotential gegenüber bekannten Systemen erzielbar ist, indem die gesamte bisherige Baugruppe durch einstückig aufgebaute Spannwerkzeuge und Spanngreifer ersetzt wird.
Schließlich ermöglicht das generative Fertigungsverfahren die einstückige Ausbildung der Spannwerkzeuge und Spanngreifer mit den jeweiligen Befestigungsflanschen, die eine individuelle Implementierung an bereits vorhandene mechanische Schnittstellen zu Anlageteilen gewährleisten. Aus der Vielzahl möglicher generativer Herstellverfahren eignen sich besonders bevorzugt die nachfolgend aufgelisteten Verfahren:

– Rapid Prototyping mittels Photolithographischem Verfahren
– Photopolymerisation durch schichtweises Aushärten aus einem Flüssigkeitsbad
– Schichtweises Auftragen und Verfestigen von Pulverschichten
– Schichtweises Austragen eines Bindemittels in einen Pulververbund
– Energiestrahldepositionsverfahren in Metallpulver
– Kunststoffextrudertechnik (FDM, Fused Deposition Modeling).

Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:
1a, b perspektivische Ansicht in Seiten- und Längsschnittdarstellung eines hohlzylindrisch ausgebildeten Greifers,
2a, b, c perspektivische Darstellungen in Seiten- und Längsschnittbildern einer Greifervorrichtung mit einer eine Freiformfläche aufweisenden Ausnehmung,
3 Greifervorrichtung mit rechteckiger Greiferausnehmung zur Aufnahme rechteckig ausgebildeter Objekte,
4 Greifergehäuse mit mehreren Greiferausnehmungen,
5 Greifervorrichtung in Art einer Spannhülse,
6 Detailldarstellung bezüglich eines Querschnittes durch ein in dem Greiferkörper innenliegendes Volumen,
7 Greifervorrichtung in Art einer Greiferzange,
8 Detailldarstellung bezüglich eines Querschnittes durch ein im Gehäuse innenliegendes Volumen, das durch eine membranartig ausgebildete Wand abgeschlossen ist, sowie
9 stabförmig ausgebildete Greifervorrichtung zur Aufnahme von Objekten mit einer Ausnehmung.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
In den 1a und b ist jeweils in Seiten- und Längsschnittdarstellung ein besonders vorteilhaft ausgebildetes Ausführungsbeispiel für die Greifervorrichtung 1 dargestellt, die eine innere hohlzylinderische Ausnehmung 2 zur Aufnahme eines im wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Objektes (nicht dargestellt) vorsieht. Die Greifervorrichtung 1 weist an einem Endbereich einen Befestigungsflansch 3 auf, über den die Vorrichtung beispielsweise an einen Manipulatorendarm einer Roboterkinematik lösbar fest anbringbar ist. An der dem Befestigungsflansch 3 gegenüberliegenden Seite der Greifervorrichtung 1 befindet sich eine freie Öffnung mit einer Einführschräge 5, um die Werkstückaufnahme mit Hilfe der Greifervorrichtung 1 zu erleichtern. Dem inneren Hohlraum 2 der ansonsten hülsenartig ausgebildeten Greifervorrichtung 1 zugewandt sind zwei axial längs des Hohlraumes 2 voneinander beabstandete Volumina 6 in Form von Druckkammern angeordnet, die durch eine dünnwandige Kontaktflächenwand 7 gegenüber dem Hohlraum 2 begrenzt sind. Beide Druckkammern 6 sind über eine gemeinsame Fluidanschlußöffnung 8 mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium befüllbar. Die jeweils dünnwandig ausgebildeten Kontaktflächenwände 7 sorgen für eine Wandelastizität, wodurch die jeweiligen Kontaktflächenwände 7 bei entsprechender Druckbeaufschlagung in Richtung des von der Greifervorrichtung 1 umschlossenen Hohlraumes 2 verformt werden. Zur konstruktiven Stabilisierung der hülsenartigen Greifervorrichtung 1 und insbesondere zur Vermeidung einer entsprechenden Deformation der Greifervorrichtung bei Druckbeaufschlagung in nach außen gerichteter Radialrichtung sind entsprechende Stützstrukturen 9 an der Hülsenaussenwand der Greifervorrichtung 1 zur Erhöhung der Formstabilität des Greifergehäuses vorgesehen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß der 1a und b sind die Druckkammern 6 innerhalb der Gehäusewand der Greifervorrichtung 1 den Hohlraum 2 vollständig umlaufend eingebracht. Zur Aufnahme eines zylinderförmigen Objektes werden die Druckkammern 6 entsprechend mit Fluid druckbeaufschlagt befüllt, wodurch sich die Kontaktflächenwände 7 radial nach innen verformen und ein nicht weiter dargestelltes Objekt vermittels Reibkraft stabil gehalten werden kann. Ebenso ist es jedoch möglich, die Druckkammern 6 nur in lokal begrenzten Bereichen in Umfangsrichtung des Gehäuses vorzusehen. Im einfachsten Fall würde es ausreichen, wenn an nur einer Innenwandseite eine lokal begrenzte Druckkammer mit einer entsprechenden elastisch verformbaren Kontaktfläche vorgesehen wäre.
In 8 ist eine Detaildarstellung gezeigt, die einen Querschnitt durch ein mit einem Fluid befüllbares Volumen 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 zeigt, das von der membranartig ausgebildeten Kontaktflächenwand 7 begrenzt ist. Die membranartige ausgebildete Kontaktflächenwand 7, die abschnittsweise faltenbalgartig ausgebildet ist, dient einer vergrößerten Wegauslenkung der Kontaktflächenwand in Richtung des zu ergreifenden Objektes und damit verbunden zu einer erhöhten Stellkraft.
Gleichfalls ist es möglich, die verformbare Kontaktflächenwand gezielt strukturiert auszubilden, um neben einen druckbeaufschlagten Reibschluß zusätzlich einen Formschluß mit dem zu ergreifenden Objekt herzustellen. Die Oberflächenstrukturierung kann im einfachsten Fall durch Aufrauung der Wandoberfläche ausgebildet sein, bis hin zu einer gezielten konturierten Oberflächenbeschaffenheit.
Bei den weiteren Ausführungsbeispielen sei ebenso davon auszugehen, dass die Kontaktflächenwand 7 in der in 8 illustrierten Form strukturiert ist.
In 2 ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in 1 eine Greifervorrichtung mit hülsenartiger Ausnehmung 2 dargestellt, deren Hohlraumkontur bzw. Hohlrauminnenwand 4 durch eine Freiformfläche geprägt ist. Auch in diesem Fall weist die Greifervorrichtung 1 einen Befestigungsflansch 3 auf, der den Hohlraum 2 einseitig begrenzt. Gleichfalls begrenzt innwandig die Kontaktflächenwand 7 einen den Hohlraum 2 vollständig umschließende Druckkammer 6, die seitlich über einen Medienanschluß 8 mit einem Fluid befüllbar ist. Aufgrund der lösungsgemäßen Idee, der Herstellung eines derartigen Greifers mit Hilfe eines generativen Herstellungsverfahrens ist es möglich, abweichend von regelgeometrischen Kontaktflächen, wie im Falle des Ausführungsbeispiels in 1 auch individuell gestaltete Freiformflächen ohne jeglichen Zusatzaufwand zu generieren.
So weist beispielsweise das Ausführungsbeispiel gemäß 3 eine Greifervorrichtung 1 mit einem innenliegenden rechteckförmig ausgebildeten Hohlraum 2 auf, an dessen Innenwandseiten 4 abschnittsweise ausgebildete Kontaktflächenwände 7 vorgesehen sind, die sich bei entsprechender Druckbeaufschlagung der jeweils innenseitig vorgesehenen Volumina in Richtung des rechteckförmig ausgebildeten Hohlraumes 2 auswölben.
4 zeigt ein Greifergehäuse mit jeweils drei Ausnehmungen mit Hohlräumen 2, in die jeweils ein zylinderförmig ausgebildetes Objekt einführbar ist. An den Innenseiten der jeweiligen Hohlräume 2 sind Kontaktflächenwände 7 vorgesehen, die entsprechend zur Fixierung der jeweiligen Objekte deformiert werden können.
5 zeigt einen hülsenartig ausgebildeten Greifer 1 zur Aufnahme und Fixierung von länglich ausgebildeten Objekten, die beliebig längs ihrer Längserstreckung fixierbar sind.
In 6 ist ein Querschnitt durch eine mit einem Fluid befüllbare Druckkammer 7 dargestellt, die objektseitig von einer dünnwandigen Kontaktflächenwand 7 begrenzt ist. Die Kontaktflächenwand 7 kann durchaus gemäß Ausführungsbeispiel in 6 eine schräge Anstellung um einen Winkel α gegenüber der Vertikalen aufweisen.
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Greifervorrichtung in Art eines Schraubenschlüssels dargestellt, dessen jeweils gegenüberliegende Schlüsselbacken druckbeaufschlagt deformierbare Kontaktflächenbereiche 7 vorsieht.
Schließlich ist in 9 ein stabförmig ausgebildeter Greifer 1 dargestellt, an dessen Aussenwandbereichen nach außen verformbare Kontaktflächenwandabschnitte 7 vorgesehen sind. Eine derartige Greifervorrichtung ermöglicht die Aufnahme von Objekten bzw. Werkstücken, die über eine innenliegende Ausnehmung verfügen, in der die Greiferanordnung einführbar ist. Im Falle des Ausführungsbeispiels in 9 weist hierzu das zu ergreifende Objekt 10 eine rechteckförmige Ausnehmung 11 auf, in die der rechteckförmig ausgebildete Greifer einführbar ist. Zum Anheben des Objektes werden die entsprechenden Kontaktflächenwände 7 druckbeaufschlagt nach außen verformt.

1: Greifervorrichtung
2: Hohlraum
3: Befestigungsflansch
4: Hohlrauminnenwand
5: Einführschräge
6: Volumen, Druckkammer
7: Kontaktflächenwand
8: Medienanschluß
9: Stützstruktur
10: Objekt
11: Ausnehmung

Claims

Greifervorrichtung zur lösbar festen Aufnahme eines Objektes (10), das über eine Objektaußenkontur mit einem außen- oder innenliegenden Umfangsrand verfügt, mit einem Greifkörper, der eine an den Umfangsrand des Objektes (10) angepasste und diesen wenigstens mehr als hälftig umfassende oder berührende Kontaktfläche aufweist, längs der wenigstens abschnittsweise eine elastisch verformbarer Kontaktflächenwand (7) vorgesehen ist, die einseitig ein im Greifkörper innenliegendes Volumen (6) begrenzt, das über wenigstens eine Hohlleitung mit einem Medium befüllbar oder entleerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifkörper einstückig unter Verwendung eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt ist, und dass die wenigstens eine Kontaktflächenwand (7) eine faltenbalgartige Strukturierung aufweist, durch die die Kontaktflächenwand (7) eine räumlich vergrößerte, elastische Auslenkbarkeit als im Falle einer unstrukturierten Kontaktflächenwand (7) erfährt.
Greifervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifkörper einen Befestigungsflansch (3) zur Anbringung an einen Roboterarm aufweist.
Greifervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifkörper hülsenartig ausgebildet ist und einen sich axial erstreckenden Hohlraum (2) vorsieht, der von der Kontaktfläche radial umschlossen ist, und dass wenigstens eine elastisch verformbare Kontaktflächenwand (7) derart vorgesehen ist, dass die Kontaktflächenwand (7) den sich axial erstreckenden Hohlraum (2) radial in einem axial begrenzten Teilbereich zumindest bereichsweise umgibt.
Greifervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei axial voneinander beabstandete Kontaktflächenwände (7) vorgesehen sind.
Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elastisch verformbare Kontaktflächenwand (7) eine Wanddicke aufweist, die bei Befüllen des im Greifkörper innenliegenden Volumens (6) mit einem Medium in eine dem Volumen (6) abgewandte Richtung elastisch verformbar ist.
Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenartige Greifkörper einen Hohlraum (2) in Form eines einseitig offen ausgebildeten Sacklochs aufweist und an der offenen Seite über eine Einführschräge (5) verfügt, für ein erleichtertes Einfügen des Objektes (10) in den Hohlraum (2).
Greifervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der als Sackloch ausgebildete Hohlraum (2) einseitig von dem Befestigungsflansch (3) abgeschlossen ist.
Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Objektaußenkontur bestimmte Form und Größe der Kontaktfläche des Greifkörpers eine Freiform darstellt, die nicht durch regelgeometrische Formen, d. h. ausschließlich durch Kreis-, Zylinder- oder Rechtecksformen beschreibbar ist.
Greifervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifkörper in Art eines Strangprofils mit einem Strangprofilquerschnitt ausgebildet ist, dass das Objekt eine Ausnehmung (11) mit einem Ausnehmungsquerschnitt vorsieht, an den der Strangprofilquerschnitt angepasst ist derart, dass der Greifkörper in die Ausnehmung (11) des Objektes (10) wenigstens teilweise weitgehend passgenau einführbar ist, und dass der Greifkörper im Bereich der Strangprofiloberfläche die wenigstens eine elastisch verformbarer Kontaktflächenwand (7) vorsieht, die das im Strangprofil innenliegende Volumen (6) abschließt.
Greifervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Greiferkörper in der Formgebung ähnlich einem Gabelschlüssel mit zwei gegenüberliegenden Zangenbacken ausgebildet ist, und dass an wenigstens einer Zangenbacke die wenigstens eine elastisch verformbare Kontaktflächenwand (7) vorgesehen ist, die ein innerhalb der Zangenbacke vorgesehenes mit einem Medium befüllbares Volumen (6) begrenzt.
Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Greiferkörper einstückig aus einem metallischen Werkstoff oder aus Kunststoff gefertigt ist.
Greifervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einsatz unterschiedlicher Materialbereiche und/oder durch Formgebung und unterschiedlicher Wanddickenwahl Bereiche unterschiedlicher Elastizität ausgebildet sind.