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Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung mit einem Grundgehäuse, mit zwei am Grundgehäuse um jeweils eine Schwenkachse verschwenkbar gelagerten Grundbacken und mit einer über einen Antrieb betätigbaren, ein senkrecht zu den Schwenkachsen verstellbares Stellglied umfassenden Kinematik zum Bewegen der Grundbacken.
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Derartige Greifvorrichtungen sind in vielfältiger Art und Weise aus dem Stand der Technik bekannt und werden auch als Winkelgreifer oder 2-Finger-Radialgreifer bezeichnet.
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Beispielsweise offenbart die
DE 10 2004 038 261 A1 eine eingangs beschriebene Greifvorrichtung, an deren Stellglied verdrehbare Bolzen befestigt sind, an denen Verbindungsstangen angeordnet sind, welche mit den Grundbacken zusammenwirken. Die Verbindungsstangen liegen dabei in einer senkrecht zu den Schwenkachsen verlaufenden Ebene. Bei einer derartigen Greifvorrichtung sind die Reibungskräfte zwischen den Verbindungsstangen und den die Verbindungsstangen grundbackenseitig aufnehmenden Bohrungen vergleichsweise hoch.
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Aus der
DE 697 27 306 T2 ist bekannt, zwei verschwenkbar gelagerte Grundbacken über ein gemeinsames Stellglied anzutreiben. Dabei sind die Grundbacken um eine gemeinsame Schwenkachse verschwenkbar angeordnet.
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Aus der
EP 0 928 663 A2 ist ferner eine Spannvorrichtung bekannt, bei welcher zwei verschwenkbar gelagerte Grundbacken über ein gemeinsames Stellglied angetrieben werden. Dazu greift ein in einer Führungsbahn geführter Kulissenstift in an beiden Grundbacken vorgesehene Kulissen ein. Dabei sind die Schwenkachsen seitlich neben der Führungsnut angeordnet.
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Ferner sind aus dem Stand der Technik Winkelgreifer bekannt geworden, deren Kinematik an jeder Grundbacke eine Kulisse vorsehen, wobei am Stellglied zwei Kulissenstifte vorgesehen sind, die jeweils in eine Kulisse eingreifen. Insbesondere dann, wenn die beiden Grundbacken nicht zeitgleich gegen ein zu greifendes Werkstück wirken, kann es zu ungleichmäßig auf die beiden Grundbacken wirkenden Kräften kommen. Damit einhergehen kann eine ungleichmäßige Belastung der Kulissenstifte in den jeweiligen Kulissen. Dies wiederum kann zu einer ungleichmäßigen Abnutzung und im Extremfall gar zu einem Verklemmen der Kinematik führen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eingangs genannte Greifvorrichtungen derart zu verbessern, dass insbesondere bei auf die Grundbacken verschieden hoch wirkenden Kräften die Greifvorrichtung dennoch funktionssicher arbeitet. Zudem soll die Greifvorrichtung möglichst kompakt bauen und auf einfache Art und Weise montierbar sein.
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Diese Aufgabe wird mit einer Greifvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine derartige Greifvorrichtung sieht folglich vor, dass das Stellglied einen parallel zu den Schwenkachsen verlaufenden Kulissenstift vorsieht, der in an beiden Grundbacken vorgesehene Kulissen eingreift und dessen beiden freien Enden jeweils in einer im Grundgehäuse verlaufenden, zu der dem Antrieb abgewandten Seite hin offenen Führungsnut geführt werden. Zudem sind die Schwenkachsen zueinander beabstandet und seitlich neben den Führungsnuten angeordnet. Weiterhin greifen die beiden Grundbacken in einer Ebene, die zu der durch die Schwenkachsen aufgespannten Ebene parallel ist, L-förmig ineinander ein und die beiden Grundbacken weisen jeweils senkrecht zu den Schwenkachsen verlaufende Führungsflächen auf, wobei die inneren, einander zugewandten Führungsflächen im Bereich des Stellglieds mit dem Stellglied und/oder die äußeren, einander abgewandten Führungsflächen mit dem Grundgehäuse zusammenwirken. Dadurch, dass lediglich ein Kulissenstift vorgesehen ist, der mit beiden Grundbacken zusammenwirkt, kann eine Greifvorrichtung realisiert werden, die vergleichsweise kompakt baut. Um dennoch ein funktionssicheres Arbeiten der Greifvorrichtung auch bei vergleichsweise hohen auf die Grundbacken wirkenden Kräften zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Kulissenstift zu dessen Bewegungsführung in den grundgehäuseseitigen Führungsnuten geführt ist. Mittels der Führung kann folglich nicht nur die Bewegungsbahn des Kulissenstifts vorgegeben werden, sondern können auch insbesondere senkrecht zu den Schwenkachsen auf die Grundbacken wirkende Kräfte sicher in das Grundgehäuse abgeführt werden. Durch die mit dem Stellglied und dem Grundgehäuse zusammenwirkenden Führungsflächen kann erreicht werden, dass sich die beiden Grundbacken großflächig zum einen am Stellglied und zum anderen am Grundgehäuse abstützen können. Insgesamt können dadurch, insbesondere dann, wenn das Stellglied und das Grundgehäuse mit den grundbackenseitigen Führungsflächen zusammenwirkende Führungsabschnitte aufweisen, auf die Grundbacken wirkende Querkräfte sicher in das Grundgehäuse abgeleitet werden.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass das Grundgehäuse zwei parallel zueinander angeordnete Wandungsabschnitte aufweist, zwischen denen die Kulissen vorsehende Kulissenabschnitte der beiden Grundbacken angeordnet sind, wobei der den Kulissenstift vorsehende Bereich des Stellglieds zwischen den Kulissenabschnitten liegt. Die Führungsnuten sind dabei vorzugsweise in den grundteilseitigen Wandabschnitten geradlinig senkrecht zu den Schwenkachsen verlaufend angeordnet. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass die Kulissenabschnitte sicher zwischen den grundgehäuseseitigen Wandabschnitten und dem Stellglied geführt werden, wobei die Wandungsabschnitte zudem die Führungsnuten für die freien Enden des Kulissenstifts aufweisen. Eine von den beiden Führungsnuten aufgespannte Ebene verläuft dabei insbesondere senkrecht zu den Schwenkachsen und zum Kulissenstift.
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Ferner ist denkbar, dass das Stellglied in dem den Kulissenstift vorsehenden Bereich eine in Richtung der Schwenkachse betrachtete Breite aufweist, die der ebenfalls in Richtung der Schwenkachsen betrachteten Breiten der beiden grundbackenseitigen Kulissenabschnitte entspricht. Vorzugsweise sind folglich das Stellglied und die beiden Kulissenabschnitte im Wesentlichen gleich breit ausgebildet und nehmen in etwa jeweils ein Drittel des Abstandes der beiden Wandungsabschnitte des Grundgehäuses ein. Es hat sich gezeigt, dass aufgrund einer derartigen Geometrie insbesondere in Querrichtung auf die Grundbacken wirkende Kräfte vorteilhaft in das Gehäuse abgeleitet werden können, ohne dass es zu einem Verklemmen der Kinematik kommt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die grundbackenseitigen Kulissen verschiedene Kulissenverläufe derart aufweisen, dass in dem Bewegungsbereich der Grundbacke, in dem kein Greifen eines Werkstücks erfolgt, die jeweilige Grundbacke mit einer erhöhten Geschwindigkeit und einer verringerten Kraft bewegt wird und dass in dem Bewegungsbereich, in dem ein Greifen eines Werkstücks erfolgt, die jeweilige Grundbacke mit einer verringerten Geschwindigkeit und einer erhöhten Kraft bewegt wird. Hierdurch kann der Bewegungsablauf der Grundbacken folglich optimiert werden. Der Bewegungsbereich, in dem ein Greifen des Werkstücks erfolgt, kann beispielsweise in einem Schwenkwinkelbereich von 0° bis 7°, und insbesondere von 0° bis 2°, liegen. Hierdurch können Werkstücke, die auch vergleichsweise hohe Toleranzen in den Außengeometrien aufweisen, dennoch mit einer ausreichend hohen Kraft gegriffen werden. Zudem kann aufgrund entsprechender Kulissenverläufe die Taktfrequenz, mit der Greifaufgaben erledigt werden können, erhöht werden.
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Die Kulisse kann dabei so ausgebildet sein, dass sie zwei unterschiedliche Kulissenverläufe vorsieht. Zum einen kann ein geradliniger, insbesondere in der geschlossenen Greiferstellung schräg zur Verstellachse des Stellglieds verlaufender Eilabschnitt vorgesehen sein. Die Mittellängsachse dieses Eilabschnitts verläuft dabei vorzugsweise an der Mittellängsachse des Kulissenstifts vorbei. An diesen Eilabschnitt kann sich ein hin zur Mittellängsachse des Kulissenstifts gebogener Kraftabschnitt anschließen, wobei sich der Kulissenstift bei geschlossener Greifvorrichtung im Kraftabschnitt befindet.
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Zur axialen Verstellung des Stellglieds kann vorgesehen sein, dass das dem Kulissenstift abgewandte Ende des Stellglieds mit einem antriebseitigen, Druck beaufschlagbaren Kolben zusammenwirkt. Der Kolben kann dabei einseitig oder doppelseitig druckbeaufschlagbar sein, je nach Art und Ausführungsform der Greifvorrichtung.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
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Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Winkelgreifer entlang der Linie A-A gemäß 2,
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2 eine Seitenansicht mit einem Teilschnitt durch den Winkelgreifer entlang der Linie B-B gemäß 1,
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3 die Draufsicht auf den Winkelgreifer gemäß den 1 und 2,
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4 die Ansicht gemäß 1 bei geöffnetem Winkelgreifer; und
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5 eine vergrößerte Ansicht einer Vorderansicht aus 1.
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Der in den Figuren gezeigte Winkelgreifer 10 umfasst ein Grundgehäuse 12, in dem zwei jeweils um eine Schwenkachse 14 verschwenkbare Grundbacken 16, 18 vorgesehen sind. Zum synchronen Verschwenken der Grundbacken 16 und 18 ist eine Kinematik 19 vorgesehen. Die Kinematik 19 umfasst dabei ein Stellglied 20, das von einem in einem grundgehäuseseitig angeordneten Zylinder 22 vorgesehenen Kolben 24 in axialer Richtung verlagerbar ist. An dem dem Kolben 24 abgewandten Bereich des Stellglieds 20 ist ein parallel zu den Schwenkachsen 14 verlaufender Kulissenstift 26 vorgesehen. Der Kolben 24 kann dabei einseitig druckbeaufschlagbar sein, wobei eine Rückführbewegung des Kolbens beispielsweise über ein Federelement erfolgen kann.
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Wie insbesondere aus 5 hervorgeht, wirkt der Kulissenstift 26 mit den beiden Grundbacken 16 und 18 zusammen. Die beiden Grundbacken 16, 18 sehen hierfür jeweils eine Kulisse 28, 30 vor. Zur Führung des Kulissenstifts 26 bei einer axialen Verlagerung des Stellglieds 20 sind grundgehäuseseitig senkrecht zum Kulissenstift verlaufende Führungsnuten 32, 34, in welche die freien Enden 36 des Kulissenstifts 26 eingreifen, vorgesehen. Die beiden Führungsnuten 32 und 34 verlaufen entlang jeweils einer geraden Linie senkrecht zur Achse des Kulissenstifts 26. Der an sich zylindrisch ausgebildete Kulissenstift 26 kann an seinen beiden freien Enden 36 zum Eingriff in die Nuten 32, 34 nutensteinartig abgeflacht ausgebildet sein.
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Wie aus den Figuren deutlich wird, sind die Führungsnuten 32 und 34 an einander zugewandten Wandabschnitten 38 angeordnet, die eine im Gehäuse nutartig ausgebildete Ausnehmung 40 in Querrichtung begrenzen.
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Wie insbesondere aus der Draufsicht gemäß 3 deutlich wird, weisen die beiden Grundbacken 16, 18 jeweils zwei zu den Schwenkachsen 14 senkrecht verlaufende Führungsflächen 42 und 44 auf, wobei die inneren, einander zugewandten Führungsflächen 42 mit dem Stellglied 20, beziehungsweise dessen den Kulissenstift 26 umgebenden Bereich, zusammenwirken und die äußeren, einander abgewandten Führungsflächen 44 gegen die Wandabschnitte 38 wirken. Aufgrund des großflächigen Anliegens der Führungsflächen 44 an den Wandabschnitten 38 und der Führungsflächen 42 am Stellglied können insbesondere quer auf die Grundbacken wirkenden Kräfte sicher in das Grundgehäuse 12 abgeleitet werden. Zudem wird aufgrund der Führung des Kulissenzapfens 26 in den Führungen 32 und 34 eine gleichförmige Bewegung der beiden Grundbacken beim axialen Verstellen des Stellglieds 26 gewährleistet, auch dann, wenn auf die Grundbacken 16, 18 unterschiedliche Kräfte wirken sollten.
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Aus 3 wird zudem deutlich, dass das Stellglied 20 in dem den Kulissenstift 26 aufnehmenden Bereich eine in Richtung der Schwenkachsen 14 betrachtete Breite b aufweist, die cirka einem Drittel des Abstands der beiden Wandabschnitte 38 entspricht. Die die Kulissen 28 und 30 aufweisenden Kulissenabschnitte 46 der Grundbacken 16, 18 weisen dabei jeweils eine der Breite b entsprechende Breite c auf, die ebenfalls jeweils cirka einem Drittel des Abstandes der beiden Wandabschnitte 38 entspricht. Die Kulissenabschnitte 46 der beiden Grundbacken 16, 18 sind dabei überlappend ausgebildet, um ein gemeinsames Eingreifen des Kulissenstifts 26 in die beiden Kulissen 28, 30 zu ermöglichen.
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Wie insbesondere aus 5 deutlich wird, sind die Kulissen 28 und 30 jeweils einseitig offen ausgebildet. Beide Kulissen 28, 30 sehen jeweils zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Kulissenverläufen 48, 50 vor. Beim Kulissenverlauf 48 handelt es sich um einen geradlinig, schräg zur Achse des Stellglieds 20 verlaufenden Eilabschnitt. An diesen Eilabschnitt 48 schließt sich dann der als Kraftabschnitt ausgebildete Kulissenverlauf 50 an, der leicht zur Achse des Stellglieds 20 hin gebogen ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass in dem Winkelbereich, in dem kein Gegenstand gegriffen wird, mit vergleichsweise geringer Kraft, aber hoher Geschwindigkeit die Grundbacken 16, 18 bewegt werden können. In dem Bereich, in dem mit einem Greifen eines Werkstücks zu rechnen ist, wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Grundbacken 16, 18 verringert und die Greifkraft erhöht.