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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen rohrförmiger Teile.
Die rohrförmigen
Teile sind insbesondere als Rohre oder Rohrsegmente mit rotationssymmetrischen
Querschnitten ausgebildet, die mit der Vorrichtung aufgegriffen
werden um dann transportiert werden zu können.
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Ein
Beispiel für
derartige Bearbeitungsprozesse ist das Lackieren von rohrförmigen Teilen.
Typischerweise sind dabei Halterungen vorgesehen, in welchen jeweils
mehrere rohrförmige
Teile aufeinanderliegend gelagert sind. In diesen Halterungen werden
die äußeren Mantelflächen durch
Besprühen
mit Farbe lackiert. Nach erfolgter Lackierung müssen rohrförmige Teile aus den Halterungen
entnommen werden, damit in diese Halterungen wieder neue, zu lackierende
Teile eingeführt
werden können.
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Damit
die äußeren Mantelflächen der
Teile und insbesondere die dort aufgebrachten Lackierungen keinen
Schaden beim Transport erleiden, müssen diese so aufgegriffen
werden, dass der hierzu vorgesehene Greifer die Mantelflächen der
Teile beim Greifvorgang möglichst
nicht berührt.
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Eine
weitere Schwierigkeit besteht darin, dass typischerweise rohrförmige Teile
mit verschiedenen Innen- und Außendurchmessern
zu bearbeiten sind.
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Um
einen rationellen Bearbeitungsprozess zu gewährleisten, sollte mit einer
Vorrichtung das Greifen von rohrförmigen Teilen unterschiedlicher
Dimensionen möglich
sein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Greifen
rohrförmiger
Teile bereitzustellen, welche flexibel einsetzbar ist und mit welcher
die oben genannten Anforderungen erfüllt werden können.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
dient zum Greifen rohrförmiger
Teile und umfasst einen in den Innenraum eines rohrförmigen Teils
einfahrbaren Dorn, sowie ein Betätigungselement,
mittels dessen eine Scheibe im Innenraum des Dorns drehbar ist. Auf
der Scheibe sind Arme gelagert, welche durch Drehen der Scheibe über Bohrungen
in der Mantelfläche
des Dorns aus diesem ausfahrbar und in Eingriff mit der Wand des
rohrförmigen
Teils bringbar sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
stellt einen Innengreifer dar, dessen Dom die Innenräume von
rohrförmigen
Teilen eingeführt
wird. Dabei werden zum Greifen eines rohrförmigen Teiles bei im Innenraum
liegenden Dorn die Arme über
dessen Mantelfläche
hinaus in Richtung der Innenwand des zu greifenden Teils ausgefahren,
wodurch das Teil fixiert wird und so weiter transportiert werden
kann. Die äußeren Mantelflächen der
Teile werden während
des Greifvorgangs nicht tangiert. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung
insbesondere zum Greifen von rohrförmigen Teilen, deren äußere Mantelflächen nicht
beeinträchtigt
werden dürfen,
da diese lackiert wurden oder anderen Bearbeitungsprozessen unterzogen
wurden.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit den Armen
eine Translationsbewegung mit einem großen Hub ausgeführt wird.
Dies beruht auf der Drehlagerung der Arme auf der Scheibe. Durch
die Umsetzung der Drehbewegung der Scheibe in die Translationsbewegungen
der mit der Scheibe gelenkig verbundenen Arme können diese weit über die
Mantelfläche
des Dorns zum Greifen der Teile ausgefahren werden. Damit können rohrförmige Teile mit
unterschiedlichen Innendurchmessern aufgegriffen werden, wobei der
Innendurchmesser hierbei einen großen Variationsbereich aufweisen kann.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
an den freien Enden der Arme, die über die Mantelfläche des
Dorns herausgefahren werden können,
Stifte vorgesehen, die von der Oberseite der Arme hervorstehen.
Zum Greifen der Teile werden die Stifte gegen die Innenwände der
Teile gedrückt.
Weiterhin bilden die die Stifte umgebenden Randbereiche Auflagen
für den
unteren Rand eines zu greifenden Teils. Bei dieser Ausführungsform
wird ein besonders sicherer Halt der rohrförmigen Teile erzielt, so dass
insbesondere auch mehrere aufeinander liegende rohrförmigen Teile
in einem Greifvorgang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgegriffen
werden können.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
eignet sich insbesondere zum Greifen rohrförmiger Teile, die einen rotationssymmetrischen
Querschnitt aufweisen. Prinzipiell kann die Vorrichtung auch zum Greifen
von rohrförmigen
Teilen mit nicht rotationssymmetrischen Querschnitten eingesetzt
werden.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1 Längsschnitt
durch eine Vorrichtung zum Greifen von rohrförmigen Teilen mit einem Dom und über dessen
Mantelfläche
ausfahrbaren Armen.
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2 Querschnitt
durch die Vorrichtung gemäß 1 bei
im Innern des Dorns gelagerten Armen.
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3 Querschnitt
durch die Vorrichtung gemäß 1 bei über die
Mantelfläche
des Dorns ausgefahrenen Armen.
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4 Draufsicht
auf die Mantelfläche
des Dorns der Vorrichtung gemäß 1 mit
einem in einer Bohrung des Dorns liegenden Arm.
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1 zeigt
eine Vorrichtung 1 zum Greifen rohrförmiger Teile, wobei im vorliegenden
Fall die Teile von hohlzylindrischen Rohrstücken 2 mit einem rotationssymmetrischen
Querschnitt gebildet sind.
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Die
Vorrichtung 1 umfasst einen Dorn 3, der eine im
Wesentlichen hohlzylindrische Form mit einem rotationssymmetrischen
Querschnitt aufweist. Wie aus 1 ersichtlich
ist das obere Ende des Dorns 3 in einer Haltevorrichtung 4 gelagert
und dort so fixiert, dass die Längsachse
des Dorns 3 in vertikaler Richtung verläuft. Der Querschnitt des Dorns 3 ist
nahezu über
dessen gesamte Länge
konstant. Lediglich das untere Ende des Dorns 3 ist verjüngt und bildet
eine Spitze 5.
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Im
Innenraum des Dorns 3 verläuft eine Welle 6,
wobei deren Drehachse in der Symmetrieachse des Dorns 3 liegt.
Das untere Ende der Welle 6 ist in der Spitze 5 des
Dorns 3 gelagert. Das obere Ende der Welle 6 ragt über die
Oberseite des Dorns 3 hervor und ist an einen nicht dargestellten
Antrieb angeschlossen, mittels derer die Welle 6 in eine
Drehbewegung versetzt werden kann.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist im Innenraum des Dorns 3 dicht
oberhalb der Spitze 5 eine Scheibe 7 angeordnet.
Die kreisscheibenförmige
Scheibe 7 ist fest mit der Welle 6 verbunden,
wobei die Welle 6 die Scheibe 7 in ihrem Zentrum
durchsetzt. Die Ebene der Scheibe 7 verläuft in horizontaler
Richtung und damit senkrecht zur Längsachse der Welle 6. Der
Durchmesser der Scheibe 7 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser
des Dorns 3, so dass die Scheibe 7 ungehindert über die
Welle 6 in eine Drehbewegung versetzt werden kann.
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Auf
der Oberseite der Scheibe 7 sind mehrere Arme 8 gelenkig
gelagert. Alternativ können
die Arme 8 auch an der Unterseite der Scheibe 7 gelagert
sein.
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Die
Arme 8 sind identisch ausgebildet und bilden auf der Scheibe 7 eine
drehsymmetrische Anordnung. Im vorliegenden Fall sind drei Arme 8 vorgesehen.
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Jeder
Arm 8 besteht aus einem langgestreckten, im Wesentlichen
quaderförmigen
Massivteil, dessen längsseitige
Enden seitlich abgerundet sind.
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Jeweils
ein längsseitiges
Ende eines Armes 8 ist über
ein Gelenk 9 mit der Scheibe 7 verbunden. An dem
jeweils anderen längsseitigen
Ende eines Armes 8 befindet sich ein zylindrischer Stift 10.
Der Stift 10 steht von der Oberseite des Armes 8 hervor.
Dabei ist der Durchmesser des Stifts 10 kleiner als die Breite
des Armes 8. Somit steht ein Randsegment des Armes 8 an
dessen längsseitigen
Ende über
den Stift 10 hervor. Die Längsachsen der Arme 8 verlaufen
in horizontaler Richtung. Die Längsachsen
der Stifte 10 an den Armen 8 verlaufen in vertikaler
Richtung.
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Durch
die Drehbewegung der Welle 6 wird die Scheibe 7 mitgedreht.
Durch die Gelenkverbindungen mit den Armen 8 wird die Drehbewegung
der Scheibe 7 in Translationsbewegungen der Arme 8 umgesetzt.
Dabei können
die freien längsseitigen Enden
der Arme 8 mit den Stiften 10 über Bohrungen 11 in
der Mantelfläche
aus dem Dorn 3 ausgefahren werden.
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Die
Bohrungen 11 sind in den Querschnittsdarstellungen der 2 und 3 dargestellt,
wobei diese Figuren die auf der Scheibe 7 gelagerten Arme 8 zeigen.
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Weiterhin
zeigt 4 die Draufsicht auf ein Segment der Mantelfläche des
Dorns 3 mit einer Bohrung 11 und einem in der
Bohrung 11 liegenden Stift 10 und dem längsseitigen
Ende des Armes 8 auf welchem der Stift 10 gelagert
ist.
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Wie
aus 4 ersichtlich ist die Form der Bohrung 11 an
die Kontur des Stifts 10 und den Querschnitt des Armes 8 angepasst.
Dementsprechend besteht die Bohrung 11 aus einem oberen
Segment 11a, dessen Form an die Kontur des Stifts 10 angepasst
ist, und aus einem unteren, gegenüber dem ersten Segment 11a verbreiterten
zweiten Segment 11b, dessen Form an den Querschnitt des
Armes 8 angepasst ist.
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Die
Wände der
Bohrungen 11 verlaufen nicht in radialer Richtung des Dorns 3 sondern
sind abgeschrägt.
Mit diesen Abschrägungen
erfolgt eine Anpassung der Bohrungen 11 an die Bahnkurven
diese durchsetzenden Arme 8.
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2 zeigt
die Scheibe 7 in einer Grundstellung, in welcher die Arme 8 vollständig oder
wenigstens nahezu vollständig
im Innenraum des Dorns 3 liegen. Dies bedeutet, dass in
der Grundstellung die Arme 8 mit den Stiften 10 nicht
oder nur geringfügig über die
Mantelfläche
des Dorns 3 hervorstehen. In dieser Grundstellung liegen
die Arme 8 nahezu vollständig auf der Scheibe 7 auf.
Dabei liegen die Arme 8 jeweils mit einem seitlichen Rand
an der Welle 6 an, die somit einen Anschlag für die Arme 8 in
der Grundstellung bildet.
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In
dieser Grundstellung der Arme wird zum Greifen des Rohrstücks 2,
welches auf einer nicht dargestellten Halterung gelagert ist, der
Dorn 3 mit seiner Spitze 5 von oben in den Innenraum
des Rohrstücks 2 eingeführt bis
der Dorn 3 in der in 1 dargestellten
Höhenposition
ist. Da die Arme 8 in ihrer Grundstellung nicht über die
Mantelfläche
des Dorns 3 hervorstehen und der Außendurchmesser des Dorns 3 kleiner
ist als der Innendurchmesser des Rohrstücks 2 kann der Dorn 3 durch
den Innenraum des Rohrstücks 2 geführt werden
ohne dass dieser die Innenwände
des Rohrstücks 2 berührt.
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Sobald
der Dom 3 in der Sollposition relativ zum Rohrstück 2 liegt,
werden zum Greifen des Rohrstücks 2 die
Arme 8 aus dem Dorn 3 ausgefahren. Hierzu wird
die Scheibe 7 über
die Welle 6 in eine Drehbewegung versetzt deren Drehrichtung
in den 2 und 3 mit einem Pfeil gekennzeichnet ist.
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Dadurch
werden die Arme 8 aus der Grundstellung gemäß 2 herausbewegt
und durch die Bohrungen 11 geführt. Die Drehbewegung wird
solange durchgeführt
bis die Stifte 10 der Arme 8 wie in den 1 und 3 dargestellt
an der Innenwand des Rohrstückes 2 mit
Druck anliegen. Da der Rand jedes Armes 8 über den
Stift 10 hervorsteht, bildet dieser, wie in 1 dargestellt
eine Auflage, auf welche das Rohrstück 2 mit seinem unteren
Rand aufliegt. Damit ist der Greifvorgang abgeschlossen.
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Anschließend kann
durch Anheben des Dorns 3 das Rohrstück 2 von der Halterung
abgehoben werden.
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Wie
aus 1 ersichtlich, ist die Länge des Dorns 3 erheblich
größer als
die Länge
des Rohrstücks 2.
Die Anordnung gemäß 1 kann
somit dahingehend erweitert sein, dass anstelle eines einzelnen
Rohrstückes 2 mehrere
identische Rohrstücke 2 an
der Halterung übereinander
liegend gelagert sind und in einem Greifvorgang mit der Vorrichtung 1 aufgegriffen
werden können.
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Da
der Hubweg, über
welchen die Arme 8 aus dem Dom 3 der Vorrichtung 1 ausgefahren
werden, innerhalb eines relativ großen Bereichs variiert werden
kann, können
mit der Vorrichtung 1 rohrförmige Teile mit unterschiedlichen
Innendurchmessern aufgegriffen werden.
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Die
Vorrichtung 1 kann auch dahingehend erweitert sein, dass
mehrere vorzugsweise identische Vorrichtungen 1 eine Mehrfachanordnung
bilden, wobei mit den Vorrichtungen 1 der Mehrfachanordnung
simultan Greifvorgänge
durchgeführt
werden können.
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Besonders
vorteilhaft eignet sich die Vorrichtung 1 zum Greifen rohrförmiger Teile,
deren äußere Mantelflächen bearbeitet,
insbesondere lackiert wurden. Mit der Vorrichtung 1 kann
dann ein Greifen der Teile ohne Beeinträchtigung der bearbeitenden
Mantelflächen
erfolgen.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Rohrstück
- 3
- Dorn
- 4
- Haltevorrichtung
- 5
- Spitze
- 6
- Welle
- 7
- Scheibe
- 8
- Arm
- 9
- Gelenk
- 10
- Stift
- 11
- Bohrung
- 11a
- Segment
- 11b
- Segment