DE102004038261A1

DE102004038261A1 - Pneumatischer Winkelgreifer

Info

Publication number: DE102004038261A1
Application number: DE102004038261A
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Roncadelle Maffeis
Original assignee: Gimatic SpA
Current assignee: Gimatic SpA
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2005-03-17
Also published as: ITBS20030077A1; US7172230B2; JP2005074621A; US20050046212A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Winkelgreifer, der einen eine Kammer (14) definierenden Körper umfasst, einen alternierend in dieser Kammer bewegbaren Kolben (12) sowie ein Paar Greifbacken (13), die in einander entgegengesetzten Richtungen auf zugeordneten Drehachsen in dem Körper oszillierbar angeordnet sind. Jede Greifbacke (13) ist mit dem Kopf einer Stange des Kolbens (12) durch eine Verbindungsstange (22) verbunden, die eine longitudinale Verlängerung der Greifbacke bildet und in der Lage ist, winkelmäßige Bewegungen bezüglich des Kopfs der Stange des Kolbens auszuführen. Die Verbindungsstange (22) hat einen distalen Abschnitt, der in einer in der zugeordneten Greifbacke (13) ausgebildeten Basisbohrung (21) geführt und verschiebbar ist, sowie einen proximalen Abschnitt, der an einem drehbaren Bolzen (23) befestigt ist, der sich an Bord des Kopfs der Stange des Kolbens befindet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die selbstzentrierenden Vorrichtungen zum Greifen von Teilen bei automatischen Bearbeitungen und/oder Handhabungen und bezieht sich insbesondere auf einen pneumatischen Greifer des Typs, der ein Paar Greifbacken besitzt, die durch Betätigung eines doppeltwirkenden oder einfachwirkenden Antriebskolbens zum Zwecke ihres Öffnens und Schließens wie Hebel winkelmäßig bewegbar sind.

Auf dem Gebiet der automatischen Bearbeitungen, Handhabungen und Montage von Teilen sind bereits bekannt und werden bereits eingesetzt selbstzentrierende Vorrichtungen oder pneumatische Greifer, die im Wesentlichen einen eine Zylinderkammer definierenden Körper, einen in dieser Kammer angeordneten und unter Einwirkung eines unter Druck stehenden Fluides alternierend darin bewegbaren Kolben sowie ein Paar an dem Körper angelenkte und bezüglich zugeordneter Drehachsen gegensinnig oszillierende Greifbacken umfassen. Mittel verbinden den Kolben mit den Greifbacken derart, dass die linearen Bewegungen des Kolbens in winkelmäflige Verlagerungen der Greifbacken zum Öffnen und Schließen derselben umgesetzt werden.

Gemäß einer bekannten Ausführungsform besitzt der Antriebskolben eine Stange, die sich in einer Richtung erstreckt und zwischen den Greifbacken hindurchgreift, wobei jede Greifbacke mit der Stange über eine Gelenkplatte verbunden ist, die einesteils an dem Körper und andernteils an der Stange angelenkt ist. Diese Ausführung hat gleichwohl Unzulänglichkeiten in Bezug auf die Montage und auf die Genauigkeit beim Hervorrufen der Bewegungen des Greifers. In der Tat können sich eventuelle fehlerhafte Dimensionen der Komponenten und die Toleranzen in den Abständen zwischen den Drehachsen der Greifbacken und den Bolzen der Gelenkplatten erheblich auf die Genauigkeit und auf die Parallelität der Bewegung der Greifbacken auswirken, wenn diese sich aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die beispielsweise dem Patent US 5904358 entspricht, ist am Antriebskolben axial ein im Wesentlichen T-förmiges Verbindungselement befestigt, wobei jede Greifbacke mit Abstand zur zugehörigen Drehachse eine Führungsöse aufweist und wobei das Verbindungselement auf zwei entgegengesetzten Seiten zwei Mitnehmerrollen oder -dorne aufweist, die in die Ösen der Greifbacken eingreifen und darin gleiten, um die gegensinnigen winkelmäßigen Bewegungen der Greifbacken als Reaktion auf die linearen Bewegungen des Kolbens hervorzurufen.

Bei dieser Ausführungsform sind die Mitnehmerrollen oder -dorne im Wesentlichen parallel zu den Drehachsen der Greifbacken angeordnet und sind gezwungen, in den Führungsösen unter einer Bedingung zu laufen, die eine ausgeprägte Abnutzung der miteinander gekoppelten Teile hervorruft. Außerdem variiert das vom Kolben auf die Greifbacken übertragene Antriebspaar im Laufe der Rotation der Greifbacken von dem Moment an, in dem der Hebelarm zwischen der Drehachse einer jeweiligen Greifbacke und der zugeordneten Mitnehmerrolle mit der Winkelstellung der Greifbacke beim Übergang zwischen der Offenstellung in die Schließstellung, und umgekehrt, variiert.

Ziele und Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben beklagten Unzulänglichkeiten und Nachteile der zum Stand der Technik gehörenden pneumatischen Winkelgreifer zu überwinden, dank einer neuen und eigenartigen Kopplung der Greifbacken mit der Stange des Antriebskolbens, im Wesentlichen erzielt durch Mittel, die im Wesentlichen eine Verlängerung der Greifbacken in Längsrichtung derselben hin zur Kolbenstange darstellen, mit dem Vorteil einer Vergrößerung des Kraftübertragungsarmes zur Übertragung der Kraft vom Kolben auf die Greifbacken.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten pneumatischen Greifer zu liefern, bei dem eine neue, eigentümliche Kopplung zwischen den Greifbacken und dem Antriebskolben eine bessere Haltbarkeit des Systems gewährleistet sowie eine Optimierung der Bedingungen zur Übertragung des Arbeits- bzw. Kräftepaars zwischen dem Kolben und den Greifbacken. Ein Vorteil besteht darin, dass man bei gleichem Hub beim erfindungsgemäßen Greifer eine erhebliche Vergrößerung der Schließkraft der Greifer erzielt, verglichen mit den bis heute bekannten Greifern.

Diese Ziele und Vorteile werden mit einem verbesserten pneumatischen Winkelgreifer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erreicht, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Greifbacke mit dem Kopf der Stange des Antriebskolbens über eine Verbindungsstange verbunden ist, die eine Verlängerung der Greifbacke in Längsrichtung derselben bildet und die in der Lage ist, winkelmäßige Bewegungen bezüglich des Kopfes der Stange, mit dem sie verbunden ist, auszuführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden Teil der vorliegenden Beschreibung detaillierter erläutert, vorgenommen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, lediglich verdeutlichenden und nicht einschränkenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Explosionsdarstellung der Komponenten des erfindungsgemäßen pneumatischen Greifers zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht des zusammengebauten Greifers zeigt;
3 einen axonometrischen Querschnitt des Greifers mit in der Offenstellung befindlichen Greifbacken zeigt;
4 eine Ansicht analog derjenigen der 3 zeigt, allerdings mit in der Schließstellung befindlichen Greifbacken;
5 einen Längsschnitt des Greifers mit in Offenstellung befindlichen Greifbacken zeigt; und
6 einen analogen Längsschnitt des Greifers mit in der Schließstellung befindlichen Greifbacken zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie abgebildet, umfasst der zu beurteilende Greifer einen, insbesondere gehäuseartigen, Körper 11, einen Antriebskolben 12 und ein Paar Greifbacken 13.
Der Körper 11 begrenzt in einem seiner Abschnitte bzw. Teile eine Zylinderkammer 14 und, in einem anderen Abschnitt bzw. Teil, eine Ausnehmung 15. An einem ihrer Enden ist die Kammer 14 durch einen Verschlussstopfen 16 verschlossen, während sie am entgegengesetzten Ende über eine Zwischenbohrung 17 zur Ausnehmung 15 hin offen ist.
Der Antriebskolben 12 ist in der Kammer 14 untergebracht und kann in der Kammer 14 gleiten. Er ist mit einer Stange 18 versehen, die unter Abdichtung durch die Zwischenbohrung 17 hindurchtritt und die mit einem Kopf 18' auf gleicher Höhe mit der Ausnehmung 15 endet. Der Kolben kann einfachwirkend oder, wie in den Zeichnungen abgebildet, doppeltwirkend ausgeführt sein. In dem als Zweites genannten Fall, und wie in 5 und 6 gezeigt, führen in die Kammer 14 zwei Eintritts-/Austrittsöffnungen 19, 19' für die Zufuhr und Abfuhr eines unter Druck stehenden Fluides zu bzw. von entgegengesetzten Seiten des Antriebskolbens 12 zum Hervorrufen der alternierenden, hin und her gehenden Verlagerungen des Letzteren.
Die Greifbacken 13 sind symmetrisch auf einander entgegengesetzten Seiten des Kopfes 18' der Stange 18 des Kolbens 12 in der Ausnehmung 15 des Körpers 11 montiert und können mit nicht dargestellten Greifbackenelementen versehen sein, die in Abhängigkeit von dem handzuhabenden Teil auswechselbar sind. Ein Abschnitt der Ausnehmung 15, der sich zwischen den Greifbacken 13 befindet, ist durch eine am Körper 11 befestigte Schutzabdeckung 20 verschlossen.
Die Greifbacken 13 sind jeweils auf einer ihnen zugeordneten Drehachse 13' montiert, wobei die beiden Drehachsen 13' von dem Körper 11 im Bereich der Seiten der Ausnehmung 15 getragen sind. Die Greifbacken 13 sind in der Lage, winkelmäßige Bewegungen bzw. Schwenkbewegungen von etwa 90° zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung auszuführen. Für ihre derartigen Bewegungen sind beide Greifbacken 13 mit dem Kolben 12 verbunden und durch diesen betätigt.
Gemäß der Erfindung ist jede Greifbacke 13 an einem dem Kopf 18' der Stange 18 des Kolbens 12 zugewandten Abschnitt mit einem als Basisbohrung 21 bezeichneten Loch versehen, das sich in einer im Wesentlichen rechtwinkelig zur Drehachse 13' verlaufenden Ebene erstreckt, und zwar unter einem bestimmten Abstand zu dieser Drehachse. In der Basisbohrung 21 ist ein distaler Abschnitt einer Verbindungsstange 22 aufgenommen, deren proximaler Abschnitt einem Stift bzw. Bolzen 23 radial zugeordnet ist, der, drehbar, an Bord des Kopfes 18' der Stange 18 des Kolbens 12 angeordnet ist und der parallel zur Drehachse 13' der jeweiligen Greifbacke 13 verläuft.
Bei dem in den Zeichnungen abgebildeten Beispiel ist der distale Abschnitt der Verbindungsstange 22 in der Basisbohrung 21 der jeweils zugeordneten Greifbacke 13 in Längsrichtung verschiebbar geführt, während sein proximales Ende am zugehörigen drehbaren Bolzen 23 befestigt ist. Zweckmäßigerweise ragt die Verbindungsstange 22 radial von dem drehbaren Bolzen 23 weg.
Zum gleichen Resultat gelangt man auch, was allerdings nicht dargestellt ist, wenn das distale Ende der Verbindungsstange 22 in der Bohrung 21 der zugeordneten Greifbacke 13 befestigt ist, während ihr proximales Ende im zugeordneten Bolzen 23 in bezüglich diesem transversaler Richtung verschiebbar geführt ist, Letzteres eventuell in einer zusammenfallenden Bohrung, die im Kopf der Stange des Kolbens ausgenommen ist.
In jedem Fall bilden die Verbindungsstangen 22 eine Vergrößerung der Länge der Greifbacken 13 und fungieren als Hebelarme für eine direkte und konstante Übertragung der Antriebskraft vom Antriebskolben 12 auf die Greifbacken 13. Gleichzeitig bewirken sie dank der Verdrehung der Bolzen 23 eine Umsetzung der geradlinigen Bewegungen des Kolbens in winkelmäßige Bewegungen bzw. Schwenkbewegungen zum Öffnen und Schließen der Greifbacken.

Claims

Pneumatischer Winkelgreifer, mit einem Körper (11), der eine Zylinderkammer (14) sowie eine mit dieser über eine Zwischenbohrung (17) verbundene Ausnehmung (15) definiert, mit einem Antriebskolben (12), der in der Zylinderkammer (14) angeordnet und darin durch Beaufschlagung mittels eines unter Druck stehenden Fluides alternierend bewegbar ist und der eine Stange (18) aufweist, die die Zwischenbohrung (17) durchsetzt und mit einem Kopf (18') auf Höhe der Ausnehmung (15) endet, und mit einem Paar Greifbacken (13), die an zugeordneten Drehachsen (13') in der Ausnehmung (15) gelagert sind und die, als Reaktion auf die alternierenden Bewegungen des Antriebskolbens (12) in der Zylinderkammer (14), in einander entgegengesetzten Richtungen zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Greifbacke (13) mit dem Kopf (18') der Stange (18) des Antriebskolbens (12) über eine Verbindungsstange (22) verbunden ist, die eine longitudinale Verlängerung der Greifbacke (13) bildet und die bezüglich des Kopfes (18') der Stange (18) des Antriebskolbens (12) winkelmäßig verstellbar ist.
Pneumatischer Winkelgreifer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Greifbacke (13) in einem dem Kopf (18') der Stange (18) des Antriebskolbens (12) zugewandten Abschnitt mit einer Basisbohrung (21) versehen ist, die sich mit Abstand zur Drehachse (13') der Greifbacke (13) in einer zu dieser Drehachse (13') im Wesentlichen rechtwinkeligen E bene erstreckt, und dass die Verbindungsstange (22) einen in der Basisbohrung (21) aufgenommenen distalen Abschnitt aufweist sowie einen proximalen Abschnitt, der radial einem Bolzen (23) zugeordnet ist, der sich an Bord des Kopfes (18') der Stange (18) des Antriebskolbens (12) befindet und der drehbar und parallel zur Drehachse (13') der Greifbacke angeordnet ist.
Pneumatischer Winkelgreifer gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der distale Abschnitt der Verbindungsstange (22) in der Basisbohrung (21) der Greifbacke (13) geführt und verschiebbar ist, und dass der proximale Abschnitt der Verbindungsstange (22) am jeweils zugeordneten, sich an Bord des Kopfes (18') der Stange (18) des Antriebskolbens (12) befindenden drehbaren Bolzen (23) befestigt ist.
Pneumatischer Winkelgreifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der distale Abschnitt der Verbindungsstange (22) in der Basisbohrung (21) der Greifbacke (13) fest angeordnet ist, und dass der proximale Abschnitt der Verbindungsstange (22) wenigstens in dem zugeordneten, sich an Bord des Kopfes (18') der Stange (18) des Antriebskolbens (12) befindenden drehbaren Bolzen (23) geführt und transversal verschiebbar ist.
Pneumatischer Winkelgreifer im Wesentlichen wie für die angegebenen Zwecke beschrieben, abgebildet und beansprucht.