DE20004757U1

DE20004757U1 - Als Mehrfingerparallelgreifer, insbesondere als Zwei- oder Dreifingerparallelgreifer ausgebildete Greifvorrichtung mit Mehrfachstegführungen

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Publication number: DE20004757U1
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Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2010-03-16

Description

Als Mehrfingerparallelgreifer, insbesondere als Zwei- oder Dreifingerparallelgreifer, ausgebildete Greifvorrichtung

mit Mehrfachstegführungen

Beschreibung Gattung

Die Neuerung betrifft eine als Mehrfingerparallelgreifer, insbesondere als Zweioder Dreifingerparallelgreifer, ausgebildete Greifvorrichtung zum Innen- und Außengreifen von Werkstücken oder sonstigen Handhabungsteilen, mit einem in einem Gehäuse durch Druckmitteldruck betätigbaren, längsverschieblich und dichtend in einem Arbeitszylinder geführten Arbeitskolben, der über ein insbesondere Keilgetriebe Grundbacken antreibt, die in durchgehenden Führungen synchron voneinander weg- und aufeinander zubewegbar sind, mit denen jeweils mindestens ein Greiffinger verbunden ist, wobei der Arbeitszylinder mit dem Arbeitskolben unmittelbar unterhalb der Bewegungsebene der Grundbacken angeordnet ist

Stand der Technik

Durch die DE 33 06 526 C2 ist eine Greifvorrichtung für Werkstücke oder sonstige Handhabungsteile vorbekannt, mit einem in einem Gehäuse durch Druckmitteldruck betätigbaren, längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder geführten Arbeitskolben, der mit Bolzen in Antriebsverbindung steht, denen Greiffinger zugeordnet sind, wobei die keilförmige Kolbenstange auch im Druckmittelraum angeordnet ist. Das Gehäuse ist unmittelbar mit einer Stirnfläche und/oder Seitenfläche an anderen Versorgungskanälen bzw. Vorrichtungsteilen angeflanscht.

Aus der EP 0 546 926 B1 ist ein Spannfutter für Werkzeugmaschinen vorbekannt, umfassend:

einen Körper von allgemein zylindrischer Form mit einer rückwärtigen Stirnfläche, die zur Befestigung an der Werkzeugmaschine vorgesehen ist, sowie einer vorderen Stirnfläche, die zu einem einzuspannenden Teil weist, wobei der Körper radiale Kerben in seiner vorderen Stirnfläche aufweist, wobei die Seitenwände jeder Kerbe mehrere erste radiale Gleitbahnen umfassen, die erste stirnseitige Gleitflächen aufweisen,

Spannbackenhalter, auf denen Spannbacken befestigt sind und von denen ein Teil in eine der Kerben eingreifen kann und auf jeder der beiden auf dem Kreisumfang

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gegenüberliegenden Flächen wenigstens zwei zweite Gleitbahnen hat, die zweite stirnseitige Gleitflächen aufweisen, die mit den ersten Gleitflächen so zusammenwirken können, daß sie den Spannbackenhalter mit einer minimalen Reibung radial führen,

im Körper angeordnete Stellglieder, die gleichzeitig die Spannbackenhalter in Richtung eines einzuspannenden Teils verschieben und auf jeden der Spannbackenhalter eine radiale Spannkraft ausüben können,

wobei diese Radialkraft im Spannbackenhalter ein Kippmoment induziert, das durch eine Reaktion des Körpers, die nach der Kompensation des für die Führung erforderlichen Spiels über die ersten und zweiten frontalen Gleitflächen auf den Spannbackenhalter übertragen wird, ausgeglichen wird,

und wobei die Bearbeitungstoleranzen so bemessen sind, daß die zusammenwirkenden Gleitflächenpaare nicht alle gleichzeitig in Kontakt sein können, wenn die Spannkräfte nicht auf die Spannbacken ausgeübt werden,

wobei jede Gleitbahn eine Flexibilität hat, die so berechnet ist, daß bei Ausübung der für das Spannfutter vorgesehenen Spannkraft die Verformung der Gleitbahnen zur Folge hat, daß alle zusammenwirkenden Gleitflächen trotz der Bearbeitungstoleranzen gleichzeitig in Kontakt sind, und daß die Reaktion des

Körpers auf das Kippmoment durch das Zusammenwirken aller Gleitflächen übertragen wird.

Aus der EP O 810 049 A1 ist ebenfalls ein kraftbetätigtes Spannfutter mit einem Futterkörper vorbekannt, in dem mindestens zwei radiale Backenführungen für jeweils eine, vorzugsweise aus Grund- und Aufsatzbacke bestehende Spannbacke ausgebildet sind, wobei eine Mehrzahl von Führungsnuten in den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Backenführungen und auf den Seitenflächen der Spannbacken diesen Führungsnuten entsprechende Führungsleisten ausgebildet sind, wobei die Spannbacken jeweils mittels eines Keilhakens in eine zugehörige Keilnut eines axial im Futterkörper geführten, mit einer Durchgangsbohrung für die Aufnahme von Werkstücken versehenen Spannkolbens eingreifen und daß mindestens zwei über die gesamte Länge der Spannbacke verlaufende Führungsleisten im frontseitigen Teil der Spannbacke und mindestens eine im radial verkürzten hinteren Teil der Spannbacke verlaufende Führungsleiste mit trapezförmigem Querschnittsprofil ausgebildet sind.

Aus der DE 800 201 ist eine Backenführung, vorzugsweise für Spannfutter, vorbekannt, bei welcher eine oder beide Seitenflächen der Futternuten oder Backen mit mehreren aneinander gereihten Rillen von niedriger Tiefe und geringer Breite versehen sind. Die Rillen können Spitz- oder Trapezgewinde ähnlichen Querschnitt haben und nur mit ihren Flanken die Führung der Backen in beiden Richtungen

sichern. Zur Vermeidung eines versetzten Rilleneingriffs zwischen Backe und Futterführung ist ein sich deckendes Rillenzahnpaar unterschiedlich von den anderen geformt.

Aufgabe

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung der vorausgesetzten Gattung dahingehend zu verbessern, daß sich gegenüber herkömmlichen Greifvorrichtungen dieser Art bei gleicher Raumbeanspruchung eine erhöhte Greifkraft erzielen läßt.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Schutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Der neuerungsgemäße Mehrfingerparallelgreifer weist Grundbackenführungen mit leistenartigen Mehrfachstegführungen auf. Dadurch wird das Führungsverhältnis gegenüber den zum Stande der Technik zählenden Greifvorrichtungen dieser Art erheblich verbessert.

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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die Mehrfachstegführung auch die Flächenpressung reduziert wird, wodurch sich das Verschleißverhalten erheblich verbessert.

Darüber hinaus können längere Greiffinger eingesetzt werden, bei erhöhter Greifkraft und sonst gleichen Abmessungen in der Vorrichtung.

Durch den vorzugsweise quadratischen oder rechteckigen Greiferkolben läßt sich innerhalb des Gehäuses eine größere wirksame Kolbenfläche unterbringen, was eine höhere Greifkraft bei gleichem Druckmitteldruck und sonst gleichbleibenden Außenabmessungen gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art bedeutet.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Neuerungsgemäß sind die leistenartigen Mehrfachstegführungen als ununterbrochene Leisten bzw. Nuten ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Länge des Gehäuses bzw. über die jeweils gesamte Länge der betreffenden Grundbacke - Schutzanspruch 2.

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Gemäß Schutzanspruch 3 sind die leistenartigen Mehrfachstegführungen spitzwinklig ausgebildet.

Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 4 sind die leistenartigen Mehrfachstegführungen in einem durch die Längsachse des Gehäuses verlaufenden Querschnitt trapezförmig gestaltet, während sie bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 5 Rechteckform aufweisen.

Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform gemäß Schutzanspruch 6, bei welcher zwei bis sechs, vorzugsweise auf jeder Seite der Längsmittenachse des Gehäuses jeweils drei leistenartige Mehrfachstegführungen vorgesehen sind.

Gemäß Schutzansprüchen 7 und 8 ist der Kolben im Querschnitt rechteckförmig oder quadratisch mit abgerundeten Eckbereichen ausgebildet. Dadurch läßt sich bei sonst gleichen Außenabmessungen des Gehäuses gegenüber herkömmlichen Bauarten eine größere Kolbenfläche in dem Gehäuse unterbringen, was bei gleichbleibendem Druckmitteldruck eine höhere Greifkraft bedeutet.

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform ist in Schutzanspruch 9 beschrieben.

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In der Zeichnung ist die Neuerung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Greifvorrichtung gemäß der Neuerung im Schnitt nach der Linie I I der Fig. 2;

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie Il - Il der Fig. 1;

Fig. 3 eine Grundbacke in perspektivischer Darstellung, und

Fig. 4 einen Arbeitskolben in perspektivischer Darstellung.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein blockförmiges Gehäuse bezeichnet, das in dem aus Fig. 2 ersichtlichen Querschnitt etwa rechteckförmig und kompakt gestaltet ist. Koaxial zur Längsachse 2 des Gehäuses 1 ist ein Arbeitszylinder 3 angeordnet, der sich etwa über die Hälfte der Länge des Gehäuses 1 erstreckt und in dem in Richtung X bzw. Y ein Arbeitskolben 4 zwischen einem druckmitteldicht angeordneten Gehäusedeckel 5 und einem Gehäuseanschlag 6 längsverschieblich und dichtend geführt ist. Der Arbeitskolben 4 ist über eine Dichtung 7 druckmitteldicht gegenüber der inneren Zylinderwand des Arbeitszylinders 3 abgedichtet, während der Gehäusedeckel 5 über eine Dichtung 8 druckmitteldicht nach außen hin abgedichtet ist.

Der zwischen dem Arbeitskolben 4 und dem Gehäusedeckel 5 gebildete Zylinderraum 9 kann über einen in dem Gehäuse 1 eingearbeiteten Kanal 10 und über einen in dem Gehäuse 1 angeordneten Kanal 11 mit Druckmitteldruck beaufschlagt werden, woraufhin der Arbeitskolben 4 einen Hub in Richtung X ausübt, während bei entgegengesetzter Druckmittelbeaufschlagung, also Beaufschlagung des Zylinderraumes 12 über einen ebenfalls in dem Gehäuse 1 angeordneten Kanal 13 die gegenüberliegende Kolbenseite mit Druckmitteldruck beaufschlagt wird. Dadurch führt der Arbeitskolben 4 einen Hub in Richtung Y aus, bis er schließlich die aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Lage einnimmt.

Dem Kanal 11 kann über eine unmittelbar an dem Gehäuse 1 druckmitteldicht angeflanschte Vorrichtung (nicht dargestellt) oder über eine in einer Gewindebohrung eingeschraubte Leitung (ebenfalls nicht dargestellt) Druckmitteldruck zugeführt werden. Schläuche sind somit nicht unbedingt erforderlich. Die jeweils zum Zuführen des Druckmitteldruckes anzuflanschenden Vorrichtungsteile können seitlich, aber auch von unten mit dem Gehäuse 1 schlauchlos verbunden werden.

Mit dem Arbeitskolben 4 ist eine Kolbenstange 14 einstückig, aber lösbar über eine zentrisch in eine mit Gewinde versehene Sackbohrung 15 eingeschraubte Schraube 16 verbunden.

Die Kolbenstange 14 weist an ihrem dem Arbeitskolben 4 entgegengesetzten Endabschnitt ein Antriebsteil 17 auf, das an gegenüberliegenden Seiten keilförmige Betätigungsglieder 18 und 19 besitzt, mit denen das Antriebsteil 17 formschlüssig jeweils in eine Keilnut 20 bzw. 21 eingreift, die an je einer Grundbacke 22 bzw. 23 angeordnet sind. Die Grundbacken 22 und 23 sind gleich groß und gleich geformt und über das durch den keilförmigen Antriebsteil 17 mit den keilförmigen Betätigungsgliedern 18 und 19 sowie den Keilnuten 20 und 21 gebildete Keilgetriebe aufeinander zu- bzw. voneinander wegbewegbar. Mithin bewegen sich die Grundbacken 22 und 23 orthogonal zur Längsachse 2 in Richtung V bzw. T (Fig. 1).

Das keilförmige Antriebsteil 17 greift mit den keilförmigen Betätigungsgliedern 18 und 19 formschlüssig in die Keilnuten 20 und 21 (Fig. 3) - praktisch spielfrei - ein, so daß sich ein absolut ruckfreier und synchroner Lauf der Grundbacken 22 und 23 und der damit auswechselbar verbundenen Greiffinger 24 bzw. 25 ergibt, die durch in Bohrungen 26, 27 bzw. 28 einzuschraubende Schrauben 29 mit den Grundbacken 22 und 23 lösbar zu verbinden sind.

Das Gehäuse 1 weist einen als Ausnehmung ausgebildeten Führungskanal 30 auf, der durch beabstandete Wände 31 und 32 begrenzt wird, die zwischen sich einen Längsschlitz oder Spalt bilden, zwischen denen die Grundbacken 22 und 23 angeordnet und geführt sind. Zu diesem Zweck weisen die einander gegenüberliegenden Wände 31 und 32 des Gehäuses 1 drei diametral gegenüberliegend

angeordnete sowie sich über die gesamte Länge L (Fig. 1) erstreckende Führungsnuten 33, 34, 35 auf, in die die Grundbacken 22 und 23 mit auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete, leistenartige Mehrfachführungsstege 36, 37 und 38 formschlüssig eingreifen. Die auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Führungsnuten und Mehrfachführungsstege sind entsprechend ausgebildet und angeordnet und sind formgleich zu den Führungsnuten 33 bis 35 bzw. formgleich zu den Mehrfachführungsstegen 36 bis 38. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Führungsnuten 33 bis 35 in dem aus Fig. 2 ersichtlichen orthogonal zur Längsachse geführten Querschnitt trapezförmig gestaltet. Die Mehrfachführungsstege 36 bis 38 sind ebenfalls im Querschnitt trapezförmig gestaltet (Fig. 2 und 3). Deutlich ist aus Fig. 3 zu erkennen, daß sich die Mehrfachführungsstege 36 bis 38 über die gesamte in Richtung L gemessene Länge der Grundbacken 22 bzw. 23 erstrecken und geradlinig sowie ununterbrochen ausgebildet sind, eben eine leistenartige Gestaltung aufweisen. Die Führungsnuten 33 bis 35 einerseits und die Mehrfachführungsstege 36 bis 38 andererseits bilden gemeinsam die leistenartigen Mehrfachstegführungen, die ein besseres Führungsverhältnis zum Stand der Technik ergeben, die Flächenpressung reduzieren und den Einbau längerer Greiffinger 24 und 25 gestatten. Außerdem wird das Verschleißverhalten verbessert.

Der oberhalb der Keilnuten 20 und 21 liegende Raum ist durch einen Deckel 39 staubdicht verschlossen. Die Grundbacken 22 und 23 besitzen in diesem Bereich eine Abstufung 40 bzw. 41 in welcher der Deckel 39 zu liegen kommt.

Die Kolbenstange 14 ist durch eine Dichtung 42 an einem Gehäusekragen 43 abgedichtet längsverschieblich geführt.

In Fig. 4 ist der Arbeitskolben 4 dargestellt. Dieser ist in der Draufsicht rechteckförmig gestaltet, wobei die Längsseiten 44, 45 in die Breitseiten 46 bzw. 47 über Radien R sanft übergehen. In einer Nut 48 ist die Dichtung 7 angeordnet. Die Dichtung 7 kann als O-Ring oder als Mehrfachlippendichtung ausgebildet sein.

Bei 49 ist eine Bohrung zum Durchtritt der Schraube 16 angeordnet. Der Arbeitszylinder 3 ist der äußeren Kontur des Arbeitskolbens 4 entsprechend formmäßig angepaßt.

Die in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Längsachse

3 Arbeitszylinder

4 Arbeitskolben

5 Gehäusedeckel

6 Gehäuseanschlag

7 Dichtung 8

9 Zylinderraum

10 Kanal

12 Zylinderraum

13 Kanal

14 Kolbenstange

15 Sackbohrung

16 Schraube

17 Antriebsteil, keilförmiges

18	Betätigungsglied, keilförmiges
19
20	Keilnut
21
22	Grundbacke
23
24	Greiffinger
25	jj
26	Bohrung
27	JI
28	«
29	Schraube
30	Führungskanal, Führung, Ausnehmung
31	Wand, Führung

33 Führungsnut, Mehrfachstegführung

36 Mehrfachführungssteg, Mehrfachstegführung 37

38

39 Deckel

40 Abstufung 41

42 Dichtung

43 Gehäusekragen

44 Längsseite 45

46 Breitseite 47

48 Nut

49 Bohrung

L Gesamtlänge des Gehäuses

R Radius

V Bewegungsrichtung der Grundbacken 22, 23 und Greiffinger 24,

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X Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens Y

Literaturverzeichnis

DE 800 201

DE 33 06 526 C2

EP 0 546 926 B1

EP 0 810 049 A1

Claims

1. Als Mehrfingerparallelgreifer, insbesondere als Zwei- oder Dreifingerparallelgreifer, ausgebildete Greifvorrichtung zum Innen- und Außengreifen von Werkstücken oder sonstigen Handhabungsteilen, mit einem in einem Gehäuse (1) durch Druckmitteldruck betätigbaren, längsverschieblich und dichtend in einem Arbeitszylinder (3) geführten Arbeitskolben (4), der über ein insbesondere Keilgetriebe (17, 20, 21) Grundbacken (22, 23) antreibt, die in durchgehenden Führungen (31, 32) synchron voneinander weg- und aufeinander zubewegbar sind, mit denen jeweils mindestens ein Greiffinger (24, 25) verbunden ist, wobei der Arbeitszylinder (3) mit dem Arbeitskolben (4) unmittelbar unterhalb der Bewegungsebene der Grundbacken (22, 23) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Grundbacke (22, 23) auf gegenüberliegenden Längsseiten durch dort angeordnete, leistenartige Mehrfachstegführungen (33, 34, 35, 36, 37, 38) in dem Gehäuse (1) gleitgeführt ist, und daß der Arbeitskolben (4) eine vorzugsweise von der Kreisform an seinem Außenumfang abweichende Grundgestalt aufweist.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leistenartigen Mehrfachstegführungen (33, 34, 35, 36, 37, 38) durch an dem Gehäuse (1) und/oder an den betreffenden Seitenwänden der Grundbacken (22, 23) angeordnete geradlinig durchgehende Führungsnuten (33, 34, 35) und in diese formschlüssig eingreifende Mehrfachführungsstege (36, 37, 38) gebildet sind.

3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachführungsstege (36, 37, 38) und die Führungsnuten (33, 34, 35) im Querschnitt spitzwinklig ausgebildet sind.

4. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachführungsstege (36, 37, 38) und die Führungsnuten (33, 34, 35) im Querschnitt trapezförmig ausgebildet sind.

5. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachführungsstege (36, 37, 38) und die Führungsnuten (33, 34, 35) im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet sind.

6. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite einer jeden Grundbacke (22, 23) übereinander zwei bis sechs, vorzugsweise je drei Mehrfachführungsstege (36, 37, 38) angeordnet sind, die jeweils in getrennten durchlaufenden Führungsnuten (33, 34, 35) formschlüssig eingreifen.

7. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (4) in der Draufsicht quadratisch mit in den Endbereichen sanften Radien (R) ausgebildet ist.

8. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (4) in der Draufsicht rechteckförmig mit in den Endbereichen sanften Radien (R) ausgebildet ist.

9. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (4) in der Draufsicht eine ovale Formgebung aufweist.