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Die Erfindung betrifft einen Greifer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Bei bekannten Greifern, die von einem unter Druck stehendem Medium betätigt werden, bewegt das unter Druck stehende Medium einen Pneumatikkolben, der über mechanische Übertragungsglieder wie beispielsweise Hebelmechaniken die Greiferbacken betätigt.
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Aus der
DE 81 26 888 U1 ist ein Greifer bekannt, bei dem das unter Druck stehende Medium über Membranen direkt auf die Greiferbacken wirkt. Die Membranen sind an zylindrischen Körpern festgelegt, die im Gehäuse gelagert sind. Jede Membran muß sowohl an dem zylindrischen Körper als auch am Gehäuse dichtend anliegen, um die Funktion des Greifers zu gewährleisten. Hierdurch ist die Montage des Greifers vergleichsweise aufwendig. Um die Funktion zu gewährleisten, müssen enge Toleranzen eingehalten werden.
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Die
JP H08-141 965 A zeigt eine mit Druckluft betriebene Greifzange mit zwei Greifbacken. Mithilfe von Druckluft können die Greifbacken derart verschwenkt werden, daß die Greifzange schließt.
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Die
GB 862 174 A offenbart einen Greifer mit zwei Greifarmen. Die Greifarme bestehen aus Bimetall. Über elektrisch betriebene Heizplatten kann das Bimetall erwärmt und dadurch gebogen werden. Die Greifarme bewegen sich bei Erwärmung aufeinander zu.
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Die
DE 90 00 559 U1 zeigt einen Greifer mit zwei Greifbacken und einem Plungerzylinder. Wird der Plungerzylinder mit Druckluft befüllt, so schwenken die Greifbacken in die Richtung, in der der Greifer zugreift.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifer der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der einen einfachen Aufbau und eine hohe Funktionssicherheit besitzt.
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Diese Aufgabe wird durch einen Greifer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Greifer mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
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Es ist vorgesehen, daß an der Greiferbacke in einem Abstand zur Drehachse ein Kissen anliegt, das einen Anschluß für das Medium aufweist, über den der Innenraum des Kissens mit dem Medium beaufschlagt werden kann. Dadurch, daß das Medium in einem Kissen auf die Greiferbacke wirkt, sind Undichtigkeiten vermieden. Der Anschluß kann auf einfache Weise druckdicht gestaltet werden. Bei der Montage muß lediglich das Kissen an den Anschluß angeschlossen werden. Dadurch, daß das Kissen direkt auf die Greiferbacke wirkt, ist die Anzahl der bewegten Teile gegenüber herkömmlichen Greifern mit Pneumatikkolben verringert. Aufgrund der direkten Beaufschlagung der Greiferbacke mit dem unter Druck stehenden Medium ergibt sich ein schnelles Ansprechverhalten und eine hohe Störunanfälligkeit. Ein derartig aufgebauter Greifer zeichnet sich durch eine hohe Belastbarkeit aus. Da das Kissen nur einen geringen Bauraum benötigt, besitzt der Greifer eine kleine Baugröße.
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Es kann jedoch auf vorgesehen sein, daß das Medium die Greiferbacke direkt beaufschlagt. Durch die direkte Beaufschlagung ergibt sich auch hier ein schnelles Ansprechverhalten. Aufgrund der direkten Beaufschlagung entstehen keine Energieverluste durch Reibung oder dgl. bei Umwandlungsprozessen.
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Es ist vorgesehen, daß an jeder Greiferbacke zwei Aufnahmen für Medium angeordnet sind, wobei das Medium in einer Aufnahme die Öffnungsbewegung und das Medium in der anderen Aufnahme die Schließbewegung bewirkt. Dadurch lassen sich Öffnungs- und Schließbewegung gut steuern, und es können für beide Bewegungen die gleichen Kräfte aufgebracht werden. Es ist vorgesehen, daß die beiden Aufnahmen einander gegenüberliegend an einem Betätigungshebel der Greiferbacke angeordnet sind. Dadurch, daß beide Aufnahmen auf einer Seite der Drehachse angeordnet sind, läßt sich eine kleine Baugröße des Greifers realisieren.
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Vorzugsweise steht das Medium unter Druck. Es kann jedoch auch vorgesehen, daß das Medium bei Anregung sein Volumen ändert. Die Anregung erfolgt dabei insbesondere elektrisch. Es können jedoch auch andere Arten der Anregung vorgesehen sein. Bei der elektrischen Anregung wird das Medium insbesondere als Widerstand genutzt, über den ein Strom fließt. Aufgrund des elektrischen Stroms erwärmt sich das Medium und vergrößert so sein Volumen.
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Es ist vorgesehen, daß das Gehäuse einen Kanal besitzt, der den Anschluß des Kissens mit einem Außenanschluß verbindet. Aufgrund des Kanals kann die Lage des Kissens unabhängig von der Lage der Außenanschlüsse gewählt werden. Vorteilhaft besitzt das Gehäuse eine Gehäuseschale, die von einem Deckel verschlossen ist. Der Kanal ist zweckmäßig in der Gehäuseschale ausgebildet. Dadurch werden für die Führung des Kanals keine zusätzlichen Bauteile benötigt. Der Kanal kann beispielsweise durch Bohren auf einfache Weise in die Gehäuseschale eingebracht werden.
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Zweckmäßig ist das Medium in einer abgeschlossenen Aufnahme im Gehäuse angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, daß der Druck des Druckmediums auf die Greiferbacke wirkt und das Medium, insbesondere das Kissen, nicht in einen anderen Bereich des Gehäuseinnenraums ausweichen kann. Eine einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Aufnahme für das Medium von der Gehäuseschale, dem Deckel und mindestens einer Greiferbacke gebildet ist. Die Aufnahme ist somit im Gehäuse selbst ausgeformt, so daß keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden. Vorteilhaft ist mindestens ein Abschnitt der der Drehachse abgewandten Seite der Aufnahme kreisbogenförmig ausgebildet, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogens die Drehachse ist. Der kreisbogenförmige Abschnitt erstreckt sich insbesondere mindestens über einen Winkel, der dem Betätigungswinkel der Greiferbacke entspricht. Die Greiferbacke besitzt vorteilhaft einen Greifabschnitt und einen Betätigungshebel, wobei der Greifabschnitt aus dem Gehäuse ragt und der Betätigungshebel auf der dem Greifabschnitt gegenüberliegenden Seite der Drehachse angeordnet ist. Vorteilhaft erstreckt sich der Betätigungshebel bis an den kreisbogenförmigen Abschnitt der Aufnahme. Dadurch ist sichergestellt, daß das Kissen nicht zwischen dem Betätigungshebel und der die Aufnahme begrenzenden Wand eingeklemmt werden kann, oder das Medium aus der Aufnahme austreten kann.
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Zweckmäßig ist in einer Aufnahme ein mit Medium beaufschlagten Kissen angeordnet. Es ist vorgesehen, daß der Greifer zwei Greiferbacken besitzt. Vorteilhaft ist die Bewegung der einen Greiferbacke über eine Koppeleinrichtung an die Bewegung der anderen Greiferbacke gekoppelt. Dadurch ist sichergestellt, daß beide Greiferbacken gleichmäßig Öffnen und Schließen. Ein einfacher, kompakter Aufbau des Greifers läßt sich erreichen, wenn die Schließbewegung der Greiferbacken von einem Kissen erzeugt wird, das an beiden Greiferbacken anliegt. Dadurch kann die Anzahl der benötigten Kissen reduziert werden. Vorteilhaft ist im Gehäuse mindestens ein Anschlag ausgebildet, der die Bewegung einer Greiferbacke begrenzt. Dadurch kann vermieden werden, daß ein Kissen übermäßig zusammengedrückt wird und die Gefahr von Beschädigungen des Kissens besteht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf den Greifer in teilweise geschnittener Darstellung,
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2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1,
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3 eine Seitenansicht des Greifers in Richtung des Pfeils II in 1,
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4 einen Schnitt entlang der Linie IV-VI in 1,
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5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in 1,
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6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in 1,
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7 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des Greifers in teilweise geschnittener, schematischer Darstellung.
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Wie die 1 und 3 zeigen, besitzt der Greifer 1 ein Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 ist aus einer Gehäuseschale 3 gebildet, die von einem Deckel 4 verschlossen ist. Zur Fixierung des Deckels 4 auf der Gehäuseschale 3 sind eine Reihe von Verbindungsbohrungen 44 vorgesehen, die in der Gehäuseschale 3 mit einem Gewinde versehen sind und an denen der Deckel 4 mit der Gehäuseschale 3 verschraubt werden kann. Zur Befestigung des Greifers 1 an einem tragenden Bauteil sind vier Befestigungsbohrungen 49 im Gehäuse 2 angeordnet, die ebenfalls mit einem Gewinde versehen sind.
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Wie 1 zeigt, sind in der Gehäuseschale 3 zwei Greiferbacken 5 und 6 an Lagerbolzen 7 und 8 drehbar gelagert. Wie die Schnittdarstellungen in 4 und 6 zeigen, sind die Bolzen 7 und 8 in Lagerbuchsen 55 im Gehäuse 2 gelagert. Die Greiferbacken 5 und 6 sind dabei um Drehachsen 45 und 46 drehbar. Die Greiferbacken 5 und 6 besitzen jeweils einen Greifabschnitt 42 bzw. 43, der auf die Außenseite des Gehäuses 2 ragt. Jeder Greifabschnitt 42, 43 besitzt drei Bohrungen 35 (siehe auch 3), an denen ein Greiferbelag an den Greiferbacken 42 und 43 festgelegt werden kann.
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Wie in 1 dargestellt ist, sind die beiden Greiferbacken 5 und 6 über eine Koppeleinrichtung 29 miteinander gekoppelt. Hierzu ist an der Greiferbacke 5 ein Arm 50 und an der Greiferbacke 6 ein Arm 51 angeformt. Die beiden Greiferbacken ragen etwa radial zu den Drehachsen 45 und 46 aufeinander zu und liegen stirnseitig aneinander an. In der Stirnseite des Arms 50 ist eine Nut 31 angeordnet, in die eine Nase 30, die an der Stirnseite des Arms 51 angeformt ist, ragt. Die Nase 30 und die Nut 31 stellen sicher, daß die beiden Greiferbacken 5 und 6 sich gegensinnig zueinander bewegen. Die beiden Arme 50 und 51 sind in einer Nut 22 in der Gehäuseschale 3 angeordnet (5). Die Seitenwände der Nut 22 bilden mit den Armen 50 und 51 eine Begrenzung der maximalen Bewegung der Greiferbacken 5 und 6. Bei maximaler Öffnung der Greiferbacken liegen die Arme 50 und 51 an einem Anschlag 48 an und bei maximal geschlossenen Greiferbacken 5 und 6 an einem an der gegenüberliegenden Seitenwand der Nut 22 ausgebildeten Anschlag 47.
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Auf der den Greifabschnitten 42 und 43 gegenüberliegenden Seite der Drehachsen 45 und 46 besitzen die Greiferbacken 5 und 6 jeweils einen im Gehäuse 2 angeordneten Betätigungshebel 9 bzw. 10 (1). An der der Greiferbacke 6 abgewandten Seite 11 des Betätigungshebels 9 der Greiferbacke 5 ist ein geschlossenes Kissen 16 angeordnet. Das Kissen 16 liegt in einer Aufnahme 33 in der Gehäuseschale 3. Die Aufnahme 33 ist von der Gehäuseschale 3, dem Betätigungshebel 9 und dem Deckel 4 begrenzt. Das Kissen 16 füllt die Aufnahme 33 fast vollständig aus, so daß ein Druckanstieg im Innenraum des Kissens 33 eine Kraft auf den Betätigungshebel 9 bewirkt. Spiegelsymmetrisch zum Kissen 16 ist an der der Greiferbacke 5 abgewandten Seite 13 des Betätigungshebels 10 der Greiferbacke 6 ein Kissen 17 in einer Aufnahme 34 angeordnet. Die Kissen 16 und 17 liegen an den Betätigungshebeln 9 und 10 über annähernd die gesamte Länge der Betätigungshebel 9 und 10 an.
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Zwischen den beiden Betätigungshebeln 9 und 10 ist ein Kissen 15 in einer Aufnahme 32 angeordnet. Das Kissen 15 liegt an einer der Seite 11 gegenüberliegenden Seite 12 des Betätigungshebels 9 und an einer der Seite 13 gegenüberliegenden Seite 14 des Betätigungshebels 10 an. Die der Drehachse 45 abgewandte Seite der Aufnahme 33 ist von einem kreisförmigen Abschnitt 40 der Gehäuseschale 3 gebildet. Der Mittelpunkt des kreisförmigen Abschnitts 40 liegt in der Drehachse 45. Spiegelsymmetrisch hierzu ist die der Drehachse 46 abgewandte Wand der Aufnahme 34 von einem kreisbogenförmigen Abschnitt 41 der Gehäuseschale 3 gebildet. Der Mittelpunkt des kreisbogenförmigen Abschnitts 41 liegt in der Drehachse 46. Die kreisbogenförmigen Abschnitte 40 und 41 grenzen in der Symmetrieebene der Aufnahmen 33 und 34 aneinander an. Die kreisbogenförmigen Abschnitte 40 und 41 bilden gemeinsam eine Wand der Aufnahme 32 des Kissens 15. Die Betätigungshebel 9 und 10 erstrecken sich bis an die kreisbogenförmigen Abschnitte 40 bzw. 41, so daß zwischen den Betätigungshebeln 9 bzw. 10 und den kreisbogenförmigen Abschnitten 40 bzw. 41 nur ein schmaler Spalt gebildet ist, in dem die Kissen 15, 16 und 17 nicht eingeklemmt werden können. Dadurch ist eine Beschädigung der Kissen 15, 16, 17 vermieden.
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Wie die Schnittdarstellung in 5 zeigt, besitzt das Kissen 15 einen Anschluß 18, mit dem es an einem Kanal 28 angeschlossen ist. Der Kanal 28 verläuft in der Gehäuseschale 3 und kann beispielsweise durch Bohren hergestellt sein. Der Kanal 28 führt über eine Querbohrung 52 und einen Kanal 56 zu einem an der Außenseite der Gehäuseschale 3 angeordneten Außenanschluß 39, an dem der Greifer 1 an einer Quelle für ein unter Druck stehendes Medium, beispielsweise an einer Druckluftleitung angeschlossen werden kann. Der Außenanschluß 39 ist in ein Gewinde 37 am Kanal 56 eingeschraubt. Gegenüberliegend zum Anschluß 18 besitzt das Kissen 15 einen Zapfen 58, der in den Deckel 4 ragt und der die Lage des Kissens 15 sichert. Das Kissen 16 besitzt einen in 4 gezeigten Anschluß 19, der den Innenraum des Kissens 16 mit einem Kanal 23 verbindet. Der Kanal 23 verläuft in der Gehäuseschale 3 und ist über eine Querbohrung 53 und einen Kanal 57 mit einem Außenanschluß 38 verbunden. Der Außenanschluß 38 ist in ein Gewinde 36 im Kanal 57 eingeschraubt. In die Querbohrung 53 mündet ein Kanalabschnitt 24, der senkrecht zur Symmetrieebene der Kissen 16 und 17 bis auf die Gehäuseaußenseite verläuft (2). Symmetrisch zum Kanal 23 ist ein Kanalabschnitt 25 in der Gehäuseschale 3 angeordnet, der über eine Querbohrung 54 mit dem Kanalabschnitt 24 verbunden ist und der an einem Anschluß 20 mündet. Am Anschluß 20 ist das Kissen 17 angeschlossen. Das Kissen 16 besitzt einen gegenüberliegend zum Anschluß 19 angeordneten Zapfen 59 und das Kissen 17 einen gegenüberliegend zum Anschluß 20 angeordneten Zapfen 60. Die Zapfen 59 und 60 ragen in den Deckel 4 und sichern die Lage der Kissen 16 und 17. Das auf die Gehäuseaußenseite ragende freie Ende 27 des Kanalabschnitts 25 (6) und das auf die Gehäuseaußenseite ragende freie Ende 26 des Kanalabschnitts 24 (2) werden von in den Figuren nicht dargestellten Stopfen oder dgl. druckdicht verschlossen. Die Kanalabschnitte 24 und 25, die Querbohrungen 53 und 54 sowie der Kanal 36 verbinden das Kissen 17 mit dem Außenanschluß 38. Somit sind die beiden äußeren Kissen 16 und 17, die die Öffnungsbewegungen der Greiferbacken 5 und 6 bewirken, mit dem Außenanschluß 38 verbunden und das mittlere Kissen 15, das die Schließbewegung der beiden Greiferbacken 5 und 6 bewirkt, mit dem Außenanschluß 39.
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Zur Betätigung des Greifers 1 wird am Außenanschluß 39 unter Druck stehendes Medium, beispielsweise Druckluft, angeschlossen, während der Außenanschluß 38 entlüftet wird. Dadurch kann sich das mittlere Kissen 15 ausdehnen und drückt dabei die Betätigungshebel 9 und 10 der beiden Greiferbacken nach außen und gleichzeitig die Greifabschnitte 42 und 43 aufeinander zu. In den Kissen 16 und 17 enthaltenes Medium wird aufgrund der Bewegung der Betätigungshebel 9, 10 über den Außenanschluß 38 aus dem Greifer 1 gedrückt. Zum Öffnen des Greifers 1 wird der Anschluß 39 entlüftet und unter Druck stehendes Medium am Außenanschluß 38 beaufschlagt. Die äußeren Kissen 16 und 17 können sich ausdehnen, während das mittlere Kissen 15 zusammengedrückt wird. Dadurch werden die Betätigungshebel 9 und 10 aufeinander zu und die Greifabschnitte 42, 43 voneinander weg bewegt, so daß die Greiferbacken 5 und 6 eine Öffnungsbewegung ausführen.
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In 7 ist ein Ausführungsbeispiel eines Greifers 61 gezeigt. Der Aufbau des Greifers 61 entspricht im wesentlichen dem des in den 1 bis 6 gezeigten Greifers 1. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauteile wie in den vorangegangenen Figuren. Im Gehäuse 2 des Greifers 61 sind zwei Greiferbacken 5 und 6 schwenkbar gelagert. Die Betätigungshebel 9 und 10 der Greiferbacken ragen ins Innere des Gehäuses 2 und begrenzen drei Aufnahmen 62, 63 und 64, die als abgeschlossene Taschen ausgebildet sind. Die Aufnahme 63 ist an der dem Betätigungshebel 10 abgewandten Seite des Betätigungshebels 9 angeordnet, die Aufnahme 64 an der dem Betätigungshebel 9 abgewandten Seite des Betätigungshebels 10 und die Aufnahme 62 zwischen den beiden Betätigungshebeln 9 und 10. Am Betätigungshebel 9 ist eine Dichtung 68 angeordnet, die am kreisförmigen Abschnitt 40 der Aufnahme 63 anliegt. Die Dichtung 68 dichtet die Aufnahmen 62 und 63 gegeneinander ab. Zur Abdichtung der Aufnahme 63 gegenüber der Umgebung ist an der Gehäuseschale 3 im Bereich des den Lagerbolzen 7 umgebenen Abschnitts der Greiferbacke 5 eine Dichtung 70 angeordnet. Um die Aufnahmen 62, 63 und 64 gegenüber der Umgebung abzudichten, ist auch zwischen dem Deckel 4 und der Gehäuseschale 3 des Greifers 61 eine in 7 nicht gezeigte Dichtung angeordnet. Symmetrisch zur Dichtung 70 ist an der Aufnahme 64 an der Gehäuseschale 3 am Bereich des den Lagerbolzen 8 umgebenden Abschnitts der Greiferbacke 6 eine Dichtung 73 angeordnet. Die mittlere Aufnahme 62 ist über zwei Dichtungen 71 und 72 gegenüber der Umgebung abgedichtet. Die Dichtungen 71 und 72 sind ebenfalls in der Gehäuseschale 3 gehalten und liegen an dem die Lagerbolzen 7 und 8 umgebenden Abschnitt der Greiferbacken 5 und 6 an. Am Betätigungshebel 10 der zweiten Greiferbacke 6 ist eine Dichtung 69 angeordnet, die am kreisförmigen Abschnitt 41 der Aufnahme 64 anliegt und die Aufnahmen 62 und 64 gegeneinander abdichtet. Die Aufnahmen 62, 63 und 64 sind mit einem Medium gefüllt. Um eine Volumenänderung und damit eine Betätigung der Greifer 5 und 6 zu erreichen, sind in der mittleren Aufnahme 62 zwei Kontakte 65 angeordnet, die in die Aufnahme 62 ragen und die über eine Spannungsquelle U miteinander verbunden sind. In der Aufnahme 63 sind die beiden Kontakte 66 angeordnet und in der Aufnahme 64 die beiden Kontakte 67. Ach die Kontakte 66 und 67 sind jeweils über eine Spannungsquelle U miteinander verbunden. Die Kontakte 66 und 67 können auch an der gleichen Spannungsquelle U angeschlossen sein. Durch Anlegen einer Spannung kann den beiden Kontakten 65 fließt ein Strom durch das in der Aufnahme 62 angeordnete Medium. Das in der Aufnahme 62 angeordnete Medium erwärmt sich dadurch und dehnt sich aus. Die Ausdehnung bewirkt eine Kraft auf die Greiferbacken 9 und 10, die zu einer Schließbewegung der Greifabschnitte 42 und 43 der Greiferbachen 5 und 6 führt. Zum Öffnen der Greiferbacken 5 und 6 wird an den Kontakten 66 und 67 eine Spannung angelegt, so daß durch das in den Aufnahmen 63 und 64 angeordnete Medium ein Strom fließt und sich das Medium in diesen beiden Aufnahmen erwärmt. Die Erwärmung besorgt eine Volumenänderung, die zu einer Öffnungsbewegung der Greifabschnitte 42 und 43 der Greiferbacken 5 und 6 führt.
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Es kann auch eine andere Anregung des Mediums in den Aufnahmen 62, 63 und 64 vorteilhaft sein. Um eine ausreichende Greifbewegung zu erreichen, muß ein geeignetes Medium gewählt werden.
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Ein Greifer nach der Erfindung kann insbesondere in der Automationstechnik, der Montagetechnik, der Verpackungstechnik, der Handhabungstechnik, der Verfahrenstechnik sowie bei Betriebsmittelvorrichtungen eingesetzt werden. Es können auch andere Anwendungsgebiete vorteilhaft sein. Die Kissen können aus einem elastischen Material bestehen. Die Kissen können jedoch auch aus einem nicht oder nur geringfügig elastischen Material bestehen und balgartig gefaltet in den Aufnahmen angeordnet sein.
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Es kann vorteilhaft sein, daß der Greifer 1 nur eine bewegliche Greiferbacke besitzt. Die zweite Greiferbacke kann als feststehende Backe ausgebildet sein. Es kann zweckmäßig sein, daß nur ein Kissen auf eine Greiferbacke wirkt und die Rückstellbewegung der Greiferbacke durch elastische Elemente, beispielsweise über eine Feder, erzeugt wird.
