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Die
Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung mit Greifelemente tragenden
Greifelementeträgern, wobei
die Greifelementeträger
und mindestens ein Stellglied in einem Greifergehäuse gelagert
sind und das oder die Stellglieder direkt oder über mindestens ein Getriebe
auf mindestens einen beweglichen Greifelementeträger wirken, um das oder die
Greifelemente zwischen einer Offen- und Schließstellung zu bewegen Dazu lagert
das die Greifbackenträger und/oder
Greifbacken bewegende einzelne Stellglied zwischen einem Gestell
oder Gehäuse
und einem darin geführten – in einer
Arbeitsrichtung beweglichen – Betätigungselement
ein oder mehrere Formgedächtniselemente,
wobei das oder die Formgedächtniselemente
direkt oder über
ein Getriebe auf das Betätigungselement
wirken. Jedes Formgedächtniselement
weist eine Hüllgestalt
für einen
Zustand niedriger und eine Hüllgestalt
für einen
Zustand hoher Energie auf und jede Hüllgestalt hat in Arbeitsrichtung
eine eigene von der jeweils anderen Hüllgestalt differierende Länge. Das
einzelne Formgedächtniselement
wechselt durch die Zu- oder Abführung von
Energie von der einen Hüllgestalt
in die andere.
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Aus
dem Katalog "SOMMER
automatic" der Sommer-automatic
GmbH & Co. KG,
Straubenhardt vom September 2000 sind derartige Greifvorrichtungen
bekannt, vgl. Katalogseiten 17 ff., 87 ff. und 147 ff. Bei diesen
Vorrichtungen wirken pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Zylinder-Kolbeneinheiten auf
Getriebe, Schlitten oder Hebel, wobei letztere ggf. Greifelemente
tragen.
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Die
DE 199 32 987 C2 beschreibt
einen Miniaturgreifer mit Formgedächtnisantrieb. Der Miniaturgreifer
umfasst ein Gehäuse
mit einem angeformten Greifarm. Ein zweiter Greifarm ist am Gehäuse gelenkig
gelagert. Der zweite Greifarm wird mittels einer Feder gegen den
ersten Greifarm gepresst. Beide Greifarme liegen parallel nebeneinander
in einer Geschlossenstellung. Zwischen dem zweiten Greifarm und
dem Gehäuse
ist ein elektrisch heizbares Formgedächtniselement in Form eines
Drahtes angeordnet. Das Formgedächtniselement
verkürzt
sich bei Bestromung und zieht somit den zweiten Greifarm in einer Öffnungsbewegung
vom ersten Greifarm weg.
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Aus
der
EP 1 207 553 A1 ist
eine Vorrichtung zur Anpressdrucksteuerung der Stromkontakte eines Hochleistungshalbleiterbauelements
bekannt. Liegt am Halbleiterbauelement ein hoher Strom an, erwärmt sich
die Vorrichtung, was zu einem Abfallen der Anpresskraft der stromführenden
Kontakte führt. Dem
Anpresskraftabfall wird durch Tellerfedern aus einem Formgedächtnismetall
entgegengewirkt. Diese durch Verlustwärme erhitzten Federn erhöhen zur Stabilisierung
wieder die Anpresskraft, indem sie ihre Einspannlänge vergrößern.
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Der
Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Greifvorrichtung
zu entwickeln, die bei großer
Klemmkraft einen geringen Bauraumbedarf und eine geringe Eigenmasse
hat. Zudem soll sie aus möglichst
wenigen, unkomplizierten Einzelteilen gefertigt sein und sich bei
wartungsarmer, einfacher und sicherer Handhabung reaktionsschnell
und nahezu verschleißfrei öffnen und
schließen
lassen.
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Diese
Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dazu
hat die Hüllgestalt
des einzelnen Formgedächtniselements
die Form einer Tellerfeder, wobei die Hüllgestalt mit kurzer Arbeitslänge einer
mechanisch belasteten Tellerfeder entspricht, während die Hüllgestalt mit großer Arbeitslänge eine
mechanisch unbelastete Tellerfeder darstellt. Das einzelne Formgedächtniselement besteht
aus zwei Ringen, zwischen denen mehrere Verbindungselemente als
Verformungszonen in Form von geraden oder gebogenen Speichen angeordnet
sind. Die Verformungszonen des einzelnen Formgedächtniselement werden durch
ein Durchleiten von elektrischem Strom aufgeheizt.
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Die
hier beschriebenen Greifvorrichtungen gehören u. a. zu den Gruppen der
Parallel- und Winkelgreifer. Die einzelnen Greifvorrichtungen können hierbei
mit zwei oder mehr Greifbacken ausgestattet sein. Die Mehrfachgreifer
werden zur Gruppe der zentralen Greifer gezählt. Bei den vorgenannten Vorrichtungen
können
zum einen alle Greifbacken einer Greifvorrichtung zueinander synchron
zeitgleich verfahren werden, um so ein Werkstück präzise an einen bestimmten Ort
zu übernehmen
oder zu übergeben.
Zum anderen kann auch ein Teil der Greifbacken gegenüber dem
Greifergehäuse
der Vorrichtung ortsfest sein, so dass sich die anderen Greifbacken
auf diesen oder diese beim Greifen zubewegen.
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Die
dargestellten Greifvorrichtungen haben Greifbacken, die auf angetriebenen
Greifbackenträgern
angeordnet sind. Dadurch kann die einzelne Greifvorrichtung nur
durch den einfachen Wechsel der Greifbacken an andere Werkstücke angepasst werden.
Dennoch ist es möglich
die einzelnen Greifbackenträger
und die jeweiligen Greifbacken als einteilige Bauteile zu fertigen.
Die Stellglieder wirken dann direkt auf die Greifbacken.
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Die
die Greifbacken antreibenden Stellglieder basieren beispielsweise
auf einem metallurgischen Formgedächtniseffekt. Durch Zufuhr
und/oder Wegnahme einer bestimmten Wärmemenge ändern sog. Formgedächtniselemente
ihre Gestalt. Die Gestaltsänderung
wird zur Erzeugung von Weg und Kraft ausgenutzt. Die Wegänderung
kann hierbei linear oder gekrümmt
orientiert sein. Sie kann im Wesentlichen auch ein-, zwei-, oder
dreidimensional erfolgen. Ggf. kann auch nur ein einziges Formgedächtniselement
als Stellgliedantrieb dienen. Dessen Lagerung wird dann als Gehäuse oder
Gestell bezeichnet.
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Die
Gestaltsänderung
der Formgedächtniselemente
kann elektrisch oder thermisch bewirkt werden. Im zweiten Fall werden
beispielsweise heiße Gase,
Dampf oder heiße
Flüssigkeiten
durch die Formgedächtniselemente
gefördert.
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In
der Regel übertragen
die in einem separaten Gehäuse
oder Gestell des Stellglieds angeordneten Formgedächtniselemente
ihre auf einer Gestaltsänderung
basierende Bewegung direkt auf ein Betätigungselement. Es ist jedoch
auch denkbar den dort erzeugten Weg und/oder die dort entstehende
Kraft noch innerhalb des Stellgliedes – also räumlich noch vor dem Betätigungselement,
durch mindestens ein nachgeschaltetes Getriebe, z. B. ein Hebelgetriebe, zu
vergrößern und/oder
zu verstärken.
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Zwischen
dem jeweiligen Stellglied und dem oder den Greifelementeträgern können Schiebekeil-, Kurven-,
Hebel-, Räder-,
Zugmittelgetriebe oder dergleichen eingesetzt werden. Auch Getriebekombinationen
sind möglich.
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Ferner
können
zwischen den Stellgliedern und den nachgeschalteten Getrieben und/oder
Greifelementeträgern
Federelemente angeordnet werden, um eventuelle Ungenauigkeiten der
Stellglieder auszugleichen.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung mehrerer schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiele.
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1:
Parallelgreifvorrichtung mit geschlossenen Greifbacken;
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2:
Parallelgreifvorrichtung mit offenen Greifbacken;
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3 Parallelgreifvorrichtung
nach 1 mit anderem Antrieb;
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4:
Teilquerschnitt zu 2;
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5:
Großhubgreifvorrichtung
in dimetrischer Darstellung;
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6:
Großhubgreifvorrichtung
im Horizontalschnitt;
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7:
Kniehebelgreifvorrichtung im Längsschnitt;
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8:
Parallelgreifvorrichtung mit Direktantrieben;
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9:
Draufsicht auf ein unbetätigtes
Formgedächtniselement
mit drei u-förmigen
Verformungsabschnitten;
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10:
Draufsicht auf ein unbetätigtes Formgedächtniselement
mit vier geraden, speichenförmig
angeordneten Verformungsabschnitten.
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Die 1–2 zeigen
eine Parallelgreifvorrichtung mit zwei jeweils auf Greifelementeträgern (50, 51)
sitzenden Greifbacken (1, 2). Die u. a. in Greifrichtung
(9) beweglichen Schlitten (50, 51) sind in
einem Greifergehäuse
(10) in einer Füh rungsnut (21)
z. B. gleitgelagert geführt,
vgl. 4. Das Greifergehäuse (10) umgibt ferner
ein Stellglied (60). Das Stellglied (80) wirkt über ein
Doppelschiebekeilgetriebe (40) auf die Schlitten (50, 51)
um diese synchron zueinander zu bewegen. In 1 ist die
Parallelgreifvorrichtung über
ihr Greifergehäuse
(10) auf einem sie tragenden Maschinenteil (6)
montiert. Die Greifbacken (1, 2) sind in Geschlossenstellung
um ein zu greifendes rohrförmiges
Werkstück
(7) positioniert.
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Das
z. B. weitgehend quaderförmige
Greifergehäuse
(10) der Parallelgreifvorrichtung besteht im Wesentlichen
beispielsweise aus einem Führungsabschnitt
(11) und einem Antriebsabschnitt (31). Der maximale
Hub jedes Greifelementeträgers
(50, 51) bzw. Greiferbackens (1, 2)
beträgt
z. B. 5 oder 10 Millimeter je nach Ausführungsbauart.
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Der
Führungsabschnitt
(11) nimmt zentral eine nach oben – zu den Greifelementen (1, 2)
hin – offene
t-nutenförmige
Führungsnut
(21) auf, vgl. 4. Die Führungsnut (21) hat
im Ausführungsbeispiel
primär
zwei plane Seitenwandungen (23, 24) zur Seitenführung und
senkrecht dazu zwei plane Stützflächen (25, 26)
zur Abstützung
der durch das Greifen entstehenden Kippkräfte.
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Der
mittlere Bereich der Nutöffnung
der Führungsnut
(21) ist so mit einer z. B. rechteckigen Abdeckplatte (18)
verschlossen.
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Unterhalb
des Führungsabschnittes
(11) ist der Antriebsabschnitt (31) angeformt
angeordnet oder separat montiert. Der Antriebsabschnitt (31) nimmt
im Wesentlichen das Stellglied (60) auf. Mittig im Antriebsabschnitt
(31) ist von der Unterseite (36) des Greifergehäuses (10)
eine Bohrung (32) mit einem ggf. ovalen Querschnitt angeordnet.
Der Bohrungsgrund, in dem mittig eine zylindrische Bohrung (34)
angeordnet ist, ist um den Rand der Bohrung (34) zur Führung einer
Schraubendruckfeder (68) erhöht. Die Bohrung (34)
verbindet die Bohrung (32) mit der Führungsnut (21).
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Der
Antriebsabschnitt (31) ist an der Gehäuseunterseite (36)
durch einen rechteckigen Deckel (37) verschlossen. Der
Deckel (37) trägt
in seinem Zentrum einen z. B. elektrisch angetriebenen Kleinlüfter (39)
in Axialbauweise.
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In
die Wandung der Bohrung (32) sind mehrere übereinanderliegende
Ringnuten (33) für
den Abtransport von Warmluft eingearbeitet. Die Ringnuten (33)
werden durch eine z. B. zur Bohrung (32) parallel versetzte
Abwärmebohrung
(35) bereichsweise geschnitten. Die Bohrung (35)
mündet
in eine Querbohrung (38), über die die Warmluft an die
Umgebung abgegeben werden kann.
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In
der Bohrung (32) sitzt das topfförmige Gehäuse (61) des Stellgliedes
(60). Im Gehäuse
(61) befinden sich in der Regel mehrere beispielsweise übereinander
angeordnete Formgedächtniselemente (81, 82).
Letztere wirken auf ein Betätigungselement (65),
das hier in der zentralen Bohrung (34) des Greifergehäuses (10)
in Arbeitsrichtung (59) des Stellglieds (60) als
Schubglied geradlinig verschiebbar geführt ist. Das Gehäuse (61)
hat im Gehäuseboden (62)
mehrere Durchbrüche
(64) für
die Zu- oder Abfuhr
von Kühlluft.
Zugleich befinden sich in der seitlichen Gehäusewandung die Durchbrüche (69),
die den Gehäuseinnenraum
mit den Ringnuten (33) verbinden.
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Das
Stellglied (60) umfasst drei Formgedächtniselemente (81, 82).
Die einzelnen Formgedächtniselemente
(81, 82) haben z. B. eine Hüllgestalt, die der Hüllgestalt
einer handelsüblichen
Tellerfeder nach DIN 2093 vergleichbarer Größe zumindest annähernd entsprechen.
Die Formgedächtniselemente
(81, 82) sind im Gehäuse (61) gleichsinnig übereinander
gestapelt. Sie sind in den meisten Figuren nur symbolisch vereinfacht
als tellerfederähnlichen
Bauteile dargestellt.
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Im
Gehäuse
(61) nach den 1–2 liegt das
untere Element auf dem Gehäuseboden
(62) auf, während
das mittlere und das obere sich jeweils auf im Gehäuse (61)
eingesetzten Sicherungsringen (77) abstützen. In den zentralen Bohrungen
(89) der Formgedächtniselemente
(81, 82) sitzt das Betätigungselement (65).
An jedem Element (81, 82) stützt es sich über je einen
separaten Sicherungsring (78) ab.
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Anstelle
der Sicherungsringe (77) und (78) können auch
Hülsen
oder vergleichbare ggf. isolierende Abstandshalter eingesetzt werden,
die Formgedächtniselemente
(81, 82) im Gehäuse (61) und am Betätigungselement
(65) – in
Betätigungsrichtung – auf Abstand
halten.
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Auch
kann das Betätigungselement
(65) und/oder das Gehäuse
(61) gestuft ausgeführt
sein, um Formgedächtniselemente
unterschiedlicher Größe ohne
Sicherungsringe oder Hülsen
zu lagern.
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Zwischen
dem oberen Sicherungsring (66) und dem Greifergehäuse (10)
ist ein Federteller (67) und eine Schraubendruckfeder (68)
angeordnet. Die Schraubendruckfeder (68) drückt über den
Federteller (67) gegen den Stapel aus Formgedächtniselementen
(81, 82). Sie bewirkt das Schließen und
das Halten der an den Greifbacken (1, 2) anliegenden Klemmkraft,
vgl. 1 und 3.
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Das
freie Ende des Betätigungselements (65)
endet an einem Doppelschiebekeil (41), der mittig auf dem
Betätigungselement
(65) aufsitzt und in der Führungsnut (21) als
Teil eines Doppelschiebekeilgetriebes (40) angeordnet ist.
Der Doppelschiebekeil (41) hat einen rechteckigen Querschnitt,
mit einer zentralen Gewinde bohrung (48), vgl. 2 und 4.
Dort ist das Betätigungselement
(65) eingeschraubt.
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Der
Doppelschiebekeil (41) trägt an seinen im Schiebekeilwinkel
abgeschrägten
Stirnseiten (43, 44) jeweils einen t-förmigen Steg
(45). Jeder Steg (45) sitzt formschlüssig in
einer stirnseitigen T-Nut der nach 1 rechts
und links neben dem Doppelschiebekeil (41) gekoppelt angeordneten
Greifelementeträger
(50, 51). Der Schiebekeilwinkel beträgt bei derartigen
Getrieben 20 bis 45 Winkelgrade gegenüber der Hubrichtung des Doppelschiebekeils (41).
Nach den 1–3 beträgt er hier
z. B. 40°.
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In
den 9 und 10 sind zwei unbetätigte, einteilig
hergestellte Formgedächtniselemente (81, 82)
in der Draufsicht dargestellt. Jedes Formgedächtniselement (81, 82)
besteht aus zwei Ringen (85) und (86), zwischen
denen z. B. mehrere Verbindungselemente (87, 88)
in Form von geraden oder gebogenen Speichen angeordnet sind. Die
Verbindungselemente (87, 88) sind die sogenannten
Verformungszonen des einzelnen Formgedächtniselements (81, 82).
Die Formgedächtniselemente
haben beispielsweise einen Durchmesser von 20 bis 30 Millimetern
und eine Wandstärke
von ca. einem Millimeter. Bei diesen Abmessungen erzielen sie bei
einer ungefähren
Temperaturerhöhung
von 60° auf
80° Celsius,
abhängig
von der Länge
der Verformungszonen, eine Längenänderung
in Arbeitsrichtung (59) – also normal zur Zeichnungsebene – von ca.
2 bis 3 Millimetern. Ein ausgelenktes Element (81, 82)
ist dann mit einer Stützkraft
von 50 bis 100 Newton belastbar.
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Nach 10 sind
bei dem Formgedächtniselement
(82) zwischen dem Innenring (85) und dem Außenring
(86) vier zumindest annähernd
geradlinige Verbindungselemente (88) angeordnet. Sie sind
zwischen dem Innenring (85) und dem Außenring (86) mit äquidis tanter
Teilung verteilt. Das einzelne Verbindungselement (88)
steht tangential vom Innenring (85) ab. Zur Betätigung des
Formgedächtniselements
(82) wird diesem Wärme
zugeführt. Nach
Zufuhr einer bestimmten Wärmemenge
verformen sich die Verbindungselemente bogenförmig normal zur Zeichnungsebene.
Dadurch wird der axiale Abstand der konzentrischen Ringe (85, 86)
z. B. vergrößert. Die
Gesamthöhe
des einzelnen Formgedächtniselements
(82) verdoppelt sich hierbei mindestens.
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Gemäß 9 sind
bei dem Formgedächtniselement
(81) zwischen dem Innenring (85) und dem Außenring
(86) drei u-förmige
Verbindungselemente (87) angeordnet. Jedes Verbindungselement (87)
erstreckt sich über
eine Viertelkreisfläche.
Bei einer Zufuhr von Wärme
verformen sich die beiden Schenkel eines Verbindungselements gleichsinnig, so
dass sich ein größerer Hub
ergibt als bei den Verbindungselementen (88).
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In
den Ausführungsbeispielen
werden die Verbindungselemente (87, 88) mittels
Stromdurchfluss erhitzt. Dazu wird zwischen dem Innenring (85) und
dem Außenring
(86) eine elektrische Spannung angelegt. Hat das unbetätigte, relativ
kühle Formgedächtniselement
(81, 82) eine Hüllgestalt (83) einer belasteten
Tellerfeder, so hat das erhitzte Element die Hüllgestalt (84) einer
unbelasteten Tellerfeder.
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Zum
Aufnehmen eines Werkstückes
(7) müssen
die Greifbacken (1, 2) geöffnet werden. Dazu wird das
Stellglied (60) bestromt, vgl. 3. Die sich wölbenden
Formgedächtniselemente
(81) schieben das Betätigungselement
(65) zusammen mit dem Doppelschiebekeil (41) nach
oben. Der Doppelschiebekeil (41) drückt die Greifelementeträger (50, 51) bzw.
die Greifbacken (1, 2) auseinander.
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Für die Schließ- bzw.
Greifbewegung wird das Betätigungselement
(65), vgl. 1, das sich zusammen mit dem
Doppelschiebekeil (41) in seiner oberen Endlage befindet
durch die Wirkung der Schraubendruckfeder (68) aus dieser
Position heraus nach unten bewegt. Dazu wird die Bestromung der
Formgedächtniselemente
(81) abgeschaltet und ggf. der Axiallüfter (39) eingeschaltet.
Die angesaugte Kühlluft
wird über
die Durchbrüche
(64), (69), die Ringnuten (33), und die
Bohrungen (35) und (38) erwärmt ins Freie geblasen. Die
Formgedächtniselemente
(81, 82) nehmen hier ihre flache Form ein. Der sich
nach unten bewegende Doppelschiebekeil (41) zieht die Greifelementeträger (50, 51)
in der Führungsnut
(21) nach innen zur Mitte hin. Sobald sich die Greifbacken
(1, 2) am Werkstück (7) angelegt haben,
stoppt die Bewegung. Das Werkstück
wird kraft- und/oder formschlüssig
gehalten.
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Zum
Lösen des
Werkstückes
(7) werden die Formgedächtniselemente
(81, 82) wieder bestromt.
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In 3 wird
ein Antrieb mit zwei Stellgliedern (60, 70) benutzt.
Dazu werden im Greifergehäuse
(10) die Stellglieder (60, 70) einander
gegenüber angeordnet
und über
einen Schiebekeil (55) und die entsprechenden Betätigungselemente
(65, 75) gekoppelt. Der Schiebekeil (55)
sitzt u. a. über
Betätigungselemente
(65, 75) geführt
in einem Langloch (56). Im Greifergehäuse (10) geht dieses
Langloch (56) in die Bohrung (57) über. In
Letzterer wird ein Stößel (58)
geführt
gelagert, der auf den Doppelschiebekeil (41) wirkt. Der
Stößel (58)
trägt an
seinem unteren Ende eine gleit- oder wälzgelagerte Rolle (76),
die auf der Keilfläche
des Schiebekeils (55) federbelastet aufliegt.
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Die
Keilfläche
des Scheibekeils (55) kann auch gekrümmt ausgeführt sein, um die Bewegung des
Schiebekeils (55) nichtlinear auf den Stößel (58) zu übertragen.
Auch kann die auf dem unteren Deckel (37) aufliegende Fläche des
Schiebekeils (55) dort zur Verminderung der Gleitreibung
z. B. nadelgelagert abgestützt
sein.
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In
den hier verwendeten Stellgliedern (60, 70) sind
jeweils zwei gleichsinnig angeordnete Formgedächtniselemente (81, 82)
als Paar zusammengefasst. Z. B. fünf dieser Paare sind dann wechselweise geschichtet
hintereinander angeordnet.
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Zur
greifenden Betätigung
der Parallelgreifvorrichtung wird nach 3 nur das
linke Stellglied (60) bestromt. Es verlagert den Schiebekeil
(55) nach rechts, wodurch die Schraubendruckfeder (68)
den Stößel (58)
nach unten bewegen kann. Zum Freigeben des Werkstücks (7)
wird das rechte Stellglied (70) betätigt. Der Schiebekeil (55)
bewegt sich nach links und drückt
so den Stößel (58)
nach oben.
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Hier
sind zwischen den Greifelementeträgern (50, 51)
und den Stellgliedern (60, 70) zwei Getriebe zwischengeschaltet.
Das erste Getriebe ist das zwischen den Stellgliedern (60, 70)
und dem Stößel (58)
angeordnete Schiebenkeilgetriebe. Das zweite Getriebe stellt das
zwischen dem Stößel (58)
und den Greifelementeträgern
(50, 51) positionierte Doppelschiebekeilgetriebe
dar.
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In
den 5 und 6 ist eine sog. Großhubgreifvorrichtung
dargestellt. Der Hub der Greifbacken dieser Vorrichtungsart liegt
in der Regel zwischen 40 und 100 Millimetern.
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Nach 5 ist
das Greifergehäuse
(10) ein quaderförmiger
Körper
in dessen Oberseite (12) hier zwei hintergreifende, parallel
zueinander angeordnete Führungsnuten
(21, 22) eingearbeitet sind. In den Führungsnuten
(21, 22) sind schlittenartige Greif elementeträger (50, 51)
längsverschiebbar
gelagert. Die Greifelementeträger
(50, 51) sind auf den einander zugewandten Seiten,
vgl. 6, jeweils mit einem Zahnstangenprofil versehen.
Zwischen diesen Profilen ist z. B. ein Evolventenzahnrad (13)
angeordnet, das mit beiden Profilen kämmt. Das Zahnrad (13) – als Teil
eines Koppelgetriebes – synchronisiert
die jeweils entgegengesetzten Bewegungen der Greifelementeträger (50, 51).
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Zwischen
jedem Greifelementeträger
(50, 51) und dem Greifergehäuse (10) sind die
Formgedächtniselemente
(81, 82) auf separaten Führungsstangen (14, 15)
angeordnet. Diese Führungsstangen
(14, 15) übernehmen
als sogenanntes Gestell die Funktion der aus den anderen Figuren
bekannten Gehäuse
(61). Hier sind die einzelnen Elemente (81, 82)
wechselweise zueinander gestapelt.
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Wird
in 6 der Stapel der Elemente (81, 82)
des Stellglieds (70) bestromt, so wird der Greifelementeträger (52)
nach links verschoben. Über
das hierbei sich im Uhrzeigersinn drehende Zahnrad (13) wird
der andere Greifelementeträger
(51) nach rechts bewegt.
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7 zeigt
einen Kniehebelgreifvorrichtung aus der Gruppe der Winkelgreifer.
Hier sind die Greifbacken (1, 2) auf schwenkbaren
Greifelementeträgern
(50, 51) angeordnet. Die Greifelementeträger (50, 51)
sind zusammen mit einem Stellglied (60) im Greifergehäuse (10)
gelagert. Die Schwenkachsen (52) der Greifelementeträger (50, 51)
sind im Ausführungsbeispiel
parallel zueinander ausgerichtet. Zwischen den Schwenkachsen (52)
ist ein Betätigungselement
(65) angeordnet, das – wie
schon im Zusammenhang mit den 1–3 beschrieben – über die
Formgedächtniselemente
(81, 82) bewegt wird. Die Mittellinie des Betätigungselements
(65) steht normal auf der Ebene, die durch die Schwenkachsen (52)
aufgespannt wird. Das Betätigungselement
(65) trägt
an seinem oberen Ende einen Querbalken (53). An den freien
Enden des Querbalkens (53) sind Koppelstangen (54)
gelenkig angelenkt, die mit den z. B. in das Greifergehäuse (10)
hineinragenden Enden der Greifelementeträger (50, 51)
gelenkig verbunden sind. Auch ist zwischen dem Stellglied (60)
und den Greifelementeträgern
(50, 51) ein mechanisches Getriebe zwischengeschaltet.
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Bei
einer federkraftbedingten Abwärtsbewegung
des Betätigungselements
(65) schwenken die anfangs hier horizontal abstehenden
Greifelementeträger
(50, 51,) synchron zueinander um ca. 90 Winkelgrade
nach oben, um dort ein Werkstück
(7) zu ergreifen und festzuhalten.
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In 8 wird
eine Greifvorrichtung dargestellt, bei der die Greifbacken (1, 2)
ohne das Zwischenschalten eines Getriebes direkt von den Stellgliedern
(60, 70) bewegt werden. Hierzu sind in einem beispielsweise
c-förmigen
Greifergehäuse
(10) z. B. zwei einander gegenüber liegende Stellglieder (60, 70)
angeordnet. Die Betätigungselemente
(65) der Stellglieder (60, 70) sind jeweils
in Deckeln (63) geführt,
die in den Gehäusen
(61) der Stellglieder (60, 70) integriert
sind. Die Betätigungselemente
(65) sind hier gleichzeitig die Greifelementeträger (50, 51).
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Da
hier die Greifbacken in unmittelbarer Nähe der Stellglieder angeordnet
sind, werden beispielsweise die Greifbacken (1, 2)
und ggf. auch die Betätigungselemente
(65) aus Werkstoffen gefertigt, die nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit
aufweisen. Derartige Werkstoffe können auch für die Stellgliedgehäuse (61)
oder die Gestelle (14, 15), vgl. 6,
verwendet werden.
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Zwischen
den z. B. paarweise angeordneten Formgedächtniselementen (81, 82),
vgl. Beschreibung zu 3, und den entsprechenden Deckeln (63)
können
Schraubendruckfedern für
die Rückholung
der Greifbacken (1, 2) in Kombination mit Federtellern
angeordnet sein, wie sie auch in den 1–2 dargestellt
sind.
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Die
einzelnen Stellglieder (60, 70) können je nach
Verwendungszweck aktiv oder passiv gekühlt werden. Ggf. werden die
Stellgliedgehäuse
(61) oder die Gestelle (14, 15) am Greifergehäuse (10)
thermisch isoliert montiert. Auch ist eine Anbindung über dünnwandige
Stege oder Stifte denkbar.
-
- 1,
2
- Greifelemente,
Greifbacken
- 6
- Maschinenteil
- 7
- Werkstück
- 9
- Greifrichtung
- 10
- Greifergehäuse
- 11
- Führungsabschnitt
- 12
- Gehäuseoberseite
- 13
- Zahnrad
- 14,
15
- Führungsstangen,
Gestelle
- 18
- Abdeckplatte
- 21,
22
- Führungsnut
- 23,
24
- Seitenwandungen
- 25,
26
- Stützflächen
- 28
- Sensorhalter
- 29
- Sensorauslöseplatte
- 31
- Antriebsabschnitt
- 32
- Bohrung,
ggf. oval
- 33
- Ringnuten
- 34
- Bohrung,
mittig
- 35
- Abwärmebohrung
- 36
- Gehäuseunterseite
- 37
- Deckel
- 38
- Querbohrung
- 39
- Kleinlüfter, Axiallüfter
- 40
- Doppelschiebekeilgetriebe
- 41
- Doppelschiebekeil
- 43,
44
- Stirnseiten,
schräg
- 45
- Steg,
t-nutenförmig
- 48
- Gewindebohrung
- 50,
51
- Greifelementeträger, Schlitten
- 52
- Schwenkachsen
- 53
- Querbalken
- 54
- Koppelstangen
- 55
- Schiebekeil
- 56
- Langloch
- 57
- Bohrung
- 58
- Stößel
- 59
- Arbeitsrichtung
- 60
- Stellglied,
Linearstellglied
- 61
- Stellgliedgehäuse, topfförmig, Gehäuse
- 62
- Gehäuseboden
- 63
- Gehäusedeckel
- 64
- Durchbrüche
- 65
- Betätigungselement,
Schubglied
- 66
- Sicherungsring
- 67
- Federteller
- 68
- Schraubendruckfeder,
Rückholfeder
- 69
- Durchbrüche
- 70
- Stellglied,
Linearstellglied
- 75
- Betätigungselement
- 76
- Rolle
- 77,
78
- Sicherungsringe
- 81
- Formgedächtniselement
- 82
- Formgedächtniselement
- 83
- Hüllgestalt,
kleines Hüllvolumen
- 84
- Hüllgestalt,
großes
Hüllvolumen
- 85
- Innenring
- 86
- Außenring
- 87
- Verbindungselemente,
Verformungszonen, u-förmig
- 88
- Verbindungselemente,
Verformungszonen, geradlinig
- 89
- zentrale
Bohrung
- 90
- Hebelgetriebe
- 91
- Anschlagträgerbalken
- 92
- Anschlagschraube