-
sDie
Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung mit zwei Greifarmen, die
jeweils um eine Schwenkachse verschwenkbar angeordnet sind, wobei
die beiden Schwenkachsen parallel verlaufend angeordnet sind.
-
Derartige
Greifvorrichtungen sind in vielfältiger
Art und Weise aus dem Stand der Technik bekannt.
-
Es
hat sich das Bedürfnis
herausgestellt, derartige Greifvorrichtungen im Aufbau zu vereinfachen,
ohne deren Funktionssicherheit zu gefährden. Insbesondere sollen
die Greifvorrichtungen im Pharmabereich Verwendung finden können, beispielsweise
zum Greifen von Glaskanülen,
Reagenzgläsern,
Bauteilen von Spritzen oder andersartig ausgebildeten Gegenständen und
Behältnissen.
Solche Greifer müssen
auch auf einfache Art und Weise montier- und demontierbar sein,
und müssen
auch verschiedene Anforderungen hinsichtlich einer Sterilisation
erfüllen.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eingangs genannte
Greifvorrichtungen derart weiterzubilden, dass sie einen einfachen
Aufbau aufweisen und insbesondere im Pharmabereich eingesetzt werden
können.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Greifvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Eine
solche Greifvorrichtung sieht folglich insbesondere vor, dass die
beiden Schwenkachsen, um die die Greifarme verschwenkbar angeordnet
sind, in einer gemeinsamen Mittelebene liegen und dass entlang der
einen Schwenkachse ein erstes Schwenkglied und entlang der anderen
Schwenkachse ein zweites Schwenkglied vorgesehen ist, wobei das
erste Schwenkglied auf einer der Mittelebene abgewandten Seite mit
einem ersten Stellmittel bewegungsgekoppelt und das zweite Schwenkglied
auf einer dem ersten Stellmittel abgewandten Seite mit einem zweiten
Stellmittel bewegungsgekoppelt ist. Die beiden Schwenkachsen können dabei
insbesondere voneinander beabstandet angeordnet sein. Denkbar ist
auch, dass die beiden Schwenkachsen entlang einer gemeinsamen Achse
verlaufend angeordnet sind.
-
Aufgrund
der gegenüberliegenden
Anordnung der Stellmittel beziehungsweise der Anordnung der beiden
Schwenkglieder zwischen den beiden Stellmitteln, kann eine außermittige
Bewegungskopplung der Stellmittel mit den Schwenkgliedern erzielt
werden. Dennoch können
beide Schwenkachsen in einer gemeinsamen Mittelebene liegen, welche
insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung der beiden Greifarme,
sofern sie sich in einer neutralen Mittelposition befinden, angeordnet
sein kann. Hierdurch wird ein vergleichsweise einfacher Aufbau der
Greifvorrichtungen erzielt. Es kann insbesondere ein Greifen von
Gegenständen seitlich
neben der Greifvorrichtung beziehungsweise der Mittelebene erzielt
werden. Dadurch, dass die beiden Schwenkglieder bezüglich der
Mittelebene von einander abgewandten Seiten mit den Stellmitteln
bewegungsgekoppelt sind, werden die beiden Schwenkglieder beim Bewegen
der Stellmittel in die gleiche Richtung in entgegengesetzte Richtungen verschwenkt.
Hierdurch kann folglich beim Bewegen der Stellmittel in lediglich
eine Richtung ein aufeinander zu beziehungsweise voneinander weg
schwenken der Greifarme erreicht werden.
-
Die
beiden Stellmittel sind dabei vorzugsweise parallel zur Mittelebene
verlagerbar angeordnet. Hierdurch kann die Greifvorrichtung insgesamt
vergleichsweise schlank bauen, insbesondere dann, wenn der Abstand
der beiden Stellmittel vergleichsweise gering ist.
-
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
ergibt sich auch dann, wenn die Mittelebene mittig zwischen den beiden
Stellmitteln liegt. Hierdurch ergibt sich eine Symmetrie, durch
welche ein gleichförmiges
Bewegen der beiden Greifarme beim Verlagern der Stellmittel gewährleistet
werden kann.
-
Die
beiden Stellmittel können
insbesondere als Stellstangen ausgebildet sein. Auch hierdurch kann
eine vergleichsweise kompakte Bauweise der Greifvorrichtung erzielt
werden.
-
Um
ein gleichförmiges
Bewegen der beiden Stellmittel zu gewährleisten ist denkbar, dass
die beiden Stellmittel an einem gemeinsamen Stellglied angeordnet
sind. Das Stellglied kann dabei insbesondere als wenigstens einen
Druckraum begrenzender und in einem Zylinder führbarer Kolben ausgebildet sein.
Denkbar ist, dass der Kolben einseitig mit Unterdruck gegen die
Federkraft eines Federelements beaufschlagbar ist, so dass ein Rückstellen
des Kolbens durch das Federelement gewährleistet wird. Insbesondere
im Pharmabereich ist das Vorsehen eines Unterdruckkolbens vorteilhaft,
da dadurch gewährleistet
wird, dass keine Verunreinigungen oder Fremdkörper in den Handhabungsraum
eingetragen werden.
-
Zur
Bewegungskopplung zwischen Schwenkglied und Stellmitteln ist denkbar,
dass die Stellmittel jeweils wenigstens eine Lücke beziehungsweise einen Zahn
und die Schwenkglieder wenigstens einen Zahn zum Eingreifen in die
Lücke beziehungsweise
eine Lücke
zur Aufnahme des Zahns aufweisen. Bei einer vorteilhaften Anordnung
sind jeweils nur ein Zahn und eine Lücke vorgesehen. Denkbar ist
allerdings auch, dass an den Schwenkgliedern Ritzel vorgesehen sind,
welche mit an den Stellmitteln vorgesehenen zahnstangenartigen Abschnitten
zusammenwirken. Je nach Ausführungsform
ist ebenfalls denkbar, dass zwischen dem Schwenkglied und dem Stellmittel
ein reiner Reibschluss oder eine Kombination von Reib- und Formschluss
vorgesehen ist.
-
Bei
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
die Schwenkglieder als von den Greifarmen separat ausgebildete Bauteile ausgebildet
sind und an ihren einander abgewandten Enden Anschlussabschnitte
zur Anordnung der Greifarme aufweisen. Andererseits ist erfindungsgemäß ebenfalls
denkbar, dass die Greifarme einstückig mit den Schwenkgliedern
ausgebildet sind. Allerdings hat gerade die Ausbildung von getrennten
Bauteilen den Vorteil, dass eine Demontage und eine einfache Reinigung
auf einfache Art und Weise möglich sind.
-
Hierzu
können
die Greifarme an den dem jeweiligen Schwenkglied zugewandten Bereichen
einander gegenüberliegende
Stegabschnitte aufweisen, welche mit den Anschlussabschnitten bewegungskoppelbar
sind. Die Stegabschnitte sehen dazu vorzugsweise freie Endabschnitte
vor, welche einander gegenüberliegen
und mit den schwenkgliederseitigen Anschlussabschnitten zusammenwirken
können.
-
Die
Anschlussabschnitte als solche weisen insbesondere im Querschnitt
eine nicht rotationssymmetrische Kontur auf, wobei die Stegabschnitte
hierzu komplementäre
Aussparungen derart aufweisen, dass die Stegabschnitte wenigstens
abschnittsweise in die Aussparungen einführbar sind. Hierdurch kann eine
Drehkopplung zwischen Schwenkgliedern und Greifarmen erreicht werden.
-
Besonders
vorteilhaft ist, wenn die Stegabschnitte derart elastisch nachgiebig
ausgebildet sind, dass sie in einander abgewandter Richtung so weit auslenkbar
sind, dass die Aussparungen über
die freien Enden der Anschlussabschnitte bringbar und die Anschlussabschnitte
in die Aussparungen einführbar
sind. Dadurch kann eine insbesondere werkzeugfreie Montage und Demontage
der Greifarme durch entsprechende Auslenkung der Stegabschnitte erreicht
werden. Eine vergleichsweise einfache Zerlegbarkeit der Greifvorrichtung
kann hierdurch gewährleistet
werden, was wiederum eine vergleichsweise einfache Sterilisation
der Greifvorrichtung möglich
macht.
-
Ferner
ist vorteilhaft, wenn in den Bereichen der Greifarme, welche mit
dem zu greifenden Gegenstand in Berührung kommen, elastisch nachgiebige Dämpfungsabschnitte
vorgesehen sind. Dadurch kann eine Aufschlagdämpfung des Greifarms an dem zu greifenden
Gegenstand erreicht werden. Die Dämpfungsabschnitte sind insbesondere
einstückig mit
den Greifarmen ausgebildet. Die Greifarme als solche können dabei
als Blechteile ausgeführt
sein, wobei dann die Dämpfungsabschnitte
entsprechend abgebogene, in Greifrichtung elastisch nachgiebige Abschnitte
sein können.
-
Erfindungsgemäß ist ferner
vorteilhaft, wenn ein Gehäuse
vorgesehen ist, welches zu den Schwenkgliedern komplementäre Lochausnehmungen
aufweist, in welche die Schwenkglieder entlang deren Längsachse
einführbar
sind. Insbesondere ist vorteilhaft, wenn die Schwenkglieder entlang
den Längsachsen
aus den Lochausnehmungen herausgenommen werden können. Auch dies vereinfacht die
Montage und Demontage der Greifvorrichtung.
-
Um
eine möglichst
reibungsarme Verschwenkbarkeit der Schwenkglieder zu gewährleisten,
ist denkbar, dass die Schwenkglieder Lagerhülsen zur Anlage an die Lochausnehmungen
aufweisen. Die Lagerhülsen
können
dabei beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff sein.
-
Weitere
Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer das in
den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
beschrieben und erläutert
wird.
-
Es
zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Greifvorrichtung in der
Greiflage;
-
2 einen
Längsschnitt
durch die Greifvorrichtung gemäß 1;
-
3 einen
um 90° versetzten
Längsschnitt durch
die Greifvorrichtung gemäß 2;
-
4 die
Greifvorrichtung gemäß 1 in Öffnungslage;
-
5 einen
Längsschnitt
durch die Greifvorrichtung gemäß 4;
und
-
6 das
Stellmittel der Greifvorrichtung gemäß 1.
-
In
der 1 ist eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung 10 gezeigt,
welche einen Spritzenzylinder 12 greift. Die Greifvorrichtung 10 umfasst
dabei einen Grundkörper 14 sowie
zwei Greifarme 16 und 18. Die Greifarme 16 und 18 sind
dabei um jeweils eine Schwenkachse 20 und 22 aufeinander
zu und voneinander weg schwenkbar angeordnet.
-
Wie
aus den Schnitten gemäß 2 und 3 deutlich
wird, ist entlang der einen Schwenkachse 20 ein erstes
Schwenkglied 24 und entlang der zweiten Schwenkachse 22 ein
zweites Schwenkglied 26 vorgesehen. Die beiden Schwenkglieder 24, 26 sind
dabei parallel voneinander beabstandet und liegen in einer gemeinsamen
Mittelebene 28. Zum Verschwenken der Schwenkglieder 24, 26 sind
zwei Stellmittel 30, 32 vorgesehen, wobei das
Stellmittel 30 mit dem Schwenkglied 24 und das
Stellmittel 32 mit dem Schwenkglied 26 bewegungsgekoppelt
ist. Die beiden Stellmittel 30, 32 sind derart
angeordnet, dass die Mittelebene 28 mittig zwischen den
beiden Stellmitteln 30, 32 liegt. Die Stellmittel 30, 32 sind
dabei parallel zur Mittelebene 28 verlagerbar.
-
Wie
aus 6 deutlich wird, sind die beiden Stellmittel 30, 32 als
Stellstangen ausgebildet, die an einem gemeinsamen Stellglied 33 in
Form eines Kolbenabschnitts 34 angeordnet sind. Dadurch
wird eine synchrone Bewegung der beiden Stellmittel 30, 32 gewährleistet.
-
Das
Stellmittel 30 ist, wie insbesondere aus 2 und 5 deutlich
wird, über
eine auf der der Mittelebene 28 zugewandten Seite vorgesehene
Lücke mit
dem Schwenkglied 24, das einen in die Lücke 36 eingreifenden
Zahn aufweist, bewegungsgekoppelt. Das Schwenkglied 26 ist
auf seiner dem Stellmittel 30 abgewandten Seite mit dem
Stellmittel 32 bewegungsgekoppelt. Dazu sieht das Schwenkglied 26 einen
in Richtung der Stellmittel 32 abragenden Zahn 40 vor,
der in eine am Stellmittel 32 vorhandene Lücke 42 eingreift.
In der in der 1 und 2 gezeigten
Greiflage sind die Greifarme 16, 18 im Wesentlichen
senkrecht zur Mittelebene 28 verlaufend angeordnet. Entsprechend
laufen die Mittelachsen der beiden Zähne 38 und 40 im
Wesentlichen senkrecht zur Mittelebene 28. Gleiches gilt
für die
Lücken 36 und 42.
-
Erfindungsgemäß ist ebenfalls
denkbar, dass die zwischen den beiden Stellmitteln 30, 32 liegenden
Schwenkglieder 24, 26 auf andere Art und Weise
mit dem jeweiligen Stellmittel bewegungsgekoppelt ist, beispielsweise
reib-, form- und/oder kraftschlüssig.
-
Wie
insbesondere aus 2 und 3 deutlich
wird, begrenzt der Kolbenabschnitt 34 auf seiner unteren
Seite einen Unterdruckraum 44. Wird dieser Unterdruckraum 44 mit
Unterdruck beaufschlagt, so bewegt sich der Kolben 34 samt
den Stellmitteln 30, 32 in axialer Richtung nach
unten. Damit einher geht ein Verschwenken des Schwenkglieds 26 entgegen
dem Uhrzeigersinn und ein Verschwenken des Schwenkglieds 24 in
den Uhrzeigersinn. Wie in 4 und 5 dargestellt,
werden hierdurch die Greifarme 16, 18 voneinander
weg verschwenkt und der zu greifende Gegenstand wird freigegeben.
-
Um
zu gewährleisten,
dass der Kolben 34 samt den Stellmitteln 30, 32 in
seine Ausgangslage zurückverlagert
wird, ist eine Schraubenfeder 46 vorgesehen, die sich einerseits
am Kolbenabschnitt 34 und andererseits an einem gehäuseseitigen
Grundteil 58 abstützt.
-
Das
Grundteil 58 ist derart ausgebildet, dass es von axial
unten in den unten offenen Grundkörper 14 einführbar ist.
Zur Festsetzung des Grundteils 58 im Grundkörper 14 ist
grundteilseitig ein nach radial außen federbeaufschlagter Zapfen 60 vorgesehen, der
in eine grundkörperseitige
Aussparung 62 eingreift. Zur Demontage des Grundteils 58 kann
der Zapfen 60 von außen
nach radial innen entgegen der Federbeaufschlagung gedrückt werden;
das Grundteil 58 kann dann aus dem Grundkörper 14 entnommen
werden.
-
Zur
Abfrage der Greiferstellung können
am Grundteil 58 Abstandssensoren vorgesehen sein, die die
Lage des Stellglieds 33 bzw. des Kolbenabschnitts 34 und
den Stellmitteln 30, 32 bestimmen. Daraus kann
auf die Drehlage der Greiferarme 16, 18 rückgeschlossen
werden.
-
Gemäß der Erfindung
kann auch vorgesehen sein, dass anstelle der Schraubenfeder 46 ein doppelseitig
beaufschlagbarer Kolben Verwendung findet. Das in den Figuren gezeigte
Stellglied 33 kann dann auf der dem Kolbenabschnitt 34 abgewandten Seite
einen entsprechend ausgebildeten weiteren Kolbenabschnitt vorsehen,
der einen zugehörigen zweiten
Druckraum begrenzt.
-
Bei
der in den Figuren dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind
die Greifarme 16, 18 lösbar von den Schwenkgliedern 24, 26 ausgebildet.
-
Die
beiden Schwenkglieder 24, 26 sehen dabei an ihren
freien Enden Anschlussabschnitte 48 vor, die im Querschnitt
eine dreieckige Kontur aufweisen. Die Greifarme 16, 18 sehen
an den dem Grundkörper 14 zugewandten
Bereichen zwei parallel zueinander verlaufende Stegabschnitte 50 mit
zu den Anschlussabschnitten komplementär ausgebildeten Aussparungen
vor, wobei jeweils eine Aussparung eines Stegabschnitts 50 mit
einem schwenkgliedseitigen Anschlussabschnitt 48 korrespondiert.
Die Stegabschnitte sind dabei derart elastisch ausgebildet, dass
sie in einander abgewandter Richtung händisch so weit auslenkbar sind,
dass die stegabschnittseitigen Aussparungen über die freien Enden der Anschlussabschnitte 48 bringbar
und die Anschlussabschnitte 48 in die entsprechenden Aussparungen 49 einführbar sind.
Dadurch ist eine vergleichsweise einfache Montage und Demontage
der jeweiligen Greiferarme 16, 18 möglich. Aufgrund
der dreieckigen Kontur der Anschlussabschnitte 48 und der
dazu komplementären
Kontur der Aussparungen 49 ist dennoch eine Drehkopplung
zwischen den Schwenkgliedern 24, 26 und den Greiferarmen 16, 18 gewährleistet.
-
Bei
der in den Figuren gezeigten Greifvorrichtung 10 wird der
zu greifende Gegenstand 12 zwischen den beiden Greifarmen 16, 18 gegriffen.
Insofern handelt es sich bei dieser Greifvorrichtung um eine Außengreifvorrichtung.
Die gezeigte Greifvorrichtung 10 kann auf einfache Art
und Weise in eine Innengreifvorrichtung umfunktioniert werden. Dazu sind
die Greifarme 16, 18 zu entfernen und sind in
die andere Richtung abragend am Grundkörper 14 anzuordnen.
Bei gleicher Bewegung der Stellmittel 30, 32 beziehungsweise
des Kolbens 34 werden dann die Greifarme 16, 18 nicht
aufeinander zu, sondern voneinander weg bewegt. Dadurch kann ein
Innengreifen auf einfache Weise realisiert werden.
-
Wie
insbesondere aus 3 deutlich wird, sind im Grundkörper 14 in
dem Bereich, in dem die Schwenkglieder 24, 26 vorgesehen
sind, Lochausnehmungen 52 vorgesehen. Die Schwenkglieder 24, 26 sehen
ihrerseits Lagerhülsen 54 vor,
welche im montierten Zustand, wie ebenfalls aus 3 deutlich wird,
in den Lochausnehmungen 52 liegen. Hierdurch wird zum einen
eine geeignete Führung
der Schwenkglieder 24, 26 im Grundkörper 14 und
zum anderen der Reibwiderstand der Schwenkglieder 24, 26 beim
Verschwenken im Grundkörper 14 gering
gehalten. Die Lagerhülsen 54 können insbesondere aus
Kunststoff sein.
-
Aufgrund
der an den beiden freien Enden der Schwenkglieder 24 und 26 angreifenden
Stegabschnitte 50 der jeweiligen Greifarme 16, 18 werden zudem
die Schwenkglieder 24, 26 in ihrer vorgesehenen
axialen Lage im Grundkörper 14 gehalten.
-
Die
beiden Greifarme 16, 18 sind bei der in den Figuren
dargestellten Ausführungsform
aus einem Blechteil mit konstanter Dicke hergestellt, insbesondere
aus einem Edelstahlblech. In dem Bereich, in dem der zu greifende
Gegenstand 12 gegriffen wird, sind Dämpfungsabschnitte in Form von
abgebogenen Federzungen 56 vorgesehen. Hierdurch kann die
Aufprallenergie beim Auftreffen des Greifarms 16, 18 auf
den zu greifenden Gegenstand 12 geeignet abgedämpft werden.