DE102010010064A1

DE102010010064A1 - Haltevorrichtung für Greiforgane

Info

Publication number: DE102010010064A1
Application number: DE102010010064A
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Roncadelle Maffeis
Original assignee: Gimatic SpA
Current assignee: Gimatic It Srl
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: IT1393030B1; JP5671813B2; US20100230984A1; JP2010208012A; DE102010010064B4; US8267449B2; ITBS20090043A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für pneumatische Greiforgane, insbesondere Saugnäpfe, zum Greifen und Bewegen von Teilen, Werkstücken und dergleichen. Diese weist einen feststehenden Tragkörper (11), eine rohrförmige Stange (12), die in dem Körper axial beweglich ist, und eine Rückstellfeder (13) zwischen dem Körper und der Stange auf. Zwischen der Stange (12) und einem distalen Ende (11'') des feststehenden Tragkörpers (11) sind Führungsmittel (14) zwischengeschaltet, die in der Lage sind, die Drehung der Stange während ihrer longitudinalen Bewegungen innerhalb und bezüglich des feststehenden Körpers zu verhindern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für pneumatische Greiforgane, wie Saugnäpfe, die zur Funktionssteuerung an ein Saugsystem anschließbar ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In manchen Arbeitsbereichen werden pneumatische Greiforgane, insbesondere in Form von Saugnäpfen, bereits verwendet, um Teile, Werkstücke, Lasten, usw. zu greifen, die mit Hilfe von Manipulatoren, Robotern oder dergleichen bewegt werden sollen und eine Oberfläche haben, die die Saugnäpfe greifen können. Die Saugnäpfe können alleine oder abhängig von den Abmessungen und/oder dem Gewicht des zu bewegenden Teils oder Körpers zusammen mit anderen verwendet werden, die jeweils mit Hilfe einer Haltevorrichtung an einem Tragrahmen befestigt und die mit einer Vakuumvorrichtung verbunden sind. Die Saugnäpfe werden an eine Oberfläche des zu greifenden Teils oder Körpers gebracht, so dass diese daran anliegen und dann durch Anlegen eines Ansaugunterdrucks an der Oberfläche dicht anhaften.
Gemäß der bekannten Technik weist eine Haltevorrichtung für Saugnäpfe, die für die oben genannte Verwendung bestimmt sind, einen feststehenden Tragkörper und eine bewegliche rohrförmige Stange auf, die axial in dem Körper geführt ist und die von einer Rückstellfeder erwiderte, axiale Bewegungen zulässt. Ein Ende der rohrförmigen Stange ist mit einem Saugnapf verbunden und hält ihn. Ihr entgegengesetztes Ende ist hingegen direkt oder indirekt an einen mit der Vakuumvorrichtung kommunizierenden Schlauch angeschlossen.
Die Rückstellfeder ist so in dem Tragkörper angeordnet, dass sie derart arbeitet, dass:
die Stange normalerweise in einer vorgerückten Position gehalten wird, in der die Stange über das Ende des Tragkörpers auf der Seite des Saugnapfs hinausragt, wenn der letztere im Leerlauf ist;
der Stange erlaubt wird, Rückwärtshübe variabler Länge auszuführen, um so jedes Mal die Position des Saugnapfes an die Oberfläche, an welcher dieser anhaften muss, anzupassen; und dass
die Stange dann in die vorgerückte Startposition zurückkehrt, wenn der Saugnapf im Leerlauf und in einer Entfernung von der Oberfläche ist.
In diesem Beispiel des Standes der Technik ist die Haltevorrichtung relativ einfach, was jedoch nicht ohne Nachteil bleibt.
Tatsächlich wird, aufgrund des Vorhandenseins einer Feder zwischen dem Tragkörper und der beweglichen Stange, die Stange, wenn sie vollständig ausgefahren ist, nur in einem begrenzten an die Feder angrenzenden Bereich geführt. Daher ist die Stange in einem ungewissen Führungszustand und ihre Verdrehung unter Kraft oder aufgrund von Spannungen seitens der Saugkanäle kann nicht ausgeschlossen werden. Dabei kann die Verdrehung dafür sorgen, dass die Stange, während sie sich zurückbewegt, stecken bleibt, was zu Funktionsstörungen der Vorrichtung selbst führen kann.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, den oben genannten Nachteil der bekannten Technik effizient zu vermeiden.
Dementsprechend ist eine andere Aufgabe der Erfindung eine Haltevorrichtung für die pneumatischen Greifbauorgane, insbesondere Saugnäpfe, vorzuschlagen, bei der die bewegliche Stange in dem Körper in jeder der Positionen, die sie einnimmt, genauer geführt ist und gleitet, und die dementsprechend nicht einer Verdrehung und somit dem kontraproduktiven Steckenbleiben ausgesetzt ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, in der Lage zu sein, eine Haltevorrichtung für Saugnäpfe zu verwenden, die unter allen Arbeitsbedingungen effizient und zuverlässig ist und die zudem einfach, nicht klobig und insbesondere leichtgewichtig ist. So, dass also all jene Aspekte wichtig werden, die in einem Greifsystem mit einer Vielzahl von Saugnäpfen an demselben Tragrahmen von Bedeutung sind.
Diese Aufgaben werden durch eine Haltevorrichtung für Greiforgane, wie Saugnäpfe, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, bei der zwischen der rohrförmigen Stange und dem distalen Ende des Tragkörpers Führungsmittel eingesetzt sind, um ausgehend von der Position der Stange, bei der sie am meisten aus dem Körper heraussteht, die Torsion und/oder die Drehung der Stange während ihrer longitudinalen Bewegungen zu verhindern.
Vorzugsweise beinhalten die Führungsmittel Elemente, die, abgesehen davon, dass sie als Anti-Torsionsmittel in Funktion treten, beim Gleiten der Stange in dem Haltekörpers helfen, insbesondere wenn die Stange in einer vorgerückten Position ist.
Zudem werden diese Lagermittel mittels elastischer Vorspannungsmittel radial beaufschlagt und in der Arbeitsposition gehalten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
Die Erfindung wird anhand der Fortsetzung der vorliegenden Beschreibung genauer erläutert, die sich auf die zur Veranschaulichung und nicht zur Beschränkung dienenden, angefügten Zeichnungen bezieht, in welchen:
1 eine Explosionsdarstellung der Komponenten einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht der zusammen gesetzten Vorrichtung zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht der zusammengesetzten Vorrichtung mit einem Teilschnitt zeigt;
4 eine Seitenansicht der Vorrichtung zeigt, bei der die Stange in vorgerückter Position steht;
5 einen Teilschnitt der Vorrichtung entlang der Pfeile A-A in 4 zeigt;
6 einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Pfeile B-B in 5 zeigt; und
7 eine Seitenansicht der Vorrichtung zeigt, bei der die Stange in zurückgezogener Position steht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie gezeigt, weist die hierin vorgeschlagene Vorrichtung im Wesentlichen einen feststehenden Tragkörper 11, eine bewegliche Stange 12, eine Rückstellfeder 13 und Führungs- und Anti-Torsionsmittel 14 für die bewegliche Stange 12 auf.
Der Tragkörper 11 hat ein proximales Ende 11', oder eine Rückseite, und ein distales Ende 11'', oder eine Vorderseite, und begrenzt ein axiales Führungsloch 15. Mit Ausnahme eines verjüngten Abschnitts 16, d. h. mit kleinerem Durchmesser, in der Nähe des proximalen Endes 11' des Körpers hat dieses Loch 15 beginnend von dem distalen Ende 11' einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser über die gesamte Länge des Körpers 11. Ferner begrenzen das axiale Führungsloch 15 und sein verjüngter Abschnitt 16 zwischen sich eine ringförmige Anschlagfläche 17 (siehe 3).
Äußerlich kann der Tragkörper 11 zylindrisch sein und zumindest teilweise mit einem Gewinde und mit nicht gezeigten Mitteln wie Muttern oder Sicherungsringen versehen sein, um ihn an einem Arm oder einem Tragrahmen zu befestigen, was von einem Manipulator, Roboter oder anderen Mitteln ausgeführte Bewegungen ermöglicht.
Alternativ kann der Körper 11 auf der Außenseite glatt und mit Klammern oder dergleichen versehen sein, um ihn zu befestigen, wenn er an einem Arm oder einem beweglichen Rahmen verwendet wird.
Die bewegliche zylinderrohrförmige Stange 12 weist einen axialen Durchgang 18 auf und hat eine größere Länge als der Tragkörper 11. Die Stange 12 ist in der axialen Bohrung 15, 16 des Tragkörpers 11 aufgenommen und longitudinal beweglich. Genauer gesagt hat sie einen ersten Abschnitt 19 ihrer Länge mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der des zweiten verbleibenden Abschnitts 20. Der Durchmesser des ersten Abschnitts 19 entspricht dem Durchmesser der axialen Bohrung 15 des Tragkörpers 11 und der des zweiten Abschnitts 20 dem Durchmesser des verjüngten Abschnitts 16 der axialen Bohrung am proximalen Ende 11' des Körpers 11. Der erste Abschnitt 19 und der zweite Abschnitt 20 der Stange 12 bilden zwischen sich eine ringförmige Stufe 21 (siehe 1).
Die Stange 12 ist so in dem Tragkörper 11 aufgenommen, dass ihr erster Abschnitt 19 großen Durchmessers vorne aus dem distalen Ende 11'' und ihr zweiter Abschnitt 20 kleinen Durchmessers aus dem proximalen Ende 11' des Körpers 11 heraustritt. Der erste Abschnitt 19 der Stange 12 ist mit einem Abschlusskopf 22 versehen, an welchen ein pneumatisch ansteuerbares Greiforgan, insbesondere ein Vakuumgreifer wie ein Saugnapf, (nicht gezeigt) anschließbar ist. An dem zweiten Abschnitt 20 der Stange 12 ist ein Nippel oder ein Abschlussanschlussstück 23 befes tigt, das an einen Saugkanal (nicht gezeigt) anschließbar ist, der von einer Unterdruckeinheit angesteuert wird.
Die Rückstellfeder 13 ist innerhalb des Tragkörpers 11 zwischen letzterem und dem zweiten Abschnitt 20 kleineren Durchmessers der Stange 12 montiert und ist axial und komprimierbar zwischen der ringförmigen Anschlagfläche 17 seitens des Tragkörpers 11 und der ringförmigen Stufe 21 seitens der Stange 12 gehaltert.
Die bewegliche Stange 12 ist in dem Körper des Tragkörpers 11 zwischen zwei Endpositionen geführt und beweglich: Eine vorgerückte, welche durch das Anliegen des Nippels 23 an dem proximalen Ende 11' des Tragkörpers 11 begrenzt wird, und eine zurückgezogene, die durch das Anliegen des Kopfes 22 der Stange 12 an dem distalen Ende 11'' des Tragkörpers 11 begrenzt wird (siehe 7).
Die Führungs- und Antitorsionsmittel 14 sind zwischen dem distalen Ende 11'' des Tragkörpers 11 und dem ersten Abschnitt 19 der beweglichen Stange 12 angeordnet. Sie setzen sich aus longitudinalen Führungsrillen 24, die entlang des ersten Abschnitts 19 der beweglichen Stange 12 vorgesehen sind, aus vorzugsweise wälzenden Führungselementen wie Kugeln 25, insbesondere Kügelchen, die in radialen Bohrungen 26 an dem distalen Ende 11'' des Körpers 11 aufgenommen sind und in die Rillen 24 eingreifen, und aus einer Einfassung 27 zum Halten der Kugeln 25 zusammen, die um das distale Ende 11'' des Tragkörpers 11 im Bereich eines abgestuften Abschnitts 28 des Körpers selbst angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Einfassung 27 derart, dass die radialen Abmessungen des Tragkörpers 11 nicht vergrößert werden. Die Einfassung 27 ist aus einem im Wesentlichen elastischen Material, z. B. Nylon, hergestellt und ist auf der Innenseite mit radialen Zähnen 29 versehen, die in Richtung der Kugeln 25 zeigen und an diesen anliegen, um sicherzustellen, dass diese mit einer bestimmten Vorspannung mit den Führungsrillen 24 koppeln.
Insgesamt funktioniert die Rückstellfeder 13 derart, dass die Stange 12 normalerweise in der vorderen Position gehalten wird und in diese zurückkehrt, in welcher ihr erster Abschnitt 19 aus dem distalen Ende 11'' des feststehenden Körpers 11 hervorsteht, wobei der Abschnitt 19 jedoch immer teilweise in der axialen Bohrung 15 verbleibt, so dass die Führungskugeln 25 stets an die entsprechenden Führungsrillen 24 gekoppelt bleiben (siehe 5).
Abhängig von der Position auf der Oberfläche, auf welcher das Greiforgan, d. h. der Saugnapf, sich jedes Mal befindet, wenn die Greifvorrichtung sich an die Oberfläche anlehnt und daran angreift, bewegt sich die Stange 12 zurück in die zurückgezogene Position, wobei die Feder 13 unterschiedlich komprimiert wird. Wenn er dann auf der Oberfläche des zu bewegenden Körpers oder der Last anliegt, wird der Saugnapf über die Haltevorrichtung durch Ansaugen hinten an der Stange 12 aktiviert. Anschließend, sobald das Ansaugen stoppt, bewegt sich der Saugnapf von der Oberfläche weg, an welcher er anhaftete. Mit dem Entfernen des Saugnapfes von der Oberfläche bewegt sich die Stange 12, gezwungen durch die Rückstellfeder 13, zurück in die vorgerückte Position.
Während all ihrer Bewegungen aus jedweder Position bleibt die Stange jedoch dank der Führungsmittel 14 ohne irgendwelche substantiellen Möglichkeiten der Verdrehung in dem feststehenden Körper 11 axial geführt und zentriert.

Claims

Haltevorrichtung für pneumatische Greiforgane, insbesondere Saugnäpfe, aufweisend a) einen feststehenden Tragkörper (11) mit einem distalen Ende (11'') und einem proximalen Ende (11'), b) eine rohrförmige Stange (12), die axial in dem Körper (11) beweglich ist, und c) eine Rückstellfeder (13) zwischen dem Körper (11) und der Stange (12), wobei die rohrförmige Stange (12) dazu eingerichtet ist, an ihrem Ende ein Greiforgan zu tragen, und longitudinal zwischen einer vorgerückten Position, in der sie durch die Wirkung der Rückstellfeder (13) aus dem distalen Ende (11'') des Körpers (11) hervorsteht, und einer zurückgezogenen Position verschiebbar ist, wenn das Greiforgan an einer Oberfläche anliegt, an welcher es aufgrund eines Ansaugens oder eines Unterdrucks anhaftet bzw. angreift, der an dem Greiforgan mittels der rohrförmigen Stange (12) angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass d) zwischen der beweglichen rohrförmigen Stange (12) und dem distalen Ende (11'') des feststehenden Tragkörpers (11) Führungsmittel (14) zwischengeschaltet sind, die in der Lage sind, eine Drehung der Stange während ihrer longitudinalen Bewegungen in dem Körper zu verhindern.
Haltevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (11) ausgehend von seinem distalen Ende (11'') eine Bohrung (15) mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser und mit einem verjüngten Abschnitt (16) nahe seines proximalen Endes (11') hat, und dadurch, dass die bewegliche, rohrförmige Stange (12) eine größere Länge als der Tragkörper (11) hat und sie einen erster Abschnitt (19) ihrer Länge aufweist, der einen Außendurchmesser hat, der größer ist als der eines zweiten, verbleibenden Abschnitts (20) ihrer Länge, wobei der erste Abschnitt (19) der axialen Bohrung (15) des Tragkörpers (11) und der zweite Abschnitt (20) dem verjüngten Abschnitt (16) der axialen Bohrung (15) zugeordnet ist, und wobei das Greiforgan an dem freien Ende des ersten Abschnitts (19) angebracht wird und das Ansaugen oder das Anlegen des Unterdrucks am freie Ende des zweiten Abschnitts (20) der rohrförmigen Stange (12) vorgenommen wird.
Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungs- und Antitorsionsmittel (14) longitudinale Führungsrillen (24) entlang des ersten Abschnitts (19) der beweglichen Stange (12), Führungselemente (25), die in radialen Bohrungen (26) nahe dem distalen Ende (11'') des Tragkörpers (11) aufgenommen sind und in die longitudinalen Rillen (24) eingreifen, und eine Einfassung (27) zum Halten der Führungselemente (25), die um das distale Ende (11'') des Tragkörpers (11) angeordnet ist, aufweisen.
Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (25) wälzend, insbesondere aus Kugeln bestehend, sind, die in die longitudinalen Führungsrillen (24) eingreifen.
Haltevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinfassung (27) aus einem relativ elastischen Material hergestellt ist und radiale Auszahnungen (29) hat, die in Richtung der Führungselemente (25) zeigen und an diesen anliegen, um diese mit einer gegebenen Vorspannung mit den longitudinalen Führungsrillen (24) zu verbinden.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (13) zwischen dem Tragkörper (11) und dem zweiten Abschnitt (20) der beweglichen, rohrförmigen Stange (12) angeordnet ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (13) zwischen einer ringförmigen Anschlagfläche (17) innerhalb des Tragkörpers (11) und einer ringförmigen Stufe (21), welche sich zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt (19, 20) der beweglichen rohrförmigen Stange (12) ergibt, angeordnet und komprimierbar ist.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (19) der beweglichen, rohrförmigen Stange (12) einen Endkopf (22) hat, der zum Tragen des Greiforgans ausgestaltet ist, und dass der zweite Abschnitt (20) mit einem Nippel oder Anschlussstück (23) zum Anschluss der Stange an eine Ansaug- oder Unterdruckquelle versehen ist, und dadurch, dass die vorgerückte und die zurückgezogenen Positionen der Stange (12) durch den Nippel oder das Anschlussstück (23) und durch den Kopf (22) im Zusammenwirken mit dem proximalen Ende (11') und dem distalen Ende (11'') des feststehenden Körpers (11) beschränkt sind.
Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (11) eine glatte oder mit einem Gewinde verse hene Außenoberfläche hat, die mit Mitteln zum Befestigen des Körpers (11) an einem Arm oder Trag- und Bewegungsrahmen versehen ist.