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Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zur Aufnahme und/oder Handhabung von insbesondere flächigem Greifgut mit einer Unterdruckgreifeinrichtung zum Ansaugen des Greifguts in einer Ansaugrichtung.
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Derartige Greifvorrichtungen finden beispielsweise in automatisierten Produktionsprozessen Verwendung, bei denen die Handhabung von empfindlichen, dünnen Materialplättchen erforderlich ist, so zum Beispiel in der Solarzellen- oder Mikrochipproduktion.
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Bei der Handhabung empfindlicher Materialplättchen mit einer derartigen Greifvorrichtung kann das Problem auftreten, dass die angesaugten Materialplättchen mit hoher Geschwindigkeit an der Greifvorrichtung anschlagen, was zu einer Beeinträchtigung oder Beschädigung des Materialplättchens führen kann. Beispielsweise bei der Solarzellenproduktion können auf diese Weise unerwünschte Risse in den Rohlingen der produzierten Solarzellen entstehen, welche während des Herstellungsprozesses nur schwer entdeckt werden können und erst am Ende der Prozesskette auffallen, sodass die bereits in frühen Prozessschritten beschädigten Zellen durch den gesamten Prozess geführt werden. Hierdurch können Qualitätseinbußen und vergleichsweise hohe Prozesskosten entstehen.
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In automatisierten Fertigungsprozessen ist außerdem ein möglichst hoher Prozesstakt erwünscht, was mit einer Verringerung der Taktzeit und damit mit einer kürzeren für die Handhabung der Materialplättchen zur Verfügung stehenden Zeit verbunden ist. Um einen möglichst schnellen Prozess zu ermöglichen, ist somit ein Ansaugen der Materialplättchen mit hoher Geschwindigkeit grundsätzlich erwünscht, wodurch die Gefahr einer Beschädigung durch Anschlagen des Materialplättchens an der Greifvorrichtung erheblich erhöht wird.
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Für bestimmte Produktionsprozesse kann es außerdem erwünscht sein, eine Berührung des aufzunehmenden Materialplättchens in bestimmten Bereichen oder vollständig zu vermeiden.
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In der
WO 2008145085 A1 ist ein Bernoulli-Greifer zur Aufnahme von flächigen Bauteilen beschrieben, welcher eine an dem Greifer umlaufend angeordnete Dämpfungseinrichtung in Form einer Bürste oder von Kunststofflamellen aufweist. Bei dem beschriebenen Greifer werden die angesaugten Bauteile durch die Bürste beziehungsweise die Kunststofflamellen abgebremst und so ein Anschlag am Greifer gedämpft.
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Die
EP 1 271 623 B1 zeigt einen Greifer für das Handhaben dünner Plättchen mit einem Bernoulli-Aufnehmer und mit Anschlägen für das seitliche Abstützen eines gehaltenen Plättchens. Dabei können die seitlichen Anschläge federnd geführt sein und durch Federmittel in ihrer gegenüber dem Bernoulli-Aufnehmer vorstehenden Lage belastet sein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Greifvorrichtung mit einer Unterdruckgreifeinrichtung zum Ansaugen von Greifgut bereitzustellen, welche eine schonende und dennoch schnelle Handhabung des Greifgutes ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Greifvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese Greifvorrichtung weist eine Unterdruckgreifeinrichtung zum Ansaugen des Greifguts in einer Ansaugrichtung auf, sowie wenigstens einen Führungskolben zum Abfangen und/oder Führen des angesaugten Greifguts. Der Führungskolben ist gegenüber der Unterdruckgreifeinrichtung derart in Ansaugrichtung einfahrbar und entgegen der Ansaugrichtung ausfahrbar, das heißt längs der Ansaugrichtung verschiebbar, angeordnet, dass beim Abfangen des Greifgutes durch Einfahren des Führungskolbens die Bewegung des Greifguts in Richtung der Unterdruckgreifeinrichtung abgefangen bzw. gebremst wird.
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Als Greifgut kommen dabei insbesondere dünne Materialplättchen, beispielsweise Wafer aus einem Halbleitermaterial in Betracht, wie sie beispielsweise während der Solarzellenproduktion zum Einsatz kommen. Unter der Ansaugrichtung wird diejenige Richtung verstanden, in welche das Greifgut bei Einleiten des Greifprozesses durch Ansaugen auf die gesamt Greifvorrichtung zu bewegt wird.
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Die erfindungsgemäße Greifvorrichtung ermöglicht eine schonende, präzise und schnelle Handhabung des Greifguts. Dabei wird die Greifvorrichtung über dem aufzunehmenden Greifgut positioniert und durch Aktivierung der Unterdruckgreifeinrichtung das Greifgut angesaugt. Dadurch wird das Greifgut zunächst in Ansaugrichtung beschleunigt. Durch den Führungskolben kann vermieden werden, dass das Greifgut in der Folge direkt an Abschnitte der Greifvorrichtung, insbesondere an der ansaugenden Unterdruckgreifeinrichtung anschlägt. Da das angesaugte Greifgut mittels der Führungskolben abgebremst wird, kann das Greifgut ohne Anschlag an einen Festanschlag der Unterdruckgreifeinrichtung aufgenommen werden – oder zumindest vor Berührung des Festanschlages an der Unterdruckgreifeinrichtung erheblich abgebremst werden.
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Insbesondere kann die erfindungsgemäße Greifvorrichtung mit zumindest teilweise ausgefahrenem Führungskolben derart positioniert werden, dass der Führungskolben mit einem dem anzusaugendem Greifgut zugewandten Führungsabschnitt bereits vor dem Ansaugvorgang an dem Greifgut anliegt. In diesem Fall kann auch ein Anschlagen des Greifgutes an den Führungskolben während des Ansaugvorgangs vermieden werden. Außerdem ermöglicht das vorherige Aufsetzen der Führungskolben auf das Greifgut eine gewisse Stabilisierung des Greifguts gegen eine Bewegung quer zur Ansaugrichtung. Ein solches seitliches Abtriften tritt insbesondere bei der Handhabung sehr dünner und leichter Materialplättchen oftmals auf.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass der Führungskolben einen Bremsdruckraum begrenzt, welcher mit einem Druckmittel, insbesondere Druckluft, beaufschlagbar ist. Mittels Druckluft wird so eine Federung und/oder Dämpfung über ein Luftpolster bereitgestellt. Denkbar ist jedoch auch der Einsatz eines hydraulischen Druckmittels. Durch Beaufschlagung ist der Führungskolben entgegen der Ansaugrichtung vorspannbar. Ein Einfahren des Führungskolbens in Ansaugrichtung ist daher nur entgegen einer Bremskraft möglich, die durch Beaufschlagung des Bremsdruckraumes hervorgerufen wird. Durch ein kontrolliertes Beaufschlagen kann so die Bremskraft variiert werden. Beispielsweise kann kurz vor dem Ansaugen eines Greifguts ein erhöhter Druck im Bremsdruckraum aufgebaut werden, wodurch die Dämpfung härter wird. Darüber hinaus ist der Führungskolben durch Beaufschlagen des Bremsdruckraumes kontrolliert ausfahrbar. Dies ermöglicht es den Abstand eines von der Greifvorrichtung gehaltenen Greifguts zur einer dem angesaugten Greifgut zugewandten Stirnseite der Unterdruckgreifeinrichtung kontrolliert einzustellen.
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Zur Einstellung eines Ausströmwiderstandes des Druckmittels aus dem Bremsdruckraum ist vorteilhafterweise eine Drosseleinrichtung vorgesehen. Die Drosseleinrichtung ermöglicht ein Einstellen der zur Bewegung des Führungskolbens in Ansaugrichtung erforderlichen Kraft. Damit kann die Bremskraft eingestellt werden, mit der das angesaugte Greifgut gebremst wird.
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Zur weiteren Ausgestaltung ist eine Drosselschraube vorgesehen, welche den Bremsdruckraum zumindest teilweise begrenzt, wobei in der Drosselschraube eine Drosselbohrung vorgesehen ist, durch welche das Druckmittel mit einem vorgebbaren Ausströmwiderstand ausströmen kann. Damit kann durch Austausch der Drosselschraube gegen eine weitere Drosselschraube mit einer andersartigen Drosselbohrung ein anderer Ausströmwiderstand bereitgestellt werden. Denkbar ist jedoch auch, dass eine Drosseleinrichtung durch eine Verstelldrossel bereitgestellt wird, mittels welcher ein verstellbarer Ausströmwiderstand des Druckmittels aus dem Bremsdruckraum vorgebbar ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass ein mit dem Bremsdruckraum kommunizierendes Steuerventil zur kontrollierten Beaufschlagung des Bremsdruckraumes mit Druckmittel vorgesehen ist. Das Steuerventil ermöglicht einen kontrollierten Druckaufbau im Bremsdruckraum, beispielsweise zur Einstellung einer gewünschten Bremskraft oder zum gezielten Ausfahren des Führungskolbens. Ein Ausfahren des Führungskolbens ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein von der Greifvorrichtung gehaltenes Greifgut kontrolliert abgelegt werden soll. Dabei kann auch während des Betriebs der Unterdruckgreifeinrichtung der Führungskolben ausgefahren werden, wodurch das aufgenommene Greifgut von der Unterdruckgreifeinrichtung entfernt wird und ab einer gewissen Entfernung von der Unterdruckgreifeinrichtung das Greifgut außerhalb des Wirkungsbereichs der Ansaugkraft ist und daher losgelassen wird.
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Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Einzugvorrichtung zum Einfahren des Führungskolbens in Ansaugrichtung vorgesehen. Dadurch kann der Führungskolben kontrolliert gegen eine gegebenenfalls entgegen der Ansaugrichtung wirkenden Bremskraft eingefahren werden. Ein über einen Bremsdruckraum kontrolliert ausfahrbarer Führungskolben kann daher durch Abstimmung der Einzugvorrichtung und des Drucks im Bremsdruckraum in eine kontrollierte Position verfahren werden. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, einen gewünschten Abstand des Greifguts zu einer dem angesaugten Greifgut zugewandten Stirnseite der Unterdruckgreifeinrichtung einzustellen. Auf diese Weise kann beispielsweise nach Aufnehmen des Greifguts ein berührungsloser Halteprozess bereitgestellt werden, in dem der Führungskolben ausgehend von einer Lage kontrolliert eingefahren wird, in welcher beispielsweise eine entgegen der Ansaugrichtung wirkende Gewichtskraft auf das Greifgut von der Ansaugkraft der Unterdruckgreifeinrichtung gerade aufgewogen wird. In manchen Fällen kann es jedoch auch erwünscht sein, einen Festanschlag ohne Abfangen beziehungsweise Abbremsen des Greifguts vorzusehen. Hierzu kann durch ein vollständiges Einfahren oder ein vollständiges Ausfahren des Führungskolbens oder durch ein festes Einstellen des Führungskolbens in einer bestimmten Lage ein Festanschlag für das Greifgut bereitgestellt werden.
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Eine weitere Ausgestaltung ergibt sich auch dadurch, dass der Führungskolben in Ansaugrichtung vorgespannt ist. Bei dieser Ausgestaltung muss zum Ausfahren des Führungskolbens entgegen der Ansaugrichtung eine Kraft aufgewendet werden. Zur Vorspannung des Führungskolbens in Ansaugrichtung kann ein elastisches Federmittel, insbesondere eine Spiralfeder zum Einsatz kommen. Bei einer Feder mit linearem Kraft-Weg-Zusammenhang ist es somit möglich, die Position des Führungskolbens entlang der Ansaugrichtung proportional zum Druck im Bremsdruckraum einzustellen, da die durch Beaufschlagung des Bremsdruckraumes auf den Führungskolben ausgeübte Kraft zum Ausfahren des Führungskolbens im Wesentlichen proportional zum Druck im Bremsdruckraum ist.
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Als besonders bevorzugte Ausgestaltung der Greifvorrichtung weist der Führungskolben einen dem angesaugten Greifgut zugewandten Reibungsabschnitt zum Bereitstellen einer Reibungskraft zwischen dem Führungskolben und dem Greifgut auf. Dadurch kann mittels des Führungskolbens neben dem Abfangen der Bewegung des Greifgutes in Ansaugrichtung auch eine Führung des Greifgutes in seitlicher Richtung, insbesondere senkrecht zur Ansaugrichtung, bereitgestellt werden. Dadurch kann verhindert werden, dass bei einer schnellen Seitwärtsbewegung der Greifvorrichtung mit aufgenommenem Greifgut dieses aufgrund von Trägheitskräften seitlich verrutscht. Außerdem kann durch den Reibungsabschnitt die Positioniergenauigkeit der Greifvorrichtung dadurch erhöht werden, dass der Führungskolben, insbesondere in einem teilweise ausgefahrenen Zustand, das Greifgut bereits vor dem Ansaugprozess berührt und aufgrund der Reibungskraft gegen seitliches Verrutschen sichert. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Führungskolben einen Reibbelag aufweist. Der Reibbelag ist vorzugsweise aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten gebildet, welches speziell auf das Material des Greifgutes abgestimmt werden kann. So kann beispielsweise ein Abschnitt des Führungskolbens gummiert ausgebildet sein.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass die Unterdruckgreifeinrichtung als Bernoulli-Greifer ausgebildet ist, welcher dem anzusaugenden Greifgut zugewandte Saugplatte und eine Ausströmöffnung für Druckgas derart aufweist, dass Ausströmen des Druckgases eine Saugkraft auf das Greifgut in Richtung der Saugplatte bereitgestellt wird. Bei einem derartigen Bernoulli-Greifer wird durch das Ausströmen des Druckgases aus der Ausströmöffnung im Bereich der Saugplatte aufgrund der Bernoulli-Prinzips ein Unterdruck erzeugt. Auf ein in den Bereich des Bernoulli-Greifers gebrachtes Greifgut wirkt daher zunächst eine in Ansaugrichtung anziehende Saugkraft. Bei weiterer Annäherung des Greifgutes an die Saugplatte des Bernoulli-Greifers erfährt das Greifgut jedoch eine entgegen die Ansaugrichtung wirkende abstoßende Impulskraft aufgrund des aus der Ausströmöffnung ausströmenden Druckgases. Damit ist es mit einem Bernoulli-Greifer möglich, das Greifgut berührungslos in einer Position zu halten, in welcher sich in Ansaugrichtung anziehende und entgegen der Ansaugrichtung abstoßende Kräfte zuzüglich der Gewichtskraft des Greifgutes ausgleichen. In dieser Lage schwebt das gehaltene Greifgut auf einem Gaskissen aus Druckgas. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Führungskolben kontrolliert ausfahrbar angeordnet ist. Einerseits können nämlich die Führungskolben dazu dienen, ein wie beschrieben berührungslos gehaltenes Greifgut bei einer Seitwärtsbewegung der Greifvorrichtung mitzunehmen. Andererseits ermöglicht ein Ausfahren des Führungskolbens ein kontrolliertes Loslassen und positionsgenaues Ablegen des Greifgutes. Letzteres ist insbesondere bei Verwendung eines Bernoulli-Greifers vorteilhaft, da aufgrund des ausströmenden Druckgases die Gefahr der Verwirbelung und somit einer unkontrollierten Bewegung des Greifgutes beim Loslassen besteht. Anstelle des beschriebenen Bernoulli-Greifers oder auch zusätzlich zu einem Bernoulli-Greifer kann jedoch auch ein Vakuum-Greifer zum Einsatz kommen.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Greifvorrichtung ergibt sich dadurch, dass mehrere Führungskolben vorgesehen sind, welche symmetrisch, insbesondere radialsymmetrisch, punktsymmetrisch oder spiegelsymmetrisch in Bezug auf die Unterdruckgreifeinrichtung angeordnet sind. Insbesondere ist eine gerade Anzahl von Führungskolben vorgesehen, welche jeweils paarweise symmetrisch in Bezug auf die Unterdruckgreifeinrichtung angeordnet sind. Dadurch kann ein Verkippen des Greifgutes beim Aufnehmen und Halten mit der Greifvorrichtung vermieden werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine dem anzusaugenden Greifgut zugewandte, sich insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Ansaugrichtung erstreckende Greifplatte mit einer Greiffläche vorgesehen ist, in welche die Unterdruckgreifeinrichtung eingebettet ist, und dass mehrere parallel wirkende Führungskolben vorgesehen sind, welche an der Greifplatte insbesondere symmetrisch, beispielsweise radialsymmetrisch, in Bezug auf die Unterdruckgreifeinrichtung neben der Unterdruckgreifeinrichtung angeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau der Greifvorrichtung, wobei insbesondere die Unterdruckgreifeinrichtung und die mehreren Führungskolben im Wesentlichen in einer Ebene mit der Greiffläche der Greifplatte liegen. Kommt wie oben beschrieben ein Bernoulli-Greifer zum Einsatz, ermöglicht der beschriebene Aufbau in vorteilhafter Weise ein Ausströmen des Druckgases mit verringerter oder gänzlich vermiedener Wirbelbildung. Dadurch können unkontrollierte Flatterbewegungen eines dünnen, plattenartigen Greifgutes vermieden werden.
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Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Federmittel zum Beaufschlagen des Führungskolbens gegen Einfahren vorgesehen. Das Federmittel ist dabei derart angeordnet, dass es durch Einfahren des Führungskolbens komprimierbar ist. Daher ist eine Bewegung des Führungskolbens in Ansaugrichtung nur entgegen einer zur Kompression des Federmittels erforderlichen Bremskraft möglich. Das Federmittel kann elastisch ausgebildet sein, beispielsweise als Spiralfeder oder Gummielement. Andererseits ist auch ein plastisch verformbares Federmittel denkbar, beispielsweise ein Elastomerelement oder ein Schaumstoffelement, wobei in diesem Fall neben einer Federwirkung auch eine Dämpfungswirkung bereitgestellt wird. Andererseits ist auch denkbar, dass der Führungskolben entlang der Ansaugrichtung verschiebbar gelagert ist und eine Bremswirkung aufgrund einer von der auf den Führungskolben wirkenden Schwerkraft hervorgerufenen Bremskraft bereitgestellt wird. In diesem Fall können weitere Bauteile zur Beaufschlagung des Führungskolbens gegen ein Einfahren eingespart werden.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.
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Es zeigen:
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1 Eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
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2 einen Schnitt durch die Greifvorrichtung gemäß 1;
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3 Ausschnitt aus der Schnittdarstellung gemäß 2;
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4 den Ausschnitt aus 3 in einem Zustand mit eingefahrenem Führungskolben;
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5 zwei weitere Ausführungsformen a) und b) für einen Führungskolben;
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6 eine weitere Ausführungsform für einen Führungskolben.
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In 1 ist eine Greifvorrichtung 10 in einer Ansicht auf denjenigen Bereich der Greifvorrichtung 10 dargestellt, mit dem ein nicht dargestelltes Greifgut in einer Ansaugrichtung S ansaugbar und aufnehmbar ist. Die Greifvorrichtung 10 umfasst eine Unterdruckgreifeinrichtung 12 sowie acht gleichartig ausgebildete Führungskolben 14.
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Die Unterdruckgreifeinrichtung 12 ist zentrisch in eine im Wesentlichen quadratisch ausgebildete Greifplatte 16 mit einer im Betrieb dem anzusaugenden Greifgut zugewandten Greiffläche 17 eingebettet. Ausgehend von der zentrisch angeordneten Unterdruckgreifeinrichtung 12 sind die acht Führungskolben 14 an der Greifplatte 16 nach radial außen versetzt derart angeordnet, dass jeweils zwei Führungskolben 14 paarweise symmetrisch zur Unterdruckgreifeinheit 12 liegen. Die acht Führungskolben 14 sind radialsymmetrisch um eine durch die Unterdruckgreifeinheit 12 parallel zur Ansaugrichtung S verlaufende achtzählige Symmetrieachse angeordnet. Dabei sind die Führungskolben 14 in den Ecken eines gedachten symmetrischen Achtecks angeordnet, in dessen Symmetriezentrum die Unterdruckgreifeinrichtung 12 liegt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Unterdruckgreifeinrichtung 12 als Bernoulli-Greifer ausgebildet, welcher einer dem anzusaugenden Greifgut zugewandte, kreisförmig ausgebildete Saugplatte 18 umfasst. Die Saugplatte 18 der Unterdruckgreifeinrichtung 12 ist dabei in die Greifplatte 16 derart eingebettet, dass die Greifplatte 16 und die Saugplatte 18 im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen und entlang des Umfangs der Saugplatte 18 eine ringförmige Austrittsöffnung 20 bereitgestellt wird. Durch diese Austrittsöffnung 20 kann im Betrieb der Unterdruckgreifeinrichtung 12 Druckgas zur Erzeugung von Unterdruck aufgrund des Bernoulli-Effekts ausströmen.
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In den Zwischenbereichen zwischen den im dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch in Bezug auf die Unterdruckgreifeinrichtung 12 angeordneten Führungskolben 14 werden an der Greiffläche 17 der Greifplatte 16 Strömungsbahnen 22 bereitgestellt, durch welche im Betrieb der Vorrichtung das aus der Austrittsöffnung 20 ausströmende Druckgas abströmen kann, wobei Verwirbelungen weitgehend vermieden werden.
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Die 2 zeigt einen Schnitt durch die Greifvorrichtung 10 aus 1 in einer die Mittellängsachse der Greifvorrichtung 10 (gestrichelte Linie in 2) enthaltenen Schnittebene. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die dargestellten Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie in 1 versehen.
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Wie im dargestellten Querschnitt erkennbar, ist die Saugplatte 18 derart in die Greifplatte 16 eingebettet, dass ihre einem in der Saugrichtung S (nicht dargestellten) Greifgut zugewandten Oberflächen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Austrittsöffnung 20 wird zwischen der Saugplatte 18 und einer die Saugplatte 18 aufnehmenden kreisförmigen Vertiefung 21 der Greifplatte 16 bereitgestellt. Die Vertiefung 21 weist in ihrem radialen Randbereich im radialen Querschnitt einen stromlinienförmigen Verlauf auf, geht also stromlinienförmig in die dem aufzunehmenden Greifgut zugewandte Oberfläche (Greiffläche 17) der Greifplatte 16 über.
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Die Führungskolben 14 sind in 2 in einem entgegen der Ansaugrichtung S ausgefahrenen Zustand dargestellt. Die Greifplatte 16 weist für jeden Führungskolben 14 eine Kolbenausnehmung 24 auf, in welcher der jeweilige Führungskolben 14 längs der Ansaugrichtung S dichtend verschiebbar geführt ist. Jeder Führungskolben 14 begrenzt in der zugehörigen Kolbenausnehmung 24 einen Bremsdruckraum 26, der mit Druckluft beaufschlagbar ist. Durch Beaufschlagung des Bremsdruckraumes 26 kann der jeweilige Führungskolben 14 entgegen der Ansaugrichtung S ausgefahren werden. Darüber hinaus ist ein Einfahren des Führungskolbens 14 in Ansaugrichtung S nur entgegen einer durch Beaufschlagung des jeweiligen Bremsdruckraumes 26 mit Druckluft hervorgerufenen Bremskraft möglich.
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Die Greifvorrichtung 10 weist ferner ein Steuerventil 28 auf, welches über ein Strömungssystem 30 mit den Bremsdruckräumen 26 kommuniziert. Mit Hilfe des Steuerventils 28 ist ein kontrolliertes Beaufschlagen der Bremsdruckräume 26 möglich.
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Dadurch können die Führungskolben 14 kontrolliert ausgefahren werden oder es kann durch kontrollierte Beaufschlagung eine gewünschte Bremskraft bereitgestellt werden.
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In der 3 ist, wiederum unter Verwendung derselben Bezugszeichen wie in den übrigen Figuren, ein Ausschnitt aus 2 mit einer Detaildarstellung des Führungskolbens 14 dargestellt. Der Führungskolben 14 ist in der Greifplatte 16 in der Kolbenausnehmung 24 entlang der Ansaugrichtung S verschiebbar geführt, und begrenzt den druckbeaufschlagbaren Bremsdruckraum 26.
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Zur Druckbeaufschlagung kommuniziert der Bremsdruckraum 26 mit einem Luftkanal 32, welcher Teil des Strömungssystems 30 ist, über welches das in 2 dargestellte Steuerventil 28 die Bremsdruckräume 26 mit Druckluft versorgt. Der Luftkanal 32 dient außerdem dazu, bei Bewegung des Führungskolbens 14 in Ansaugrichtung S verdrängte Druckluft aus dem Bremsdruckraum 26 abzuführen. Die Druckverbindung zwischen dem Bremsdruckraum 26 und dem Luftkanal 32 erfolgt über eine Strömungsausnehmung 33, welche die Kolbenausnehmung 24 radial verjüngt in Ansaugrichtung S fortsetzt und die Greifplatte 16 bis zu der dem anzusaugenden Greifgut abgewandten Oberfläche durchsetzt.
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Zur Einstellung des Ausströmwiderstandes der Druckluft aus dem Bremsdruckraum 26 durch den Luftkanal 32 ist eine Drosseleinrichtung 34 vorgesehen. Diese wird dadurch bereitgestellt, dass eine Drosselschraube 36 in die Strömungsausnehmung 33 eingeschraubt ist. Zur Bereitstellung der Drosselwirkung weist die Drosselschraube 36 eine Drosselbohrung 38 auf, durch welche der Luftkanal 32 mit dem Bremsdruckraum 26 unter Bereitstellung eines Ausströmwiderstandes druckverbunden ist. Die Drosselschraube 36 hat ferner die Funktion, die Strömungsausnehmung 33 auf der dem anzusaugenden Greifgut abgewandten Oberfläche der Greifplatte 16 dichtend zu verschließen. Hierzu weist die Drosselschraube 36 einen Kopfabschnitt 40 auf, welcher die Strömungsausnehmungen 33 dichtend überdeckt, wenn die Drosselschraube 36 in die Strömungsausnehmung 33 eingeschraubt ist.
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Der Führungskolben 14 weist ferner einen dem anzusaugenden Greifgut zugewandten Reibungsabschnitt 42 auf. Dazu ist ein Reibbelag 44 in die dem Bremsdruckraum 26 abgewandte Oberfläche des Führungskolbens 14 eingelassen. Der Reibbelag 44 besteht aus einem elastischen Material, welches einen hohen Reibungskoeffizient auf harten, glatten Oberflächen wie beispielsweise Glas oder Silizium aufweist.
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In der 4 ist die Detailansicht aus 3 unter Verwendung gleicher Bezugszeichen dargestellt, wobei der Führungskolben 14 nicht wie in 3 vollständig ausgefahren, sondern in Ansaugrichtung S vollständig eingefahren abgebildet ist. In diesem Zustand ist das Druckgas vollständig aus dem Bremsdruckraum 26 verdrängt und der Führungskolben 14 schließt direkt die Strömungsausnehmung 33 ab.
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In dem abgebildeten eingefahrenen Zustand liegt die dem anzusaugenden Greifgut zugewandte Seite des Führungskolbens 14 im Wesentlichen in einer Ebene mit der dem anzusaugenden Greifgut zugewandten Oberfläche der Greifplatte 16. Der in den Führungskolben 14 eingelassene Reibbelag 44 überragt diese Ebene geringfügig entgegen der Ansaugrichtung S.
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In den 5a und 5b sind zwei weitere Ausführungsformen für Führungskolben 14 dargestellt, wobei zur besseren Übersichtlichkeit die dargestellten Bauteile mit denselben Bauteilen wie funktional entsprechende Bauteile in den übrigen Figuren versehen sind.
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Bei dem in der 5a dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Führungskolben 14 wiederum in einer Kolbenausnehmung 24 in der Greifplatte 16 längs der Ansaugrichtung S verschiebbar geführt. Die Kolbenausnehmung 24 ist hierbei als eine entgegen der Ansaugrichtung S offene Sacklochausnehmung 46 ausgebildet. In der Sacklochausnehmung 46 ist ein Federmittel 48 angeordnet, welches den Führungskolben 14 in der in der 5a dargestellten Lage gegen Einfahren in Ansaugrichtung S beaufschlagt. Das Federmittel 48 ist dabei als Spiralfeder 49 ausgebildet.
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Bei dem in der 5b dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Führungskolben 14 wiederum entlang der Ansaugrichtung S in einer Kolbenausnehmung 24 verschiebbar geführt. Die Kolbenausnehmung 24 ist in dem dargestellten Beispiel in Ansaugrichtung S mittels einer sacklochartigen, radial verjüngten Halteausnehmung 52 fortgesetzt. In der Halteausnehmung 52 ist ein als Elastomerelement 54 ausgebildetes Federmittel 48 angeordnet. Das Elastomerelement 54 weist einen senkrecht zu seiner Mittellängsachse bestimmten Durchmesser auf, welcher geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser der die Kolbenausnehmung 24 axial fortsetzenden Halteausnehmung 52. Das Elastomerelement 54 ist in der Halteausnehmung 52 koaxial angeordnet und liegt mit einem die Halteausnehmung 52 entgegen der Ansaugrichtung S überragenden Abschnitt an dem verschiebbaren Führungskolben 14 an. Durch Bewegung des Führungskolbens 14 in Ansaugrichtung S wird das Elastomerelement 54 komprimiert, wobei aufgrund des geringfügig kleineren Durchmessers eine radiale Ausdehnung des Elastomerelements 54 möglich ist, welche durch die Wandungen der Halteausnehmung 52 eingeschränkt wird. Dadurch wird gegen Verschiebung des Führungskolbens 14 in Ansaugrichtung S eine elastische Rückstellkraft, sowie eine Dämpfungswirkung bereitgestellt.
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Die 6 zeigt – unter Verwendung von gleichen Bezugszeichen wie in den übrigen Figuren für Bauteile mit entsprechenden Funktionen – einen Führungskolben 14, welcher in der Kolbenausnehmung 24 in der Greifplatte 16 entlang der Ansaugrichtung S verschiebbar geführt ist. Der Führungskolben 14 begrenzt wiederum einen Bremsdruckraum 26, welcher zum Ausfahren des Führungskolbens 14 entgegen der Ansaugrichtung S beziehungsweise zum Bereitstellen einer einem Einfahren des Führungskolbens in Ansaugrichtung S entgegenwirkenden Bremskraft mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
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Im dargestellten Beispiel ist für den Führungskolben 14 eine Einzugvorrichtung 56 vorgesehen, mittels welcher der Führungskolben 14 in Ansaugrichtung S eingefahren werden kann. Hierzu weist der Führungskolben 14 einen ringwulstartigen, radial erweiterten Kolbenabschnitt 58 auf, welcher den Bremsdruckraum 26 begrenzt. Koaxial um den Führungskolben 14 ist in der Kolbenausnehmung 24 eine Einzugfeder 60 angeordnet. Die Einzugfeder 60 stützt sich einerseits an dem ringwulstartigen Kolbenabschnitt 58 und andererseits an der Greifplatte 16 derart ab, dass der Führungskolben 14 in Ansaugrichtung S durch die Einzugfeder 60 vorgespannt ist, d. h. im eingefahrenen Zustand mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist.
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Durch Beaufschlagung des Bremsdruckraumes 26 mit Druckmittel kann der Führungskolben 14 entgegen der durch die Einzugfeder 60 aufgebrachte Vorspannkraft ausgefahren werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008145085 A1 [0006]
- EP 1271623 B1 [0007]
