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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfingergreifer, umfassend eine Mehrzahl von Greiffingern, nämlich einen Primärgreiffinger und mehrere Sekundärgreiffinger, die in einer gemeinsamen Lagerebene an einer Basis gelagert sind und deren Spitzen relativ zu einem gemeinsamen Bewegungszentrum mit radialer und parallel zur Lagerebene gerichteter Bewegungskomponente bewegbar sind, wobei ihre über den Primärgreiffinger initiierbare Bewegung über einen die einzelnen Greiffinger koppelnden Zahneingriffsmechanismus synchronisiert ist.
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Stand der Technik
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Ein derartiger Mehrfingergreifer ist bekannt aus der
DE 36 27 918 A1 . Der in dieser Druckschrift offenbarte Dreifingergreifer weist als Basis eine Grundplatte auf, auf der ausgehend von dem Plattenzentrum drei Greiffinger mit einem Winkelabstand von je 120° radial ausgerichtet und linear verschieblich gelagert sind. Einer der Greiffinger, der Primärgreiffinger, ist über die Kolbenstange eines in die Grundplatte integrierten Kolbenzylinderantriebs, d. h. eines pneumatischen oder hydraulischen Antriebs, unmittelbar zu einer radialen Linearbewegung antreibbar. An seinen beiden Seiten weist der Primärgreiffinger je eine Zahnstange auf, die mit einem benachbarten Stirnrad kämmt, welches in der Lagerebene der Greiffinger um eine senkrecht dazu orientierte Drehachse drehbar gelagert ist. Durch die erläuterte Linearbewegung des Primärgreiffingers wird das Stirnrad in Rotation versetzt. Es kämmt mit einem weiteren Stirnrad, welches um eine parallele Drehachse ebenfalls in der Lagerebene der Greiffinger gelagert ist. Dieses weitere Stirnrad kämmt seinerseits mit einer Zahnstange des dem Primärgreiffinger einerseits benachbarten Sekundärgreiffingers. Über dieses Verzahnungsgetriebe aus zwei Zahnstangen und zwei Stirnrädern wird die Linearbewegung des Primärgreiffingers auf eine synchronisierte Linearbewegung des einerseits benachbarten Sekundärgreiffingers übertragen. Ein spiegelsymmetrisches Verzahnungsgetriebe überträgt die Linearbewegung des Primärgreiffingers in analoger Weise auch auf den andererseits des Primärgreiffingers gelagerten Sekundärgreiffinger. Jeder Greiffinger weist an seiner Spitze einen senkrecht zur Lager- und Bewegungsebene orientierten Aufsatz auf, der im Einsatzfall mit einem zu greifenden Greifgut wechselwirkt. Bspw. kann es sich bei dem Greifgut um einen waagerecht in einem Behältnis liegenden Hohlzylinder handeln, der durch zwei zusammenwirkende und jeweils an einem Ende des Hohlzylinders angreifende Greifer aus dem Behältnis herausgehoben werden soll. Hierzu müssen die beiden Greifer jeweils um wenigstens die Höhe der Aufsätze an den Spitzen der Greiffinger von den Enden des Hohlzylinders beabstandet in den Behälter eintauchen, sodass die Aufsätze benachbart zu den Hohlzylinderenden angeordnet sind, wobei davon ausgegangen werden soll, dass sich alle Greiffinger in ihrer Rückzugstellung, d. h. soweit wie möglich nach radial innen zurückgezogen befinden und dass die Aufsätze aller Greiffinger in diesem Zustand innerhalb des Innendurchmessers des Hohlzylinders liegen. Sodann müssen die beiden Greifer in Richtung der Hohlzylinderachse aufeinander zu verschoben werden, bis die Aufsätze in den Innenraum des Hohlzylinders eingreifen. Sodann muss der Kolbenzylinderantrieb derart betätigt werden, dass der Primärgreiffinger linear nach radial außen verschoben wird, wobei auch die Sekundärgreiffinger aufgrund des oben erläuterten Getriebemechanismus eine analoge Auswärtsbewegung durchführen. Dies erfolgt solange, bis die Aufsätze aller drei Greiffinger auf jeder Seite des Hohlzylinders kraftschlüssig an dessen Innenwandung anliegen. Sodann kann der Hohlzylinder durch eine koordinierte Vertikalbewegung der beiden Greifer aus dem Behältnis herausgehoben werden. Eine typische Anwendung eines solchen Verfahrens folgt im Rahmen einer automatisierten Einzelverpackung von sogenannten Filterkerzen von Filtrieranlagen, die waagerecht in Wannen gestapelt angeliefert werden.
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Ein wesentlicher Nachteil des bekannten Dreifingergreifers besteht darin, dass zwischen den Enden des Hohlzylinders und einem benachbarten Hindernis, bspw. einer Behältniswand oder einem benachbarten Hohlzylinder, ein Freiraum vorliegen muss, der wenigstens der Dicke der Grundplatte zuzüglich der Höhe der Greiffingeraufsätze entsprechen muss. Zudem ist es zwingend erforderlich, dass die beiden Greifer nicht nur vertikal, sondern auch aufeinander zu bewegbar sind, und zwar gesteuert bewegbar. Der erstgenannte Nachteil führt zu Raumproblemen bei der Packung der Hohlzylinder, bspw. der genannten Filterkerzen in genormten Wannen. Der zweite Nachteil führt zu konstruktiven Problemen und Mehrkosten im Hinblick auf die Komplexität der Greifersteuerung.
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Aus der
DE 11 2004 000 898 T5 ist ein pneumatischer Zweifingergreifer bekannt. Zwei Greiffinger, nämlich ein Primärfinger und ein Sekundärfinger, sind in ihrer Grundstellung in kollinearer Ausrichtung einander axial benachbart angeordnet und an ihren einander zugewandten Enden um parallel zueinander ausgerichtete Schwenkachsen schwenkbar gelagert. Jeder Greiffinger ist in seinem Schwenklagerbereich beidseitig mit je einem Zahnkranz versehen, der drehfest mit ihm verbunden ist. Die Zahnkränze der Greiffinger kämmen paarweise miteinander. Unterhalb der Greiffinger ist eine zweispurige, parallel zu den Greiffingern ausgerichtete Zahnstange angeordnet, die mit den zwei Zahnkränzen eines des Primärfingers in Zahneingriff steht. Unterhalb der Zahnstange ist ein parallel zu ihr verschieblicher Pneumatik-Kolben angeordnet. Mit diesem ist die Zahnstange über einen Bolzen verbunden, sodass eine Axialverschiebung des Pneumatik-Kolbens zu einer Axialbewegung der Zahnstange führt. Diese Axialbewegung wird durch den Zahneingriff mit den Zahnkränzen des Primärfingers in eine Schwenkbewegung desselben übersetzt. Gleichzeitig führt der Zahneingriff der Primärfinger-Zahnkränze mit den Zahnkränzen des Sekundärfingers zu einer spiegelsymmetrischen Schwenkbewegung des Letzteren. Hierdurch werden die Greiffinger in ihre Schwenkstellung überführt, in der sie parallel zueinander und senkrecht zu ihrer jeweiligen Grundstellung ausgerichtet sind. Für das oben geschilderte Handling von Hohlzylindern ist ein derartiger Zweifingergreifer ungeeignet.
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Aufgabenstellung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Mehrfingergreifer derart weiterzubilden, dass der zum Greifen von Hohlkörpern erforderliche Platzbedarf als auch die hierfür erforderliche Komplexität der Greiferbewegung reduziert werden.
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Darlegung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass jeder Greiffinger als ein Haken mit einer wenigstens abschnittweise einem Teilkreisbogen folgenden Außenkontur ausgebildet und schwenkbar um eine senkrecht durch den Kreismittelpunkt dieses Teilkreisbogens verlaufende Schwenkachse gelagert ist, wobei der teilkreisbogenförmige Abschnitt der Außenkontur jedes Greiffingers mindestens einen Kegelverzahnungsabschnitt aufweist, der im Bereich des gemeinsamen Bewegungszentrums mit einem korrespondierenden Kegelverzahnungsabschnitt eines seitlich nächst benachbarten Greiffingers kämmt.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Zunächst sieht die Erfindung eine Abkehr von der bekannten Linearbewegung der Greiffinger vor und setzt auf eine Schwenkbewegung der hakenförmig ausgebildeten Greiffinger. Die Greiffinger sind dabei nach wie vor radial, von einem gemeinsamen Bewegungszentrum aus gesehen, angeordnet, wobei die Außenkrümmungen der Haken einander zugewandt sind, sodass eine Verschwenkung um ihre in einer gemeinsamen Lagerebene angeordneten Schwenkachsen zu einer zweikomponentigen Bewegung der Greiffingerspitzen führt, nämlich einerseits senkrecht zur Lagerebene und andererseits in jeweils radialer Richtung parallel zur Lagerebene. Insbesondere führt die Bewegung der Greiffingerspitzen beim Vorschub aus der Lagerebene heraus und nach jeweils radial außen, wohingegen die Bewegung beim Rückzug des Greifers die Greiffingerspitzen nach radial innen und zurück in die Lagerebene führt. Die Synchronisierung der Greiffingerbewegung erfolgt dabei über Kegelverzahnungen, die auf den Außenkrümmungen der Greiffingerhaken angebracht sind. Der Kegelwinkel der Kegelverzahnungen richtet sich dabei nach dem Winkelabstand der Greiffinger. Bei drei symmetrisch angeordneten Greiffingern, die folglich einen Winkelabstand von 120° aufweisen, beträgt der Kegelwinkel jeder Kegelverzahnung 60°. Bei asymmetrischer Anordnung der Greiffinger und/oder einer anderen Anzahl von Greiffingern sind die Winkel entsprechend anzupassen. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass ein derartiger Greifer im deaktivierten Zustand mit einer rein vertikalen Bewegung unmittelbar neben das Ende des z. B. hohlzylindrischen Greifgutes gefahren werden kann. Bei Aktivierung des Greifers schwenken seine Schwenkarme in den Innenraum des Hohlzylinders ein und führen zugleich eine nach radial außen gerichtete Bewegung durch, die zu einer festen Anlage der Greiffingerspitzen an der Innenwandung des Hohlzylinders führt. Zugleich baut ein erfindungsgemäßer Greifer sehr flach, sodass auch der notwendige Freiraum axial neben dem Greifgut sehr klein bemessen sein kann.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass jeder Greiffinger beidseitig je einen seitlichen Kegelverzahnungsabschnitt mit zueinander entgegengesetzter Anschrägung aufweist und jeder dieser beiden Kegelverzahnungsabschnitte mit dem jeweils korrespondierenden Kegelverzahnungsabschnitt des ihm seitlich nächstbenachbarten Greiffingers kämmt. Dies bedeutet, dass jeder Greiffinger mit beiden ihm nächstbenachbarten Greiffingern über eine entsprechende Kegelverzahnung wechselwirkt. Der Fachmann wird erkennen, dass eine derartige Doppelverzahnung jedes Greiffingers für die Synchronisierung aller Greiffinger nicht erforderlich ist. Insbesondere ist es, unabhängig von der Anzahl der Greiffinger möglich, dass zwei der Greiffinger lediglich eine einzelne Kegelverzahnung tragen, während die übrigen eine doppelte Kegelverzahnung aufweisen. In dem besonders bevorzugten Fall eines Dreifingergreifers könnte der Primärgreiffinger mit besagter doppelter Kegelverzahnung ausgestattet sein, während die beiden Sekundärgreiffinger lediglich eine einzelne Kegelverzahnung aufweisen, die mit der jeweils korrespondierenden Kegelverzahnung des Primärgreiffingers kämmt, wohingegen eine direkte Wechselwirkung der Sekundärgreiffinger nicht zwingen erforderlich ist. Die Ausbildung einer doppelten Kegelverzahnung bei allen Greiffingern beugt jedoch Verspannungen im System vor und ist zudem, wie weiter unten noch erläutert werden soll, auch im Hinblick auf die Fertigung der Greiffinger vorteilhaft.
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Günstigerweise sind die beiden Kegelverzahnungsabschnitte jedes Greiffingers um einen halben Zahnabstand zueinander versetzt. Jeder Greiffinger weist somit eine „rechte” und eine „linke” Seite auf, die sich insbesondere durch besagten Verzahnungsversatz unterscheiden, im Übrigen jedoch spiegelsymmetrisch ausgebildet sein können. Dies kann fertigungstechnisch dahingehend ausgenutzt werden, dass jeder Greiffinger aus zwei mit Ausnahme der besagten Zahnversetzung spiegelsymmetrischen, je einen der Kegelverzahnungsabschnitte tragenden Formscheiben aufgebaut ist. Dies bedeutet, dass alle Greiffinger insoweit identisch ausgebildet sein können und die Montage insofern erleichtert wird, als bezüglich der Verzahnung keine besondere Auswahl der Greiffinger vorgesehen sein muss, da in jedem Fall stets ein „rechter” und ein „linker” Kegelverzahnungsabschnitt miteinander kämmen. Wären hingegen die Kegelverzahnungsabschnitte jedes einzelnen Greiffingers untereinander gleich, müssten, um eine gleichmäßige Greiffingerbewegung zu gewährleisten, die Kegelverzahnungsabschnitte benachbarter Greiffinger gegeneinander versetzt sein, was die Notwendigkeit zweier Sorten von Greiffingern erforderlich machen würde. Dies wäre logistisch und montagetechnisch nachteilig.
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Bislang wurden noch keine Details zum Antrieb des Primärgreiffingers erläutert. In der Tat stehen dem Fachmann hier etliche Varianten zur Verfügung, von denen nachfolgend eine besonders bevorzugte ausführlich erläutert werden soll. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Primärgreiffinger einen teilbogenförmig um seine Schwenkachse zentrierten Stirnverzahnungsabschnitt aufweist, der mit einem an der Basis gelagerten, antreibbaren Zahneingriffselement kämmt. Außer seiner ggf. doppelten Kegelverzahnung weist der Primärgreiffinger bei dieser Ausführungsform somit eine zusätzliche Stirnverzahnung auf. Ihr Teilkreisbogen erstreckt sich um dieselbe Achse wie der Teilkreisbogen der Kegelverzahnung, wobei jedoch eine Winkelversetzung sowie unterschiedliche Radien möglich sind. Insbesondere ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der Radius des Stirnverzahnungsabschnitts kleiner ist als derjenige des Kegelverzahnungsabschnitts. Besagter Stirnverzahnungsabschnitt dient als Ansatzstelle für den Antrieb des Primärgreiffingers, wozu ein antreibbares Zahneingriffselement vorgesehen ist, welches unterschiedlich gestaltet sein kann. Besonders bevorzugt ist das antreibbare Zahneingriffselement als eine lineare Zahnstange ausgebildet. Diese kann mittels eines geeigneten motorischen Stelltriebes linear verschoben werden. Diese Linearbewegung wird über die Wechselwirkung mit dem teilkreisbogenförmigen Stirnverzahnungsabschnitt des Primärgreiffingers in eine Schwenkbewegung desselben übersetzt, die dann über dessen Kegelverzahnungsabschnitte auf die Sekundärgreiffinger übertragen wird. Zum Linearantrieb der Zahnstange kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Basis einen mit der Zahnstange gekoppelten Kolbenzylinderantrieb trägt. Selbstverständlich ist es auch möglich, hier eine andere Art motorischen Antriebs, beispielsweise einen Linearmotor oder einen elektromagnetischen Antrieb oder Ähnliches zu verwenden. Die Verwendung pneumatischer oder hydraulischer Systeme hat sich in der Praxis als besonders günstig erwiesen.
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Anstelle einer Zahnstange kann das antreibbare Zahneingriffselement, welches mit dem Stirnverzahnungsabschnitt des Primärgreiffingers wechselwirkt, auch als ein drehbewegliches Stirnrad oder eine drehbewegliche Schnecke ausgebildet sein. Der Fachmann wird erkennen, dass die spezielle Gestalt der Stirnverzahnung des Stirnverzahnungsabschnittes des Primärgreiffingers jeweils auf das antreibbare Zahneingriffselement an der Basis abgestimmt sein muss.
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Oben wurde bereits der besonders bevorzugte Aufbau der Greiffinger aus zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrischen Formscheiben diskutiert, welcher dem Gedanken möglichst weitgehender Teileeinheitlichkeit folgt. In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwischen den Formscheiben jedes Greiffingers ein Teilringscheibenelement fixiert ist, welches bei dem Primärgreiffinger den Stirnverzahnungsabschnitt trägt. Grundsätzlich ist denkbar, dass ein identisches Teilringscheibenelement auch zwischen den Formscheiben der Sekundärgreiffinger fixiert ist. Dieses wäre zwar funktionsfrei; die Ausgestaltung hätte jedoch den Vorteil, dass logistisch und montagetechnisch nicht zwischen Primär- und Sekundärgreiffinger unterschieden werden müsste. Allerdings ist die Produktion von stirnverzahnten Teilringscheiben mit nicht unerheblichen Kosten verbunden. Es kann daher, besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass ein derartiges, stirnverzahntes Teilringscheibenelement nur zwischen den Formscheiben des Primärgreiffingers fixiert ist, wohingegen zwischen den Formscheiben jedes Sekundärgreiffingers ein entsprechendes, unverzahntes Teilringscheibenelement fixiert ist. Die Dimensionen und Montageschritte sind bei dieser Ausführungsform für Primär- und Sekundärgreiffinger grundsätzlich identisch. Die Herstellung verzahnter Teilringscheibenelemente für die Sekundärgreiffinger ist jedoch deutlich kostengünstiger als die Herstellung der stirnverzahnten Teilringscheibenelemente für den Primärgreiffinger. Der Fachmann wird hier in Ansehung des jeweiligen Einzelfalles zwischen den Vor- und Nachteilen einer weitgehenden Teilevereinheitlichung einerseits und den Teilekosten andererseits abzuwägen haben.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1: eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Greifers in seiner Rückzugsstellung,
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2: der Greifer von 1 in seiner Vorschubstellung,
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3: eine Seitenansicht des Primärgreiffingers des Greifers von 1,
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4: eine Draufsicht auf den Primärgreiffinger von 3
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5: der Greifer von 1 mit demontiertem Primärgreiffinger.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche Elemente hin. Die 1 und 2 zeigen eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Greifers 10 in dessen Rückzugsstellung (1) und dessen Vorschubstellung (2). Der gezeigte Greifer 10 weist eine Basis 12 auf, die eine Grundplatte 121 umfasst, auf welcher zwei 120°-Winkel 122 sowie ein Dreiecksblock 123 so aufgesetzt sind, dass sie zwischen sich einen Y-förmigen, endständig und oben offenen Kanal bilden. Die einzelnen Schenkel des Y-förmigen Kanals schließen zueinander jeweils paarweise einen Winkel von 120° ein und laufen etwa im Zentrum der Grundplatte 121 zusammen. In jedem der Kanalschenkel ist ein Greiffinger 14 schwenkbeweglich gelagert, wobei jeder Kanalschenkel quer zu seiner Längserstreckungsrichtung von einer Schwenkachse durchsetzt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Schwenkachse als eine hohle Steckhülse ausgebildet, die mittels Schrauben 16 an den Winkeln 122 bzw. dem Dreiecksblock 123 fixiert ist. An die lange Seite des Dreiecksblocks 123 schließt sich ein in einem Gehäuse 18 angeordneter Kolbenzylinderantrieb an, auf dessen Funktion weiter unten noch weiter eingegangen werden soll. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Kolbenzylinderantrieb als pneumatischer Antrieb ausgebildet, wie an den Pneumatikanschlüssen 181 des Gehäuses 18 erkennbar.
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Die 3 und 4 zeigen einen der Greiffinger 14, nämlich den Primärgreiffinger 141, der in dem den Stamm des Y-Kanals bildenden Kanalschenkel (unten in den 1 und 2) gelagert ist. 5 zeigt den Greifer 10 in der gleichen Stellung wie in 1, jedoch mit demontiertem Primärgreiffinger 141. Die beiden übrigen Greiffinger 14 werden nachfolgend als Sekundärgreiffinger 142 angesprochen. In der Seitenansicht (3) weist der Primärgreiffinger 141 eine im Wesentlichen halbkreisförmige Kontur auf, wobei in seinem Zentralbereich eine Nabe 143 angeordnet ist, die als äußere Gleitlagerhülse ausgebildet ist und mit der den Kanal durchsetzenden Steckhülse der Schwenkachse ein Gleitlager bildet. Einseitig – unten in 3 – weist die die Halbkreisform des Primärfingers 141 begrenzende Kreissehne eine Kehlung 144 auf, die zur Bildung einer Greiffingerspitze 145 führt. Diese Spitze 145 dient als Wechselwirkungsbereich des Primärfingers 141, mit dem er die Innenwandung eines von dem Greifer 10 zu greifenden Hohlkörpers kontaktiert.
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Wie insbesondere in 1 erkennbar, ist der Primärgreiffinger 141 im Montageendzustand so gelagert, dass seine Fingerspitze 145 in Rückzugsposition im Bereich des Grundplattenzentrums und in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Fingerspitzen 145 der im Wesentlichen gleich aufgebauten Sekundärgreiffinger 142 liegt. Gleichzeitige Verschwenkung des Primärgreiffingers 141 und der Sekundärgreiffinger führt zu einer Bewegung der Fingerspitzen 145 auf einer Kreisbahn aus der Lagerebene (die gemeinsame Ebene der Schwenkachsen) heraus und nach radial außen. Diese Vorschubstellung ist in 2 erkennbar. Der Fachmann wird verstehen, dass ein zentriert auf den Winkeln 122 und dem Dreiecksblock 123 mit seiner Stirnfläche aufsitzender Hohlkörper, z. B. ein Hohlzylinder, von den Greiffingern 14 in deren Vorschubstellung ergriffen wird, indem sie sich gegen seine Innenwandung verspannen und ihn kraftschlüssig fixieren. Sofern der Hohlkörper an seiner Stirnseite über einen nach Innen ragenden Rand verfügt, können die Körperspitzen 145 aufgrund der Kehlungen 144 diesen Rand hintergreifen, sodass alternativ oder zusätzlich zu dem genannten Kraftschluss ein Formschluss realisiert werden kann.
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Von besonderer Bedeutung bei einem solchen Greifvorgang ist die synchronisierte Bewegung aller Greiffinger 14, wobei die Bewegung allein über eine Betätigung des Primärgreiffingers 141 initiiert wird und die Sekundärgreiffinger 142 durch einen nachfolgend erläuterten Verzahnungsmechanismus mitgenommen werden. Hierzu weisen sämtliche Greiffinger, wie in den 3 und 4 am Beispiel des Primärgreiffingers 141 repräsentativ gezeigt, im Bereich der Teilkreisbogenlinie ihrer Außenkontur beidseitig je einen Kegelverzahnungsabschnitt 146a, b auf. Mit diesen Kegelverzahnungsabschnitten 146a, b kämmt jeder Greiffinger 14 mit dem korrespondierenden Kegelverzahnungsabschnitt 146b, a seiner beiden benachbarten Greiffinger 14. Diese Zahnungseingriffe sind insbesondere in 2 gut zu erkennen.
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Bei der dargestellten, besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Greiffinger 14 aus zwei im Wesentlichen spiegelsymmetrischen Formplatten 147a, b aufgebaut. „Im Wesentlichen” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Formscheiben 147a, b nicht vollkommen spiegelsymmetrisch sind, sondern dass ihre Kegelverzahnungen einen Zahnversatz dz von einem halben Zahnabstand aufweisen. Ein derartiger Zahnversatz zwischen zwei benachbarten, miteinander wechselwirkenden Verzahnungen ist zwingend erforderlich, damit die Bewegungen der Greiffingerspitzen 145 exakt synchron laufen können und diese bei einem zentrierten Hohlzylinder dessen Innenwandung gleichzeitig kontaktieren. Ohne den Zahnversatz dz zwischen den Kegelverzahnungsabschnitten 146a, b jedes einzelnen Greiffingers 14 müssten Primär- und Sekundärgreiffinger 141, 142 unterschiedlich ausgestaltet sein; außerdem könnten die beiden Sekundärgreiffinger 142 nicht direkt miteinander kämmen. Alle drei Greiffinger 14 müssten daher individuell verschieden gestaltet werden, was einen logistisch hohen Aufwand bedeuten würden. Durch den Zahnversatz dz zwischen den Verzahnungsabschnitten jedes einzelnen Greiffingers 14 ist es möglich, diese gleich, nämlich aus identischen Paaren von Formscheiben 147a, b aufzubauen.
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Zur Initiierung ist es erforderlich, den Primärgreiffinger in eine Schwenkbewegung zu versetzen. Hierzu weist dieser einen zwischen den Kegelverzahnungsabschnitten 146a, b positionierten Stirnverzahnungsabschnitt 148 auf, der sich teilkreisbogenförmig zentriert um die Schwenkachse erstreckt, wobei bei der gezeigten Ausführungsform der Radius des Stirnverzahnungsabschnitts 148 kleiner ist als der Radius der Kegelverzahnungsabschnitte 146a, b. Wie insbesondere in 4 erkennbar, liegt somit der Stirnverzahnugsabschnitt 148 in einer Nut zwischen den Kegelverzahnungsabschnitten 146a, b. Der Stirnverzahnungsabschnitt 148 ist bei der gezeigten Ausführungsform auf der Außenkontur eines Teilringelementes ausgebildet, welches zwischen den beiden Formscheiben 146a, b fixiert ist. Es ist möglich, auch die Sekundärgreiffinger 142 mit einem solchen (dort funktionslosen) verzahnten Teilringelement zu versehen. Alternativ kann das Teilringelement der Sekundärgreiffinger 142 auch unverzahnt ausgebildet sein oder vollständig weggelassen werden.
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In die auf ihrem Nutgrund stirnverzahnte Nut zwischen den beiden Formscheiben 146a, b des Primärgreiffingers 141 greift bei der gezeigten Ausführungsform eine mit dem Stirnverzahnungsabschnitt 148 kämmende Zahnstange 20, die linearverschieblich in dem Lagerkanal des Primärgreiffingers 141 in einer Nut 22 der Grundplatte 121 gelagert ist. Die Zahnstange 20 ist, wie insbesondere in 5 erkennbar, mit einer den Dreiecksblock 123 durchsetzenden Kolbenstange 24 des Kolbenzylinderantriebs verbunden.
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In der Rückzugsstellung des Greifers 10 ist die Kolbenstange 24 und mit ihr die Zahnstange 20 voll ausgefahren, wie insbesondere in den 1 und 5 erkennbar. Eine Aktivierung des Kolbenzylinderantriebs führt zu einem Einziehen der Kolbenstange 24 und mit ihr der Zahnstange 20. Aufgrund ihres Verzahnungseingriffs mit dem Stirnverzahnungsabschnitt 148 des Primärgreiffingers 141 führt dieser dabei eine Schwenkbewegung um seine Schwenkachse aus, wobei diese Schwenkbewegung aufgrund der Verzahnungseingriffe seiner Kegelverzahnungsabschnitte 146a, b mit den korrespondierenden Kegelverzahnugsabschnitten 146b, a der Sekundärgreiffinger 142 zu einer synchronen Schwenkbewegung der Letzteren führt. Analoges gilt für die Rücküberführung des Greifers 10 in seine Rückzugsstellung durch erneutes Ausfahren der Kolbenstange 24 und mit dieser der Zahnstange 20.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere ist es möglich, statt der gezeigten drei Greiffinger 14 auch eine größere Anzahl von Greiffingern 14 vorzusehen. Auch ist es nicht zwingend erforderlich diese über den Umfang gleichverteilt anzuordnen, wobei im nicht-symmetrischen Fall die Winkelstellungen der Kegelverzahnungsabschnitte geeignet anzupassen wären. Auch die grundplattenartige Ausgestaltung der Basis 12 ist für das Funktionsprinzip der Erfindung nicht zwingend.
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Schließlich kann anstelle des Zahnstangenantriebs des Primärgreiffingers 141 auch ein Stirnrad- oder Schneckentrieb o. ä. verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Greifer
- 12
- Basis
- 121
- Grundplatte
- 122
- Winkel
- 123
- Dreiecksblock
- 14
- Greiffinger
- 141
- Primärgreiffinger
- 142
- Sekundärgreiffinger
- 143
- Nabe
- 144
- Kehlung
- 145
- Fingerspitze
- 146a, b
- Kegelverzahnungsabschnitt
- 147a, b
- Formscheibe
- 148
- Stirnverzahnungsabschnitt
- 16
- Schraube
- 18
- Gehäuse
- 181
- Pneumatikanschluss
- 20
- Zahnstange
- 22
- Nut
- 24
- Kolbenstange
- dz
- Zahnversatz
