DE102017102652A1

DE102017102652A1 - Gripping or clamping device

Info

Publication number: DE102017102652A1
Application number: DE102017102652.5A
Authority: DE
Inventors: Markus GLÜCK; Bruno Fellhauer
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2018-08-16

Abstract

Greif- oder Spanneinrichtung (10) mit einem Grundkörper (12), mit wenigstens einer im Grundkörper (12) vorgesehen Backenführung (14) und mit wenigstens einer in der Backenführung (14) verschiebbaren Grundbacke (16, 18), wobei die Grundbacke (16, 18) mit der Backenführung (14) zusammenwirkende Führungsabschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Backenführung (14) und/oder die Führungsabschnitte (20) eine Sol-Gel-Gleitschicht (26) aufweisen, in die Trockenschmiermittel in Form von Gleitpartikeln (28) eingebracht sind.Gripping or clamping device (10) with a base body (12), with at least one in the base body (12) provided jaw guide (14) and at least one in the jaw guide (14) displaceable base jaw (16, 18), wherein the base jaw (16 , 18) with the jaw guide (14) cooperating guide portions, characterized in that the jaw guide (14) and / or the guide portions (20) have a sol-gel sliding layer (26), in the dry lubricant in the form of sliding particles (28 ) are introduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Greif- oder Spanneinrichtungen mit einem Grundkörper mit wenigstens einer im Grundkörper vorgesehenen Backenführung mit wenigstens einer in der Backenführung verschiebbaren Grundbacke, wobei die Grundbacke mit der Backenführung zusammenwirkende Führungsabschnitte aufweist.The invention relates to a gripping or clamping devices with a base body with at least one provided in the main body jaw guide with at least one movable in the jaw guide base jaw, wherein the base jaw having the jaw guide cooperating guide sections.

Derartige Greif- oder Spannvorrichtung sind in vielfältiger Art und Weise bekannt. Eingangs genannte Greifeinrichtungen zum Greifen und Handhaben von Werkstücken in Form von Parallelgreifern sind beispielsweise aus der EP 1 263 554 B1 oder in Form von Zentrischgreifern aus der DE 196 04 649 C2 bekannt. Spanneinrichtungen dienen insbesondere dazu, um Werkstücke zu spannen und um diese dann zu bearbeiten. Spanneinrichtung können dabei als stationäre Einrichtungen oder als im Betrieb rotierende Drehspannfutter ausgebildet sein können, mit denen rotierend zu bearbeitende Werkstücke gespannt werden können.Such gripping or clamping device are known in many ways. Input mentioned gripping means for gripping and handling of workpieces in the form of parallel grippers are for example from EP 1 263 554 B1 or in the form of centric grippers from the DE 196 04 649 C2 known. Clamping devices are used in particular to tension workpieces and then to process them. Clamping device can be designed as a stationary devices or as rotating in operation rotary chuck with which rotating workpieces can be clamped.

Bei den bekannten Greif- oder Spanneinrichtungen werden zwischen der Backenführung und den Führungsabschnitten Fette und/oder Öle benötigt, um eine ausreichende Schmierung und eine ausreichende Lebensdauer zu erreichen. Insbesondere dann, wenn solche Greif- oder Spanneinrichtungen mit Flüssigkeiten, wie beispielsweise Schmier- oder Spülflüssigkeiten beaufschlagt werden, werden diesen Fette und/oder Öle vergleichsweise schnell ausgeschwemmt. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Gleitführungen, die von den Backenführungen und den damit zusammenwirkenden Führungsabschnitten gebildet werden, deutlich verschlechtert.In the known gripping or clamping devices fats and / or oils are required between the jaw guide and the guide sections in order to achieve adequate lubrication and sufficient life. In particular, when such gripping or clamping devices with liquids such as lubricating or rinsing liquids are applied, these fats and / or oils are flushed out relatively quickly. As a result, the efficiency of the sliding guides, which are formed by the jaw guides and the guide portions cooperating therewith, significantly deteriorated.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Greif- oder Spanneinrichtung bereitzustellen, die insbesondere unter Flüssigkeiten günstig betrieben werden kann und die zudem eine hohe Lebensdauer aufweist.The present invention is therefore based on the object to provide a gripping or clamping device mentioned above, which can be operated favorably especially under liquids and which also has a long service life.

Diese Aufgabe wird durch eine Greif- oder Spanneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Insbesondere ist folglich vorgesehen, dass die Backenführung und/oder die Führungsabschnitte eine Sol-Gel-Gleitschicht aufweisen, in die Trockenschmiermittel in Form von Gleitpartikeln eingebracht sind.This object is achieved by a gripping or clamping device having the features of patent claim 1. In particular, it is therefore provided that the jaw guide and / or the guide sections have a sol-gel overlay, are introduced into the dry lubricant in the form of sliding particles.

Bei Sol-Gel-Schichten handelt es sich um glasähnliche Oberflächenschichten, die nach dem Sol-Gel-Prozess hergestellt sind. Bei dem Sol-Gel-Prozess handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung nichtmetallischer anorganischer oder hybridpolymerer Materialien aus kolloidalen Dispersionen, den sogenannten Solen (abgeleitet vom englischen solution - Lösung). Die Ausgangsmaterialien werden auch als Präkursoren bezeichnet. Aus ihnen entstehen in Lösung in ersten Grundreaktionen feinste Teilchen. Durch eine spezielle Weiterverarbeitung der Sole lassen sich Pulver, Fasern, Schichten oder Aerogele erzeugen. Der Sol-Gel-Prozess wird insbesondere zur Herstellung unterschiedlicher Produkte eingesetzt, insbesondere bei der Entspiegelung von Solarkollektoren, zur Oberflächenveredelung und zur Bildung von Kratzschutzschichten von Brillengläsern.Sol-gel layers are glass-like surface layers that are produced by the sol-gel process. The sol-gel process is a process for producing non-metallic inorganic or hybrid polymeric materials from colloidal dispersions, the so-called sols (derived from the English solution solution). The starting materials are also referred to as precursors. From them arise in solution in first basic reactions finest particles. Special processing of the brine can produce powders, fibers, layers or aerogels. The sol-gel process is used in particular for the production of different products, in particular for the antireflection coating of solar collectors, for surface refinement and for the formation of scratch-resistant layers of spectacle lenses.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr der an sich bekannte Sol-Gel-Prozess dazu verwendet, um auf den Backenführungen und/oder Führungsabschnitten eine Sol-Gel-Gleitschicht bereitzustellen, wobei in die Gleitschicht Trockenschmiermittel in Form von Gleitpartikeln eingebracht werden kann. Insgesamt wird dadurch eine Gleitschicht bereitgestellt, die eine hochpräzise Führung der Grundbacke in der Backenführung ermöglicht, bei Minimierung der Reibung zwischen der Backenführung des Grundkörpers und den Führungsabschnitten der Grundbacke. Durch Einbringen von den als Gleitpartikeln ausgebildeten Trockenschmiermitteln wird zudem erreicht, dass ein Auswaschen oder Ausspülen des Schmiermittels, wie es bei üblichem Öl oder Fett erfolgt, sicher verhindert wird. Die aufgrund der Reibung auftretende Verlustleistung wird dadurch dauerhaft minimiert.According to the present invention, the sol-gel process which is known per se is now used to provide a sol-gel sliding layer on the jaw guides and / or guide sections, dry lubricant in the form of sliding particles being able to be introduced into the sliding layer. Overall, a sliding layer is thereby provided which allows a high-precision guidance of the base jaw in the jaw guide, while minimizing the friction between the jaw guide of the base body and the guide sections of the base jaw. By introducing the lubricant formed as a sliding lubricant is also achieved that a washing out or rinsing of the lubricant, as is done with ordinary oil or fat, is reliably prevented. The power loss due to friction is thereby permanently minimized.

Dabei hat sich herausgestellt, dass eine Schichtdicke der Sol-Gel-Gleitschicht von 1 µm bis 6 µm und vorzugsweise von 1,2 µm bis 3,5 µm und weiter vorzugsweise im Bereich von 2,0 µm besonders vorteilhaft ist. Eine derartige Schichtdicke ist ausreichend dick, um die Gleitpartikel darin sicher einzubetten. Zudem kann diese Sol-Gel-Gleitschicht in dieser Schichtdicke prozesssicher auf die Backenführung bzw. Führungsabschnitte aufgebracht werden. Auch im Betrieb der Greif- oder Spannvorrichtung hat sich eine derartige Schichtdicke als robust und damit als vorteilhaft erwiesen.It has been found that a layer thickness of the sol-gel overlay of 1 .mu.m to 6 .mu.m and preferably from 1.2 .mu.m to 3.5 .mu.m and more preferably in the range of 2.0 microns is particularly advantageous. Such a layer thickness is sufficiently thick to securely embed the slip particles therein. In addition, this sol-gel overlay layer can be reliably applied to the jaw guide or guide sections in this layer thickness. Even during operation of the gripping or clamping device, such a layer thickness has proven to be robust and thus advantageous.

Ferner ist vorteilhaft, wenn die Sol-Gel-Gleitschicht auf Si-Präkursoren wie Tetramethylorthosilicat (TMOS), Tetraethylorthosilicat (TEOS) und/oder Tetraisopropylorthosilicat (TPOS) basiert.It is also advantageous if the sol-gel overlay is based on Si precursors such as tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetraethyl orthosilicate (TEOS) and / or tetraisopropyl orthosilicate (TPOS).

Ferner hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Sol-Gel-Gleitschicht nasschemisch auf die Backenführung und/oder auf die Führungsabschnitte aufgebracht ist. Nasschemisches Aufbringen kann insbesondere durch Eintauchen, Rakeln oder Sprühen erfolgen. Dabei sind beispielsweise der gesamte Grundkörper und/oder die gesamte Backe mit der Gleitschicht versehen. Vorteilhafterweise ist allerdings auch denkbar, dass nur die miteinander zusammenwirkenden Teilabschnitte, also insbesondere die Backenführung und die Führungsabschnitte, mit einer entsprechenden Gleitschicht versehen werden.Furthermore, it has proven to be advantageous if the sol-gel overlay is wet-chemically applied to the jaw guide and / or on the guide sections. Wet-chemical application can be carried out in particular by immersion, knife coating or spraying. In this case, for example, the entire base body and / or the entire jaw are provided with the sliding layer. Advantageously, however, it is also conceivable that only the cooperating subsections, ie in particular the jaw guide and the guide sections, are provided with a corresponding sliding layer.

Als Gleitpartikel können insbesondere Verwendung finden Grafit, Siliciumcarbid, Molybdändisulfid, Bornitrid, Kupfer und/oder Polytetrafluorethylen. In particular, graphite, silicon carbide, molybdenum disulfide, boron nitride, copper and / or polytetrafluoroethylene can be used as sliding particles.

Der Grundkörper und/oder die Grundbacke sind vorzugsweise aus elektrolytisch oxidiertem Aluminium oder aus Stahl. Es hat sich gezeigt, dass eine Sol-Gel-Gleitschicht, die auf Siliciumpräkursoren basiert, besonders gut auf diesen Materialien haftet.The base body and / or the base jaw are preferably made of electrolytically oxidized aluminum or steel. It has been found that a sol-gel overlay based on silicon precursors adheres particularly well to these materials.

Unter Verwendung von Aluminium für die Grundbacke oder dem Grundkörpern ist denkbar, dass die Beschichtung auf die grundbacke oder den Grundkörper vor dessen elektrolytischer Oxidation aufgebracht wird. Die elektrolytische Oxidation hierdurch ergibt sich eine bessere Genauigkeit der Beschichtung sowie ein besseres haften der Beschichtung am Grundkörper.Using aluminum for the base jaw or the basic bodies, it is conceivable that the coating is applied to the base jaw or the base body before its electrolytic oxidation. The electrolytic oxidation results in a better accuracy of the coating and a better adhesion of the coating on the body.

Nach Aufbringen der Sol-Gel-Gleitschicht auf den Grundkörper und/oder die Grundbacke wird diese vorzugsweise geschliffen, um eine erforderliche Oberflächengüte zu erreichen.After applying the sol-gel overlay on the body and / or the base jaw this is preferably ground to achieve a required surface finish.

Gerade dann, wenn die Backenführung mehrere sich in Führungsrichtung erstreckende Führungsstege und wenn die Führungsabschnitte mit den Stegen zusammenwirkende Führungsnuten aufweisen, kann durch das Vorsehen der Sol-Gel-Gleitschicht an sämtlichen miteinander zusammenwirkenden Abschnitten der Grundbacke und des Grundkörpers die aus der Reibung resultierende Verlustleistung minimiert werden, ohne dass die Robustheit der Gleit- oder Spanneinrichtung verloren geht.Especially when the jaw guide comprises a plurality of guide webs extending in the guide direction and when the guide sections cooperate with the webs guide grooves, can be minimized by the provision of the sol-gel sliding layer at all cooperating portions of the base jaw and the body, the friction resulting from the friction without losing the robustness of the sliding or tensioning device.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.Further details and advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description, with reference to which an embodiment of the invention is described and explained in detail.

Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung;
2 die Vorderansicht der Greifvorrichtung gemäß 1; und
3 den Ausschnitt III aus 2 in vergrößerter Darstellung.

Show it:

1 a gripping device according to the invention;
2 the front view of the gripping device according to 1 ; and
3 the section III 2 in an enlarged view.

Die in der 1 gezeigte Greifvorrichtung 10 umfasst einen Grundkörper 12 mit einer sich in Längsrichtung durch den Grundkörper 12 erstreckenden Backenführung 14. In der Backenführung 14 sind zwei gleitend verschieblich gelagerte, aufeinander zu und voneinander weg bewegbare Grundbacken 16, 18 vorgesehen. Die Grundbacken 16, 18 weisen dabei mit der Backenführung 14 zusammenwirkende Führungsabschnitte 20 auf.The in the 1 shown gripping device 10 includes a main body 12 with a longitudinally through the body 12 extending cheek guide 14 , In the jaw guide 14 are two slidingly mounted, on each other and away from each other movable base jaws 16 , 18 provided. The base jaws 16 . 18 point with the jaw guide 14 cooperating guide sections 20 on.

Insbesondere über ein im Grundkörper 12 vorgesehenes Keilhakengetriebe können die Backen synchron aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden. Solche Keilhakengetriebe sind insbesondere in der EP 1 263 554 B1 bzw. DE 196 04 649 C2 beschrieben.Especially one in the main body 12 provided wedge hook gear, the jaws can be synchronously moved toward or away from each other. Such Keilhakengetriebe are particularly in the EP 1 263 554 B1 respectively. DE 196 04 649 C2 described.

An den Grundbacken können Greiffinger angeordnet werden, mit welchen letztlich zu greifende Bauteile gehalten werden können.On the base jaws gripping fingers can be arranged with which ultimately can be held to gripping components.

Wie aus der Ansicht gemäß 2, und im Übrigen auch aus der EP 1 263 541 B1 , hervorgeht, weist die grundkörperseitige Backenführung 14 mehrere sich in Führungsrichtung erstreckende Führungsnuten 22 auf, in welche die Führungsabschnitte 20 der Grundbacken 16 und 18, die als Führungsstege 24 ausgebildet sind, eingreifen. Dadurch, dass mehrere backenseitige Führungsstege 24 und damit korrespondierende, grundkörperseitige Führungsnuten 22 vorgesehen sind, kann eine hohe Stabilität und Robustheit der Führung der Grundbacken 16 und 18 erzielt werden. Um dennoch die Gleitreibung möglichst gering zu halten, ist die Backenführung 14 bzw. sind die Oberflächen der Führungsnuten 22 mit einer glasartigen Sol-Gel-Gleitschicht 26 versehen, wie im Ausschnitt gemäß 3 deutlich zu erkennen ist. In der Gleitschicht 26 ist ein Trockenschmiermittel in Form von Gleitpartikeln 28 eingebettet. Die Gleitschicht 26 weist dabei eine Dicke von 2,5 µm bis 3,5 µm und insbesondere eine Dicke von 3,0 µm auf. Bei den Gleitpartikeln handelt es sich insbesondere um Grafit-, Siliciumcarbid-, Molybdändisulfid-, Bornitrid-, Kupfer- und/oder Polytetrafluorethylen-Partikel.As seen from the view 2 , and by the way also from the EP 1 263 541 B1 , shows, the body-side jaw guide 14 a plurality of guide grooves extending in the guide direction 22 on, in which the guide sections 20 the base jaws 16 and 18 that act as guide bridges 24 are trained, intervene. Due to the fact that several back side guide webs 24 and thus corresponding, body-side guide grooves 22 are provided, a high stability and robustness of the leadership of the base jaws 16 and 18 be achieved. Nevertheless, to keep the sliding friction as low as possible, the jaw guide 14 or are the surfaces of the guide grooves 22 provided with a glassy sol-gel sliding layer 26, as in the cutout according to 3 is clearly visible. In the sliding layer 26 is a dry lubricant in the form of sliding particles 28 embedded. The sliding layer 26 has a thickness of 2.5 microns to 3.5 microns and in particular a thickness of 3.0 microns. The sliding particles are in particular graphite, silicon carbide, molybdenum disulfide, boron nitride, copper and / or polytetrafluoroethylene particles.

Die glasartige Sol-Gel-Gleitschicht 26 samt den Partikeln 28 ist auf die Backenführung 14 vorzugsweise nasschemisch, beispielsweise durch Eintauchen des Grundkörpers 12, aufgebracht. Die Gleitschicht 26 basiert insbesondere auf Siliciumpräkursoren.The glassy sol-gel overlay 26 including the particles 28 is on the jaw guide 14 preferably wet-chemically, for example by immersing the main body 12 , applied. The sliding layer 26 is based in particular on silicon precursors.

Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Sol-Gel-Gleitschicht ausschließlich am Grundkörper 12 vorgesehen. Erfindungsgemäß ist ebenfalls denkbar, die Sol-Gel-Gleitschicht ausschließlich an den Führungsabschnitten 20 der Grundbacken 16, 18 vorzusehen, oder die Sol-Gel-Gleitschicht an der Backenführung 14 sowie an den Führungsabschnitten 20 entsprechend auszubilden.In the exemplary embodiment, the sol-gel sliding layer is exclusively on the main body 12 intended. According to the invention is also conceivable, the sol-gel sliding layer exclusively on the guide sections 20 the base jaws 16 . 18 provided, or the sol-gel sliding layer on the jaw guide 14 and on the guide sections 20 to train accordingly.

Der Grundkörper 12 ist als solcher vorzugsweise aus elektrolytisch oxidiertem Aluminium, auf welches die Gel-Sol-Gleitschicht 26 mittels dem Gel-Sol-Prozess aufgebracht ist. The main body 12 As such, it is preferably made of electrolytically oxidized aluminum onto which the gel-sol overlay 26 is applied by the gel-sol process.

Gemäß der Erfindung wird folglich eine Greifvorrichtung 10 bereitgestellt, die eine hochpräzise, stabile und robuste Führung für die Grundbacken 16, 18 vorsieht, wobei die Reibung zwischen den Grundbacken 16, 18 und dem Grundkörper 12 aufgrund des Vorsehens der Sol-Gel-Gleitschicht 26 samt Gleitpartikel 28 vergleichsweise gering ist.According to the invention, therefore, a gripping device 10 providing a high-precision, stable and robust guide for the base jaws 16 . 18 provides, whereby the friction between the base jaws 16 . 18 and the body 12 due to the provision of the sol-gel overlay 26 including sliding particles 28 is comparatively low.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1263554 B1 [0002, 0019]
DE 19604649 C2 [0002, 0019]
EP 1263541 B1 [0021]

Claims

Gripping or clamping device (10) with a base body (12), with at least one in the base body (12) provided jaw guide (14) and at least one in the jaw guide (14) displaceable base jaw (16, 18), wherein the base jaw (16 , 18) with the jaw guide (14) cooperating guide portions, characterized in that the jaw guide (14) and / or the guide portions (20) have a sol-gel sliding layer (26) into which dry lubricants in the form of sliding particles (28 ) are introduced.

Gripping or clamping device (10) after Claim 1 , characterized in that sol-gel sliding layer (26) has a thickness of 1 .mu.m to 6 .mu.m and preferably a thickness of 1.2 microns to 3.5 microns.

Gripping or clamping device (10) after Claim 1 or 2 , characterized in that the sol-gel overlay (26) is based on Si precursors such as tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetraethyl orthosilicate (TEOS), copper (Cu) and / or tetraisopropyl orthosilicate (TPOS).

Gripping or clamping device (10) after Claim 1 . 2 or 3 , characterized in that the sol-gel sliding layer (26) is wet-chemically applied to the jaw guide (14) and / or on the guide portions (20).

Gripping or tensioning device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding particles (28) comprise graphite, silicon carbide (SiC), molybdenum disulfide (MoS2), boron nitride (BN) and / or polytetrafluoroethylene (PTFE).

Gripping or clamping device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (12) and / or the base jaw (16, 18) are made of electrolytically oxidized aluminum or steel.

Gripping or clamping device (10) after Claim 6 , characterized in that the sol-gel sliding layer (26) on a non-electrolytically oxidized base body (12) and / or on a non-electrolytically oxidized base jaw (16, 18) is applied and that the base body (12) and / or the Base jaw (16, 18) after application of the sol-gel sliding layer (26) is electrolytic oxidized.

Gripping or tensioning device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the jaw guide (14) has a plurality of guide grooves (22) extending in the guide direction and that the guide sections (20) have guide webs (24) interacting with the guide grooves (22) ,