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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine wenigstens ein erfindungsgemäßes Kontaktelement aufweisende Greifvorrichtung zum Halten des wenigstens einen Bauteils.
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Ein Kontaktelement zum Halten wenigstens eines Bauteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der
DE 10 2007 026 721 A1 bekannt. Das bekannte Kontaktelement zeichnet sich durch Kontaktmittel aus, die eine Kontaktierungsfläche für das wenigstens eine Bauteil ausbilden. Die Kontaktmittel dienen zum Halten des wenigstens einen Bauteils, wobei unter einem Halten das Greifen, Festhalten, Ausrichten und/oder Positionieren des wenigstens einen Bauteils zu verstehen ist. Hierfür wird das wenigstens eine Bauteil mit der Kontaktierungsfläche der Kontaktmittel in Kontakt gebracht, um die Position und/oder Lage des wenigstens einen Bauteils beeinflussen zu können. Jedoch ist es nachteilig, dass eine zuverlässige Kontaktierung für eine genaue Ausrichtung von Bauteilen mit unebenen Konturen (Außenseitenflächen) nur eingeschränkt möglich ist. Ferner ist das Halten von unebenen ausgebildeten Bauteilen nur bei ungleichmäßiger Kraftbeaufschlagung des wenigstens einen Bauteils mit der Kontaktierungsfläche des Kontaktelements möglich, da aufgrund der unebenen Kontur des Bauteils die starre Kontaktierungsfläche nur abschnittsweise in Kontakt mit dem wenigstens einen Bauteil tritt. Dies führt dazu, dass die Krafteinwirkung auf das wenigstens eine Bauteil beim Greifen, Festhalten, Ausrichten und/oder Positionieren nur punktuell und/oder abschnittsweise, also nicht gleichmäßig auf das wenigstens eine Bauteil wirkt. Jedoch gibt es Anwendungen, bei denen eine gleichmäßige Krafteinwirkung (Kraftbeaufschlagung) des wenigstens einen Bauteils mittels der Kontaktierungsfläche der Kontaktmittel erforderlich ist, beispielsweise bei druckempfindlichen Bauteilen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Kontaktelement zum Halten wenigstens eines Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Kraftübertragung beim Greifen, Festhalten und/oder Ausrichten (Positionieren) des wenigstens einen Bauteils optimiert wird. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Kontaktmittel durch eine Vielzahl von elastischen Kammerelementen zu realisieren, die ein flüssiges und/oder gasförmiges und/oder rieselförmiges Medium enthalten. Hierbei wird unter einem rieselförmigen Medium ein körniger Stoff verstanden, wie etwa Sand mit kleiner Körngröße. Die das Medium aufweisenden Kammerelemente sind hierfür so ausgebildet, dass durch Kraftbeaufschlagung der Kontaktmittel durch das wenigstens eine Bauteil gegen die Kontaktierungsfläche die Kontur des wenigstens einen Bauteils an der Kontaktierungsfläche ausbildbar ist, wobei sich die Kontaktierungsfläche durch die elastischen Kammerelemente sowohl nach innen als auch nach außen wölben kann. Durch die elastischen Kammerelemente wird eine flexible Anpassung der Kontaktierungsfläche an das Bauteil möglich, wodurch eine homogene Kraftbeaufschlagung des wenigstens einen Bauteils mittels der Kontaktierungsmittel erfolgt. Neben der homogenen Kraftbeaufschlagung von im Bereich der Kontaktierungsfläche unebenen Bauteilen ermöglicht dies auch ein genaueres Positionieren des wenigstens einen Bauteils. Vorteilhaft hierbei ist erfindungsgemäß zudem auch, dass durch das erfindungsgemäße Kontaktelement unterschiedlich ausgebildete Bauteile gehalten bzw. gleichmäßig kontaktiert werden können, da aufgrund der elastischen Kammerelemente die Kontaktierungsfläche unterschiedliche Konturen von zahlreichen Bauteilen abbilden kann. Es sind daher keine an die jeweiligen Bauteile angepassten Formatteile erforderlich.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kontaktelements zum Halten wenigstens eines Bauteils sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die elastischen Kontaktelemente zum Ausbilden der Kontaktierungsfläche identisch ausgebildet und/oder zueinander unmittelbar benachbart angeordnet. Durch die unmittelbar benachbarte Anordnung der elastischen Kammerelemente ist es möglich, die Kontur des wenigstens einen Bauteils genau nachzubilden und somit auch in Abhängigkeit der Größe der elastischen Kammerelemente eine detailgetreue Nachbildung der Kontur des wenigstens einen Bauteils auszubilden. Gleichzeitig werden durch die identisch ausgebildeten elastischen Kammerelemente die Herstellungskosten für die erfindungsgemäßen Kontaktmittel relativ gering gehalten, da sich diese vorteilhaft aus identischen Einzelstücken zusammensetzten lassen.
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Weiterbildend ist es bevorzugt, dass wenigstens ein elastisches Kammerelement eine quaderförmige oder vieleckförmige (polyederförmige) Form aufweist, wobei hierbei durch jeweils eine Seitenfläche (Außenseitenfläche) des elastischen Kammerelements ein Teilbereich der Kontaktierungsfläche der Kontaktmittel ausgebildet wird. Bei einer quaderförmigen Ausbildung der elastischen Kammerelemente ist es weiter bevorzugt, wenn diese eine Würfelform aufweisen. Alternativ kann es auch zweckmäßig sein, wenn die elastischen Kammerelemente als Polyeder ausgebildet sind und sich hierbei die Kontaktierungsfläche aus den verschiedenen vieleckigen (wabenförmigen) Seitenflächen der Polyeder zusammensetzt. Dies ermöglicht eine detailgetreue Nachbildung der Kontur eines Bauteils, wobei eine hohe Flexibilität der Kontaktierungsfläche bei der Ausbildung der Kontur des wenigstens einen Bauteils ermöglicht wird, das in Form und Größe stark variieren kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass alle elastischen Kammerelemente zum Austausch des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums über einen das Medium führenden und/oder leitenden Verbindungsabschnitt unmittelbar und/oder mittelbar über ein Koppelkammerelement miteinander verbunden sind. Durch die mediumleitende (fluidleitende und/oder gasleitende) Verbindung und damit mediumleitende Kopplung sämtlicher elastischer Kammerelemente kann bei Kraftbeaufschlagung der Kontaktmittel gegen das wenigstens eine Bauteil das flüssige und/oder gasförmige Medium von einzelnen elastischen Kammerelementen in benachbarte elastische Kammerelemente strömen, wodurch sich an der Kontaktierungsfläche der Kontaktmittel die Kontur des wenigstens einen Bauteils ausbilden lässt. Hierfür sind die elastischen Kammerelemente der Kontaktmittel derart ausgebildet, dass sich die Kontaktierungsfläche durch die Kraftbeaufschlagung bereichsweise nach innen oder nach außen wölbt, wobei es dann bei den nach innen gewölbten elastischen Kammerelementen zum Verdrängen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums kommt, das sich in den nach außen gewölbten elastischen Kammerelementen sammelt.
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Weiterbildend ist es vorgesehen, dass das Koppelkammerelement durch wenigstens eines der elastischen Kammerelemente oder durch ein zusätzliches Koppelkammerelement ausgebildet ist. Hierbei kann durch das zusätzliche Koppelkammerelement der Druck zwischen den einzelnen elastischen Kammerelementen besonders effizient verteilt werden. Hierfür ist es besonders bevorzugt, wenn das zusätzliche Koppelkammerelement mit sämtlichen elastischen Kammerelementen mediumleitend verbunden ist.
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Weiterbildend ist es vorgesehen, dass das zusätzliche Koppelkammerelement nicht die Kontaktierungsfläche der Kontaktmittel ausbildet und/oder teilweise Bestandteil davon ist und insbesondere an der Seitenfläche des elastischen Kammerelements vorgesehen ist, die zu der Kontaktierungsfläche gegenüberliegend angeordnet ist (Rückseite). Dies ermöglicht es, dass bei Kraftbeaufschlagung der Kontaktmittel gegen das wenigstens einen Bauteil das flüssige und/oder gasförmige Medium direkt von den vorderen elastischen Kammerelementen in das zusätzliche (hintere) Koppelkammerelement strömen kann, was eine schnelle Ausbildung der Kontur ermöglicht. Ferner ist es weiterbildend vorgesehen, dass dem zusätzlichen Koppelkammerelement oder einem einzelnen elastischen Kammerelement ein Vorratskammerelement mediumleitend zugeordnet ist, das nicht Bestandteil der Kontaktierungsfläche ist und dessen Volumen insbesondere variabel ist, wobei in einem Ruhezustand kein flüssiges und/oder gasförmiges Medium in dem Vorratskammerelement enthalten ist.
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Weiterbildend ist es vorgesehen, dass dem Verbindungsabschnitt ein den Volumenstrom des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums beeinflussendes Strömungselement zugeordnet ist, wobei in einem Sperrzustand des Strömungselementes das Strömen des Mediums durch das Strömungselement vollständig unterbunden werden kann. In diesem Zusammenhang ist es weiterbildend vorgesehen, dass sich das Strömungselement passiv steuern lässt, wodurch sich der Sperrzustand durch ein Druckverhältnis zwischen dem Innendruck des elastischen Kammerelements und dem Innendruck eines oder mehrerer elastischer Kammerelemente und/oder dem Vorratskammerelement steuern lässt.
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Durch den Sperrzustand der Strömungselemente lässt sich das durch die kraftbeaufschlagte Kontaktierung entstandene Druckverhältnis zwischen den einzelnen elastischen Kammerelementen, dem Koppelkammerelement und dem Vorratskammerelement erhalten, wodurch sich die in der Kontaktierungsfläche ausgebildete Kontur zumindest teilweise auch nach dem Trennen des wenigstens einen Bauteils von der Kontaktierungsfläche erhalten lässt. Dies ermöglicht es, insbesondere im Rahmen einer Serienfertigung von identischen Bauteilen, die Zeitdauer zur Ausbildung der Kontur des wenigstens einen Bauteils an der Kontaktierungsfläche deutlich zu reduzieren.
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Hierbei ermöglicht ein passiv steuerbares Strömungselement die Herstellungskosten relativ gering zu halten, da die Ansteuerung der Strömungselemente deutlich vereinfacht werden kann. Unter einem passiven Strömungselement wird im Rahmen der Erfindung ein Strömungselement verstanden, dessen Sperrzustand über das Druckverhältnis der über das Strömungselement verbundenen Elemente (Kammerelement, Koppelkammerelement oder Vorratskammerelement) steuerbar ist. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch eine Kombination von aktiven und passiven Strömungselementen, wobei dann durch das aktive Strömungselement der Zustand der passiven Strömungselemente über den Druck in einem gemeinsamen Element gesteuert werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Längen- und Breitendimensionierung sämtlicher elastischen Kammerelemente 20cmx20cm, weiter bevorzugt 15cmx15cm, besonders bevorzugt 10cmx10cm, ganz besonders bevorzugt 5cmx5cm. Hierbei hat es sich gezeigt, dass bei einer solchen Dimensionierung der elastischen Kammerelemente zur Ausbildung der Kontaktierungsfläche eine vorteilhafte Anpassung und somit hohe Flexibilität erzielt werden kann. Allerdings ist hierbei die Größe des Bauteils in Relation zur Dimensionierung der elastischen Kammerelemente entscheidend, weshalb bei kleinen Bauteilen eine kleinere Dimensionierung der elastischen Kammerelemente zweckmäßig ist.
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Weiterbildend ist es auch vorgesehen, dass das flüssige und/oder gasförmige Medium magnetische und/oder elektrorheologische Eigenschaften aufweist, wobei die Eigenschaften insbesondere durch das Beimischen von ferromagnetischen Partikeln oder durch Aluminiumsalze der Stearinsäure erzeugt und/oder beeinflusst werden. Dies ermöglicht es, die Verformbarkeit und/oder Viskosität des gasförmigen und/oder flüssigen Mediums vorteilhaft durch ein elektrisches oder magnetisches Feld zu beeinflussen, was zusätzlich oder alternativ zu einem (aktiven oder passiven) Strömungselement mit aktivierbaren Sperrzustand erfolgen kann. Somit kann nach der Ausbildung der Kontur des wenigstens einen Bauteils an der Kontaktierungsfläche durch das Verdrängen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums aus einzelnen elastischen Kammerelementen die Ausbildung (Ausrichtung) der Kontaktierungsfläche und damit die Kontur des Bauteils in der Kontaktierungsfläche erhalten werden. Vorteilhaft kann hierbei im Gegensatz zu einem einen Sperrzustand umfassenden Strömungselement auch die Ausrichtung der Kontaktierungsfläche innerhalb eines elastischen Kammerelements erhalten bleiben, weshalb die Kontur an der Kontaktierungsfläche auch nach der Kontaktierung mit dem wenigstens einen Bauteil detailgetreu erhalten werden kann.
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Weiterbildend ist es auch vorgesehen, wenn in dem Medium Elastomere und/oder Harze vorgesehen sind, was eine vorteilhafte Ausbildung des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums für den erfindungsgemäßen Zweck ermöglicht. Unter Elastomeren werden hierbei insbesondere thermoplastische Elastomere verstanden, die sich durch Wärmezufuhr plastisch verformen lassen.
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Ferner ist es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass den elastischen Kammerelementen Sensormittel zugeordnet sind, die derart ausgebildet sind, dass der Zustand der elastischen Kammerelemente und/oder der Kontaktierungsfläche und/oder des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums erfasst werden kann. Hierzu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn in dem elastischen Kammerelement, insbesondere in der Seitenfläche des elastischen Kammerelements, die die Kontaktierungsfläche ausbildet, detektierbare Partikel enthalten sind, um vorteilhaft die in der Kontaktierungsfläche ausgebildete Kontur sensortechnisch zu erfassen. Ferner kann es auch zweckmäßig sein, dass in wenigstens einem elastischen Kammerelement, in dem Koppelkammerelement und/oder in dem Vorratskammerelement ein Drucksensor vorgesehen ist, um durch unterschiedliche Drucksensormesswerte indirekt die an der Kontaktierungsfläche ausgebildete Kontur des wenigstens einen Bauteils zu erfassen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass sämtlichen elastischen Kammerelementen ein starres Rahmen- und/oder Stützelement zugeordnet ist, wobei das starre Rahmen- und/oder Stützelement bevorzugt in dem von der Kontaktierungsfläche abgewandten Teil des elastischen Kammerelements angeordnet ist. Alternativ kann das starre Rahmen- und/oder Stützelement auch außerhalb des elastischen Kammerelements vorgesehen sein, wobei dann eine mechanische Kopplung mit der Rückseite des elastischen Kammerelements besonders zweckmäßig ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfüllt das Rahmen- und/oder Stützelement neben der mechanischen Verstärkung auch noch eine zusätzliche Funktion. In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass das Rahmen- und/oder Stützelement elektrisch leitfähig ist und durch Bestromungsmittel zum Leiten eines elektrischen Stroms ausgebildet ist, wobei es dann insbesondere mit den Sensormitteln in Wirkverbindung steht.
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Weiterbildend ist es vorgesehen, wenn dem Kontaktelement Logikmittel zugeordnet sind, die mit den Sensormitteln datentechnisch in Wirkverbindung stehen, wodurch sich der Anpressdruck zwischen der Kontaktierungsfläche und dem wenigstens einen Bauteil bestimmten lässt. Dies ermöglicht es vorteilhaft, dass ein maximaler Anpressdruck zwischen der Kontaktierungsfläche und dem wenigstens einen Bauteil nicht überschritten wird, wodurch sich auch fragile Bauteile problemlos halten lassen.
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Besonders sichtbar wird der wesentliche Kern der Erfindung im Zusammenspiel mit einer Greifvorrichtung, die zum Halten, Greifen oder Festhalten eines Bauteils wenigstens ein erfindungsgemäßes Kontaktelement aufweist. Das Kontaktelement ermöglicht ein kraftbeaufschlagtes Kontaktieren von wenigstens einem Teilbereich des Bauteils mit der Kontaktierungsfläche der Kontaktmittel des Kontaktelements, um die Kontur des Bauteils an der Kontaktierungsfläche abzubilden. Eine solche Greifvorrichtung ermöglicht eine gleichmäßige Krafteinwirkung beim Halten von unebenen Bauteilen. Ferner ermöglicht eine solche Greifvorrichtung auch das zuverlässige Halten von unterschiedlich ausgebildeten Bauteilen, wobei es ferner auch möglich ist, fragile (zerbrechliche) Bauteile ohne entsprechend vorgefertigte Formatteile zu halten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Kontaktelements, umfassend eine Vielzahl von unmittelbar benachbarten elastischen Kammerelementen, wobei der schematische Aufbau eines elastischen Kammerelements detailliert dargestellt ist,
- 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Kontaktelements, umfassend eine Vielzahl von unmittelbar benachbarten elastischen Kammerelementen, wobei der schematische Aufbau eines elastischen Kammerelements detailliert dargestellt ist,
- 3 eine grafische Darstellung eines Haltevorgangs mittels der aus der 1 bekannten ersten Ausführungsform des Kontaktelements anhand von drei zeitlich aufeinanderfolgenden Darstellungen,
- 4 eine grafische Darstellung eines Haltevorgangs mittels der aus 2 bekannten zweiten Ausführungsform des Kontaktelements anhand von drei zeitlich aufeinanderfolgenden Darstellungen und in
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und
5b eine Draufsicht auf die Kontaktierungsfläche des Kontaktelements.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Die 1 zeigt ein Kontaktelement 1a gemäß einer ersten bevorzugten Ausbildung zum Halten wenigstens eines in den 3 und 4 dargestellten Bauteils 13 mit eine Kontaktierungsfläche 2 aufweisenden Kontaktmitteln 3. Die Kontaktmittel 3 umfassen eine Vielzahl von elastischen (hohlen) Kammerelementen 4, die jeweils eine würfelartige (dreidimensionale) Form aufweisen, zueinander unmittelbar benachbart angeordnet sind und gemeinsam durch jeweils eine Seitenfläche 16 die Kontaktierungsfläche 2 der Kontaktmittel 3 ausbilden. Alle in der 1 dargestellten elastischen Kammerelemente 4 sind identisch ausgebildet und weisen in ihrem Innenraum ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium 5 auf, wobei zum Austausch des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 sämtliche elastischen Kammerelemente 4 durch einen Verbindungsabschnitt 6 fluidleitend und/oder gasflussleitend miteinander gekoppelt sind, wodurch das flüssige und/oder gasförmige Medium 5 bei Kraftbeaufschlagung des Kontaktelements 1a zwischen allen elastischen Kammerelementen 4 austauschbar und somit frei vermischbar ist.
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Der Aufbau eines der elastischen Kammerelemente 4 gemäß dem Kontaktelement 1a ist in der 1 schematisch dargestellt. Hierbei wird es deutlich, dass der Verbindungsabschnitt 6 in einer Seitenfläche des elastischen Kammerelements 4 vorgesehen ist, wodurch zwei unmittelbar benachbarte elastische Kammerelemente 4 fluidleitend und/oder gasflussleitend (unmittelbar) miteinander gekoppelt sind. Ferner zeigt die detaillierte Darstellung des elastischen Kammerelements 4 eine zusätzliche Schicht 8, die die Kontaktierungsfläche 2 der Kontaktmittel 3 ausbildet und die unmittelbar auf der Seitenfläche 16 des elastischen Kammerelements 4 angeordnet ist bzw. die entsprechende Außenseitenfläche 16 des elastischen Kammerelements 4 ausbildet, die der Kontaktierungsfläche 2 unmittelbar zugeordnet ist. Im Innenraum des elastischen Kammerelements 4 ist der der Kontaktierungsfläche 2 gegenüberliegenden Seitenfläche des elastischen Kammerelements 4 ein starres Rahmen- und/oder Stützelement 7 zugeordnet, das für eine mechanische Versteifung des Kontaktelements 1a sorgt, und somit bei Kraftbeaufschlagung des Kontaktelements 1a gegen das wenigstens eine Bauteil 13 eine auf die Kontaktierungsfläche 2 gleichmäßig verteilte Krafteinwirkung ermöglicht, um somit die Kontur des wenigstens einen Bauteils 13 durch Verdrängung des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 in der Kontaktierungsfläche 2 der Kontaktmittel 3 abzubilden.
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In der 2 ist eine zweite Ausführungsform des Kontaktelements 1b abgebildet. Das in der 2 dargestellte Kontaktelement 1b unterscheidet sich von dem aus der 1 bekannten Kontaktelement 1a durch die Ausbildung (Realisierung) des elastischen Kammerelements 4, wobei der schematische Aufbau eines der elastischen Kammerelemente 4 im vergrößerten Maßstab auch in der 2 dargestellt ist. Aus der schematischen Darstellung des elastischen Kammerelements 4 lässt sich erkennen, dass im Gegensatz zu dem aus der 1 bekannten elastischen Kammerelement 4 der Verbindungsabschnitt 6 nicht in den Seitenflächen des würfelartigen Kammerelements 4 vorgesehen ist, sondern dass alle elastischen Kammerelemente 4 jeweils nur einen Verbindungsabschnitt 6 aufweisen, der in der Seitenfläche des elastischen Kammerelements 4 vorgesehen ist, die der Kontaktierungsfläche 2 gegenüberliegend angeordnet ist. Ferner ist zusätzlich ein an der Rückseite des elastischen Kammerelements 4 angeordnetes Koppelkammerelement 9 vorgesehen, das alle elastischen Kammerelemente 4 fluidleitend und/oder gasflussleitend miteinander koppelt und/oder verbindet, damit das flüssige und/oder gasförmige Medium 5 zwischen den verschiedenen elastischen Kammerelementen 4 ausgetauscht werden kann.
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Ferner ist dem Koppelkammerelement 9 ein weiteres in der 4 dargestelltes Vorratskammerelement 10 gasflussleitend und/oder fluidleitend zugeordnet, das das flüssige und/oder gasförmige Medium 5 aufnehmen kann und somit bei einer starken Verringerung des Volumens von mehreren elastischen Kammerelementen 4 durch das zusätzliche Volumen des Vorratskammerelements 10 eine Druckminderung innerhalb der (miteinander) gekoppelten elastischen Kammerelemente 4 ermöglicht.
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Darüber hinaus sind alle Verbindungsabschnitte 6 bei der zweiten Ausführungsform entsprechend der 2 durch Strömungselemente 11 ausgebildet, wobei mittels des Strömungselements 11 der Volumenstrom des gasförmigen und/oder flüssigen Mediums 5 beeinflusst werden kann und zudem in einem Sperrzustand das Strömen des Mediums durch das Strömungselement 11 vollständig unterdrückt werden kann. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, dass nach dem kraftbeaufschlagten Kontaktieren der Kontaktmittel 3 gegen das wenigstens eine Bauteil 13 die sich in der Kontaktierungsfläche 2 ausgebildete Kontur des wenigstens einen Bauteils 13 auch nach dem Entfernen des wenigstens einen Bauteils 13 nahezu erhalten lässt, da durch den Sperrzustand der Strömungselemente 11 das Zurückfließen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 in den Ursprungszustand vermieden werden kann.
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Zur Beeinflussung der Viskosität des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 umfasst das flüssige und/oder gasförmige Medium 5 optional ferromagnetische Partikel 15, wodurch durch Variation eines magnetischen oder elektrischen Feldes die Viskosität des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 beeinflusst werden kann. Auf vorteilhafte Weise ermöglicht dies durch Anlegen des elektrischen und/oder magnetischen Feldes die Form der elastischen Kammerelemente 4 zu erstarren, wodurch die Kontur eines Bauteils 13 auch nach der (kraftbeaufschlagten) Kontaktierung eines Bauteils 13 durch die Kontaktierungsfläche 2 erhalten bleibt.
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Ferner umfassen die elastischen Kammerelemente 4 des Kontaktelements 1b nicht detailliert dargestellte Sensormittel 14 (vgl. 2), die es ermöglichen, die Ausbildung der Kontaktierungsfläche 2 sensortechnisch zu erfassen. Die Sensormittel 14 detektieren hierfür die Position von ferromagnetischen Partikeln 15, die in der zusätzlichen Schicht 8 der Kontaktierungsfläche 2 enthalten sind. Dies ermöglicht es, die Ausbildung der Kontaktierungsfläche 2 und damit die Kontur des wenigstens einen Bauteils 13 zu erfassen und für eine spätere Verwendung bereitzustellen. Ferner umfasst das Kontaktelement 1b Logikmittel 12, die mit dem Sensormitteln 11 datentechnisch in Wirkverbindung stehen und die es ermöglichen, den Anpressdruck zwischen der Kontaktierungsfläche 2 des Kontaktelements 1b und der Oberfläche des wenigstens einen Bauteils 13 zu bestimmen. Hierbei ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Sensormittel 12 ein entsprechend codiertes Sensorausgangssignal für eine ausgelagerte Weiterverarbeitung bereitstellen.
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Die 3 zeigt durch drei zeitlich aufeinanderfolgende Momentaufnahmen einen Kontaktierungsvorgang mit einem Kontaktelement 1a einer Greifvorrichtung 100, wobei die Position des Kontaktelements 1a ausgehend von der in der ersten Momentaufnahme dargestellten Ruheposition des Kontaktelements 1a mittels einer gestrichelten Hilfslinie und dem Abstand a grafisch dargestellt ist. In der 3 ist das Kontaktelement 1a entsprechend der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform ausgebildet. Durch die grafische Darstellung des Kontaktelements 1a wird es verdeutlicht, dass alle elastischen Kammerelemente 4 durch die in den Seitenflächen der elastischen Kammerelemente 4 vorgesehenen Verbindungsabschnitte 6 derart miteinander (medium-)leitend gekoppelt sind, dass sich das flüssige, gasförmige oder rieselförmige Medium 5 bei dem kraftbeaufschlagten Kontaktieren der Kontaktierungsfläche 2 der Kontaktmittel 3 des Kontaktelements 1a gegen das wenigstens eine Bauteil 13 derart vermischt, dass durch die Kontaktierungsfläche 2 die Kontur des Bauteils 13 ausgebildet wird. Hierbei kann sich die Kontaktierungsfläche 2 durch die Kraftbeaufschlagung und das Vermischen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 sowohl nach innen als auch nach außen wölben, was die Nachbildung der Kontur des wenigstens einen Bauteils 13 ermöglicht.
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Durch die flexible Ausbildung der Kontaktmittel 3 wird auf erfindungsgemäß vorteilhafte Weise ein gleichmäßiges Kontaktieren des wenigstens einen Bauteils 13 mittels der Kontaktierungsfläche 2 der Kontaktmittel 3 ermöglicht, da die elastischen Kammerelemente 4 durch das Verdrängen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 ihre würfelartige Form verlieren, wodurch eine homogene Kraftbeaufschlagung des wenigstens einen Bauteils 13 ermöglicht wird.
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Die 4 zeigt drei zeitlich aufeinanderfolgende Momentaufnahmen von einem Kontaktierungsvorgang mit einer Greifvorrichtung 100 mit dem aus 2 bekannten Kontaktelement 1b (zweite Ausführungsform), wobei hier die Ruheposition des Kontaktelements 1b in der untersten Momentaufnahme der 4 dargestellt ist. Ausgehend von dieser Ruheposition wird entsprechend zu der 3 die Position des Kontaktelements 1b durch den Abstand a grafisch dargestellt. Alle elastischen Kammerelemente 4 des Kontaktelements 1b der zweiten Ausführungsform weisen einen Verbindungsabschnitt 6 auf, der in der Seitenfläche des elastischen Kammerelements 4 vorgesehen ist, die der Kontaktierungsfläche 2 gegenüberliegend angeordnet ist, wodurch alle elastischen Kammerelemente 4 über ein sich an der Rückseite der Kontaktmittel 3 erstreckendes Koppelkammerelement 9 indirekt miteinander (medium-)leitend gekoppelt sind. Hierbei sind alle Verbindungsabschnitte 6 durch ein Strömungselement 11 ausgebildet, bei dem in einem aktivierbaren Sperrzustand das Strömen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 vollständig unterbunden werden kann. Das Koppelkammerelement 9 grenzt unmittelbar an die Rückseite von sämtlichen elastischen Kammerelementen 4 an. Ferner ist dem Koppelkammerelement 9 ein Vorratskammerelement 10 zugeordnet, das über ein weiteres Strömungselement 11 (medium-)leitend gekoppelt ist, wobei auch dieses Strömungselement 11 in einem Sperrzustand von den restlichen Kammerelementen 4 (einschließlich dem Koppelkammerelement 9) fluidleitend und/oder gasflussleitend entkoppelbar ist.
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Durch den aktivierten Sperrzustand von sämtlichen Strömungselementen 11 kann nach dem (kraftbeaufschlagten) Kontaktieren des Kontaktelements 1b gegen das wenigstens eine Bauteil 13 die sich in der Kontaktierungsfläche 2 ausgebildete Kontur des wenigstens einen Bauteils 13 erhalten bleiben, da das Rückströmen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 verhindert werden kann. Dies ist insbesondere im Rahmen einer Serienfertigung zum Halten von identisch ausgebildeten Bauteilen 13 vorteilhaft, da hierbei beim Kontaktieren des Kontaktelements 1b nicht wiederholt zur Ausbildung der Kontur des Bauteils 13 in der Kontaktierungsfläche 2 das Verdrängen des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 5 aus den entsprechenden elastischen Kammerelementen 4 erfolgen muss. Dies ist auch in der untersten Momentaufnahme der 4 dargestellt, in der sich sämtliche Strömungselemente 11 im Sperrzustand befinden, weshalb das flüssige und/oder gasförmige Medium 5 das Strömungselement 11 nicht passieren kann.
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Schließlich ist in der 5a und in der 5b eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kontaktierungsfläche 2 gezeigt, die sich aus jeweils einer Seitenfläche 16 der unmittelbar zueinander benachbart angeordneten elastischen Kammerelemente 4 zusammensetzt. Hierbei weisen die elastischen Kammerelemente 4 in der 5a eine kubische Form auf, weshalb auch die die Kontaktierungsfläche 2 der Kontaktmittel 3 ausbildenden Seitenflächen 16 eine quadratische Form aufweisen.
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In der 5b bestehen die einzelnen elastischen Kammerelemente 4 aus einem Polyeder, wobei die die Kontaktierungsfläche 2 ausbildenden Seitenflächen 16 sämtlicher polyederförmiger elastischer Kammerelemente 4 als Polygon (Vieleck) ausgebildet sind, die jeweils wabenförmig zueinander angeordnet sind, um die Kontaktierungsfläche 2 der Kontaktmittel 3 auszubilden. Hierbei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Kontaktelement 1a gemäß der 5a oder der 5b ausgebildet sein kann. Gleichzeitig kann auch ein Kontaktelement 1b entsprechend der 5a oder der 5b ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007026721 A1 [0002]
