DE102020105733A1

DE102020105733A1 - Gripping element for a vacuum gripping device and vacuum gripping device

Info

Publication number: DE102020105733A1
Application number: DE102020105733.4A
Authority: DE
Inventors: Mario Trautner; Marco Prueglmeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2021-09-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Greifelement (10) für eine Vakuumgreifeinrichtung, mit einem Saugelement (14), welches an eine Oberfläche eines zu greifenden Bauteils (12) anlegbar ist und mittels welchem gemeinsam mit dem Bauteil (12) ein Saugvolumen (16) begrenzbar ist, welches mittels einer Druckeinstelleinrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist, und mit einem zwischen einer eine fluidische Verbindung zwischen dem Saugvolumen (16) und der Druckeinstelleinrichtung freigebenden Öffnungsstellung (22) und einer die fluidische Verbindung zwischen dem Saugvolumen (16) und der Druckeinstelleinrichtung verschließenden Verschließstellung (20) verstellbaren Stellelement (18), wobei das Stellelement (18) durch Kontakt mit dem Bauteil (12) von der Verschließstellung (20) in die Öffnungsstellung (22) verstellbar ist.The invention relates to a gripping element (10) for a vacuum gripping device, with a suction element (14) which can be placed against a surface of a component (12) to be gripped and by means of which a suction volume (16) can be limited together with the component (12), which can be subjected to a negative pressure by means of a pressure setting device, and with an open position (22) that releases a fluidic connection between the suction volume (16) and the pressure setting device and a closing position (20) that closes the fluidic connection between the suction volume (16) and the pressure setting device ) adjustable adjusting element (18), the adjusting element (18) being adjustable from the closed position (20) into the open position (22) by contact with the component (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Greifelement für eine Vakuumgreifeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs sowie eine Vakuumgreifeinrichtung.The invention relates to a gripping element for a vacuum gripping device according to the preamble of the independent claim and a vacuum gripping device.

Die WO 2010/088925 A1 offenbart einen Sauggreifer mit einem Rahmen und einer Vakuumkammer. Die Vakuumkammer ist zu zumindest einer Seite hin durch ein Saugpad begrenzt. Bei einer Seite des Saugpads, welche von der Vakuumkammer abgewandt ist, handelt es sich um eine Greifseite. Die Greifseite des Saugpads ist zumindest bereichsweise von einer Membran überzogen, welche Saugöffnungen aufweist, über welche ein Gasstrom durch die Saugöffnungen der Membran und durch das Saugpad hindurch in die Vakuumkammer strömen kann, um einen Unterdruck zu applizieren. Wenigstens eine dieser Saugöffnungen ist öffenbar und schließbar für den Gasstrom, wobei das Öffnen und Schließen durch eine selbstregulierende mechanische Schließeinrichtung erfolgen kann. Wenigstens eine Saugglocke ist an wenigstens einer der Saugöffnungen vorgesehen. Diejenigen Saugöffnungen, welche keinen Kontakt zu einer Oberfläche eines zu greifenden Bauteils haben, werden selektiv verschlossen, wodurch ein zusätzlicher Luftstrom durch die Membran und durch das Saugpad in die Vakuumkammer signifikant reduziert werden kann.the WO 2010/088925 A1 discloses a suction pad with a frame and a vacuum chamber. The vacuum chamber is delimited on at least one side by a suction pad. One side of the suction pad that faces away from the vacuum chamber is a gripping side. The gripping side of the suction pad is at least partially covered by a membrane which has suction openings through which a gas stream can flow through the suction openings of the membrane and through the suction pad into the vacuum chamber in order to apply a negative pressure. At least one of these suction openings can be opened and closed for the gas flow, it being possible for the opening and closing to take place by a self-regulating mechanical closing device. At least one suction bell is provided on at least one of the suction openings. Those suction openings which have no contact with a surface of a component to be gripped are selectively closed, as a result of which an additional air flow through the membrane and through the suction pad into the vacuum chamber can be significantly reduced.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Greifelement für eine Vakuumgreifeinrichtung sowie eine Vakuumgreifeinrichtung zum Greifen eines Kraftfahrzeugbauteils zu schaffen, welche ein besonders einfaches Verschließen einer fluidischen Verbindung zwischen einer Druckeinstelleinrichtung und nicht mit einem Bauteil in Kontakt stehenden Greifelementen ermöglichen, um ein besonders sicheres Aufnehmen des Bauteils, insbesondere des Kraftfahrzeugbauteils mittels des Greifelements beziehungsweise der Vakuumgreifeinrichtung zu ermöglichen.The object of the present invention is to create a gripping element for a vacuum gripping device as well as a vacuum gripping device for gripping a motor vehicle component, which enable a particularly simple closure of a fluidic connection between a pressure setting device and gripping elements not in contact with a component, in order to particularly safely pick up the To enable component, in particular the motor vehicle component, by means of the gripping element or the vacuum gripping device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Greifelement für eine Vakuumgreifeinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs sowie durch eine Vakuumgreifeinrichtung zum Greifen des Kraftfahrzeugbauteils mit den Merkmalen von Patentanspruch 9 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a gripping element for a vacuum gripping device with the features of the independent claim and by a vacuum gripping device for gripping the motor vehicle component with the features of claim 9.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Greifelement für eine Vakuumgreifeinrichtung, welche ein Saugelement umfasst. Das Saugelement ist an einer Oberfläche eines zu greifenden Bauteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, anlegbar. Mittels des Saugelements ist gemeinsam mit dem Bauteil ein Saugvolumen begrenzbar. Das Saugvolumen ist mittels einer Druckeinstelleinrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagbar. Das Greifelement umfasst des Weiteren ein Stellelement, welches zwischen einer Öffnungsstellung und einer Verschließstellung verstellbar ist. In der Öffnungsstellung gibt das Stellelement eine fluidische Verbindung zwischen dem Saugvolumen und der Druckeinstelleinrichtung frei. In der Verschließstellung verschließt das Stellelement die fluidische Verbindung zwischen dem Saugvolumen und der Druckeinstelleinrichtung. Das Greifelement ist somit dazu eingerichtet, durch Anlegen des Saugelements an das Bauteil, über den in dem Saugvolumen eingestellten Unterdruck das Bauteil aufzunehmen, beispielsweise um das Bauteil zu transportieren. Um das Saugvolumen besonders effizient mit dem Unterdruck beaufschlagen zu können, ist es vorgesehen, dass das Stellelement in die Öffnungsstellung verstellbar ist, in welcher das Saugvolumen mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist, und in die Verschließstellung verstellbar ist, in welcher die fluidische Verbindung zwischen der Druckeinstelleinrichtung und dem Saugvolumen unterbrochen ist, wodurch ein Einstellen eines Drucks in dem Saugvolumen mittels der Druckeinstelleinrichtung unterbleibt. Um das Stellelement besonders einfach und zuverlässig von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Stellelement durch Kontakt mit dem Bauteil von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellbar ist. Das bedeutet, dass in einem kontaktfreien Zustand des Stellelements mit dem Bauteil das Stellelement in der Verschließstellung angeordnet ist. Bei Auftreten eines Kontakts des Stellelements mit dem Bauteil wird das Stellelement infolge des Kontakts von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellt. Hierdurch ist vorteilhafterweise das Saugvolumen lediglich dann fluidisch mit der Druckeinstelleinrichtung verbunden, wenn das Stellelement in Kontakt mit dem Bauteil steht. Bei dem Kontakt des Stellelements mit dem Bauteil ist somit das Saugvolumen mit dem Unterdruck beaufschlagbar, wohingegen das Beaufschlagen des Saugvolumens mit dem Unterdruck unterbleibt, wenn das Stellelement kontaktfrei zu dem Bauteil angeordnet ist. Insbesondere wird das Saugvolumen lediglich bei einer Anlage des Stellelements an dem Bauteil mit dem Unterdruck beaufschlagt, insbesondere lediglich dann, wenn das Saugvolumen dicht zu einer Umgebung des Greifelements hin abgegrenzt ist, wodurch die Druckeinstelleinrichtung besonders effizient betreibbar ist. Bei der dichten Abgrenzung des Saugvolumens zu der Umgebung des Greifelements hin kann ein Ziehen von Luft aus der Umgebung mittels der Druckeinstelleinrichtung zumindest im Wesentlichen vermieden werden.A first aspect of the invention relates to a gripping element for a vacuum gripping device which comprises a suction element. The suction element can be placed against a surface of a component to be gripped, in particular a motor vehicle component. A suction volume can be limited together with the component by means of the suction element. A negative pressure can be applied to the suction volume by means of a pressure setting device. The gripping element further comprises an adjusting element which can be adjusted between an open position and a closed position. In the open position, the adjusting element releases a fluidic connection between the suction volume and the pressure setting device. In the closed position, the adjusting element closes the fluidic connection between the suction volume and the pressure setting device. The gripping element is thus set up to pick up the component by applying the suction element to the component via the negative pressure set in the suction volume, for example in order to transport the component. In order to be able to apply negative pressure to the suction volume particularly efficiently, it is provided that the actuating element can be adjusted into the open position, in which the suction volume can be acted upon by negative pressure, and can be adjusted into the closed position, in which the fluidic connection between the pressure setting device and the suction volume is interrupted, whereby a setting of a pressure in the suction volume by means of the pressure setting device is omitted. In order to be able to move the adjusting element from the closed position into the open position particularly easily and reliably, it is provided according to the invention that the adjusting element can be adjusted from the closed position into the open position by contact with the component. This means that when the adjusting element is in a non-contact state with the component, the adjusting element is arranged in the closed position. When the actuating element comes into contact with the component, the actuating element is moved from the closed position into the open position as a result of the contact. As a result, the suction volume is advantageously only fluidly connected to the pressure setting device when the actuating element is in contact with the component. When the actuating element comes into contact with the component, the suction volume can be acted upon by the negative pressure, whereas the suction volume is not acted upon by the negative pressure if the actuating element is arranged without contact with the component. In particular, the suction volume is only subjected to the negative pressure when the actuating element rests on the component, in particular only when the suction volume is delimited close to the surroundings of the gripping element, whereby the pressure setting device can be operated particularly efficiently. With the tight delimitation of the suction volume from the surroundings of the gripping element, drawing of air from the surroundings by means of the pressure setting device can at least essentially be avoided.

In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Stellelement eine Öffnung aufweist, über welche der Durchgang in der Öffnungsstellung bereitstellbar ist und welche durch Komprimieren des Stellelements entlang dessen Längserstreckungsrichtung öffenbar ist. Infolge des Kontakts des Stellelements mit dem Bauteil wird das Stellelement entlang dessen Längserstreckungsrichtung zusammengepresst und somit komprimiert. Infolge des Komprimierens des Stellelements wird dieses in die Öffnungsstellung verstellt, wodurch der Durchgang durch Aufweiten der Öffnung bereitgestellt wird. Über den Durchgang ist das Saugvolumen mittels der Druckeinstelleinrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagbar. Das Öffnen des Durchgangs erfolgt somit besonders zuverlässig beim Anlegen des Stellelements an das Bauteil infolge des Komprimierens des Stellelements entlang dessen Längserstrecku ngsrichtu ng.In a further development of the invention, it has been shown to be advantageous if the actuating element has an opening via which the passage can be provided in the open position and which can be opened by compressing the actuating element along its longitudinal extension direction. As a result of the contact of the adjusting element with the component the adjusting element is pressed together and thus compressed along its longitudinal extension direction. As a result of the compression of the actuating element, it is moved into the open position, whereby the passage is made available by widening the opening. A negative pressure can be applied to the suction volume via the passage by means of the pressure setting device. The opening of the passage thus takes place particularly reliably when the adjusting element is applied to the component as a result of the compression of the adjusting element along its longitudinal direction.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stellelement von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellbar ist, bei einer entlang einer Längserstreckungsrichtung auf das Stellelement wirkenden Kraft, welche eine vorgegeben Grenzkraft überschreitet. Das bedeutet, dass das Stellelement von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellt wird, sobald die entlang der Längserstreckungsrichtung auf das Stellelement wirkende Kraft die vorgegebene Grenzkraft überschreitet. Unterschreitet die Kraft die Grenzkraft oder entspricht die Kraft der Grenzkraft, dann ist das Stellelement in der Verschließstellung gehalten und somit die Öffnung verschlossen. Insbesondere wird die Grenzkraft derart gewählt, dass bei der auf das Stellelement wirkenden Kraft, welche die vorgegebene Grenzkraft überschreitet, das Greifelement sicher an dem Bauteil anliegt, wodurch das Saugvolumen sicher mittels des Saugelements und des Bauteils abgegrenzt ist, um ein besonders effizientes Beaufschlagen des Saugvolumens mit dem Unterdruck zu gewährleisten. Insbesondere liegt das Saugelement sicher an dem zu greifenden Bauteil an, wenn das Stellelement entlang seiner Längserstreckungsrichtung wenigstens um einen vorgegebenen Längenabschnitt komprimiert ist. Die Komprimierung des Verstellelements um den vorgegebenen Längenabschnitts resultiert in der auf das Stellelement wirkenden Kraft, wobei das Überschreiten der Grenzkraft signalisiert, dass das Stellelement zumindest um den vorgegebenen Längenabschnitt komprimiert ist. Das Komprimieren des Stellelements entlang dessen Längserstreckungsrichtung um den vorgegebenen Längenabschnitt resultiert somit in dem Überschreiten der Grenzkraft durch die auf das Stellelement wirkende Kraft. Es wird somit sichergestellt, dass das Stellelement lediglich dann in die Öffnungsstellung verstellt wird, wenn das Saugelement sicher an dem Bauteil anliegt.In a further embodiment of the invention it is provided that the actuating element can be adjusted from the closed position into the open position in the event of a force acting on the actuating element along a longitudinal direction which exceeds a predetermined limit force. This means that the actuating element is moved from the closed position into the open position as soon as the force acting on the actuating element along the direction of longitudinal extent exceeds the predetermined limit force. If the force falls below the limit force or if the force corresponds to the limit force, the adjusting element is held in the closed position and the opening is thus closed. In particular, the limit force is selected in such a way that when the force acting on the actuating element exceeds the specified limit force, the gripping element rests securely on the component, whereby the suction volume is safely delimited by means of the suction element and the component, in order to apply particularly efficient application of the suction volume to ensure with the negative pressure. In particular, the suction element rests securely on the component to be gripped when the actuating element is compressed by at least a predetermined length along its direction of longitudinal extension. The compression of the adjusting element by the predetermined length segment results in the force acting on the adjusting element, the exceeding of the limit force signals that the adjusting element is compressed by at least the predetermined length segment. The compression of the actuating element along its longitudinal extension direction by the predetermined length segment thus results in the limit force being exceeded by the force acting on the actuating element. It is thus ensured that the adjusting element is only moved into the open position when the suction element is securely in contact with the component.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Stellelement einen fluidisch mit der Druckeinstelleinrichtung verbindbaren Luftführungskanal aufweist, die Öffnung fluidisch mit dem Luftführungskanal verbunden ist und die Öffnung in einer den Luftführungskanal begrenzenden Wandung des Stellelements angeordnet ist. Das Stellelement ist somit hohl ausgebildet, wobei ein Hohlraum des Stellelements den Luftführungskanal bereitstellt. Über den Luftführungskanal ist das Saugvolumen mit der Druckeinstelleinrichtung fluidisch verbindbar, wodurch über den Luftführungskanal das Saugvolumen mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist. Die Öffnung ist in der den Luftführungskanal begrenzenden Wandung des Stellelements vorgesehen, wodurch die Öffnung einen Durchgang von dem Saugvolumen in den Luftführungskanal in ihrer geöffneten Stellung freigibt. Hierbei ist die Öffnung in einem Wandungsbereich der Wandung angeordnet, welcher bei Kontakt des Stellelements mit dem Bauteil kontaktfrei zu dem Bauteil angeordnet ist. Ein Verschließen der Öffnung mittels des Bauteils infolge des Kontakts des Stellelements mit dem Bauteil kann hierdurch vorteilhafterweise vermieden werden. Es kann somit sichergestellt werden, dass bei dem Kontakt des Stellelements mit dem Bauteil infolge des Kontakts das Stellelement in die Öffnungsstellung verstellbar ist, in welcher die Öffnung sicher freigegeben ist. Ein Verdecken der Öffnung mittels des Bauteils bei einem Anlegen des Stellelements an das Bauteil kann somit besonders sicher vermieden werden.In a further embodiment of the invention, it has been shown to be advantageous if the actuating element has an air duct that can be fluidly connected to the pressure setting device, the opening is fluidly connected to the air duct and the opening is arranged in a wall of the actuating element that delimits the air duct. The actuating element is thus designed to be hollow, a cavity of the actuating element providing the air duct. The suction volume can be fluidically connected to the pressure setting device via the air guide channel, as a result of which the suction volume can be subjected to the negative pressure via the air guide channel. The opening is provided in the wall of the actuating element that delimits the air duct, whereby the opening releases a passage from the suction volume into the air duct in its open position. In this case, the opening is arranged in a wall area of the wall which, when the actuating element makes contact with the component, is arranged without contact with the component. A closure of the opening by means of the component as a result of the contact of the actuating element with the component can thereby advantageously be avoided. It can thus be ensured that when the actuating element makes contact with the component as a result of the contact, the actuating element can be adjusted into the open position in which the opening is reliably released. Covering the opening by means of the component when the adjusting element is placed against the component can thus be avoided particularly reliably.

Es hat sich als weiterhin vorteilhaft gezeigt, wenn das Stellelement einen Schlitz aufweist, welcher in einer Verschließstellung fluidisch dicht ist und welcher in einer Öffnungsstellung zu der Öffnung aufgebogen ist. Dieser Schlitz ist in der Verschließstellung fluidisch dicht, wodurch das Saugvolumen fluidisch von der Druckeinstelleinrichtung getrennt ist. Um das Stellelement von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung zu verstellen, wird Material des Stellelements im Bereich des Schlitzes verbogen, wodurch der Schlitz aufgebogen wird. Der aufgebogene Schlitz stellt die Öffnung bereit, über welche das Saugvolumen fluidisch mit der Druckeinstelleinrichtung verbunden ist, wodurch das Saugvolumen mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist. Über das Verstellen des Schlitzes ist der Durchgang besonders einfach freigebbar und verschließbar.It has also been shown to be advantageous if the adjusting element has a slot which is fluidically tight in a closed position and which is bent open towards the opening in an open position. This slot is fluidically tight in the closed position, as a result of which the suction volume is fluidically separated from the pressure setting device. In order to move the adjusting element from the closed position into the open position, the material of the adjusting element is bent in the area of the slot, whereby the slot is bent open. The upturned slot provides the opening via which the suction volume is fluidically connected to the pressure setting device, as a result of which the suction volume can be subjected to the negative pressure. The passage can be opened and closed particularly easily by adjusting the slot.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Greifelement aus einer elastischen Membran gebildet ist. Die Elastizität des Greifelements und insbesondere des Stellelements ermöglicht ein besonders einfaches Verstellen des Stellelements zwischen der Öffnungsstellung und der Verschließstellung, insbesondere durch Aufbiegen und Rückstellen des Schlitzes. Darüber hinaus kann bei dem Ausbilden des Saugelements aus der elastischen Membran das Saugelement besonders sicher und dicht an einer Oberfläche des Bauteils angelegt werden, wobei aufgrund der Elastizität der Membran sich das Saugelement in seiner Kontur an eine Außenkontur der Oberfläche des Bauteils anpasst und an diese anlegt. Hierbei ist das Greifelement aus einem elastischen Kunststoff gebildet, wodurch das Greifelement besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist.In a further embodiment of the invention, it has been shown to be advantageous if the gripping element is formed from an elastic membrane. The elasticity of the gripping element and in particular of the adjusting element enables a particularly simple adjustment of the adjusting element between the open position and the closed position, in particular by bending open and resetting the slot. In addition, when the suction element is formed from the elastic membrane, the suction element can be applied particularly securely and tightly to a surface of the component, the contour of the suction element adapting to and against an outer contour of the surface of the component due to the elasticity of the membrane . Here, the gripping element is made of an elastic plastic, whereby the gripping element is particularly simple and inexpensive to manufacture.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Stellelement in dessen Öffnungsstellung vollständig in dem Saugvolumen angeordnet ist. Das bedeutet, dass das Stellelement erst von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellt wird, wenn das Stellelement vollständig in das Saugvolumen komprimiert ist, insbesondere infolge des Kontakts mit dem Bauteil. Das bedeutet, dass das Greifelement an das Bauteil angelegt wird, wodurch das Stellelement durch Kontakt mit dem Bauteil solange komprimiert wird, bis das Saugelement an dem Bauteil anliegt und das Saugelement gemeinsam mit dem Bauteil das Saugvolumen vollständig begrenzt. Hierbei ist aufgrund der Komprimierung des Stellelements infolge des Kontakts mit dem Bauteil das Stellelement vollständig in dem Saugvolumen angeordnet. Sobald das Stellelement vollständig in dem Saugvolumen angeordnet ist, wird das Stellelement von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellt, wodurch das Saugvolumen mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist. Hierbei kann infolge des Komprimierens des Stellelements vollständig in das Saugvolumen die Kraft entlang der Längserstreckungsrichtung auf das Stellelement wirken, welche die vorgegebene Grenzkraft überschreitet, wodurch das Stellelement von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellt wird. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass das Saugvolumen erst dann mittels der Druckeinstelleinrichtung mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist, wenn das Saugvolumen vollständig und dicht von dem Saugelement gemeinsam mit dem Bauteil begrenzt und umschlossen ist.In a further embodiment of the invention, it has been shown to be advantageous if the actuating element is arranged completely in the suction volume in its open position. This means that the adjusting element is only moved from the closed position into the open position when the adjusting element is completely compressed into the suction volume, in particular as a result of the contact with the component. This means that the gripping element is placed on the component, whereby the actuating element is compressed through contact with the component until the suction element rests on the component and the suction element together with the component completely limits the suction volume. Here, due to the compression of the adjusting element as a result of the contact with the component, the adjusting element is arranged completely in the suction volume. As soon as the adjusting element is arranged completely in the suction volume, the adjusting element is adjusted from the closed position into the open position, whereby the suction volume can be acted upon by the negative pressure. As a result of the compression of the actuating element completely into the suction volume, the force can act on the actuating element along the direction of longitudinal extent which exceeds the predetermined limit force, whereby the actuating element is moved from the closed position to the open position. This embodiment ensures that the suction volume can only be acted upon with the negative pressure by means of the pressure setting device when the suction volume is completely and tightly delimited and enclosed by the suction element together with the component.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Saugelement eine hohlzylinderförmige Dichtlippe aufweist und eine erste Mittelachse des Stellelements mit einer zweiten Mittelachse der Dichtlippe zusammenfällt. Insbesondere ist das Stellelement hohlzylinderförmig ausgebildet. Somit ist das Stellelement mittig von der Dichtlippe radial umschlossen angeordnet. Hierdurch ist das Stellelement mittig zu dem Saugvolumen zumindest bereichsweise in dem Saugvolumen angeordnet. Das mittige Anordnen des Stellelements relativ zu der hohlzylinderförmigen Dichtlippe ermöglicht ein besonders sicheres Anordnen des Greifelements an einer Oberfläche des Bauteils. Des Weiteren kann aufgrund der mittigen Anordnung des Stellelements in dem Saugvolumen ermöglicht werden, dass die durch den Kontakt mit dem Bauteil auf das Stellelement wirkende Kraft zumindest im Wesentlichen in Längserstreckungsrichtung des Stellelements auf das Stellelement wirkt. Hierdurch kann eine Gefahr eines Umknickens oder Abknickens des Stellelements infolge des Kontakts mit dem Bauteil zumindest im Wesentlichen vermieden werden. Bei einem Anlegen des Greifelements an das Bauteil kann somit ermöglicht werden, dass das Stellelement besonders sicher durch Kontakt mit dem Bauteil von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellt wird.In a further embodiment of the invention it is provided that the suction element has a hollow cylindrical sealing lip and a first central axis of the adjusting element coincides with a second central axis of the sealing lip. In particular, the adjusting element is designed in the shape of a hollow cylinder. Thus, the adjusting element is arranged in a radially enclosed manner in the center of the sealing lip. As a result, the adjusting element is arranged in the middle of the suction volume, at least in some areas, in the suction volume. The central arrangement of the adjusting element relative to the hollow cylindrical sealing lip enables a particularly secure arrangement of the gripping element on a surface of the component. Furthermore, due to the central arrangement of the actuating element in the suction volume, it can be made possible that the force acting on the actuating element through contact with the component acts on the actuating element at least essentially in the longitudinal direction of the actuating element. In this way, the risk of the adjusting element kinking or kinking as a result of contact with the component can be at least substantially avoided. When the gripping element is placed against the component, it can thus be made possible for the actuating element to be moved from the closed position into the open position in a particularly reliable manner through contact with the component.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vakuumgreifeinrichtung zum Greifen eines Kraftfahrzeugbauteils mit mehreren Greifelementen, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Greifelement beschrieben worden sind. Des Weiteren umfasst die Vakuumgreifeinrichtung eine Druckeinstelleinrichtung, mit welcher die Greifelemente fluidisch verbindbar sind und über welche die Saugvolumina der Greifelemente jeweils mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind. Insbesondere sind über das jeweilige Freigeben beziehungsweise Verschließen der jeweiligen Durchgänge zu den jeweiligen Saugvolumina die Saugvolumina der Greifelemente unabhängig voneinander mit dem Unterdruck beaufschlagbar. Insbesondere werden lediglich die Saugvolumina mit einem Unterdruck beaufschlagt, bei welchen die zugeordneten Stellelemente durch Kontakt mit dem Kraftfahrzeugbauteil von der Verschließstellung in die Öffnungsstellung verstellt sind, wodurch die fluidische Verbindung zwischen der Druckeinstelleinrichtung und dem jeweiligen Saugvolumen freigegeben ist. Bei der Vakuumgreifeinrichtung kann somit die Druckeinstelleinrichtung besonders effizient betrieben werden, da ein Luftziehen über Greifelemente, welche kontaktfrei zu dem Bauteil angeordnet sind, zumindest im Wesentlichen unterbunden werden kann. Dies wird dadurch bewirkt, dass die Stellelemente der kontaktfrei zu dem Kraftfahrzeugbauteil angeordneten Greifelemente in der Verschließstellung angeordnet sind, in welcher die fluidische Verbindung zwischen dem jeweiligen Saugvolumen und der Druckeinstelleinrichtung verschlossen ist.The invention further relates to a vacuum gripping device for gripping a motor vehicle component with a plurality of gripping elements, as have already been described in connection with the gripping element according to the invention. Furthermore, the vacuum gripping device comprises a pressure setting device with which the gripping elements can be fluidically connected and via which the suction volumes of the gripping elements can each be subjected to a negative pressure. In particular, by opening or closing the respective passages to the respective suction volumes, the suction volumes of the gripping elements can be acted upon with the negative pressure independently of one another. In particular, only the suction volumes are subjected to a negative pressure at which the associated adjusting elements are moved from the closed position to the open position by contact with the motor vehicle component, whereby the fluidic connection between the pressure setting device and the respective suction volume is released. In the case of the vacuum gripping device, the pressure setting device can thus be operated particularly efficiently, since a pulling of air via gripping elements which are arranged without contact with the component can at least essentially be prevented. This is achieved in that the adjusting elements of the gripping elements, which are arranged without contact with the motor vehicle component, are arranged in the closed position in which the fluidic connection between the respective suction volume and the pressure setting device is closed.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Schnittansicht eines Greifelements für eine Vakuumgreifeinrichtung, welches an ein Bauteil, vorliegend ein Kraftfahrzeugbauteil, anlegbar ist in seinem von dem Kraftfahrzeugbauteil beabstandeten Zustand, in welchem ein Stellelement des Greifelements in einer Verschließstellung angeordnet ist, in welcher eine fluidische Verbindung zwischen einem mittels des Greifelements zumindest bereichsweise abgegrenzten Saugvolumen und einer Druckeinstelleinrichtung verschlossen ist, wodurch eine Beaufschlagung des Saugvolumens mit einem Unterdruck unterbleibt;
2 eine schematische Schnittansicht des Greifelements in seinem an das Kraftfahrzeugbauteil angelegten Zustand, in welchem ein Saugelement des Greifelements gemeinsam mit einer Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils das Saugvolumen begrenzt und vollständig umschließt und das Stellelement infolge eines Kontakts mit dem Kraftfahrzeugbauteil in eine Öffnungsstellung verstellt ist, in welcher die fluidische Verbindung zwischen der Druckeinstelleinrichtung und dem Saugvolumen freigegeben ist, wodurch das Saugvolumen mittels der Druckeinstelleinrichtung mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist;
3a - 3c jeweilige Perspektivansichten beziehungsweise eine teilgeschnittene Perspektivansicht des Greifelements mit dem in der Verschließstellung angeordneten Stellelement; und
4a - 4c jeweilige Perspektivansichten beziehungsweise eine teilgeschnittene Perspektivansicht des Greifelements mit dem in der Öffnungsstellung angeordneten Stellelement.

The invention will now be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawings. It shows:

1 a schematic sectional view of a gripping element for a vacuum gripping device, which can be placed on a component, in this case a motor vehicle component, in its state at a distance from the motor vehicle component, in which an actuating element of the gripping element in a closed position is arranged, in which a fluidic connection between a suction volume, which is at least partially delimited by means of the gripping element, and a pressure setting device is closed, as a result of which a negative pressure is not applied to the suction volume;
2 a schematic sectional view of the gripping element in its applied state to the motor vehicle component, in which a suction element of the gripping element together with a surface of the motor vehicle component limits and completely encloses the suction volume and the actuating element is moved into an open position as a result of contact with the motor vehicle component, in which the fluidic The connection between the pressure setting device and the suction volume is released, as a result of which the suction volume can be subjected to a negative pressure by means of the pressure setting device;
3a - 3c respective perspective views or a partially sectioned perspective view of the gripping element with the adjusting element arranged in the closed position; and
4a - 4c respective perspective views or a partially sectioned perspective view of the gripping element with the adjusting element arranged in the open position.

In den 1 und 2 ist ein Greifelement 10 einer Vakuumgreifeinrichtung jeweils geschnitten dargestellt. Die Vakuumgreifeinrichtung umfasst insbesondere mehrere Greifelemente 10, welche einzeln und insbesondere unabhängig voneinander mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind. Für das Beaufschlagen der Greifelemente 10 mit dem Unterdruck umfasst die Vakuumgreifeinrichtung eine Druckeinstelleinrichtung, mit welcher die Greifelemente 10 fluidisch verbindbar sind. Die Greifelemente 10 sind an ein Bauteil, vorliegend an ein Kraftfahrzeugbauteil 12, anlegbar, um das Kraftfahrzeugbauteil 12 mittels der Vakuumgreifeinrichtung aufzunehmen. Das mittels der Vakuumgreifeinrichtung aufgenommene Kraftfahrzeugbauteil 12 ist mittels der Vakuumgreifeinrichtung transportierbar, insbesondere innerhalb einer Produktionsanlage. Die Greifelemente 10 sind vielseitig in Produktionsanlagen einsetzbar und ermöglichen einen besonders schonenden Umgang mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12. Darüber hinaus sind die Greifelemente 10 besonders gut an formlabile Folien als das Kraftfahrzeugbauteil 12 anpassbar, wodurch diese formlabilen Folien mittels der Vakuumgreifeinrichtung besonders sicher und einfach aufnehmbar sind.In the 1 and 2 is a gripping element 10 a vacuum gripping device each shown in section. The vacuum gripping device comprises in particular a plurality of gripping elements 10 which can be subjected to a negative pressure individually and in particular independently of one another. For loading the gripping elements 10 With the negative pressure, the vacuum gripping device comprises a pressure setting device with which the gripping elements 10 are fluidically connectable. The gripping elements 10 are to a component, in this case to a motor vehicle component 12th , can be applied to the motor vehicle component 12th to be picked up by means of the vacuum gripping device. The motor vehicle component picked up by means of the vacuum gripping device 12th can be transported by means of the vacuum gripping device, in particular within a production plant. The gripping elements 10 can be used in many ways in production systems and enable particularly careful handling of the motor vehicle component 12th . In addition, the gripping elements 10 particularly good for dimensionally unstable films as the motor vehicle component 12th adaptable, whereby these dimensionally unstable foils can be picked up particularly safely and easily by means of the vacuum gripping device.

Der Aufbau der einzelnen Greifelemente 10 der Vakuumgreifeinrichtung wird im Folgenden näher beschrieben. Jedes der Greifelemente 10 weist ein Saugelement 14 auf, welches an einer Oberfläche des zu greifenden Kraftfahrzeugbauteils 12 anlegbar ist. Das Saugelement 14 ist vorliegend als hohlzylinderförmige Dichtlippe aus einer elastischen Membran gebildet. Die Dichtlippe ist über ihren Umfang, wie in 2 erkannt werden kann, an das Kraftfahrzeugbauteil 12 anlegbar. In seinem an das Kraftfahrzeugbauteil 12 angelegten Zustand schließt das Saugelement 14 gemeinsam mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 ein Saugvolumen 16 vollständig ein. Das bedeutet, dass das Saugvolumen 16 in dem an das Kraftfahrzeugbauteil 12 angelegten Zustand des Saugelements 14 durch das Saugelement 14 und das Kraftfahrzeugbauteil 12 vollständig begrenzt und abgedichtet ist. In seinem von dem Kraftfahrzeugbauteil 12 beabstandeten Zustand des Saugelements 14 wird das Saugvolumen 16 bereichsweise von dem Saugelement 14 begrenzt und ist zu einer Umgebung des Greifelements 10 offen ausgebildet. Hierbei ist das Saugvolumen 16 bereichsweise durch eine virtuelle Anlagefläche des Saugelements 14 an dem Kraftfahrzeugbauteil 12 definiert. Dieses Saugvolumen 16 ist mittels der Druckeinstelleinrichtung mit dem Unterdruck beaufschlagbar, wodurch mittels des jeweiligen Greifelements 10 das Kraftfahrzeugbauteil 12 aufnehmbar ist.The structure of the individual gripping elements 10 the vacuum gripping device is described in more detail below. Each of the gripping elements 10 has a suction element 14th on, which is on a surface of the motor vehicle component to be gripped 12th can be applied. The suction element 14th is in the present case formed as a hollow cylindrical sealing lip from an elastic membrane. The sealing lip is around its circumference, as in 2 can be recognized on the motor vehicle component 12th applicable. In his to the motor vehicle component 12th applied state closes the suction element 14th together with the motor vehicle component 12th a suction volume 16 completely one. That means the suction volume 16 in which to the motor vehicle component 12th applied state of the suction element 14th through the suction element 14th and the automotive component 12th is completely confined and sealed. In his of the motor vehicle component 12th spaced state of the suction element 14th becomes the suction volume 16 in some areas from the suction element 14th limited and is to an environment of the gripping element 10 openly trained. Here is the suction volume 16 in some areas through a virtual contact surface of the suction element 14th on the motor vehicle component 12th Are defined. This suction volume 16 can be acted upon with the negative pressure by means of the pressure setting device, whereby by means of the respective gripping element 10 the motor vehicle component 12th is recordable.

Um sicherzustellen, dass lediglich die Saugvolumina 16 mit einem Unterdruck beaufschlagt werden, deren zugeordnet Greifelemente 10 an der Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils 12 anliegen, wodurch das jeweilige Saugvolumen 16 dicht abgeschlossen ist, umfasst jedes Greifelement 10 ein Stellelement 18. Das Stellelement 18 ist zwischen einer in 1 gezeigten Verschließstellung 20 und einer in 2 gezeigten Öffnungsstellung 22 verstellbar. In der Verschließstellung 20 des Stellelements 18 ist eine fluidische Verbindung zwischen der Druckeinstelleinrichtung und dem Saugvolumen 16 verschlossen, so dass ein Beaufschlagen des Saugvolumens 16 mit dem Unterdruck in der Verschließstellung 20 des Stellelements 18 unterbleibt. Bei der Anordnung des Stellelements 18 in der Öffnungsstellung 22 ist eine fluidische Verbindung zwischen der Druckeinstelleinrichtung und dem Saugvolumen 16 freigegeben, wodurch das Saugvolumen 16 mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist.To ensure that only the suction volumes 16 are subjected to a negative pressure, their associated gripping elements 10 on the surface of the motor vehicle component 12th applied, whereby the respective suction volume 16 is tightly sealed, includes each gripping element 10 an actuator 18th . The actuator 18th is between an in 1 shown locking position 20th and one in 2 shown open position 22nd adjustable. In the locked position 20th of the actuator 18th is a fluidic connection between the pressure setting device and the suction volume 16 closed, so that the suction volume is acted upon 16 with the negative pressure in the closed position 20th of the actuator 18th is omitted. When arranging the adjusting element 18th in the open position 22nd is a fluidic connection between the pressure setting device and the suction volume 16 released, reducing the suction volume 16 can be acted upon with the negative pressure.

Das Stellelement 18 ist vorliegend hohlzylinderförmig ausgebildet, wobei ein von dem Stellelement 18 begrenzter Hohlraum einen Luftführungskanal 24 begrenzt, über welchen die fluidische Verbindung zwischen dem Saugvolumen 16 und der Druckeinstelleinrichtung bereitstellbar ist. Über den Luftführungskanal 24 ist Luft aus dem Saugvolumen 16 absaugbar, wodurch das Saugvolumen 16 mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist. Das Stellelement 18 weist in dessen Verschließstellung 20 einen fluidisch dichten Schlitz 26 auf. Durch Komprimieren des Stellelements 18 entlang dessen Längserstreckungsrichtung wird der Schlitz 26 zu einer Öffnung 28 aufgebogen. Über die Öffnung 28 ist das Saugvolumen 16 fluidisch mit dem Luftführungskanal 24 und über den Luftführungskanal 24 mit der Druckeinstelleinrichtung verbunden. Durch Komprimieren des Stellelements 18 entlang dessen Längserstreckungsrichtung wird somit das Stellelement 18 von der den Schlitz 26 aufweisenden Verschließstellung 20 in die die Öffnung 28 aufweisende Öffnungsstellung 22 verstellt. Das Stellelement 18 ist insbesondere durch Kontakt mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 komprimierbar, indem das Stellelement 18 an das Kraftfahrzeugbauteil 12 angelegt und das Greifelement 10 an das Kraftfahrzeugbauteil 12 angepresst wird. Folglich ist das Stellelement 18 infolge des Kontakts mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 von der Verschließstellung 20 in die Öffnungsstellung 22 verstellbar. Hierbei ist es vorgesehen, dass das Stellelement 18 erst dann von der Verschließstellung 20 in die Öffnungsstellung 22 verstellt wird, in welcher das Stellelement 18 die Öffnung 28 aufweist, wenn mittels des Saugelements 14 das Saugvolumen 16 vollständig gegen das Kraftfahrzeugbauteil 12 abgedichtet ist. In diesem vollständig abgedichteten Zustand des Saugvolumens 16 ist das Stellelement 18 so weit komprimiert, dass dieses vollständig in dem Saugvolumen 16 angeordnet ist. Um sicherzustellen, dass das Saugvolumen 16 erst dann mit dem Unterdruck mittels der Druckeinstelleinrichtung beaufschlagt wird, wenn das Saugvolumen 16 vollständig mit dem Saugelement 14 in dem Kraftfahrzeugbauteil 12 abgedichtet ist, ist es vorgesehen, dass der Schlitz 26 zu der Öffnung 28 aufgebogen wird, sobald das Saugelement 14 über dessen gesamten Umfang an dem Kraftfahrzeugbauteil 12 anliegt. Infolge des Anliegens des Saugelements 14 über dessen gesamten Umfang an dem Kraftfahrzeugbauteil 12 ist das Stellelement 18 vollständig in dem Saugvolumen 16 angeordnet. Bei der vollständigen Anordnung des Stellelements 18 in dem Saugvolumen 16 wirkt wenigstens eine durch die Komprimierung des Stellelements 18 entlang dessen Längserstreckungsrichtung auftretende Kraft auf das Stellelement 18. Über eine Größe und/oder Geometrie des Schlitzes und/oder über eine Materialwahl des Stellelements 18 kann eine Grenzkraft vorgegeben werden, ab deren Überschreiten durch die auf das Stellelement 18 entlang dessen Längserstreckungsrichtung wirkende Kraft der Schlitz 26 zu der Öffnung 28 aufgeweitet wird. Folglich wird das Stellelement 18 erst dann von der Verschließstellung 20 in die Öffnungsstellung 22 verstellt, wenn das Stellelement 18 derart komprimiert ist, dass dieses vollständig in dem Saugvolumen 16 angeordnet ist, wodurch die entlang der Längserstreckungsrichtung auf das Stellelement 18 wirkende Kraft die vorgegebene Grenzkraft überschreitet. Über das Sicherstellen, dass die fluidische Verbindung zwischen dem Saugvolumen 16 und der Druckeinstelleinrichtung erst dann bereitgestellt wird, wenn das Saugvolumen 16 vollständig abgedichtet ist, kann mittels der Druckeinstelleinrichtung in jeweiligen das Kraftfahrzeugbauteil 12 greifenden Greifelementen 10 der Unterdruck besonders energieeffizient bereitgestellt werden. Greifelemente 10, welche kontaktfrei zu dem Kraftfahrzeugbauteil 12 angeordnet sind, werden nicht mit dem Unterdruck beaufschlagt.The actuator 18th is formed in the present case as a hollow cylinder, with one of the adjusting element 18th limited cavity an air duct 24 limited over which the fluidic connection between the suction volume 16 and can be provided to the pressure setting device. Via the air duct 24 is air from the suction volume 16 can be suctioned, reducing the suction volume 16 can be acted upon with the negative pressure. The actuator 18th points in its closed position 20th a fluidically tight slot 26th on. By compressing the actuator 18th along that The longitudinal direction becomes the slot 26th to an opening 28 bent up. About the opening 28 is the suction volume 16 fluidically with the air duct 24 and via the air duct 24 connected to the pressure setting device. By compressing the actuator 18th The adjusting element thus becomes along its longitudinal extension direction 18th from which the slot 26th having closed position 20th into the opening 28 having open position 22nd adjusted. The actuator 18th is in particular through contact with the motor vehicle component 12th compressible by the actuator 18th to the motor vehicle component 12th applied and the gripping element 10 to the motor vehicle component 12th is pressed. Consequently, the actuator 18th as a result of contact with the motor vehicle component 12th from the locked position 20th in the open position 22nd adjustable. It is provided here that the adjusting element 18th only then from the locking position 20th in the open position 22nd is adjusted, in which the adjusting element 18th the opening 28 if by means of the suction element 14th the suction volume 16 completely against the motor vehicle component 12th is sealed. In this completely sealed state of the suction volume 16 is the control element 18th compressed so far that this is completely in the suction volume 16 is arranged. To ensure that the suction volume 16 The negative pressure is only applied by means of the pressure setting device when the suction volume 16 completely with the suction element 14th in the motor vehicle component 12th is sealed, it is provided that the slot 26th to the opening 28 is bent open as soon as the suction element 14th over its entire circumference on the motor vehicle component 12th is present. As a result of the application of the suction element 14th over its entire circumference on the motor vehicle component 12th is the control element 18th completely in the suction volume 16 arranged. With the complete arrangement of the actuating element 18th in the suction volume 16 at least one acts through the compression of the adjusting element 18th force acting on the actuating element along the direction of its longitudinal extent 18th . Via a size and / or geometry of the slot and / or via a choice of material for the adjusting element 18th a limit force can be specified, when it is exceeded by the on the actuating element 18th force acting along its longitudinal extension direction of the slot 26th to the opening 28 is widened. Consequently, the actuator 18th only then from the locking position 20th in the open position 22nd adjusted when the actuator 18th is compressed in such a way that it is completely in the suction volume 16 is arranged, whereby the along the longitudinal direction of extent on the actuating element 18th acting force exceeds the specified limit force. About ensuring that the fluidic connection between the suction volume 16 and the pressure setting device is only provided when the suction volume 16 is completely sealed, can by means of the pressure setting device in each of the motor vehicle component 12th gripping elements 10 the negative pressure can be provided in a particularly energy-efficient manner. Gripping elements 10 which are free of contact with the motor vehicle component 12th are arranged, are not applied to the negative pressure.

Vorliegend ist das Stellelement 18 mittig zu dem Saugelement 14 angeordnet, wodurch eine Mittelachse des hohlzylinderförmigen Stellelements 18 mit einer Mittelachse des hohlzylinderförmigen Saugelements 14 zusammenfällt. Das Stellelement 18 ragt in seiner Verschließstellung entlang der Mittelachse des Saugelements 14 über das Saugelement 14 über. Bei einem Annähern des Greifelements 10 an das Kraftfahrzeugbauteil 12 tritt das Stellelement 18 vor dem Saugelement 14 mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 in Kontakt, da das Stellelement 18 über das Saugelement 14 vorspringt. Bei Anlegen des Greifelements 10 an das Kraftfahrzeugbauteil 12 kann hierdurch eine gleichmäßige Komprimierung des Stellelements 18 entlang dessen Längserstreckungsrichtung sichergestellt werden. Vorliegend weist das Stellelement 18 an seinem freien Ende einen Teller 30 auf, welcher bei Anlegen des Greifelements 10 an dem Kraftfahrzeugbauteil 12 mit einer Oberfläche des Kraftfahrzeugbauteils 12 kontaktierbar ist. Der Teller 30 überragt die Hohlzylinderform des Stellelements 18 radial. Der Teller 30 ermöglicht ein sicheres Positionieren des freien Endes des Stellelements 18 an dem Kraftfahrzeugbauteil 12 bei dem Anlegen des Greifelements 10 an das Kraftfahrzeugbauteil 12.The control element is here 18th centered on the suction element 14th arranged, whereby a central axis of the hollow cylindrical adjusting element 18th with a central axis of the hollow cylindrical suction element 14th coincides. The actuator 18th protrudes in its closed position along the central axis of the suction element 14th via the suction element 14th above. When the gripping element approaches 10 to the motor vehicle component 12th the actuator occurs 18th in front of the suction element 14th with the motor vehicle component 12th in contact as the actuator 18th via the suction element 14th protrudes. When applying the gripping element 10 to the motor vehicle component 12th can thereby achieve a uniform compression of the actuating element 18th can be ensured along the direction of its longitudinal extension. In the present case, the actuating element has 18th a plate at its free end 30th on which when applying the gripping element 10 on the motor vehicle component 12th with a surface of the motor vehicle component 12th is contactable. The dish 30th protrudes beyond the hollow cylindrical shape of the actuating element 18th radial. The dish 30th enables secure positioning of the free end of the adjusting element 18th on the motor vehicle component 12th when applying the gripping element 10 to the motor vehicle component 12th .

In den 3a - 3c ist das Greifelement 10 in unterschiedlichen Perspektivansichten sowie in 3c in einer teilgeschnittenen Perspektivansicht gezeigt. Hierbei ist das Stellelement 18 in der Verschließstellung 20 angeordnet, in welcher eine den Luftführungskanal 24 begrenzende Wandung 32 des Stellelements 18 den fluidisch geschlossenen Schlitz 26 aufweist.In the 3a - 3c is the gripping element 10 in different perspective views as well as in 3c shown in a partially sectioned perspective view. Here is the actuator 18th in the locked position 20th arranged, in which one the air duct 24 limiting wall 32 of the actuator 18th the fluidically closed slot 26th having.

In den 4a - 4c ist das Greifelement 10 ebenfalls in unterschiedlichen Perspektivdarstellungen sowie in 4c in einer teilgeschnittenen Perspektivansicht gezeigt, wobei das Stellelement 18 in der Öffnungsstellung 22 angeordnet ist. Hierbei weist die den Luftführungskanal 24 begrenzende Wandung 32 die Öffnung 28 auf, über welche der Luftführungskanal 24 fluidisch mit dem Saugvolumen 16 verbunden ist.In the 4a - 4c is the gripping element 10 also in different perspective views as well as in 4c shown in a partially sectioned perspective view, the adjusting element 18th in the open position 22nd is arranged. Here, the has the air duct 24 limiting wall 32 the opening 28 on which the air duct 24 fluidically with the suction volume 16 connected is.

Dem beschriebenen Greifelement 10 beziehungsweise der beschriebenen mehrere Greifelemente 10 umfassenden Vakuumgreifeinrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Optimierung eines Materialflusses innerhalb einer Fertigung nötig ist, um steigenden Anforderungen gemäß der Industrie 4.0 gerecht werden zu können. Um einen Materialfluss vollautomatisch gestalten zu können, bedarf es neben einer autonomen Bereitstellung und Sortierung von Gütern, insbesondere von Kraftfahrzeugbauteilen, insbesondere Kleinteilen in Form von Schüttgut, einer Funktion, diese greifen zu können. Zum Greifen von Bauteilen gibt es eine Reihe an Lösungen. Gängige Greifsysteme in der Industrie stellen mechanische Greifer, pneumatische Greifer sowie magnetische Greifer dar. Diese Greifer werden in der Regel an einem Roboter befestigt. Eine räumliche Bewegung des mittels des Greifers, vorliegend der Vakuumgreifeinrichtung, gegriffenen Kraftfahrzeugbauteils 12 wird durch einen Roboter umgesetzt, welcher in einer Knickarm/Gelenkbauweise und/oder in einer Portalbauweise ausgeführt sein kann. Für eine Objekterkennung können 3D-Stereokameras verwendet werden. Anhand von mittels der 3D-Stereokameras bereitgestellten Tiefeninformationen können Greifpunkte für die Greifer exakt berechnet werden. Ein richtiger Griff sowie eine Trajektorienberechnung von Roboterarmen des Roboters können mit Hilfe künstlicher Intelligenz erfolgen. Vorliegend ist die Vakuumgreifeinrichtung mittels des Roboters aufnehmbar, wobei mittels der Vakuumgreifeinrichtung das Kraftfahrzeugbauteil 12 zu halten ist. Hierdurch ist mittels des Roboters das Kraftfahrzeugbauteil 12 bewegbar.The gripping element described 10 or the described several gripping elements 10 comprehensive vacuum gripping device is based on the knowledge that an optimization of a material flow within a production is necessary in order to be able to meet the increasing requirements according to Industry 4.0. To one In addition to the autonomous provision and sorting of goods, in particular motor vehicle components, in particular small parts in the form of bulk goods, a function of being able to grasp these is required to be able to design the material flow fully automatically. There are a number of solutions for gripping components. Common gripping systems in industry are mechanical grippers, pneumatic grippers and magnetic grippers. These grippers are usually attached to a robot. A spatial movement of the motor vehicle component gripped by means of the gripper, in this case the vacuum gripping device 12th is implemented by a robot, which can be designed in an articulated arm / articulated design and / or in a portal design. 3D stereo cameras can be used for object recognition. Using depth information provided by the 3D stereo cameras, gripping points for the grippers can be calculated precisely. A correct grip as well as a trajectory calculation of the robot arms of the robot can be done with the help of artificial intelligence. In the present case, the vacuum gripping device can be picked up by means of the robot, the motor vehicle component by means of the vacuum gripping device 12th is to be kept. As a result, the motor vehicle component is by means of the robot 12th moveable.

Eine für einen Montagebereich von Kleinteilen in einem Fahrzeugmontagewerk relevanteste Bauform des Stands der Technik stellt ein Balgsauger mit wenigstens einem Kunststoffbalg dar. Bei dem flexiblen Kunststoffbalg ist ein Ausgleich von Oberflächenkonturen des Kraftfahrzeugbauteils 12 in gewissen Grenzen möglich. Durch Anordnung mehrerer Kunststoffbalge nebeneinander kann eine besonders hohe Saugkraft bei erweiterter nutzbarer Fläche erreicht werden. Dadurch, dass jeder Kunststoffbalg seine eigene Unterdrucköffnung zur Herstellung einer Haltekraft mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 hat, ist sicherzustellen, dass bei Anlegen der Kunststoffbalge jeder der Kunststoffbalge eine luftdichte Verbindung mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 eingeht. Ist einer der Kunststoffbalge nicht luftdicht mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 verbunden, ist aufgrund eines in dem Balgsauger auftretenden Druckabfalls ein sicheres Aufnehmen des Kraftfahrzeugbauteils 12 nicht möglich. Bei dem Balgsauger sind alle Kunststoffbalge über eine Druckquelle miteinander verbunden, wodurch Kunststoffbalge mit keinem oder nur teilweisem Kontakt mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 ein Entweichen von Luft ermöglichen lassen würden, wodurch ein Einstellen eines Unterdrucks mittels des Balgsaugers am Kraftfahrzeugbauteil 12 nicht möglich ist. Hieraus ergibt sich für den Balgsauger ein geringer Spielraum, was ein räumliches Auftreffen der Kunststoffbalge mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 betrifft. Ventilschaltungen für ein aktives Ansteuern einzelner Kunststoffbalge zur Sicherstellung des Unterdrucks ist aufwendig.A design of the prior art that is most relevant for an assembly area of small parts in a vehicle assembly plant is a bellows suction cup with at least one plastic bellows. In the case of the flexible plastic bellows, surface contours of the motor vehicle component are compensated 12th possible within certain limits. By arranging several plastic bellows next to one another, a particularly high suction force can be achieved with an expanded usable area. Because each plastic bellows has its own vacuum opening for producing a holding force with the motor vehicle component 12th it must be ensured that when the plastic bellows are applied, each of the plastic bellows has an airtight connection with the motor vehicle component 12th comes in. If one of the plastic bellows is not airtight with the motor vehicle component 12th connected, is a safe pick-up of the motor vehicle component due to a pressure drop occurring in the bellows suction device 12th not possible. In the case of the bellows suction device, all plastic bellows are connected to one another via a pressure source, as a result of which plastic bellows have no or only partial contact with the motor vehicle component 12th would allow an escape of air, whereby a setting of a negative pressure by means of the bellows suction on the motor vehicle component 12th not possible. This results in a small amount of leeway for the bellows suction cup, which means that the plastic bellows meets the motor vehicle component in three dimensions 12th regards. Valve switching for an active control of individual plastic bellows to ensure the negative pressure is complex.

Diese Nachteile können durch die Vakuumgreifeinrichtung sowie durch die jeweiligen Greifelemente 10 überwunden werden. Das Greifelement 10 wirkt durch seine Bauform wie eine Membran. Mehrere Greifelemente 10 können beliebig an der Vakuumgreifeinrichtung angeordnet werden, wobei die jeweiligen Greifelemente 10 erst bei einem hinreichenden Bauteilkontakt mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 einen Unterdruck zwischen dem Greifelement 10 und dem Kraftfahrzeugbauteil 12 ermöglichen. In einem nicht betätigten Zustand des Stellelements 18 und somit in dessen Verschließstellung 20 wird ein in dem Luftführungskanal 24 vorliegender Unterdruck nicht mit einer über das offene Saugvolumen 16 verbundenen Umgebung ausgeglichen werden.These disadvantages can be caused by the vacuum gripping device and by the respective gripping elements 10 to be overcome. The gripping element 10 acts like a membrane due to its design. Several gripping elements 10 can be arranged anywhere on the vacuum gripping device, the respective gripping elements 10 only when there is sufficient component contact with the motor vehicle component 12th a negative pressure between the gripping element 10 and the automotive component 12th enable. In a non-actuated state of the actuating element 18th and thus in its closed position 20th becomes one in the air duct 24 The existing negative pressure does not exceed the open suction volume 16 connected environment.

Hierfür weist das Greifelement 10 das Saugelement 14 auf, bei welchem es sich um die kreisförmig angeordnete äußere Dichtlippe handelt. Mittig in dem Saugvolumen 16 befindet sich das Stellelement 18, welches vorliegend als hohle Noppe mit einer Schlitzung auf seiner äußeren Seite ausgebildet ist. In der Verschließstellung 20 des Stellelements 18 ist der Schlitz 26 geschlossen und dicht. Wird das Stellelement 18 betätigt, dann wird der Schlitz 26 zu der Öffnung 28 geöffnet und gibt einen Durchgang von dem Saugvolumen 16 zu dem Luftführungskanal 24 frei. Mehrere Greifelemente 10 können auf einem Träger angeordnet werden, über welchen ein Druckluftbeziehungsweise Vakuumanschluss der jeweiligen Greifelemente 10 mit der Druckeinstelleinrichtung ermöglicht wird. Der Träger kann aus einem luftdurchlässigen Material gebildet sein, welches zu einer Umgebung des Trägers hin abgedichtet ist, wobei der Träger eine fluidische Verbindung zwischen der Druckeinstelleinrichtung und den jeweiligen Greifelementen 10, welche mit dem Träger verbunden sind, freigibt.For this purpose, the gripping element 10 the suction element 14th on, which is the circularly arranged outer sealing lip. In the middle of the suction volume 16 is the control element 18th , which in the present case is designed as a hollow knob with a slot on its outer side. In the locked position 20th of the actuator 18th is the slot 26th closed and tight. Will the actuator 18th actuated, then the slot 26th to the opening 28 opens and gives a passage from the suction volume 16 to the air duct 24 free. Several gripping elements 10 can be arranged on a carrier, via which a compressed air or vacuum connection of the respective gripping elements 10 is made possible with the pressure adjustment device. The carrier can be formed from an air-permeable material which is sealed off from the surroundings of the carrier, the carrier providing a fluidic connection between the pressure setting device and the respective gripping elements 10 , which are connected to the carrier, releases.

Erst bei einem Bauteilkontakt des jeweiligen Greifelements 10 mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 und nach einer automatischen Abdichtung des Saugelements 14 gegen das Kraftfahrzeugbauteil 12 wird der Schlitz 26 zu der Öffnung 28 geöffnet, wodurch ein Druckausgleich zwischen dem Luftführungskanal 24 und dem Saugvolumen 16 stattfinden kann, wodurch im Saugvolumen 16 ein Unterdruck eingestellt werden kann. In dem in 1 gezeigten beabstandeten Zustand des Greifelements 10 von dem Kraftfahrzeugbauteil 12, in welchem das Stellelement 18 in der Verschließstellung 20 angeordnet ist, ist ein Druckausgleich zwischen dem Saugvolumen 16 und einer Umgebung des Greifelements 10, insbesondere zu atmosphärischem Druck, möglich.Only when the respective gripping element comes into contact with a component 10 with the motor vehicle component 12th and after an automatic sealing of the suction element 14th against the motor vehicle component 12th becomes the slot 26th to the opening 28 opened, creating a pressure equalization between the air duct 24 and the suction volume 16 can take place, creating in the suction volume 16 a negative pressure can be set. In the in 1 shown spaced state of the gripping element 10 from the motor vehicle component 12th , in which the actuator 18th in the locked position 20th is arranged, there is a pressure equalization between the suction volume 16 and a vicinity of the gripping element 10 , especially at atmospheric pressure.

Ab einer gewissen Kraftausübung auf das Stellelement 18, insbesondere bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenzkraft durch die auf das Stellelement 18 wirkende Kraft, wird der Schlitz 26 zu der Öffnung 28 geöffnet. Hierbei wird mittels des Saugelements 14 das Saugvolumen 16 gegen das Kraftfahrzeugbauteil 12 abgedichtet. Über die Öffnung 28 ist ein direkter Durchgang von dem Saugvolumen 16 zu dem Luftführungskanal 24 geöffnet. Ein Unterdruck zwischen dem Saugelement 14 und dem Kraftfahrzeugbauteil 12, insbesondere an dem Saugvolumen 16, kann infolge der fluidischen Verbindung des Saugvolumens 16 mit der Druckeinstelleinrichtung eingestellt werden, wodurch eine feste Verbindung des Greifelements 10 mit dem Kraftfahrzeugbauteil 12 hergestellt ist und hierdurch ein Anheben des Kraftfahrzeugbauteils 12 mittels des Greifelements 10 ermöglicht wird.From a certain force on the actuator 18th , in particular when a predetermined limit force is exceeded by the on the actuating element 18th acting force, becomes the slot 26th to the opening 28 opened. The Suction elements 14th the suction volume 16 against the motor vehicle component 12th sealed. About the opening 28 is a direct passage from the suction volume 16 to the air duct 24 opened. A negative pressure between the suction element 14th and the automotive component 12th , especially at the suction volume 16 , can as a result of the fluidic connection of the suction volume 16 can be adjusted with the pressure adjustment device, whereby a firm connection of the gripping element 10 with the motor vehicle component 12th is made and thereby a lifting of the motor vehicle component 12th by means of the gripping element 10 is made possible.

Die Vakuumgreifeinrichtung, insbesondere das Greifelement 10, ermöglicht, dass ein Unterdruck lediglich an benötigten Stellen, vorliegend den vollständig abgedichteten Saugvolumina 16, eingestellt wird. Ein Abfall eines Unterdrucks im Vakuumgreifsystem kann zumindest im Wesentlichen vermieden werden, indem über jeweilige in der Verschließstellung 20 angeordnete Stellelemente 18 Leckagen der Vakuumgreifeinrichtung zumindest im Wesentlichen vermieden werden können. Ein aufwendiges Steuersystem mit Ventilen zum Einstellen des Unterdrucks in dem Saugvolumen 16 kann bei der beschriebenen Vakuumgreifeinrichtung mit dem wenigstenes einen Greifelement 10 vermieden werden. Das Freigeben des Einstellens des Unterdrucks in dem Saugvolumen 16 erfolgt bei dem Greifelement 10 über ein rein mechanisch wirkendes Prinzip durch Verstellen des Stellelements 18. Die Ausgestaltung des Greifelements 10 ermöglicht eine Kopplung vieler voneinander unabhängiger Greifelemente 10 in einer Vakuumgreifeinrichtung.The vacuum gripping device, in particular the gripping element 10 , enables a negative pressure only at required points, in this case the completely sealed suction volumes 16 , is set. A drop in negative pressure in the vacuum gripping system can at least essentially be avoided by being in the closed position 20th arranged adjusting elements 18th Leakages of the vacuum gripping device can at least essentially be avoided. A complex control system with valves for adjusting the negative pressure in the suction volume 16 can with the described vacuum gripping device with at least one gripping element 10 be avoided. The release of the adjustment of the negative pressure in the suction volume 16 takes place at the gripping element 10 using a purely mechanical principle by adjusting the adjusting element 18th . The design of the gripping element 10 enables many independent gripping elements to be coupled 10 in a vacuum gripping device.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: GreifelementGripping element
1212th: KraftfahrzeugbauteilAutomotive component
1414th: SaugelementSuction element
1616: SaugvolumenSuction volume
1818th: StellelementControl element
2020th: VerschließstellungLocking position
2222nd: ÖffnungsstellungOpen position
2424: LuftführungskanalAir duct
2626th: Schlitzslot
2828: Öffnungopening
3030th: TellerPlate
3232: WandWall

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2010/088925 A1 [0002]

Claims

Gripping element (10) for a vacuum gripping device, with a suction element (14) which can be placed against a surface of a component (12) to be gripped and by means of which, together with the component (12), a suction volume (16) can be limited, which by means of a pressure setting device can be acted upon by a negative pressure, and with an adjusting element (20) which can be adjusted between an open position (22) which releases a fluidic connection between the suction volume (16) and the pressure setting device and a closing position (20) which closes the fluidic connection between the suction volume (16) and the pressure setting device. 18), characterized in that the adjusting element (18) can be adjusted from the closed position (20) into the open position (22) by contact with the component (12).

Gripping element (10) Claim 1 , characterized in that the adjusting element (18) has an opening (28) via which the passage can be provided in the open position (22) and which can be opened by compressing the adjusting element (18) along its longitudinal extension direction.

Gripping element (10) Claim 1 or 2 , characterized in that the adjusting element (18) can be adjusted from the closed position (20) to the open position (22) in the event of a force acting on the adjusting element (18) along a longitudinal direction which exceeds a predetermined limit force.

Gripping element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting element (18) has an air duct (24) fluidly connectable to the pressure setting device, the opening (28) is fluidically connected to the air duct (24) and the opening (28) ) is arranged in a wall of the actuating element (18) delimiting the air duct (24).

Gripping element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting element (18) has a slot (26) which is fluidically tight in the closed position (20) and which in the open position (22) to the opening (28) is bent up.

Gripping element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the gripping element (10) is formed from an elastic membrane.

Gripping element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting element (18) in its open position (22) is arranged completely in the suction volume (16).

Gripping element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the suction element (14) has a hollow cylindrical sealing lip and a first central axis of the adjusting element (18) coincides with a second central axis of the sealing lip.

Vacuum gripping device for gripping a motor vehicle component, with several gripping elements (10) according to one of the preceding claims and with a pressure setting device with which the gripping elements (10) can be fluidly connected and via which the suction volumes (16) of the gripping elements (10) can each be subjected to a negative pressure are.