DE102020211768A1

DE102020211768A1 - Greifervorrichtung

Info

Publication number: DE102020211768A1
Application number: DE102020211768.3A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hochholdinger
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung (90), mit einer Greifeinheit (10), die ein Grundgehäuse (12) aufweist, an dem zwei entlang einer Arbeitsachse (16) angeordnete Greifbackenträger (14) beweglich angebracht sind, die zur Ausübung einer Öffnungsbewegung entlang der Arbeitsachse (16) zur Einnahme einer Offenstellung und zur Ausübung einer Schließbewegung entlang der Arbeitsachse (16) zur Einnahme einer Schließstellung (30) positionierbar sind, wobei die Greifbackenträger (14) in der Schließstellung (30) näher zueinander positioniert sind als in der Offenstellung, wobei in einer Koppelkonfiguration (19) der Greifeinheit (10) an jeden Greifbackenträger (14) eine Greifbackenbasis (24 einer Greifbacke (20) lösbar angebracht ist, wobei die Greifbackenbasis (24) durch eine Koppelbewegung (27) entlang einer senkrecht zur Arbeitsachse (16) ausgerichteten Konfigurationsachse (21) der Greifeinheit (10) zur Einnahme der Koppelkonfiguration (19) anbringbar ist, und in einer Entkoppelkonfiguration (88) der Greifeinheit (10) der Greifbackenträger (14) von der Greifbackenbasis (24) abgenommen ist, wobei die Greifbackenbasis (24) durch eine bezüglich der Konfigurationsachse (21) zur Koppelbewegung (27) entgegengesetzten Entkoppelbewegung (70) zur Einnahme der Entkoppelkonfiguration abnehmbar (88) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifervorrichtung, mit einer Greifeinheit, die ein Grundgehäuse aufweist, an dem zwei entlang einer Arbeitsachse angeordnete Greifbackenträger beweglich angebracht sind, die zur Ausübung einer Öffnungsbewegung entlang der Arbeitsachse zur Einnahme einer Offenstellung und zur Ausübung einer Schließbewegung entlang der Arbeitsachse zur Einnahme einer Schließstellung positionierbar sind, wobei die Greifbackenträger in der Schließstellung näher zueinander positioniert sind als in der Offenstellung, wobei in einer Koppelkonfiguration der Greifeinheit an jeden Greifbackenträger eine Greifbackenbasis einer Greifbacke lösbar angebracht ist, wobei die Greifbackenbasis durch eine Koppelbewegung der Greifeinheit entlang einer senkrecht zur Arbeitsachse ausgerichteten Konfigurationsachse der Greifeinheit zur Einnahme der Koppelkonfiguration anbringbar ist, und in einer Entkoppelkonfiguration der Greifeinheit der Greifbackenträger von der Greifbackenbasis abgenommen ist, wobei die Greifbackenbasis durch eine bezüglich der Konfigurationsachse zur Koppelbewegung entgegengesetzte Entkoppelbewegung der Greifeinheit zur Einnahme der Entkoppelkonfiguration von dem Greifbackenträger abnehmbar ist, wobei die Greifbackenträger jeweils einen Koppelabschnitt und die Greifbackenbasen jeweils einen mit dem Koppelabschnitt durch die Koppelbewegung zur Einnahme der Koppelkonfiguration koppelbaren und durch die Entkoppelbewegung zur Einnahme der Entkoppelkonfiguration entkoppelbaren Gegenkoppelabschnitt aufweist, wobei an der jeweiligen Greifbackenbasis eine Verriegelungseinrichtung angeordnet ist, die ein bewegliches Verriegelungselement aufweist, das durch eine Verriegelungsbewegung entlang einer Verriegelungsachse zur Verriegelung der Koppelkonfiguration in eine Verriegelungsstellung und durch eine zur Verriegelungsbewegung entgegengesetzte Entriegelungsbewegung zum Entriegeln der Koppelkonfiguration entlang der Verriegelungsachse in eine Entriegelungsstellung bewegt werden kann.
Eine aus der EP 0 198 379 A2 bekannte Greifervorrichtung umfasst zwei Greifbacken, die eine Öffnungsbewegung und eine Schließbewegung ausführen können. Ferner sind zwei tragende Kupplungsteile gezeigt, die mit je einer auswechselbaren Greifbacke über einen Kupplungsstecker, einen Riegel und eine Federanordnung in Längsrichtung des Kupplungssteckers verspannt sind. Der Riegel hat zwei einander gegenüberliegende Angriffsflächen für äußere Kräfte, durch die er in eine Lösestellung bzw. eine Sperrstellung bewegbar ist, und weist ferner eine Keilfläche auf, die bei seiner Bewegung in die Sperrstellung mit einer am Kupplungsstecker ausgebildeten Begrenzungsfläche zusammenwirkt und die Federanordnung spannt. Im Arbeitsbereich der Greifbacken ist eine Backenablage angeordnet, gegen die beide Riegel wahlweise mit je einer ihrer beiden Angriffsflächen drückbar sind, um in die Lösestellung oder in die Sperrstellung entlang der Richtungsachse der Öffnungsbewegung und der Schließbewegung der Greifbacken verschoben zu werden.
Ferner lehrt die EP 1 074 325 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wechseln eines Werkzeugsatzes, wobei die Vorrichtung einen Greifer aufweist.
In der DE 197 34 832 C1 ist eine Kopplungseinrichtung für eine Greifbacke eines Greifers offenbart.
Aus der EP 1 245 346 A1 ist ein fluidbetätigter Parallelgreifer mit zwei Antriebseinheiten bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greifervorrichtung zu schaffen, die eine kompakte Greifeinheit aufweist, welche es ermöglicht, an der Greifeinheit angebrachte Greifbackenbasen durch die Greifeinheit schnell selbständig anzukoppeln und zu entkoppeln.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß in Verbindung mit den eingangs erwähnten Merkmalen vorgesehen, dass die Verriegelungsachse des jeweiligen Verriegelungselements senkrecht zur Arbeitsachse und senkrecht zur Konfigurationsachse ausgerichtet ist. Die Verriegelungsachse, die Konfigurationsachse und die Arbeitsachse geben die Ausrichtung der entlang der drei Achsen verlaufenden Bewegungen vor, wobei jeweils zwei entgegengesetzte Bewegungen entlang einer Achse ausgeführt werden. So wird entlang der Arbeitsachse die Schließbewegung sowie die entgegengesetzte Öffnungsbewegung der Greifbackenträger mit den Greifbacken, entlang der Konfigurationsachse die Koppelbewegung sowie die entgegengesetzte Entkoppelbewegung der Greifeinheit und entlang der jeweiligen Verriegelungsachse die Verriegelungsbewegung sowie die entgegengesetzte Entriegelungsbewegung des jeweils zugeordneten Verriegelungselements ausgeführt. Die jeweilige Greifbacke umfasst jeweils eine Greifbackenbasis, die die Verriegelungseinrichtung und den Gegenkoppelabschnitt aufweist.
Die Greifeinheit weist zwei Greifbackenträger auf. In der Koppelkonfiguration ist an jedem Greifbackenträger eine Greifbacke angeordnet, die mit einer Greifbackenbasis an dem Greifbackenträger angebracht ist. An jeder Greifbackenbasis ist eine Verriegelungseinrichtung angeordnet, sodass an einer Greifeinheit in der Koppelkonfiguration zwei Verriegelungseinrichtungen angeordnet sind.
Die Konfigurationsachse und die senkrecht zur Konfigurationsachse ausgerichtete Arbeitsachse liegen in einer gemeinsamen imaginären Hauptebene. Die Verriegelungsachse des Verriegelungselements ist senkrecht zur Konfigurationsachse und Arbeitsachse ausgerichtet und ist demnach auch senkrecht zur imaginären Hauptebene ausgerichtet, sodass in der Koppelkonfiguration zwei Verriegelungsachsen senkrecht auf der imaginären Ebene angeordnet sind.
Die Arbeitsachse kann durch eine Arbeitsführung an dem Grundgehäuse vorgegeben sein, wobei die Greifbackenträger an der Arbeitsführung beweglich angeordnet sind. Die Öffnungsbewegung und Schließbewegung können entlang der Arbeitsführung ausgeführt werden. Ferner kann ein Aktuator an der Greifeinheit angeordnet sein, wobei der Aktuator die Greifbackenträger antreibt, sodass sie durch die Öffnungsbewegung und Schließbewegung die Öffnungsstellung bzw. Schließstellung einnehmen können.
Durch die Koppelbewegung werden der Koppelabschnitt des Greifbackenträgers und der Gegenkoppelabschnitt einer einem Greifbackenträger zugeordneten Greifbackenbasis miteinander lösbar verbunden. Dazu kann die gesamte Greifeinheit die Koppelbewegung relativ zu den Greifbackenträgern entlang der Konfigurationsachse ausführen, sodass die Greifbackenträger und die Greifbackenbasen jeweils aufeinander zu bewegt werden, bis sie sich berühren. Die Koppelkonfiguration wird schließlich erreicht, wenn die Koppelabschnitte und die Gegenkoppelabschnitte miteinander verbunden sind. Diese Koppelkonfiguration kann nun durch das Verriegelungselement der Verriegelungseinrichtung gegen ein ungewolltes Entkoppeln gesichert werden, indem das Verriegelungselement entlang der Verriegelungsachse durch die Verriegelungsbewegung in die Verriegelungsstellung befördert wird. Das Verriegelungselement und der Koppelabschnitt wirken zusammen, sodass die Koppelkonfiguration des Paars aus Greifbackenträger und zugeordneter Greifbackenbasis gesichert wird.
Um die Koppelkonfiguration zu lösen und die Greifbackenträger von den Greifbackenbasen durch die Entkoppelbewegung entlang der Konfigurationsachse zu entfernen, wird die Verriegelung gelöst. Dazu wird das Verriegelungselement in die Entriegelungsstellung durch die Entriegelungsbewegung befördert, sodass die jeweiligen Koppelabschnitte und Gegenkoppelabschnitte freigegeben werden. Das in der Entriegelungsstellung befindliche Verriegelungselement wirkt mit den jeweiligen Koppelabschnitten nicht mehr zusammen. Die entsicherten jeweiligen Koppelabschnitte und Gegenkoppelabschnitte können bei einem in der Entriegelungsstellung befindlichen Verriegelungselement voneinander entfernt werden, sodass die zugeordneten Greifbackenbasen und Greifbackenträger dadurch voneinander abgenommen werden können. Hierdurch wird die Entkoppelkonfiguration erzeugt, bei der im Gegensatz zur Koppelkonfiguration die jeweilige Greifbackenbasis von dem jeweils zugeordneten Greifbackenträger beabstandet ist.
Durch die vorstehend beschriebenen Ausführungen der Erfindung wird eine kompakte Bauweise erlangt, denn die oben genannten drei, zueinander senkrecht ausgeführten Achsen ermöglichen eine Komprimierung aller für die Einnahme der Konfigurationen nötigen Bewegungen auf engstem Raum. So sind keine in einer Richtung aneinandergereihten Bewegungsstrecken notwendig, um die Bewegungen der Greifeinheit und der Greifbacken auszuführen. Die Greifeinheit kann entsprechend der senkrecht zueinander ausgerichteten Achsen die Konfigurationsbewegungen einfach und auf engstem Raum ausführen, sodass ein selbstständiges Koppeln und Entkoppeln der Greifbackenbasen von den Greifbackenträgern durch eine beispielsweise robotisch angetriebene Greifeinheit möglich ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhafterweise weist der jeweilige Koppelabschnitt wenigstens eine im Wesentlichen parallel zur Konfigurationsachse längliche, vom Greifbackenträger abstehende Struktur auf, wobei der Koppelabschnitt eine Verriegelungsausnehmung zur Verriegelung durch das Verriegelungselement aufweist, und der jeweilige Gegenkoppelabschnitt als wenigstens eine zum Koppelabschnitt komplementäre parallel zur Konfigurationsachse an der Greifbackenbasis ausgebildete Gegenkoppelausnehmung für den Koppelabschnitt ausgeformt ist. Die längliche Struktur des Koppelabschnitts steht von einer Koppelseite des jeweiligen Greifbackenträgers ab, die in der Koppelkonfiguration an einer Gegenkoppelseite der jeweils zugeordneten Greifbackenbasis anliegt. Von der Gegenkoppelseite ausgehend erstreckt sich die Gegenkoppelausnehmung in die Greifbackenbasis. Wird die Greifeinheit in die Koppelkonfiguration gebracht, dann wird die längliche Struktur des Koppelabschnitts des Greifbackenträgers in die Gegenkoppelausnehmung der Greifbackenbasis gefügt. Die Verriegelungsausnehmung des Koppelabschnitt kommt dabei innerhalb der Greifbackenbasis zu liegen und kann dort mit dem Verriegelungselement der Verriegelungseinrichtung zusammenwirken. Der Koppelabschnitt wird dadurch in der Gegenkoppelausnehmung gesichert. Insbesondere kann das Verriegelungselement mit der Verriegelungsausnehmung einen Formschluss herstellen, der vorzugsweise durch einen ebenfalls durch das Verriegelungselement und die Verriegelungsausnehmung hergestellten Kraftschluss ergänzt wird.
Eine besondere Weiterbildung kann beinhalten, dass der Koppelabschnitt zum Fügen in den Gegenkoppelabschnitt durch die entlang der Konfigurationsachse ausgerichtete, zu dem jeweiligen Greifbackenträger relative Koppelbewegung der Greifeinheit einsteckbar ist, sodass in der Koppelkonfiguration der Koppelabschnitt von dem Gegenkoppelabschnitt aufgenommen ist. Hierbei wird die Greifeinheit zur Einnahme der Koppelkonfiguration auf die insbesondere beiden Greifbackenbasen zubewegt, bis der jeweilige Koppelabschnitt den jeweils zugeordneten Gegenkoppelabschnitt erreicht und anschließend in diesen eingeführt wird. Die Koppelabschnitte werden solange in die Gegenkoppelabschnitte eingeschoben, bis die Koppelseite des Greifbackenträgers an der Gegenkoppelseite der Greifbackenbasis anliegt. Die Koppelbewegung ist eine vorzugsweise reine Linearbewegung. Die vorzugsweise reine Linearbewegung der jeweiligen Koppelabschnitte zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass lediglich eine translatorische Bewegung ohne rotatorische Teilbewegungen während der Konfigurationsbewegung durch die jeweiligen Koppelabschnitte ausgeführt wird. Die ineinandergefügten Koppel- und Gegenkoppelabschnitt ermöglichen eine besonders kompakte Bauweise, da lediglich die äu-ßere Oberflächenform der Greifbackenbasis die äußeren Abmessungen des Bereichs der miteinander gekoppelten Abschnitte in der Koppelkonfiguration bestimmt.
Bevorzugterweise kann die Verriegelungseinrichtung innerhalb der Greifbackenbasis angeordnet sein, sodass das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung den eingesteckten Koppelabschnitt in der Koppelkonfiguration innerhalb der Greifbackenbasis verriegelt. Der innerhalb der Greifbackenbasis angeordnete Koppelabschnitt weist die Verriegelungsausnehmung auf, die ebenfalls innerhalb der Greifbackenbasis angeordnet ist. Das Verriegelungselement greift in der Verriegelungsstellung innerhalb der Greifbackenbasis in die Verriegelungsausnehmung ein, wodurch eine weitere Verdichtung der Struktur des Aufbaus der Greifervorrichtung erreicht wird.
Besonders bevorzugt ist es, die Orte, an denen sich das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung befindet, innerhalb der Greifbackenbasis zu positionieren, wobei die Verriegelungsstellung und die Entriegelungsstellung entlang der Verriegelungsachse miteinander fluchten. Hierbei kann das Verriegelungselement sowohl in der Verriegelungsstellung als auch in der Entriegelungsstellung vollständig innerhalb der Greifbackenbasis angeordnet sein und somit unabhängig von seiner Position eine kompakte Bauweise der Greifbacken gewährleisten, da es nicht aus der Greifbackenbasis herausragt.
Das Verriegelungselement ist unabhängig von seiner Position entlang der Verriegelungsachse durch eine Federkraft beaufschlagt. In der Verriegelungsstellung kann das Verriegelungselement vorteilhafterweise durch ein Federelement in der Verriegelungsstellung mit einer entlang der Verriegelungsachse wirkenden Verriegelungskraft vorgespannt sein. Das Federelement kann zwischen dem Verriegelungselement und einem mit der Greifbackenbasis starr verbundenem Rückhalteelement angeordnet sein. Durch das Federelement wird ein sicheres und selbstständiges Verriegeln der Koppelkonfiguration ermöglicht.
Im Besonderen kann das Verriegelungselement eine zylindrische oder kugelförmige Struktur aufweisen. Insbesondere kann das Verriegelungselement eine hohlzylindrische Struktur aufweisen, die kappenartig auf ein Ende einer Schraubenfeder gesetzt wird, sodass eine besonders kompakte Bauweise entlang der Verriegelungsachse erreicht wird. Das Verriegelungselement kann in jedem Fall in einem Verriegelungskanal beweglich angeordnet sein, wobei der Verriegelungskanal entlang der Verriegelungsachse ausgerichtet ist. Der Verriegelungskanal kann sich vollständig innerhalb der Greifbackenbasis befinden. In solch einem Fall befinden sich die Orte der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung innerhalb des Verriegelungskanals.
Eine bevorzugte Ausführungsform beinhaltet, dass der Koppelabschnitt jedes Greifbackenträgers zwei sich parallel zur Konfigurationsachse erstreckende Koppelstifte aufweist, die zueinander entlang der Arbeitsachse beabstandet sind und die jeweils eine um ihre Außenumfangsfläche umlaufende Verriegelungsausnehmung aufweisen, wobei die beiden Verriegelungsausnehmungen auf gleicher Höhe bezüglich der Konfigurationsachse angeordnet sind. Die Verriegelungsausnehmungen können jeweils als Ringnut ausgebildet sein und einen Querschnitt quer zur Umfangsrichtung des jeweiligen Koppelstifts aufweisen, der vorzugsweise eine U-förmige Kontur aufweist.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Gegenkoppelabschnitt je Greifbackenbasis zwei sich parallel zur Konfigurationsachse in der Greifbackenbasis erstreckende zylindrische Gegenkoppelausnehmungen aufweist, die zueinander entlang der Arbeitsachse beabstandet sind, wobei zwischen den beiden zylindrischen Gegenkoppelausnehmungen der entlang der Verriegelungsachse ausgerichtete Verriegelungskanal ausgeformt ist, der die jeweilige zylindrische Gegenkoppelausnehmung schneidet, sodass jeweils eine Verriegelungsöffnung zwischen der jeweiligen zylindrischen Gegenkoppelausnehmung und dem Verriegelungskanal ausgebildet ist, wobei in der Verriegelungsstellung das Verriegelungselement durch die jeweilige Verriegelungsöffnung in die jeweilige zylindrische Gegenkoppelausnehmung hineinragt. Die Verriegelungsausnehmungen sind bezüglich der Konfigurationsachse auf gleicher Höhe wie die Verriegelungsöffnung, wenn sich die Greifeinheit in der Koppelkonfiguration befindet. Die Verriegelungsöffnungen entstehen durch den Schnitt der zylindrischen Gegenkoppelausnehmungen und des zylindrischen Verriegelungskanals, wobei der Verriegelungskanal die jeweilige Gegenkoppelausnehmung an einem seitlichen Bereich schneidet.
In der Koppelkonfiguration kann das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung zwischen die in den zylindrischen Gegenkoppelausnehmungen steckenden Koppelstifte des Greifbackenträgers positioniert sein. Das Verriegelungselement ragt durch die beiden jeweils den einzelnen Koppelstiften zugeordneten Verriegelungsöffnungen hindurch, und ragt dadurch aus dem Verriegelungskanal heraus und greift in die Verriegelungsausnehmung des jeweiligen Koppelstifts ein.
Die Greifervorrichtung weist vorzugsweise außer der Greifeinheit eine zur Greifeinheit separate Trägervorrichtung auf, die zum Bereitstellen eines Greifbackenbasenpaars bzw. eines Greifbackenpaars an jeweiligen Bereitstellungsplätzen vorgesehen ist, wobei für jede Greifbackenbasis ein Halteabschnitt im Bereich jedes Bereitstellungsplatzes an der Trägervorrichtung angeordnet ist, der mit einem Gegenhalteabschnitt der jeweiligen Greifbackenbasis zusammenwirkt, sodass die jeweilige Greifbackenbasis durch die Trägervorrichtung unter Einnahme einer Bereitschaftsstellung lösbar getragen wird. Der Halteabschnitt und der Gegenhalteabschnitt sind vorzugsweise komplementär ausgebildet. Die Trägervorrichtung kann eine Bereitstellung der Greifbackenbasen ermöglichen. Hierbei können Greifbackenpaare für unterschiedliche Arbeitszwecke in der Trägervorrichtung gleichzeitig bereitgestellt werden, die durch die Greifeinheit, die beispielsweise an einem Roboterarm oder einem Ausleger eines Handhabungsgeräts angebracht ist, angefahren werden. Dort kann sich die Greifeinheit selbständig mit den für einen bestimmten Arbeitszweck gewünschten Greifbacken ausstatten. Die Trägervorrichtung kann als Magazin ausgeführt sein, welches eine Vielzahl an Greifbackenpaaren aufnehmen kann.
Vorzugsweise kann die Trägervorrichtung einen Betätigungsabschnitt im Bereich jedes Bereitstellungsplatzes aufweisen, der zum Positionieren des Verriegelungselements in die Entriegelungsstellung vorgesehen ist, sodass sich die Verriegelungseinrichtung in der Entriegelungsstellung befindet, wenn die Greifbackenbasis durch die Trägervorrichtung getragen wird und sich die Greifbackenbasis in der Bereitschaftsstellung befindet. Der Betätigungsabschnitt betätigt dabei die Verriegelungseinrichtung und hält das Verriegelungselement in der Entriegelungsstellung, wenn der Halteabschnitt der Trägervorrichtung und der Gegenhalteabschnitt der jeweiligen Greifbackenbasis zusammenwirken. So kann eine komfortable Bereitschaftsstellung für das Herstellen der Koppelkonfiguration eingenommen werden.
Es ist von Vorteil, den Halteabschnitt für eine jeweilige Greifbackenbasis aus zwei Trägerbolzen zu bilden, die von einer Trägerseite der Trägervorrichtung senkrecht abstehen, und der Gegenhalteabschnitt aus längliche nutartigen Gegenhaltevertiefungen an zwei entgegengesetzt orientierten seitlichen Basisflächen einer jeweiligen Greifbackenbasis auszubilden, wobei die beiden Trägerbolzen zueinander einen Abstand aufweisen, der gleichgroß wie der gegenseitige Abstand der beiden länglichen Gegenhaltevertiefungen ist, wobei die Gegenhaltevertiefungen auf einer zur Verriegelungsrichtung senkrecht ausgerichteten Betätigungsseite der Greifbackenbasis offen sind. Die Trägerseite beinhaltet die Fläche, an der die Greifbackenpaare in ihrer Bereitschaftsstellung mit ihren jeweiligen Betätigungsseiten anliegen. Die Bereitschaftsplätze sind auf der Trägerseite angeordnet. Die Trägerbolzen können in die Gegenhaltevertiefungen von der Betätigungsseite aus eingeführt werden, da die Gegenhaltevertiefung auf der Betätigungsseite offen sind. Hierdurch wird eine schnelle und sichere Bereitstellung der Greifbackenbasenpaare ermöglicht.
Damit ein in der Bereitschaftsstellung zur Einnahme der Koppelkonfiguration freigegebener Gegenkoppelabschnitt sicher vorliegt, kann der Betätigungsabschnitt als ein Betätigungsbolzen ausgeführt sein, der von einem flächigen Abschnitt der Trägerseite der Trägervorrichtung senkrecht absteht, und der Verriegelungskanal der Greifbackenbasis kann auf einer dem Betätigungsabschnitt zugewandten Betätigungsseite der Greifbackenbasis durch eine Betätigungsöffnung offen sein, sodass der Betätigungsabschnitt in den Verriegelungskanal hineinragt, wenn die Greifbackenbasis durch die Trägervorrichtung am Bereitstellungsplatz in der Bereitschaftsstellung getragen ist, wodurch das Verriegelungselement entgegen der Federkraft des Federelements in die Entriegelungsstellung positioniert ist. Der Betätigungsbolzen drückt dabei gegen das Verriegelungselement, wenn es mit der jeweiligen Verriegelungsachse fluchtet. In der Bereitschaftsstellung steckt der Betätigungsbolzen in der Greifbackenbasis. Wenn sich die Greifbackenbasis auf dem Bereitschaftsplatz befindet und der Halteabschnitt mit dem Gegenhalteabschnitt zusammenwirkt und die Betätigungsseite an der Trägerseite anliegt, dann drückt der Betätigungsbolzen das Verriegelungselement in die Entriegelungsstellung. Auf diese Weise kann die Greifeinheit einfach die Koppelkonfiguration und die Entkoppelkonfiguration herstellen, wenn sich das Greifbackenpaar auf den jeweiligen Bereitstellungsplätzen befindet.
Zweckmäßigerweise befindet sich der Betätigungsbolzen an jedem Bereitstellungsplatz auf der Trägerseite zwischen den beiden Trägerbolzen und die Betätigungsöffnung auf der Betätigungsseite der Greifbackenbasis zwischen den beiden Gegenhaltevertiefungen. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einem Anordnen der Greifbackenbasis auf einem Bereitstellungsplatz, die Trägerbolzen und der Betätigungsbolzen gleichzeitig in die Gegenhaltevertiefungen bzw. die Betätigungsöffnung angeordnet werden. Die Trägerbolzen und der Betätigungsbolzen sind parallel zueinander ausgerichtet.
Vorteilhafterweise kann ein Haltemagnet im Bereich des Bereitstellungsplatzes an der Trägervorrichtung und/oder ein Gegenhaltemagnet in der Greifbackenbasis vorgesehen sein, der die Greifbackenbasis in der Bereitschaftsstellung auf dem Bereitstellungsplatz entgegen der Federkraft des Federelements positioniert hält. Hierbei wird die Federkraft kompensiert oder sogar überkompensiert, sodass die durch das Zusammenwirken des Halteabschnitts und des Gegenhalteabschnitts gehaltene Greifbacke in ihre Position auf dem Bereitstellungsplatz in der Bereitschaftsstellung verbleibt.
Eine besonders flexible Greifervorrichtung kann erlangt werden, wenn die jeweilige Greifbackenbasis einen Greiffinger mit einer Greifkontur aufweist. Der Greiffinger kann einstückig mit der Greifbackenbasis ausgebildet sein oder lösbar an der Greifbackenbasis angebracht sein, sodass ein Greiffinger von der Greifbackenbasis entfernt und durch einen anderen Greiffinger ersetzt werden kann. Dadurch kann eine Greifbackenbasis mit unterschiedlichen Greiffingern ausgestattet werden. Die Greifkontur ist in Richtung der Schließbewegung und/oder der Öffnungsbewegung ausgerichtet, um in der Schließstellung bzw. Offenstellung Objekte greifen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Greifervorrichtung sieht vor, ein Bereitstellen der Greifbackenbasen an der Trägervorrichtung zu gewährleisten, indem die Greifbackenträger mit daran angebrachten Greifbackenbasen durch Ausführen der Schließbewegung der Greifeinheit in die Schließstellung befördert werden und durch eine Trägerbewegung entlang einer senkrecht zur Trägerseite ausgerichteten Trägerachse zur Trägervorrichtung hinbewegt werden, wo die Greifbackenbasen an einem Bereitstellungsplatz abgelegt werden. Der Halteabschnitt kann mit dem Gegenhalteabschnitt und der Betätigungsabschnitt mit dem Verriegelungselement während der Trägerbewegung zusammenwirken, sodass die Koppelkonfiguration entriegelt wird und die an den Greifbackenträgern angebrachten Greifbackenbasen freigegeben werden, wenn die Greifbackenbasen an der Trägerseite anliegen. Die Trägerachse ist parallel zu den Verriegelungsachsen und senkrecht zur Konfigurationsachse ausgerichtet, wenn sich die Greifeinheit in der Trägerbewegung befindet. Ein Abnehmen der Greifbackenträger von den Greifbackenbasen wird durch die Entkoppelbewegung der Greifeinheit entlang der Konfigurationsachse erreicht, wobei die Greifbackenbasen ortsfest an der Trägervorrichtung verbleiben. Die Entkoppelbewegung ist eine vorzugsweise reine Linearbewegung. Dadurch wird die Entkoppelkonfiguration hergestellt, bei der die Greifbackenträger von den paarweise zugeordneten Greifbackenbasen beabstandet sind.
Die Greifbackenbasen sind mit jeweils entriegelten Verriegelungseinrichtungen an den Bereitstellungsplätzen der Trägervorrichtung gelagert. Insbesondere kann der Betätigungsbolzen der Trägervorrichtung durch die Betätigungsöffnung auf der Betätigungsseite der Greifbackenbasis während der Trägerbewegung in die Greifbackenbasis hineinragen und das Verriegelungselement gegen die Federkraft entlang der Verriegelungsachse verschieben, wobei die das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung haltende Verriegelungskraft durch die Trägerbewegung überwunden wird.
Ferner kann ein Koppeln der Greifbackenträger zur Herstellung der Koppelkonfiguration ausgehend von der Entkoppelkonfiguration durch die Koppelbewegung der Greifeinheit entlang der Konfigurationsachse erfolgen. Die Greifbackenbasen befinden sich während der Koppelbewegung in der Trägervorrichtung in entriegeltem Zustand, wobei die Greifbackenträger an die Greifbackenbasen herangeführt werden. Nachdem die Koppelkonfiguration hergestellt ist, indem die Koppelabschnitte in jeweilige Gegenkoppelabschnitte gesteckt werden, sodass sich eine jeweilige Koppelseite des jeweiligen Greifbackenträgers mit einer jeweiligen Gegenkoppelseite der paarweise zugeordneten Greifbackenbasis berühren, kann ein Entnehmen der Greifbackenbasen aus der Trägervorrichtung durch eine zur Trägerbewegung entgegengesetzte Entnahmebewegung entlang der Trägerachse erfolgen. Hierbei wird während des Entnehmens der Greifbackenbasen durch die Verriegelungseinrichtung die Koppelkonfiguration der Greifbackenträger und der jeweiligen Greifbackenbasen selbstständig verriegelt. Nachdem die Trägerbolzen und der Betätigungsbolzen aus der Greifbackenbasis vollständig herausgezogen sind, kann die Greifeinheit ihre Greiftätigkeit im normalen Betriebszustand ausführen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert und in dieser zeigen

1 eine perspektivische Ansicht der Greifeinheit einer in einer Koppelkonfiguration befindlichen Greifeinheit,
2 einen Längsschnitt der Greifeinheit gemäß Schnittlinie I-I aus 1 entlang einer Arbeitsachse und einer Konfigurationsachse durch die Greifeinheit,
3 einen Querschnitt der Greifeinheit gemäß Schnittlinie II-II aus 2 entlang einer Verriegelungsachse und senkrecht zur Konfigurationsachse durch die Greifeinheit,
4 eine perspektivische Ansicht der Greifeinheit in einer Entkoppelkonfiguration befindlichen Greifeinheit,
5 eine perspektivische Ansicht einer Greifervorrichtung, die die von einer Trägervorrichtung gehaltene Greifeinheit umfasst,
6 eine Vorderansicht der Greifervorrichtung, an der die von der Trägervorrichtung gehaltenen Greifeinheit angeordnet ist,
7 einen Längsschnitt der Greifervorrichtung gemäß Schnittlinie III-III aus 6 entlang der Verriegelungsachse und der Konfigurationsachse, wobei die Trägervorrichtung und die von der Trägervorrichtung gehaltene Greifeinheit in einer Schnittdarstellung abgebildet sind,
8 einen Querschnitt der Greifervorrichtung gemäß Schnittlinie IV-IV aus 6 entlang der Verriegelungsachse und senkrecht zur Konfigurationsachse, wobei die Trägervorrichtung und die von der Trägervorrichtung gehaltenen Greifeinheit in einer Schnittdarstellung abgebildet sind,
9 eine perspektivische Ansicht der Greifervorrichtung, wobei die Greifeinheit von der Trägervorrichtung abgenommen ist,
10 einen Längsschnitt der Greifervorrichtung gemäß Schnittlinie III-III aus 6 entlang der Verriegelungsachse und der Konfigurationsachse, wobei die Trägervorrichtung und die von der Trägervorrichtung abgenommene Greifeinheit in einer Schnittdarstellung abgebildet sind, und
11 einen Querschnitt der Greifervorrichtung gemäß Schnittlinie IV-IV aus 6 entlang der Verriegelungsachse und senkrecht zur Konfigurationsachse, wobei die Trägervorrichtung und die von der Trägervorrichtung abgenommenen Greifeinheit in einer Schnittdarstellung abgebildet sind.

1 zeigt eine Greifeinheit 10, die ein Grundgehäuse 12 aufweist, an dem zwei Greifbackenträger 14 angeordnet sind. Das Grundgehäuse 12 ist vorzugsweise an einer Bewegungseinrichtung angebracht, die die Greifeinheit 10 relativ zu einem zu greifenden Objekt bewegt. Die Bewegungseinrichtung ist insbesondere ein Roboterarm oder ein Ausleger eines Handhabungsgeräts, wobei der Roboterarm und das Handhabungsgerät sowie das zu greifende Objekt in der Zeichnung nicht illustriert sind.
Die Greifbackenträger 14 sind beweglich an dem Grundgehäuse 12 angebracht, wobei die Greifbackenträger 14 eine vorzugsweise lineare Schließ- und Öffnungsbewegung entlang einer Arbeitsachse 16 ausführen können. Die Greifbackenträger 14 weisen einen senkrecht zu Arbeitsachse 16 ausgerichteten, vorzugsweise T-förmigen Querschnitt auf, wobei die Greifbackenträger 14 in einer insbesondere auf einer Arbeitsseite 17 des Grundgehäuses 12 ausgebildeten Arbeitsführung 18 beweglich gelagert sind. Die Arbeitsführung 18 weist einen ebenfalls T-förmigen und zu den Greifbackenträgern 14 komplementären Querschnitt auf. Bevorzugt ist die Arbeitsführung 18 als T-Nut entlang der Arbeitsachse 16 auf der Arbeitsseite 17 ausgeformt, wobei die beiden Greifbackenträger 14 innerhalb der Arbeitsführung 18 gleitgelagert sind.
Die Greifeinheit 10 der 1 ist in einer Koppelkonfiguration 19 dargestellt, bei der an den beiden Greifbackenträgern 14 jeweils eine Greifbacke 20 lösbar angebracht ist. Die Greifeinheit 10 weist ein Greifbackenpaar 15 auf. Die Greifbacke 20 steht von der Arbeitsseite 17 ab und weist ein freies Ende 22 auf. Das freie Ende 22 ist von der Arbeitsseite 17 abgewandt. Die Greifbacke 20 weist vorzugsweise eine längliche Struktur auf, die vorzugsweise parallel zu einer Konfigurationsachse 21 der Greifeinheit 10 ausgerichtet ist. Die Konfigurationsachse 21 ist senkrecht zur Arbeitsachse 16 ausgerichtet. Eine Greifbackenbasis 24 der Greifbacke 20 ist an dem Greifbackenträger 14 angebracht, wobei sich ein Greiffinger 26 der Greifbacke 20 ausgehend von der Greifbackenbasis 24 erstreckt. Die Greiffinger 26 weisen jeweils eines der freien Enden 22 auf. Zwischen dem Greiffinger 26 und dem jeweils zugeordneten Greifbackenträger 14 ist die Greifbackenbasis 24 angeordnet.
An jedem Greiffinger 26 ist eine Greifkontur 28 ausgebildet, welche dazu dient, mittels der Greifeinheit 10 ein Objekt zugreifen. Die Greifkontur 28 ist bevorzugt senkrecht zur Arbeitsachse 16 ausgeformt und erstreckt sich insbesondere wenigstens abschnittsweise in etwa parallel zur Konfigurationsachse 21. Die Greifkontur 28 eines Greiffingers 26 ist vorzugsweise der Greifkontur 28 des anderen Greiffingers 26 zugewandt. Die jeweilige Greifkontur 28 ist zwischen dem freien Ende 22 und der Greifbackenbasis 24 eines jeden Greiffingers 26 ausgebildet.
In 1 ist die Greifeinheit 10 in einer Schließstellung 30 dargestellt, bei der die beiden Greifbacken 20 zueinander näher positioniert sind als in einer Offenstellung der Greifeinheit 10. Die Offenstellung ist in der Zeichnung nicht illustriert. Um aus der Offenstellung in die Schließstellung 30 zu gelangen, führen die Greifbackenträger 14 eine Schließbewegung entlang der Arbeitsachse 16 aus. Um die Offenstellung aus der Schließstellung 30 heraus zu erreichen, führen die Greifbackenträger 14 eine der Schließbewegung entgegengesetzte Öffnungsbewegung entlang der Arbeitsachse 16 aus. Ein Objekt, welches durch die Greifeinheit 10 gegriffen werden soll, kann von der Greifeinheit 10 in der Offenstellung angefahren werden, bis es zwischen den Greifkonturen 28 der beiden Greiffinger 26 positioniert ist. Anschließend können die beiden Greifbacken 20 durch die Schließbewegung aufeinander zu bewegt werden, bis die Greifkonturen 28 das Objekt berühren.
Der Greiffinger 26 kann lösbar an der Greifbackenbasis 24 angebracht sein. Dazu kann eine Anbringungsseite an der Greifbackenbasis 24 eingerichtet sein, an die der Greiffinger 26 beispielsweise mittels einer Schraube, eines Magneten oder eines sonstigen mechanischen Befestigungsmittels angebracht werden kann. Die Anbringungsseite ist vorzugsweise von der Arbeitsseite 17 der Greifeinheit 10 abgewandt. Alternativ können die Greifbackenbasis 24 und der Greiffinger 26 miteinander einstückig ausgebildet sein, sodass die gesamte Greifbacke 20 aus einem monolithischen Körper geformt ist.
Die Greifbackenbasis 24 weist zwei entgegengesetzt orientierte seitliche Basisflächen 32 auf, die jeweils eine Gegenhaltevertiefung 34 aufweisen. Die Basisflächen 32 sind in etwa parallel zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet. Die Gegenhaltevertiefung 34 jeder Basisfläche 32 ist nutartig ausgebildet und senkrecht zur Arbeitsachse 16 und senkrecht zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet. Die beiden Gegenhaltevertiefungen 34 bilden gemeinsam einen Gegenhalteabschnitt 35, der zum Aufbewahren der jeweiligen Greifbacke 20 in einer Trägervorrichtung 37 nach einer der 5 bis 11 vorgesehen ist.
Der Greifbackenträger 14 weist eine Koppelseite 23 auf, die eine senkrecht zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtete Fläche aufweist. Die Flächennormale der Fläche der Koppelseite 23 ist parallel zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet. Die Greifbackenbasis 24 weist eine Gegenkoppelseite 25 auf, die in der Koppelkonfiguration 19 der Greifeinheit 10 die Koppelseite 23 flächig berührt. Die Fläche der Gegenkoppelseite 25 ist in der Koppelkonfiguration 19 ebenfalls senkrecht zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet. Um die Koppelkonfiguration 19 herzustellen, wird das Grundgehäuse 12 mit den Greifbackenträgern 14 durch eine Koppelbewegung 27 entlang der Konfigurationsachse 21 an die Greifbackenbasen 24 herangeführt, wobei die Koppelbewegung 7 relativ zu den Greifbackenbasen 24 der Greifbacken 20 ausgeführt wird. Die Koppelseite 23 und die Gegenkoppelseite 25 des Greifbackenträgers 14 sowie der Greifbackenbasis 24 berühren sich gegenseitig in der Koppelkonfiguration 19.
Die nutartige Gegenhaltevertiefung 34 weist eine längliche Struktur auf, die sich auf der Oberfläche der Basisfläche 32 parallel zu einer Verriegelungsachse 36 einer Verriegelungseinrichtung 38 erstreckt, wobei die Verriegelungseinrichtung 38 innerhalb der jeweiligen Greifbackenbasis 24 angeordnet ist. Hierbei weist jede Greifbackenbasis 24 vorzugsweise eine Verriegelungseinrichtung 38 mit einer ihr zugeordneten Verriegelungsachse 36 auf. Mittels der Verriegelungseinrichtung 38 kann die Koppelkonfiguration 19 verriegelt werden, sodass die an die Greifbackenträger 14 angebrachten Greifbackenbasen 24 nicht gelöst werden können. Die Koppelkonfiguration 19 kann durch die Verriegelungseinrichtung 38 gesichert werden. Die Verriegelungsachse 36 ist senkrecht zur Arbeitsachse 16 und senkrecht zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet.
Ein Entriegeln der Koppelkonfiguration 19 kann durch eine Betätigung der Verriegelungseinrichtung 38 entlang der Verriegelungsachse 36 erfolgen. Dazu ist auf einer Betätigungsseite 40 der Greifbackenbasis 24 eine Betätigungsöffnung 42 ausgebildet, die einen Zugang zur innerhalb der Greifbackenbasis 24 angeordneten Verriegelungseinrichtung 38 ermöglicht. Durch die Betätigungsöffnung 42 kann entlang der Verriegelungsachse 36 die Entriegelung der Koppelkonfiguration 19 erfolgen. Jede Greifbackenbasis 24 weist eine Betätigungsseite 40 mit einer ihr zugeordneten Betätigungsöffnung 42 auf, wobei die Betätigungsseite 40 senkrecht zur jeweiligen Verriegelungsachse 36 ausgerichtet ist. Die Betätigungsöffnungen 42 der beiden Greifbacken 20 sind in der Koppelkonfiguration 19 der Greifeinheit 10 bezüglich der Konfigurationsachse 21 auf gleicher Höhe positioniert.
Die Gegenhaltevertiefungen 34 sind an einem axialen Ende ihrer länglichen Struktur auf der Betätigungsseite 40 offen. Auf jeder seitlichen Basisfläche 32 ist eine Gegenhaltevertiefung 34 ausgeformt, wobei die Gegenhaltevertiefungen 34 und die Betätigungsöffnung 42 bezüglich der Konfigurationsachse 21 auf gleicher Höhe positioniert sind. Die Gegenhaltevertiefungen 34 und die Betätigungsöffnung 42 einer Greifbacke 20 sind bei einer Greifeinheit 10, welche sich in der Koppelkonfiguration 19 befindet, auf gleicher Höhe zu den Gegenhaltevertiefungen 34 und der Betätigungsöffnung 42 der weiteren Greifbacke 20 eines Greifbackenpaares 15 angeordnet. Die seitlichen Basisflächen 32 einer Greifbackenbasis 24 sind insbesondere senkrecht zu ihrer Betätigungsseite 40 ausgerichtet.
In 2 ist ein Längsschnitt I-I entlang der Arbeitsachse 16 und der Konfigurationsachse 21 durch die Greifeinheit 10 dargestellt, wobei der Längsschnitt I-I durch eine gestrichelte Linie in 1 indiziert ist. Der Längsschnitt I-I ist derart angelegt, dass das Grundgehäuse 12 und das Greifbackenpaar 15 in einer gemeinsamen Schnittebene geschnitten sind, wobei die beiden Greifbacken 20 in der Schnittebene nebeneinanderliegen.
Durch den Längsschnitt I-I ist ein Aktuator 44 geschnitten. Das Grundgehäuse 12 ist Teil des Aktuators 44. Der Aktuator 44 treibt die Greifbackenträger 14 an. Durch den Aktuator 44 werden die an den Greifbackenträgern 14 angebrachten Greifbacken 20 durch die Öffnungsbewegung in die Offenstellung und durch die Schließbewegung in die Schließstellung 30 befördert. Hierbei ist zwischen dem Aktuator 44 und den Greifbackenträgern 14 eine Kraftumlenkeinrichtung 45 vorgesehen, welche die durch den Aktuator 44 aufgebrachte Kraft auf die Greifbackenträger 14 umlenkt, sodass die Greifbackenträger 14 die Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung entlang der Arbeitsachse 16 ausführen können.
Der Aktuator 44 ist gemäß der exemplarischen Ausführungsform der 2 mittig zwischen den beiden Paaren 29 aus Greifbackenbasis 24 und Greifbackenträger 14 angeordnet. Dabei kann der Aktuator 44 vorzugsweise fluidisch angetrieben sein, wobei die Kraftumlenkeinrichtung 45 an einem Antriebselement 46 angebracht ist, sodass eine senkrecht zur Arbeitsachse 16 ausgerichtete fluidische Druckkraft des Antriebselement 46 durch die Kraftumlenkeinrichtung 45 in Richtung der Arbeitsachse 16 auf die Greifbackenträger 14 umgelenkt wird. Der Aktuator 44 kann ein Pneumatikzylinder und das Antriebselement 46 ein Kolben des Pneumatikzylinders sein. Alternativ ist ein elektrisch angetriebener Aktuator 44 denkbar.
Die Greifbacken 20 können bei einer weiteren Alternative einer Ausführungsform der Greifeinheit 10 durch eine Kraftumlenkeinrichtung 45 angetrieben werden, welche als ein nicht illustriertes Hebelgetriebe ausgeführt ist.
Insbesondere kann bei einer weiteren Alternative eine keilförmige Struktur 48 als Kraftumlenkeinrichtung 45 vorgesehen werden. Das Einnehmen der Offenstellung wird bei dieser Alternative durch ein Ausfahren des Antriebselements 46 erreicht, wobei die keilförmige Struktur 48 entlang der Konfigurationsachse 21 vom Grundgehäuse 12 ausgehend in die Arbeitsführung 18 in Richtung der Arbeitsseite 17 hineingefahren wird. Dadurch drückt die keilförmige Struktur 48 die beiden entlang der Arbeitsachse 16 auf entgegengesetzten Seiten der keilförmigen Struktur 48 angeordneten Greifbackenträger 14 in entgegengesetzte Richtungen, sodass daraus eine Öffnungsbewegung der Greifbacken 20 resultiert. Die zur Öffnungsbewegung entgegengesetzt ausgerichtete Schließbewegung kann vorzugsweise durch eine Feder oder fluidisch angetrieben werden. Dabei wird die keilförmige Struktur 48 wieder zurückgezogen, bis sie am Grundgehäuse 12 anliegt. Somit wird ein Raum auf entgegengesetzten Seiten der keilförmigen Struktur 48 innerhalb der Arbeitsführung 18 entlang der Arbeitsachse 16 freigegeben, sodass sich die Greifbackenträger 14 aufeinander zu bewegen können, wodurch der Abstand zwischen den Greifbacken 20 verringert wird.
In der Koppelkonfiguration 19 liegt die Koppelseite 23 des Greifbackenträgers 14 an der Gegenkoppelseite 25 der jeweiligen Greifbackenbasis 24 an. Von der Koppelseite 23 ragt ein Koppelabschnitt 50 ab, der eine längliche Struktur aufweist, die vorzugsweise parallel zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet ist. Der Koppelabschnitt 50 ist in der Koppelkonfiguration 19 in einen Gegenkoppelabschnitt 52 eingefügt, der sich von der Gegenkoppelseite 25 der jeweiligen Greifbackenbasis 24 in das Material der Greifbackenbasis 24 erstreckt. Um die Koppelkonfiguration 19 einzunehmen, wird der Koppelabschnitt 50 durch die Koppelbewegung 27 in den Gegenkoppelabschnitt 52 eingesteckt.
Nach dem Einstecken des Koppelabschnittes 50 in den Gegenkoppelabschnitt 52 wird die Koppelkonfiguration 19 durch ein Verriegelungselement 54 der Verriegelungseinrichtung 38 verriegelt. Zum Verriegeln der Koppelkonfiguration 19 greift das Verriegelungselement 54 in eine Verriegelungsausnehmung 56 ein, wobei die Verriegelungsausnehmung 56 in dem Koppelabschnitt 50 ausgebildet ist. Da die Verriegelungseinrichtung 38 zusammen mit dem Verriegelungselement 54 in die Greifbackenbasis 24 eingebaut ist, wird nach dem Eingreifen des Verriegelungselements 54 in die Verriegelungsausnehmung 56 der Koppelabschnitt 50 in dem Gegenkoppelabschnitt 52 festgehalten.
Exemplarisch kann der Koppelabschnitt 50 aus zwei von der Koppelseite 23 abstehenden und zur Konfigurationsachse 21 parallel ausgerichteten Koppelstiften 58 ausgebildet sein. Die Koppelstifte 58 jedes Greifbackenträgers 14 sind zueinander bezüglich der Arbeitsachse 16 beabstandet, sodass zwischen zwei einander zugewandten Seiten der Koppelstifte 58 jedes Greifbackenträgers 14 ein Spalt 59 ausgebildet ist. Jeder Koppelstift 58 weist auf seiner Außenumfangsfläche 60 eine Verriegelungsausnehmung 56 auf, die als um den Koppelstift 58 umlaufende ringnutartige Vertiefung ausgebildet ist. Die Verriegelungsausnehmung 56 kann einen Querschnitt quer zur Umfangsrichtung des Koppelstifts 58 aufweisen, wobei der Querschnitt eine vorzugsweise U-förmige Kontur aufweist. Die Verriegelungsausnehmungen 56 der beiden Koppelstifte 58 eines Greifbackenträgers 14 sind bezüglich der Konfigurationsachse 21 auf der gleichen Höhe positioniert, sodass sie sich bezüglich des Spalts 59 gegenüberliegen. Die Koppelstifte 58 können als Zapfen ausgebildet sein, die in den jeweils zugeordneten Greifbackenträger 14 mit einem Gewindeabschnitt eingeschraubt sind. Hierzu können die Koppelstifte 58 ein Mitnahmeprofil zum Einschrauben mittels eines Werkzeugs an ihren freien Enden aufweisen.
Der Gegenkoppelabschnitt 52 der Greifbackenbasis 24 ist durch vorzugsweise zwei zylindrische Gegenkoppelausnehmungen 62 ausgebildet. Die Gegenkoppelausnehmungen 62 jeder Greifbackenbasis 24 erstrecken sich parallel zueinander von der Gegenkoppelseite 25 aus in das Material der jeweiligen Greifbackenbasis 24 hinein. Die beiden zylinderförmigen, die Gegenkoppelausnehmungen 62 bildenden Löcher, sind komplementär zu den Koppelstiften 58 ausgeformt, sodass die Gegenkoppelausnehmungen 62 durch einen Intermediärabschnitt 63 bezüglich der Arbeitsachse 16 zueinander beabstandet sind. Der Intermediärabschnitt 63 ist aus dem Material der Greifbackenbasis 24 ausgebildet und weist eine Breite in Achsrichtung der Arbeitsachse 16 auf, die gleich groß ist wie die Breite des Spalts 59. Beispielsweise können die Gegenkoppelausnehmungen 62 als Bohrungen ausgeführt werden.
Zwischen den beiden Gegenkoppelausnehmungen 62 ist ein Verriegelungskanal 64 in dem Intermediärabschnitt 63 ausgeformt, der sich entlang der Verriegelungsachse 36 erstreckt. Der Verriegelungskanal 64 ist senkrecht zu den Gegenkoppelausnehmungen 62 ausgerichtet, wobei der Verriegelungskanal 64 die Gegenkoppelausnehmungen 62 an einander zugewandten seitlichen Bereichen schneidet. Hierdurch werden Verriegelungsöffnungen 66 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der lichten Weite des Verriegelungskanals 64 und der lichten Weite beider Gegenkoppelausnehmungen 62 einer Greifbackenbasis 24 herstellen. Die beiden Verriegelungsöffnungen 66 sind bezüglich der Konfigurationsachse 21 auf gleicher Höhe wie die Verriegelungsausnehmungen 56 von Koppelstiften 58 einer in der Koppelkonfiguration 19 befindlichen Greifeinheit 10 angeordnet. Die Verriegelungsausnehmungen 56 sind durch die Verriegelungsöffnungen 66 für das Verriegelungselement 54 aus dem Verriegelungskanal 64 heraus zugänglich.
Durch die entlang der Konfigurationsachse 21 ausgerichtete, zu den beiden Greifbackenträgern 14 relative Koppelbewegung 27 der Greifeinheit 10 werden die Koppelstifte 58 in die komplementär ausgeführten Gegenkoppelausnehmungen 62 eingesteckt. Die Koppelbewegung 27 ist eine reine Linearbewegung, die lediglich eine translatorische Bewegung ohne rotatorische Teilbewegungen beinhaltet. Während der Linearbewegung wird die Greifeinheit 10 zur Einnahme der Koppelkonfiguration 19 auf die Greifbackenbasen 24 zubewegt. Hierbei werden die Koppelstifte 58 eines jeden Greifbackenträgers 14 mit ihren freien Enden in die Gegenkoppelabschnitte 52 der jeweils zugeordneten Greifbackenbasis 24 eingeschoben, bis die Koppelseite 23 an der Gegenkoppelseite 25 anliegt.
In einer Verriegelungsstellung 68 ragt das Verriegelungselement 54 durch die jeweilige Verriegelungsöffnung 66 hindurch in die zylindrischen Gegenkoppelausnehmungen 62 hinein. Befindet sich nun die Greifeinheit 10 in der Koppelkonfiguration 19, dann ragt das Verriegelungselement 54 durch die Verriegelungsöffnungen 66 gleichzeitig in die Verriegelungsausnehmungen 56 der beiden Koppelstifte 58 hinein. Dadurch wird eine formschlüssige Verriegelung der beiden Koppelstifte 58 innerhalb der Greifbackenbasis 24 erzeugt, sodass die Koppelstifte 58 nicht aus den Gegenkoppelausnehmungen 62 durch eine der Koppelbewegung 27 entgegengesetzte Entkoppelbewegung 70 entfernt bzw. herausgezogen werden können. Die Entkoppelbewegung 70 ist ebenfalls eine reine Linearbewegung.
3 zeigt einen Querschnitt II-II der in 2 durch eine gestrichelte Linie indiziert ist, wobei der Querschnitt II-II senkrecht zur Konfigurationsachse 21 entlang beider Verriegelungsachsen 36 dargestellt ist. In dem Querschnitt II-II ist die Greifbackenbasis 24 und die Verriegelungseinrichtung 38 in einer gemeinsamen Ebene geschnitten. Der Querschnitt II-II ist so ausgerichtet, dass die Arbeitsseite 17 in einer Aufsicht in 3 sichtbar ist.
Die Greifbackenbasis 24 weist eine rechteckige äußere Kontur auf, die durch die seitlichen Basisflächen 32 und die Betätigungsseite 40 sowie eine Rückseite 72 begrenzt ist. An den Basisflächen 32 jeder Greifbackenbasis 24 sind die nutartigen Gegenhaltevertiefungen 34 ausgebildet, wobei im Bereich der Betätigungsseite 40 eine Einführungsschräge ausgebildet ist. Ebenso weist der Verriegelungskanal 64 einen konischen Einführungsabschnitt im Bereich der Betätigungsseite 40 auf.
Die Verriegelungseinrichtung 38 umfasst ein Rückhalteelement 74, welches in den Verriegelungskanal 64 im Bereich der Rückseite 72 fest eingefügt ist. Das Rückhalteelement 74 kann ein in den Verriegelungskanal 64 eingepresster Stopfen sein. Ferner umfasst die Verriegelungseinrichtung 38 ein Federelement 76, welches eine Federkraft erzeugt, die in Richtung der Verriegelungsachse 36 ausgerichtet ist. Das Federelement 76 ist zwischen dem Rückhalteelement 74 und dem Verriegelungselement 54 positioniert, sodass das Rückhalteelement 74, das Federelement 76 und das Verriegelungselement 54 entlang der Verriegelungsachse 36 aneinandergereiht sind.
Das Verriegelungselement 54 ist exemplarisch als zylinderförmige Hülse ausgeformt und auf ein Ende des Federelements 76 kappenartig aufgesetzt. Das Federelement 76 drückt innerhalb der zylinderförmigen Hülse in Richtung der Verriegelungsachse 36 auf das Verriegelungselement 54 und spannt dieses durch eine Federkraft vor. In der Verriegelungsstellung 68 wird das Verriegelungselement 54 durch das Federelement 76 mit einer Verriegelungskraft durch die jeweiligen Verriegelungsöffnungen 66 hindurch in die Verriegelungsausnehmungen 56 der beiden Koppelstifte 58 gedrückt. Gleichzeitig stützt sich das Federelement 76 an dem Rückhalteelement 74 ab. Das Federelement 76 kann eine Schraubenfeder sein.
Der hintere Kanalabschnitt 78 des Verriegelungskanals 64, in dem sich das Federelement 76 und das Rückhalteelement 74 befinden, weist einen größeren Durchmesser auf als ein vorderer Kanalabschnitt 80 des Verriegelungskanals 64, der in den konischen Führungsabschnitt im Bereich der Betätigungsseite 40 mündet. Die beiden Kanalabschnitte 78, 80 sind koaxial zueinander ausgerichtet. Der hintere Kanalabschnitt 78 ist radial gegenüber dem vorderen Kanalabschnitt 80 abgesetzt, sodass eine Ringschulter am Übergangsbereich zwischen den beiden Kanalabschnitten 78, 80 ausgebildet ist. Die Verriegelungsöffnungen 66 sind innerhalb des vorderen Kanalabschnitts 80 ausgeformt. Vorzugsweise liegt ein umlaufender Bund des Verriegelungselements 54 an der Ringschulter am Übergangsbereich zwischen den Kanalabschnitten 78, 80 in der Verriegelungsstellung 68 an, wobei der Bund ein radial von einem Grundkörper des Verriegelungselements 54 abstehender umlaufender Absatz ist.
Das Verriegelungselement 54 ist beweglich innerhalb des Verriegelungskanals 64 axial angeordnet, wobei das Verriegelungselement 54 eine Verriegelungsbewegung 82 zur Einnahme der Verriegelungsstellung 68 gemäß 3 und eine Entriegelungsbewegung 84 zur Einnahme einer Entriegelungsstellung 86 gemäß 7 und 8 entlang der Verriegelungsachse 36 ausführen kann. Innerhalb des hinteren Kanalabschnitts 78 kann das Verriegelungselement 54 zur Ausführung der Verriegelungsbewegung 82 und der Entriegelungsbewegung 84 entlang der Verriegelungsachse 36 verschoben werden.
4 zeigt die Greifeinheit 10 in einer perspektivischen Darstellung einer Entkoppelkonfiguration 88, bei der der Koppelabschnitt 50, der exemplarisch in Form der Koppelstifte 58 ausgeführt ist, aus dem Gegenkoppelabschnitt 52, das exemplarisch in Form der Gegenkoppelausnehmungen 62 ausgeführt ist, herausgezogen ist. In der Koppelkonfiguration 19 sind beide Greifbacken 20 von dem Grundgehäuse 12 abgenommen. Dabei werden die Greifbacken 20 durch die als reine Linearbewegung entlang der Konfigurationsachse 21 ausgeführte Entkoppelbewegung 70 von dem Grundgehäuse 12 entfernt. Um den Koppelabschnitt 50 aus dem Gegenkoppelabschnitt 52 herausziehen zu können, wird das Verriegelungselement 54 der Verriegelungseinrichtung 38 durch die Entriegelungsbewegung 84 entlang der Verriegelungsachse 36 in die Entriegelungsstellung 86 gebracht. Dadurch wird der Koppelabschnitt 50 freigegeben und das Abnehmen der Greifbacken 20 entlang der Konfigurationsachse 21 kann ausgeführt werden.
In 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Greifervorrichtung 90 dargestellt, die die Greifeinheit 10 und die Trägervorrichtung 37 umfasst. Die Trägervorrichtung 37 weist exemplarisch eine L-förmige Struktur auf, die eine Trägerseite 92 mit daran angebrachten Halteabschnitten 94 aufweist. Die Trägerseite 92 ist in wenigstens zwei unterschiedliche Bereitstellungsplätze 96 unterteilt, sodass jeweils ein Greifbackenpaar 15 an der Trägervorrichtung 37 abgelegt werden kann. Die Bereitstellungsplätze 96 sind bezüglich der Arbeitsachse 16 nebeneinander angeordnet. Das Greifbackenpaar 15 wird so aufgenommen, dass die Greifkonturen 28 der beiden Greifbacken 20 einander zugewandt sind. Der Abstand zwischen den Bereitstellungsplätzen 96 korreliert mit dem Abstand der Greifbacken 20 in der Schließstellung 30 der Greifeinheit 10. Die Trägerseite 92 weist eine ebene Fläche auf, an der die Betätigungsseite 40 anliegt, wenn die jeweilige Greifbacke 20 an dem ihr zugeordneten Bereitstellungsplatz 96 abgelegt ist. Die Greifbacke 20 wird von dem zugeordneten Halteabschnitt 94 getragen. Vorzugsweise kann die Greifbacke 20 an die Trägerseite 92 durch das Zusammenwirken des Halteabschnitt 94 und des Gegenhalteabschnitt 35 angehängt werden.
Der Halteabschnitt 94 jedes Bereitstellungsplatzes 96 ist bevorzugt durch zwei Trägerbolzen 98 gebildet, die senkrecht von der Trägerseite 92 abstehen. Die beiden Trägerbolzen 98 sind bezüglich der Konfigurationsachse 21 auf gleicher Höhe auf der Trägerseite 92 positioniert und entlang der Arbeitsachse 16 zueinander beabstandet, wobei der Abstand zwischen den Trägerbolzen 98 dem Abstand zweier Gegenhaltevertiefungen 34 einer Greifbackenbasis 24 entspricht. Die Trägerbolzen 98 sind komplementär zu den Gegenhaltevertiefungen 34 ausgebildet.
Wenn die Greifbacke 20 an dem Bereitstellungsplatz 96 abgelegt ist, nimmt die Greifbacke 20 eine Bereitschaftsstellung 100 ein, bei der die Greifeinheit 10 in die Koppelkonfiguration 19 als auch in die Entkoppelkonfiguration 88 durch entsprechende Koppelbewegungen 27 und Entkoppelbewegungen 70 gebracht werden kann, da sich das Verriegelungselement 54 in der Entriegelungsstellung 86 befindet. Um die Greifbacken 20 an dem Bereitstellungsplatz 96 in die Bereitschaftsstellung 100 zu bringen, führt die Greifeinheit 10 eine Trägerbewegung 102 entlang einer Trägerachse 104 aus, wobei die Trägerachse 104 senkrecht zur Trägerseite 92 ausgerichtet ist. Die Trägerbewegung 102 zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Greifeinheit 10 der Trägerseite 92 annähert, bis die Trägerbolzen 98 in die Gegenhaltevertiefungen 34 von der Betätigungsseite 40 ausgehend eingeführt werden, wobei die Trägerbewegung 102 so lange voranschreitet bis die Betätigungsseite 40 an der Trägerseite 92 anliegt. Dabei wird die Verriegelungseinrichtung 38 durch die Trägerbewegung 102 entriegelt.
6 zeigt eine Vorderansicht der Greifervorrichtung 90, wobei die Greifeinheit 10 in der Koppelkonfiguration 19 mit den Greifbacken 20 vorliegt. In einem ersten Fall gemäß der 5, 7 und 8 können die Greifbacken 20 an den jeweiligen Bereitstellungsplätzen 96 in Bereitschaftsstellung 100 positioniert sein und somit gemäß der 5 vor der Trägervorrichtung 37 positioniert sein. In einem zweiten Fall gemäß der 9, 10 und 11 können die Greifbacken 20 des Greifbackenpaars 15 aus der Trägervorrichtung 37 entnommen sein und gemäß der 9 vor der Trägervorrichtung 37 positioniert sein. Sowohl für den ersten als auch für den zweiten Fall sind zwei zueiander senkrechte Schnitte III-III und IV-IV in 6 durch gestrichelte Linien indiziert.
In 7 ist ein Längsschnitt III-III durch die Greifervorrichtung 90 gemäß 6 dargestellt, wobei sowohl die Trägervorrichtung 37 als auch eine Greifbacke 20 des Greifbackenpaares 15 in einer gemeinsamen Schnittebene geschnitten sind. Der Längsschnitt III-III verläuft durch die Verriegelungseinrichtung 38 der in der Bereitschaftsstellung 100 positionierten Greifbacke 20.
Am Bereitstellungsplatz 96 ist gemäß 8 zwischen den Trägerbolzen 98 des Halteabschnitts 94 ein als Betätigungsabschnitt 106 vorgesehener Betätigungsbolzen 108 angeordnet, der sich senkrecht von der Trägerseite 92 entlang der Verriegelungsachse 36 erstreckt. In der Bereitschaftsstellung 100 liegt die Betätigungsseite 40 der Greifbackenbasis 24 an der Trägerseite 92 der Trägervorrichtung 37 an. Dabei ragt der Betätigungsbolzen 108 in den vorderen Kanalabschnitt 80 des Verriegelungskanals 64 hinein und drückt das Verriegelungselement 54 in die Entriegelungsstellung 86. Zum Einnehmen der Bereitschaftsstellung 100 wird die Greifeinheit 10 entlang der Trägerachse 104 durch die Trägerbewegung 102 auf die Trägerseite 92 zu bewegt. Der in die Greifbackenbasis 24 eingeführte Betätigungsbolzen 108 wird mithilfe des konischen Abschnitts des vorderen Kanalabschnitts 80 im Bereich der Betätigungsseite 40 in den Verriegelungskanal 64 eingeführt. Der konische Abschnitt ist auf der Betätigungsseite 40 durch die Betätigungsöffnung 42 offen. Die Trägerbewegung 102 sorgt dafür, dass der Betätigungsbolzen 108 auf eine in Richtung der Trägerseite 92 ausgerichteten Stirnseite des Verriegelungselements 54 drückt und die Verriegelungskraft, mit der das Verriegelungselement 54 in der Verriegelungsstellung 68 gehalten wird, überwunden wird.
Auf der Betätigungsseite 40 ist ein Anlagefortsatz 110 ausgebildet, welcher in der Bereitschaftsstellung 100 der jeweiligen Greifbacke 20 an der Trägerseite 92 anliegt. Der Anlagefortsatz 110 kann eine rippenförmige Struktur aufweisen, die im Wesentlichen parallel zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet ist. Es sind gemäß 8 exemplarisch zwei Anlagefortsätze 106 vorgesehen, zwischen denen die Betätigungsöffnung 42 angeordnet ist.
Am Bereitstellungsplatz 96 ist an der Trägervorrichtung 37 wenigstens ein Haltemagnet 111 angeordnet. Der Haltemagnet 111 kann in dem Material der Trägervorrichtung 37 eingebaut sein, sodass er auf der Trägerseite 92 nicht sichtbar ist. Der Haltemagnet 111 kann von einer Seite in das Material der Trägervorrichtung 37 eingesetzt werden, die von der Trägerseite 92 abgewandt ist, wobei Ausnehmungen zum Einsetzen des Haltemagnet 111 vorgesehen sein können. Ein Magnetfeld des Haltemagneten 111 durchsetzt dabei das Material der Trägervorrichtung 37 und durchsetzt auf der Trägerseite 92 im Bereich des Bereitstellungsplatzes 96 die Luft. Dabei bildet sich das Magnetfeld auf Höhe des Halteabschnitts 94 bezüglich der Konfigurationsachse 21 aus.
In der Greifbackenbasis 24 kann bei einer ersten Alternative ein Gegenhaltemagnet 113 an der Betätigungsseite 40 angeordnet sein. Hierbei können die Anlagefortsätze 110 über den Gegenhaltemagnet 113 bezüglich der Verriegelungsachse 36 überstehen. Der Haltemagnet 111 und der Gegenhaltemagnet 113 sind zueinander entgegengesetzt gepolt, sodass sich die beiden Magnete 111, 113 gegenseitig anziehen. Es kann wenigstens ein Haltemagnet 111 je Bereitstellungsplatz 96 und/oder wenigstens ein Gegenhaltemagnet 113 je Greifbackenbasis 24 vorgesehen sein.
Bei einer zweiten Alternative kann lediglich der Haltemagnet 111 an der Trägervorrichtung 37 oder der Gegenhaltemagnet 113 in der Greifbackenbasis 24 vorgesehen sein, während in der Greifbackenbasis 24 bzw. der Trägervorrichtung 37 kein komplementärer Magnet 111, 113 vorgesehen ist. Wenn die Greifbackenbasis 24 bzw. die Trägervorrichtung 37 im Bereich des Halteabschnitts 94 ein ferromagnetisches Material aufweist, dann kann der Haltemagnet 111 bzw. der Gegenhaltemagnet 113 unabhängig von seiner Polarisierungsrichtung die Greifbackenbasis 24 anziehen.
Die aus der magnetischen Wechselwirkung resultierende Anziehungskraft entspricht wenigstens der Federkraft des Federelements 76 in der Entriegelungsstellung 86 des Verriegelungselements 54, sodass in der Bereitschaftsstellung 100 die Federkraft durch die magnetische Anziehungskraft wenigstens kompensiert wird.
Jedes Greifbackenpaar 15 ist an der Trägervorrichtung 37 an jeweils den Greifbacken 20 des Greifbackenpaares 15 zugeordneten Bereitstellungsplätzen 96 in einer Bereitschaftsstellung 100 positioniert. Ein gemäß der 6 angelegter Querschnitt IV-IV der Bereitschaftsstellung 100 des Greifbackenpaars 15 ist in 8 dargestellt, wobei die Schnittebene durch die Verriegelungseinrichtung 38, die Trägerbolzen 98 und die Betätigungsbolzen 108 beider Greifbacken 20 verläuft. Der Querschnitt IV-IV ist senkrecht zur Konfigurationsachse 21 ausgerichtet.
Die beiden Verriegelungseinrichtungen 38 sind gemäß 8 entriegelt, sodass das jeweilige Verriegelungselement 54 in seiner Entriegelungsstellung 86 angeordnet ist. Hierbei liegen die Anlagefortsätze 110 der Betätigungsseite 40 an der Trägerseite 92 an. Der Betätigungsbolzen 108 verdrängt in der Bereitschaftsstellung 100 das Verriegelungselement 54 entlang der Verriegelungsachse 36, sodass in der Bereitschaftsstellung 100 entlang der Verriegelungsachse 36 auf Höhe der Verriegelungsöffnungen 66 einer Greifbackenbasis 24 der Betätigungsbolzen 108 des zugeordneten Bereitstellungsplatzes 96 positioniert ist. Da der Durchmesser des Betätigungsbolzens 108 betraglich kleiner ist als das Maß des Spalts 59 zwischen den Koppelstiften 58, ragt der Betätigungsbolzen 108 nicht in die Gegenkoppelausnehmungen 62 durch die jeweilige Verriegelungsöffnung 66 hinein. Hiernach sind die Verriegelungsausnehmungen 56 freigegeben und ein Lösen der Koppelkonfiguration 19 kann durch eine Entkoppelbewegung 70 entlang der Konfigurationsachse 21 erfolgen.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Greifeinheit 10, die aus der Trägervorrichtung 37 durch eine entlang der Trägerachse 104 entgegengesetzt zur Trägerbewegung 102 ausgerichteten Entnahmebewegung 112 entnommen wurde. Dabei befindet sich die Greifeinheit 10 in der Koppelkonfiguration 19. Ferner befindet sich das Greifbackenpaar 15 der Greifeinheit 10 in der Schließstellung 30.
Wenn das Greifbackenpaar 15 auf seinen den jeweiligen Greifbacken 20 zugeordneten Bereitstellungsplätzen 96 positioniert ist, befindet sich das Verriegelungselement 54 der jeweiligen Verriegelungseinrichtung 38 in der Entriegelungsstellung 86. Während der Entnahmebewegung 112 werden die Trägerbolzen 98 und der Betätigungsbolzen 108 aus der jeweiligen Greifbackenbasis 24 herausgezogen. Beim Herausziehen des Betätigungsbolzens 108 wird das in der Entriegelungsstellung 86 befindliche Verriegelungselement 54 entlang der Verriegelungsachse 36 freigegeben, sodass es angetrieben durch die Federkraft des Federelements 76 zurück in die Verriegelungsstellung 68 relaxiert. Dadurch wird die Koppelkonfiguration 19 verriegelt, sobald der Betätigungsbolzen 108 aus dem Verriegelungskanal 64 herausgezogen wird. Insbesondere nimmt das Verriegelungselement 54 seine Verriegelungsstellung 68 ein, wenn der Betätigungsbolzen 108 aus dem Bereich der beiden sich gegenüberliegenden Verriegelungsöffnungen 66 in dem Verriegelungskanal 64 herausgezogen wird. Schließlich sind die Betätigungsseiten 40 des Greifbackenpaares 15 von der Trägerseite 92 beabstandet.
Durch die Entnahmebewegung 112 wird die magnetische Anziehungskraft des Haltemagnets 111 und/oder des Gegenhaltemagnets 113 überwunden, sodass die durch die Anziehungskraft gehaltene Greifbackenbasis 24 von der Trägerseite 92 gelöst werden kann.
In 10 ist ein Längsschnitt III-III durch die Greifervorrichtung 90 gemäß der 6 dargestellt, wobei sowohl die Trägervorrichtung 37 als auch eine Greifbacke 20 des Greifbackenpaares 15 in einer gemeinsamen Schnittebene geschnitten sind. Der Längsschnitt III-III verläuft durch die Verriegelungseinrichtung 38 einer aus der Trägervorrichtung 37 entnommenen Greifbacke 20. Hierbei sind die unterschiedlich langen Bolzen 98, 108 aus der Greifbackenbasis 24 herausgezogen, sodass das Verriegelungselement 54 zurück in die Verriegelungsstellung 68 relaxiert. Der Betätigungsbolzen 108 ist kürzer als der Trägerbolzen 98. Der Anlagefortsatz 110 ist von der Trägerseite 92 beabstandet.
Ein gemäß der 6 angelegter und senkrecht zur Konfigurationsachse 21 ausgerichteter Querschnitt IV-IV durch die Greifervorrichtung 90 aus 9 ist in 11 dargestellt, wobei die Schnittebene durch die Verriegelungseinrichtung 38, die Trägerbolzen 98 und die Betätigungsbolzen 108 beider Greifbacken 20 verläuft. Die Länge der Trägerbolzen 98 entspricht in etwa der Breite der Greifbackenbasis 24 entlang einer Achsrichtung der Verriegelungsachse 36. Die Länge des Betätigungsbolzen 108 entspricht in etwa dem von der Betätigungsseite 40 bzw. von den Anlagefortsätzen 110 ausgehenden Maß, welches sich bis zu den Verriegelungsöffnungen 66 eines Verriegelungskanals 64 erstreckt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0198379 A2 [0002]
EP 1074325 A1 [0003]
DE 19734832 C1 [0004]
EP 1245346 A1 [0005]

Claims

Greifervorrichtung (90), mit einer Greifeinheit (10), die ein Grundgehäuse (12) aufweist, an dem zwei entlang einer Arbeitsachse (16) angeordnete Greifbackenträger (14) beweglich angebracht sind, die zur Ausübung einer Öffnungsbewegung entlang der Arbeitsachse (16) zur Einnahme einer Offenstellung und zur Ausübung einer Schließbewegung entlang der Arbeitsachse (16) zur Einnahme einer Schließstellung (30) positionierbar sind, wobei die Greifbackenträger (14) in der Schließstellung (30) näher zueinander positioniert sind als in der Offenstellung, wobei in einer Koppelkonfiguration (19) der Greifeinheit (10) an jeden Greifbackenträger (14) eine Greifbackenbasis (24) einer Greifbacke (20) lösbar angebracht ist, wobei die Greifbackenbasis (24) durch eine Koppelbewegung (27) der Greifeinheit (10) entlang einer senkrecht zur Arbeitsachse (16) ausgerichteten Konfigurationsachse (21) der Greifeinheit (10) zur Einnahme der Koppelkonfiguration anbringbar ist, und in einer Entkoppelkonfiguration (88) der Greifeinheit (10) der Greifbackenträger (14) von der Greifbackenbasis (24) abgenommen ist, wobei die Greifbackenbasis (24) durch eine bezüglich der Konfigurationsachse (21) der Greifeinheit (10) zur Koppelbewegung (27) entgegengesetzte Entkoppelbewegung (70) der Greifeinheit (10) zur Einnahme der Entkoppelkonfiguration (88) von dem Greifbackenträger (14) abnehmbar ist, wobei die Greifbackenträger (14) jeweils einen Koppelabschnitt (50) und die Greifbackenbasis (24) jeweils einen mit dem Koppelabschnitt (50) durch die Koppelbewegung (27) zur Einnahme der Koppelkonfiguration (19) koppelbaren und durch die Entkoppelbewegung (70) zur Einnahme der Entkoppelkonfiguration (88) entkoppelbaren Gegenkoppelabschnitt (52) aufweist, wobei an der jeweiligen Greifbackenbasis (24) eine Verriegelungseinrichtung (38) angeordnet ist, die ein bewegliches Verriegelungselement (54) aufweist, das durch eine Verriegelungsbewegung (82) entlang einer Verriegelungsachse (36) zur Verriegelung der Koppelkonfiguration in eine Verriegelungsstellung (68) und durch eine zur Verriegelungsbewegung (82) entgegengesetzte Entriegelungsbewegung (84) zum Entriegeln der Koppelkonfiguration entlang der Verriegelungsachse (36) in eine Entriegelungsstellung (86) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsachse (36) des jeweiligen Verriegelungselements (54) senkrecht zur Arbeitsachse (16) und senkrecht zur Konfigurationsachse (21) ausgerichtet ist.
Greifervorrichtung (90) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Koppelabschnitt (50) eine parallel zur Konfigurationsachse (21) ausgebildete Struktur aufweist, die länglich ist und vom Greifbackenträger (14) absteht, wobei der Koppelabschnitt (50) eine Verriegelungsausnehmung (56) zur Verriegelung durch das Verriegelungselement (54) aufweist, und der jeweilige Gegenkoppelabschnitt (52) als wenigstens eine zum Koppelabschnitt (50) komplementäre, parallel zur Konfigurationsachse (21) an der Greifbackenbasis (24) ausgebildete Gegenkoppelausnehmung (62) für den Koppelabschnitt (50) ausgebildet ist.
Greifervorrichtung (90) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelabschnitt (50) zum Fügen in den Gegenkoppelabschnitt (52) durch die entlang der Konfigurationsachse (21) ausgerichtete, zum jeweiligen Greifbackenträger (14) relative Koppelbewegung (27) der Greifeinheit (10) durch eine vorzugsweise reine Linearbewegung einsteckbar ist, sodass in der Koppelkonfiguration (19) der Koppelabschnitt (50) von dem Gegenkoppelabschnitt (52) aufgenommen ist.
Greifervorrichtung (90) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinrichtung (38) innerhalb der Greifbackenbasis (24) angeordnet ist, sodass das Verriegelungselement (54) in der Verriegelungsstellung (68) den eingesteckten Koppelabschnitt (50) in der Koppelkonfiguration (19) innerhalb der Greifbackenbasis (24) verriegelt.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Orte, an denen sich das Verriegelungselement in der Verriegelungsstellung (68) und der Entriegelungsstellung (86) befindet, innerhalb der Greifbackenbasis (24) angeordnet sind, wobei die Verriegelungsstellung (68) und die Entriegelungsstellung (86) entlang der Verriegelungsachse (36) miteinander fluchten.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (54) durch ein Federelement (76) in der Verriegelungsstellung (68) mit einer entlang der Verriegelungsachse (36) wirkenden Verriegelungskraft vorgespannt ist.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (54) eine zylindrische oder kugelförmige Struktur aufweist, die in einem Verriegelungskanal (64) beweglich angeordnet ist, wobei der Verriegelungskanal (64) entlang der Verriegelungsachse (36) ausgerichtet ist.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelabschnitt (50) jedes Greifbackenträgers (14) zwei sich parallel zur Konfigurationsachse (21) erstreckende Koppelstifte (80) aufweist, die zueinander entlang der Arbeitsachse (16) beabstandet sind und die eine um die jeweilige Außenumfangsfläche (60) umlaufende Verriegelungsausnehmung (56) aufweisen, wobei beide Verriegelungsausnehmungen (56) auf gleicher Höhe bezüglich der Konfigurationsachse (21) angeordnet sind.
Greifervorrichtung (90) nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Gegenkoppelabschnitt (52) an jeder Greifbackenbasis (24) zwei sich parallel zur Konfigurationsachse (21) in der Greifbackenbasis (24) erstreckende zylindrische Gegenkoppelausnehmungen (62) aufweist, die zueinander bezüglich der Arbeitsachse (16) beabstandet sind, wobei zwischen den beiden zylindrischen Gegenkoppelausnehmungen (62) der entlang der Verriegelungsachse (36) ausgerichtete Verriegelungskanal (64) ausgeformt ist, der die zylindrischen Gegenkoppelausnehmungen (62) schneidet, sodass jeweils eine Verriegelungsöffnung (66) zwischen der jeweiligen zylindrischen Gegenkoppelausnehmung (62) und dem Verriegelungskanal (64) ausgebildet ist, wobei in der Verriegelungsstellung (68) das Verriegelungselement (54) durch die jeweilige Verriegelungsöffnung (66) in die jeweilige zylindrische Gegenkoppelausnehmung (62) hineinragt.
Greifervorrichtung (90) nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Koppelkonfiguration (19) die Koppelstifte (58) des Greifbackenträgers (14) in die zylindrischen Gegenkoppelausnehmungen (62) der Greifbackenbasis (24) eingesteckt sind, wobei das Verriegelungselement (54) in der Verriegelungsstelung (68) zwischen den Koppelstiften (58) innerhalb des Verriegelungskanals (64) positioniert ist und durch die jeweilige Verriegelungsöffnung (66) hindurch in die Verriegelungsausnehmung (56) des jeweiligen Koppelstifts (58) eingreift.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Greifeinheit (10) separate Trägervorrichtung (37) zur Bereitstellung von Greifbackenbasenpaaren (15) an Bereitstellungsplätzen (96) vorgesehen ist, wobei für jede Greifbackenbasis (24) ein Halteabschnitt (94) im Bereich jedes Bereitstellungsplatzes (96) an der Trägervorrichtung (37) angeordnet ist, der mit einem Gegenhalteabschnitt (35) der jeweiligen Greifbackenbasis (24) zusammenwirkt, sodass die jeweilige Greifbackenbasis (24) durch die Trägervorrichtung (37) unter Einnahme einer Bereitschaftsstellung (100) lösbar getragen ist.
Greifervorrichtung (90) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (37) einen Betätigungsabschnitt (106) im Bereich jedes Bereitstellungsplatzes (96) aufweist, der zum Bewegen des Verriegelungselements (54) in die Entriegelungsstellung (86) vorgesehen ist, sodass sich die Verriegelungseinrichtung (38) einer durch die Trägervorrichtung (37) getragenen und in der Bereitschaftsstellung (100) befindlichen Greifbackenbasis (24) in der Entriegelungsstellung (86) befindet.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (94) jedes Bereitstellungsplatzes (96) aus zwei Trägerbolzen (98) gebildet ist, die von einer Trägerseite (92) der Trägervorrichtung (37) senkrecht abstehen, und der Gegenhalteabschnitt (35) aus länglichen nutartigen Gegenhaltevertiefungen (34) an zwei entgegengesetzt orientierten seitlichen Basisflächen (32) einer jeweiligen Greifbackenbasis (24) gebildet ist, wobei die beiden Trägerbolzen (96) zueinander einen Abstand aufweisen, der gleichgroß wie der gegenseitige Abstand der beiden länglichen Gegenhaltevertiefungen (34) ist, wobei die Gegenhaltevertiefungen (34) auf einer zur Verriegelungsachse (36) senkrecht ausgerichteten Betätigungsseite (40) der Greifbackenbasis (24) offen sind.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsabschnitt (106) ein Betätigungsbolzen (108) ist, der von der Trägerseite (92) der Trägervorrichtung (37) senkrecht absteht, und der Verriegelungskanal (64) der Greifbackenbasis (24) auf einer dem Betätigungsabschnitt (106) zugewandten Betätigungsseite (40) der Greifbackenbasis (24) durch eine Betätigungsöffnung (42) offen ist, sodass der Betätigungsabschnitt (106) in den Verriegelungskanal (64) hineinragt, wenn die Greifbackenbasis (24) durch die Trägervorrichtung (37) an dem Bereitstellungsplatz (96) in der Bereitschaftsstellung (100) getragen ist, wodurch das Verriegelungselement (54) entgegen der Federkraft des Federelements (76) in die Entriegelungsstellung (86) positioniert ist.
Greifervorrichtung (90) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsbolzen (108) an jedem Bereitstellungsplatz (96) auf der Trägerseite (92) zwischen den beiden Trägerbolzen (98) angeordnet ist, und die Betätigungsöffnung (42) auf der Betätigungsseite (40) der Greifbackenbasis (24) zwischen den beiden Gegenhaltevertiefungen (34) angeordnet ist.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haltemagnet (111) im Bereich des Bereitstellungsplatzes (96) an der Trägervorrichtung (37) und/oder ein Gegenhaltemagnet (113) in der Greifbackenbasis (24) vorgesehen ist, der die Greifbackenbasis (24) in der Bereitschaftsstellung (100) auf dem Bereitstellungsplatz (96) entgegen der Federkraft des Federelements (76) hält.
Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jede Greifbackenbasis (24) einen Greiffinger (26) mit einer Greifkontur (28) aufweist.
Verfahren zum Betreiben einer Greifervorrichtung (90) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch ein Anbringen der Greifbackenbasen (24) an der Trägervorrichtung (37), indem die Greifbackenträger (14) durch Betätigung der Greifeinheit (10) in die Schließstellung (30) befördert werden, und gekennzeichnet durch ein Ausführen einer Trägerbewegung (102) durch die in der Schließstellung (30) der Greifbackenträger (14) befindliche Greifeinheit (10), wobei die Trägerbewegung (102) entlang einer Trägerachse (104) ausgeführt wird, wobei die Trägerbewegung (102) hin zur Trägervorrichtung (37) ausgeführt wird, wobei der Halteabschnitt (94) mit dem Gegenhalteabschnitt (35) und der Betätigungsabschnitt (106) mit dem Verriegelungselement (54) während der gleichen Trägerbewegung (102) zusammenwirken, sodass die Koppelkonfiguration (19) entriegelt wird, und gekennzeichnet durch ein Abnehmen der Greifbackenträger (14) von den Greifbackenbasen (24) durch die Entkoppelbewegung (70) entlang der Konfigurationsachse (21), während die Greifbackenbasen (24) mit entriegelten Verriegelungseinrichtungen (38) in der Trägervorrichtung (37) bereitgestellt sind, sodass die Entkoppelkonfiguration (88) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein Herstellen der Koppelkonfiguration (19) durch die Koppelbewegung (27) entlang der Konfigurationsachse (21) ausgehend von der Entkoppelkonfiguration (88) der Greifbackenträger (14) und der in Bereitschaftsstellung befindlichen Greifbackenbasen (24), während die Greifbackenbasen (24) in entriegeltem Zustand an der Trägervorrichtung (37) angeordnet sind, und gekennzeichnet durch ein Entnehmen der Greifbackenbasen (24) aus der Trägervorrichtung (37) durch eine zur Trägerbewegung (102) entgegengesetzte Entnahmebewegung (112) entlang der Trägerachse (104), sodass während des Entnehmens der Greifbackenbasen (24) die Verriegelungseinrichtung (38) die Koppelkonfiguration (19) der Greifbackenträger (14) und der jeweiligen Greifbackenbasen (24) verriegelt.