DE102021113155A1

DE102021113155A1 - Greif- oder Spannvorrichtung mit Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft

Info

Publication number: DE102021113155A1
Application number: DE102021113155.3A
Authority: DE
Inventors: Jonas Nägele; Julian Heinzl
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-11-24

Abstract

Greif- oder Spannvorrichtung (10) mit Mitteln (54) zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Greif- oder Spannvorrichtung mit zwei entlang einer gemeinsamen Längsrichtung, in einer Backenführung aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Backen, mit zwei entlang der Längsrichtung, jeweils entlang einer Kolbenachse verlagerbaren, wenigstens einen Druckraum begrenzenden Kolben. Ferner ist vorgesehen, dass die Kolben jeweils eine Kolbenstange umfassen, an denen jeweils ein Koppelabschnitt vorsehen ist, wobei die beiden Koppelabschnitte mittels einem senkrecht zur Längsrichtung, drehbar angeordneten Koppelglied bewegungssynchronisiert sind. Zudem weisen der jeweilige Kolben oder die jeweils zugehörige Kolbenstange einen Mitnehmer und die Backen jeweils einen mit dem jeweiligen Mitnehmer zusammenwirkenden Mitnahmeabschnitt auf. Zwischen dem jeweiligen Mitnehmer und dem zugehörigen Mitnahmeabschnitt kann jeweils wenigstens ein elastisches Element vorgesehen sein.
Aus der WO 2019 081 228 A1 ist eine Greif- oder Spannvorrichtung mit Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt. Weitere Greif- oder Spannvorrichtungen sind beispielsweise bekannt aus der DE 100 13 022 C2 oder DE 101 38 685 Cl.
Ferner ist aus der DE 10 2011 084 177 A1 bekannt, ein Dämpfungselement im Kraftfluss zwischen dem Antrieb der Greifbacke und der Greifbacke vorzusehen. Aus der DE 10 2013 211 528 A1 ist bekannt, ein elastisches Federelement zur Beseitigung von Spiel und auch zur Greifkrafterhaltung vorzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greif- oder Spanneinheit bereitzustellen, die einen günstigen Aufbau aufweist, die flexibel einsetzbar ist und die funktionssicher sowie mit verbesserter Präzision der Griffposition arbeitet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Greif- oder Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Folglich ist insbesondere vorgesehen, dass Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft vorgesehen sind, die auf das Koppelglied wirkt und es beim Greifen- oder Spannen eines Bauteils stets in die gleiche Drehrichtung drängt, so dass zwischen dem jeweiligen Koppelabschnitt und dem Koppelglied und/oder dem jeweiligen Mitnehmer und dem jeweils zugehörigen Mitnahmeabschnitt vorhandenes Spiel, also vorhandener Bewegungsfreiraum über mehrere Greif- oder Spannvorgänge hinweg zur gleichen Backe hin wenigstens weitgehend beseitigt wird. Dadurch wird insbesondere das komplette Spiel, also der komplette Bewegungsfreiraum der beiden Antriebsstränge der Backen, über das Koppelglied immer zur gleichen Backe hin beseitigt, wodurch letztlich eine erhöhte Wiederholpräzision der Greif- oder Spannvorrichtung bereitgestellt wird. Die Antriebsstränge werden dabei gebildet von jeweils einem Kolben, der jeweils dazugehörigen Kolbenstange, dem zugehörigen Mitnehmer und der mit dem jeweiligen Mitnehmer gekoppelten jeweiligen Backe.
Ohne das Vorsehen der Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft kommt es immer wieder zu Problemen bei der Wiederholgenauigkeit des Greifvorgangs. Insbesondere dann, wenn beide Antriebskolben identische Kolbenflächen aufweisen und die beiden Antriebsstränge identisch aufgebaut sind, kann beim Greif- oder Spannvorgang das in den Antriebssträngen vorhandene Spiel entweder durch die Bewegung der einen Backe oder die Bewegung der anderen Backe beseitigt werden. Ob die Bewegung der einen Backe oder der anderen Backe das Spiel herausdrückt, kann auch von äußeren Umständen abhängen, beispielsweise von den auf die Backen wirkenden Lasten oder der Orientierung der Greifvorrichtung im Raum. Insgesamt ergibt sich ohne das Vorsehen der Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft die ungute Situation, dass nicht eindeutig vorhersehbar ist, welche der beiden Backen letztlich das Spiel beseitigt, wodurch sich beim Greifen oder Spannen das Koppelglied in unterschiedliche Richtungen verdreht, woraus sich wiederrum unterschiedliche und nicht vorhersehbare Endlagen der Backen ergeben können. Entsprechend variiert dann die Position des Greif- oder Spannzentrums, je nachdem welche der Backen das Spiel letztlich kompensiert.
Ferner ist ohne das Bereitstellung der Synchronisationskraft nachteilhaft, dass sich bei der Direktabfrage von nur einer Backe sich die auf das Bauteil bezogene effektive Maßtoleranz verdoppelt. Dies deshalb, weil nur der Verfahrweg einer Backe, also das halbe Bauteilmaß gemessen wird.
Dabei ist vorteilhaft, wenn zwischen dem jeweiligen Mitnehmer und dem zugehörigen Mitnahmeabschnitt wenigstens ein elastisches Element vorgesehen ist, wobei die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch die elastischen Elemente realisiert sind, wobei das eine elastische Element, das mit der einen Backe zusammenwirkt, eine andere Federcharakteristik oder einen anderen Härtegrad aufweist, als das andere elastische Element, das mit der anderen Backe zusammenwirkt. Das weichere elastische Element wird dann beim Greifen oder Spannen stärker komprimiert als das härtere elastische Element, wodurch eine definierte und in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft auf bereitgestellt werden kann. Da sich die elastischen Elemente direkt im Kraftfluss des jeweiligen Antriebsstranges zwischen den Backen und den Kolben befinden, kann sämtliches im jeweiligen Antriebsstrang bzw. Kraftfluss vorhandenes Spiel wenigstens weitgehend beseitigt und zudem über das Kopplungselement eine Synchronisation der Greif- und Spannkraft erreicht werden.
Eine geeignete, dass Koppelglied zum Spielausgleich stets in die gleiche Richtung verdrehend Synchronisationskraft kann auch auf andere Art und Weise bereitgestellt werden.
Dabei können die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich große Kolbenflächen der beiden Kolben realisiert sein. Ebenso ist denkbar, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich hohe Drücke in den beiden Kolbenräumen beim Verfahren der Kolben in eine Greif- oder Spannlage realisiert sind. Durch die genannten Maßnahmen wird gewährleistet, dass die von dem einen Kolben bereitgestellte Kraft stets größer ist als die von dem anderen Kolben bereitgestellte Kraft. Durch die resultierende, stets in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft wird das Spiel stets die gleiche Richtung beseitigt.
Die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft können auch durch unterschiedliche Steifigkeiten der beiden Kolbenstangen, der beiden Mitnehmer, der beiden Mitnahmeabschnitte und/oder weiterer, zwischen dem jeweiligen Kolben und der jeweiligen Backe liegender Bauteile realisiert sein. Beim Greifen oder Spannen verformen sich dann die weniger steifen Bauteile zuerst, wodurch ebenfalls eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden kann.
Auch denkbar ist, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft unterschiedlich hohe Reibungswerte zwischen der einen Backe und der Backenführung und der anderen Backe und der Backenführung, durch unterschiedlich hohe Reibungswerte des mit der eine Backe bewegungsgekoppelten Kolbens und/oder der zugehörigen Kolbenstange und des mit der anderen Backe bewegungsgekoppelten Kolbens und/oder der zugehörigen Kolbenstange realisiert werden. Unterschiedliche Reibwerte können beispielsweise durch unterschiedliche Dichtungen im einen Antriebsstrang als im anderen Antriebsstrang realisiert werden. Auch hierdurch kann eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Kolben, die Kolbenstangen, das Koppelglied und die Mitnehmer in einem Antriebsmodul vorgesehen sind und dass die Backenführung, die Backen und die Mitnahmeabschnitte in einem Führungsmodul vorgesehen sind, wobei das Führungsmodul lösbar am Antriebsmodul angeordnet ist, so dass es aus einer Montagelage, in der es am Antriebsmodul angeordnet ist, in eine Demontagelage, in der es vom Antriebsmodul abnehmbar ist, überführbar ist.
Die Ausbildung hat den Vorteil, dass das Führungsmodul und das Antriebsmodul austausch- und auswechselbar sind. Die elastischen Elemente können dabei insbesondere als Elastomerblöcke, Elastomerpuffer, Federelemente oder sonstiger elastisch nachgiebiger Bauteile realisiert sein. Je nach Greifaufgabe und nach Anforderungen an die zu greifenden Bauteile können folglich das Führungsmodul und/oder das Antriebsmodul ausgetauscht werden. Grundsätzlich ist denkbar, dass verschiedene Antriebsmodule, die verschiedene Antriebscharakteristika aufweisen, und verschiedene Führungsmodule, die unterschiedliche Backen für unterschiedliche Greifaufgaben vorsehen, Verwendung finden können.
Ferner ist vorteilhaft, dass je nach Greifaufgabe Führungsmodule und/oder Antriebsmodule mit unterschiedlichen elastischen Elementen vorgesehen werden können, die, je nach Greifaufgabe, eine ausreichend hohe Vorspannkraft während des Greifvorgangs bereitstellen, um ein in der Greifvorrichtung, im Kraftfluss der einzelnen Komponenten liegendes Spiel zu herauszudrücken. Die austauschbaren elastischen Elemente können dabei unterschiedliche Härtegrade Shore A-D vorsehen.
Zudem ist besonders vorteilhaft, wenn die Ausbildung derart ist, dass die elastischen Elemente in der Demontagelage austauschbar ausgebildet sind. Je nach verwendeter Antriebsmodule bzw. Führungsmodule und je nach Greifaufgabe können unterschiedliche elastische Elemente Verwendung finden. Die Ausbildung hat ferner den Vorteil, dass die elastischen Elemente, die im Betrieb einem Verschleiß unterliegen können, nach einer entsprechenden Anzahl von Greif- oder Spannhüben auf vergleichsweise einfache Art und Weise ausgetauscht werden können. Insbesondere ist denkbar, elastische Elemente mit unterschiedlichen Härtegraden, insbesondere unterschiedlichen Härtegraden nach Shore A-D, einzusetzen, um eine geeignete Synchronisationskraft bereitzustellen.
Ferner ist vorteilhaft, wenn das Führungsmodul und das Antriebsmodul so ausgebildet sind, dass das Führungsmodul entlang der Hochrichtung auf das Antriebsmodul aufsetzbar und abnehmbar ist, wobei die Mitnehmer und die Mitnahmeabschnitte derart ausgebildet sind, dass sie in der Montagelage ineinander formschlüssig eingreifen. Beim Abnehmen des Führungsmoduls in der Demontagelage lösen sich folglich die Mitnehmer von den Mitnahmeabschnitten, bzw. verlieren ihren Formschluss und damit ihre Bewegungskopplung. Ferner ist vorteilhaft, wenn am Führungsmodul mit der jeweiligen Backe eine bewegungsgekoppelte, insbesondere mit der Backe verschraubte Aufsatzbacke vorgesehen ist. Ferner ist dann vorteilhaft, wenn am Führungsmodul wenigstens abschnittsweise zwischen die jeweilige Backe und die zugehörige Aufsatzbacke eingreifende Dichtabschnitte vorgesehen sind. Insgesamt kann hierdurch eine Dichtwirkung zwischen den Aufsatzbacken und den Dichtabschnitten so vorgesehen sein, dass keine Medien oder Fluide in das Führungsmodul gelangen können. Dabei ist denkbar, dass an den Dichtabschnitten und/oder an den Aufsatzbacken entsprechend ausgebildete Dichtlippen vorgesehen sind.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn Gehäusekappen vorgesehen sind, die in der Montagelage das Antriebsmodul und das Führungsmodul gegenseitig fixieren und fügen. Durch die Gehäusekappen werden folglich die beiden Module zusammengehalten. Die Gehäusekappen sind dabei vorzugsweise an den in Längsrichtung vorgesehenen freien Enden der Greif- oder Spannvorrichtung vorgesehen und verschließen die entsprechenden Stirnseiten der beiden Module.
Dabei ist denkbar, dass die Gehäusekappen so ausgebildet sind, dass sie die Druckräume der beiden Kolben verschließen. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Bauteile zum Schließen der Druckräume vorzusehen sind.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Mitnehmer und die Mitnahmeabschnitte entlang einer gemeinsamen in Längsrichtung verlaufenden Mitnehmerachse angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Krafteinleitung durch die Mitnehmer in die Backen symmetrisch entlang der Mitnehmerachse erfolgt. Insgesamt ergeben sich hierbei im Führungsmodul im Wesentlichen keine Quer zur Mitnehmerachse verlaufende, sondern in erster Linie in Längsachsrichtung symmetrisch wirkende Kräfte.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Mitnehmer jeweils einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an der jeweiligen Kolbenstange und jeweils sich in Querrichtung, also quer zur Längsrichtung und zu einer sich hin zu den Backen gerichteten Hochrichtung, erstreckenden Brückenabschnitt aufweisen, wobei der Brückenabschnitt den Querabstand zwischen der jeweiligen Kolbenachse und der Mitnehmerachse überbrückt. Auf diese Art und Weise können folglich die Mitnehmer entlang der gemeinsamen Mitnehmerachse angeordnet werden, wobei die Kolbenachsen voneinander beabstandet vorgesehen sind.
Die Mitnehmer können dabei an der jeweiligen Kolbenstange in Längsrichtung an den jeweiligen Koppelabschnitt angrenzend oder dazu beabstandet angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass eine klare Trennung der Funktionen der Kolbenstange vorgesehen wird; zum einen den Koppelabschnitt, mit dem die Kolbenstangen mit dem Koppelglied zusammenwirken und zum anderen den Mitnehmer, der letztlich die Backen mitnimmt.
Dabei ist vorteilhaft, wenn die Mitnehmer jeweils einen sich in Hochrichtung erstreckenden Zapfen bzw. eine Ausnehmung aufweisen und wenn die Mitnahmeabschnitte jeweils dazu komplementäre Ausnehmungen bzw. Zapfen aufweisen. Sind die Mitnehmer also als Zapfen ausgebildet, sind die Mitnahmeabschnitte als komplementäre Ausnehmungen ausgebildet. Sind hingegen die Mitnehmer als Ausnehmungen ausgebildet, dann sind die Mitnahmeabschnitte als dazu komplementäre Zapfen ausgebildet. Die Zapfen können dabei einen runden oder vorzugsweise eckigen und insbesondere viereckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Die Ausnehmungen sind dann entsprechend komplementär ausgebildet. Vorzugsweise sind die Zapfen und auch die Ausnehmungen in Hochrichtung zylinderförmig ausgebildet, weisen also einen konstanten Querschnitt auf.
Die elastischen Elemente sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie entweder am Führungsmodul oder am Antriebsmodul verliersicher und insbesondere formschlüssig angeordnet sind. Die elastischen Elemente sind ferner vorzugsweise so ausgebildet, dass sie auf die Zapfen aufgesteckt und/oder in die Ausnehmungen eingesteckt werden können. Insgesamt ergibt sich hierdurch eine vergleichsweise einfache Austauschbarkeit der elastischen Elemente. Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert wird.
Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung mit einem Antriebsmodul und einem Führungsmodul;
2 das Führungsmodul der Greifvorrichtung gemäß 1 von schräg unten;
3 das Antriebsmodul der Greifvorrichtung gemäß 1 von schräg oben;
4 einen Horizontalschnitt durch das Antriebsmodul gemäß 3;
5 im Antriebsmodul gemäß 3 untergebrachte Kolben und Kolbenstangen sowie im Führungsmodul gemäß 2 untergebrachte Backen in isometrischer Ansicht; und
6 einen Vertikalschnitt durch die Anordnung gemäß 5.

In der 1 ist ein Längsschnitt durch eine Greifvorrichtung 10 gezeigt, die ein in 2 gezeigtes Führungsmodul 12 und ein in 3 gezeigtes Antriebsmodul 14 umfasst. Im Führungsmodul 12 sind zwei entlang einer Längsrichtung 16 aufeinander zu und voneinander weg verfahrbare Backen 18 vorgesehen. Zur Führung der Backen 18 sind am Führungsmodul 12 Backenführungen 20 in Form von Längsschienen vorgesehen, die sich in Längsrichtung 16 über die gesamte Länge des Führungsmoduls 12 erstrecken.
Wie aus der in 2 gezeigten Unterseite des Führungsmoduls 12 deutlich wird, weisen die Backen 18 auf ihrer dem Führungsmodul 12 zugewandten Seite Mitnahmeabschnitte 22 in Form von Ausnehmungen 24 auf. Wie aus der Draufsicht auf das Antriebsmodul 14 gemäß 3 deutlich wird, sind im Antriebsmodul 14 zwei in Längsrichtung 16 verlagerbare Mitnehmer 26 vorgesehen, die rechteckförmige Zapfen 28 vorsehen. Wie aus dem Schnitt gemäß 1 und 6 deutlich wird, greifen die Zapfen 28 im montierten Zustand in die Ausnehmungen 24 ein.
Wie insbesondere aus 4 und 5 deutlich wird, sind im Antriebsmodul 14 zwei entlang der Längsrichtung 16, jeweils entlang einer Kolbenachse 30 verlagerbare Kolben 32 vorgesehen. Die Kolben 32 begrenzen jeweils zwei Druckräume 34, 36, wobei beim Druckbeaufschlagen der Druckräume 34 die beiden Kolben 32 voneinander weg bewegt werden und beim Druckbeaufschlagen der Druckräume 36 die beiden Kolben aufeinander zu bewegt werden. Grundsätzlich ist ausreichend, wenn die Kolben 32 nur einseitig beaufschlagt werden und wenn dann auf der jeweils anderen Kolbenseite Druckfedern zum Rückstellen der Kolben 32 vorgesehen sind.
Die Kolben 32 umfassen jeweils eine Kolbenstange 38, wobei die Kolbenstangen 38 einander zugewandt jeweils einen Koppelabschnitt 40 in Form eines Zahnstangenabschnitts aufweisen. Zwischen den beiden Koppelabschnitten ist ein Koppelglied 42 vorgesehen, das um eine Drehachse 44 drehbar ist und ein zwischen zwei Lagerabschnitten 43 vorgesehenes Ritzel 45 umfasst, das mit den Koppelabschnitten 42 zusammenwirkt. Die Drehachse 44 verläuft quer zur Längsrichtung und quer zur Hochrichtung 46. Senkrecht zur Längsrichtung 16 und zur Hochrichtung 46 erstreckt sich die Querrichtung 47. Über das Koppelglied 42 werden die Bewegungen der Kolben 32 und der Kolbenstangen 38, bzw. die Antriebsstränge zum Antreiben einerseits der einen Backe 18 und andererseits der anderen Backe 18 synchronisiert. Die Antriebsstränge werden dabei gebildet von jeweils einem Kolben 32, der jeweils dazugehörigen Kolbenstange 38, dem zugehörigen Mitnehmer 26 und der mit dem jeweiligen Mitnehmer 26 gekoppelten jeweiligen Backe 18.
Wie insbesondere aus den 5 und 6 deutlich wird, sind die Mitnehmer 26 bzw. die Zapfen 28 jeweils an einer der Kolbenstangen 38 befestigt. Aufgrund der Befestigung der Mitnehmer 26 an der jeweiligen Kolbenstange 38 folgen diese der Bewegung der jeweiligen Kolbenstange 38. Dadurch, dass im montierten Zustand die Mitnehmer 26 in die Mitnahmeabschnitte 22 formschlüssig eingreifen, folgen letztlich die Backen 18 der Bewegung der Mitnehmer 26, und damit der Bewegung der Kolben 32.
Wie aus den 3 und 4 deutlich wird, sind im Antriebsmodul die beiden Kolben 32, die Kolbenstangen 38, das Koppelglied 42 und die Mitnehmer 26 untergebracht. Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, ist das Führungsmodul 12 lösbar am Antriebsmodul 14 befestigt, so dass es in einer Demontagelage vom Antriebsmodul 14 in Hochrichtung 46 abgenommen werden kann. Die Mitnehmer 26, die sich in Hochrichtung 46 erstrecken, rücken dabei aus den Mitnahmeabschnitten 22 aus.
Zum Befestigen des Antriebsmoduls 32 am Führungsmodul 12 sind an den Stirnseiten der Greifvorrichtung 10 zwei Gehäusekappen 48, die in 1 gezeigt sind, vorgesehen, welche mittels Schrauben 50 zum einen am Führungsmodul 12 und zum anderen am Antriebsmodul 14 verschraubt sind. Die beiden Module 12 und 14 sehen, wie aus 2 und 3 deutlich wird, zur Aufnahme der Schrauben 50 entsprechende Schraubenaufnahmen 52 vor.
Wie aus den 1, 2 und 6 deutlich wird, sind zwischen den Mitnehmern 26, bzw. den Zapfen 28 und den Mitnahmeabschnitten 22 bzw. den Ausnahmen 24 elastische Elemente 54 in Form von Elastomerblöcken vorgesehen. Die elastischen Elemente 54 können dabei als zylindrische Blöcke, Rohrabschnitte oder als Elemente mit einer sonstigen, geeigneten Geometrie ausgebildet sein. Die Ausbildung ist derart, dass im Greif- oder Spannzustand im Antriebsstrang vorhandenes Spiel zuverlässig beseitigt wird.
Die elastischen Elemente 54 bilden dabei Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft, die auf das Koppelglied 42 wirken, so dass zwischen den Koppelabschnitten 40 und dem Koppelglied 42 und/oder dem Mitnehmer 26 und dem Mitnahmeabschnitt 22 vorhandenes Spiel zuverlässig über mehrere Greif- oder Spannvorgänge stets hin zur selben Backe 18 beseitigt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das eine elastische Element 54 eine andere Federcharakteristik oder einen anderen Härtegrad aufweist, als das andere elastische Element 54. Das weichere elastische Element 54 wird dann beim Greifen oder Spannen stärker komprimiert als das härtere elastische Element 54, wodurch eine definierte und in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt wird. Da sich die elastischen Elemente 54 direkt im Kraftfluss 54 des jeweiligen Antriebsstranges zwischen den Backen 18 und den Kolben 32 befinden, kann sämtliches im jeweiligen Antriebsstrang bzw. Kraftfluss 56 vorhandenes Spiel hin stets zur gleichen Backe beseitigt werden. Dadurch ergibt sich eine vorhersehbare Verschiebung des Greifzentrums hin stets zur gleichen Backe, Da hierdurch stets vorhersehbar ist, zu welcher der Backen die Verschiebung des Greifzentrums erfolgt, kann die Greifgenauigkeit bei wiederholtem Greifen erhöht werden.
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, auch weitere oder andere Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft vorzusehen, die wie folgt realisiert sein können:

Die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft können durch unterschiedlich große Kolbenflächen der beiden Kolben 32 realisiert sind. Ebenso ist denkbar, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich hohe Druckbeaufschlagung der beiden Kolben 32 realisiert sind. Durch die genannten Maßnahmen wird gewährleistet, dass die von dem einen Kolben 32 bereitgestellte Kraft stets größer ist als die von dem anderen Kolben bereitgestellte Kraft. Durch die resultierende, stets in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft wird das Spiel stets die gleiche Richtung beseitigt.

Die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft können auch durch unterschiedliche Steifigkeiten der beiden Kolbenstangen 38, der beiden Mitnehmer 26, der beiden Mitnahmeabschnitte 22 und/oder weiterer, zwischen dem jeweiligen Kolben 32 und der jeweiligen Backe 18 liegender Bauteile realisiert sein. Beim Greifen oder Spannen verformen sich dann die weniger steifen Bauteile zuerst, wodurch ebenfalls eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden kann.
Auch denkbar ist, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft unterschiedlich hohe Reibungswerte der bewegten Bauteile in dem einen Antriebsstrang und der bewegten Bauteile in dem anderen Antriebsstrang realisiert werden. Unterschiedliche Reibwerte können beispielsweise durch andere Dichtungen 76 im einen Antriebsstrang als im anderen Antriebsstrang realisiert werden. Auch hierdurch kann eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden.
Dadurch, dass das Führungsmodul 12 vom Antriebsmodul 14 gelöst werden kann, können die elastischen Elemente 54 auf vergleichsweise einfache Art und Weise ausgetauscht werden. Die elastischen Elemente 54 können dabei, wie in 2 gezeigt, formschlüssig und verliersicher in den Ausnehmungen 24 vorgesehen sein. Allerdings ist auch denkbar, dass die elastischen Elemente 54 formschlüssig und verliersicher auf die Zapfen 28 aufgesteckt werden.
Je nach Greifaufgabe bzw. nach Anforderungen an das Greifen und verwendeten Modulen ist denkbar, unterschiedliche elastische Elemente 54 vorzusehen. Zur Bereitstellung einer geeigneten Synchronisationskraft werden, wie oben beschrieben, in ein und dergleichen Greif- oder Spannvorrichtung 10 elastische Elemente 54 mit unterschiedlichen Federcharakteristiken bzw. Härtegrade verwendet. Vorteilhafterweise werden im Rahmen eines Baukastens unterschiedliche elastische Elemente mit unterschiedlicher Härte nach Shore A-D bereitgestellt, so dass die elastischen Elemente, die der Greifaufgabe und der Verbesserung der Wiederholpräzision der Ausgangslage der Greifer gerecht werden, aus dem Baukasten ausgewählt und verbaut werden können.
Dabei ist vorteilhaft, dass das Koppelglied 42, das die Bewegung der Backen 18 synchronisiert, nicht im Kraftfluss der Bewegungskomponenten liegt. Der Kraftfluss verläuft beim Innengreifen gemäß der schematisch angedeuteten, für eine Backe 18 dargestellten Kraftflusslinie 56.
Wie insbesondere aus 3 deutlich wird, sind die Mitnehmer 26, bzw. deren Zapfen 28, entlang einer gemeinsamen, in Längsrichtung 16 verlaufenden Mitnehmerachse 58 angeordnet. Entsprechend sind die Mitnahmeabschnitte 22, wie aus 2 deutlich wird, ebenfalls entlang einer gemeinsamen Mitnahmeachse 60 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Kräfte, die innerhalb des Führungsmoduls 12 wirken, lediglich in Längsrichtung 16 wirken und keine Querkräfte auftreten. Zudem wird die Montage des Führungsmoduls 12 auf dem Antriebsmodul 14 vereinfacht.
Wie aus 3 deutlich wird, weisen die Mitnehmer 26 jeweils einen Befestigungsabschnitt 62 auf, mit dem sie über eine Schraube 66 mit der jeweiligen Kolbenstange 38 verbunden sind. In 4 sind die Schraubenaufnahmen 64 der Schrauben 66 zur Befestigung der Mitnehmer 26 gut zu erkennen. Die Mitnehmer 26 umfassen ferner einen sich in Querrichtung 47 verlaufenden Brückenabschnitt 68, der jeweils den Abstand zwischen der jeweiligen Kolbenachse 30 hin zur Mitnehmerachse 58 überbrückt. Am Brückenabschnitt 68 ist dann der sich in Hochrichtung 46 erstreckende Zapfen 28 vorgesehen.
Wie insbesondere aus 5 und 6 deutlich wird, sind die Mitnehmer 26 an der jeweiligen Kolbenstange 18 zu den jeweiligen Koppelabschnitten 40 mit einem Abstand 70 beabstandet angeordnet.
Aus 1 wird zudem deutlich, dass das Führungsmodul 12 der jeweiligen Backe 18 zugeordnet eine Aufsatzbacke 72 aufweist, an welchen Spann- oder Greiffinger zum Spannen oder Greifen eines Bauteils angeordnet werden können. Die Anordnung ist dabei derart, dass zwischen den Backen 18 und den Aufsatzbacken 72 gehäuseseitige Dichtabschnitte 74 eingreifen, die Dichtelemente 76 vorsehen, welche gegen die Unterseite der Aufsatzbacken 72 wirken. Insgesamt kann dadurch eine geeignete Abdichtung des Führungsmoduls 12 bereitgestellt werden, ohne die Bewegung der Backen 18 bzw. der Aufsatzbacken 72 zu behindern.
Zudem ist denkbar, dass durch die Dichtelemente 76 unterschiedlich hohe Reibungswerte zwischen der einen Backe 18 und der Backenführung 20 und der anderen Backe 18 und der Backenführung 20 realisiert werden, wodurch - wie oben beschrieben - ebenfalls eine gerichtete und definierte Synchronisationskraft bereitgestellt werden kann. Diese Synchronisationskraft kann so sein, dass sie die Synchronisationskraft, die durch die unterschiedlichen Härtegrade der elastischen Elemente 54 bereitgestellt wird, unterstützt, sodass insgesamt das Spiel der Antriebsstränge sicher stets hin zur gleichen Backe 18 wenigstens weitgehend beseitigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2019081228 A1 [0002]
DE 10013022 C2 [0002]
DE 10138685 [0002]
DE 102011084177 A1 [0003]
DE 102013211528 A1 [0003]

Claims

Greif- oder Spannvorrichtung (10) mit zwei entlang einer gemeinsamen Längsrichtung (16), in einer Backenführung (20) aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Backen (18), mit zwei entlang der Längsrichtung (16), jeweils entlang einer Kolbenachse (30) verlagerbaren, wenigstens einen Druckraum (34,36) begrenzenden Kolben (32), wobei die Kolben (32) jeweils eine Kolbenstange (38) umfassen, an denen jeweils ein Koppelabschnitt (40) vorsehen ist, wobei die beiden Koppelabschnitte (40) mittels einem Koppelglied (42) synchronisiert sind, wobei der jeweilige Kolben (32) oder die jeweils zugehörige Kolbenstange (38) einen Mitnehmer (26) und die Backen (18) jeweils einen mit dem jeweiligen Mitnehmer (26) zusammenwirkenden Mitnahmeabschnitt (22) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (54, 32, 74) zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft vorgesehen sind, die auf das Koppelglied (42) wirkt und es beim Greifen oder Spannen eines Bauteils stets in die gleiche Richtung drängt, so dass zwischen dem jeweiligen Koppelabschnitt (40) und dem Koppelglied (42) und/oder dem jeweiligen Mitnehmer (26) und dem jeweils zugehörigen Mitnahmeabschnitt (22) vorhandene Spiel über mehrere Greif- oder Spannvorgänge hinweg hin zur gleichen Backe (18) wenigstens weitgehend beseitigt wird.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen Mitnehmer (26) und dem zugehörigen Mitnahmeabschnitt (22) wenigstens ein elastisches Element (54) vorgesehen ist, wobei die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch die elastischen Elemente (54) realisiert sind, wobei das eine elastische Element (54), das mit der einen Backe (18) zusammenwirkt, eine andere Federcharakteristik oder einen anderen Härtegrad aufweist, als das andere elastische Element (54), das mit der anderen Backe (18) zusammenwirkt.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich große Kolbenflächen der beiden Kolben (32) realisiert sind.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich hohe Drücke in den beiden Kolbenräumen (34, 36) beim Greifen oder Spannen realisiert sind.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedliche Steifigkeiten der beiden Kolbenstangen (38), der beiden Mitnehmer (26), der beiden Mitnahmeabschnitte (22) und/oder weiterer, zwischen dem jeweiligen Kolben und der jeweiligen Backe (18) liegender Bauteile realisiert sind.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft unterschiedlich hohe Reibungswerte zwischen der einen Backe (18) und der Backenführung (30) und der anderen Backe (18) und der Backenführung (30), durch unterschiedlich hohe Reibungswerte des mit der einen Backe (18) bewegungsgekoppelten Kolbens (32) und/oder der zugehörigen Kolbenstange (38) und des mit der anderen Backe (18) bewegungsgekoppelten Kolbens (32) und/oder der zugehörigen Kolbenstange (38)realisiert wird.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben (32), die Kolbenstangen (38), das Koppelglied (42) und die Mitnehmer (26) in einem Antriebsmodul (14) vorgesehen sind und dass die Backenführung (20), die Backen (18) und die Mitnahmeabschnitte (22) in einem Führungsmodul (12) vorgesehen sind, wobei das Führungsmodul (12) lösbar am Antriebsmodul (14) angeordnet ist, so dass es aus einer Montagelage, in der es am Antriebsmodul (14) angeordnet ist, in eine Demontagelage, in der es vom Antriebsmodul (14) abnehmbar ist, überführbar ist.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente (54) (18) in der Demontagelage austauschbar ausgebildet sind.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmodul (12) und das Antriebsmodul (14) so ausgebildet sind, dass das Führungsmodul (12) entlang der Hochrichtung (46) auf das Antriebsmodul (14) aufsetzbar und abnehmbar ist, wobei die Mitnehmer (26) und die Mitnahmeabschnitte (22) derart ausgebildet sind, dass sie in der Montagelage ineinander eingreifen.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Führungsmodul (12) mit der jeweiligen Backe (18) bewegungsgekoppelte Aufsatzbacken (72) vorgesehen sind, und dass am Führungsmodul (12) wenigstens abschnittsweise zwischen die jeweilige Backe (18) und die zugehörige Aufsatzbacke (72) eingreifende Dichtabschnitte (74) vorgesehen sind.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäusekappen (48) vorgesehen sind, die in der Montagelage das Antriebsmodul (14) und das Führungsmodul (12) fügen.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusekappen (48) so ausgebildet sind, dass sie jeweils einen Druckraum (36) begrenzen.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (26) und die Mitnahmeabschnitte (22) entlang einer gemeinsamen, in Längsrichtung (16) verlaufenden Mitnehmerachse (58) angeordnet sind.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (26) jeweils einen Befestigungsabschnitt (62) zur Befestigung an der jeweiligen Kolbenstange (38) und jeweils einen sich in einer quer zur Längsrichtung (16) erstreckende Querrichtung (47) erstreckenden Brückenabschnitt (68) aufweisen, wobei der Brückenabschnitt (68) den Abstand zwischen der jeweiligen Kolbenachse (30) und der Mitnehmerachse (58) überbrückt.
Greif- oder Spannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (26) jeweils einen sich in Hochrichtung (46) erstreckenden Zapfen (28) bzw. eine Ausnehmung (24) aufweisen und dass die Mitnahmeabschnitte (22) jeweils dazu komplementäre Ausnehmungen (24) bzw. Zapfen (28) aufweisen.