DE102021133843A1

DE102021133843A1 - Gripping device for gripping hairpins and for setting gripped hairpins in particular in stators of electric motors

Info

Publication number: DE102021133843A1
Application number: DE102021133843.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ruoff; Matthias Liehr; Jochen Beyl
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Greifvorrichtung (10, 100) zum Greifen von Hairpins und zum Setzen gegriffenen Hairpins in insbesondere Statoren von Elektromotoren, mit einem Grundköper (12), mit einem am Grundköper (12) vorgesehenen ersten Greifer (20) und mit einem zweiten Greifer (22), wobei der erste Greifer (20) und der zweite Greifer (22) jeweils entlang einer Greifachse (24) aufeinander zu und voneinander weg verfahrbare Greifbacken (26) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundköper (12) ein Kragarm (32) vorgesehen ist, der um eine Kragarmdrehachse (36) verschwenkbar ist, und dass der zweite Greifer (22) am Kragarm (32) um eine zu seiner Greifachse (24) quer verlaufende Querachse (34) drehbar ist.Gripping device (10, 100) for gripping hairpins and setting gripped hairpins in particular in stators of electric motors, having a base body (12), having a first gripper (20) provided on the base body (12) and having a second gripper (22), wherein the first gripper (20) and the second gripper (22) each have gripper jaws (26) that can be moved toward and away from one another along a gripping axis (24), characterized in that a cantilever arm (32) is provided on the base body (12), which can be pivoted about a cantilever axis of rotation (36), and that the second gripper (22) on the cantilever (32) can be rotated about a transverse axis (34) running transversely to its gripping axis (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung zum maschinellen Greifen von Hairpins und zum Setzen der gegriffenen Hairpins in insbesondere Statoren von Elektromotoren. Eine solche Greifvorrichtung weist einen Grundkörper und einen am Grundköper vorgesehenen ersten Greifer und einen zweiten Greifer auf, wobei der erste Greifer und der zweite Greifer jeweils entlang einer Greifachse aufeinander zu und voneinander weg verfahrbare Greifbacken aufweisen.The invention relates to a gripping device for mechanically gripping hairpins and for setting the gripped hairpins in particular in stators of electric motors. Such a gripping device has a base body and a first gripper and a second gripper provided on the base body, the first gripper and the second gripper each having gripping jaws that can be moved toward and away from one another along a gripping axis.

Eine derartige Greifvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2019 114 221 A1 bekannt. Eine solche Greifvorrichtung hat den Nachteil, dass die Greifer, mittels denen Abschnitte des zu greifenden Hairpins gehalten werden, vergleichsweise wenig Freiheitsgrade haben. Insbesondere das Greifen und Setzen von Hairpins, die eine komplexe Geometrie aufweisen oder die in Aufnahmen, insbesondere zur Vormontage eines Rings aus Hairpins oder direkt in Statoren mit komplexer Geometrie einzusetzen sind, können mit einer derartigen Greifvorrichtung nicht immer befriedigend gegriffen werden. Die Hairpins können zum einen direkt in einen Stator oder zum anderen in eine Aufnahme eingesetzt werden, welche dann insbesondere am Stator anordenbar ist oder mit der die Hairpins insbesondere in den Stator eingesetzt werden können.Such a gripping device is, for example, from DE 10 2019 114 221 A1 known. Such a gripping device has the disadvantage that the grippers, by means of which sections of the hairpin to be gripped are held, have comparatively few degrees of freedom. In particular, the gripping and setting of hairpins that have a complex geometry or that are to be used in receptacles, in particular for preassembling a ring of hairpins or directly in stators with complex geometry, cannot always be gripped satisfactorily with such a gripping device. On the one hand, the hairpins can be inserted directly into a stator or, on the other hand, into a receptacle which can then be arranged in particular on the stator or with which the hairpins can be inserted in particular in the stator.

Weitere Greifvorrichtungen zum maschinellen Greifen und Setzen von Hairpins sind beispielsweise aus der EP 3 758 202 A1 und der EP 3 664 264 A1 bekannt.Other gripping devices for machine gripping and setting of hairpins are, for example, from EP 3 758 202 A1 and the EP 3 664 264 A1 known.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Greifvorrichtung derart weiterzubilden, dass auch komplexere Hairpins gegriffen und komplexe Einsetzvorgänge durchgeführt werden können. Dabei soll die Greifvorrichtung flexibel einsetzbar sein, funktionssicher arbeiten und dennoch vergleichsweise klein bauen.The present invention is based on the object of further developing a gripping device mentioned at the outset in such a way that even more complex hairpins can be gripped and complex insertion processes can be carried out. The gripping device should be able to be used flexibly, work in a functionally reliable manner and yet be built comparatively small.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Greifvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Folglich ist insbesondere vorgesehen, dass am Grundkörper ein Kragarm vorgesehen ist, der um eine Kragarmdrehachse verschwenkbar ist, und dass der zweite Greifer am Kragarm um eine zu seiner Greifachse quer verlaufende Querachse drehbar ist. Bei dem zweiten Greifer handelt es sich also um einen am Grundkörper beweglich angeordneten Greifer.This object is achieved by a gripping device having the features of claim 1. Consequently, it is provided in particular that a cantilever arm is provided on the base body, which cantilever arm can be pivoted about a cantilever arm rotation axis, and that the second gripper can be rotated on the cantilever arm about a transverse axis running transversely to its gripping axis is. The second gripper is therefore a gripper that is movably arranged on the base body.

Dadurch, dass ein verschwenkbarer Kragarm vorgesehen ist, an dem der zweite, bewegliche Greifer angeordnet ist, kann dieser innerhalb eines vorgegebenen Raumes bewegt werden. Ferner kann der Greifer um seine Querachse, je nach einzunehmender Position, verdreht werden. Dadurch ergibt sich insgesamt eine Freiheit und Flexibilität, mit der eine Vielzahl von Greif- und Setzaufgaben zum Greifen und Setzen der Hairpins möglich sind. Der Kragarm muss dabei nicht unmittelbar am Grundkörper vorgesehen oder gelagert sein, sondern kann über geeignete Bewegungsglieder mittelbar am Grundkörper vorgesehen oder gelagert sein.Because a pivotable cantilever arm is provided, on which the second, movable gripper is arranged, it can be moved within a predetermined space. Furthermore, the gripper can be rotated about its transverse axis, depending on the position to be taken. Overall, this results in freedom and flexibility with which a large number of gripping and setting tasks for gripping and setting the hairpins are possible. The cantilever does not have to be provided or mounted directly on the base body, but can be provided or mounted indirectly on the base body via suitable moving members.

Dabei ist vorteilhaft, wenn im oder am Grundkörper ein mit einem Antrieb antreibbarer erster Antriebsstrang vorgesehen ist, mit dem der zweite, bewegliche Greifer um seine Querachse drehbar ist. Über einen solchen Anrieb kann folglich die Drehposition des zweiten Greifers um seine Drehachse verstellt werden, so dass letztlich die Greif- und Setzaufgabe optimal bewältigt werden kann. Insbesondere können mit einer derartigen Greifvorrichtung auch unterschiedliche Hairpins in denselben Stator eingesetzt werden.It is advantageous if a first drive train that can be driven by a drive is provided in or on the base body, with which the second, movable gripper can be rotated about its transverse axis. The rotary position of the second gripper can consequently be adjusted about its axis of rotation via such a drive, so that ultimately the gripping and setting task can be optimally mastered. In particular, different hairpins can also be used in the same stator with such a gripping device.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn im oder am Grundkörper ein mit einem zweiten Anrieb antreibbarer zweiter Antriebsstrang vorgesehen ist, mit dem der Kragarm um eine von der Querachse des zweiten Greifers beabstandete Kragarmdrehachse verschwenkbar ist. Über diesen zweiten Anrieb und den zugehörigen zweiten Antriebsstrang kann folglich der Kragarm verschwenkt werden, an dem der zweite, bewegliche Greifer vorgesehen ist. Je nach zu greifenden Hairpins kann folglich der Kragarm um die Kragarmdrehachse bedarfsgerecht verschwenkt werden.It is also advantageous if a second drive train that can be driven by a second drive is provided in or on the base body, with which the cantilever arm can be pivoted about an axis of rotation of the cantilever arm that is spaced apart from the transverse axis of the second gripper. The cantilever arm on which the second, movable gripper is provided can consequently be pivoted via this second drive and the associated second drive train. Depending on the hairpins to be gripped, the cantilever can be pivoted around the cantilever axis of rotation as required.

Zur weiteren Erhöhung der Flexibilität der Greifvorrichtung ist vorteilhaft, wenn im oder am Grundkörper ein mit einem dritten Anrieb antreibbarer dritter Antriebsstrang vorgesehen ist, mit dem der Kragarm so bewegt werden kann, dass die Kragarmdrehachse entlang eines Kreisbogens bewegt wird. Hierdurch kann folglich der gesamte Kragarm relativ zum Grundkörper verlagert werden, und zwar so, dass die Kragarmdrehachse auf dem Kreisbogen bewegt wird. Vorzugsweise ist eine Bewegung entlang des Kreisbogens um plus/minus 90° und vorzugsweise um plus/minus 45° und weiter vorzugsweise um plus/minus 35°vorteilhaft.To further increase the flexibility of the gripping device, it is advantageous if a third drive train that can be driven by a third drive is provided in or on the base body, with which the cantilever can be moved in such a way that the cantilever axis of rotation is moved along a circular arc. As a result, the entire cantilever arm can consequently be displaced relative to the base body, specifically in such a way that the axis of rotation of the cantilever arm is moved on the arc of a circle. Preferably, movement along the arc of the circle by plus/minus 90° and preferably by plus/minus 45° and more preferably by plus/minus 35° is advantageous.

Um auch den ersten Greifer an die Greifaufgabe anpassen zu können, ist vorteilhaft, wenn im oder am Grundkörper ein mit einem vierten Antrieb antreibbarer vierter Antriebsstrang vorgesehen ist, mit dem der erste Greifer am Grundkörper insbesondere um eine zu seiner Greifachse quer verlaufenden Querachse drehbar und/oder entlang einer insbesondere parallel zur Greifachse verlaufenden Verschiebeachse verschiebbar ist. Dadurch, dass der zweite, bewegliche Greifer vergleichsweise hohe Freiheitsgrade hat, ist es ausreichend, wenn der erste Greifer in fester Position am Grundkörper gelagert ist oder um seine Querachse drehbar und/oder entlang der Verschiebeachse verschiebbar ist.In order to also be able to adapt the first gripper to the gripping task, it is advantageous if a fourth drive train, which can be driven by a fourth drive, is provided in or on the base body, with which the first gripper can be rotated and/or rotated on the base body, in particular about a transverse axis running transversely to its gripping axis. or is displaceable along a displacement axis running in particular parallel to the gripping axis. Due to the fact that the second, movable gripper has comparatively high degrees of freedom, it is sufficient if the first gripper is in a fixed position on the base body device or can be rotated about its transverse axis and/or displaced along the displacement axis.

Es hat sich gezeigt, dass dann, wenn wenigstens einer und vorzugsweise sämtliche Antriebsstränge ein oder mehrere Getrieberäder eines Zahnradgetriebes und/oder eines Riemengetriebes umfassen, die Greifvorrichtung vergleichsweise klein bauen kann und dennoch eine Positionierung der beiden Greifer vorteilhaft erfolgen kann. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Antriebsstränge aus Zahnradgetrieben und auch aus Riemengetrieben gebildet werden.It has been shown that when at least one and preferably all of the drive trains include one or more gear wheels of a gear train and/or a belt drive, the gripping device can be made comparatively small and the two grippers can still be positioned advantageously. It is particularly advantageous if the drive trains are formed from gear drives and also from belt drives.

Ferner ist vorteilhaft, wenn der Grundköper zwei parallel zueinander angeordnete, einen Zwischenraum einschließende Rahmenelemente aufweist, wobei wenigstens manche der Getrieberäder im Zwischenraum vorgesehen sind. Ferner ist vorteilhaft, wenn dabei Getrieberäder entlang insbesondere parallel zueinander verlaufenden Drehachsen an den Rahmenelementen drehbar gelagert sind. Durch Vorsehen der Getrieberäder zwischen den Rahmenelementen sind diese gut geschützt. Ferner ist gewährleistet, dass die Getrieberäder, bzw. deren Drehachsen, parallel zueinander verlaufend ausgebildet sein können. Die Drehachsen, die parallel zueinander verlaufen, verlaufen ebenfalls vorzugsweise parallel zu den Querachsen, um die der jeweilige Greifer drehbar angeordnet sein kann.Furthermore, it is advantageous if the base body has two frame elements which are arranged parallel to one another and enclose an intermediate space, with at least some of the gear wheels being provided in the intermediate space. Furthermore, it is advantageous if gear wheels are rotatably mounted on the frame elements along, in particular, mutually parallel axes of rotation. By providing the gears between the frame members, they are well protected. Furthermore, it is ensured that the gear wheels, or their axes of rotation, can be designed to run parallel to one another. The axes of rotation, which run parallel to one another, also preferably run parallel to the transverse axes about which the respective gripper can be arranged such that it can rotate.

Um ein möglichst kompaktes Bauen der Greifvorrichtung zu ermöglichen, ist vorteilhaft, wenn zwei oder mehr Getrieberäder unterschiedlicher Antriebsstränge um eine Drehachse drehbar angeordnet sind. Dabei ist insbesondere denkbar, dass Getrieberäder unterschiedlicher Antriebsstränge um dieselbe Drehachse drehbar angeordnet sind, wobei die Getrieberäder, die auf der gleichen Drehachse liegen, und von unterschiedlichen Antriebssträngen stammen, nicht direkt miteinander bewegungsgekoppelt sind. Damit können auf minimalem Bauraum mehrere Getrieberäder unterschiedlicher Antriebsstränge angeordnet werden.In order to enable the gripping device to be constructed as compactly as possible, it is advantageous if two or more gear wheels of different drive trains are arranged so as to be rotatable about an axis of rotation. It is particularly conceivable that the gears of different drive trains are arranged to be rotatable about the same axis of rotation, with the gears that lie on the same axis of rotation and come from different drive trains not being directly coupled to one another for movement. This means that several gear wheels of different drive trains can be arranged in a minimum of space.

Ferner ist vorteilhaft, wenn eine Steuereinheit zur Ansteuerung des oder der Antriebe vorgesehen ist. Über die Steuereinheit kann folglich die Bewegung der Greifer gesteuert und geregelt werden. Je nach Greifaufgabe können die Greifer dann unterschiedliche Greifpositionen einnehmen.It is also advantageous if a control unit is provided for controlling the drive or drives. Consequently, the movement of the grippers can be controlled and regulated via the control unit. Depending on the gripping task, the grippers can then assume different gripping positions.

Insgesamt ist vorteilhaft, wenn die Antriebe als festsetzbare Stell-Drehantriebe ausgebildet sind. Mit derartigen Antrieben kann die Position der Greifer vergleichsweise genau angefahren werden.Overall, it is advantageous if the drives are designed as fixable rotary actuators. With drives of this type, the position of the grippers can be approached relatively precisely.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.Further details and advantageous configurations of the invention can be found in the following description, on the basis of which two exemplary embodiments of the invention are described and explained in more detail.

Es zeigen:

1 eine erste erfindungsgemäße Greifvorrichtung in isometrischer Ansicht von schräg vorne;
2 die Greifvorrichtung gemäß 1 von schräg hinten;
3 die Greifvorrichtung gemäß 1 und 2 in Seitenansicht;
4 die Vorderansicht der Greifvorrichtung gemäß 1 und 2;
5 die Rückansicht der Greifvorrichtung gemäß 1 und 2;
6 die Ansicht gemäß 4 ohne Rahmenelemente;
7 die Ansicht gemäß 5 ohne Rahmenelemente;
8 eine zweite erfindungsgemäße Greifvorrichtung in isometrischer Ansicht von schräg vorne;
9 die Greifvorrichtung gemäß 8 von schräg hinten;
10 die Greifvorrichtung gemäß 8 und 9 in Seitenansicht;
11 die Vorderansicht der Greifvorrichtung gemäß 8 und 9;
12 die Rückansicht der Greifvorrichtung gemäß 8 und 9; und
13 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt der Greifvorrichtung gemäß 8 und 9.

Show it:

1 a first gripping device according to the invention in an isometric view obliquely from the front;
2 the gripping device according to 1 from behind;
3 the gripping device according to 1 and 2 in side view;
4 the front view of the gripping device according to 1 and 2 ;
5 the rear view of the gripping device according to 1 and 2 ;
6 according to the view 4 without frame elements;
7 according to the view 5 without frame elements;
8th a second gripping device according to the invention in an isometric view obliquely from the front;
9 the gripping device according to 8th from behind;
10 the gripping device according to 8th and 9 in side view;
11 the front view of the gripping device according to 8th and 9 ;
12 the rear view of the gripping device according to 8th and 9 ; and
13 according to a cross section through a section of the gripping device 8th and 9 .

Die in den 1 bis 7 gezeigte Greifvorrichtung 10 umfasst einen Grundkörper 12, der zwei parallel zueinander angeordnete Rahmenelemente 16, 18 umfasst. Die Rahmenelemente 16, 18 sind mittels Distanzelementen 13 miteinander verbunden und bilden einen Zwischenraum 14. Am Grundkörper 12 sind zwei Greifer 20, 22 beweglich angeordnet. Beide Greifer 20, 22 weisen jeweils entlang ihrer jeweiligen Greifachse 24 aufeinander zu und voneinander weg verfahrbare Greiferbacken 26 auf. Die Greiferbacken 26 eines Greifers können so ausgebildet sein, dass beide Greiferbacken 26 beweglich sind; dankbar ist auch, dass eine der Greiferbacken 26 fest ist und eine der Greiferbacken 26 beweglich ist.The in the 1 until 7 The gripping device 10 shown comprises a base body 12 which comprises two frame elements 16, 18 arranged parallel to one another. The frame elements 16, 18 are connected to one another by means of spacer elements 13 and form an intermediate space 14. Two grippers 20, 22 are movably arranged on the base body 12. Both grippers 20, 22 each have gripper jaws 26 that can be moved towards one another and away from one another along their respective gripping axis 24. The gripper jaws 26 of a gripper can be designed so that both gripper jaws 26 are movable; It is also grateful that one of the gripper jaws 26 is fixed and one of the gripper jaws 26 is movable.

Der Greifer 20 ist über ein Halteelement 28 um eine Drehachse 30 quer zu dessen Greifachse 24 am Grundkörper 12, bzw. an dessen Rahmenelement 16, drehbar und festsetzbar angeordnet. Der Greifer 22 ist am freien Ende eines Kragarms 32 um eine zu seiner Greifachse 24 quer verlaufende Querachse 34 drehbar angeordnet. Die Querachse 34 verläuft zudem orthogonal zu den Ebenen, in denen die Rahmenelemente 16, 18 liegen.The gripper 20 is via a holding element 28 about an axis of rotation 30 transverse to its gripping axis 24 on the base body 12, or on its frame element ment 16, rotatable and fixable. The gripper 22 is arranged at the free end of a cantilever arm 32 so as to be rotatable about a transverse axis 34 running transversely to its gripping axis 24 . The transverse axis 34 also runs orthogonally to the planes in which the frame elements 16, 18 lie.

Der Kragarm 32 ist als solcher um eine in 1 und 4 deutlich erkennbare Kragarmdrehachse 36 verschwenkbar.The cantilever 32 is as such by one in 1 and 4 clearly recognizable cantilever axis of rotation 36 pivotable.

Ferner ist der gesamte Kragarm 32 bewegbar am Grundkörper 12 derart angeordnet, dass die Kragarmdrehachse 36 entlang eines Kreisbogens 38 verlagerbar angeordnet ist. Der Kreisbogen 38, der insbesondere in 4 gut erkennbar ist, verläuft um eine zentrale Achse 40. Der Kreisbogen 38 liegt in einer ringabschnittsförmigen Ausnehmung 42, die im Rahmenelement 16 vorgesehen ist.Furthermore, the entire cantilever 32 is movably arranged on the base body 12 such that the cantilever axis of rotation 36 is arranged to be displaceable along a circular arc 38 . The circular arc 38, which in particular 4 is clearly recognizable, runs around a central axis 40. The arc of a circle 38 lies in a recess 42 in the form of a segment of a ring, which is provided in the frame element 16.

Die Greifvorrichtung 10 weist insgesamt drei Antriebsstränge auf. Mit dem ersten Antriebsstrang kann der Greifer 22 um seine Querachse 34 verdreht werden. Mit dem zweiten Antriebsstrang kann der Kragarm 32 um die Kragarmdrehachse 36, die von der Querachse 34 beabstandet ist, verschwenkt werden. Mit dem dritten Antriebsstrang kann der Kragarm 32 so bewegt werden, dass seine Kragarmdrehachse 36 entlang des Kreisbogens 38 bewegt wird.The gripping device 10 has a total of three drive trains. The gripper 22 can be rotated about its transverse axis 34 with the first drive train. With the second drive train, the cantilever 32 can be pivoted about the cantilever axis of rotation 36 , which is spaced apart from the transverse axis 34 . With the third drive train, the cantilever 32 can be moved in such a way that its cantilever axis of rotation 36 is moved along the circular arc 38 .

Zum Antreiben des ersten Antriebsstrangs ist ein in 2 schematisch dargestellter Anrieb 44 vorgesehen, der ein erstes Drehglied 46 um eine erste Achse 48 drehantreibt. Das Drehglied 46 ist mit einem Getrieberad 50 in Form eines Zahnrads drehgekoppelt, welches zwischen den beiden Rahmenelementen 16 um die erste Achse 48 drehbar gelagert ist.To drive the first drive train, an in 2 schematically illustrated drive 44 is provided, which drives a first rotary member 46 in rotation about a first axis 48 . The rotary member 46 is rotatably coupled to a gear wheel 50 in the form of a toothed wheel, which is mounted between the two frame elements 16 so that it can rotate about the first axis 48 .

In 7 ist der Wirkzusammenhang des ersten Antriebsstrangs gezeigt; das Getrieberad 50 treibt unter Zwischenschaltung von weiteren Getrieberädern 52, 54, 56 und 58, die als Zahnrädern ausgebildet sind, letztlich das ebenfalls als Zahnrad ausgebildete Getrieberad 60 an, welches um die Querachse 34 verdrehbar angeordnet ist. Während die Drehachsen der Räder 50, 52, 54 und 56 beabstandet zueinander angeordnet sind, liegen die beiden Räder 56 und 58 auf einer gemeinsamen Welle 61, die um die Kragarmdrehachse 36 drehbar ist, und sind drehfest miteinander gekoppelt. Am Getrieberad 60 ist ein Drehglied 62 drehfest vorgesehen, das am Kragarm 32 um die Querachse 34 drehbar gelagert ist. An der dem Getrieberad 60 abgewandten Seite des Drehglieds 62 ist der Greifer 22 drehfest angeordnet, so dass mit Verdrehung des Getrieberads 60 bzw. des Drehglieds 62 der Greifer 22 um seine Querachse 34 verdreht wird. Mittels des Antriebs 44 kann folglich, je nach Drehrichtung, über den ersten Antriebsstrang das Drehglied 62, und damit der Greifer 22, um die Querachse 34 frei verdreht werden.In 7 the working relationship of the first drive train is shown; the gear wheel 50, with the interposition of further gear wheels 52, 54, 56 and 58, which are designed as gear wheels, ultimately drives the gear wheel 60, which is also designed as a gear wheel and is arranged such that it can rotate about the transverse axis 34. While the axes of rotation of the wheels 50, 52, 54 and 56 are arranged at a distance from one another, the two wheels 56 and 58 lie on a common shaft 61 which is rotatable about the cantilever axis of rotation 36 and are coupled to one another in a torque-proof manner. A rotary member 62 is provided in a rotationally fixed manner on the gear wheel 60 and is mounted on the cantilever arm 32 such that it can rotate about the transverse axis 34 . The gripper 22 is arranged in a rotationally fixed manner on the side of the rotary member 62 facing away from the gear wheel 60 , so that when the gear wheel 60 or the rotary member 62 is rotated, the gripper 22 is rotated about its transverse axis 34 . By means of the drive 44, depending on the direction of rotation, the rotary member 62, and thus the gripper 22, can be rotated freely about the transverse axis 34 via the first drive train.

In 2 ist ein zweiter Anrieb 64 schematisch angedeutet, mit dem ein um die zentrale Achse 40 verdrehbar angeordnetes zweites Drehglied 66 des zweiten Antriebsstrangs verdrehbar ist. Das zweite Drehglied 66 ist über eine an den Rahmenelementen 16 und 18 drehbar gelagerte Welle 63 (3) mit dem Getrieberad 68 drehgekoppelt, das in 4 deutlich zu erkennen ist. Das als Zahnrad ausgebildete Getrieberad 68 kämmt seinerseits ein als Zahnrad ausgebildetes Getrieberad 70, welches drehbar um die Kragarmachse 36 gelagert ist und drehfest am Kragarm 32 angeordnet ist. Durch Betätigen des Antriebs 64 kann folglich das Rad 70, und damit der gesamte Kragarm 32 um die Kragarmdrehachse 36 verschwenkt werden.In 2 a second drive 64 is indicated schematically, with which a rotatable about the central axis 40 arranged second rotary member 66 of the second drive train can be rotated. The second rotary member 66 is rotatably mounted on the frame members 16 and 18 shaft 63 ( 3 ) rotatably coupled to gear wheel 68 located in 4 is clearly visible. The gear wheel 68 designed as a toothed wheel in turn meshes with a gear wheel 70 designed as a toothed wheel, which is mounted rotatably about the cantilever axis 36 and is arranged on the cantilever arm 32 in a rotationally fixed manner. Consequently, by actuating the drive 64, the wheel 70, and thus the entire cantilever 32, can be pivoted about the cantilever axis of rotation 36.

In 2 ist ein dritter Antrieb 72 schematisch angedeutet, mit dem ein drittes Drehglied 74 um eine dritte Achse 76 verdrehbar ist. Das dritte Drehglied 74 ist mit einem in 6 gezeigten, als Zahnrad ausgebildeten Getrieberad 78 drehgekoppelt, welches seinerseits mit einem zahnradsegmentartig ausgebildeten Hauptarm 80 drehgekoppelt ist. Die Kragarmdrehachse 36 ist dabei im Hauptarm 80 festgelegt. Wie aus den 6 und 7 deutlich wird, liegt die Kragarmdrehachse 36 in der Drehachse der beiden auf der Welle 61 angeordneten Zahnräder 56 und 58. Durch Verdrehen des Hauptarms 80 um die zentrale Achse 40 wird folglich die Welle 61 mit den Zahnrädern 56 und 58 und damit auch die Kragarmdrehachse 36 entlang des Kreisbogens 38 bewegt. Dabei wird die Welle 61 in der Ausnehmung 42 geführt, wobei eine Bewegung der Welle 61 in der Ausnehmung 42 innerhalb eines Winkelbereichs von ca. 70° bis 90° ermöglich ist.In 2 a third drive 72 is indicated schematically, with which a third rotary member 74 can be rotated about a third axis 76 . The third rotary member 74 is provided with an in 6 shown, designed as a gear wheel rotatably coupled, which in turn is rotatably coupled to a gear segment-like main arm 80 formed. The cantilever axis of rotation 36 is fixed in the main arm 80 . How from the 6 and 7 becomes clear, the cantilever axis of rotation 36 lies in the axis of rotation of the two gears 56 and 58 arranged on the shaft 61. By rotating the main arm 80 about the central axis 40, the shaft 61 with the gears 56 and 58 and thus also the cantilever axis of rotation 36 is along of the arc 38 moves. The shaft 61 is guided in the recess 42, with a movement of the shaft 61 in the recess 42 within an angular range of approximately 70° to 90° being possible.

In 7 ist das Getrieberad 54 des ersten Antriebsstrangs zwar um die zentrale Achse 40 drehbar gelagert; das Getrieberad 54 ist aber nicht drehgekoppelt mit dem zweiten Drehglied 66 des zweiten Antriebsstrangs. Insofern sind die beiden Getrieberäder 54 und 68 zwar beide um die zentrale Achse 40 drehbar gelagert; allerdings unabhängig voneinander. Entsprechend sind um die Kragarmdrehachse 36 die insgesamt drei Getrieberad 56, 58 und 70 drehbar angeordnet. Die beiden Getrieberad 56 und 58, die beide dem ersten Antriebsstrang zugeordnet und auf der Welle 61 vorgesehen sind, sind drehfest miteinander verbunden. Das Getrieberad 70 hingegen, das dem zweiten Antriebsstrang zugeordnet ist, ist drehunabhängig von den beiden anderen Getrieberäder 56 und 58 um die Kragarmdrehachse 36 angeordnet. Dadurch, dass mehrere Getrieberäder unterschiedlicher Antriebsstränge um jeweils die gleiche Achse drehbar angeordnet sind, ergibt sich eine vergleichsweise kompakte und auch stabile Bauweise.In 7 the gear wheel 54 of the first drive train is indeed mounted rotatably about the central axis 40; however, the gear wheel 54 is not rotationally coupled to the second rotary member 66 of the second drive train. In this respect, the two gear wheels 54 and 68 are both mounted rotatably about the central axis 40; however independent of each other. Correspondingly, the three gear wheels 56 , 58 and 70 are arranged so as to be rotatable about the cantilever axis of rotation 36 . The two gear wheels 56 and 58, both of which are associated with the first drive train and are provided on the shaft 61, are connected to one another in a rotationally fixed manner. The gear wheel 70, on the other hand, which is associated with the second drive train, is arranged about the rotation axis 36 of the cantilever arm so as to be independent of the two other gear wheels 56 and 58 in terms of rotation. The fact that a plurality of gear wheels of different drive trains are each arranged to be rotatable about the same axis results in a comparatively compact and also stable construction.

Um den ersten Greifer 20 um die Achse 30 verschwenken zu können, ist denkbar, dass ein vierter, nicht dargestellter Antrieb vorgesehen ist, der ein um die Achse 30 verdrehbar gelagertes viertes Drehglied, welches ebenfalls nicht dargestellt ist, betätigt.In order to be able to pivot the first gripper 20 about the axis 30, it is conceivable for a fourth drive, not shown, to be provided, which actuates a fourth rotary member which is mounted such that it can rotate about the axis 30 and is likewise not shown.

Zur Ansteuerung der Antriebe 44, 64 und 72 kann eine Regel- und Steuereinheit 82 vorgesehen sein. Ferner ist denkbar, dass an den Greifern 20, 22 und/oder an verschiedenen Zahnrädern Positionssensoren vorgesehen sind, mit denen die jeweilige Position der Greifer 20, 22 abfragbar sind. Diese Positionsinformationen können der Regel- und Steuereinheit 82 zur Regelung der Bewegung der Greifer 20 und 22 übermittelt werden.To control the drives 44, 64 and 72, a regulation and control unit 82 can be provided. It is also conceivable that position sensors are provided on the grippers 20, 22 and/or on various gear wheels, with which the respective position of the grippers 20, 22 can be queried. This position information can be transmitted to the regulation and control unit 82 for regulating the movement of the grippers 20 and 22 .

Um ein präzises Ansteuern der Drehglieder 46, 74 und 66 zu erreichen, sind die Antriebe 44, 64 und 72 vorzugsweise als festsetzbare Stell-Drehantriebe ausgebildet. Die Antriebe 44, 64 und 72 können dabei am Rahmenelement 18 angeflanscht sein; denkbar ist allerdings auch, dass zwischen den jeweiligen Drehgliedern 46, 66 und 74 und den zugehörigen Antrieben 44, 64 und 72 weitere Drehkoppelglieder vorgesehen sind.In order to achieve precise control of the rotary members 46, 74 and 66, the drives 44, 64 and 72 are preferably designed as lockable rotary actuators. The drives 44, 64 and 72 can be flanged to the frame member 18; However, it is also conceivable that further rotating coupling members are provided between the respective rotary members 46, 66 and 74 and the associated drives 44, 64 and 72.

In den 8 bis 13 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Greifvorrichtung 100 gezeigt. Bei der Greifvorrichtung 100 sind Bauteile, die den Bauteilen der Greifvorrichtung 10, wie sie in den 1 bis 7 gezeigt ist, entsprechen, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.In the 8th until 13 a second embodiment of a gripping device 100 according to the invention is shown. In the gripping device 100 are components that are the components of the gripping device 10, as in the 1 until 7 shown, are provided with corresponding reference numbers.

Im Unterschied zur Greifvorrichtung 10, bei der ausschließlich Zahnradgetriebe vorgesehen sind, finden bei der Greifvorrichtung 100 auch Riemengetriebe Verwendung.In contrast to the gripping device 10, in which only toothed gears are provided, the gripping device 100 also uses belt drives.

Im Hinblick auf den ersten Antriebsstrang, mit dem der Greifer 22 um seine Querachse 34 verdreht werden, ist in 9 der erste Antrieb 44 deutlich zu erkennen. Der Antrieb 44 weist ein Drehglied 46 auf, das als Riemenrad bzw. als Riemenscheibe ausgebildet ist, mit dem ein Riemen 51 antreibbar ist. Der Riemen 51 ist mit dem als Riemenrad ausgebildeten Getrieberad 50 gekoppelt. Das Getrieberad 50 ist mit einer Drehhülse 53 drehfest verbunden, die ihrerseits wieder mit einem als Riemenrad ausgebildeten Getrieberad 52 drehfest verbunden ist, was insbesondere aus den 10 und 13 deutlich wird. Zur jeweiligen Drehkopplung sind in 13 Schrauben 71 zu erkennen.With regard to the first drive train, with which the gripper 22 is rotated about its transverse axis 34, in 9 the first drive 44 can be clearly seen. The drive 44 has a rotary member 46, which is designed as a belt wheel or pulley, with which a belt 51 can be driven. The belt 51 is coupled to the gear wheel 50 designed as a belt wheel. The gear 50 is rotatably connected to a rotary sleeve 53, which in turn is rotatably connected again with a designed as a belt wheel gear 52, which is particularly evident from the 10 and 13 becomes clear. For the respective rotating coupling are in 13 Screws 71 to recognize.

Die Räder 50, 52 und die Drehhülse 53 sind um die zentrale Achse 40 drehbar angeordnet. Wie weiter insbesondere aus den 10 und 13 deutlich wird, ist das Getrieberad 52 über einen Riemen 55 mit einem weiteren Getrieberad 56, dass um die Kragarmdrehachse 36 drehbar angeordnet ist, bewegungsgekoppelt.The wheels 50, 52 and the rotary sleeve 53 are arranged to be rotatable about the central axis 40. How further in particular from the 10 and 13 As is clear, the gear wheel 52 is coupled for movement via a belt 55 to a further gear wheel 56 which is arranged so as to be rotatable about the axis of rotation 36 of the cantilever arm.

Wie ebenfalls aus 13 deutlich wird, ist das Getrieberad 56 über eine Drehhülse 57 mit dem Zahnrad 58 drehfest verbunden. Das Zahnrad 58 kämmt das Zahnrad 60, welches um die Querachse 34 drehbar gelagert ist. Am Zahnrad 60 ist das Drehglied 62 drehfest vorgesehen, das am Kragarm 32 um die Querachse 34 drehbar gelagert ist. An der dem Zahnrad 60 abgewandten Seite des Drehglieds 62 ist der Greifer 22 drehfest angeordnet, so dass mit Verdrehung des Getrieberads 60 bzw. des Drehglieds 62 der Greifer 22 um seine Querachse 34 verdreht wird. Mittels des Antriebs 44 kann folglich, je nach Drehrichtung, über den ersten Antriebsstrang das Drehglied 62, und damit der Greifer 22, um die Querachse 34 frei verdreht werden.How also from 13 As can be seen clearly, the gear wheel 56 is connected in a rotationally fixed manner to the gear wheel 58 via a rotary sleeve 57 . The gear 58 meshes with the gear 60 which is rotatably mounted about the transverse axis 34 . The rotary member 62 , which is rotatably mounted on the cantilever arm 32 about the transverse axis 34 , is provided in a rotationally fixed manner on the gearwheel 60 . The gripper 22 is arranged in a rotationally fixed manner on the side of the rotary member 62 facing away from the gear wheel 60 , so that the gripper 22 is rotated about its transverse axis 34 when the gear wheel 60 or the rotary member 62 is rotated. By means of the drive 44, depending on the direction of rotation, the rotary member 62, and thus the gripper 22, can be rotated freely about the transverse axis 34 via the first drive train.

In insbesondere in der 8 ist der zweite Anrieb 64 des zweiten Antriebsstrangs gezeigt, mit dem ein um eine Achse 65 verdrehbar angeordnetes zweites Drehglied 66, das als Riemenrad ausgebildet ist, antreibbar ist. Mit dem Drehglied 66 wird ein Riemen 67 eines Riemengetriebes angetrieben, der, wie aus den 10 und 13 deutlich wird, mit einem Getrieberad 68.1 wirkverbunden ist. Das Getrieberad 68.1 ist über eine Drehhülse 69 mit einem Getrieberad 68.2 mittels Schrauben 71 (13) drehfest verbunden. Die Getrieberäder 68.1 und 68.2 sowie die Drehhülse 69 sind um die zentrale Achse 40 drehbar gelagert angeordnet. Wie weiter insbesondere aus den 10 und 13 deutlich wird, treibt das Getrieberad 68.2 einen Riemen 73 an, welcher das Getrieberad 70, dass um die Kragarmdrehachse 36 drehbar gelagert ist, antreibt. Das Getrieberad 70 ist über ein in 13 erkennbares Distanzstück 75 mit dem Kragarm 32 so drehgekoppelt, dass bei Verdrehen des Getrieberads 70, und damit des Distanzstückes 75, der Kragarm 32 um die Kragarmdrehachse 36 verdreht wird. Zur Drehsicherung des Getrieberads 70 mit dem Distanzstück 75 und des Kragarms 32 am Distanzstück 75 sind Befestigungsschrauben 77 vorgesehen.In particular in the 8th the second drive 64 of the second drive train is shown, with which a rotatable about an axis 65 arranged second rotary member 66, which is designed as a belt wheel, can be driven. With the rotary member 66, a belt 67 of a belt transmission is driven, as from the 10 and 13 is clear, is operatively connected to a gear wheel 68.1. The gear wheel 68.1 is connected via a rotary sleeve 69 to a gear wheel 68.2 by means of screws 71 ( 13 ) non-rotatably connected. The gear wheels 68.1 and 68.2 as well as the rotary sleeve 69 are mounted so as to be rotatable about the central axis 40. How further in particular from the 10 and 13 becomes clear, the gear wheel 68.2 drives a belt 73, which drives the gear wheel 70, which is mounted so as to be rotatable about the axis of rotation 36 of the cantilever arm. The gear wheel 70 is connected via an in 13 recognizable spacer 75 is rotationally coupled to the cantilever 32 such that when the gear wheel 70, and thus the spacer 75, is rotated, the cantilever 32 is rotated about the axis of rotation 36 of the cantilever. Fastening screws 77 are provided to secure the gear wheel 70 against rotation with the spacer 75 and the cantilever arm 32 on the spacer 75 .

Wie ferner aus 13 deutlich wird, ist das Distanzstück 75, das dem zweiten Antriebsstrang zugeordnet ist, mit einem Drehlager 81 im Hauptarm 80 um die Kragarmdrehachse 36 drehbar gelagert. Ferner ist die Drehhülse 57 des ersten Antriebsstranges mit dem Zahnrad 58 um die Kragarmdrehachse 36 sowie um das Distanzstück 75 frei drehbar gelagert.How further from 13 becomes clear, the spacer 75, which is assigned to the second drive train, is mounted with a pivot bearing 81 in the main arm 80 so as to be rotatable about the axis of rotation 36 of the cantilever arm. Furthermore, the rotary sleeve 57 of the first drive train is mounted with the gear wheel 58 so as to be freely rotatable about the axis of rotation of the cantilever arm 36 and about the spacer 75 .

Der dritte Antriebsstrang, der vom in 9 erkennbaren Antrieb 72 angetrieben wird, umfasst ebenfalls ein Riemengetriebe. Der Antrieb 72 treibt das als Riemenrad ausgebildete Getrieberad 74 um die Achse 76 an. Das Getrieberad 74 treibt einen Riemen 83 an, der insbesondere in den 9, 10 und 13 zu erkennen ist. Der Riemen 83 treibt das Getrieberad 78 an, welches um die zentrale Achse 40 drehbar gelagert ist und mit dem Hauptarm 80 drehfest verbunden ist. Dadurch kann der Hauptarm 80 um die zentrale Achse 40 verschwenkt werden, wobei dadurch auch die Kragarmdrehachse 36 entlang des Kreisbogens 38, der in den 11 und 12 deutlich zu erkennen ist, bewegt wird. Die Drehbewegung des Hauptarms 80 um die zentrale Achse 40 bzw. um die feststehende Welle 87 ist innerhalb eines Winkelbereichs von über 180° möglich.The third powertrain, developed by the in 9 recognizable drive 72 is driven, also includes a belt drive. The drive 72 drives the gear wheel 74 designed as a belt wheel about the axis 76 . The gear 74 drives a belt 83, which is particularly in the 9 , 10 and 13 can be seen. The belt 83 drives the gear wheel 78 which is rotatably mounted about the central axis 40 and is non-rotatably connected to the main arm 80 . This allows the main arm 80 to be pivoted about the central axis 40, thereby also the cantilever axis of rotation 36 along the circular arc 38, which is in the 11 and 12 can be clearly seen is moved. The rotary movement of the main arm 80 about the central axis 40 or about the stationary shaft 87 is possible within an angular range of more than 180°.

Der Hauptarm 80 ist, wie aus 13 deutlich wird, über ein Drehlager 85 an einer um die zentrale Achse 40 verlaufenden, festen Welle 87 drehbar gelagert. An der Welle 87 sind, wie ebenfalls aus 13 deutlich wird, die Getrieberäder 68.1, 68.2 des ersten Antriebsstranges sowie die Getrieberäder 50, 52 und die Drehhülse 53 des zweiten Antriebsstranges drehbar gelagert.The main arm 80 is how out 13 is clearly mounted via a rotary bearing 85 on a fixed shaft 87 running around the central axis 40 so as to be rotatable. Are on the shaft 87, as well as from 13 it is clear that the gear wheels 68.1, 68.2 of the first drive train and the gear wheels 50, 52 and the rotary sleeve 53 of the second drive train are rotatably mounted.

Auch bei der Ausführungsform gemäß den 8 bis 13 kann eine Steuereinheit zur Ansteuerung der jeweiligen Antriebe 44, 64 und 72 vorgesehen sein. Entsprechend sind die Antriebe 44, 64 und 72 vorzugsweise als festsetzbare Stell-Drehantriebe ausgebildet.Also in the embodiment according to 8th until 13 a control unit for controlling the respective drives 44, 64 and 72 can be provided. Correspondingly, the drives 44, 64 and 72 are preferably designed as lockable rotary actuators.

Die in den Figuren dargestellten Greifvorrichtungen 10 und 100 haben den Vorteil, dass beide Greifer 20 und 22, und insbesondere der jeweilige Greifer 22, mit vergleichsweise vielen Freiheitsgraden eine geeignete Greifposition einnehmen können, um Abschnitte des zu greifenden und in eine entsprechende Vorrichtung oder in einen Stator zu setzenden Hairpins optimal zu greifen und halten.The gripping devices 10 and 100 shown in the figures have the advantage that both grippers 20 and 22, and in particular the respective gripper 22, can assume a suitable gripping position with a comparatively large number of degrees of freedom in order to insert sections of the material to be gripped and into a corresponding device or into a To optimally grip and hold the hairpins to be set in the stator.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102019114221 A1 [0002]
EP 3758202 A1 [0003]
EP 3664264 A1 [0003]

Claims

Gripping device (10, 100) for gripping hairpins and setting gripped hairpins in particular in stators of electric motors, having a base body (12), having a first gripper (20) provided on the base body (12) and having a second gripper (22), the first gripper (20) and the second gripper (22) each having gripping jaws (26) which can be moved towards and away from one another along a gripping axis (24), characterized in that a cantilever arm (32) is provided on the base body (12), which can be pivoted about a cantilever axis of rotation (36), and that the second gripper (22) on the cantilever (32) can be rotated about a transverse axis (34) running transversely to its gripping axis (24).

Gripping device (10, 100). claim 1 , characterized in that in or on the base body (12) is provided with a first drive (44) drivable first drive train with which the second gripper (22) is rotatable about its transverse axis (34).

Gripping device (10, 100). claim 1 or 2 , characterized in that in or on the base body (12) there is provided a second drive train which can be driven by a second drive (64) and with which the cantilever arm (32) can rotate about an axis of rotation ( 36) can be pivoted.

Gripping device (10, 100). claim 1 , 2 or 3 , characterized in that provided in or on the base body (12) is a third drive train which can be driven by a third drive (72) and with which the cantilever arm (32) can be moved in such a way that the cantilever arm axis of rotation (36) moves along a circular arc (38). becomes.

Gripping device (10, 100) according to one of the preceding claims, characterized in that a fourth drive train, which can be driven by a fourth drive, is provided in or on the base body (12), with which the first gripper (20) on the base body (12) is moved by one its gripping axis (24) transverse axis (30) is rotatable and / or displaceable along a displacement axis.

Gripping device (10, 100) according to one of claims 2 until 5 , characterized in that at least one of the drive trains comprises one or more gear wheels (50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 68, 70, 78, 80) of a toothed wheel drive and/or a belt drive.

Gripping device (10, 100) according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (12) has two frame elements (16, 18) which are arranged parallel to one another and enclose an intermediate space (14), with gear wheels (50, 52, 54, 56 , 58, 60, 62, 68, 70, 78, 80) in the intermediate space (14) and are rotatably mounted on the frame elements (16, 18) along axes of rotation (40, 48, 76).

Gripping device (10, 100) according to one of the preceding claims, characterized in that two or more gear wheels (56, 58, 70; 54, 68; 50, 52; 68.1, 68.2; 70, 56)) of different drive trains rotate about an axis of rotation ( 36; 40) are rotatably arranged.

Gripping device (10, 100) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive or drives (44, 64, 72) are flanged to a side of a frame element (16, 18) remote from the intermediate space (14).

Gripping device (10, 100) according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit (82) is provided for controlling the drive or drives (44, 64, 72).

Gripping device (10, 100) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive or drives (44, 64, 72) are designed as fixable rotary actuators.