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Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung,
- - mit einem Grundkörper, der sich in einer Grundkörper-Längsrichtung entlang einer Grundkörper-Längsachse erstreckt,
- - mit einer relativ zu dem Grundkörper zu einer bidirektionalen Antriebsbewegung in der Grundkörper-Längsrichtung antriebbaren Antriebseinheit,
- - mit einem Kulissengetriebe, das eine mit der Antriebseinheit bewegungsgekoppelte Antriebskulisse aufweist, die sich entlang einer bezüglich der Grundkörper-Längsachse geneigten Kulissen-Längsachse erstreckt,
- - mit einem ebenfalls zu dem Kulissengetriebe gehörenden, mit der Antriebskulisse in Eingriff stehenden Kulissenfolger, der mittels einer an dem Grundkörper angeordneten Führungsstruktur derart bewegbar geführt ist, dass er bei der Antriebsbewegung der Antriebseinheit durch die an ihm entlanglaufende Antriebskulisse zu einer Kulissenfolger-Bewegung antreibbar ist, die in einer zu sowohl der Grundkörper-Längsachse als auch der Kulissen-Längsachse parallelen Hauptebene liegt und quer zu der Grundkörper-Längsachse orientiert ist,
- - und mit zwei an dem Grundkörper linear verschiebbar gelagerten, jeweils mit einer Greifbacke ausgestatteten oder bestückbaren Greifbackenträgern, die basierend auf der Antriebsbewegung der Antriebseinheit unter Vermittlung des Kulissengetriebes zu gegensinnigen linearen Arbeitsbewegungen antreibbar sind.
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Eine aus der
DE 10 2011 115 366 A1 bekannte Greifvorrichtung dieser Art hat als Antriebseinheit ein elektrodynamisches Stellglied, das in einem Grundkörper mit einer Kulissenplatte eines Kulissengetriebes verbunden ist, die zwei schlitzartige Antriebskulissen mit einander entgegengesetzter Neigung aufweist. In jede Antriebskulisse greift ein Kulissenfolger ein, der an einem von zwei relativ zueinander linear beweglichen Greifbackenträgern angebracht ist. Wird die Antriebseinheit zu einer Antriebsbewegung in einer Grundkörper-Längsrichtung angetrieben, laufen die Antriebskulissen an den Kulissenfolgern entlang und verlagern die Kulissenfolger rechtwinkelig zu der Gehäuse-Längsrichtung, woraus unmittelbar die ebenfalls rechtwinkelig zu der Gehäuse-Längsrichtung orientierten Arbeitsbewegungen der beiden Greifbackenträger resultieren. Jeder Greifbackenträger kann mit einer Greifbacke bestückt sein, um im Rahmen der Arbeitsbewegungen ein handzuhabendes Objekt lösbar zu ergreifen. Die zum Festhalten eines ergriffenen Objektes ständig erforderliche Stromzufuhr kann sich nachteilig auf die Energieeffizienz der Greifvorrichtung auswirken.
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Aus der
EP 0 237 336 A2 ist eine Greifvorrichtung bekannt, die über zwei Greifbackenträger verfügt, die jeweils mittels eines elektromotorisch betriebenen Spindelantriebes betätigbar sind.
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Aus der
DE 10 2012 024 675 A1 ist eine Greifvorrichtung bekannt, die über zwei verschwenkbar an einem Grundkörper gelagerte Greifbackenträger verfügt, die jeweils mit einer Antriebskulisse versehen sind, in die ein Kulissenfolger eingreift, der mit einer durch Fluidkraft betätigbaren Antriebskolbeneinheit bewegungsgekoppelt ist. Eine durch Fluidkraft hervorrufbare Antriebsbewegung der Antriebskolbeneinheit bewirkt aufgrund der Interaktion zwischen dem Kulissenfolger und den beiden Antriebskulissen als Schwenkbewegungen ausgeführte Arbeitsbewegungen der beiden im Betrieb jeweils mit einer Greifbacke bestückten Greifbackenträger.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Greifvorrichtung zu schaffen, die sich mit hohem Sicherheitsstandard energieeffizient betreiben lässt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangsgenannten Merkmalen vorgesehen,
- - dass die Antriebseinheit eine durch Fluidkraft relativ zu dem Grundkörper zu der bidirektionalen Antriebsbewegung antreibbare Antriebskolbeneinheit ist,
- - dass die beiden Greifbackenträger an dem Grundkörper derart verschiebbar gelagert sind, dass die Richtung ihrer linearen Arbeitsbewegungen mit der Grundkörper-Längsrichtung zusammenfällt,
- - und dass an dem Grundkörper ein Hebelgetriebe angeordnet ist, durch das basierend auf der Kulissenfolger-Bewegung des Kulissenfolgers die linearen Arbeitsbewegungen der beiden Greifbackenträger erzeugbar sind und das zumindest einen um eine orthogonal zu der Hauptebene ausgerichtete Übersetzungshebel-Schwenkachse verschwenkbar an dem Grundkörper gelagerten Übersetzungshebel aufweist, über den der Kulissenfolger mit wenigstens einem der beiden Greifbackenträger zur Erzeugung dessen Arbeitsbewegung kraftübertragend gekoppelt ist und der durch die Kulissenfolger-Bewegung des Kulissenfolgers zu einer Übersetzungs-Schwenkbewegung um die Übersetzungshebel-Schwenkachse antreibbar ist.
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Auf dieser Weise ist die Greifvorrichtung von einer fluidbetätigten Bauart, wobei die Antriebseinheit als eine Antriebskolben-Einheit konzipiert ist, deren bidirektionale Antriebsbewegung durch Fluidkraft hervorrufbar ist. Dadurch können hohe Antriebskräfte bei kompakten Abmessungen bereitgestellt und auch für längere Zeit zum Festhalten eines Objektes energieeffizient beibehalten werden. Bevorzugt handelt es sich um eine mit Druckluft betätigbare pneumatische Greifvorrichtung. Der Umstand, dass die beiden Greifbackenträger so an dem Grundkörper gelagert sind, dass ihre Arbeitsbewegungen die gleiche Ausrichtung haben, wie die Grundkörper-Längsrichtung und dementsprechend auch die Antriebsbewegung der Antriebskolbeneinheit, erlaubt die Einhaltung geringer Abmessungen in der zur Grundkörper-Längsachse senkrechten Richtung, sodass die Greifvorrichtung insgesamt mit sehr kompakten Abmessungen herstellbar ist. Das zusätzlich zu dem Kulissengetriebe vorhandene Hebelgetriebe ermöglicht Arbeitsbewegungen der Greifbackenträger mit relativ großem Hub, auch wenn zugunsten kompakter Abmessungen und einer hohen Betriebssicherheit die Neigung der Kulissen-Längsachse bezüglich der Grundkörper-Längsachse relativ gering ist, sodass der Kulissenfolger bei seiner Kulissenfolger-Bewegung einen nur geringen maximalen Hub quer zu der Grundkörper-Längsachse ausführen kann. Eine geringe Neigung der Kulissen-Längsachse ermöglicht hohe Betätigungskräfte und bietet die vorteilhafte Möglichkeit zur Realisierung eines Selbsthemmungseffektes, durch den bei einem Energieausfall ein unerwünschtes Loslassen eines ergriffenen Objektes verhindert werden kann.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Das zusätzliche Hebelgetriebe bietet die vorteilhafte Möglichkeit, das Kulissengetriebe mit nur einer einzigen Antriebskulisse zu realisieren. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf eine schmale Bauweise aus.
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Als besonders günstig wird eine Auslegung der Greifvorrichtung angesehen, bei der die Kulissen-Längsachse der Antriebskulisse bezüglich der Grundkörper-Längsachse mit geringer Steigung derart geneigt ist, dass der Kulissenfolger unabhängig von seiner relativ zur Antriebskulisse eingenommenen Position mit Selbsthemmung an der Antriebskulisse abgestützt ist. Eine solche Auslegung empfiehlt sich für sicherheitskritische Anwendungen, da bei einem Druckausfall des beispielsweise von Druckluft gebildeten Antriebsfluides ein von der Greifvorrichtung ergriffenes Werkstück nicht fallengelassen wird. Vorteilhaft ist dies vor allem in Fällen, in denen die Greifvorrichtung mittels eines Roboters im Zusammenhang mit einer Mensch-Roboter-Kollaboration genutzt wird. Aufgrund der Selbsthemmung können die mit Greifbacken ausgestatteten Greifbackenträger die mit der Antriebskulisse ausgestattete Komponente nicht bewegen und bleiben somit an Ort und Stelle relativ zum Grundkörper fixiert.
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Um eine Selbsthemmung zu erzielen, empfiehlt sich ein zwischen der Kulissen-Längsachse und der Grundkörper-Längsachse realisierter Neigungswinkel, der in einem Winkelbereich zwischen 10° und 25° liegt und dabei insbesondere in einem Winkelbereich zwischen 15° und 20°. Die Bereichsgrenzen sind dabei jeweils einbezogen. Insbesondere ein Neigungswinkel von nur 15° hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen.
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Die für eine kontrollierte Kulissenfolger-Bewegung des Kulissenfolgers verantwortliche Führungsstruktur enthält vorzugsweise einen am Grundkörper verschwenkbar gelagerten Führungshebel, dessen Schwenkachse zur besseren Unterscheidung als Führungshebel-Schwenkachse bezeichnet wird. Die Führungshebel-Schwenkachse verläuft orthogonal zu der durch die Grundkörper-Längsachse und die Kulissen-Längsachse definierte Hauptebene. Der Kulissenfolger ist mit Abstand zu der Führungshebel-Schwenkachse an dem Führungshebel angeordnet, wobei er beispielsweis einstückig mit dem Führungshebel ausgeführt sein kann. Die Kulissenfolger-Bewegung folgt einem Kreisbogen, dessen Krümmungsradius dem Abstand zwischen der Führungshebel-Schwenkachse und dem Kulissenfolger entspricht. Durch den Führungshebel ist der Kulissenfolger bei geringer Reibung sehr präzise geführt, sodass Verkantungen zwischen ihm und der Antriebskulisse ausgeschlossen werden können.
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Zugunsten einer geringen Belastung des Kulissenfolgers ist es vorteilhaft, wenn der Kulissenfolger zur Erzeugung der Übersetzungs-Schwenkbewegung nicht direkt mit dem Übersetzungshebel zusammenwirkt, sondern über den ihn tragenden Führungshebel. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Führungshebel einen sich beim Verschwenken des Führungshebels entlang eines Kreisbogens bewegenden Kopplungsabschnitt aufweist, der mit dem Übersetzungshebel in Eingriff steht und die Übersetzungs-Schwenkbewegung hervorruft, wenn der Führungshebel aufgrund des von der Antriebskulisse beaufschlagten Kulissenfolgers um die Führungshebel-Schwenkachse verschwenkt wird.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Führungshebel zur antriebsmäßigen Kopplung mit dem Übersetzungshebel mit seinem Kopplungsabschnitt in einen Kopplungsschlitz des Übersetzungshebels eintaucht. Der Kopplungsabschnitt ist beispielsweise ein zur Führungshebel-Schwenkachse beabstandeter Endabschnitt des Führungshebels.
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Um die Belastung des Führungshebels insbesondere im Bereich seiner Schwenklagerung gering zu halten, ist es günstig, wenn der Kulissenfolger zwei von dem Führungshebel orthogonal zu der Hauptebene in einander entgegengesetzten Richtungen abstehende Kulissenfolger-Abschnitte aufweist, die beide mit jeweils einem von zwei Kulissenabschnitten der Antriebskulisse zusammenwirken.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung hat die Führungsstruktur an Stelle eines Führungshebels eine im Grundkörper ausgebildete Führungsschlitzanordnung, in die der Kulissenfolger eintaucht. Die Führungsschlitzanordnung hat beispielsweise zwei sich orthogonal zu der Hauptebene gegenüberliegende Führungsschlitze, in die der Kulissenfolger mit jeweils einem Endabschnitt eingreift. Jeder Führungsschlitz der Führungsschlitzanordnung hat zweckmäßigerweise eine lineare Erstreckung und verläuft insbesondere rechtwinkelig zu der Grundkörper-Längsachse.
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Die Antriebskulisse ist bevorzugt schlitzförmig ausgebildet, wobei der Kulissenfolger in die schlitzförmige Antriebskulisse eingreift. Bei einer prinzipiell ebenfalls möglichen Ausgestaltung ist die Antriebskulisse stangenförmig oder rippenförmig erhaben ausgebildet und wird von dem Kulissenfolger zumindest partiell umgriffen.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung ist die Antriebskulisse Bestandteil eines bezüglich der Antriebskolbeneinheit separaten Kulissenkörpers, der beispielsweise als Kulissenplatte mit integrierter Antriebskulisse ausgebildet ist. Der Kulissenkörper ist in beliebiger Weise mit der Antriebskolben-Einheit bewegungsgekoppelt. Bevorzugt wird allerdings eine besonders kompakte Ausführungsform, bei der die Antriebskulisse ein unmittelbarer Bestandteil der Antriebskolbeneinheit ist. Beispielsweise besteht die Antriebskulisse aus einem die Antriebskolbeneinheit unmittelbar durchsetzenden Schlitz, in dem sich der Kulissenfolger erstreckt. Die schlitzförmige Antriebskulisse erstreckt sich zweckmäßigerweise in einer Ebene, die von der Kulissen-Längsachse und einer zu der Hauptachse orthogonalen imaginären Achse aufgespannt ist.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung der Greifvorrichtung enthält die Antriebskolbeneinheit nur einen einzigen Antriebskolben. Bevorzugt ist die Antriebskolbeneinheit allerdings mit zwei Antriebskolben ausgestattet, die in einer zu der Hauptebene orthogonalen Richtung längsseits nebeneinander angeordnet sind. Dies begünstigt eine Realisierung der Greifvorrichtung mit geringen Höhenabmessungen in einer zu der Grundkörper-Längsachse und der Übersetzungshebel-Schwenkachse senkrechten Richtung. Die beiden Antriebskolben können über ein Verbindungsjoch starr miteinander verbunden sein, wenngleich es als vorteilhafter angesehen wird, wenn die beiden Antriebskolben keine direkte Verbindung miteinander aufweisen und bevorzugt nur durch den Kulissenfolger bewegungsmäßig miteinander gekoppelt sind. Die Antriebskulisse ist zweckmäßigerweise in zwei orthogonal zu der Hauptebene nebeneinander angeordnete Kulissenabschnitte unterteilt, von denen jeder an oder in einem der beiden Antriebskolben ausgebildet ist. Beispielsweise kann jeder Kulissenabschnitt schlitzförmig ausgebildet sein, sodass sich die Antriebskulisse aus den beiden in den beiden Antriebskolben ausgebildeten Kulissenabschnitten zusammensetzt, mit denen der Kulissenfolger gleichzeitig in Eingriff steht.
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Für eine symmetrische Kraftübertragung und eine entsprechend geringe strukturelle Beanspruchung ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Übersetzungshebel zwischen den beiden bevorzugt vorhandenen Antriebskolben angeordnet ist. Sofern die Führungsstruktur über einen Führungshebel verfügt, ist es vorteilhaft, wenn dieser Führungshebel mit einem dem Kulissenfolger aufweisenden Endabschnitt in einen Bereich zwischen den beiden Antriebskolben hineinragt.
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Eine als besonders günstig erachtete Ausführungsform des Hebelgetriebes sieht nur einen einzigen schwenkbeweglichen Übersetzungshebel vor, der mit nur einem der beiden Greifbackenträger kraftübertragend gekoppelt ist. Damit ergibt sich aus der Kulissenfolger-Bewegung eine Übersetzungs-Schwenkbewegung des Übersetzungshebels, aus der direkt eine lineare Antriebsbewegung des einen der beiden Greifbackenträger resultiert. Die Arbeitsbewegung des anderen Greifbackenträgers wird aus der Arbeitsbewegung des mit dem Übersetzungshebel gekoppelten Greifbackenträgers abgeleitet, indem das Hebelgetriebe zusätzlich zu dem Übersetzungshebel einen Synchronisationshebel aufweist, der an dem Grundkörper um eine Synchronisationshebel-Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist und der mit beiden Greifbackenträgern kraftübertragend gekoppelt ist. Diese kraftübertragende Kopplung ist so ausgeführt, dass die lineare Arbeitsbewegung des mit dem Übersetzungshebel gekoppelten Greifbackenträgers eine Synchronisations-Schwenkbewegung des Synchronisationshebels zur Folge hat, aus der eine zur Arbeitsbewegung des erstgenannten Greifbackenträgers gegensinnige Arbeitsbewegung des nur mit dem Synchronisationshebel gekoppelten Greifbackenträgers resultiert.
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Der Synchronisationshebel ist insbesondere so angeordnet, dass die Synchronisationshebel-Schwenkachse orthogonal zur Übersetzungshebel-Schwenkachse des Übersetzungshebels und zweckmäßigerweise auch orthogonal zur Grundkörper-Längsachse ausgerichtet ist.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung hat das Hebelgetriebe ebenfalls nur einen einzigen Übersetzungshebel, der allerdings gleichzeitig mit beiden Greifbackenträgern kraftübertragend gekoppelt ist. Ein zusätzlicher Synchronisationshebel erübrigt sich in diesem Fall. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform des Hebelgetriebes sind zwei Übersetzungshebel vorhanden, die beide mit dem Kulissenfolger antriebsmäßig gekoppelt sind und die jeweils an einem der beiden Greifbackenträger kraftübertragend angreifen. Auch in diesem Fall kann auf einen Synchronisationshebel zwischen den beiden Greifbackenträgern zweckmäßigerweise verzichtet werden.
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Die beiden Greifbackenträger können prinzipiell in der Grundkörper-Längsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sein. Zugunsten kompakter Abmessungen ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Greifbackenträger quer zu der Grundkörper-Längsachse nebeneinander angeordnet sind. Bevorzugt liegen sie in einer zu der Hauptachse orthogonalen Richtung nebeneinander.
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Wenn das Hebelgetriebe als einzigen Hebel über einen schwenkbaren Übersetzungshebel verfügt, der gleichzeitig an beiden Greifbackenträgern angreift, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Greifbackenträger in einer zu der Hauptebene parallelen Ebene rechtwinkelig zu der Grundkörper-Längsachse nebeneinander angeordnet sind.
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Die Antriebskolbeneinheit ist zweckmäßigerweise im Innern des Grundkörpers aufgenommen und dort linear verschiebbar gelagert. Sie trennt zweckmäßigerweise zwei Antriebsräume fluiddicht voneinander ab, die zur Erzeugung der Antriebsbewegung über ein den Grundkörper durchsetzendes Fluidkanalsystem gesteuert mit einem fluidischen Druckmedium, insbesondere mit Druckluft, beaufschlagbar sind. Wenn die Antriebskolbeneinheit aus zwei Antriebskolben besteht, setzt sich jeder Antriebsraum aus zwei jeweils einem der beiden Antriebskolben zugeordneten Teilräumen zusammen. Soll ein nur einfachwirkendes Antriebskonzept verwirklicht werden, kann nur einer der beiden Antriebsräume für eine gesteuerte Fluidbeaufschlagung ausgebildet sein, während im anderen Antriebsraum eine Rückstellfedereinrichtung angeordnet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine isometrische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung der Greifvorrichtung, wobei zwei jeweils an einem der beiden Greifbackenträger montierte Greifbacken in einer voneinander abgerückten Freigabestellung gezeigt sind,
- 2 die Greifvorrichtung aus 1 in einer isometrischen Explosionsdarstellung,
- 3 einen Längsschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene III-III aus 1, 5 und 6,
- 4 einen weiteren Längsschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene IV-IV aus 6,
- 5 einen Querschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene V-V aus 3, 4 und 6,
- 6 einen weiteren Längsschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene VI-VI aus 3, 4 und 5,
- 7 die Greifvorrichtung der 1 bis 6 in einer isometrischen Darstellung bei Einnahme einer aneinander angenäherten Greifstellung der beiden Greifbacken,
- 8 eine isometrische Darstellung der Greifvorrichtung gemäß 7,
- 9 einen Längsschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene IX-IX aus 7, 11 und 12,
- 10 einen weiteren Längsschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene X-X aus 12,
- 11 einen Querschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnittebene XI-XI aus 9, 10 und 12, und
- 12 einen weiteren Längsschnitt der Greifvorrichtung gemäß Schnitteben XII-XII aus 9, 10 und 11.
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Die insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Greifvorrichtung verfügt über einen bevorzugt starren Grundkörper 2 und über zwei Greifeinheiten 3, 4, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als erst Greifeinheit 3 und zweite Greifeinheit 4 bezeichnet werden.
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Jede Greifeinheit 3, 4 hat einen Greifbackenträger 5, 6, der im Falle der ersten Greifeinheit 3 auch als erster Greifbackenträger 5 und im Falle der zweiten Greifeinheit 2 auch als zweiter Greifbackenträger 6 bezeichnet wird.
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Ferner hat jede Greifeinheit 3, 4 eine beispielsweise fingerartig ausgebildete Greifbacke 7, die zumindest im betriebsbereiten Zustand der Greifvorrichtung 1 am zugeordneten Greifbackenträger 5, 6 angebracht ist. Beispielhaft sind die Greifbackenträger 5, 6 mit jeweils einer Greifbacke 7 lösbar bestückt, sodass ein Greifbackenwechsel möglich ist. Gemäß nicht illustrierten Ausführungsformen kann eine Greifbacke 7 auch unlösbar und insbesondere einstückig am zugeordneten Greifbackenträger 5, 6 angebracht sein.
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Der Grundkörper 2 erstreckt sich entlang einer Grundkörper-Längsachse 8, deren Achsrichtung als Grundkörper-Längsrichtung 8a bezeichnet wird. Der Grundkörper 2 hat ferner eine zu der Grundkörper-Längsachse 8 senkrechte Grundkörper-Querachse 12 und eine zu sowohl der Grundkörper-Längsachse 8 als auch der Grundkörper-Querachse 12 senkrechte Grundkörper-Hochachse 13. Die Achsrichtung der Grundkörper-Querachse 12 wird im Folgenden als Grundkörper-Querrichtung 12a bezeichnet, die Achsrichtung der Grundkörper-Hochachse 13 als Grundkörper-Höhenrichtung 13a.
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Die beiden Greifbackenträger 5, 6 sind am Grundkörper 2 mittels mindestens einer Linearführungseinrichtung 14 derart linear verschiebbar gelagert, dass sie jeweils eine bidirektionale lineare Arbeitsbewegung 15 relativ zum Grundkörper 2 in der Grundkörper-Längsrichtung 8a ausführen können, also jeweils in einer ersten und einer diesbezüglich entgegengesetzten zweiten axialen Richtung. Die Arbeitsbewegung 15 wird jeweils von der gesamten Greifeinheit 3, 4 ausgeführt. Indem die Greifbacken 7 so angeordnet sind, dass sie sich in der Grundkörper-Längsrichtung 8a gegenüberliegen, lässt sich ihr gegenseitiger Abstand durch die Arbeitsbewegungen 15 variieren. Dies ermöglicht eine relative Positionierung der Greifbacken 7 wahlweise in einer ein beliebiges Objekt 16 ergreifenden und festhaltenden Greifstellung oder in einer das zuvor ergriffene Objekt 16 freigebenden Freigabestellung.
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Exemplarisch sind die Greifbacken 7 zum Ergreifen eines zwischen ihnen platzierten Objekts 16 ausgebildet, sodass man von einem Außengreifer sprechen kann. Die 1 bis 6 zeigen eine Freigabestellung mit in der Grundkörper-Längsrichtung 8a voneinander abgerückten Greifbacken 7, während die 7 bis 12 eine Greifstellung mit in der Grundkörper-Längsrichtung 8a aneinander angenäherten, ein zwischen ihnen befindliches Objekt 16 kraftschlüssig festhaltenden Greifbacken 7 zeigt.
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Die Greifvorrichtung 1 kann alternativ als Außengreifer genutzt werden, wobei die Greifbacken 7 in ein festzuhaltendes Objekt 16 einführbar und zum Festhalten des Objekts 16 auseinanderfahrbar sind. Die Freigabestellung und die Greifstellung sind dann vertauscht.
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Die mindestens eine Linearführungseinrichtung 14 enthält exemplarisch mindestens eine ortsfest am Grundkörper 2 angeordnete Führungsstange 14a, an denen die Greifbackenträger 5, 6 mit komplementär gestalteten, beispielsweise rinnenförmigen Führungsvertiefungen 14b unabhängige voneinander gleitverschieblich anliegen.
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Die mindestens eine Linearführungseinrichtung 14 kann wahlweise als Gleitführungseinrichtung oder als Wälzführungseinrichtung ausgebildet sein.
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Die beiden Greifbackenträger 5, 6 sind exemplarisch plattenförmig ausgebildet. Ferner sind die Greifbackenträger 5, 6 zweckmäßigerweise platzsparend in einer Grundkörpervertiefung 17 aufgenommen, die an einer in der Grundkörper-Höhenrichtung 13a weisenden Oberseite 18 der Greifvorrichtung 1 in dem Grundkörper 2 ausgebildet ist.
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Die beiden Greifbackenträger 5, 6 sind zweckmäßigerweise in der Grundkörper-Querrichtung 12a nebeneinander angeordnet. In der Grundkörper-Höhenrichtung 13a liegen sie zweckmäßigerweise auf gleicher Höhe.
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Die linearen Arbeitsbewegungen 15 der beiden Greifbackenträger 5, 6 beziehungsweise der beiden Greifeinheiten 3, 4 sind mittels einer in den Grundkörper 2 integrierten, als Antriebskolbeneinheit 21 konzipierten Antriebseinheit hervorrufbar. Die Antriebskolbeneinheit 21 ist durch Fluidkraft zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen bidirektionalen Antriebsbewegung 22 relativ zum Grundkörper 2 in der Grundkörper-Längsrichtung 8a antreibbar. Für die Übertragung der Antriebskraft von der Antriebskolbeneinheit 21 auf die Greifbackenträger 5, 6 zur Erzeugung der Arbeitsbewegungen 15 ist die Greifvorrichtung 1 mit einem Kulissengetriebe 23 und einem dem Kulissengetriebe 23 wirkungsmäßig in Richtung zu den Greifbackenträgern 5, 6 nachgeschalteten Hebelgetriebe 24 ausgestattet.
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Die Antriebskolbeneinheit 21 ist im Innern des Grundkörpers 2 aufgenommen und zur Ermöglichung der Antriebsbewegung 22 in der Grundkörper-Längsrichtung 8a linear verschiebbar gelagert. Sie trennt zwei Antriebsräume 25, 26 fluiddicht voneinander ab, die jeweils mit einem den Grundkörper 2 durchsetzenden Fluidkanalsystem 27, 28 kommunizieren, durch das hindurch von außen her eine gesteuerte Fluidbeaufschlagung mit einem Antriebsfluid möglich ist. Das Antriebsfluid ist ein fluidisches Druckmedium, bei dem es sich insbesondere um Druckluft handelt, wobei allerdings auch eine Druckflüssigkeit prinzipiell verwendbar ist.
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Jedes Fluidkanalsystems 27, 28 mündet einerseits in einen der beiden Antriebsräume 25, 26 ein uns mündet andererseits zu einer Außenfläche des Grundkörpers 2 aus, wo mittels einer geeigneten Leitungsverbindungseinrichtung 29 eine zu einer nicht abgebildeten Steuerventileinrichtung führende Fluidleitung anschließbar ist. Die Steuerventileinrichtung erlaubt eine aufeinander abgestimmte Fluidbeaufschlagung und Entlüftung der beiden Antriebsräume 25, 26 mit dem Effekt einer Antriebsbewegung 22 zur Positionierung der Greifeinheiten 3, 4 in wahlweise der Greifstellung oder der Freigabestellung.
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Bevorzugt setzt sich die Antriebskolbeneinheit 21 aus zwei individuellen Antriebskolben 21a, 21b zusammen, die in zwei voneinander getrennten, sich jeweils in der Grundkörper-Längsrichtung 8a erstreckenden Kolbenaufnahmeräumen 32a, 32b des Grundkörpers 2 unter Abdichtung linear verschiebbar aufgenommen sind. Die beiden von einem jeweiligen Antriebskolben 21a, 21b im zugeordneten Kolbenaufnahmeraum 32a, 32b voneinander abgetrennten Bereiche repräsentieren jeweils einen von zwei Teilräumen 25a, 25b; 26a, 26b eines jeweiligen Antriebsraumes 25, 26. Von den beiden Fluidkanalsystemen 27, 28 kommuniziert das eine mit den beiden Teilräumen 25a, 25b des einen Antriebsraumes 25 und das andere mit den beiden Teilräumen 26a, 26b des anderen Antriebsraumes 26.
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Die beiden Antriebskolben 21a, 21b sind, ebenso wie die sie aufnehmenden beiden Kolbenaufnahmeräume 32a, 32b, in der Grundkörper-Querrichtung 12a längsseits nebeneinander angeordnet. In der Grundkörper-Längsrichtung 8a liegen sie zweckmäßigerweise auf gleicher Höhe, ebenso in der Grundkörper-Höhenrichtung 13a.
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Jeder Antriebskolben 21a, 21b hat eine Kolbenlängsachse 33, wobei die beiden Kolbenlängsachsen 33 parallel zur Grundkörper-Längsachse 8 ausgerichtet sind und sich in ein und derselben zu der Grundkörper-Hochachse 13 rechtwinkeligen Kolbenebene 34 erstrecken.
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Das bereits angesprochene Kulissengetriebe 23 hat eine mit der Antriebskolbeneinheit bewegungsgekoppelte Antriebskulisse 35. Die Bewegungskopplung ist exemplarisch so ausgeführt, dass die Antriebskulisse 35 die Antriebsbewegung 22 der Antriebskolbeneinheit 21 synchron mitmacht.
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Zugunsten kompakter Abmessungen und eines kostengünstigen Aufbaus ist die Antriebskulisse 35 bevorzugt als ein unmittelbarer Bestandteil der Antriebskolbeneinheit 21 ausgebildet. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist dies der Fall.
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Wie anhand der 2, 4, 8 und 10 gut ersichtlich ist, ist die Antriebskulisse 35 exemplarisch schlitzförmig ausgebildet. Entsprechend der Unterteilung der Antriebskolbeneinheit 21 in zwei nebeneinander angeordnete Antriebskolben 21a, 21b ist auch die Antriebskulisse 35 in zwei schlitzförmige Kulissenabschnitte 35a, 35b unterteilt, von denen jeder in einem der beiden Antriebskolben 21a, 21b ausgebildet ist. Die beiden Kulissenabschnitte 35a, 35b fluchten miteinander in der Grundkörper-Querrichtung 12a. Exemplarisch ist jeder Antriebskolben 21a, 21b von dem ihm zugeordneten schlitzförmigen Kulissenabschnitt 35a, 35b in der Grundkörper-Querrichtung 12a durchsetzt.
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Die Antriebskulisse 35 hat eine im Folgenden als Kulissen-Längsachse 36 bezeichnete Längsachse. Exemplarisch ist die Kulissen-Längsachse 36 von den Längsachsen der beiden schlitzförmigen Kulissenabschnitte 35a, 35b gebildet. Zur Vereinfachung ist die Kulissen-Längsachse 36 in den 6 und 12 mittig zwischen den beiden Kulissenabschnitten 35a, 35b dargestellt.
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Die Kulissen-Längsachse 36 ist bezüglich der Grundkörper-Längsachse 8a geneigt. Die Kulissenlänge in der Achsrichtung der Kulissen-Längsachse 36 ist so gewählt, dass die Grundkörper-Längsachse 8 bei Betrachtung in der Grundkörper-Querrichtung 12a von der Kulissen-Längsachse 36 geschnitten wird und die Antriebskulisse 35 in einen oberhalb der Grundkörper-Längsachse 8 liegenden oberen Kulissen-Endabschnitt 38 und einen unterhalb der Grundkörper-Längsachse 8 liegenden unteren Kulissen-Endabschnitt 39 unterteilt ist. Insgesamt erstreckt sich die Antriebskulisse 35 exemplarisch zwischen zwei axial zueinander beabstandeten, jeweils gleitverschieblich an der peripheren Wandung des zugeordneten Kolbenaufnahmeraumes 32, 32b anliegenden Kolbendichtungen 42 eines jeweiligen Antriebskolbens 21a, 21b, sodass der die Antriebskulisse 35 aufweisende Längenabschnitt der Antriebskolbeneinheit 21 von den beiden Antriebsräumen 25, 26 fluiddicht abgetrennt ist.
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Eine imaginäre Hauptebene 43 der Greifvorrichtung 1 erstreckt sich parallel zu sowohl der Grundkörper-Längsachse 8 als auch der Kulissen-Längsachse 36. Exemplarisch erstrecken sich sowohl die Grundkörper-Längsachse 8 als auch die Kulissen-Längsachse 36 in besagter Hauptebene 43. Beispielhaft erstreckt sich die Hauptebene 43 rechtwinkelig zu der Grundkörper-Querachse 12. Die beiden Antriebskolben 21a, 21b sind dementsprechend in einer zu der Hauptebene 43 orthogonalen Richtung längsseits nebeneinander angeordnet.
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Bei der Antriebsbewegung 22 der Antriebskolbeneinheit 21 findet eine Parallelverschiebung der Antriebskulisse 35 in der Grundkörper-Längsrichtung 8a statt.
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Das Kulissengetriebe 23 hat als weiteren Bestandteil einen mit der Antriebskulisse 35 in Eingriff stehenden Kulissenfolger 44. Bei der Antriebsbewegung 22 der Antriebskolbeneinheit 21 verändert sich in der Achsrichtung der Kulissen-Längsachse 36 die Relativposition zwischen der Antriebskulisse 35 und dem Kulissenfolger 44. Damit einher geht eine als Kulissenfolger-Bewegung 45 bezeichnete Relativbewegung des Kulissenfolgers 44 bezüglich des Grundkörpers 2 quer zu der Grundkörper-Längsachse 8 in der oben erwähnten Hauptebene 43. Diese Kulissenfolger-Bewegung 45 ist exemplarisch in der Grundkörper-Höhenrichtung 13a orientiert.
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Die Kulissenfolger-Bewegung 45 ist eine klar definierte Bewegung, da der Kulissenfolger 44 mittels einer an dem Grundkörper angeordneten Führungsstruktur 46 zwangsgeführt ist. Die Führungsstruktur 46 verhindert eine nennenswerte Relativbewegung des Kulissenfolgers 44 in der Grundkörper-Längsrichtung 8a und ermöglicht gleichzeitig eine Bewegung des Kulissenfolgers 44 in der Grundkörper-Höhenrichtung 13a.
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Die Führungsstruktur 46 ist bevorzugt so ausgebildet, dass die Kulissenfolger-Bewegung 45 einen kreisbogenförmig gekrümmten Verlauf in der Hauptebene 43 oder parallel zu der Hauptebene 43 hat. Somit geht die Kulissenfolger-Bewegung 45 mit einer minimalen Verlagerung des Kulissenfolgers 44 in der Grundkörper-Längsrichtung 8a einher. Grund für die nichtlineare, einer bogenförmigen Krümmung folgende Kulissenfolger-Bewegung 45 ist die Realisierung der Führungsstruktur 46 mittels eines am Grundkörper 2 diesbezüglich verschwenkbar gelagerten Führungshebels 47.
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Der bevorzugt eine lineare Erstreckung aufweisende Führungshebel 47 ist am Grundkörper 2 um eine als Führungshebel-Schwenkachse 48 bezeichnete Schwenkachse verschwenkbar gelagert. Exemplarisch ist die Führungshebel-Schwenkachse 48 einem hinteren Endabschnitt 51 des Führungshebels 47 zugeordnet. Die Führungshebel-Schwenkachse 48 ist beispielsweise mittels eines im Grundkörper 2 fixierten Lagerbolzens 52 realisiert, der den Führungshebel 47 durchsetzt.
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Die Führungshebel-Schwenkachse 48 erstreckt sich orthogonal zu der Hauptebene 43 und exemplarisch in der Grundkörper-Querrichtung 12a. Bei seinem Verschwenken um die Führungshebel-Schwenkachse 48 führt der Führungshebel 47 eine durch einen Doppelpfeil angedeutete Führungs-Schwenkbewegung 53 in der Hauptebene 43 aus. Damit einher geht die Kulissenfolger-Bewegung 45 des mit Abstand zu der Führungshebel-Schwenkachse 48 an dem Führungshebel 47 angeordneten Kulissenfolgers 44.
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Der Führungshebel 47 erstreckt sich mit einem den Kulissenfolger 44 tragenden, im Folgenden als Führungsabschnitt 54 bezeichneten Endabschnitt in einen zwischen den beiden Antriebskolben 21a, 21b vorhandenen Zwischenraum 55 hinein, der im Folgenden als Kolbenzwischenraum 55 bezeichnet wird. Der Kulissenfolger 44 hat zwei im Bereich des Führungsabschnittes 54 orthogonal zu der Hauptebene 43 ineinander entgegengesetzte Richtungen von dem Führungshebel 47 abstehende Kulissenfolger-Abschnitt 56, die jeweils in einen der beiden schlitzförmigen Kulissenabschnitte 35a, 35b der Antriebskulisse 35 hineinragen. Beispielhaft sind die beiden Kulissenfolger-Abschnitte 56 stabförmig ausgebildet und haben einen kreisrunden Querschnitt. Exemplarisch sind sie von den Endabschnitten eines den Führungshebel 47 durchsetzenden stabförmigen Kulissenfolgers gebildet. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die beiden Kulissenfolger-Abschnitte 56 einstückig mit dem Führungshebel 47 ausgebildet.
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Bevorzugt ist der Führungshebel 47 so im Innern des Grundkörpers 2 angeordnet, dass er ausgehend von der Führungshebel-Schwenkachse 48 der Antriebskolbeneinheit 21 entgegenragt. Beispielhaft ist die Führungshebel-Schwenkachse 48 einem der beiden axialen Endbereiche des Grundkörpers 2 zugeordnet.
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Bedingt durch den Eingriff des über den Führungshebel 47 geführten Kulissenfolgers 44 in die Antriebskulisse 35 wird der Kulissenfolger 44 bei der Antriebsbewegung 22 der Antriebskolbeneinheit 41 zu der Kulissenfolger-Bewegung 45 angetrieben, die abhänging von der Bewegungsrichtung der Antriebsbewegung 22 entweder in Richtung zur Oberseite 18 oder zur diesbezüglich entgegengesetzten Unterseite 19 der Greifvorrichtung 1 orientiert ist. Der Kulissenfolger 44 wird exemplarisch entweder von der unteren Schlitzflanke der schlitzförmigen Antriebskulisse 35 nach oben gedrückt oder er wird von der oberen Schlitzflanke der schlitzförmigen Antriebskulisse 35 nach unten gedrückt.
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Die Greifvorrichtung 1 hat zweckmäßigerweise die beschriebene Antriebskulisse 35 als einzige Antriebskulisse. Je nachdem, ob die Greifbacken 7 maximal auseinandergefahren oder maximal aneinander angenähert sind, nimmt der Kulissenfolger 44 eine Position im Bereich des einen oder anderen der beiden Endabschnitte der Antriebskulisse 35 ein. Bei der in den 7 bis 12 gezeigten Greifstellung sind die Greifbacken 7 aufgrund des zwischen Ihnen eingespannten Objektes 16 nicht vollständig zusammengefahren, sodass der Kulissenfolger 44 in der Antriebskulisse 35 eine Zwischenposition zwischen den beiden Endabschnitten der Antriebskulisse 35 einnimmt.
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Damit die beiden Greifeinheiten 3, 4 bei einem Ausfall der Druckbeaufschlagung der Antriebskolbeneinheit 21 ihre momentane Relativposition sicher beibehalten und ein bis dahin eingespanntes Objekt weiterhin eingespannt bleibt, ist es vorteilhaft, wenn die Kulissen-Längsachse 36 der Antriebskulisse 35 bezüglich der Grundkörper-Längsachse 8 derart geneigt ist, dass der Kulissenfolger 44 unabhängig von seiner bezüglich der Antriebskulisse 35 eingenommenen Relativposition mit Selbsthemmung an der Antriebskulisse 35 abgestützt ist. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel einer Greifvorrichtung 1 trifft dies zu.
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Der für die Selbsthemmung verantwortliche Neigungswinkel 37 zwischen der Kulissen-Längsachse 36 und der Grundkörper-Längsachse 8 beträgt bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel vorteilhafte 15 Grad. Dies hat sich als optimale Kombination zwischen der Selbsthemmungswirkung und dem maximalen Hub der Kulissenfolger-Bewegung 45 herausgestellt. Allerdings gibt es einen größeren Winkelbereich für den Neigungswinkel 37, in den eine zweckmäßige Kombination zwischen der Selbsthemmungswirkung und dem maximalen Hub der Kulissenfolger-Bewegung auftritt. Es empfiehlt sich, einen Neigungswinkel 37 zu wählen, der - einschließlich der Bereichsgrenzen - zwischen 10 Grad und 25 Grad und dabei insbesondere zwischen 15 Grad und 20 Grad liegt.
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Trotz eines der Selbsthemmung geschuldeten, relativ geringen maximalen Hubes der Kulissenfolger-Bewegung 45 lässt sich bei der Greifvorrichtung 1 ein relativ großer Arbeitshub zwischen den beiden Greifbackenträgern 5, 6 und somit den daran angeordneten Greifbacken 7 erzielen. Der Arbeitshub ist die Abstandsdifferenz des Greifbackenabstandes zwischen der ohne ein Objekt 16 maximal auseinandergefahrenen und maximal aneinander angenäherten Relativposition der beiden Greifbacken 7. Maßgeblich verantwortlich für den großen Arbeitshub ist exemplarisch das zusätzlich zu dem Kulissengetriebe 23 vorhandene Hebelgetriebe 24. Dieses Hebelgetriebe 24 ist dem Kulissengetriebe 23 in der Kraftabgaberichtung nachgeschaltet.
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Das Hebelgetriebe 24 ist an dem Grundkörper 2 angeordnet und wandelt die Kulissenfolger-Bewegung 45 des Kulissenfolgers 44 in die zueinander parallelen linearen Arbeitsbewegungen der beiden Greifbackenträger 5, 6 und mithin der beiden Greifeinheiten 3, 4 um. Dies in einer Weise, dass die beiden Arbeitsbewegungen 15 stets gegensinnig orientiert sind, wodurch sich die beiden Greifbacken 7 in der Greifkörper-Längsrichtung 8a entweder voneinander entfernen oder aneinander annähern.
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Das Hebelgetriebe 24 hat zumindest einen als Schwenkhebel ausgebildeten Übersetzungshebel 57, der an dem Grundkörper 2 diesbezüglich um eine als Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 bezeichnete Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist. Die von dem Übersetzungshebel 57 ausführbare Schwenkbewegung sei im Folgenden zur besseren Unterscheidung als Übersetzungs-Schwenkbewegung 61 bezeichnet und ist in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil kenntlich gemacht.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Hebelgetriebes 24, die in vorteilhafter Weise bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel verwirklich ist, enthält das Hebelgetriebe 24 nur einen einzigen Übersetzungshebel 57.
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Die Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 erstreckt sich orthogonal zu der Hauptebene 43 und dementsprechend exemplarisch in der Grundkörper-Querrichtung 12a. Die Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 verläuft insbesondere parallel zu der Führungshebel-Schwenkachse 48. Bevorzugt sind der Führungshebel 47 und der Übersetzungshebel 57 so angeordnet, dass sie ihre Schwenkbewegungen 53, 61 in einer gemeinsamen Ebene ausführen, bei der es sich bevorzugt um die Hauptebene 43 handelt.
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Die Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 ist in der Grundkörper-Längsrichtung 8a beabstandet zu der Führungshebel-Schwenkachse 48 angeordnet. Beide Schwenkachsen 48, 58 liegen vorzugsweise in einer zu der Grundkörper-Hochachse 13 orthogonalen Ebene, die im Folgenden auch als Schwenkachsebene 62 bezeichnet wird.
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Bei einer aus zwei nebeneinander angeordneten Antriebskolben 21a, 21b bestehenden Antriebskolbeneinheit 21 ist es vorteilhaft, wenn der Übersetzungshebel 57 zwischen den beiden Antriebskolben 21a, 21b angeordnet ist. Exemplarisch befindet er sich unabhängig von der momentanen Axialposition der Antriebskolbeneinheit 21 in dem Kolbenzwischenraum 55.
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Für die Schwenklagerung des Übersetzungshebels 57 ist beispielhaft ein am Grundkörper 2 abgestützter Lagerbolzen 60 vorgesehen, der den Übersetzungshebel 57 durchsetzt und auf dem der Übersetzungshebel 57 zur Ausführung der Übersetzungs-Schwenkbewegung 61 drehbar ist.
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Bevorzugt hat der Grundkörper 2 eine sich zwischen den beiden Antriebskolben 21a, 21b erstreckende Zwischenwand 63, die in der Gehäuse-Längsrichtung 8a von einem kanalartigen Hohlraum 64 durchsetzt ist, in dem sich sowohl der Übersetzungshebel 57 als auch der Führungshebel 47 erstrecken.
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Der Kulissenfolger 44 ist über den Übersetzungshebel 57 mit einem der beiden Greifbackenträger 5, 6 derart antriebsmäßig gekoppelt, dass letzterer durch den die Kulissenfolger-Bewegung 45 ausführenden Kulissenfolger 44 zu seiner linearen Arbeitsbewegung 15 angetrieben wird. Bevorzugt kooperiert der Übersetzungshebel 57 mit nur einem der beiden Greifbackenträger 5, 6, wobei es sich exemplarisch um den ersten Greifbackenträger 5 handelt. Der Kraftschluss der Antriebskraft verläuft von der Antriebskolbeneinheit 21 zum Kulissenfolger 44 und von dort über den Übersetzungshebel 57 zu dem ersten Greifbackenträger 5.
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Der Übersetzungshebel 57 ist zweckmäßigerweise als ein zweiarmiger Schwenkhebel ausgebildet. Er hat einen radial von der Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 abstehenden Eingangs-Hebelarm 57a und einen in der Umfangsrichtung der Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 bezüglich des Eingangs-Hebelarmes 57a winkelmäßig versetzten Ausgangs-Hebelarm 57b, der ebenfalls radial von der Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 wegragt. Beispielhaft sind die beiden Hebelarme 57a, 57b in einem Winkelabstand von 90 Grad zueinander angeordnet. Der Eingangs-Hebelarm 57a ragt in Richtung zum Führungshebel 47, der Ausgangs-Hebelarm 57b mit einer in der Grundkörper-Höhenrichtung 13a orientierten Richtungskomponente in Richtung zu dem der Oberseite 18 zugeordneten ersten Greifbackenträger 5.
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Der Kulissenfolger 44 ist mit dem Eingangs-Hebelarm 57a des Übersetzungshebels 57 kraftübertragend gekoppelt. Diese Kopplung ist bevorzugt allerdings eine nur indirekte Kopplung unter Zwischenschaltung des Führungshebels 47. Mit anderen Worten wirkt der Kulissenfolger 44 zur Erzeugung der Übersetzungs-Schwenkbewegung 61 des Übersetzungshebels 57 über den Führungshebel 47 auf den Übersetzungshebel 47 ein.
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Die indirekte Antriebsverbindung zwischen dem Kulissenfolger 44 und dem Übersetzungshebel 57 erfolgt bevorzugt über einen als Kopplungsabschnitt 65 bezeichneten Abschnitt des Führungshebels 47, bei dem es sich insbesondere um einen dem hinteren Endabschnitt 51 entgegengesetzten vorderen Endabschnitt des Führungshebels 47 handelt. Der Kulissenfolger 44 sitzt zwischen der Führungshebel-Schwenkachse 48 und dem Kopplungsabschnitt 65. Letzterer hat daher bevorzugt einen größeren Abstand zu der Führungshebel-Schwenkachse 48 als der Kulissenfolger 44. Der Führungshebel 47 ist bevorzugt als ein einarmiger Hebel ausgebildet, dessen einziger Hebelarm sowohl den Kulissenfolger 44 als auch den Kopplungsabschnitt 65 aufweist.
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Der Kopplungsabschnitt 65 steht mit dem Eingangs-Hebelarm 57a in einem derartigen Eingriff, dass der Kopplungsabschnitt 65 bei der Führungs-Schwenkbewegung 53 in einem zu der Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 radial beabstandeten Bereich eine Antriebskraft in den Eingangs-Hebelarm 57a einleitet, aus der ein die Übersetzungs-Schwenkbewegung 61 hervorrufendes Drehmoment resultiert.
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Zur Realisierung dieser Kopplung hat der Übersetzungshebel 57 zweckmäßigerweise einen Kopplungsschlitz 66, der an der der Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 abgewandten Außenseite offen ist und in den der bevorzugt mit einer abgerundeten Außenkontur versehene Kopplungsabschnitt 65 des Führungshebels 47 eintaucht.
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Wenn der Führungshebel 47 aufgrund der Kulissenfolger-Bewegung 45 verschwenkt wird, drückt der Kopplungsabschnitt 65 abhängig von der Schwenkrichtung gegen die eine oder andere Schlitzflanke des Kopplungsschlitzes 66 und ruft dementsprechend eine Übersetzungs-Schwenkbewegung 61 im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns hervor.
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Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Kulissenfolger 44 direkt antriebsmäßig mit dem Übersetzungshebel 57 gekoppelt. Hierbei kann der Kulissenfolger 44 beispielsweise direkt in den Kopplungsschlitz 66 des Übersetzungshebels 57 eingreifen.
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Die Antriebsverbindung zwischen dem Übersetzungshebel 57 und dem ersten Greifbackenträger 5 erfolgt bevorzugt dadurch, dass der Ausgangs-Hebelarm 57b mit einem an seinem freien Ende ausgebildeten Antriebs-Endabschnitt 67 in eine Antriebsvertiefung 68 des ersten Greifbackenträgers 5 in einer Weise eintaucht, dass unabhängig von der Schwenkposition des Übersetzungshebels 57 in der Grundkörper-Längsrichtung 8a ein Formschluss vorliegt.
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Exemplarisch ragt der Eingangs-Hebelarm 57a durch eine schlitzartige Wanddurchbrechung 72 des Grundkörpers 2 hindurch aus dem kanalartigen Hohlraum 64 in die Grundkörpervertiefung 17 hinein, in der die beiden Greifbackenträger 5, 6 aufgenommen sind. In dieser Grundkörpervertiefung 17 taucht der Eingangs-Hebelarm 57a in die an der Unterseite des ersten Greifbackenträgers 5 ausgebildete Antriebsvertiefung 68 ein.
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Da die Schwenkebene der Übersetzungs-Schwenkbewegung 61 parallel zu der Grundkörper-Längsachse 8 verläuft, nimmt der Ausgangs-Hebelarm 57b bei seiner Übersetzungs-Schwenkbewegung 61 den ersten Greifbackenträger 5 mit und verschiebt diesen abhängig von der Schwenkrichtung in der einen oder anderen axialen Richtung der Grundkörper-Längsachse 8.
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Bevorzugt ist die drehmomentmäßig wirksame Länge des Ausgangs-Hebelarmes 57b größer als diejenige des Eingangs-Hebelarms 57a. Die Krafteinleitungsstelle für den Kulissenfolger 44 beziehungsweise für den Führungshebel 47 an dem Eingangs-Hebelarm 57a hat einen geringeren Abstand zu der Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 als die mit dem ersten Greifbackenträger 5 zusammenwirkende Kraftabgabestelle des Ausgangs-Hebelarms 57b. Dadurch ergibt sich eine Wegübersetzung, wobei aus dem Hub der Kulissenfolger-Bewegung 45 ein größerer Hub der Arbeitsbewegung 15 des ersten Greifbackenträgers 5 resultiert.
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Die Arbeitsbewegung 15 des zweiten Greifbackenträgers 6 könnte beispielsweise mittels eines weiteren durch den Kulissenfolger 44 angetriebenen Übersetzungshebels erzeugt werden, der zwischen dem Kulissenfolger 44 und dem zweiten Greifbackenträger 6 eingegliedert ist. Bevorzugt wird allerdings eine Bauform, bei der die Arbeitsbewegung 15 des zweiten Greifbackenträgers 6 aus der Arbeitsbewegung 15 des ersten Greifbackenträgers 5 abgeleitet wird. Dies ist bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel der Fall, bei dem das Hebelgetriebe 24 zusätzlich zu dem einzigen Übersetzungshebel 57 einen zwischen den beiden Greifbackenträgern 5, 6 wirksamen, schwenkbeweglichen Synchronisationshebel 73 aufweist.
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Der Synchronisationshebel 73 ist an dem Grundkörper 2 um eine als Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 bezeichnete Schwenkachse verschwenkbar gelagert, die bevorzugt orthogonal zu der Übersetzungshebel-Schwenkachse 58 des Übersetzungshebels 57 ausgerichtet ist. Exemplarisch erstreckt sich die Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 parallel zu der Grundkörper-Hochachse 13 und dementsprechend auch parallel zu der Hauptebene 43. Der Synchronisationshebel 73 kann eine durch einen Doppelpfeil angedeutete und im Folgenden als Synchronisations-Schwenkbewegung 75 bezeichnete Schwenkbewegung um die Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 ausführen, wobei die Schwenkebene exemplarisch in einer zu der Grundkörper-Längsachse 4 und der Grundkörper-Querachse 12 parallelen Ebene liegt.
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Bevorzugt ist der Synchronisationshebel 73 in der Grundkörpervertiefung 17 in der Grundkörper-Höhenrichtung 13a zwischen den beiden Greifbackenträgern 5, 6 und einer die Grundkörpervertiefung 17 von den beiden Antriebsräumen 25, 26 abtrennenden oberen Grundkörperwand 76 angeordnet. Die schlitzartige Wanddurchbrechung 72 durchsetzt diese obere Grundkörperwand 76.
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Die Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 ist beispielsweise dadurch realisiert, dass der Synchronisationshebel 73 drehbeweglich auf einem von der oberen Grundkörperwand 76 nach oben ragenden Lagerfortsatz 77 sitzt.
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Der Synchronisationshebel 73 ist zweiarmig ausgeführt und hat zwei von der Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 radial abstehende Hebelarme 78, die sich bezüglich der Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 zweckmäßigerweise diametral gegenüberliegen.
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Die Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 erstreckt sich zweckmäßigerweise in der Hauptebene 43 und liegt bevorzugt bezogen auf die Grundkörper-Querrichtung 12a zwischen den beiden Greifbackenträgern 5, 6. Jeder der beiden Hebelarme 78 ragt unter einen der beiden Greifbackenträger 5, 6 und hat eine Kopplungsstruktur 82, die bevorzugt als ein sich bezüglich der Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 radial erstreckender Längsschlitz ausgebildet ist.
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Jeder Greifbackenträger 5, 6 hat an einen seiner der oberen Grundkörperwand 76 zugewandten Unterseite eine Gegen-Kupplungsstruktur 83, die mit einer der beiden Kopplungsstrukturen 82 in einer Weise in Eingriff steht, dass zwischen der Kopplungsstruktur 82 und der zugeordneten Gegen-Kopplungsstruktur 83 in der Umfangsrichtung der Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 ein Formschluss besteht, gleichzeitig aber Relativbewegungen in bezüglich der Synchronisationshebel-Schwenkachse 74 radialer Richtung möglich sind. Die Gegen-Kopplungsstrukturen 83 sind exemplarisch jeweils von einem bezüglich des Greifbackenträgers 5, 6 in der Grundkörper-Höhenrichtung 13a nach unten vorstehenden Bolzens oder Stiftes gebildet, der in die zugeordnete, als Längsschlitz konzipierte Kopplungsstruktur 82 eingreift.
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Die Bauformen der geschilderten Kopplungsstrukturen 82 und Gegen-Kopplungsstrukturen 83 können auch vertauscht sein.
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Wenn im Betrieb der Greifvorrichtung 1 der erste Greifbackenträger 5 durch den Übersetzungshebel 57 zu einer Antriebsbewegung 15 angetrieben wird, wird durch den sich bewegenden ersten Greifbackenträger 5 in den mit ihm gekoppelten Hebelarm 78 ein Drehmoment eingeleitet, sodass der Synchronisationshebel 73 eine Synchronisations-Bewegung 75 ausführt. Bei dieser Synchronisations-Schwenkbewegung 75 nimmt der mit dem zweiten Greifbackenträger 6 gekoppelte Hebelarm 78 den zweiten Greifbackenträger 6 mit und ruft dessen Antriebsbewegung hervor. Auf diese Weise werden die beiden Greifbackenträger 5, 6 synchron in einander entgegengesetzte Richtungen verlagert, wobei sich je nach Schwenkrichtung des Übersetzungshebels 57 die beiden Greifbacken 7 entweder aneinander annähern oder voneinander entfernen.
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Die wirksame Hebelarmlänge der beiden Hebelarme 78 des Synchronisationshebels 53 ist zweckmäßigerweise gleich, sodass die Wegstrecke, entlang der sich die über den Synchronisationshebel miteinander zwangsgekoppelten Greifbackenträger 5, 6 relativ zu dem Grundkörper 2 in der Gehäuse-Längsrichtung 8a verlagern können, untereinander stets gleich ist.
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Bei der Arbeitsbewegung 22 bewegen sich die beiden Antriebskolben 21a, 21b stets gleichzeitig und gleichsinnig. Sie sind in ihren Linearbewegungen durch den mit ihnen beiden gleichzeitig in Eingriff stehenden Kulissenfolger 44 mechanisch synchronisiert. Eine sonstige mechanische Verbindung zwischen den beiden Antriebskolben 21a, 21b besteht zweckmäßigerweise nicht. Gleichwohl können die beiden Antriebskolben 21a, 21b durch eine geeignete Verbindungseinrichtung unabhängig vom Kulissenfolger 44 zu einer nur einheitlich die Antriebsbewegung 22 ausführenden Antriebskolbeneinheit 21 zusammengefasst sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011115366 A1 [0002]
- EP 0237336 A2 [0003]
- DE 102012024675 A1 [0004]
