DE112004000898T5

DE112004000898T5 - Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung

Info

Publication number: DE112004000898T5
Application number: DE112004000898T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Roncadelle Maffeis
Original assignee: Gimatic SpA
Current assignee: Gimatic It Srl
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2004-05-03
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-05-04
Also published as: US7396059B2; ITBS20030049A1; DE112004000898B4; JP2006528562A; WO2004103645A1; US20060261619A1; JP4615517B2

Abstract

Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung, die einen pneumatischen Winkelkolben, der sich in einer Kammer oder einer Hülse in dem Körper alternierend bewegt, zwei in dem Körper abgestützte und geführte Greifer, die über einen Antrieb mit dem Kolben verbunden sind, und zwei Backen aufweist, die an den Greifern befestigt sind, um den zu handhabenden Gegenstand zu einzuklemmen und freizugeben, und bei der sich die Greifer mittels des Antriebs und als Reaktion auf die alternierenden Bewegungen des Kolbens zwischen einer offenen und geschlossenen Position in entgegengesetzte Richtungen drehen können, gekennzeichnet durch den Umstand, dass der Körper (11) aus zwei symmetrischen und identischen Elementen oder Schalen (15) hergestellt ist, die durch Formen einzeln realisiert und fertiggestellt sind und dann einander gegenüber liegend zugeordnet und fixiert werden, um zusammen die Gehäusekammer des Kolbens (12) und die Einrichtung zu bilden, um den Antrieb (13) in transversaler Weise und die Greifer (14) zum Drehen aufzunehmen und zu...

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ganz allgemein pneumatische Greifvorrichtungen zum Greifen von Gegenständen, die maschinell gefertigt und/oder automatisch gehandhabt werden, und bezieht sich insbesondere auf verbesserte Komponenten, um pneumatische Winkelgreifvorrichtungen, d.h. Greifvorrichtungen mit zwei Backen haltenden Greifern, die Winkelbewegungen in entgegengesetzte Schließ- und Öffnungsrichtungen durchführen können, zu montieren.
Stand der Technik
Die berücksichtigten pneumatischen Greifvorrichtungen können in Form, Anmessungen und Leistungsvermögen unterschiedlich sein, aber jede weist üblicherweise einen Körper, einen pneumatischen Kolben, der sich in einer Kammer oder Hülse in dem Körper rückwärts und vorwärts bewegt, zwei in dem Körper abgestützte und mit Energie versorgte Greifer, die über einen Antrieb mit dem Kolben verbunden sind, und zwei Backen auf, die fest an den Greifern angebracht sind, um ein Lösen des zu handhabenden Gegenstands zu verhindern. Die Greifer sind in entgegengesetzten Richtungen zwischen den Öffnungs- und Schließpositionen unter Verwendung des Antriebs und als Reaktion auf die alternierenden Bewegungen des Kolbens drehbar beweglich. Deren Drehung kann so gewählt oder eingestellt sein, dass jeder ausgehend von der geschlossenen Position eine Öffnungsposition von etwa 90° erreichen kann.
Die Komponenten der genannten pneumatischen Greifvorrichtungen sind auf Werkzeugmaschinen maschinell hergestellt. Üblicherweise ist deren Körper ein einzelner Block und wird ausgehend von einem anfänglichen Rohling hergestellt, der in geeigneter Weise maschinell bearbeitet und gebohrt wird, um ihn dahinge hend geeignet zu gestalten, die Betriebskomponenten und Zubehörteile des Spannfutters aufzunehmen.
Ein vergleichbarer Konstruktionsprozess der genannten Spannfutter ist jedoch aufgrund der maschinellen Bearbeitungen und der benötigten Arbeitsdauern und oftmals aufgrund der benötigten minimalen maschinellen Bearbeitungstoleranzen äußerst arbeitsaufwändig und teuer.
Andererseits sind Herstellungsverfahren, wie zum Beispiel Druckguss, Sintern, Schmieden und vergleichbare Verfahren bekannt, die die Konstruktion von Gegenständen, auch wenn fertiggestellt, mit komplexen Formen und mit minimalen Toleranzen und mit einem hohen Niveau an Präzision, sowohl hinsichtlich von Abmessungen als auch oberflächentechnisch, ermöglichen. Diese Herstellungsverfahren sind jedoch nicht bei der Realisierung der fraglichen pneumatischen Winkelspannfutter wegen der üblichen Konfiguration ihrer Komponenten angewendet worden.
Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, in vorteilhafter Weise einige der oben genannten Herstellungsverfahren bei der Realisierung von pneumatischen Winkelgreifvorrichtungen in vorteilhafter Weise anzupassen, um Dauer und Kosten von Konstruktion und Zusammenbau der genannten Spannfutter zu beseitigen oder wenigstens zu minimieren.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung, die aus einer begrenzten Anzahl an vorgeformter Komponenten zusammengesetzt ist, die mit einander und mit dazwischen angeordneten Hilfselementen komplementär verbunden werden können, wobei die Funktionalität der Greifvorrichtung gewährleistet wird, noch besser die Leistung und Lebensdauer derselben verbessert wird.
Um die obigen Aufgaben der Erfindung zu erreichen, ist der Körper der Greifvorrichtung aus zwei komplementären Teilen aufgebaut, die einzeln unter Verwendung einer der oben genannten Verfahren hergestellt werden und dann zusammen gebaut werden, um einen soliden Block zu bilden, der bereit ist, andere strukturelle und funktionale Komponenten der Greifvorrichtung aufzunehmen, abzustützen und zu führen, die ebenfalls unter Verwendung der gleichen Herstellungsverfahren hergestellt sein können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Greifvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird jedoch in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, die veranschaulichend und nicht einschränkend sind, in denen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht der Komponenten zur Realisierung einer pneumatischen Greifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine perspektivische vergrößerte Ansicht einer der zwei Schalen zur Herstellung des Körpers der Greifvorrichtung zeigt, wobei die andere Schale identisch ist;
3 eine perspektivische Ansicht der zusammengebauten Greifer mit den entsprechenden Halte-, Steuer- und Schutzelementen zeigt;
4 die einem Antriebskolben zugeordnete Gruppe in 3 zeigt;
5 eine Zusammenbauzwischenphase der Greifvorrichtung zeigt;
6 bzw. 7 eine zusammengebaute Greifvorrichtung mit den Greifern in den geschlossenen und offenen Positionen zeigen;
8 einen Querschnittsabschnitt des zusammengebauten Spannfutters mit den Greifern in der geschlossenen Position zeigt; und
9 bzw. 10 einen Längsschnitt, einen Querschnitt und eine Endansicht der zusammengebauten Greifvorrichtung zeigen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die gezeigte pneumatische Winkelgreifvorrichtung umfasst einen Körper 11, einen sich in dem Körper bewegenden Kolben 12, einen dem Kolben 12 zugeordneten Antrieb 13, zwei Greifer 14, die sich jeweils um ihren eigenen Stift oder Achse 14' über den Antrieb von dem Kolben bewegt in entgegengesetzte Richtungen drehen, und zwei nicht gezeigte Greiferbacken, die an den Ansätzen angebracht sind.
Der Körper 11 ist aus zwei symmetrischen Elementen oder Schalen 15 hergestellt, die identisch sind und daher unter Verwendung der gleichen Form in vorteilhafter Weise unter Verwendung von Druckguss-, Sinter- oder Schmiedeformverfahren unter Einsatz eines beliebigen geeigneten Rohmaterials hergestellt werden.
Die zwei Schalen 15 werden einander gegenüber liegend positioniert. Sie werden gepaart und dann, wie unten beschrieben, aneinander angebracht. Jede von diesen weist – 2 – eine Tragbasis 16 auf, von der sich ein dazwischen liegender Abschnitt 17 abhebt, der von zwei Schultern 18 überragt wird, die mittels eines oberen Querstücks 18' verbunden sind.
Zwei Ansätze 19 ragen von gegenüber liegenden Seiten der Tragbasis 16 vor, die jeweils ein senkrecht zu der Basis ver laufendes Halbloch 20 aufweisen, das sich in Richtung zu der gegenüber liegenden Schale 15 öffnet und eine innere halbhexagonale Ausnehmung 20' aufweist.
Der dazwischen liegende Abschnitt 17 jeder Schale 15 bildet in der Mitte eine zylindrische Kavität 21, deren Achse parallel zu der Tragbasis 16 verläuft. Die Kavität 21 ist in Richtung auf die entsprechenden Kavität der gegenüber liegenden Schale offen, wohingegen der gegenüber liegende Teil durch eine Abschlußwand 22 verschlossen ist, in die eine Bohrung 22' gebohrt ist. Seitlich weist der dazwischen liegende Abschnitt 17 zwei Seiten 17' auf, von denen jede parallel zu der Achse der genannten zylindrischen Kavität 21 eine Längsnut 17'' aufweist.
In dem dazwischen liegenden Abschnitt 17 sind an den gegenüber liegenden Teilen der zylindrischen Kavität 21 und parallel zu dieser Bohrungen 23 symmetrisch gebohrt, zum Beispiel zwei an jeder Seite. Ausgehend von der offenen Seite der Kavität 21 sind konzentrisch mit den genannten zwei Bohrungen 23 und diagonal entgegengesetzt Zentrierungsansätze 23' ausgebildet, wohingegen konzentrisch mit den anderen zwei Bohrungen 23 zwei Ausnehmungen 23'' vorgesehen sind.
Die oberen Schultern 18 jeder Schale 15 bilden eine Kammer 24 in der Art einer schützenden Kappe 34, die an einer Seite in Richtung auf die vordere Schale hin offen ist und an der anderen eine Öffnung 24' aufweist. In der Kammer 24 gibt es am Boden eine Gleitfläche 25 und an den Seiten gegenüber dieser zwei Gehäuse 26. Die Gleitfläche 25 ist parallel über der zylindrischen Kavität 21 angeordnet und weist an einem Ende an der offenen Seite der genannten Kavität einen Halbschlitz 25' auf. In jedem seitlichen Gehäuse 26 in der Kammer 26 ist ein Stützelement 27 untergebracht, um die Stifte oder Drehachsen 14' der Ansätze 14 abzustützen.
Der Kolben 14, der Antrieb 13, die Greifer 14 und die Stützen 27 können ebenfalls nach einem der vorstehend erwähnten Formverfahren hergestellt werden.
Der Kolben 12 ist mit Umfangsdichtungen 12' ausgestattet und so bemessen, daß er in den zylindrischen Kavitäten 21 der zwei Schalen aufgenommen werden und dort gleiten kann, wenn diese miteinander verbunden sind, um den Körper 11 zu bilden.
Der Antrieb 13 ist schlittenförmig und weist eine zentrale Bohrung 28 und an den zwei gegenüber liegenden Seiten zwei Vorschub-Zahnstangenabschnitte 29 auf.
Die Greifer 14 sind mittels der gleichen Form hergestellt. Jeder von diesen weist einen zylindrischen unteren Abschnitt 30 auf, der von einem polygonalen Loch 30' durchsetzt ist. Jeder Greifer ist zwei Zahnrädern 31 an jeder Seite zugeordnet, die jeweils an einem Ende eine polygonale Nabe 32 aufweisen, um in dem quer verlaufenden polygonalen Loch 30' des Greifers aufgenommen und eingepaßt zu werden, und an der anderen Seite eine zylindrische Nabe 32' aufweisen, um in einem entsprechenden Gehäuse 27', das in dem zuvor genannten Stützelement 27 ausgebildet ist, untergebracht zu werden und sich dort zu drehen. Ein Bolzen 33, der durch die Naben 32, 32' der Zahnräder 31 verläuft, befestigt diese an den Seiten des entsprechenden Ansatzes 14 und bildet die Drehachse 14' für den Ansatz 14 an und relativ zu dem Stützelement 27.
An der Seite jedes Zahnrads 31 zur Seite der polygonalen Nabe 32, und damit in Richtung auf den Ansatz 14 zu, ist ein Kragen 31' geformt, dem die schützende Kappe 34 zugeordnet ist. Diese Kappe ist so geformt, daß sie gleichzeitig an dem Kragen der seitlichen Zahnräder der zwei Greifer angreift. Sowohl oberhalb des Zentrums als auch unterhalb der Enden gibt es einige Vorsprünge 35, 36, die jeweils in Richtung auf die den gegenüber liegenden Zahnrädern zugeordnete Kappe weisen und als Abstreifer für die äußere Oberfläche des zylindrischen Abschnitts der Greifer dienen.
Um eine Greifvorrichtung auszurüsten, werden die Zahnräder 31 an gegenüber liegenden Seiten der zwei Greifer 14 ortsfest angebracht, indem die schützenden Kappen 34 zwischen den Zahnrädern und den Greifer positioniert werden und sicher gestellt wird, dass die zwei seitlichen Zahnräder ineinander eingreifen und deren zylindrische Naben 32', wie in 3 gezeigt, auf den Stützelementen 27 abgestützt sind. Dann wird, wie in 4 gezeigt, der Antrieb 13 an einer Seite mit den Zahnrädern und an den anderen mit dem Kolben 12 verbunden. Der Antrieb 13 ist, mit seinem Vorschub-Zahnstangenabschnitt 29 in Richtung auf die Zahnräder 31 weisend, an den Seiten eines der Greifer positioniert, um diese zu kämmen, und ist unter Verwendung eines Mitnehmerstifts 37 mit dem Kolben 12 verbunden – 1, 9 und 10. Die auf diese Weise zusammengebaute und 4 entsprechende Teilanordnung wird dann zwischen den zwei Schalen 15 befestigt, die, wie in 5 gezeigt, einander gegenüber liegend positioniert sind. Um genau zu sein, wird dafür gesorgt, daß der Kolben 12 in den zylindrischen Kavitäten 21 aufgenommen ist, die hintereinander ausgerichtet sind, wobei sie zusammen eine Kammer für den Kolben bilden, und der Mitnehmerstift 37 ist in dem Schlitz 25' über den genannten Kavitäten untergebracht. Auf diese Weise ruht der Antrieb 13 auf der Gleitoberfläche 25, passen die Stützelemente 27 in die Gehäuse 26, die durch die oberen Schultern 18 der Schalen selbst gebildet sind, und die Greifer 14 reichen in die Zwischenräume zwischen den genannten Schultern hinein. Schließlich werden die zwei Schalen 15 unter Verwendung von Bolzen 38 aneinander befestigt, und entsprechende Muttern 39 werden in die Bohrungen 23 eingesetzt, um einen einzelnen Körper zu bilden, der, wie in 6 und 7 gezeigt, die Funktionselemente der Greifvorrichtung umschließt. Bei zusammengebauten Schalen bilden die lateralen Ansätze 19 mit ihren Halblöchern bei einer Verwendung Gehäuse für die Verankerungsschrauben der Greifvorrichtung auf einer Halterung. In jedem der Gehäuse 20 kann wegen der halbhexagonalen Ausnehmungen 20' eine Mutter 20 aufgenommen und gehalten werden, was je nach Bedarf die Verwendung einer entsprechenden Verankerungsschraube entweder von der Unterseite oder von der Oberseite aus erlaubt.
Bei der auf diese Weise gefertigten Greifvorrichtung kann der Kolben unter Verwendung eines pneumatischen Fluids, das abwechselnd in der Kavität, in der der Kolben untergebracht ist, zugeführt/abgeführt wird, einfach oder doppelt wirkend bewegt werden. Die alternierenden Bewegungen des Kolbens entsprechen vergleichbaren Bewegungen des Antriebs 13, dessen Vorschub-Zahnstangenabschnitte über die ineinander eingreifen Zahnräder die Drehung der Greifer in entgegengesetzten Richtungen zwischen einer geschlossen Position, in der die Greifer sich nahe sind – 5, und einer offenen Position hervorrufen, in der die Greifer in entgegen gesetzten Richtungen gedreht getrennt sind – 7. Eine Drehung der Greifer kann bis zu etwa 90° erreichen, kann jedoch unter Verwendung von Abstandshaltern eingestellt werden, die den Hub des Kolbens begrenzen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Winkelgreiferstruktur, die einen Körper (11) aufweist, der aus zwei symmetrischen und identischen Elementen oder Schalen (15) hergestellt ist, die durch Formen einzeln realisiert und fertig gestellt sind und dann einander gegenüberliegend zugeordnet und fixiert werden, um zusammen eine Gehäusekammer eines alternierenden Kolbens (12) und eine Einrichtung zu bilden, um einen dazwischen liegenden Antrieb (13) in transversaler Weise und einige Greifer (14) zur Drehung mittels des Kolbens über den Antrieb aufzunehmen und zu führen. Die Elemente oder Schalen sind unter Verwendung von Druckguss-, Sinter- oder Schmiedeverfahren mit für diese Verfahren geeigneten Materialien hergestellt.

Claims

Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung, die einen pneumatischen Winkelkolben, der sich in einer Kammer oder einer Hülse in dem Körper alternierend bewegt, zwei in dem Körper abgestützte und geführte Greifer, die über einen Antrieb mit dem Kolben verbunden sind, und zwei Backen aufweist, die an den Greifern befestigt sind, um den zu handhabenden Gegenstand zu einzuklemmen und freizugeben, und bei der sich die Greifer mittels des Antriebs und als Reaktion auf die alternierenden Bewegungen des Kolbens zwischen einer offenen und geschlossenen Position in entgegengesetzte Richtungen drehen können, gekennzeichnet durch den Umstand, dass der Körper (11) aus zwei symmetrischen und identischen Elementen oder Schalen (15) hergestellt ist, die durch Formen einzeln realisiert und fertiggestellt sind und dann einander gegenüber liegend zugeordnet und fixiert werden, um zusammen die Gehäusekammer des Kolbens (12) und die Einrichtung zu bilden, um den Antrieb (13) in transversaler Weise und die Greifer (14) zum Drehen aufzunehmen und zu führen, wobei die Elemente oder Schalen unter Verwendung von Druckgießen, Sintern oder Schmieden unter Verwendung von für diese Verfahren geeigneten Materialien hergestellt sind.
Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedes Element oder Schale (15) des Körpers (11) eine Tragbasis (16) aufweist, von der sich ein dazwischen liegender Abschnitt (17) abhebt, der von zwei Schultern (18) überragt wird, die mittels eines oberen Querstücks (18') verbunden sind, wobei der dazwischen liegende Abschnitt (17) jeder Schale (15) zentral eine zylindrische Kavität (21) bildet, die in Richtung auf die entsprechende Kavität der gegenüber liegenden Schale hin offen ist, wobei die Kavität durch den gegenüber liegenden Teil der Endwand (20) geschlossen ist, in der ein Loch (20') vorgesehen ist, die oberen Wände (18) jeder Schale (15) eine Kammer (24) bilden, die an einer Seite in Richtung auf die gegenüber liegende Schale hin offen ist und an der anderen eine Öffnung (24') aufweist, bei der in der Kammer (24) eine Gleitfläche (25) und an den gegenüber liegenden Seiten der Gleitfläche zwei Gehäuse (26) vorgesehen sind, wobei die Gleitfläche (25) parallel über der zylindrischen Kavität (21) positioniert ist und an einem Ende der offenen Seite der Kavität einen Halbschlitz (25') aufweist, bei der in dem dazwischen liegenden Abschnitt (17) an den Seiten gegenüber der Kavität parallel zu deren Achse Bohrungen (23) vorgesehen sind, um Schrauben zum Befestigen der zwei einander gegenüber liegenden Schalen aufzunehmen, so dass deren ausgerichtete Kavitäten die Kammer für den Kolben bilden und die Kammer zwischen den Schultern den Antrieb und die Greifer mit entsprechenden Halte- und Steuerelementen aufnimmt, wobei der Antrieb auf der Gleitfläche (25) zur Anlage kommt und mit dem Kolben mittels eines Stifts in den ausgerichteten Halbschlitzen (25') verbunden ist und die Greifer sich durch die Öffnung in dem entsprechenden Raum zwischen den Schultern erstrecken.
Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, bei der jeder Greifer einen unteren zylindrischen Abschnitt (30) aufweist, der von einem polygonalen Loch (30') durchsetzt ist und mit zwei Zahnrädern (31), pro Seite eines, verbunden ist, von denen jedes an einer Seite eine polygonale Nabe (32), um in dem quer verlaufenden polygonalen Loch (30') des Greifers aufgenommen zu werden und in dieses hinein zu passen, und ausgehend von der anderen Seite eine zylindrische Nabe (32') aufweist, um in einem entsprechenden Gehäuse (27') aufgenommen zu werden und sich in diesem zu drehen, das in einem Halteelement (27) ausgeformt ist, wobei die Zahnräder an ihrem entsprechenden Greifer mittels eines Bolzen (33) angebracht sind, der durch die Naben (32, 32') der Zahnräder verläuft und die Drehachse des Greifers bildet, und wobei die Halterung ausgestattet ist, die seitlichen Räder der zwei Greifer der Greifvorrichtung abzustützen.
Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Antrieb (13) ein Paar von Vorschub-Zahnstangen aufweist, welche die gegenüber liegenden Zahnräder von einem der Greifer kämmen, die ihrerseits die Zahnrädern des anderen Greifers kämmen.
Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, bei der an der Seite jedes Zahnrads (31) zur Seite der polygonalen Nabe (32) hin, die mit dem Greifer (14) verbunden ist, ein Kragen (31') ausgebildet ist, dem eine schützende Kappe zugeordnet ist, wobei die Kappe an der oberen Mitte und an den unteren Enden einige Vorsprünge (35, 36) aufweist, die den Greifern gegenüber liegen, wobei die schützende Kappe gleichzeitig an dem Kragen (31') der seitlichen Zahnräder der zwei Greifer und den entsprechenden Vorsprüngen (35, 36) angreift, die mit den entsprechenden Vorsprüngen der Kappe zusammenpassen, die den Zahnrädern an dem gegenüber liegenden Teil der Greifer zugeordnet sind und als Abstreifer für die äußere Oberfläche des zylindrischen Teils der Greifer dienen.
Struktur einer pneumatischen Winkelgreifvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der an den Seiten der Haltebasis jeder Schale (15) des Körpers zwei Ansätze mit zwei Halblöchern zum Verankern von Schrauben ausgeformt sind und an den Seiten des dazwischen liegenden Abschnitts jeder Schale Längsnuten zum Anbringen von Zubehör vorgesehen sind.