-
Gebiet der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Nadelgreifer und insbesondere Nadelgreifer, die Nadeln bzw. Stifte nutzen, um ein Objekt zu halten.
-
Allgemeiner Stand der Technik
-
Im Allgemeinen werden als Greifer Vorrichtungen bezeichnet, die physikalische Kraft oder Druck auf ein Objekt ausüben, um dieses zu halten. Greifer werden in der Regel in Übertragungsystemen verwendet. Nadelgreifer im Besonderen werden hauptsächlich verwendet, um Objekte zu übertragen, die aus weichem Material bestehen, wie textile Stoffe, poröses Material, Kautschuk usw.
-
Wie in 1 dargestellt ist, weist ein herkömmlicher Nadelgreifer 1 zwei Zylinder 3a und 3b auf, die in einem Gehäuse 2 installiert sind und die so ausgerichtet sind, dass sie in Richtungen, die einander kreuzen, abwärts geneigt sind. Eine Mehrzahl von Nadeln 6a und 6b sind jeweils an Enden von Kolbenstangen 4a und 4b der Zylinder 3a und 3b durch Halterungsblöcke 5a und 5b bereitgestellt. Die Nadeln 6a und 6b sind mit vorgegebenen Neigungswinkeln θ so ausgerichtet, dass sie einander kreuzen.
-
Wenn die Stangen 4a und 4b durch die Betätigung der Zylinder 3a und 3b ausgefahren werden, ragen bei diesem herkömmlichen Aufbau die Nadeln 6a und 6b von der Unterseite des Gehäuses 2 vor und erstrecken sich nach links und nach rechts. Auf diese Weise werden die Nadeln 6a und 6b schräg in die Oberfläche eines Objekts P gesteckt, wodurch das Objekt P unter Verwendung des Nadelgreifers 1 gehalten und übertragen werden kann.
-
Der Nadelgreifer kann wirksam verwendet werden, um ein Objekt, das aus weichem Material besteht, zu übertragen. Da der herkömmliche Nadelgreifer zwei Zylinder verwendet, entstehen jedoch die folgenden Probleme.
-
Zunächst einmal ist der Aufbau des Greifers komplex, und der Greifer ist inklusive seines Gehäuses übermäßig groß.
-
Zweitens ist ein spezielles und ausgeklügeltes Design nötig, um die beiden Zylinder gleichzeitig steuern zu können, was zu einer hohen Wahrscheinlichkeit für Fehlfunktionen oder Fehler führt.
-
Drittens ist infolge davon ein großer Zeit- und Arbeitsaufwand nötig, um den Greifer herzustellen und zu betätigen.
-
Offenbarung
-
Technisches Problem
-
Demgemäß wurde die vorliegende Erfindung angesichts der oben geschilderten Probleme des Standes der Technik gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Nadelgreifers, der einfach aufgebaut ist, im Vergleich zum Stand der Technik einfach zu steuern ist und die Produktions- und Betriebskosten senkt. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erkannt, dass das oben geschilderte Ziel auf solche Weise erreicht werden kann, dass eine einzige Zylindereinheit zwei Gleitblöcke gleichzeitig steuert, und er hat die vorliegende Erfindung so ausgelegt, dass das genannte Ziel erreicht wird.
-
Technische Lösung
-
Um das genannte Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung einen Nadelgreifer, der aufweist: ein Gehäuse, in dem eine Zylindereinheit und ein Betätigungsteil organisch angeordnet sind, wobei Nadellöcher so in einer Unterseite des Gehäuses ausgebildet sind, dass Nadeln von seitlichen Blöcken durch die Nadellöcher aus dem Gehäuse ausgefahren oder in das Gehäuse eingefahren werden; wobei die einzige Zylindereinheit aufweist: einen Zylinder, der in einem oberen Ende eines mittleren Abschnitts des Gehäuses vorgesehen ist; einen Kolben, der sich im Zylinder auf und ab bewegt; und eine Stange, die sich vom Kolben zu einer vorgegebenen Position unterhalb des Zylinders erstreckt; und wobei das Betätigungsteil aufweist: ein Paar Gleitblöcke, die schräg links und rechts von einem Ende der Stange angeordnet sind, wobei die Gleitblöcke in Trapezform auseinander laufen, mit einer oder mehreren Nadeln, die in einem Ende von jedem von den beiden Gleitblöcken vorgesehen sind; und Zwischenglieder, die an ihren ersten Enden mit der Stange verbunden sind und an ihren zweiten Enden mit den jeweiligen Gleitblöcken verbunden sind, so dass eine Bewegung der Stange, die vom Zylinder erzeugt wird, über die Zwischenglieder auf die Gleitblöcke übertragen wird.
-
Vorzugsweise kann der Kolben mittels des Drucks von Druckluft, die in den Zylinder eingeführt wird, auf und ab bewegt werden. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse zwei Druckluft-Zufuhröffnungen aufweisen, die sich von einer Seitenfläche des Gehäuses in den Zylinder erstrecken.
-
Ferner kann jedes von den Zwischengliedern ein 'v'-förmiges Element mit einem Scheitel als Drehachse aufweisen, wobei das erste Ende und das zweite Ende des Zwischenglieds jeweils entgegengesetzte Enden des V-förmigen Elements bilden, die nicht am Scheitel liegen.
-
Außerdem kann der Nadelgreifer ferner einen Anschlag aufweisen, der im Boden des Gehäuses so vorgesehen ist, dass seine Höhe regulierbar ist, wobei der Anschlag sich bis zu einer vorgegebenen Position erstreckt, die an das Ende der Stange angrenzt, so dass dann, wenn die Stange sich in die vorgegebene Position bewegt, der Anschlag mit dem Ende der Stange in Berührung kommt, wodurch eine untere Grenze für einen Bewegungsbereich der Stange definiert wird.
-
Vorteilhafte Wirkungen
-
Ein Nadelgreifer gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass eine einzige Zylindereinheit zwei mit Nadeln versehene Gleitblöcke gleichzeitig steuert. Daher ist die vorliegende Erfindung dem herkömmlichen Greifer, der zwei Zylinder und ein kompliziertes Design benötigt, in Bezug auf Konstruktion, Steuerung und Wirtschaftlichkeit überlegen. Ferner hat die vorliegende Erfindung in Bezug auf den Betrieb des Greifers dahingehend Vorteile, dass die Wahrscheinlichkeit für Fehlfunktionen oder Fehler gering ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Nadelgreifer so gestaltet sein, dass ein Maß, in dem ein Gleitblock und Nadeln ausgefahren werden, auf solche Weise reguliert werden kann, dass ein Bereich, innerhalb dessen sich eine Stange bewegen kann, geändert wird. In einem Übertragungssystem kann daher der Nadelgreifer der vorliegenden Erfindung mit einem Objekt unabhängig von dem Material, der Größe, dem Gewicht usw. des Objekts fertig werden.
-
Beschreibung von Zeichnungen
-
1 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau eines herkömmlichen Nadelgreifers zeigt.
-
2 ist eine Ansicht, die eine äußere Form eines Nadelgreifers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht von 2.
-
4 ist eine Querschnittsansicht des Greifers von 2.
-
5 ist eine Ansicht, die den Betrieb des Nadelgreifers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Nadelgreifer
- 10
- Gehäuse
- 13
- Bodenplatte
- 14
- Nadelloch
- 17
- Führung
- 20
- Zylindereinheit
- 21
- Zylinder
- 22
- Kolben
- 23
- Stange
- 30
- Betätigungsteil
- 31a, 31b
- Gleitblock
- 32
- Nadel
- 33
- Zwischenglied
- 40
- Anschlag
-
Beste Ausführungsweise
-
Die oben genannten sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher. In 2 und den folgenden Zeichnungen wird ein Nadelgreifer gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Bezugszahl 100 bezeichnet.
-
Wie in 2 bis 4 dargestellt ist, weist der Nadelgreifer gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 10 und eine Zylindereinheit 20 und ein Betätigungsteil 30 auf, die organisch im Gehäuse 10 installiert sind. Der Greifer 100 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nur mit einer einzigen Zylindereinheit 20 versehen.
-
Ein Körper 11 des Gehäuses 10 weist einen Innenraum auf, der auf optimale Weise so ausgelegt ist, dass die Zylindereinheit 20 und das Betätigungsteil 30 im Körper 11 installiert und betätigt werden können. Der Körper 11 ist mit einer Seitenabdeckung 12 und einer Bodenplatte 13 verschlossen. Die Bodenplatte 13 ist der Boden des Gehäuses 10. Eine Mehrzahl von Nadellöchern 14 ist im Boden 13 des Gehäuses 10 ausgebildet. Nadeln 32 von Gleitblöcken 31a und 31b werden durch die entsprechenden Nadellöcher 14 in das Gehäuse eingefahren und daraus ausgefahren.
-
Die Nadellöcher 14 und die Nadeln 32 können anhand einer Methode konstruiert werden, das aus einer Reihe von Methoden in Anbetracht einer eins-zu-eins-Entsprechung oder einer mehrere-füreins-Entsprechung ausgewählt ist, ohne auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform beschränkt zu sein.
-
Die Zylindereinheit 20 weist auf: einen Zylinder 21, der in einem oberen Ende eines mittleren Abschnitts des Gehäuses 10 angeordnet ist, einen Kolben 22, der sich im Zylinder 21 auf und ab bewegt, und eine Stange 23, die am Kolben 22 befestigt ist und sich vom Zylinder 21 aus nach unten erstreckt. Die Stange 23 kann mit dem Kolben 22 eine Einheit bilden. Die Bezugszahl 24 bezeichnet einen Ring, der über eine äußere Umfangsfläche des Kolbens 22 gepasst ist, um zu verhindern, dass im Zylinder 21 ein Raum oberhalb des Kolbens 22 und Raum unterhalb davon miteinander kommunizieren bzw. in Verbindung stehen.
-
Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, wird der Zylinder 21 dieser Ausführungsform dadurch geschaffen, dass das obere Ende des Gehäuses 10 in zylindrischer Form ausgebildet ist. In einer anderen Ausführungsform kann ein Zylinder im Gehäuse 10 installiert werden, nachdem er getrennt davon hergestellt worden ist.
-
Ein beweglicher Block 25 ist mit einem Ende der Kolbenstange 23 verbunden. Der bewegliche Block 25 ist nur für eine bequeme Verbindung der Zwischenglieder 33 mit der Kolbenstange 23 vorgesehen. Jedoch können die Stange 23 und der bewegliche Block 25 auch als Einheit ausgebildet sein. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Tatsache beschränkt, dass der bewegliche Block 25 vorhanden sein muss. In der vorliegenden Erfindung wird der bewegliche Block 25 daher nicht als eigenständige Konstruktion betrachtet, die von der Stange 23 unabhängig ist.
-
Das Betätigungsteil 30 beinhaltet die beiden schrägen Gleitblöcke 31a und 31b, die mit dem gleichen Neigungswinkel θ auf entgegengesetzten Seiten einer Mittelachse X-X der Kolbenstange 23 symmetrisch angeordnet sind, und die Zwischenglieder 33, die eine Bewegung des Kolbens 22 auf die Gleitblöcke 31a und 31b übertragen. Greifnadeln 32 sind an einem Ende jedes Gleitblocks 31a, 31b vorgesehen.
-
Genauer sind die beiden schrägen Gleitblöcke 31a und 31b angrenzend an das Ende der Kolbenstange 23 vorgesehen, sind auf der rechten und der linke Seite symmetrisch zueinander angeordnet und sind so ausgerichtet, dass sie den gleichen Neigungswinkel θ aufweisen. Die beiden schrägen Gleitblöcke 31a und 32b gleiten aufgrund der Bewegung des Kolbens 22 so, dass sie trapezförmig auseinander laufen. Um für eine ungehinderte Gleitbewegung der schrägen Gleitblöcke 31a und 31b zu sorgen, sind im Körper 11 des Gehäuses 10 vorzugsweise Führungen 17 ausgebildet, die Positionen und Neigungswinkel θ der Blöcke 31a und 31b vorab festlegen.
-
Die Greifnadeln 32 sind in Längsrichtung im Ende jedes Gleitblocks 31a, 31b so vorgesehen, dass dann, wenn die Blöcke 31a und 31b auseinander fahren, die Greifnadeln 32 mit vorgegebenen Winkeln in eine Oberfläche eines Objekts gesteckt werden können.
-
Ein erstes Ende 35 jedes Zwischenglieds 33 ist mit der Stange 23 verbunden, und ein zweites Ende 36 ist mit dem entsprechenden Block 31a, 31b verbunden. Somit wird die Bewegung des Kolbens 22 von den Zwischengliedern 33 auf die Blöcke 31a und 31b übertragen. Genauer ist jedes der Zwischenglieder 33 ein 'v'-förmiges Element mit einem Scheitel 34 als Drehachse. Das erste Ende 35 und das zweite Ende 36 bilden jeweils einander entgegengesetzte Enden des V-förmigen Elements, die nicht am Scheitel 34 liegen.
-
Vorzugsweise sind die Verbindung zwischen dem ersten Ende 35 des Zwischenglieds 33 und der Stange 23 und die Verbindung zwischen dem zweiten Ende 36 und dem entsprechenden Gleitblock 31a, 31b als Kugelgelenk-Verbindung ausgeführt.
-
Der Nadelgreifer 100 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ferner einen Anschlag 40 auf, der das Maß, in dem die Nadeln 32 aus dem Gehäuse 10 ausgefahren werden, reguliert. Der Anschlag 40 ist an einem mittleren Abschnitt des Bodens des Gehäuses 10 so angebaut, dass seine Höhe reguliert werden kann. Der Anschlag 40 erstreckt sich angrenzend an das Ende der Stange 23 entlang der Mittelachse X-X. Wenn die Kolbenstange 23 ausgefahren wird, kommt der Anschlag 40 mit dem Ende der sich bewegenden Kolbenstange 23 in Berührung. Somit dient der Anschlag 40 dazu, einen Bewegungsbereich der Stange 23 zu beschränken. Genauer definiert er eine untere Grenze des Bewegungsbereichs. Das Maß, in dem die Greifnadeln 32 aus dem Gehäuse 10 ausgefahren werden, kann durch Regulieren der Höhe des Anschlags 40 gesteuert werden.
-
Obwohl für den dargestellten Anschlag 40 eine Schraubverbindungsmethode verwendet worden ist, um eine bequeme Installation und Höhenregulierung zu ermöglichen, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Methode beschränkt.
-
Das Betätigungsteil 30 wird abhängig von der Bewegung des Kolbens 22 der Zylindereinheit 20 betätigt. In dieser Ausführungsform bewegt sich der Kolben mittels des Drucks von Druckluft, die in den Zylinder 21 eingeführt wird, auf und ab. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 10 zwei Öffnungen 15 und 16 auf für die Zufuhr von Druckluft, die sich von der Seitenfläche des Körpers 11 in den Zylinder 21 hinein erstrecken und im Zylinder 21 jeweils mit dem oberen Raum oberhalb des Kolbens 22 und dem unteren Raum unterhalb des Zylinders in Verbindung stehen.
-
Wie in 3 dargestellt ist, wird jede Nadel 32 mit einem Bolzen 38, der in einem entsprechenden von seitlichen Bolzenlöchern 37, die in der Seitenfläche des Gleitblocks 31a, 31b ausgebildet sind, festgezogen wird, an dem entsprechenden Gleitblock 31a, 31b befestigt. Umgekehrt kann die Nadel 32 durch Lockern des Bolzens 38 gelöst werden, damit die Nadel 32 aus dem Gleitblock 31a, 31b entfernt oder durch eine andere ersetzt werden kann. Löcher 19, die Platz zum Arbeiten schaffen, sind in der Seitenabdeckung 12 des Gehäuses 10 an Stellen ausgebildet, die den Bolzen 38 entsprechen, damit ein Anwender die Bolzen handhaben kann. Die Arbeit, um die Bolzen 38 mittels eines Werkzeugs (z. B. eines Schraubenschlüssels) festzuziehen/zu lockern, kann aufgrund der Platz zum Arbeiten schaffenden Löcher 19 durchgeführt werden.
-
Wie in 5 dargestellt ist, ist ein Anschluss 18 an jeder Zufuhröffnung 15, 16 angebaut, um eine Druckluft-Zufuhrleitung anzuschließen und um Druckluft problemlos in den Zylinder 10 einführen zu können. Die Zufuhr von Druckluft wird von einem separaten Luftzufuhrsystem auf solche Weise gesteuert, dass die Druckluft abwechselnd in das erste Loch 15 und in das zweite Loch 16 eingeführt wird. Um das Objekt P übertragen zu können, wird der Nadelgreifer 100 der vorliegenden Erfindung zuerst so angeordnet, dass der Boden 11 mit der Oberfläche des Objekts P in Berührung kommt.
-
In diesem Zustand wird Druckluft zuerst durch die erste Zufuhröffnung 15 in den Zylinder 21 eingeführt. Die Druckluft, die in den Zylinder 21 eingeführt worden ist, drückt auf die Oberseite des Kolbens 22. Dann bewegen sich der Kolben 22 und die Stange 23 abwärts (in Richtung des Pfeils ➀), bis das Ende der Stange 23 mit dem Anschlag 40 in Berührung kommt, der unterhalb der Stange 23 angeordnet ist.
-
Dadurch werden die 'V'-förmigen Zwischenglieder 33, deren erste Enden 35 mit der Kolbenstange 23 verbunden sind, an den Scheiteln 34 gedreht. Hierbei wird jedes Verbindungselement 33 entsprechend der Bewegungsrichtung der Kolbenstange 23 nach unten gedreht (in Richtung des Pfeiles ➁). Wenn sich die Zwischenglieder 33 nach unten drehen, bewegen sich die Gleitblöcke 31a und 31b, die mit den zweiten Enden der Zwischenglieder 33 verbunden sind, schräg nach unten entlang der Führungen 17 und fahren trapezförmig nach außen (in Richtung eines Pfeiles ➂).
-
Wenn die Gleitblöcke 31a und 31b auseinander fahren, ragen die Greifnadeln 32, die an den Enden der Blöcke 31a und 31b vorgesehen sind, vom Boden 13 des Gehäuses 10 durch die Nadellöcher 14 vor und werden in die Oberfläche des Objekts P gesteckt. Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, werden die Nadeln 32 der beiden Gleitblöcke 31a und 31b in entgegengesetzten Richtungen in das Objekt P gesteckt, wodurch das Objekt P unter Verwendung des Nadelgreifers 100 der vorliegenden Erfindung gehalten, angehoben und übertragen werden kann.
-
Abhängig von der Art, dem Material, der Größe usw. des Objekts P ist es notwendig, das Maß zu steuern, in dem die Greifnadeln 32 aus dem Gehäuse 10 ausgefahren werden. In dieser Ausführungsform kann das Maß, in dem die Greifnadeln 32 ausgefahren werden, durch Drehen des Anschlags 40 nach links oder nach rechts und Regulieren der Höhe des Anschlags 40 eingestellt werden. Das heißt, wenn die Höhe des Anschlags 40 reguliert wird, ändert sich die untere Grenze des Bewegungsbereichs der Stange 23, wodurch sich auch die Strecke ändert, über welche sich die Gleitblöcke 31a und 31b, die mit der Stange 23 durch die Zwischenglieder 33 verbunden sind, bewegen können, wodurch das Maß, in dem die Greifnadeln ausgefahren werden, reguliert wird.
-
Nachdem die Übertragung des Objekts P abgeschlossen worden ist, wird Druckluft durch die zweite Zufuhröffnung 16 in den Zylinder eingeführt. Die Druckluft, die durch die zweite Zufuhröffnung 16 in den Zylinder 21 eingeführt worden ist, drückt auf die Unterseite des Kolbens 22. Dann bewegen sich der Kolben 22 und die Stange 23 nach oben (in einer Richtung, die der Richtung des Pfeils ➀ entgegengesetzt ist). Die 'V'-förmigen Zwischenglieder 33, deren erste Enden 35 mit der Kolbenstange 23 verbunden sind, werden durch die Bewegung der Stange 23 an den Scheiteln 34 gedreht.
-
Natürlich bewegt sich jedes Verbindungselement 33 entsprechend der Bewegungsrichtung der Kolbenstange 23 nach oben (in einer Richtung, die der Richtung des Pfeiles ➁ entgegengesetzt ist). Wenn sich die Zwischenglieder 33 nach oben drehen, bewegen sich die Gleitblöcke 31a und 31b, die mit den jeweiligen zweiten Enden der Zwischenglieder 33 verbunden sind, entlang der Führungen 17 nach oben (in einer Richtung, die der Richtung des Pfeiles ➂ entgegengesetzt ist), wodurch der Bereich, über den sie auseinanderlaufen, verkleinert wird.
-
Wenn die Gleitblöcke 31a und 31b sich einander nähern, werden die Nadeln 32, die nach außen gefahren worden sind, in das Gehäuse 10 eingefahren. Da das Objekt P zu dieser Zeit mit der Unterseite 13 des Gehäuses 10 in Berührung steht, wird das Objekt von den Nadein 32 gelöst, ohne vom Übertragungsort wegbewegt zu werden. Anschließend bereitet sich der Nadelgreifer 100 der vorliegenden Erfindung auf die nächste Übertragung vor.
