DE19817323A1 - Sauggreifer - Google Patents
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Abstract
Es ist Aufgabe der Erfindung, für das Anpassen von Sauggreifern an die Lage von Werkstückflächen ein kinematisch günstiges Gelenk zu schaffen, dessen Herstellung preisgünstig ist und mit dem sich bereits vorhandene Sauggreifer ohne besondere Umstände nachrüsten lassen. DOLLAR A Diese Aufgabe wird mittels eines Gelenkes gelöst, das einen elastischen Körper, vorzugsweise in Form einer Gummischeibe, aufweist, der sowohl mit dem Sauggreifer als auch mit einem den Sauggreifer mit einer Hubvorrichtung verbindenden Verbindungsstück drehfest verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Sauggreifer in einer im
Oberbegriff des Anspruches 1 erläuterten Bauart.
Sauggreifer dieser Ausführungsform sind bekannt und werden von
der Anmelderin hergestellt und vertrieben.
Sie sind derart konzipiert, dass sich ihre durch ein Formteil
aus Gummi bestehende Saugplatte mit ihrer Dichtlippe auch dann
an einer Fläche eines mittels einer Hubvorrichtung zu
transportierenden Werkstückes durch Ansaugen festlegen lässt,
wenn diese Fläche im Raum so orientiert ist, dass sie, bezogen
auf die Hubrichtung des Sauggreifers, von einer zur
Hubrichtung senkrechten Lage abweicht.
Diese selbsttätige Lageanpassung des Sauggreifers an
Werkstückflächen wird mittels eines sphärischen Gelenkes
erreicht, das einen kugel- oder teilkugelförmigen Gelenkteil
aufweist, der an das freie Ende des den Sauggreifer tragenden
Verbindungsstückes angeformt ist.
Dieser Gelenkteil ist mit einer zentralen, konischen
Ausnehmung eines in die Saugplatte integrierten, starren
Trägers in Eingriff und wird darin durch einen auf den Träger
aufgeschraubten und am sphärischen Gelenkteil formschlüssig
anliegenden Sicherungsring spielfrei, jedoch verdrehbar
gehalten. Der Sauggreifer ist dadurch am Verbindungsstück
taumelfähig angeordnet.
Die Fertigung und die Montage eines derartigen Gelenkes ist
mit entsprechend großer Präzision vorzunehmen, was material- und
zeitaufwendig ist und bei der Herstellung solcher
Sauggreifer kostenmäßig entsprechend zu Buche schlägt.
Dabei erfordert diese Art der Anlenkung einen speziellen
Aufbau des Sauggreifers, weshalb es nicht möglich ist,
Sauggreifer in einer anderen Ausbildung zum Zwecke einer
selbsttätigen Anpassung an unterschiedliche Lagen von
Werkstückflächen mit einem solchen Gelenk nachzurüsten.
Des weiteren befindet sich der sphärische Gelenkteil
konstruktionsbedingt in einem axialen Abstand zur Dichtlippe
der Saugplatte, woraus der Nachteil resultiert, dass während
einer Schwenkbewegung des Sauggreifers zur Anpassung seiner
Lage an die Winkellage der Werkstückfläche dessen Dichtlippe,
aufgrund des aus dem Abstand des Gelenkpunktes zur
Werkstückoberfläche gegebenen Hebelarmes, zugleich relativ zur
Werkstückfläche verschoben wird, um, mit Bezug auf die
Hubrichtung, zumindest teilweise einen radialen und ggf. auch
axialen Versatz auszugleichen. Durch solche Radialbewegungen
der ringförmigen Dichtlippe wird die Standzeit des
Sauggreifers herabgesetzt.
Um dieses kinematische Problem besser in den Griff zu
bekommen, hat man den Abstand des Gelenkpunktes zur
Werkstückoberfläche dadurch möglichst klein gehalten, dass der
sphärische Gelenkteil in der Saugplatte entsprechend tief
gelagert wurde. Dadurch müsste aber der Durchmesser des kugel- oder
teilkugelförmigen Gelenkteils stark reduziert werden, was
mit einer entsprechenden Verringerung der mittels der
Hubvorrichtung zu handhabenden Maximallast zu erkaufen war.
Die taumelfähige Anlenkung der Saugplatte am Verbindungsstück
erfordert außerdem ein spezielles Rückstellmittel, wie eine
Feder, um den Sauggreifer in seiner Ausgangslage in einer zur
Achse des Verbindungsstückes senkrechten Ebene zu halten.
Schließlich ist ohne spezielle Anschlagmittel nicht zu
vermeiden, dass sich der Sauggreifer relativ zum
Verbindungsstück verdrehen kann, was insbesondere die Funktion
von Sauggreifern mit oval er Saugplatte beeinträchtigen oder
diese ganz außer Kraft setzen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen
Sauggreifer mit den im Oberbegriff des Anspruches erläuterten
Merkmalen ein Gelenk anzugeben, das sich durch konstruktive
Einfachheit auszeichnet und mit dessen Hilfe sich die
vorstehend erläuterten Nachteile vermeiden lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäß zwischen Verbindungsstück und
Sauggreifer vorgesehene, drehfeste Anordnung eines elastischen
Körpers konnte ein Gelenk geschaffen werden, das optimale
Voraussetzungen zur Behebung der oben erläuterten Nachteile
der bekannten, gattungsgleichen Sauggreiferkonstruktion
bietet.
In kinematischer Hinsicht ermöglicht die Erfindung, aufgrund
der Elastizität des elastischen Körpers, eine Gelenkanordnung
außerhalb der Saugplatte, also in relativ großem Abstand von
der anzusaugenden Werkstückoberfläche, ohne dass dies bei
entsprechender Winkellage des Werkstückes zu einer
verschleißfördernden Radialverlagerung der Saugplatte auf der
Werkstückoberfläche führen kann.
Ein weiterer Vorteil dieser durch die Erfindung ermöglichten
Gelenkanordnung bietet sich in einer einfach und schnell
durchführbaren Gelenkmontage sowie in der Möglichkeit,
vorhandene Sauggreifer, deren Saugplatte mit dem
Verbindungsstück bzw. der Hubvorrichtung starr verbunden ist,
ohne Probleme durch ein Zwischenschalten des elastischen
Körpers zwischen diese Teile mit einem Taumelgelenk nachrüsten
zu können.
Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft des elastischen Körpers
besteht darin, dass bei durchzuführenden Werkstückdrehungen
eine weitgehend starre Drehverbindung zwischen Sauggreifer und
Hubvorrichtung gegeben ist, so dass auf eine Verdrehsicherung
zwischen Sauggreifer und Verbindungsstück verzichtet werden
kann.
Dabei sind auf dem Markt elastische Körper in verschiedenster
Ausführung als Fertigteile erhältlich, so dass sich die Kosten
solcher Gelenkverbindungen auf niedrigstem Niveau halten
lassen.
So kann der elastische Gelenkkörper bspw. aus Metall bestehen
und wellrohr- oder balgartig ausgebildet sein. Bevorzugt
findet ein elastischer Körper aus elastomerem Material
Verwendung, der insbesondere aus Gummi besteht, in den als
Verstärkung wenigstens eine Gewebeeinlage integriert sein
kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von
Unteransprüchen, wobei die durch deren Merkmale erzielbaren
Vorteile in Verbindung mit der Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles eines in der Zeichnung gezeigten,
erfindungsgemäßen Sauggreifers erläutert sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Teillängsschnitt durch
den mittleren Teil des Sauggreifers;
Fig. 2 und 3 jeweils Darstellungen gemäß Fig. 1, wobei
Saugplatte und Verbindungsstück in
unterschiedlichen Winkel lagen zueinander
dargestellt sind.
In der Zeichnung ist als Ganzes mit 10 ein Sauggreifer
bezeichnet, wie er zum Anheben und/oder Transportieren von
Lasten, insbesondere von Werkstücken, eingesetzt wird. Dessen
Saugplatte 12 weist einen starren, insbesondere metallischen
Träger 13 auf, an dessen Unterseite ein Saugring 14 aus
elastischem Material, insbesondere Gummi, in geeigneter Weise
befestigt ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel greift dieser Saugring
14 in untere, stirnseitige, hinterschnittene Trägerringnuten
16, 18 ein und ist am Träger 13 befestigt.
Der Sauggreifer 10 ist z. B. rotationssymmetrisch ausgebildet;
er kann, je nach Einsatzzweck, auch jede andere geeignete
Umfangsform aufweisen und bspw. oval gestaltet sein.
Der Saugring 14 ist mit einer im Querschnitt sich nach radial
außen verschlankenden Dichtlippe 20 ausgestattet, mit der er
z. B. auf eine ebene Werkstückfläche 22 aufsetzbar und durch
einen innerhalb der Dichtlippe 20 wirksam werdenden Unterdruck
an dieser zwecks eines Werkstücktransports haftend festlegbar
ist.
Der Sauggreifer 10 ist über ein Verbindungsstück 24 an eine
nicht gezeigte Hub- und Transportvorrichtung anbaubar, wobei
er am Verbindungsstück 24 mittels eines Gelenkes 26 in alle
Richtung abkippbar angelenkt ist.
Dieses Gelenk 26 bildet ein sogenanntes Flexgelenk, dessen
elastischer Gelenkkörper 28 verschieden gestaltet sein kann.
Wie bereits erläutert wurde, könnte der Gelenkkörper 28 aus
Metall gefertigt und bspw. in Art einer Federwendel oder
balgartig ausgebildet sein.
Der Gelenkkörper 28 besteht jedoch vorzugsweise aus
elastomerem Material, insbesondere Gummi, und ist an einander
zugekehrten, ebenen Befestigungsflächen von Sauggreifer 10 und
Verbindungsstück 24 bevorzugt durch Anvulkanisieren befestigt.
Der Gelenkkörper 28 kann bspw. durch einen entsprechend
bemessenen, geschlossenen Gummiblock gebildet sein, der so
dimensioniert ist, dass, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt,
entsprechende Winkelverlagerungen zwischen den Teilen 10 und
24 möglich sind, um ein selbsttätiges Anpassen der Lage des
Sauggreifers 10 an eine im Raum unter einem von der
Senkrechten zur Hubrichtung des Sauggreifers 10 abweichenden
Winkellage der Werkstückfläche 22 zu ermöglichen.
Wie gezeigt, ist der Gummigelenkkörper 28 zwischen den
einander zugekehrten Stirnflächen von jeweils einem
endseitigen Außenflansch 30 bzw. 32 durch Vulkanisieren
gehalten. Die Außenflansche 30, 32 bilden jeweils einen Teil
einer Flanschhülse, von denen die eine das ein Außengewinde
aufweisende Verbindungsstück 24 bildet, während die andere,
mit 36 bezeichnete, mit einem Außengewinde in eine zentrale
Gewindebohrung 36 des Trägers 12 eingeschraubt ist. Zur
vakuumdichten Verbindung von Träger 12 und Flanschhülse 34 ist
zwischen Trägeraußenseite und Außenflansch 32 ein auf die
Flanschhülse 34 aufgesteckter Dichtring 38 eingespannt.
Eine weitere Flanschhülse ist mit 40 bezeichnet. Sie ist in
ein axiales Innengewinde des Verbindungsstückes 24
eingeschraubt und bildet ein den Gelenkkörper 28 mit radialem
Abstand durchsetzendes und mit seinem Flanschende in die
Flanschhülse 34 eingreifendes, axiales Ansatzstück des
Verbindungsstückes 24, dessen Funktion noch erläutert wird.
Die Teile 24, 28, 34 und 40 bilden gemeinsam eine von einem
Axialkanal 42 durchsetzte Baueinheit, die den Vorteil bietet,
dass durch sie hindurch zugleich das innerhalb des Saugringes
14 benötigte Vakuum wirksam werden und somit darauf verzichtet
werden kann, am Sauggreifer 10 noch eine, zum Verbindungsstück
24 externe, spezielle Unterdruckleitung anschließen zu müssen.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist an die Flanschhülse 40
an deren unteres Hülsenende ein Außenflansch 44 angeformt,
dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser
der Flanschhülse 34. Des weiteren ist diesem Außenflansch 44
innerhalb der Flanschhülse 34 ungefähr in der Ebene ihres
Außenflansches 32 ein durch eine angeformte Innenringschulter
46 gebildeter Anschlag zugeordnet, zu dem der Außenflansch 44
einen Gegenanschlag bildet.
Dieser Gegenanschlag 44 begrenzt bei der Aufnahme einer
relativ großen Last die Axialdehnung bzw. Zugbelastung des
Gelenkkörpers 28 und bildet somit eine mechanische Sicherung.
Damit eine Anpassung des Sauggreifers 10 an die räumliche Lage
einer Werkstückfläche 22 möglich ist, ohne dass die hierzu
notwendige Deformation des Gummigelenkkörpers 28 durch die
Flanschhülse 40 beeinträchtigt wird, ist der Gummigelenkkörper
28 vorzugsweise als Ringscheibe ausgebildet, deren
Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der
Flanschhülse 40.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, kommt dabei dem
Außenflansch 44 der Flanschhülse 40 noch eine weitere,
wesentliche Bedeutung zu.
Der Gummigelenkkörper 28 definiert einen mit 48 bezeichneten
Gelenkpunkt, der sich bei einer Lage des Sauggreifers 10 in
einer zur Längsachse 50 des Verbindungsstückes 24 senkrechten
Ebene a-a zu dieser in einem Abstand b bzw. im Schwerpunkt des
Gummigelenkkörpers 28 befindet (siehe Fig. 1).
Im Falle einer notwendig werdenden Anpassung der Lage des
Sauggreifers 10 an eine Schräglage einer Werkstückfläche 22
geht dies zwangsläufig mit einer unter Druck- oder
Zugbelastung erfolgenden Verformung des Gummigelenkkörpers 28
um den Gelenkpunkt 48 einher (siehe Fig. 2 und 3).
Wird hierbei der Auslenkwinkel α (siehe Fig. 2) zwischen den
Teilen 12 und 24 so groß, dass der Außenflansch 44 der
Flanschhülse 40 die Innenumfangsfläche 52 der Flanschhülse 34
berührt, kommt dadurch noch ein spezieller kinematischer
Effekt zur Wirkung, in dem sich der Gelenkpunkt 48 bei
weiterer Auslenkung kontinuierlich in Richtung auf die
Werkstückfläche 22 verlagert und sich dabei die Größe des
Abstandes b, bspw. im Falle eines Auslenkwinkels β, zu b'
verkleinert (siehe Fig. 3).
Diese Verlagerung des Gelenkpunktes bietet den Vorteil, dass
radialer und ggf. axialer Versatz bei der Hubbewegung des
Sauggreifers 10 zum Ansetzen desselben an eine Werkstückfläche
22 im Wesentlichen ausgeglichen wird und somit dessen
Dichtlippe 20 auf dieser keine verschleißfördernde oder ggf.
nur noch eine vernachlässigbar kleine Verschiebebewegung
durchzuführen hat. Außerdem schafft der Gummigelenkkörper 28
eine wirksame Verdrehsicherung zwischen Verbindungsstück 24
und Sauggreifer 10.
Claims (14)
1. Sauggreifer (10), mit einer an einer Unterdruckquelle
anschließbaren und eine Dichtlippe (20) aus elastischem
Material aufweisenden Saugplatte (12), die über ein an
ihr angeordnetes Verbindungsstück (24) an einer
Hubvorrichtung befestigbar ist, wobei Saugplatte (12) und
Verbindungsstück (24) über ein Gelenk (26) taumelfähig
miteinander verbunden sind, von dem Gelenkteile (30, 32)
sowohl am Verbindungsstück (24) als auch am Sauggreifer
(10) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass das
Gelenk (26) einen elastischen Körper (28) aufweist, der
zwischen Verbindungsstück (24) und Sauggreifer (10)
angeordnet und mit beiden drehfest verbunden ist.
2. Sauggreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
Verbindungsstück (24) und elastischer Körper (28) durch
einen die Saugplatte (12) durchdringenden Saugkanal (42)
durchsetzt sind.
3. Sauggreifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der elastische Körper (28)
einerseits an der freien Stirnfläche eines endseitigen
Außenflansches (30) des Verbindungsstückes (24) und
andererseits an einer Befestigungsfläche eines starren
Trägers (13) des Sauggreifers (10) gehalten ist, an dem
ein die Dichtlippe (20) tragender Saugring befestigt ist.
4. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (24)
mit der Hubvorrichtung verschraubbar ist.
5. Sauggreifer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die trägerseitige Befestigungsfläche durch die freie
Stirnfläche eines endseitigen Außenflansches (32) einer
in den Träger (13) abgedichtet eingeschraubten, diesen
durchsetzenden Flanschhülse (34) gebildet ist.
6. Sauggreifer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
von der freien Stirnfläche des Außenflansches (30) des
Verbindungsstückes (24) axial eine zweite den elastischen
Körper (28) mit radialem Abstand durchsetzende
Flanschhülse (40) ab- und in die Flanschhülse (34) des
Trägers (13) des Sauggreifers (10) hineinragt, die
endseitig einen Außenflansch (44) trägt, dem in axialem
Abstand innerhalb der Träger-Flanschhülse (34) im Bereich
ihres den Außenflansch (32) tragenden Hülsenendes als
Anschlag (46) eine Innenringschulter zugeordnet ist.
7. Sauggreifer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der Außenflansch (44) der vom Verbindungsstück (24) axial
abragenden Flanschhülse (40) einen Außendurchmesser
aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser der
Träger-Flanschhülse (34).
8. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (24)
als Flanschhülse ausgebildet ist.
9. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (24) und die
von diesem axial abragende Flanschhülse (40) miteinander
verschraubt sind.
10. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper aus
Metall besteht und wellrohr- oder balgartig ausgebildet
ist.
11. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der elastische Körper (28) aus
elastomerem Material, wie Gummi, besteht.
12. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in den elastischen Körper
(28) wenigstens eine Gewebeeinlage integriert ist.
13. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper (28)
ringscheibenförmig ausgebildet ist.
14. Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass beim Betätigen des Gelenks
(26) der Gelenkpunkt (48) sich bei zunehmendem
Schwenkwinkel (α, β) in Richtung der Werkstückfläche (22)
verlagert.
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