DE19817323B4

DE19817323B4 - Sauggreifer

Info

Publication number: DE19817323B4
Application number: DE1998117323
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr. Schmalz; Wolfgang Schmalz; Ralf Stockburger
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 1998-04-18
Filing date: 1998-04-18
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2018-04-19
Also published as: DE19817323A1

Abstract

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.

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 ensprechend 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 ovaler Saugplatte beeinträchtigen oder diese ganz außer Kraft setzen kann.

Außerdem ist aus der DE 17 83 684 U1 eine Übergabevorrichtung mit Sauggreifer bekannt, bei der eine Saugplatte mit Gelenklagerung vorgesehen ist. Aus der DE 30 36 116 C2 ist eine kardanische Lagerung für Sauggreifer bekannt. Dort sind auch Kugel- und Kegelgelenke offenbart.

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:

1 einen vertikalen Teillängsschnitt durch den mittleren Teil des Sauggreifers;

2 und 3 jeweils Darstellungen gemäß 1, wobei Saugplatte und Verbindungsstück in unterschiedlichen Winkellagen 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 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 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 2 und 3).

Wird hierbei der Auslenkwinkel α (siehe 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 kontinuirlich 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 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

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.
Sauggreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsstück (24) und elastischer Körper (28) durch einen die Saugplatte (12) durchdringenden Saugkanal (42) durchsetzt sind.
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.
Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (24) mit der Hubvorrichtung verschraubbar ist.
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.
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.
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).
Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (24) als Flanschhülse ausgebildet ist.
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.
Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper aus Metall besteht und wellrohr- oder balgartig ausgebildet ist.
Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper (28) aus elastomerem Material, wie Gummi, besteht.
Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den elastischen Körper (28) wenigstens eine Gewebeeinlage integriert ist.
Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Körper (28) ringscheibenförmig ausgebildet ist.
Sauggreifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Betätigen des Gelenks (26) der Schnittpunkt der Achse der Träger-Flanschhülse (34) und der Achse der Flanschhülse (40) sich bei zunehmendem Schwenkwinkel (α, β) in Richtung der Werkstückfläche (22) verlagert.