DE202011105725U1

DE202011105725U1 - Lochgreifer

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Publication number: DE202011105725U1
Application number: DE202011105725U
Authority: DE
Original assignee: Schunk GmbH and Co KG
Current assignee: Schunk GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2011-12-19
Anticipated expiration: 2021-09-17

Abstract

Loch-Greifer (10) mit einem Gehäuse (12), mit wenigstens einer einen Druckraum (14) begrenzenden, bei Druckbeaufschlagung des Druckraums (14) elastisch verformbaren Membran (16) und mit einer mit der Membran verbundenen Backe (24), wobei die Backe (24) bei Druckbeaufschlagung des Druckraums (14) in radialer Richtung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12), die Membran (16) und die Backe (24) einstückig ausgebildet sind und dass die Anschlagabschnitte (32, 34) derart vorgesehen sind, dass die Backe (24) in radial ausgefahrener Position eine definierte Ausfahrendlage einnehmen kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lochgreifer mit einem Gehäuse, mit wenigstens einer einen Druckraum begrenzenden, bei Druckbeaufschlagung des Druckraums elastisch verformbaren Membran und mit einer mit der Membran verbundenen Backe, wobei die Backe bei Druckbeaufschlagung des Druckraums in radialer Richtung verlagerbar ist.
Derartige Lochgreifer sind beispielsweise aus der DE 41 34 478 C2 vorbekannt. Dort ragen die Backen in Form von Fingern durch den Gehäusemantel des Greifers hindurch. Der Greifer ist zudem mehrteilig aufgebaut.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bekannten Greifer so weiterzubilden, dass er zum einen einfach herstellbar und zum anderen funktionssicher arbeitet und insbesondere gewährleistet werden kann, dass die Backen eine definierte Einfahrlage einnehmen.
Diese Aufgabe wird durch einen Lochgreifer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Gehäuse, die Membran und die Backe einstückig ausgebildet sind und dass die Anschlagabschnitte derart vorgesehen sind, dass die Backe in radial ausgefahrener Position eine definierte Ausfahrendlage einnehmen kann.
Dadurch, dass das Gehäuse, die Membran und die Backe, und gegebenenfalls auch weitere Teile des Greifers, einstückig ausgebildet sind, ist eine Dichtheit in hohem Maße gewährleistet. Der Greifer kann dadurch funktionssicher arbeiten. Zudem wird durch Vorsehen der insbesondere am Gehäuse angebrachten Anlageabschnitte erreicht, dass eine definierte Lage der Backen vorgegeben werden kann.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Anschlagabschnitte derart vorgesehen sind, dass die Backe in radial eingefahrener Position eine definierte Einfahrendlage einnehmen kann. Die Anschlagabschnitte weisen dabei eine Doppelfunktion auf, zum einen definieren sie die Einfahrendlage und zum anderen definieren sie die Ausfahrendlage. Zur Definition der Ausfahrendlage wirkt die Membran vorzugsweise gegen die Anschlagabschnitte.
Zudem ist vorteilhaft, wenn die Anschlagabschnitte derart ausgebildet sind, dass eine Beschädigung der Membran bei unerwünschtem Überdruck im Druckraum vermieden wird. Dies trägt zur erhöhten Funktionssicherheit des Greifers bei.
Vorteilhafterweise sind die Anschlagabschnitte derart angeordnet, dass sie wenigstens abschnittsweise zwischen der Membran und der Backe vorgesehen sind.
Ferner ist denkbar, dass das Gehäuse eine Backenausnehmung derart aufweist, dass die Backe in der Einfahrendlage bündig mit dem Gehäuse abschließt oder gegenüber dem Gehäuse in radialer Richtung zurückversetzt angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass ein axiales Einführen des Lochgreifers in das Loch erfolgt, ohne dass die Backe auf die Lochkontur auftrifft oder an ihr verhakt.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Eigenspannung der Membran derart ist, dass die Backe bei drucklosem Druckraum in Richtung Einfahrendlage verfährt. Bei dieser Ausbildung sind keine zusätzlichen Mittel erforderlich, die die Backe rückstellen. Allerdings ist denkbar, dass Federelemente vorgesehen sind, die die Backe in die Einfahrendlage drängen. Ferner ist denkbar, dass der Druckraum mit Unterdruck beaufschlagt wird, um ein Rückführen der Backen zu ermöglichen.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Membran über einen Verbindungsabschnitt mit der Backe derart verbunden ist, dass zwischen der Membran und der Backe ein Spaltraum vorgesehen ist. Dadurch kann erreicht werden, dass insbesondere die Abschnitte der Membran, die um den Verbindungsabschnitt herumliegen, elastisch ausgebildet werden können, um die Membran bei Druckbeauschlagung zu verformen. Dennoch kann die Backe gegen ein geeignetes Werkstück wirken.
Ferner ist denkbar, dass der Spaltraum als um den Verbindungsabschnitt umlaufender, in vom Verbindungsabschnitt abgewandter Richtung offener Ringspaltraum ausgebildet ist. Durch diese Anordnung ergibt sich eine vergleichsweise große Flexibilität der Membran. Dennoch kann die Backe vergleichsweise groß ausgebildet werden.
Zudem ist denkbar, dass sich der Verbindungsabschnitt im mittleren Bereich der Membran und/oder mittleren Bereich der Backe befindet.
Zur Realisierung der definierten Einfahrendlage und/oder Ausfahrendlage ist vorteilhaft, wenn die Anlageabschnitte in den Spaltraum eingreifen und vorzugsweise parallel zur Mittellängsachse des Loch-Greifers verlaufend ausgebildet sind.
Die Anlageabschnitte können dabei insbesondere von Stegabschnitten gebildet werden, wobei vorzugsweise zwei gegenüberliegende, weiter vorzugsweise von axial oben und axial unten in den Spaltraum eingreifende Stegabschnitte vorgesehen sind. Die Stegabschnitte erstrecken sich dabei vorzugsweise entlang einer geraden Linie und verlaufen parallel zur Mittellängsachse des Lochgreifers.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung sieht vor, dass die mit der Membran verbundene Backe in Vorderansicht auf die Backe die Membran ganz oder wenigstens weitgehend überdeckt. Hierdurch wird die Membran durch die Backe geschützt, wodurch Beschädigungen der Membran vorgebeugt wird.
Ferner ist denkbar, dass der Druckraum im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig ausgebildet ist und von drei Membranen begrenzt wird, wobei jede Membran mit einer Backe zusammenwirkt. Aufgrund der Dreiecksausbildung wirken die drei Backen symmetrisch auf das zu greifende Werkstück, wodurch ein definiertes Greifen möglich wird.
Dabei ist denkbar, dass der Lochgreifer im Querschnitt eine im Wesentlichen runde Außenkontur aufweist, wobei sich jede Backe über einen Bereich von 60° bis 120° und vorzugsweise über einen Bereich von 80° bis 95° erstreckt. Zwischen den Backen können sich dann in axialer Richtung verlaufende Längsstege erstrecken, die Teil des Gehäuses sind. Jeweils zwischen zwei Längsstegen befindet sich dann eine Backe.
Vorteilhafterweise sind die funktionswesentlichen Bestandteile des Lochgreifers alle einstückig ausgebildet und vorzugsweise aus dem gleichen Material. Das Gehäuse, die Membran und die Backe und gegebenenfalls weitere Bestandteile des Lochgreifers sind dabei vorzugsweise in einem generativen Herstellungsverfahren hergestellt. Unter generativen Herstellungsverfahren werden auch als Rapid Prototyping bezeichnete Verfahren zur schnellen und kostengünstigen Fertigung von Modellen, Mustern oder Prototypen verstanden. Die Fertigung erfolgt dabei auf Basis rechnerinterner Datenmodelle aus formlosem oder formneutralem Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse. Gerade ein solches Fertigungsverfahren hat sich bei Lochgreifern als besonders geeignet herausgestellt.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Lochgreifer; und
2 einen Querschnitt durch den Lochgreifer gemäß Figur 1.
In der 1 ist ein Längsschnitt durch einen Lochgreifer 10 dargestellt, der ein Gehäuse 12 und einen im Gehäuse 12 vorgesehenen Druckraum 14 umfasst. Der Druckraum 14 wird von insgesamt drei elastisch verformbaren Membranen 16 begrenzt. Der Druckraum 14 ist über eine Verbindungsleitung 18 mit einem Anschlussabschnitt 20, an den eine externe Druckleitung angeschlossen werden kann, verbunden. Der Anschlussabschnitt 20 befindet sich dabei innerhalb eines an dem Gehäuse 12 vorgesehenen Gewindebolzens 21.
Bei Druckbeaufschlagung des Druckraums 14 mit Überdruck verlagern sich die drei Membranen 16 nach radial außen. An den Membranen 16 sind über Verbindungsabschnitte 22 Backen 24 angeordnet. Die Backen 24 folgen also einer Radialbewegung der Membranen 16. Zwischen den Backen 24 und den Membranen 16 ist jeweils ein Spaltraum in Form eines um den jeweiligen Verbindungsabschnitt 22 umlaufenden Ringspaltraums 26 vorgesehen. Die Ringspalträume 26 umfassen dabei einen axial oberen Spaltraum 28 und einen axial unteren Spaltraum 30. Wie insbesondere aus dem Schnitt gemäß 1 deutlich wird, sind am Gehäuse 12 Anlageabschnitte 32, 34 vorgesehen, wobei der Anlageabschnitt 32 in den oberen Spaltraum 28 eingreift und der Anlageabschnitt 34 in den unteren Spaltraum 30 eingreift. Die Anlageabschnitte 32 und 34 sind dabei als parallel zur Mittellängsachse 36 verlaufende Stegabschnitte ausgebildet. Dadurch, dass die Anlageabschnitte 32, 34 im Bereich zwischen der jeweiligen Membran 16 und der zugehörigen Backe 24 angeordnet sind, wird eine definierte Einfahrendlage vorgegeben. Bei Druckbeaufschlagung des Druckraums 14 werden die Membranen 16 in radialer Richtung bis zum Anschlagen gegen die Anschlagabschnitte 32, 34 verformt, wodurch die Backen 24 eine definierte Ausfahrendlage einnehmen.
Wie aus dem Schnitt gemäß 1 deutlich wird, ist auch auf der dem Anschlussabschnitt 20 abgewandten Seite des Gehäuses 12 ein sich parallel zur Mittellängsachse verlaufender Querspalt 38 vorgesehen. Der Querspalt 38 dient dazu, eine ausreichende Verformbarkeit der jeweiligen Membranen zu gewährleisten.
Wie aus dem Querschnitt gemäß 2 deutlich wird, bilden die drei Membranen 16 ein gleichseitiges Dreieck, das den Druckraum 14 in radialer Richtung begrenzt. Die Außenkontur des Lochgreifers 10 im Bereich der Backen 24 ist demgegenüber kreisrund, wobei sich jede Backe über einen Winkelbereich α von ca. 75° erstreckt. Zwischen den Backen 24 sind sich in axialer Richtung erstreckende Längsstege 42 vorgesehen.
Wie aus den Schnitten gemäß 1 und 2 deutlich wird, decken die jeweiligen Backen 24 die ihnen zugeordnete Membranen 16 im Wesentlichen ab. Insofern sind die Membranen 16 durch die Backen 24 geschützt.
Wie zudem aus dem Schnitt gemäß 1 deutlich wird, weist das Gehäuse 12 Backenausnehmungen 40 auf, die so ausgebildet sind, dass die Backen 24 in der Einfahrlage bündig oder gegenüber dem Gehäuse 12 in radialer Richtung zurückversetzt angeordnet sind. Wie bereits erwähnt, werden bei Druckbeaufschlagung des Druckraums die Membranen 16 nach radial außen so weit bewegt, bis die Backen 24 am zu greifenden Werkstück anliegen oder die Membranen 16 an den Anlageabschnitten 32, 34 zur Anlage kommen. Dies hat den Vorteil, dass auch bei gegebenenfalls vorliegenden Überdrücken eine ausreichende Stabilität der Greifvorrichtung 10 gegeben ist. Bei Drucklosschaltung des Druckraums 14 ist die Membran derart ausgebildet, dass sie aufgrund der Eigenspannung nach radial innen einrückt und die Backe in die Einfahrlage und gegebenenfalls in die Einfahrendlage verlagert wird.
Das Gehäuse, die Membran und die Backen, sowie die Anlageabschnitte 32 und 34 sowie gegebenenfalls auch der Gewindebolzen 21 sind vorzugsweise einstückig aus dem gleichen Material ausgebildet und in einem generativen Fertigungsverfahren, beispielsweise in Rapid Prototyping, hergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4134478 C2 [0002]

Claims

Loch-Greifer (10) mit einem Gehäuse (12), mit wenigstens einer einen Druckraum (14) begrenzenden, bei Druckbeaufschlagung des Druckraums (14) elastisch verformbaren Membran (16) und mit einer mit der Membran verbundenen Backe (24), wobei die Backe (24) bei Druckbeaufschlagung des Druckraums (14) in radialer Richtung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12), die Membran (16) und die Backe (24) einstückig ausgebildet sind und dass die Anschlagabschnitte (32, 34) derart vorgesehen sind, dass die Backe (24) in radial ausgefahrener Position eine definierte Ausfahrendlage einnehmen kann.
Greifer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (12) Anschlagabschnitte (32, 34) derart vorgesehen sind, dass die Backe (24) in radial eingefahrener Position eine definierte Einfahrendlage einnehmen kann.
Greifer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagabschnitte (32, 34) derart ausgebildet sind, dass eine Beschädigung der Membran (16) bei unerwünschtem Überdruck im Druckraum (14) vermieden wird.
Greifer (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagabschnitte (32, 34) wenigstens abschnittsweise zwischen der Membran (16) und der Backe (24) vorgesehen sind.
Greifer (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) eine Backenausnehmung (40) derart aufweist, dass die Backe (24) in der Einfahrendlage bündig mit dem Gehäuse (12) abschließt oder gegenüber dem Gehäuse (12) in radialer Richtung zurückversetzt angeordnet ist.
Greifer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenspannung der Membran (16) derart ist, dass die Backe (24) bei drucklosem Druckraum (14) Einfahrendlage einnimmt.
Greifer (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (16) über einen Verbindungsabschnitt (22) mit der Backe (24) derart verbunden ist, dass zwischen der Membran (16) und der Backe (24) ein Spaltraum (26, 28, 30) vorgesehen ist.
Greifer (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltraum (26) als um den Verbindungsabschnitt umlaufender, in vom Verbindungsabschnitt abgewandter Richtung offener Ringspaltraum ausgebildet ist.
Greifer (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungsabschnitt (22) im mittleren Bereich der Membran (16) und/oder im mittleren Bereich der Backe (24) befindet.
Greifer (10) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagabschnitte (32, 34) in den Spaltraum (26) eingreifen und vorzugsweise parallel zur Mittellängsachse (36) des Loch-Greifers verlaufend ausgebildet sind.
Greifer (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagabschnitte (32, 34) von Stegabschnitten gebildet werden, wobei vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende, weiter vorzugsweise von axial oben und axial unten in den Spaltraum (26) eingreifende Stegabschnitte vorgesehen sind.
Greifer (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Membran (16) verbundene Backe (24) in Vorderansicht auf die Backe (24) die Membrane (16) ganz oder wenigstens weitgehend überdeckt.
Greifer (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (14) im Querschnitt im Wesentlichen dreieckig ausgebildet ist und von drei Membranen (16) begrenzt wird, wobei jede Membran mit einer Backe (24) zusammenwirkt.
Greifer (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (10) im Querschnitt eine im Wesentliche runde Außenkontur aufweist, wobei sich jede Backe (24) über einen Bereich von 60° bis 120° und vorzugsweise über einen Bereich von 80° bis 95° erstreckt.
Greifer (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12), die Membran (16) und die Backe (24) in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt sind.