DE202021101769U1

DE202021101769U1 - Hydraulisch angetriebener Greifer

Info

Publication number: DE202021101769U1
Application number: DE202021101769.4U
Authority: DE
Original assignee: Rehm Thermal Systems GmbH
Current assignee: Rehm Thermal Systems GmbH
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2031-04-02

Abstract

Hydraulisch angetriebener Greifer (100) mit
einer Befestigungseinrichtung (160), die zum Befestigen in einem Werkzeugrevolver (40) in einer CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine (10) ausgelegt ist, und
einer Schnittstelle, die zum Verbinden mit einer Kühlschmierstoff Einrichtung der CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine (10) ausgelegt ist,
wobei der Greifer (100) zwei Greifarme (110a, 110b) aufweist, die von einem hydraulischen Antrieb bewegt werden, und die an einem Greiferkörper (120), in dem sich der hydraulische Antrieb befindet, beweglich angebracht sind,
wobei der Kühlschmierstoff als Hydraulikmittel für den hydraulischen Antrieb verwendet werden kann, und
wobei jeder Greifarm (110a, 110b) an einem Ende ein Greifflächenelement (111) mit einer Greiffläche aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Verhältnis zwischen der Länge (GL) der Greifarme (110a, 110b) und der Breite (GB) der Greiffläche (111) größer als zwei, und bevorzugt größer als drei ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der CNC gesteuerten spanabhebenden Bearbeitungsmaschinen und betrifft insbesondere einen hydraulisch angetriebenen Greifer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Eine universelle CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine, wie beispielsweise die DMG CLX 350V6 der Firma DMG Mori, wird schematisch in 1 gezeigt. Solche Maschinen sind oft modular aufgebaut mit einem Hauptmodul A und optionalen Modulen B, C und D.
Das in 1 gezeigte Hauptmodul A umfasst eine Hauptspindel 20 und einen in x-, y- und z-Richtung bewegbaren Werkzeugrevolver 40 mit einer Vielzahl von Werkzeugaufnahmen 45 zur Aufnahme von Werkzeugblöcken 41, 42, 43 und 44. Die Werkzeugaufnahmen 45 sind hier nur beispielhaft an radialen Positionen (d.h. an der Umfangsfläche des Werkzeugrevolver 40) dargestellt, können aber auch alternativ oder zusätzlich an den Stirnflächen des Werkzeugrevolvers 40 angeordnet sein.
Die Hauptspindel 20 umfasst mehrere Spannbacken 21, mit denen das zu bearbeitende stangenförmige Rohmaterial 50 festgehalten wird. Die Hauptspindel 20 wird drehbar um eine Drehachse RA1 angetrieben. Die Rotationsrichtung wird durch den Pfeil R1 angezeigt. Weiterhin kann die Hauptspindel entlang der Drehachse eine Stangendurchführung umfassen, durch die stangenförmiges Rohmaterial 50 mittels eines optionalen Stangenförderers im optionalen Modul C in den Bearbeitungsbereich transportiert werden kann.
Der Werkzeugrevolver 40 ist um eine Drehachse RA2 drehbar (angedeutet durch den Pfeil R3), um die verschiedenen am Werkzeugrevolver 40 angebrachten Werkzeuge zum Werkstück hin zu orientieren. Weiterhin kann der Werkzeugrevolver 40 in drei Achsen (x-, y- und z2-Achse) bewegt werden, um jedes Werkzeug zu seiner Arbeitsposition zu bringen. Eine Bewegung entlang der x-Achse wird in dieser Darstellung als eine Bewegung in der Bildebene von oben nach unten oder umgekehrt definiert. Eine Bewegung entlang der y-Achse wird in dieser Darstellung als eine Bewegung senkrecht zur Bildebene definiert.
Eine Bewegung entlang der z2-Achse erfolgt in dieser Darstellung als eine Bewegung entlang der Drehachse RA2.
Der Werkzeugrevolver 40 ist über einen festgelegten gerätebedingten Bewegungsumfang RBZ in z2 Richtung bewegbar. D.h., bei Werkstücken, die größer als dieser Bereich sind, können nicht mehr alle Positionen am Werkstück angefahren werden. In dieser Darstellung ist der Bewegungsumfang RBZ des Werkzeugrevolvers 40 als die Strecke zwischen den Endpositionen der Revolvermittelfläche RMV Die Werkzeugblöcke definiert. können verschieden.
1 zeigt verschiedene Werkzeugblöcke 41, 42 43 und 44.
Der Werkzeugblock 41 stellt einen Stangengreifer dar, der in radialer Orientierung am Werkzeugrevolver 40 montiert ist. D.h. der Stangengreifer nähert sich in radialer Richtung relativ zum stangenförmigen Rohmaterial 50. Der schematisch dargestellte Stangengreifer 41 gemäß dem Stand der Technik weist Greifarme 41b und einen Greiferkörper 41a auf, in dem sich der Antrieb des Greifers 41 befindet.
Der Werkzeugblock 42 stellt einen alternativen Stangengreifer dar, der in axialer Orientierung am Werkzeugrevolver 40 montiert ist. D.h. der Stangengreifer nähert sich in axialer Richtung relativ zum stangenförmigen Rohmaterial 50. In der hier gezeigten Darstellung werden die klauenartigen Greifarme/-finger 42a und 42b gezeigt. Bei axial montierten Werkzeugblöcken spielt die Werkzeuglänge WL (siehe Werkzeugblock 43) eine wichtige Rolle, da der Arbeitsbereich (Arbeitsfenster, in dem ein Werkzeug das Werkstück erreichen kann) verkleinert wird. Das Arbeitsfenster verkleinert sich dabei um die Werkzeuglänge. D.h. das Arbeitsfenster ist der Bewegungsumfang RBZ minus Werkzeuglänge WL.
Der Werkzeugblock 43 stellt ein angetriebenes Werkzeug, montiert in axialer Orientierung, beispielsweise ein Bohrer, dar. Mit einem solchen Werkzeug kann beispielsweise die Stirnfläche 51 des stangenförmigen Rohmaterial 50 bearbeitet werden.
Der Werkzeugblock 44 stellt ein passives Werkzeug, montiert in radialer Orientierung, beispielsweise Drehmeißel, dar. Mit einem solchen Werkzeug kann beispielsweise der Radius des stangenförmigen Rohmaterial 50 in einer von der Drehmeißelbreite abhängigen Breite reduziert werden.
In einer weiteren Ausbaustufe kann die CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine eine Gegenspindel 30 aufweisen, das als Modul B dargestellt ist. Die Gegenspindel ist drehbar um die Drehachse RA1 angetrieben (angedeutet durch den Pfeil R2).
Die Gegenspindel 30 weist wieder Spannbacken 31 zum Einspannen des Werkstücks auf. Die Gegenspindel 30 kann das von dem stangenförmigen Rohmaterial 50 abgetrennte Werkstück übernehmen, so dass die der Stirnfläche 51 gegenüberliegende Fläche bearbeitet werden kann.
In einer weiteren Ausbaustufe kann die CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine durch ein Robotermodul D mit einem Roboterarm 60, hier gezeigt mit einer Greifhand 61, zur weiteren Automatisierung und Werkstückhandhabung ergänzt werden.
Zur Prototypenfertigung und zur Fertigung von kleinen Stückzahlen wird hingegen oft auf das Stangenlademodul C, das Robotermodul D und die Gegenspindelmodul B verzichtet. In diesem Fall benötigt man ein Mittel, mit dem das stangenförmige Rohmaterial 50 aus der Spindel 20 herausgezogen werden kann. Mit diesen Stangengreifern, die in 1 beispielhaft mit den Werkzeugblöcken 41 und 42 veranschaulicht werden, können einfach automatisierungsaufgaben, wie beispielsweise „Stange herausziehen“ oder „Werkstück ablegen“ durchgeführt werden. Die derzeit verfügbaren Stangengreifer sind jedoch nicht universell einsetzbar und weisen verschiedene Nachteile auf.
In den 2 und 3 werden derzeit übliche Typen von Stangengreifern erläutert. Die Nachteile dieser Stangengreifer werden mit der 4 erläutert.
2 zeigt einen typischen Stangengreifer 41 zum radiale Einbau (siehe 1), wie er beispielsweise von der Hoffmann Group angeboten wird. Der dargestellte Stangengreifer ist für Rohlinge mit 65 mm Durchmesser ausgelegt. Der Hersteller gibt an, dass der Stangengreifers 41 zum Nachziehen der Stange in der Maschine, u.a. für Maschinen ohne Stangenlader und zur automatischen Entnahme der fertigen Bauteile und Übergabe von Haupt- zu Gegenspindel geeignet ist. In der Darstellung von 2 bezeichnet das Bezugszeichen 41a den Greiferkörper mit der Länge WL, in dem die Antriebsmechanik untergebracht ist. Das Bezugszeichen 41b bezeichnet die Greifarme mit der Länge GL und der Breite GB. Das Bezugszeichen 41 e bezeichnet die meistens genormte Schnittstelle, mit der der Stangengreifer 41 in der Werkzeugaufnahmen 45 des Werkzeugrevolvers 40 (siehe 1) befestigt wird.
Die Vorteile dieses Stangengreifers 41 sind, dass der Stangengreifer sowohl für radialen als axialen Einbau geeignet ist. Weiterhin kann der Stangengreifer das Werkstück sehr nahe am Backenfutter 21 greifen Dieser Vorteil dieses Stangengreifers 41 lässt sich jedoch nur bei radialem Einbau, d.h. wie in 1 gezeigt, nutzen. Ein Nachteil dieses Stangengreifers 41 ist seine grobe Bauweise, durch die komplexe Werkstücke mit filigranen Strukturen nicht gegriffen werden können, da das Verhältnis zwischen Greifarmlänge GL und der Greiffläche GB etwa 1 ist. Durch die große Werkzeuglänge WL verkleinert sich zudem das Arbeitsfenster bei axialem Einbau stark, so dass dieser Stangengreifer 41 in der Regel im radialen Einbau genutzt wird.
3 zeigt einen typischen Stangengreifer 42 zum axialen Einbau (siehe 1), wie er beispielsweise unter der Bezeichnung Heimatec Grippex Large, Small oder Mini angeboten wird. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 42d den Greiferkörper, in dem die Antriebsmechanik untergebracht ist. Die Bezugszeichen 42a, 42b und 42c bezeichnen die drei Greifarme der Grippex Stangengreifer. Dieser Stangengreifer ist für radialen Einbau in der Regel ungeeignet. Entsprechend kann der Stangengreifer 42 das Werkstück nicht nahe am Spannfutter 21 greifen. Auch hier ist die Werkzeuglänge WL im Verhältnis zur Greifarmlänge sehr groß, wodurch sich das Arbeitsfenster verkleinert.
4 zeigt schematisch die Anwendung von konventionellen Stangengreifern 41 und 42 an einem Werkstück WS. In 4 erstreckt sich stangenförmiges Rohmaterial 50 durch die Hauptspindel in einen Bearbeitungsbereich und wird von den Spannbacken 21 festgehalten. Der Teil des stangenförmigen Rohmaterials 50, der in den Bearbeitungsbereich ragt, ist bearbeitet und hier als Werkstück WS bezeichnet und besteht hier beispielhaft aus sieben Segmenten A1 bis A7 mit unterschiedlichen Radien und Breiten. Beispielhaft wird ein am Werkzeugrevolver 40 radial montierter Stangengreifer 41 und ein am Werkzeugrevolver 40 axial montierter Stangengreifer 42 gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die Bearbeitung des Werkstücks WS kann nur innerhalb des Bewegungsumfangs RBZ des Werkzeugrevolvers 40 erfolgen. In der gezeigten Darstellung befinden sich alle bearbeiteten Segmente innerhalb des Bewegungsumfangs RBZ des Werkzeugrevolvers 40, also auch die äußeren Segmente A1 und A7, die beispielsweise mit dem Drehmeißel 44 aus der 1 bearbeitet sein können.
Aufgrund der Werkzeuglänge des axial montierten Stangengreifers 42 (vgl. 3) verringert sich allerdings der Arbeitsbereich des Stangengreifers 42. Bei zu langen Werkstücken WS, wie in 4 gezeigt, ist ein Einsatz des axiale Stangengreifers 42 nicht mehr möglich. Auch bei radialer Montage wäre ein stabiles Greifen von komplex geformten Werkstücken, wie in 4 gezeigt, nur schwer möglich.
Auch der radial montierte Stangengreifer 41 aus 2 kann aufgrund der kurzen und breiten Arme nur an wenigen Stellen des in 4 gezeigten Werkstücks WS mit komplexen Strukturen angreifen. In axialer Montage ist der Stangengreifers 41 aufgrund seiner Länge für das gezeigte Werkstück nicht einsetzbar.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen universell einsetzbaren Greifer bereitzustellen, der (i) komplex geformte Werkstücke an beliebigen Stellen greifen kann, der (II) das Werkstück nahe am Spannfutter greifen kann, und der (iii) sowohl axial als auch radial montierbar ist, wobei die Werkzeuglänge, die den axialen Arbeitsbereich einschränkt, möglichst klein im Verhältnis zur Greifarmlänge sein soll.
Zusammenfassung der Erfindung
Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird ein hydraulisch angetriebener Greifer gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Insbesondere wird die Aufgabe erfüllt mit einem hydraulisch angetriebenen Greifer mit einer Befestigungseinrichtung, die zum Befestigen in einem Werkzeugrevolver in einer CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine ausgelegt ist, und einer Schnittstelle, die zum Verbinden mit einer Kühlschmierstoff Einrichtung CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine ausgelegt ist, wobei der Greifer zwei Greifarme aufweist, die von einem hydraulischen Antrieb bewegt werden, und die an einem Greiferkörper, in dem sich der hydraulische Antrieb befindet, beweglich angebracht sind, und wobei der Kühlschmierstoff als Hydraulikmittel für den hydraulischen Antrieb verwendet werden kann. Der erfindungsgemäße Greifer ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Greifarm an einem Ende ein Greifflächenelement aufweist und wobei ein Verhältnis zwischen der Länge der Greifarme und der Breite der Greiffläche des Greifflächenelements größer als zwei ist.
Dadurch ist der Greifer universell einsetzbar, d.h. zum Greifen an beliebigen Stellen von komplex geformten Werkstücken bis direkt an das Spannfutter, sowohl zum Stangenziehen als auch zum Festhalten und/oder Übergeben an andere Transporteinrichtungen, Lagereinrichtungen etc..
In einer besonderen Ausführungsform ist der hydraulisch angetriebene Greifer so ausgebildet, dass zumindest eine Rückseite des Greifflächenelements (d.h. die der Greiffläche gegenüberliegende Seite) über die Außenabmessung des Greiferkörpers hinausragt, oder zumindest bündig zur Außenabmessung ist.
Dadurch kann der Greifer das Werkstück direkt am Spannbacken der Haupt- oder Nebenspindel greifen, beispielsweise in einem Abstand von 1 mm oder sogar in direktem Kontakt mit den Spannbacken.
In einer besonderen Ausbildung dieser Ausführungsform weist der Greiferkörper einen flachen Zylinderflächenabschnitt aufweist, der ein flache Begrenzungsfläche des Greiferkörpers bildet, die parallel zu einer Bewegungsebene der Greifarme liegt, wobei eine, der Begrenzungsfläche zugewandte, Seite der Greifflächenelemente über die flache Begrenzungsfläche des Greiferkörpers hinausragt, oder zumindest bündig zur flachen Begrenzungsfläche ist.
Durch den flachen Zylinderflächenabschnitt parallel und nahe der Greifarm Bewegungsebene wird ein Greifen des Werkstücks dicht am Spannfutter ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Greifflächenelemente vom Greifarm lösbar. Da die Greifflächen Verschleiß unterliegen, lässt sich somit der Greifer leichter warten. Weiterhin ist es möglich, die Griffbreite der Greifsituation anpassen.
In einer besonderen Ausbildung dieser Ausführungsform ist die Breite der lösbaren Greifflächenelemente größer ist als eine Breite der Greifarme. Dadurch wird erreicht, dass eine, der Begrenzungsfläche zugewandte, Seite der Greifflächenelemente über die flache Begrenzungsfläche des Greiferkörpers hinausragt
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der hydraulisch angetriebene Greifer weiterhin eine Reinigungsdüse. Damit erreicht man, dass sowohl der zu greifende Werkstückbereich als auch der Greifer und die Greifflächen vor, während und nach dem Greifen gereinigt werden, wodurch auch der Verschleiß der Greifflächen verringert wird.
In einer besonderen Ausbildung dieser Ausführungsform wird die Reinigungsdüse mit dem Hydraulikmittel des Greifers als Reinigungsmittel versorgt wird. Somit sind keine weiteren Versorgungsanschlüsse für den Greifer nötig.
In einer besonderen Ausbildung dieser Ausführungsform umfasst der hydraulisch angetriebene Greifer eine Abzweigung einer Hydraulikleitung in dem Greifer, mit der das Hydraulikmittel zwischen der Reinigungsdüse und einem hydraulischen Antrieb des Greifers aufgeteilt wird. So wird erreicht, dass nur ein Betriebsmittel-Versorgungsanschluss nötig ist.
Weiterhin, in einer besonderen Ausbildung dieser Ausführungsform teilt die Abzweigung den Druck des Hydraulikmittels in einem vorbestimmten Verhältnis zwischen der Reinigungsdüse und dem hydraulischen Antrieb auf. So wird dafür gesorgt, dass immer genügend Betriebsdruck zur Versorgung der Düse und des hydraulischen Antriebs vorhanden ist. Beispielsweise kann das Druck Verhältnis zwischen der Reinigungsdüse und dem hydraulischen Antrieb 1, bevorzugter 0,5 und am meisten bevorzugt 0,1 sein.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der hydraulisch angetriebene Greifer ein verstellbares Druckminderungsventil. Damit kann die Greifkraft einfach und individuell an der Maschine auf die Greifaufgabe angepasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das verstellbare Druckminderungsventil zwischen der Abzweigung und dem hydraulischen Antrieb angeordnet ist. Dadurch ist eine einfachere Druckverteilung möglich.
Um einen möglichste breiten Einsatz in verschiedensten Maschinen zu ermöglichen, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der hydraulisch angetriebene Greifer für einen Druckbereich zwischen 3 Bar und 20 Bar ausgelegt ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der hydraulische Antrieb einen Kolben, eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist und einen Kolbenstangenaufsatz, der die Kolbenstange mit den Greifarmen verbindet, wobei der Greiferkörper eine Befestigungseinrichtung umfasst, an der die Greifarme drehbar befestigt sind, und wobei die Greifarme so ausgebildet sind, dass sie eine Translationsbewegung des Kolbenstangenaufsatzes in eine rotatorische Bewegung der Greifarme umwandeln.
Durch die Umwandlung der Translationsbewegung des Kolbenstangenaufsatzes in eine rotatorische Bewegung kann der Spannweitenbereich der Greifarme erweitert, und gleichzeitig der Greiferkörper klein gehalten werden. Beispielsweise erreicht man dadurch einen Spannweitenbereich von 0 - 70 mm bei einem Armlänge-zu-Greiferkörperlänge Verhältnis von 1 zu 1,5.
In einer besonderen Ausbildung dieser Ausführungsform davon weist der Kolbenstangenaufsatz ein U-Form mit zwei parallelen Schenkeln und einem dazu orthogonalen Schenkel, der die beiden parallelen Schenkel an einem Ende verbindet, auf; weisen die Greifarme zumindest abschnittsweise eine L-Form mit einem kurzen Arm und einem langen Arm auf, wobei jeder Greifarm eine drehbare Befestigung an einem, vom langen Arm entfernten, Ende des kurzen Arms aufweist, um den Greifarm drehbar an der Befestigungseinrichtung zu befestigen; ist die Kolbenstange mittig an dem orthogonalen Schenkel der U-Form so befestigt ist, dass sich die parallelen Schenkel und die Kolbenstange in entgegengesetzte Richtungen erstrecken; weisen die Greifarme Führungslöcher an einem, dem kurzen Arm zugewandten, Ende des langen Arms auf, die mit den, dem orthogonalen Schenkel gegenüberliegenden, Enden der parallelen Schenkel verbunden sind, wobei die Führungslöcher weiter von einer Längsachse der Kolbenstange entfernt sind als die drehbaren Befestigungen.
Durch diese Ausgestaltung des Antriebs erreicht man eine Umwandlung der Translationsbewegung der Kolbenstange in eine Rotationsbewegung der Greifarme. Weiterhin ist es mit der speziellen Form der Greifarme möglich durch entsprechende Positionierung der Führungslöcher und der Drehlager die Greifkraft und den Bewegungsumfang der Greifarme zu designen.
In einer besonderen Ausbildung dieser Ausführungsform sind die Führungslöcher Langlöcher sind. Damit wird die Führung der Greifarme verbessert.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden Figuren beschrieben, in denen

1 eine universelle CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine gemäß dem Stand der Technik zeigt,
2 einen typischen Stangengreifer zum radiale Einbau gemäß dem Stand der Technik zeigt,
3 einen typischen Stangengreifer zum axialen Einbau gemäß dem Stand der Technik zeigt,
4 schematisch die Anwendung von konventionellen Stangengreifern an einem Werkstück zeigt,
5 eine Seitenansicht eines Greifers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
6 eine Draufsicht eines Greifers mit aufgeschnittenem Geiferkörper gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung erfolgte, um einen hydraulisch betätigten Greifer bereitzustellen, der in einem Werkzeugrevolver einer universellen CNC gesteuerten spanabhebenden Bearbeitungsmaschine verwendet werden kann, der flexibel komplex bearbeitete Werkstücke greifen kann, der das Werkstück auch dicht an dem Spannfutter der Spindel greifen kann und der einfach aufgebaut und wartungsarm ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Greifer, wie er in den 5 und 6 dargestellt ist.
5 zeigt eine Seitenansicht eines Greifers 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 5 bezeichnen die Bezugszeichen 110a und 110b die Greifarme mit einer Greiferlänge GL, das Bezugszeichen 111 ein austauschbares Greifflächenelement mit einer Greiffläche der Breite GB bezeichnet, das Bezugszeichen 120 einen Greiferkörper bezeichnet, das Bezugszeichen 120a eine Befestigungseinrichtung (oder Drehlager) bezeichnet, an der die Greifarme 110a und 110b drehbar befestigt sind. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet ein Druckminderungsventil, das Bezugszeichen 130 bezeichnet eine Reinigungsdüse und das Bezugszeichen 160 bezeichnet eine Schnittstelle zum Befestigen des Greifers an einer normierten Werkzeugbefestigung des Werkzeugrevolvers. Die Norm kann eine maschineninterne Norm oder eine VDI Norm sein. Die normierte Werkzeugbefestigung beinhaltet auch eine normierte Schnittstelle für den Zulauf des Kühlschmierstoffs, der sowohl als Reinigungsmittel der Reinigungsdüse 130 zugeführt wird, als auch als Hydraulikmittel verwendet wird.
Kennzeichnend ist der asymmetrische Aufbau des Greifers, bei dem am Greiferkörper 120 eine flache Seite 121 ausgebildet ist, die eine Ebene 150 aufspannt. Die Greifarme 110a und 110b sind so am Greiferkörper 120 über die Befestigungseinrichtung 120a befestigt, dass die Ebene 150 parallel zur Bewegungsebene der Greifarme liegt. Weiterhin sind die Greifarme 110a und 110b so am Greiferkörper 120 befestigt, dass Greifflächenelemente 111, die am Ende der Greifarme 110a und 110b zum Greifen des Werkstücks lösbar befestigt sind über die Ebene hinausragen. Dadurch kann der Greifer das Werkstück sehr nahe am Spannfutter (21, siehe 1) greifen. Weiterhin ist das Verhältnis zwischen GL und GB größer als 2 wodurch feinere Strukturen am Werkstück gegriffen werden können.
6 zeigt eine schematische und abstrahierte Draufsicht auf den Greifer der 5. 5 zeigt eine L-Form der Greifarme 110a und 110b. Durch die Schnittdarstellung wird das Wirkprinzip des Greifers veranschaulicht. Wird über die Zuleitung 210 die Kolbenkammer mit Druck beaufschlagt, bewegt sich der Kolben so, dass die Feder 220 komprimiert wird (entsprechend der Pfeilrichtung 240c). Die Kolbenstange bewegt sich aus der Kolbenkammer heraus und bewegt damit auch den U-förmigen Kolbenstangenaufsatz 270. Die parallelen Schenkel des U-förmigen Kolbenstangenaufsatz 270 greifen in ein Führungsloch 260 mit für die Rotationsbewegung der Greifarme ausreichend Spiel ein. Über ein Drehlager 250 sind die Greifarme 110a und 110b an der Befestigungseinrichtung 120a drehbar befestigt. Durch die Ausbildung des Führungslochs 260 als Langloch kann die Führung verbessert werden. Die Drehlager 250 sind näher an der Achse der Kolbenstange 230 als die Führungslöcher 260 positioniert. Durch die Lage der Führungslöcher 260 relativ zur Lage der Drehlager 260 in den L-förmigen Greifarmen sowie durch die Länge GL der Greifarme können die Kräfte, die die Greiffläche 111 ausüben kann, und die Spannweite der des Greifers 100 den Anwendungen entsprechend designed werden.
Der Greifer wird durch den Kühlschmierdruck angetrieben. Der Kühlschmierstoff kommt von dem Werkzeugrevolver, in dem ein Verschlussstopfen montiert ist. Über den Verschlussstopfen wird der Kühlschmierstoff zum Greiferkörper 120 geführt, wodurch dann der Kolben 200 nach vorne gedrückt wird. Der Kolben 200 überträgt die Kraft an den Kolbenstangenaufsatz 270, an dem die Greifarme 110a und 110b mit den Greifflächenelementen 111 montiert sind. Die Greiferarme 110a und 110b laufen in einem Langloch 260, wodurch ein Hebel entsteht. Der Greifer hat beispielsweise eine Spannweite von 5 - 70 mm. Der Betriebsdruck kann durch das Eckenventil 140 beispielsweise stufenlos zwischen 0 - 12 bar eingestellt werden, damit die gewünschte Klemmkraft erreicht wird. Das Öffnen der Spannvorrichtung erfolgt durch die Druckfeder 220 die zwischen Kolben 200 und Gehäuse 120 montiert ist. Damit bei dem Schließvorgang die Luft entweichen kann, ist an dem Gehäuse 120 eine Bohrung vorhanden (nicht gezeigt), damit kein Über- oder Unterdruck entstehen kann. Die Konstruktion wurde für einen wartungsfreien Betrieb ausgelegt. Da sich der Spannvorrichtung in einer CNC Maschine befindet, in der mit Kühlschmierstoff gearbeitet wird, muss die Spannvorrichtung nicht zusätzlich geschmiert werden. Durch den Kühlschmierstoff entstehen große Verunreinigungen und deswegen muss die Spannvorrichtung alle 80 Betriebsstunden gesäubert werden. Damit die Spannweite von 5-70mm erreicht wird, werden können 2 verschiedene Backenpaare/Greifflächenelemente 111 verwendet werden. Diese lassen sich beispielsweise mit 2x M4 Schrauben schnell wechseln und sind durch seitliche Führungen automatisch ausgerichtet.

Claims

Hydraulisch angetriebener Greifer (100) mit einer Befestigungseinrichtung (160), die zum Befestigen in einem Werkzeugrevolver (40) in einer CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine (10) ausgelegt ist, und einer Schnittstelle, die zum Verbinden mit einer Kühlschmierstoff Einrichtung der CNC gesteuerte spanabhebende Bearbeitungsmaschine (10) ausgelegt ist, wobei der Greifer (100) zwei Greifarme (110a, 110b) aufweist, die von einem hydraulischen Antrieb bewegt werden, und die an einem Greiferkörper (120), in dem sich der hydraulische Antrieb befindet, beweglich angebracht sind, wobei der Kühlschmierstoff als Hydraulikmittel für den hydraulischen Antrieb verwendet werden kann, und wobei jeder Greifarm (110a, 110b) an einem Ende ein Greifflächenelement (111) mit einer Greiffläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen der Länge (GL) der Greifarme (110a, 110b) und der Breite (GB) der Greiffläche (111) größer als zwei, und bevorzugt größer als drei ist.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 1, der so ausgebildet ist, dass zumindest eine der Greiffläche gegenüberliegende Seite (111 a) des Greifflächenelements (111) über die Außenabmessung des Greiferkörpers (120) hinausragt, oder zumindest bündig zur Außenabmessung ist.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 2, wobei der Greiferkörper (120) einen flachen Zylinderflächenabschnitt aufweist, der ein flache Begrenzungsfläche (121) des Greiferkörpers (120) bildet, die parallel zu einer Bewegungsebene (150) der Greifarme (110a, 110b) liegt, wobei eine, der Begrenzungsfläche (121) zugewandte, Seite (111a) des Greifflächenelements (111) über die flache Begrenzungsfläche (121) des Greiferkörpers (120) hinausragt, oder zumindest bündig zur flachen Begrenzungsfläche (121) ist.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Greifflächenelemente (111) vom Greifarm lösbar sind.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 4, wobei die Breite (GB) der lösbaren Greifflächenelemente (111) größer ist als eine Breite (GAB) der Greifarme (110a, 110b).
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin eine Reinigungsdüse (130) umfasst.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 6, wobei die Reinigungsdüse (130) mit dem Hydraulikmittel als Reinigungsmittel versorgt wird.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 7, die weiterhin eine Abzweigung einer Hydraulikleitung in dem Greifer (100) umfasst, mit der das Hydraulikmittel zwischen der Reinigungsdüse (130) und dem hydraulischen Antrieb des Greifers (100) aufgeteilt wird.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 8, wobei die Abzweigung den Druck des Hydraulikmittels in einem vorbestimmten Verhältnis zwischen der Reinigungsdüse (130) und dem hydraulischen Antrieb aufteilt.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 9, wobei das Druck Verhältnis zwischen der Reinigungsdüse und dem hydraulischen Antrieb 1, bevorzugter 0,5 und am meisten bevorzugt 0,1 ist.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, der weiterhin ein verstellbares Druckminderungsventil (140) umfasst.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 8 und 11, wobei das verstellbares Druckminderungsventil (140) zwischen der Abzweigung und dem hydraulischen Antrieb angeordnet ist.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, der für einen Druckbereich zwischen 3 Bar und 20 Bar, vorzugsweise zwischen 5 Bar und 15 Bar, ausgelegt ist.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der hydraulische Antrieb (100) einen Kolben (200), eine Kolbenstange (230), die mit dem Kolben (200) verbunden ist und einen Kolbenstangenaufsatz (270), der die Kolbenstange (230) mit den Greifarmen (110a, 110b) verbindet, umfasst; und wobei der Greiferkörper (120) eine Befestigungseinrichtung (120a) umfasst, an der die Greifarme (110a, 110b) drehbar befestigt sind, und wobei die Greifarme (110a, 110b) so ausgebildet sind, dass sie eine Translationsbewegung des Kolbenstangenaufsatzes (270) in eine rotatorische Bewegung der Greifarme (110a, 110b) umwandeln.
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 14, wobei der Kolbenstangenaufsatz (270) ein U-Form mit zwei parallelen Schenkeln und einem dazu orthogonalen Schenkel, der die beiden parallelen Schenkel an einem Ende verbindet, aufweist; die Greifarme (110a, 110b) zumindest abschnittsweise eine L-Form mit einem kurzen Arm und einem langen Arm aufweisen, wobei jeder Greifarm (110a, 110b) eine drehbare Befestigung (250) an einem, vom langen Arm entfernten, Ende des kurzen Arms aufweist, um den Greifarm (110a, 110b) drehbar an der Befestigungseinrichtung (120a) zu befestigen, die Kolbenstange (230) mittig an dem orthogonalen Schenkel der U-Form so befestigt ist, dass sich die parallelen Schenkel und die Kolbenstange (230) in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, die Greifarme (110a, 110b) Führungslöcher (260) an einem, dem kurzen Arm zugewandten, Ende des langen Arms aufweist, die mit den, dem orthogonalen Schenkel gegenüberliegenden, Enden der parallelen Schenkel verbunden sind, wobei die Führungslöcher (260) weiter von einer Längsachse der Kolbenstange entfernt sind als die drehbaren Befestigungen (250).
Hydraulisch angetriebener Greifer (100) nach Anspruch 15, wobei die Führungslöcher (260) Langlöcher sind.