DE2448534A1

DE2448534A1 - Greifklaue

Info

Publication number: DE2448534A1
Application number: DE19742448534
Authority: DE
Inventors: Paul Joseph Arseneault
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-11-30
Filing date: 1974-10-11
Publication date: 1975-06-05
Also published as: US3880294A; FR2252905A1; JPS5085063A; FR2252905B1; GB1465596A

Description

Amtliches Aktenzeichen:

Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: BO 973 030

Greifklaue

Die Erfindung betrifft eine neuartige Greifklaue für Transportoder Fördereinrichtungen und insbesondere Greifklauen, die so geformt sind, daß sie mit einer anderen Greifklaue in Transportoder Fördereinrichtungen in der Weise zusammenarbeiten können, daß die zu transportierenden oder zu fördernden Gegenstände, die beispielsweise rund, kugelförmig oder rechteckig sein können, von einer Greifklaue an die andere abgegeben werden können. Auf diese Weise kann also eine Greifklaue einen zu fördernden Artikel oder Gegenstand an eine andere Greifklaue abgeben und in gleicher Weise ein von der anderen Greifklaue angebotenen Artikel aufnehmen.

Es gibt eine große Anzahl solcher Greifklauen, die dazu dienen, irgendwelche Artikel oder Gegenstände zu ergreifen. Einige dieser Greifklauen haben Greiffinger, die an ihren Spitzen leicht auseinandergebogen sind. Die Funktion dieser leicht auseinandergebogenen Spitzen besteht darin, die Finger der Greifklaue um den zu ergreifenden Gegenstand oder Artikel herum zu führen. Keine der bisher bekannten Greifklauen läßt sich in der Doppelfunktion verwenden, durch die ein von einer Greifklaue gehaltener Gegenstand oder Artikel an eine andere Greifklaue abgegeben oder von aieser übernommen werden kann. Es gibt tatsächlich bis heute keine Greifklauen, deren Finger so vorgespannt und geformt sind, daß die Austauschfunktion zwischen zwei sich begegneten Greif-

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klauen zum Austausch von Gegenständen möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Greifklaue zu schaffen, deren Finger so geformt und vorgespannt sind, daß zwischen gleichartig geformten Greifklauen ein wiederholter, gegenseitiger Austausch von durch die Greifklauen gehaltenen Gegenständen möglich ist.

Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man den Fingern der Greifklaue eine solche Form gab, daß sie der Oberfläche des zu ergreifenden Gegenstandes auch noch an den Enden oder Spitzen der Finger entsprechen, jedoch mit der Ausnahme, daß die Fingerspitzen so geformt sind, daß sich zwischen den Fingerspitzen und der Oberfläche des Gegenstandes ein Zwischenraum ergibt. Ferner sind die Finger einer jeden Greifklaue in Normalposition so vorgespannt, daß ihr Abstand etv/as kleiner ist als die Breite des zu erfassenden Gegenstandes«. Wenn daher ein Gegenstand oder Artikel durch eine Greifklaue gehalten ist, dann sind die Finger etwas mehr als normal vorgespannt. Wenn ferner eine übernehmende Greifklaue den auszutauschenden Gegenstand berührt, dann wird diese Greifklaue durch die Oberfläche dieses zu ergreifenden Gegenstandes aufgespreizt, wenn sie sich den Spitzen der Finger der abgebenden Greifklaue nähert. Wegen des Zwischenraums zwischen den Fingerspitzen der abgebenden Greifklaue und dem Artikel oder Gegenstand, dringen die Finger der übernehmenden Greifklaue zwischen dem Gegenstand und den Fingern der abgebenden Greifklaue ein, wodurch der Haltegriff der abgebenden Greifklaue gelöst und der Gegenstand an die übernehmende Greifklaue übergeht. Da die Greifklauen alle identisch ausgestaltet sind, können die Gegenstände oder Artikel in beiden Richtungen von einer Greifklaue an die andere abgegeben werden.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der Einfachheit üer Konstruktion und der Arbeitsweise. Wegen der überraschend einfachen Arbeitsweise ist die neue Greifklaue in höchstem Maße zuverlässig

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und kann millionenfach ohne Ausfallen betätigt werden. Wegen der Einfachheit der Konstruktion sind auch die Herstellkosten einer solchen, für Fördereinrichtungen geeigneten Greifklaue sehr niedrig. Aus diesen Gründen eignet sich die erfindungsgemäß ausgestaltete neue Greifklaue bevorzugt für automatische Fördereinrichtungen für Gegenstände, wie z.B. Magnetbandkassetten, Rollfilmkassetten, Flaschen, Dosen und dergleichen.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

Die unter Schutz zu stellenden Merkmale der Erfindung sind in den ebenfalls beigefügten Patentansprüchen im einzelnen angegeben.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Austauschstation zum Austausch eines Ge

genstandes zwischen zwei Greifklauen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Greifklaue ,

Fig. 3 eine weitere, bevorzugte Ausführungsform einer

Greifklaue,

Fig. 4A, B + C den Austausch eines Gegenstandes zwischen zwei

Greifklauen gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Greifklaue zum Erfassen und übergeben von

kugelförmigen Gegenständen,

Fig. 6 eine scherenartige Greifklaue, bei der die

Vorspannung der Finger der Greifklaue durch eine Feder erzeugt werden» Diese Greifklaue dient zum Erfassen und übergeben rechteckiger Gegenstände und

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Fig. 7 eine Stellung der Finger der Greifklaue in

Fig. 6 beim Beginn der Austauschoperation.

In Hinblick auf Fig. 1 soll eine mögliche Art der Anwendung der erfindungsgemäß ausgestalteten Greifklauen beschrieben werden. Der auszutauschende Gegenstand 10 kann beispielsweise eine Dose, eine Kapsel oder eine Kassette sein. Der Austausch findet zwischen einer linear hin- und herbewegbaren Greifklaue 12 und den um eine Achse drehbaren Greifklauen 14, 16 oder 18 statt. Die Greifklauen 12, 14, 16 und 18 sind wie eine Klammer mit einer solchen Krümmung versehen, die im wesentlichen oder praktisch den Seitenwänden der Kassette 10 entspricht. Vor der Austauschoperation wird die Welle 20 gedreht und bringt eine der Greifklauen 14, 16 oder 18 gegenüber der die Kassette 10 haltenden Greifklaue 12. Die Greifklaue 12 ist auf einem Schlitten 22 befestigt, der linear hin und her in Richtung auf die Greifklaue 14 bewegt werden kann. Der Schlitten 22 ist an seinem Fuß in einer schwalbenschwanzförmigen Führung gleitend angebracht.

Der Austausch der Kassette, d.h. die Übergabe der Kassette 10 von der Greifklaue 12 an die Greifklaue 14 tritt dann ein, wenn die Finger der Greifklaue 14 sich zwischen Kassette 10 und die Finger der Greifklaue 12 schieben. Das Zusammenwirken zwischen den Greifklauen und der Kassette für den Austausch oder die übergabe der Kassette wird im Zusammenhang mit den Fign. 4A bis 4C im einzelnen beschrieben. Bevor jedoch diese Einzelheiten der Arbeitsweise beschrieben werden, soll auf die in Fig. 2 und 3 dargestellten weiteren, bevorzugten Ausführungsformen der Greifklaue der Fig. 1 verwiesen werden.

In Fig. 2 hat die Greifklaue relativ dicke Finger 26, die sich von hinten nach vorne bis in die Spitzen der Finger verjüngen. Die Spitzen der Finger haben auf ihrer inneren Oberfläche eine Abflachung 28. Diese Abflachung steht im Gegensatz zur allgemeinen Krümmung der inneren Oberfläche 30 der Finger. Wie man sieht, ergibt diese Abflachung 28 einen Zwischenraum zwischen

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der Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes und der Spitze der Finger der Greifklaue. Die Greifklaue der Fig. 2 ist aus federnd elastischem Material hergestellt, so daß sich eine Federvorspannung der Finger 26 ergibt, wenn die Greifklaue einen Gegenstand, wie z.B. die Kassette 10 in Fig. 1 hält. Das federnde Material kann beispielsweise ein Kunststoff sein.

In Fig. 3 ist eine Greifklaue gezeigt, die beispielsweise aus Blech ausgestanzt und gebogen werden kann. Die Finger 32 der Greifklaue folgen vom rückwärtigen Ansatz 34 bis zu den Spitzen der Finger 32 einer Kurve. Die Spitzen weichen von der Krümmung der Arme 32 ab und haben eine innenliegende ebene Fläche 36. Die ebene Fläche 36 bildet einen offenen Zwischenraum zwischen den Fingern 32 und dem durch die Greifklaue gehaltenen Gegenstand, wodurch der Austausch des Gegenstandes zwischen den Greifklauen erleichtert wird.

In Fig. 4A bis 4C ist die Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Greifklaue gezeigt. In Fig. 4A hält die Greifklaue 38 einen zylindrischen Gegenstand 40. Eine übernehmende Greifklaue 22 ist in einer Stellung gegenüber der abgebenden Greifklaue 38 dargestellt. Zum Austausch des Gegenstandes zwischen den beiden Greifklauen wird die Greifklaue 42 in Richtung auf die Greifklaue 38 bewegt. Da die Greifklaue 42 keinen Gegenstand enthält, ist die Normalstellung der Finger 44 derart, daß der Abstand zwischen den Spitzen 46 kleiner ist als der Durchmesser des Gegenstandes 40. Die Finger 39 der Greifklaue 38 sind andererseits etwas weiter als normal gespreizt, da sie den Gegenstand 40 umgreifen. Die Relativpositionen der Finger 39 der Greifklaue 38 und der Finger 44 der Greifklaue 42 beim Beginn der Austauschoperation sind durch gestrichelt dargestellte Finger 44 in Figur 4A angedeutet.

Die Austaiischoperation beginnt dadurch, daß die Finger 44 zwischen den Gegenstand 40 und die Finger 39 eindringen. Da die Finger 39 an ihrer inneren Fläche einen ebenen Abschnitt 48 aufwei-

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sen, gleiten die Spitzen 46 der Finger 44 zwischen die Finger und den Gegenstand 40 hinein. Wenn sich die Greifklaue 42 nach links bewegt, dann werden die Spitzen 46 beim Gleiten über die äußere Oberfläche des Gegenstandes 40 auseinandergespreizt. Beim Gleiten längs der Oberfläche des Gegenstandes 40 bewegen sich die Spitzen 46 zwischen den Fingern 39 und dem Gegenstand 40 und heben die Finger 39 von dem Gegenstand 40 ab, wie dies in Figur 4B zu erkennen ist.

In Fig. 4B hat sich die Greifklaue 42 vollständig soweit nach vorne bewegt, bis das rückwärtige innere Ende der Greifklaue an der Vorderfläche des Gegenstandes 40 anliegt. In dieser Position ergreifen nunmehr die Finger 44 den Artikel 40 vollständig, während die Finger 39 der Greifklaue 38 soweit gespreizt sind, daß sie den Gegenstand 40 freigeben. Dieses Spreizen der Finger

39 zur Freigabe des Gegenstandes 40 wird durch die zwischen den Gegenstand 40 und die Finger 39 eingeschobenen Finger 44 erzielt. Der Austausch ist, wie in Fig. 4C zu sehen, dann beendet, wenn die Greifklaue 42 sich von der Greifklaue 38 löst. Der Gegenstand

40 wird nunmehr durch die Finger 44 gehalten. Der Gegenstand bewegt sich nunmehr mit der Greifklaue 42 und der Austausch ist beendet.

Die Rollen der Greifklauen 38 und 42 in Fig. 4C sind nun gegenüber Fig. 4A vertauscht. Wenn somit ein weiterer Austausch des Gegenstandes gewünscht wird, dann würde man die Greifklauen 38 und 42 wieder gegeneinanderführen. Die Greifklaue 38 ist dann in ihrer normalen, unbelasteten Position, so daß die Finger 39 weniger gespreizt sind als die Finger 44. Wenn sich daher die Greifklauen wieder gegeneinander bewegen, dann würden die Finger 39 sich zwischen den Gegenstand 40 und die Finger 44 einschieben. Der Gegenstand 40 würde durch die Finger 39 ergriffen, und die Finger 44 würden den Gegenstand freigeben. Diese Austauschoperation kann beliebig oft wiederholt werden. Wegen der Einfachheit der Konstruktion ist die Zuverlässigkeit dieser, den Austausch von Gegenständen ermöglichenden Greifklauen außerordent-

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lieh hoch. Es wurden mehrere Millionen solcher Austauschvorgänge mit diesen Greifklauen durchgeführt, ohne daß es dabei zu einem Ausfall gekommen ist.

Die Erfindung wurde bisher zwar in bezug auf zylindrische Gegenstände und in bezug auf Greifklauen mit zwei Fingern beschrieben, es ist dem Fachmann jedoch ohne weiteres klar, daß Gegenstände oder Artikel jeder Form mittels Greifklauen gemäß der Erfindung ausgetauscht werden können, wenn man nur die Form der Finger der Greifklauen entsprechend anpaßt. Für eine erfolgreiche Operation dieser Art ist es lediglich notwendig, daß die Finger ein Teil des auszutauschenden Gegenstandes ergreifen und daß die Spitzen der Finger so geformt sind, daß sich ein kleiner, offener Zwischenraum zwischen der Oberfläche des auszutauschenden Artikels und jedem Finger ergibt. Dieser Zwischenraum ist deswegen notwendig, damit die aufnehmende Greifklaue, die von einer abgebenden Greifklaue den Artikel oder Gegenstand übernehmen soll, ihre Finger zwischen Artikel und die Finger der abgebenden Greifklaue einschieben kann. Natürlich muß die übernehmende Greifklaue zum Einschieben der Finger zwischen den Fingern der abgebenden Greifklaue und dem zu übernehmenden Gegenstand oder Artikel mit den Fingern der abgebenden Greifklaue ausgerichtet sein.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zum Greifen und Austauschen von kugelförmigen Gegenständen dargestellt. Die Greifklaue 50 hält eine Kugel 54 mit den Fingern 56. Die Greifklaue 52 hat Finger 58, die identisch mit den Fingern 56 der Greifklaue 50 ausgestaltet sind. Jeder der Finger 56 und 58 weist an seiner Spitze eine leichte Krümmung nach außen auf. Diese Krümmung ergibt einen offenen Raum zwischen der Kugel 54 und den Fingern, wenn die Finger die Kugel ergreifen. Die Austauschoperation für die Greifklauen der Fig. 5 würde genauso ablaufen wie die zuvor in bezug auf die Fign. 4A bis 4C besprochene Austauschoperation. Der einzige Unterschied besteht darin,

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daß ein kugelförmiger Gegenstand ausgetauscht wird und daß mehr Finger davon betroffen sind.

Man sieht außerdem sofort, daß in einer Greifklaue gemäß der Erfindung jede beliebige Anzahl von Fingern benutzt werden kann. Vorzugsweise weisen die Finger eine Form auf, die mindestens einem Teil des auszutauschenden Gegenstandes entspricht, so daß die den Gegenstand haltende Greifklaue den auszutauschenden Gegenstand sicher ergreift. Ferner sollten, wie bereits erläutert, die Spitzen der Finger eine ebene Fläche oder eine Krümmung nach außen aufweisen, um auf diese Weise einen Zwischenraum zwischen dem Gegenstand und den Spitzen der Finger zu bilden, wodurch die Austauschoperation wesentlich er!eichtet wird. Obgleich der in Fig. 5 gezeigte Gegenstand 54 kugelförmig ist, ist es doch einleuchtend, daß der Gegenstand auch elliptisch sein kann oder ein irgendwie unregelmäßig gekrümmter Gegenstand, der durch die Greifklauen aufgenommen oder abgegeben werden kann, solange die Greifklauen einen über die Mittellinie des zu haltenden Gegenstandes hinausgehenden Griff aufweisen und der Gegenstand die Finger der Greifklaue so spreizen kann, daß damit die Spreizweite der öffnung zwischen den Fingern der Greifklaue veränderbar ist. Eine übernehmende Greifklaue kann dann ihre Finger zwischen den Gegenstand und den Fingern der abgebenden Greifklaue einschieben.

In Fig. 6 ist eine federbelastete Greifklaue zum Fördern rechteckiger Gegenstände dargestellt. Der Block 60 wird durch die Greifklaue 62 gehalten. Greifklaue 64 ist in einer Stellung gegenüber dem Block 60 und kann aus dieser Stellung heraus den Block 60 ergreifen und von der Greifklaue 62 übernehmen. Die Greifklauen 62 und 64 sind etwas anders aufgebaut als die bisher beschriebenen Greifklauen, indem die Greifbacken in sich starr sind und die den Greifbacken übermittelte Federkraft durch die Federn 63 bzw. 65 aufgebracht wird. Jede Feder 63 oder 65 ist eine Zugfeder, die die Greifbacken der Greifklauen zu schließen versucht.

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Die Normalposition der Greifklauen wird durch einen in der Nähe der Feder in jeder Greifklaue eingesetzten Stift 66 bzw. 76 bestimmt. Beispielsweise ist der Stift 66 in der Greifklaue 64 an der Greifbacke 68 befestigt und wirkt als Anschlag für die Feder 65, die die Greifbacke 70 in Richtung auf die Greifbacke 68 zu ziehen versucht. Dies definiert die normale geschlossene Stellung für die Greifbacken 68 und 70. In dieser Position ist die Öffnung der Greifbacken etwas kleiner als die diagonale Breite des zu erfassenden Blocks 60. Das geht auf die Scherenwirkung der Greifbacken 68 und 70 zurück, die um einen Stift herum verschwenkbar sind. Die Greifbacken 74 und 76 der Greifklaue 62 arbeiten in genau der gleichen Weise und weisen einen Stift 76 auf, der die Normalposition definiert, wenn die Greifbacken keinen Block umgreifen.

Eine Austauschoperation mit den Greifklauen 62 und 64 beginnt damit, daß sich die Greifklaue 64 vorwärtsbewegt, bis sie die Oberflächen des Blocks 60 beruht. Die Spitzen der Greifbacken und 70 der Greifklaue 54 und die Greifbacken 74 und 76 der Greifklaue 72 sind nach außen abgebogen. Die Abbiegung dient dazu, einen offenen Zwischenraum zwischen den Oberflächen des Blockes und den den Block haltenden Greifbacken der Greifklaue zu schaffen. Die Greifbacken der übernehmenden Greifklaue können dann längs der Oberfläche eines Blockes entlanggleiten, bis ihre Spitzen sich zwischen den Block und die Spitzen der abgebenden und haltenden Greifklaue einschieben. Dann würde die Greifklaue 64 sich nach rechts bewegen, wobei ihre Greifbacken 68 und 70 zwischen dem Block 60 und den Greifbacken 74 und 76 der Greifklaue 72 eindringen. Die Greifklaue 64 bewirkt, daß die Greifbacken der Greifklaue 62 durch Einschieben ihrer eigenen Greifbacken den Block 60 freigeben. Wenn der Block 60 durch die Greifklaue 62 freigegeben und nunmehr durch die Greifbacken der Greifklaue ergriffen ist, dann wird die Greifklaue 64 zurückgezogen und nimmt den Block 60 mit. Der Block 60 könnte auch wieder an die Greifklaue 62 zurückübergeben werden, wenn man die beiden Greifklauen wieder zusammenführt.

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Die Wechselwirkung zwischen den Greifbacken der Greifklauen 62 und 64 der Fig. 6 ist in Fig. 7 dargestellt, wo man Einzelheiten der Wechselwirkung zwischen Greifbacke 70 und Greifbacke 74 erkennt.

Wie in Fig. 7 gezeigt, hat sich die Greifklaue 64 (Fig. 6) bis zu einem Punkt vorbewegt, an dem die Spitzen ihrer Greifbacken die Oberflächen des Blockes 60 berühren, doch wird der Block immer noch durch die Greifklaue 62 (Fig. 6) gehalten. Die Greifbacke 74 der Greifklaue 62 hält den Block 60 über die Berührung mit der Seitenwand des Blocks 60 und die nach außen umgebogene Spitze 68, die die Ecke oder Kante des Blocks 60 umgreift. Die Greifbacke 70 gleitet längs der Fläche längs des Blocks 60, wenn die übernehmende Greifklaue sich in Richtung auf die übergebende Greifklaue bewegt. Das nach außen umgebogene Ende 80 der Greifbacke 70 gleitet dann unter dem abgebogenen Ende 78 der Greifbacke 74, wenn die übernehmende Greifklaue mit ihren Greifbacken unter die Greifbacken der abgebenden Greifklaue eindringt. Bei fortgesetzter Vorwärtsbewegung der Greifbacke 70 wird die Greifbacke 74 von dem Block 60 abgehoben, und das abgebogene Ende gleitet um die Kante des Blocks 60 herum und hält diesen fest. Die Greifbacke 70 hat nunmehr den Block 60 vom Griff mit der Greifbacke 74 freigegeben, und wenn die Greifklaue 64 (Fig. 6) zurückgezogen wird, dann bewegt sich der Block 60 mit der Greifbacke 64.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Greifklaue für Fördereinrichtungen für einen wechselseitigen Austausch von Gegenständen zwischen einer abgebenden und einer aufnehmenden Greifklaue, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifklaue (12, 14, 16, 18;

38, 44, 50, 52; 62, 64) mindestens zwei Finger (30, 32;

39, 44; 56, 58) bzw. Greifbacken (68, 70) aufweist, deren federnd nachgiebige Spreizweite im unbelasteten Zustand kleiner ist, als die Breite des auszutauschenden Gegenstandes (10, 40; 54; 60) und daß die Spitzen (28; 36; 46; 78; 80) so geformt sind, daß zwischen den einen Gegenstand haltenden Fingern und dem Gegenstand am Ort der Spitzen ein kleiner Zwischenraum besteht«
2. Greifklaue nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Finger in der Nähe der Fingerspitzen der Form der Oberfläche des auszutauschenden Gegenstandes entspricht.
3. Greifklaue nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Finger innen eine Abflachung (36) aufweist, die von der Formgebung der restlichen inneren Oberfläche der Fingerspitzen derart abweicht, daß die Finger in der Nähe der Spitzen der Form der Oberfläche des Gegenstandes folgen und dann unter Bildung eines Zwischenraums sich nach außen öffnen.
4. Greifklaue nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (36) der Finger (32) nach außen umgebogen sind.
5. Greifklaue nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in sich starre, scherenartig untereinander verbundener Greifbacken (70, 74) vorgesehen sind, die durch eine Zugfeder (63, 65) in ihrer normalen Spreizstellung ohne Gegenstand gehalten werden und dabei eine kleinere öffnungs-

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weite aufweisen, als der Breite des Gegenstandes entspricht und daß die Form der Greifbacken in der Nähe der Spitzen (78, 80) der Form mindestens eines Teils des Gegenstandes (60) entspricht, und daß für jede Feder (63, 65) ein die Spreizstellung begrenzender Anschlagstift (66, 76) vorgesehen ist.

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