DE29819943U1 - Fluid operated gripper - Google Patents
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Description
G 18502 - lemlG 18502 - leml
06. November 199806 November 1998
Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Greifer, mit einem Gehäuse, das wenigstens ein durch Fluidkraft bewegbares, mit einem Greifelement verbundenes oder verbindbares Bauteil enthält.The invention relates to a fluid-operated gripper with a housing that contains at least one component that is movable by fluid force and is connected or connectable to a gripping element.
Ein derartiger Greifer geht beispielweise aus der US 5,657,973 hervor, wobei er über ein Gehäuse verfügt, das zwei von Kolben gebildete fluidbeaufschlagbare Antriebsteile enthält, die jeweils mit einem Greifelement verbindbar sind. Durch gesteuerte Zufuhr und Abfuhr eines Betatigungsfluides, insbesondere Druckluft, lassen sich die Greifelemente zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung positionieren, was das Ergreifen und Handhaben von Werkstücken oder sonstigen Gegenständen gestattet.Such a gripper is disclosed, for example, in US 5,657,973, where it has a housing that contains two fluid-loaded drive parts formed by pistons, each of which can be connected to a gripping element. By controlled supply and discharge of an actuating fluid, in particular compressed air, the gripping elements can be positioned between an open position and a closed position, which allows the gripping and handling of workpieces or other objects.
Soll der Greifer in eine beispielsweise in der Fertigungsoder Montagetechnik einzusetzende Anlage integriert werden, sollte die Möglichkeit bestehen, eine oder mehrere Stellungen der Greifelemente zu erfassen, um eine Berücksichtigung in einer die Abläufe vorgebenden elektronischen Steuereinrich-If the gripper is to be integrated into a system to be used in manufacturing or assembly technology, for example, it should be possible to record one or more positions of the gripping elements in order to take them into account in an electronic control device that specifies the processes.
tung zu ermöglichen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fluidbetätigten Greifer zu schaffen, der mit kostengünstigen Mitteln eine sehr präzise Stellungsabfrage der Greifelemente ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to create a fluid-operated gripper that enables very precise position sensing of the gripping elements using cost-effective means.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein die eingangs erwähnten Merkmale aufweisender fluidbetätigter Greifer an einem mit einem Greifelement verbundenen oder verbindbaren Bauteil mit einem zur berührungslosen Betätigung eines Sensors dienenden Betätigungsteil versehen, und es ist ferner mindestens ein auf das Betätigungsteil ansprechender Sensor vorgesehen, der sich an einer stangenartigen Halteeinrichtung befindet, die bis zu einer durch miteinander kooperierende Anschlagmittel vorgegebenen Einstecktiefe in eine gehäusefeste Aufnahme einsteckbar ist.To solve this problem, a fluid-operated gripper having the features mentioned at the outset is provided with an actuating part for contactless actuation of a sensor on a component connected or connectable to a gripping element, and at least one sensor is provided which responds to the actuating part and is located on a rod-like holding device which can be inserted into a housing-fixed receptacle up to an insertion depth predetermined by cooperating stop means.
Der fluidbetätigte Greifer verfügt also über ein die berührungslose Betätigung eines Sensors ermöglichendes Betätigungsteil, das sich an einem beliebigen mit dem Greifelement verbundenen oder verbindbaren Bauteil befindet und dabei insbesondere an einem fluidbeaufschlagbaren Antriebsteil des Greifers angeordnet ist. Die Greiferbewegung wird somit von dem Betätigungsteil mitgemacht. Der durch das Betätigungsteil betätigbare Sensor ist an einer stangenartigen Halteeinrichtung vorgesehen, die sich bis zu einer vorgegebenen Einstecktiefe in eine gehäusefeste Aufnahme einstecken läßt, wobei durch die vorgegebene Einstecktiefe automatisch die Relativposition des mindestens einen Sensors bezüglich dem Gehäuse vorgegeben werden kann. Somit erübrigen sich meist aufwendige Einstellarbeiten und man kann durch Bereitstellung mehrererThe fluid-operated gripper therefore has an actuating part that enables the contactless actuation of a sensor, which is located on any component connected or connectable to the gripping element and is arranged in particular on a fluid-operated drive part of the gripper. The gripper movement is thus accompanied by the actuating part. The sensor that can be actuated by the actuating part is provided on a rod-like holding device that can be inserted into a housing-fixed receptacle up to a predetermined insertion depth, whereby the relative position of the at least one sensor with respect to the housing can be automatically specified by the predetermined insertion depth. This means that complex adjustment work is usually unnecessary and by providing several
mit unterschiedlich positionierten Sensoren ausgestatteter Halteeinrichtungen die Möglichkeit bieten, durch den raschen Austausch einer Halteeinrichtung die zu erfassende Position zu variieren.Holding devices equipped with differently positioned sensors offer the possibility of varying the position to be detected by quickly exchanging a holding device.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.
Das Betätigungsteil ist zweckmäßigerweise so angeordnet, daß es im Betrieb des Greifers eine lineare Bewegung ausführt, wobei sich die stangenartige Halteeinrichtung zweckmäßigerweise parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungsteils seitlich neben dessen Verlagerungsweg erstreckt. Auf diese Weise ist eine sichere Positionserfassung unabhängig davon gegeben, an welcher Stelle der mindestens eine Sensor längs der stangenartigen Halteeinrichtung plaziert ist, wobei allerdings Voraussetzung ist, daß sich der Sensor im Einflußbereich des Betätigungsteils befindet. Allerdings sind auch Bauformen möglich, bei denen die Halteeinrichtung anders orientiert ist und beispielsweise senkrecht seitlich neben dem Verlagerungsweg angeordnet ist.The actuating part is expediently arranged in such a way that it carries out a linear movement when the gripper is in operation, where the rod-like holding device expediently extends parallel to the direction of movement of the actuating part later to the side next to its displacement path. In this way, reliable position detection is ensured regardless of where the at least one sensor is placed along the rod-like holding device, although it is a prerequisite that the sensor is in the area of influence of the actuating part. However, designs are also possible in which the holding device is oriented differently and is arranged, for example, vertically to the side next to the displacement path.
Sollen mehrere Stellungen der Greifelemente abgefragt werden, empfiehlt sich die Ausstattung der stangenähnlichen Halteeinrichtung mit einer der zu erfassenden Anzahl von Stellungen entsprechenden Anzahl von Sensoren, die in entsprechendem Abstand angeordnet sind.If several positions of the gripping elements are to be queried, it is recommended to equip the rod-like holding device with a number of sensors corresponding to the number of positions to be detected, which are arranged at an appropriate distance.
Eine besonders kompakte Bauform des Greifers läßt sich realisieren, wenn die gehäusefeste Aufnahme nach Art einer BohrungA particularly compact design of the gripper can be achieved if the housing-fixed holder is designed like a hole
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unmittelbar in das Gehäuse eingebracht ist, wobei sich empfiehlt, die gehäusefeste Aufnahme über ihre gesamte Länge hinweg umfangsseitig geschlossen zu halten. Die Halteeinrichtung ist auf diese Weise optimal geschützt.is inserted directly into the housing, whereby it is recommended that the housing-fixed holder be kept closed along its entire length. The holding device is thus optimally protected.
Die die Einstecktiefe und damit die Relativposition des mindestens einen Sensors mit Bezug zum Gehäuse vorgebenden Anschlagmittel sind zweckmäßigerweise einerseits von der in Einsteckrichtung weisenden vorderen Stirnfläche der Halteeinrichtung und andererseits von einem dieser Stirnfläche axial gegenüberliegenden Boden der Aufnahme gebildet, wobei die Einstecktiefe dadurch begrenzt wird, daß die Halteeinrichtung mit ihrer vorderen Stirnfläche am Boden der Aufnahme zur Anlage gelangt.The stop means which specify the insertion depth and thus the relative position of the at least one sensor with respect to the housing are expediently formed on the one hand by the front face of the holding device pointing in the insertion direction and on the other hand by a base of the receptacle which is axially opposite this face, the insertion depth being limited by the fact that the holding device comes to rest with its front face on the base of the receptacle.
Die Einstecköffnung der gehäusefesten Aufnahme kann nach Bedarf an beliebiger Stelle der Außenfläche des Gehäuses plaziert werden, wobei eine Anordnung an einer axial orientierten äußeren Stirnfläche als besonders vorteilhaft erachtet wird.The insertion opening of the housing-fixed receptacle can be placed anywhere on the outer surface of the housing as required, whereby an arrangement on an axially oriented outer face is considered particularly advantageous.
Damit die eingesteckte Betriebsposition der Halteeinrichtung und somit des daran angeordneten mindestens einen Sensors sehr exakt ist, können Sicherungsmittel vorhanden sein, die die Anschlagmittel fest gegeneinander spannen und insbesondere gleichzeitig die dabei erhaltene Relativposition zwischen Halteeinrichtung und Gehäuse fest fixieren. Als Sicherungsmittel bietet sich beispielweise ein stift- oder bolzenartiges, insbesondere von einer Schraube gebildetes Sicherungselement an, das sich gehäusefest abstützt und zugleich querIn order to ensure that the inserted operating position of the holding device and thus of the at least one sensor arranged thereon is very precise, securing means can be provided which firmly clamp the fastening means against each other and in particular at the same time firmly fix the relative position obtained between the holding device and the housing. A suitable securing means is, for example, a pin or bolt-like securing element, in particular formed by a screw, which is supported firmly against the housing and at the same time transversely
zur Längsachse der Halteeinrichtung verläuft, wobei es gegen eine entgegen der Einsteckrichtung orientierte Beaufschlagungsfläche der Halteeinrichtung drückt. Die Beaufschlagungsfläche kann dabei insbesondere von der Flanke einer in die Halteeinrichtung eingebrachten nutartigen Vertiefung gebildet sein, die sich über wenigstens einen Teilumfang der Halteeinrichtung erstreckt. Zweckmäßigerweise befindet sich die Beaufschlagungsfläche in der Nähe des vorderen Endbereiches der Halteeinrichtung.to the longitudinal axis of the holding device, whereby it presses against an impact surface of the holding device that is oriented opposite to the insertion direction. The impact surface can be formed in particular by the flank of a groove-like depression made in the holding device, which extends over at least a partial circumference of the holding device. The impact surface is expediently located near the front end region of the holding device.
Im Rahmen der berührungslosen Positionserfassung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, sogenannte Hall-Sensoren zu verwenden.In the context of contactless position detection, it is considered particularly advantageous to use so-called Hall sensors.
Um einen optimalen Schutz des mindestens einen Sensors zu erhalten, ist er zweckmäßigerweise im Innern eines vorzugsweise rohrähnliche Gestalt aufweisenden Schutzgehäuses der Halteeinrichtung untergebracht. Dabei ergibt sich eine besonders vibrationssichere Fixierung dann, wenn der mindestens eine Sensor an einer Leiterplatte sitzt, die durch eine Gießmasse fixiert wird, welche den Innenraum des Gehäuses wenigstens teilweise ausfüllt.In order to obtain optimal protection for the at least one sensor, it is expediently housed inside a protective housing of the holding device, which preferably has a tube-like shape. This results in a particularly vibration-proof fixation if the at least one sensor is located on a circuit board that is fixed by a casting compound that at least partially fills the interior of the housing.
Eine besonders einfache Herstellung ist möglich, wenn die stangenartige Halteeinrichtung eine im wesentlichen zylindrische Gestalt hat. Allerdings ist durchaus auch eine unkreisförmige und beispielsweise mehreckförmige Querschnittskontur möglich, wobei auch eine insgesamt quaderförmige Gestalt vorliegen kann.A particularly simple production is possible if the rod-like holding device has an essentially cylindrical shape. However, a non-circular and, for example, polygonal cross-sectional contour is also possible, whereby an overall cuboid shape can also be present.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßenFig. 1 shows a first design of the inventive
fluidbetätigten Greifers in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung gemäß Schnittlinie I-I aus Figur 2,fluid-operated gripper in a simplified longitudinal section according to section line I-I in Figure 2,
Fig. 2 den Greifer aus Figur 1 im QuerschnittFig. 2 the gripper from Figure 1 in cross section
gemäß Schnittlinie II-II aus Figur 1,according to section line II-II in Figure 1,
Fig. 3 eine ausschnittsweise QuerschnittsdarFig. 3 a partial cross-sectional view
stellung des Greifers aus Figur 1 gemäß Schnittlinie III-III im Bereich der Sicherungsmittel für die Halteeinrichtung,Position of the gripper from Figure 1 according to section line III-III in the area of the securing means for the holding device,
Fig. 4 eine explosionsartige EinzeldarstellungFig. 4 an exploded individual representation
der bei dem Greifer der Figuren l und 2 verwendeten Halteeinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform, undthe holding device used in the gripper of Figures 1 and 2 in a preferred embodiment, and
Fig. 5 eine verkleinerte perspektivische AnsichtFig. 5 a reduced perspective view
des Greifers mit Blick auf diejenige äußere Stirnfläche des Gehäuses, von der aus die Halteeinrichtung in die zugeordnete Aufnahme eingesteckt wird, wobei außerdem ein von der Halteeinrichtung abgehendes elektrisches Anschlußkabel ersichtlich ist.of the gripper with a view of the outer face of the housing from which the holding device is inserted into the associated receptacle, whereby an electrical connection cable leading from the holding device is also visible.
Der in der Zeichnung beispielhaft abgebildete fluidbetätigte Greifer ist allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnet und enthält ein zweckmäßigerweise quaderähnlich konturiertes Gehäuse 2, an dem zwei nur schematisch angedeutete Greifelemente 3, 31 beweglich gelagert sind.The fluid-operated gripper shown as an example in the drawing is generally designated by reference number 1 and contains a housing 2 which is expediently contoured in the manner of a cuboid, on which two gripping elements 3, 31 which are only indicated schematically are movably mounted.
Die Lagerung erfolgt unter Zwischenschaltung zweier jeweils eines der Greifelemente 3, 3' tragender Greifelementträger 4, 4', die beim Ausführungsbeispiel blockähnliche Gestalt haben und in einer zur Längsachse 5 des Gehäuses 2 parallelen Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Lagerung der Greifelementträger 4, 41 am Gehäuse 2 erfolgt unter Vermittlung einer Linearführung 6, die gleichzeitig eine Querabstützung der Greifelementträger 4, 41 bewirkt, so daß auch unter hoher Belastung eine präzise Führung gegeben ist.The bearing is carried out by interposing two gripping element carriers 4, 4', each carrying one of the gripping elements 3, 3', which in the embodiment have a block-like shape and are arranged one after the other in a direction parallel to the longitudinal axis 5 of the housing 2. The gripping element carriers 4, 4 ' are supported on the housing 2 by means of a linear guide 6, which simultaneously provides transverse support for the gripping element carriers 4, 4 ' , so that precise guidance is provided even under high loads.
Im Betrieb des Greifers 1 lassen sich die Greifelemente 3, 3' durch axial gegensinnige Bewegung zwischen einer weiter voneinander beabstandeten Offenstellung und einer mehr einander angenäherten Schließstellung verlagern. Auf diese Weise lassen sich handzuhabende Gegenstände erfassen, transportieren und wieder ablegen.When the gripper 1 is in operation, the gripping elements 3, 3' can be moved between an open position further apart from one another and a closed position closer together by axially opposing movements. In this way, objects to be handled can be grasped, transported and put down again.
Die Bewegung der Greifelemente 3, 3' wird über eine im Innern des Gehäuses 2 untergebrachte fluidbetätigte Antriebseinrichtung 7 bewirkt. Diese enthält beim Ausführungsbeispiel zwei von Kolben gebildete Antriebsteile 8, 8', die axial aufeinanderfolgend in einem insbesondere zylindrisch konturierten Ge-The movement of the gripping elements 3, 3' is effected by a fluid-operated drive device 7 housed inside the housing 2. In the embodiment, this contains two drive parts 8, 8' formed by pistons, which are arranged axially one after the other in a particularly cylindrically contoured housing.
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häuseraum 12 untergebracht sind, der sich in Längsrichtung des Gehäuses 2 erstreckt. Jedes Antriebsteil 8, 8' ist über einen durch einen Längsschlitz 13 des Gehäuses 2 hindurchgeführten Mitnehmer 11, 11' mit einem der Greifbackenträger 4, 4' starr bewegungsgekoppelt.housing space 12 which extends in the longitudinal direction of the housing 2. Each drive part 8, 8' is rigidly coupled in motion to one of the gripper jaw carriers 4, 4' via a driver 11, 11' which passes through a longitudinal slot 13 of the housing 2.
Durch die Antriebsteile 8, 8' wird der Gehäuseraum 12 axial in einen zwischen den beiden Antriebsteilen 8, 8' befindlichen inneren Arbeitsraum 14 und zwei axial außerhalb der beiden Antriebsteile 8, 8' befindliche äußere Arbeitsräume 15 unterteilt, die über im Gehäuse verlaufende Kanäle und an der Außenfläche mündende Anschlußöffnungen 16 derart abgestimmt mit einem fluidischen Druckmedium, insbesondere mit Druckluft, beaugschlagbar sind, daß sich die Antriebsteile 8, 8' entweder einander annähern oder voneinander entfernen. Diese Bewegung wird über die Mitnehmer 11, 11' auf die Greifelementträger 4, 4' und die an diesen insbesondere auswechselbar befestigten Greifelemente 3, 3' übertragen. Zur Synchronisation der gegenläufigen Bewegungen ist zweckmäßigerweise auch noch eine insbesondere zwischen den beiden Antriebsteilen 8, 8' wirksame Synchronisationseinrichtung vorgesehen, die in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.The drive parts 8, 8' divide the housing space 12 axially into an inner working space 14 located between the two drive parts 8, 8' and two outer working spaces 15 located axially outside the two drive parts 8, 8', which can be supplied with a fluid pressure medium, in particular with compressed air, via channels running in the housing and connection openings 16 opening out on the outer surface in such a way that the drive parts 8, 8' either approach each other or move away from each other. This movement is transmitted via the drivers 11, 11' to the gripping element carriers 4, 4' and the gripping elements 3, 3' attached to them in particular in an interchangeable manner. To synchronize the opposing movements, a synchronization device is also expediently provided, which is effective in particular between the two drive parts 8, 8' and is not shown in the drawing for the sake of simplicity.
Der fluidbetätigte Greifer ist mit einer in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 17 bezeichneten Positionserfassungseinrichtung ausgestattet, die die berührungslose Erfassung einer oder mehrerer Relativpositionen zwischen den Greifelementen 3, 3' und dem Gehäuse 2 erlaubt. Auf diese Weise läßt sich der Greifer bequem in eine Anlage beliebiger Komplexität integrieren, bei der bestimmte Bewegungsabläufe in AbhängigkeitThe fluid-operated gripper is equipped with a position detection device, designated in its entirety by reference number 17, which allows the contactless detection of one or more relative positions between the gripping elements 3, 3' and the housing 2. In this way, the gripper can be easily integrated into a system of any complexity, in which certain movement sequences are carried out depending on
von der momentanen Position der Greifelemente 3, 3' hervorgerufen werden sollen.from the current position of the gripping elements 3, 3' should be caused.
Die Positionserfassungseinrichtung 17 enthält ein beim Ausführungsbeispiel über permanentmagnetische Eigenschaften verfügendes Betätigungsteil 18, das an einem mit dem einen der Greifelemente 3 verbundenen Bauteil angeordnet ist, bei dem es sich wie abgebildet zweckmäßigerweise um (8) eines der Antriebsteile handelt. Das Betätigungsteil 18 kann hierbei ein separates Bauteil sein, das durch geeignete Befestigungsmaßnahmen an dem Antriebsteil 8 festgelegt ist, wobei es in eine Ausnehmung desselben eingelassen sein kann. Das Antriebsteil 8 selbst besteht hierbei aus einem das Magnetfeld des Betätigungsteils 18 nicht beeinträchtigenden Material, beispielsweise aus Aluminium- oder Kunststoffmaterial, was im übrigen auch für das Gehäuse 2 gilt.The position detection device 17 contains an actuating part 18 which, in the exemplary embodiment, has permanent magnetic properties and is arranged on a component connected to one of the gripping elements 3, which, as shown, is expediently (8) one of the drive parts. The actuating part 18 can be a separate component which is fixed to the drive part 8 by suitable fastening measures, and can be embedded in a recess in the same. The drive part 8 itself consists of a material which does not impair the magnetic field of the actuating part 18, for example of aluminum or plastic material, which also applies to the housing 2.
Im Betrieb der Antriebseinrichtung 7 wird das Betätigungsteil 18 mit dem es tragenden Antriebsteil 8 mitbewegt, wobei es eine lineare Bewegung ausführt. Der dabei vom Betätigungsteil 18 zurückgelegte Verlagerungsweg ist in Figur l strichpunktiert bei 22 angedeutet und erstreckt sich gleichgerichtet mit der Längsachse 5 des Gehäuses 2.When the drive device 7 is in operation, the actuating part 18 is moved along with the drive part 8 that supports it, whereby it performs a linear movement. The displacement path covered by the actuating part 18 is indicated in Figure 1 by dash-dotted lines at 22 and extends in the same direction as the longitudinal axis 5 of the housing 2.
Das Betätigungsteil 18 ist in der Lage, einen oder mehrere Sensoren 23 - beim Ausführungsbeispiel drei Stück - berührungslos zu betätigen. Dabei sind die Sensoren 23, 23' seitlich neben dem Verlagerungsweg 25 in dessen Längsrichtung verteilt angeordnet, so daß das Betätigungsteil 18 bei einer Bewegung des zugeordneten Antriebsteils 8 mit radialem Ab-The actuating part 18 is able to actuate one or more sensors 23 - three in the embodiment - without contact. The sensors 23, 23' are arranged laterally next to the displacement path 25 in its longitudinal direction, so that the actuating part 18 can be moved with radial displacement when the associated drive part 8 moves.
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stand nacheinander an den Sensoren 23 vorbeiläuft. Befindet sich das Betätigungsteil 18 in einer geeigneten Relativposition bezüglich einem Sensor 23, spricht dieser an und ruft ein Sensorsignal hervor, das über elektrische Leiter eines Anschlußkabels 21 einer Auswerte- und/oder Steuereinrichtung zugeführt wird. Als besonders zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, die Sensoren in Gestalt sogenannter Hall-Sensoren auszubilden.stand passes the sensors 23 one after the other. If the actuating part 18 is in a suitable relative position with respect to a sensor 23, the latter responds and produces a sensor signal which is fed to an evaluation and/or control device via electrical conductors of a connecting cable 21. It has proven particularly useful to design the sensors in the form of so-called Hall sensors.
Die axiale Verteilung der drei beim Ausführungsbeispiel vorhandenen Sensoren 23 entlang des Verlagerungsweges 22 des Betätigungsteils 18 ist so gewählt, daß sich sowohl die beiden axialen Endpositionen des Antriebsteils 8 - dem entsprechen die Offenstellung und die Schließstellung der Greifelemente 3, 3' - als auch eine Zwischenstellung erfassen lassen.The axial distribution of the three sensors 23 present in the embodiment along the displacement path 22 of the actuating part 18 is selected such that both the two axial end positions of the drive part 8 - corresponding to the open position and the closed position of the gripping elements 3, 3' - as well as an intermediate position can be detected.
Zugunsten einer einfachen und zugleich sehr präzisen Installation der Sensoren 23 sind diese an einer allgemein mit Bezugsziffer 24 versehenen stangenartigen Halteeinrichtung vorgesehen, die bis zu einer durch miteinander kooperierende Anschlagmittel 25, 25' vorgegebenen Einstecktiefe in eine gehäusefeste Ausnahme 26 eingesteckt ist. Die Aufnahme 26 ist nach Art einer Bohrung von einer axial orientierten ersten äußeren Stirnfläche 27 des Gehäuses 2 her unmittelbar in die Wandung des Gehäuses 2 eingebracht, wobei sie zweckmäßigerweise über ihre gesamte Länge hinweg umfangsseitig geschlossen ist. Dabei verläuft die Aufnahme 26 parallel zum Gehäuseraum 12 radial außerhalb desselben, so daß ein Wandabschnitt des Gehäuses 2 zwischen dem Gehäuseraum 12 und der Aufnahme 26 zu liegen kommt. Zugunsten eines geringen Radial-In order to facilitate simple and at the same time very precise installation of the sensors 23, they are provided on a rod-like holding device, generally provided with reference number 24, which is inserted into a housing-fixed recess 26 up to an insertion depth specified by mutually cooperating stop means 25, 25'. The receptacle 26 is introduced in the manner of a bore from an axially oriented first outer end face 27 of the housing 2 directly into the wall of the housing 2, whereby it is expediently closed on the circumference over its entire length. The receptacle 26 runs parallel to the housing space 12 radially outside of it, so that a wall section of the housing 2 comes to lie between the housing space 12 and the receptacle 26. In order to achieve a small radial
abstandes zwischen dem Betätigungsteil 18 und den Sensoren wird die Dicke dieses Wandabschnittes allerdings möglichst gering gehalten, so daß auch bei Verwendung eines volumenmäßig kleinen permanentmagnetischen Betätigungsteils 18 eine magnetische Feldstärke erzeugt wird, die zum Erzeugen eines präzisen magnetischen Betätigungssignals ausreicht.distance between the actuating part 18 and the sensors, the thickness of this wall section is kept as small as possible, so that even when using a small-volume permanent magnetic actuating part 18, a magnetic field strength is generated that is sufficient to generate a precise magnetic actuating signal.
Die Aufnahme 2 6 ist sacklochähnlich ausgeführt, wobei sie zylindrisch konturiert ist und ihrer an der ersten äußeren Stirnfläche 27 liegenden Einstecköffnung 28 axial ein Boden 29 der Aufnahme 26 gegenüber liegt. Dieser bildet beim Ausführungsbeispiel die Einstecktiefe der Halteeinrichtung 24 vorgebende erste Anschlagmittel 25, die mit an der Halteeinrichtung 24 vorgesehenen zweiten Anschlagmitteln 25' zusammenarbeiten, die beim Ausführungsbeispiel von der in Einsteckrichtung weisenden vorderen Stirnfläche 33 der Halteeinrichtung 24 gebildet sind. Die Einsteckrichtung ist in Figur 1 durch Pfeil 34 verdeutlicht.The receptacle 26 is designed like a blind hole, with a cylindrical contour and a base 29 of the receptacle 26 lying axially opposite its insertion opening 28 on the first outer end face 27. In the exemplary embodiment, this forms the first stop means 25 which determines the insertion depth of the holding device 24 and which work together with the second stop means 25' provided on the holding device 24, which in the exemplary embodiment are formed by the front end face 33 of the holding device 24 pointing in the insertion direction. The insertion direction is illustrated in Figure 1 by arrow 34.
Die Sensoren 23 sind derart an der Halteeinrichtung 24 fixiert, daß sie genau dann die gewünschte Lage bezüglich des Gehäuses 2 einnehmen, wenn die stangenartige Halteeinrichtung 24 weitestmöglich in die Ausnahme 26 eingesteckt ist. Dies ist beim Ausführungsbeispiel dann der Fall, wenn die vordere Stirnfläche 33 der Halteeinrichtung 24 am Boden 29 der Aufnahme 26 zur Anlage gelangt. Damit liegt dann die Betriebsposition der Halteeinrichtung 24 und der an dieser vorgesehenen Sensoren 23 vor.The sensors 23 are fixed to the holding device 24 in such a way that they assume the desired position with respect to the housing 2 precisely when the rod-like holding device 24 is inserted as far as possible into the recess 26. In the exemplary embodiment, this is the case when the front face 33 of the holding device 24 comes to rest on the base 29 of the receptacle 26. This then represents the operating position of the holding device 24 and the sensors 23 provided on it.
Um eine exakte Einstellung der Betriebsposition zu erhalten, verfügt der Greifer 1 des Ausführungsbeispiels über Sicherungsmittel 35, durch die bewirkt werden kann, daß die Halteeinrichtung 24 mit ihren ersten Anschlagmitteln 25 fest gegen die gehäuseseitigen zweiten Anschlagmittel 25' gespannt wird und gleichzeitig eine gehäusefeste Fixierung der Halteeinrichtung 24 stattfindet.In order to achieve an exact setting of the operating position, the gripper 1 of the embodiment has securing means 35, by means of which the holding device 24 with its first stop means 25 is clamped firmly against the second stop means 25' on the housing side and at the same time the holding device 24 is fixed to the housing.
Beim Ausführungsbeispiel enthalten die Sicherungsmittel 35 eine mit geringem axialem Abstand zur vorderen Stirnfläche 33 in den Außenumfang der Halteeinrichtung 24 eingebrachte nutartige Vertiefung 36, die insbesondere ringartig in sich geschlossen ist und koaxial zur Längsachse der Halteeinrichtung 24 verläuft. Ihre der vorderen Stirnfläche 33 benachbarte und entgegen der Einsteckrichtung 34 orientierte Nutflanke bildet eine Beaufschlagungsfläche 38, die zweckmäßigerweise über einen schrägen Verlauf verfügt, so daß sie sich in der Richtung von radial innen nach radial außen zur vorderen Stirnfläche 33 annähert.In the exemplary embodiment, the securing means 35 contain a groove-like recess 36 which is made in the outer circumference of the holding device 24 at a small axial distance from the front end face 33, which is in particular closed in a ring-like manner and runs coaxially to the longitudinal axis of the holding device 24. Its groove flank, which is adjacent to the front end face 33 and oriented opposite to the insertion direction 34, forms an impact surface 38 which expediently has an oblique course so that it approaches the front end face 33 in the direction from radially inside to radially outside.
Desweiteren gehört zu den Sicherungsmitteln 35 ein stift- oder bolzenartiges, beim Ausführungsbeispiel von einer Schraube gebildetes Sicherungselement 42, das sich quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse 43 der Halteeinrichtung 24 erstreckt und in einer entsprechend orientierten Bohrung 44 des Gehäuses 2 verankert ist, die einenends zur Außenfläche des Gehäuses 2 hin offen ist und andernends im Bereich der nutartigen Vertiefung 36 in die Aufnahme 26 einmündet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Längsachse des Sicherungselements 42 bzw. der Bohrung 44 dieFurthermore, the securing means 35 include a pin or bolt-like securing element 42, formed by a screw in the embodiment, which extends transversely and in particular at right angles to the longitudinal axis 43 of the holding device 24 and is anchored in a correspondingly oriented bore 44 of the housing 2, which is open at one end towards the outer surface of the housing 2 and at the other end opens into the receptacle 26 in the area of the groove-like recess 36. The arrangement is such that the longitudinal axis of the securing element 42 or the bore 44
Längsachse 43 der Halteeinrichtung 24 so mit radialem Abstand passiert, daß das Sicherungselement 42 mit einem insbesondere vom vorderen Ende gebildeten Beaufschlagungsabschnitt 45 in die nutartige Vertiefung 36 eingreifen kann. Dabei verjüngt sich der Beaufschlagungsabschnitt 45 zweckmäßigerweise zum freien Ende des Sicherungselementes 42 hin.Longitudinal axis 43 of the holding device 24 passes at a radial distance such that the securing element 42 can engage in the groove-like recess 36 with a loading section 45 formed in particular by the front end. The loading section 45 expediently tapers towards the free end of the securing element 42.
Die Halteeinrichtung 24 wird bei außerhalb der Aufnahme 2 6 positioniertem Sicherungselement 42 in die Aufnahme 26 bis zur Anlage am Boden 29 eingesteckt. Anschließend wird das Sicherungselement 42 von der Seite her in die gegenüberliegend der Bohrung 44 plazierte nutartige Vertiefung 36 eingeführt, wobei sie mit dem Beaufschlagungsabschnitt 45 auf die Beaufschlagungsfläche 3 8 drückt und dadurch die Halteeinrichtung 24 fest gegen den Boden 29 spannt. Dieser Spannvorgang läßt sich durch eine Schraubbetätigung des Sicherungselements 42 sehr einfach vornehmen. Durch die insbesondere konische Verjüngung des Beaugschlagungsabschnittes 45 ergibt sich dabei eine optimale Übertragung der Spannkraft auf die Beaufschlagungsfläche 38. Die Zuordnung der Teile ist so getroffen, daß der Beaufschlagungsabschnitt 45 sich mit zunehmender Einschraubtiefe des Sicherungselements 42 mehr an die Beaufschlagungsfläche 3 8 annähert bzw. mit stärkerem Druck gegen diese arbeitet, so daß sich die gewünschte Spannkraft problemlos einstellen läßt.The holding device 24 is inserted into the holder 26 until it rests against the base 29 with the securing element 42 positioned outside the holder 26. The securing element 42 is then inserted from the side into the groove-like recess 36 positioned opposite the bore 44, whereby it presses with the application section 45 onto the application surface 38 and thereby clamps the holding device 24 firmly against the base 29. This clamping process can be carried out very easily by screwing the securing element 42. The particularly conical taper of the impact section 45 results in an optimal transfer of the clamping force to the impact surface 38. The parts are arranged in such a way that the impact section 45 approaches the impact surface 38 more closely with increasing screw-in depth of the securing element 42 or works against it with greater pressure, so that the desired clamping force can be set without any problem.
Die stangenartige Halteeinrichtung 24 weist zweckmäßigerweise ein längliches, außen entsprechend der Innenkontur der Aufnahme 26 zylindrisch konturiertes rohrähnliches Schutzgehäuse 46 auf, in dem die Sensoren 23 geschützt untergebracht sind.The rod-like holding device 24 expediently has an elongated, tube-like protective housing 46 with a cylindrical contour on the outside corresponding to the inner contour of the receptacle 26, in which the sensors 23 are housed in a protected manner.
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Das Schutzgehäuse 46 besteht zweckmäßigerweise aus Kunst-. Stoffmaterial.The protective housing 46 is preferably made of plastic material.
Im einzelnen verfügt das Schutzgehäuse 46 beim Ausführungsbeispiel über einen rohrartigen Längenabschnitt 47, an dessen beiden axialen Endbereichen eine vordere und eine hintere Abschlußwand 48, 48' angeordnet ist, wobei die vordere Abschlußwand 48 an der dem Innenraum 52 des Schutzgehäuses 46 entgegengesetzten Axialseite die als zweites Anschlagmittel 25' wirkende vordere Stirnfläche 33 aufweist. Auch die Beaufschlagungsfläche 38 befindet sich zweckmäßigerweise an der vorderen Abschlußwand 48, die beim Ausführungsbeispiel als separates, beispielsweise stopfenartiges Deckelteil ausgeführt ist, auf das der rohrartige Längenabschnitt 47 zentriert aufgesteckt ist. Zur festen Verbindung ist insbesondere eine Klebeverbindung vorgesehen.In detail, the protective housing 46 in the exemplary embodiment has a tubular longitudinal section 47, on the two axial end regions of which a front and a rear end wall 48, 48' are arranged, the front end wall 48 having the front face 33 acting as a second stop means 25' on the axial side opposite the interior 52 of the protective housing 46. The impact surface 38 is also expediently located on the front end wall 48, which in the exemplary embodiment is designed as a separate, for example plug-like cover part, onto which the tubular longitudinal section 47 is centrally placed. An adhesive connection is provided in particular for a firm connection.
Die hintere Abschlußwand 48 ist zweckmäßigerweise ein einstückiger Bestandteil des rohrartigen Längenabschnittes 47. Sie trägt an der dem rohrartigen Längenabschnitt 47 entgegengesetzten äußeren Axialseite zweckmäßigerweise einen Verbindungsstutzen 53 oder einen sonstigen Verbindungsabschnitt, an dem ein Kabelabgangsteil 54 festgelegt ist. Letzteres kann wie abgebildet im Rahmen einer Steckverbindung an dem Verbindungsstutzen 53 fixiert sein, wobei die Axialposition durch Rastmittel 55 gesichert ist. Die Verbindung ist insbesondere so ausgeführt, daß das Kabelabgangsteil 54 bezüglich dem Verbindungsstutzen 53 um die Längsachse 43 der Halteeinrichtung 24 frei drehbar ist.The rear end wall 48 is expediently a one-piece component of the tubular length section 47. It expediently carries a connecting piece 53 or another connecting section on the outer axial side opposite the tubular length section 47, to which a cable outlet part 54 is fixed. The latter can be fixed to the connecting piece 53 as part of a plug connection, as shown, with the axial position being secured by locking means 55. The connection is designed in particular so that the cable outlet part 54 can be freely rotated about the longitudinal axis 43 of the holding device 24 with respect to the connecting piece 53.
Alle Sensoren 23 sitzen zweckmaßigerweise an einer gemeinsamen länglichen Leiterplatte 56, die sich im Innern des rohrartigen Längenabschnittes 47 befindet. Sie ist zweckmaßigerweise an einem vorzugsweise widerum plattenähnlichen, Längsgestalt aufweisenden Tragelement 57 fixiert, das sich innerhalb des Schutzgehäuses 46 zwischen den beiden endseitigen Abschlußwänden 48, 48' erstreckt und an diesen, beispielsweise durch Steckverbindungen, fest fixiert ist. Das Tragelement 57 erstreckt sich dabei zweckmäßigerweise in einer Diametralebene des Schutzgehäuses 46.All sensors 23 are conveniently located on a common elongated circuit board 56, which is located inside the tubular length section 47. It is conveniently fixed to a support element 57, which is preferably again plate-like and has a longitudinal shape, which extends inside the protective housing 46 between the two end walls 48, 48' and is firmly fixed to them, for example by plug connections. The support element 57 conveniently extends in a diametrical plane of the protective housing 46.
Die Sensoren 23 und etwaige sonstige elektrische und/oder elektronische Bauelemente 58, die an der Leiterplatte 56 angeordnet sind, stehen mit elektrischen Leitern 62 in Verbindung, die durch die hintere Abschlußwand 48' hindurch nach außen geführt sind. Die elektrischen Leiter 62 sind beim Ausführungsbeispiel von den Drähten des oben schon erwähnten Anschlußkabels 21 gebildet, das im Bereich der hinteren Abschlußwand 48 an der Halteeinrichtung 24 festgelegt ist und das Kabelabgangsteil 54 durchsetzt. Letzteres gibt dabei die Abgangsrichtung des Anschlußkabels 21 vor, die beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 linear in axialer Verlängerung der Halteeinrichtung 24 verläuft.The sensors 23 and any other electrical and/or electronic components 58 arranged on the circuit board 56 are connected to electrical conductors 62 which are led out through the rear end wall 48'. In the exemplary embodiment, the electrical conductors 62 are formed by the wires of the connection cable 21 mentioned above, which is fixed to the holding device 24 in the area of the rear end wall 48 and passes through the cable outlet part 54. The latter determines the outlet direction of the connection cable 21, which in the exemplary embodiment in Figure 1 runs linearly in the axial extension of the holding device 24.
Eine alternative Bauform des Kabelabgangsteils 54 zeigt die Figur 5. Hier ist das Kabelabgangsteil 54 als Winkelstück ausgeführt, das einen 90°-Bogen beschreibt, was zur Folge hat, daß das Anschlußkabel 21 in Querrichtung und dabei insbesondere im rechten Winkel zur Längsachse 43 von der Halte-An alternative design of the cable outlet part 54 is shown in Figure 5. Here, the cable outlet part 54 is designed as an angle piece that describes a 90° bend, which means that the connecting cable 21 extends transversely and in particular at a right angle to the longitudinal axis 43 from the holding
einrichtung 24 abgeht. Bei einer drehbaren Lag*e*run*g aif'den? hinteren Abschlußwand 48 läßt sich die Abgangsrichtung nach Bedarf winkelmäßig variieren.device 24. With a rotatable mounting on the rear end wall 48, the direction of exit can be varied angularly as required.
Zur Stabilisierung der Einbauten der Halteeinrichtung 24 ist deren Innenraum 52 zweckmäßigerweise wengistens teilweise mit einer Gießmasse 63 ausgegossen. Es kann sich dabei um ein nach dem Erkalten erstarrendes Gießharz handeln. In Figur l ist die Gießmasse 63 nur im Bereich der hinteren Abschlußwand 48' abgebildet, wobei sie insbesondere auch zur Befestigung des Anschlußkabels 21 bzw. der elektrischen Leiter 62 dient. Es versteht sich allerdings, daß der gesamte Innenraum 52 ausgegossen werden kann, um zu gewährleisten, daß die Leiterplatte 56 mit ihren Sensoren 23 bezüglich dem umgebenden Schutzgehäuse 46 fest fixiert ist.To stabilize the components of the holding device 24, its interior 52 is expediently at least partially filled with a casting compound 63. This can be a casting resin that solidifies after cooling. In Figure 1, the casting compound 63 is only shown in the area of the rear end wall 48', where it is used in particular to attach the connecting cable 21 or the electrical conductors 62. It is understood, however, that the entire interior 52 can be filled with casting compound to ensure that the circuit board 56 with its sensors 23 is firmly fixed in relation to the surrounding protective housing 46.
In Abhängigkeit von der Ausgestaltung und Anordnung des mindestens einen Sensors 23 kann es erforderlich sein, eine bestimmte drehwinkelmäßige Ausrichtung der Halteeinrichtung 24 mit Bezug zum Gehäuse 2 des Greifers 1 vorzugeben. Beim Ausführungsbeispiel ist die Drehposition der Halteeinrichtung mit Bezug zur ihrer Längsachse 43 so gewählt, daß die Normalenrichtung der Leiterplatte 56, im Querschnitt gemäß Figur 2 gesehen, zumindest in etwa zum Betätigungsteil 18 weist, wobei sich die Sensoren 23 an der dem Gehäuseraum 12 zugewandten Fläche der Leiterplatte 56 befinden.Depending on the design and arrangement of the at least one sensor 23, it may be necessary to specify a certain angle of rotation orientation of the holding device 24 with respect to the housing 2 of the gripper 1. In the exemplary embodiment, the rotational position of the holding device with respect to its longitudinal axis 43 is selected such that the normal direction of the circuit board 56, seen in cross section according to Figure 2, points at least approximately towards the actuating part 18, with the sensors 23 being located on the surface of the circuit board 56 facing the housing space 12.
Um zu gewährleisten, daß die Halteeinrichtung 24 nur in dieser ganz bestimmten drehwinkelmäßigen Ausrichtung in ihre Betriebsposition verbracht werden kann, sind zwischen der HaI-In order to ensure that the holding device 24 can only be brought into its operating position in this very specific angle of rotation orientation,
teeinrichtung 24 und dem Gehäuse 2 des Greifers 1 wirkende Positionier- und Verdrehsicherungsmittel 64 vorgesehen. Sie bestehen beim Ausführungsbeispiel aus wenigstens einer an der Halteeinrichtung 24 vorgesehenen Nase, die in eine komplementäre nutartige Vertiefung des Gehäuses 2 eingreift. Diese Anordnung kann auch umgekehrt sein. Zweckmäßigerweise sind die Positionier- und Verdrehsicherungsmittel 64 im Bereich der hinteren Abschlußwand 48 und der Einstecköffnung 28 vorgesehen. te device 24 and the housing 2 of the gripper 1 are provided. In the exemplary embodiment, they consist of at least one nose provided on the holding device 24, which engages in a complementary groove-like recess in the housing 2. This arrangement can also be reversed. The positioning and rotation-preventing means 64 are expediently provided in the area of the rear end wall 48 and the insertion opening 28.
Die Positionier- und Verdrehsicherungsmittel können auch durch unkreisförmige Formgebung der Außenkontur der Halteeinrichtung 24 und der hierauf abgestimmten Innenkontur der Aufnahme 26 realisiert werden. Beispielweise wären abweichend von einer kreiszylindrischen Formgebung auch ovale oder mehreckförmige Querschnitte denkbar.The positioning and anti-twisting means can also be implemented by non-circular shaping of the outer contour of the holding device 24 and the corresponding inner contour of the receptacle 26. For example, in contrast to a circular cylindrical shape, oval or polygonal cross-sections would also be conceivable.
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