DE3336778A1 - Greifvorrichtung - Google Patents

Description

II 1*1 ··

Patentanwalt Dipl.—Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

.3.

reifevorrichtung

Gattung

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung für Werkstücke oder sonstige Handhabungsteile, mit einem in einem Gehäuse durch Druckmitteldruck betätigbaren, längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder geführten Arbeitskolben.

Derartige Greifvorrichtungen sind als pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Greifvorrichtungen am meisten verbreitet. Sie haben einen eingebauten oder angeflanschten, axial oder radial angeordneten Antriebszylinder, welcher über unterschiedliche mehr oder weniger aufwendige Übertragungselemente die Zylinderkraft auf die Greiffinger überträgt.

Sämtliche zum Stande der Technik zählenden Greifvorrichtungen haben einen gemeinsamen Schwachpunkt, der darin besteht, daß bei Rohrbruch, Schlauchriß, Aggregatausfall oder einer anderen Störung, welche einen Netzdruckabfall verursacht, ihre Greifkraft verlieren, so daß das Werkzeug oder Werkstück herausfallen kann. Dadurch sind nicht nur erhebliche Beschädigungen an Werkstück und Werkzeug möglich, sondern es besteht besonders bei großen und schweren Teilen erhebliche Unfallgefahr. Zwar kann der Arbeitsdruck in der Regel schnell wieder erzeugt werden, jedoch lassen sich die herausgefallenen

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

Teile und Werkzeuge nicht wieder schnell einspannen, ganz abgesehen von den auftretenden Beschädigungen an diesen Teilen. Außerdem können Maschinen und ganze Produktionsstraßen über längere Zeit ausfallen.

Besonders schwerwiegend sind diese Nachteile bei vollautomatisch arbeitenden Systemen, wo dadurch ein sehr hoher Schaden entstehen kann.

Man hat zwar versucht, diese Nachteile mittels sehr großer Übersetzungsverhältnisse dadurch zu erreichen, daß die Greifer selbsthemmend ausgeführt sind. Hierbei entstehen aber entweder sehr sperrig bauende, voluminöse Greifvorrichtungen, welche wegen der Abmessungen oftmals nicht eingesetzt werden können, oder aber es ergeben sich sehr kleine Öffnungswege der Greiffinger.

Eingesetzt hat man auch schon Zug- oder Druckfedern, um die Greifkraft zu erzeugen. Diese Ausführungen haben den Nachteil, daß die Greifkraft von außen z.B. über eine Steuerung oder ein Programm nicht veränderbar sind. Außerdem ist die Greifkraft entsprechend der Federcharakteristik proportional zur Stellung des Kolbens unterschiedlich groß.

Ein weitere Nacht.eil besteht darin, daß entweder Teile von außen oder nur Teile von innen gegriffen werden können.

Auch zusätzlich in das Drucksystem eingebaute Drucküberwachungselemente können einen Druckabfall zwar anzeigen, aber nicht verhindern.

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

Aufgabe

Ausgehend- von einer Greifvorrichtung der im Gattungsbegriff
des Patentanspruches 1 vorausgesetzten Art liegt der Erfindung
j die Aufgabe zugrunde, eine Greifvorrichtung zu schaffen,

bei welcher die vorstehend beschriebenen Nachteile restlos
vermieden sind.

L δ s u η g

Diese Aufgabe wird bei einer Greifvorrichtung gemäß dem Anspruchsfoberbegriff des Patentanspruches 1 durch die kennzeichnenden I Merkmale dieses Anspruches gelöst.

- Einige Worteile

Bei der Erfindung kann die Greifkraft im Bedarfsfalle von i außen über z.B. Druckregelventile beliebig verändert werden.

Außerdem kann eine derartige Greifvorrichtung problemlos

sowohl zum Außengreifen, als auch zum Innengreifen gleichermaßen

verwendbar gemacht werden. i

Des weiteren ist es möglich, die Greifvorrichtung automatisch j nach Erreichen der vorgegebenen Greifkraft im jeweils be- j aufschlagten Druckraum des Arbeitszylinders sicher und zuver- ι lässig gegen Druckabfall zu sichern. Dafür ist kein besonderer !

] Steuerungsaufwand erforderlich. j

ί Um auch gegen Bruch von Leitungen oder Rohren gesichert zu j sein, kann die Greifvorrichtung direkt mit dem Druckhalte- |

COPY--

Patentanwalt Dipl.-In . R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

j system ausgerüstet werden.

Von besonderem Vorteil ist indessen, daß die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe restlos gelöst wird. Bei Schlauchriß oder Druckabfall im System bleibt die Haltekraft voll erhalten, da dann das Rückschlagventil den betreffenden Druckraum augenblicklich, d.h. verzögerungslos gegen Druckabfall sichert. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß nach Erreichung des Arbeitsdruckes in dem betreffenden Druckraum das betreffende Rückschlagventil ohnehin schließt, so daß bei einem etwaigen Druckabfall im System, z.B. durch Schlauchriß ο. dgl., erst gar kein Druckabfall notwendig ist, um das Rückschlagventil zum Ansprechen zu bringen. Deshalb bleibt der erforderliche Arbeitsdruck in dem betreffenden Druckraum so erhalten, als wenn das Drucksystem voll funktionsfähig wäre, so daß die Haltekraft der Greifvorrichtung in keinem

, Falle beeinträchtigt wird. Da bei der Erfindung keine Schlauchj leitungen zur Verbindung erforderlich sind, können hier eben-

] falls keine Fehlerquellen auftreten.

Meitere Ausfuhr mi mgs Fo Firnen

Gemäß Patentaospruclh 2 ist das Rückschlagventil als Doppel-Rückschlagventil ausgebildet. Dadurch vermag es nach beiden Seiten des Zylinderraums Sicherheitsfunktionen auszuüben, so daß es z.B. sowohl beim Innen- als auch beim Außenspannen, z.B. bei Umkehr der Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders, die Sicherheitsfunktion auszuüben vermag.

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

Gemäß Patentanspruch 3 ist das Rückschlagventil in das Gehäuse der Greifvorrichtung und mit dieser eine Baueinheit bildend eingebaut. Dadurch werden Schlauchleitungen vermieden, wodurch Schu/achstellen beseitigt sind. Außerdem ergibt sich dadurch eine kompakt bauende Konstruktion, die wenig Raum einnimmt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus 4. Bei dieser Ausführungsform kann das Rückschlagventil als einheitlich zu handhabendes Bauteil unmittelbar an dem Gehäuse der Greifvorrichtung, z.B. an dessen Bodenteil, ange flanscht sein.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus Patentanspruch 5.

Wird eine Ausführungsform nach Patentanspruch 6 gewählt, so übernimmt die Feder einseitig die Sicherheitsfunktion, gegen die der Arbeitskolben durch Druckmittelbeaufschlagung verschiebbar ist.

In den Patentansprüchen Ί und Ausführungsformen beschrieben.

sind besonders vorteilhafte

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Schnitt nach der Linie I - I der Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der Fig. 1 und

Fig. 3 eine ausschnittsweise Darstellung, wobei die Bolzen maximal ineinander (gegeneinander) gefahren sind, so daß sich der kleinstmögliche Greiffingerabstand ergibt.

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

j Mit dem Bezugszeichen 1 in der Zeichnung ein blockförmiges

I.

! Gehäuse bezeichnet. Koaxial zur Längsachse 2 des Gehäuses

j 1 ist ein Arbeitszylinder 3 angeordnet, der sich etwa über

j die Hälfte der Länge des Gehäuses 1 erstreckt und in dem

j in Richtung X bzw. Y ein Arbeitskolben 4 zwischen einem druck-

ι mitteldicht angeordneten Gehäusedeckel 5 und einem Gehäusean- j

' schlag 6 längsverschieblich und dichtend geführt ist. Der !

j Arbeitskolben 4 ist über eine Dichtung 7 druckmitteldicht !

I i

: gegenüber der inneren Zylinderwand abgedichtet. . j

: Dem zwischen Arbeitskolben 4 und Gehäusedeckel 5 gebildeten

; Arbeitszylinder 3 kann über den in dem Gehäuseblock 1 einge- j

! j

; arbeiteten Kanal 8 Druckmittel, insbesondere Druckluft, über ein unmittelbar an dem Gehäuseblock 1 druckmitteldicht ange-

' flanschtes Doppelrückschlagventil 9 zugeführt werden. Schläuche j

' sind somit nicht erforderlich. Wird die umgekehrte Bewegungs-

; richtung des Arbeitskolbens 4 gewünscht, so wird über den

ι ebenfalls in den Gehäuseblock 1 eingearbeiteten Druckmittelzu-

" führkanal 10 Druckmittel zugeführt, an den das erwähnte Doppel-

I rückschlagventil 9 ebenfalls .angeflanscht ist, welches unten

■ im einzelnen beschrieben ist. Es ist jedoch auch möglich,

beide Anschlüsse 8 und 10 wahlweise seitlich oder von unten, j

: oder an anderer Stelle, anzuordnen. \

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind auf diametral einander gegen-

I überliegenden Seiten zwei Greiffinger 11 und 12 vorgesehen,

; die durch koaxial zueinander angeordnete, im wesentlichen

Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

zylindrische Bolzen 13 und 14 in Richtung A bzw. B synchron, aber jeweils entgegengesetzt zueinander, sowie quer zur Längsachse 2 des Gehäuses 1, angetrieben werden. Die Greiffinger 11 und 12 sind jeweils durch eine Schraube mit dem betreffenden Bolzen 13 bzw. 14 verbunden, wobei lediglich die dem Greiffinger 11 zugeordnete Schraube in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist. Mit jedem der Greiffinger 11 und 12 ist eine geeignete Greiferbacke auf der Innen- oder Außenseite gekuppelt, mit der das Handhabungsteil, z.B. ein Werkstück, zu greifen ist.

Quer zur Längsachse 2 sind koaxial zueinander zwei Führungsbolzen 16 bzw. 17 angeordnet, die jeweils in eine Durchbrechung des zugeordneten Greiffingers 11 bzw. 12 eingreifen und diesen gegen Verdrehen sichern.

Man erkennt aus Fig. 1 außerdem, daß mit dem Arbeitskolben 4 eine keilförmige Kolbenstange 18 oder ein sonstiges Antriebsteil verbunden ist, die mit entsprechend schräg verlaufenden stirnseitigen Anschlagflächen der Bolzen 13 und 14 zusammenzuwirken vermag, um diese je nach Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 4 synchron nach außen oder nach innen zu bewegen.

Die Bolzen 13 und 14 sind durch Dichtungen 19 bzw. 20 druckmitteldicht nach außen aus dem Gehäuseblock 1 herausgeführt.

Auffällig ist das große Führungsverh'ältnis, das sich aus dem Quotienten von äußeren Bolzendurchmesser zur Führungslänge ergibt.

Patentanwalt DIpl.-ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

■-4G-

Auffällig ist ferner die geringe axiale Bauhöhe des Gehäuses

1 und die unmittelbare Anordnung des Arbeitskolbens 4 unter dem gemeinsamen, radial zum Arbeitszylinder 3 verlaufenden Zylinder für die Bolzen 13 und 14.

Wie die Fig. 1 erkennen läßt, ist an das Gehäuse 1, und zwar an dessen Unterseite, bei der dargestellten Ausführungsform das Doppelrückschlagventil 9 unmittelbar druckmitteldicht angeflanscht. Das Doppelrückschlagventil 9 kann patronenförmig oder flanschförmig ausgebildet sein und ist quer zur Längsachse

2 angeordnet. Dieses Doppelrückschlagventil weist einen Zylinder-·

raum 21 auf, in dem ein Steuerungskolben 22 mit stangenförmigen Fortsätzen 23 und 24 längsverschieblich und über die Dichtung 25 auch abgedichtet angeordnet ist.

Der einstückige Steuerungskolben 22 weist zwei mit Abstand zueinander angeordnete Ringschultern 26 und 27 auf, die wechselweise zur stirnseitigen Anlage an je eine Anschlaghülse bzw. 29 gelangen, die eine zentrische Aussparung 30 bzw. 31 aufweist. In der zentrischen Aussparung 31 ist in einer Ventilkammer der Absperrkörper 32 eines Rückschlagventils angeordnet, der gegen die Rückstellkraft einer Druckfeder

33 gelagert ist und normalerweise durch die Druckfeder 33 gegen seinen Ventilsitz 34 angepreßt wird.

Ähnliches gilt für die andere Seite des Doppelrückschlagventils 9, bei welcher der Absperrkörper mit dem Bezugszeichen

34 und die Druckfeder mit 39 bezeichnet sind. Die Aussparung 30 und 31 sind jeweils über einen Kanal 36 bzw. 37 an die

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6 j

Zu- bzw. Ableitung einer für eine Druckmittelleitung angeschlosser Die Anordnung kann vertauscht werden. Die Aussparung 30 und 31 stehen mit den Druckmittelkanälen 8 bzw. 10 .druckmittelleitend in Verbindung. Angenommen, es werde über den Kanal , 36 Druckmittel, z.B. Druckluft, zugeführt. Dann wandert der Steuerkolben 22 in seiner aus Fig. 1 ersichtliche rechte j

Lage und stößt mit seinem stangenförmigen Fortsatz 24 den \

j Absperrkörper 39 gegen die Rückstellkraft der zugeordneten jl

! Feder 35 in Offenstellung, so daß der auf der Unterseite Γ-

j des Arbeitskolbens 4 befindliche Zylinderraum über den Kanal |.

ι 10 und die Aussparung 31 an den Rückfluß angeschlossen ist. I

! Gleichzeitig gelangt über den Kanal 36 und den Kanal 8 in den auf der Oberseite des Arbeitskolbens 4 befindlichen Zylinderjraum Druckmittel, so daß der Arbeitskolben 4 in Richtung \ j Y verschoben wird. Dabei wird der Absperrkörper 32 gegen die Rückstellkraft seiner Feder 33 in Offenstellung gedruckt. Hört die Druckmittelzufuhr auf, so bewegt die Feder 33 den Absperrkörper 32 gegen seinen Ventilsitz 34, so daß bei Druckmitteldruckabfall kein Druckabfall in dem oberhalb des Arbeitskolbens 4 befindlichen Zylinderraum eintreten kann.

Wird die Druckmittelzufuhr an den Kanal 37 angeschlossen, j j so verschiebt sich der Steuerkolben 22 in seine entgegengesetzte^ .Lage, hält also den Absperrkörper 32 in seiner Offenstellung, ·, während in der beschriebenen Art und Weise die Absperrkörper 39 nach Beendigung der Druckmittelzufuhr gegen seinen Ventilsitzes zur Anlage kommt.

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6

Die in der Beschreibung und in den Patentansprüchen sowie in der Zusammenfassung beschriebenen sowie in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in · beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen

Bezugszeicheolist

1 Gehäuse

2 Längsachse

3 Arbeitszylinder

4 Arbeitskolben

5 Gehäusedeckel

6 Gehäuseanschlag

7 Dichtung

8 Kanal

9 Doppelrückschlagventil, Rückschlagventil

10 Druckmittelzuführkanal

11 Greiffinger

12 "

13 Bolzen

15 Schrauben

16 Führungsbolzen

17 "

18 Kolbenstange

19 Dichtung

20 "

21 Zylinderraum

22 Steuerkolben

23 stangenförmiger Fortsatz

24 stangenfÖrmiger Fortsatz

25 Dichtung

26 Ringschulter

27 "

28 Anschlaghülse

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-*f030 Ratingen

29 Anschlaghülse

30 Aussparung

31 "

3Z Absperrkörper

33 Druckfeder

34 Ventilsitz

35 Druckfeder

36 Kanal

38 Ventilsitz

39 Absperrkörper

A Bewegungsrichtung

B "

Y "

Claims (8)

Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6 Patentansprüche

1. Greifvorrichtung für Werkstücke oder sonstige Handhabungsteile, mit einem in einem Gehäuse durch Druckmitteldruck betätigbaren, dichtend in einem Zylinder geführten Arbeitskolben, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Druckräume des Arbeitszylinders (3) gegen Druckabfall durch ein zugeordnetes, selbsttätig entsperrbares Rückschlag ventil (9) gesichert ist.

2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil als entsperrbares Doppelrückschlagventil (9) ausgebildet ist.

3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Rückschlagventil (9) in das Gehäuse

(1) der Greifvorrichtung mit diesem eine Baueinheit bildend eingebaut ist.

4. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (9) unmittelbar am Gehäuse (1) der Greifvorrichtung schlauchlos angeflanscht ist.

5. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (9) im Zylinderdeckel des Arbeitszylinders (3) eingebaut ist.

Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Eiaünaep £ „ q

-r-

6. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder (3) einseitig mit einer Feder betätigbar ist.

7. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (9) quer zur Längsachse (2) des Arbeitskolbens (4) angeordnet ist.

8. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem partonenförmigen oder flanschförmigen, an das Gehäuse (1) schlauchlos angeflanschten Gehäuse ein Steuerkolben (22) längsverschieblich und dichtend geführt ist, der auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten voneinander v/eggerichtete, stangenförmig Fortsätze (23 bzw. 24) aufweist, die gegen die Rückstellkraft von Druckfedern (33 bzw. 35) beaufschlagte Absperrkörper (32, 39) bei seiner Axialverschiebung einzuwirken vermag und daß jeder der Absperrkörper (32 bzw. 39) einen der Zylinderräume beiderseits der Arbeitskolben (4) des Arbeitszylinders gegen Druckabfall sichert.