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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen von Bauteilen
mit einer
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elastischen Greiffläche, deren Lage gegenüber einer Halterung durch
Druckluftbeaufschlagung veränderbar ist.
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Es sind bereits die unterschiedlichsten Vorrichtungen zum Greifen
von Gegenständen bekannt. Vor allem, wenn heikle Bauteile schonend ergriffen werden
sollen, werden vielfach elastische Greifflächen verwendet, die aus Kunststoff bzw.
Gummi bestehen. Auch zum Erfassen von Hohlteilen von innen werden diese elastischen
Greifflächen verwendet, die dann auf Halterungen mit einer geringeren Qierschnittsabmessung
als die Bohrung des aufzunehmenden Bauteiles montiert werden. Die Distanz zwischen
den Flächen des Bauteiles sowie der Oberfläche der Halterung wird dadurch überbrückt,
daß die elastische Greiffläche mit Druckluft gedehnt bzw. aufgeblasen wird, sodaß
eine ausreichende Haltekraft zwischen der Greiffläche und dem Bauteil geschaffen
wird. Nach dem Erfassen des Bauteiles wird dieser in die gewünschte Stellung verbracht.
Durch Ablassen der Druckluft zieht sich die elastische Greiffläche in ihre ursprüngliche
Stellung zurück, sodaß die Halterung ohne Beschädigung der Bauteilflächen aus der
Innenbohrung entfennt werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine preisgünstige Herstellung in Serienbauweise
ermöglicht und zum Erfassen verschiedenster Bauteile von außen oder von innen in
einfachster Weise adaptiert werden kann.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Halterung
mit einer umlaufenden Nut versehen ist, und daß die Nut im Bereich des Nutenbodens
mit einer Druckluftleitung verbunden ist, wobei zwischen einer LufteinlaßciLLnung
und einer Oberfläche der Halterung ein, die Nutenflanken gegenüber
der
Außenluft abdichtender elastischer Dichtring und in dem der Oberfläche der Halterung
zugewandten Bereich der Nut ein elastischer Ring, dessen Oberfläche vorzugsweise
als Greiffläche dient, angeordnet ist. Der mit dieser erfindungsgemäßen Lösung erzielte
überraschende Vorteil liegt darin, daß für die Herstellung derartiger Vorrichtungen
nunmehr mit in der Drucklufttechnik gebräuchlichen Standardbauteilen das Auslangen
gefunden werden kann. So ist es möglich, unter Verwendung der in einem Fertigungsbetrieb
vorhandenen Maschinen die entsprechenden Nuten herzustellen und standardmäßige Dichtringe
bzw. O-Ringe oder dgl. fUr eine derartige Vorrichtung mit elastischen Greifflächen
zu verwenden. Durch den Wegfall von Sonder-Bauteilen ist auch eine Wiederinstandsetzung
einer derartigen Einrichtung einfach möglich, sodaß Stillstandszeiten, insbesondere
beim Einsatz derartiger Vorrichtungen im Zuge von vollautomatischen Fertigungsanlagen
vermieden werden. Die Doppelanordnung eines Dichtringes und eines Außenringes ermöglicht
unabhängig von den toleranzbedingten unterschiedlichen Durchmessern bzw. Distanzen
zwischen den Greifflächen und den Bauteilen, diese sicher zu erfassen und gleichzeitig
einen dichten Abschluß zwischen der Lufteinlaßöffnung und der Außenluft herzustellen.
Darüberhinaus ist das benötigte Luftvolumen für das Spreizen bzw. Drehen der Ringe
relativ gering und es wird über eine lange Zeitdauer eine automatische Rückstellung
der Ringe in ihre Ausgangsposition durch die hohe Eigenelastizität der Ringe sichergestellt.
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Gemäß einem weiteren sehr wesentlichen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen,
daß auf dem elastischen Ring auf der der Oberfläche der Halterung zugewendeten Seite
eine Greiffläche mit rauher Oberfläche angeordnet ist, wodurch das Erfassen von
Bauteilen mit glatten hochpolierten Oberflächen erleichtert wird.
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Weiters ist es möglich, daß der Dichtringv-förmigausgebildet ist,
und dessen Dichtlippen der Lufteinlaßöffnung zugewandt sind, wodurch die Dichtlippen
bei Zufuhr von Druckluft satt an die Nutenflanken angelegt und eine exakte Abdichtung
gegenüber der Außenluft erzielt wird. Dies verringert den Drnckluftbedarf fur derartige
Vorrichtungen.
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Von Vorteil ist eine Ausführungsform nach der der Dichtring mehrere
über den Umfang verteilte umlaufende Dichtlippen aufweist. Durch diese Ausbildung
wird
auch beim Aufbringen hoher Greifkräfte und Einsatz von Druckmitteln mit hohem Druck
ein Entweichen von Druckluft sicher verhindert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Tiefe der Nut in etwa der Sumne der Querschnitte des Dichtringes sowie des
Ringes entspricht, wodurch sich der Ring zur Gänze in die Nut zurückziehen kann
und der Ring durch vorbeistreifende Bauteile nicht beschädigt werden kann.
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Weiters ist es auch möglich, daß der Querschnitt des Ringes größer
ist als die Distanz zwischen der der Nut zugewandten Oberfläche der Halterung und
der zu ergreifenden Fläche des Bauteiles, wodurch der Ring während eines Greif-
bzw. Hubvorganges in der Nut sicher gehalten wird.
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Von Vorteil ist es weiters, wenn der Dichtring und der Ring in einer
konvex geformten Oberfläche einer Halterung angeordnet sind, da damit in einfacher
Form eine UmSangsvergrößerungeiner Greifvorrichtung erzielt werden kann.
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Vorteilhaft ist es weiters, wenn der Dichtring und der Ring in einer
konkav geformten Oberfläche einer Halterung angeordnet sind, da damit in einfacher
Weise der Durchmesser von Innenbohrungen eines Greifers verringert werden kann.
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Schließlich ist es mit Vorteil möglich, daß dem Bauteil mehrere relativ
zueinander verstellbare Halterungen zugeordnet sind und zumindest in einer der Halterungen
eine Nut mit darin angeordnetem Dichtring und einem Ring mit Greiffläche angeordnet
ist, wobei vorzugsweise jene, nicht am Bauteil zur Anlage kommenden Teile desRinges
mit einer umlaufenden Abdeckung im Bereich der Oberfläche der Halterung versehen
sind. Die überraschende Erkenntnis liegt dabei darin, daß mehrere Halterungen auf
dem Bauteil zentriert werden können und die Anlage bzw. das Erfassen des Bauteiles
in schonender Weise durch die mit Druckluft bewegten Ringe erfolgt.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden anhand
der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Greifen von
Bauteilen über eine Innenbohrung in Seitenansicht, geschnitten; Fig. 2 eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zum Greifen von Bauteilen mit mehreren relativ zueinander verstellbaren
erfindungsgemäß ausgebildeten Halterungen in stark vereinfachter schematischer Darstellung,
teilweise geschnitten; Fig. 3 eine Ausfúhrungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Greifen von Bauteilen mit in einer Innenbohrung angeordneten Greifflächen.
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In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Greifen von Bauteilen 2 dargestellt.
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Die Vorrichtung 1 umfaßt eine Halterung 3 mit am Außenumfang umlaufenden
Nuten 4 bzw. 5. Die Nuten 4,5 sind im Bereich des Nutenbodens 6,7 über mehrere über
den Umfang verteilte Lufteinlaßöffnungen 8 mit einer Druckluftleitung 9 verbunden,
die wie schematisch angedeutet, über Ventile 10 mit einem Druckluftsystem 11 verbunden
ist. In jeder der Nuten ist zwischen den LuSteinlaßöffnungen 8 und einer Oberfläche
12 der Halterung 3 ein elastischer Dichtring 13 angeordnet, der mit seinen umlaufenden
Dichtlippen 14,15 an den Nutenflanken 16 bzw. 17 der Nuten 4 bzw. 5 dichtend anliegt.
Damit werden die Lufteinlaßöffnungen 8 gegenüber der Außenluft 18 abgedichtet. Zwischen
dem Dichtring 13 und der Oberfläche 12 der Halterung 3 ist ein weiterer elastischer
Ring 19 angeordnet, der sich gegen die Lufteinlaßöffnungen 8 auf dem Dichtring 13
abstützt. Auf seiner der Oberfläche 12 der Halterung 3 zugewandten Seite weist dieser
Ring 19 eine Greiffläche 20 auf. Die Halterung 3 ist in eine Innenbohrung 21 eines
den Bauteil 2 bildenden Kolben 22 abgesenkt dargestellt. Zusätzlich ist zum besseren
Verständnis der Wirkungsweise der erfinduñgsgemässen Vorrichtung der der rechten
Seite der Innenbohrung 21 zugewendete Teil
des Dichtringes 13 bzw.
des Ringes 19 in seiner dem Bauteil 2 ergreifenden Stellung, während die der linken
Seite der Innenbohrung 21 zugewendeten Teile des Dichtringes 13 bzw. des Ringes
19 in ihrer eingefahrenen Ruhestellung dargestellt sind.
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Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist nun derart.
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Nach dem Einführen der Halterung 3 in die Innenbohrung 21 werden über
die Druckluftleitung 9 die Dicht ringe 13 von innen her mit Druckluft beaufschlagt,
dehnen sich dadurch aus und vergrößern ihren Durchmesser. Dabei wird gleichzeitig
der aufliegende Ring 19 gedehnt und mit seiner Greiffläche 20 zur Anlage an der
Innenbohrung 21 gebracht. Durch die Höhe der aufgebrachten Druckkraft und die Größe
der Greiffläche ist die durch Reibschluß hergestellte Haltekraft zwischen der Halterung
3 und dem Bauteil 2 einstellbar. Die Kraft kann, wie beim dargestellten Ausfühungsbeispiel,
durch die Anordnung mehrerer Ringe 19 noch zusätzlich erhöht werden. Überdies wird
durch die Anordnung zumindest zweier nebeneinander liegender Ringe 19 ein zentrisches
Erfassen des Bauteiles 2 sichergestellt und ein Kippen desselben beim Erfassen und
Hochheben vermieden.
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In Figur 2 ist gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Halterungen 3 auch
bei einer Vorrichtung 23 zum Greifen von Bauteilen 24 bzw. 24' mit unterschiedlichen
Durchmessern geeignet sind. Die beiden Halterungen 3 sind dazu in einem Traggestell
25 mittels Antrieben 26,27 relativ zu den Bauteilen 24,24' - wie für die rechte
Halterung 3 mit strichlierten Linien angedeutet - verstellbar. Die Halterungen 3
werden dabei nur grob positioniert. Deren Ausführung entspricht der in Figur 1 beschriebenen,
sodaß fur gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Das Erfassen der
einzelnen Bauteile 24 bzw. 24' erfolgt dann mittels der Greifflächen 20 der Ringe
19 indem über die Druckluftleitung 9 und die Lufteinlaßöffnungen 8 die Dichtringe
13 gedehnt werden. Zum Unterschied gegenüber der Darstellung in Figur 1 ist es jedoch
bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2 erforderlich, jenen Bereich, in dem die
Ringe 19 nicht zur Anlage an einen Bauteil 24 bzw. 24' kommen, mit einer Abdeckung
28 zu versehen, sodaß die Ringe 19 bei Druckbeaufschlagung nicht aus den Nuten 4,5
hinausgepreßt werden können.
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Dadurch ist es möglich, den einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch zum Greifen von Bauteilen 24,24' mit unterschiedlichen Durchmessern
zu verwenden.
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In Figur 3 ist eine Halterung 29 einer Vorrichtung 30 zum Greifen
von Bauteilen 31 gezeigt. Während die Dichtringe 13 und die Ringe 19 in den AusfWhrungsbeispielen
gemäß den Figuren 1 und 2 in konvex geformten Oberflächen 12 von Halterungen 3 angeordnet
waren, sind sie bei dieser Ausfunrungsform in einer konkav geformten Oberfläche
32 einer Innenbohrung 33 angeordnet. In den Nuten 34 sind v-förmige Dichtringe 35
angeordnet, deren Dichtlippen 36 den gegenuerliegenden Nutenflanken der Nuten 34
zugeordnet sind.
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Zwischen den Dichtringen 35 und der Oberfläche 32 sind Ringe 37 mit
einer Greiffläche 38 angeordnet. Wie aus diesem Ausführungsbeispiel ersichtlich,
ist eine Tiefe 39 der Nuten 34 größer als die Summe aus dem Querschnitt 40 des Ringes
37 und des Querschnittes 41 des v-förmigen Dichtringes 35. Bei entsprechender Elastizität
der Ringe 37 ziehen sich diese in Ruhestellungt d.h., wenn keine Druckluft über
die Druckluftleitung 9 zugefuhrt wird, zur Gänze in die Nuten 34 zurück, wie dies
in der linken Hälfte der Halterung 29 dargestellt ist. Aus der in der rechten Hälfte
der Darstellung ersichtlichen Stellung des Ringes 37 und des v-förmigen Dichtringes
35 ist ersichtlich, daß eine Distanz 42 zwischen der Oberfläche 32 der Innenbohrung
33 der Halterung 29 und einer Fläche 43 des Bauteiles 31 kleiner ist als der Quer
schnitt 40, d.h. der Durchmesser der Ringe 37. Dadurch wird sichergestellt - wie
dies aus der rechten Hälfte der Darstellung in Figur 3 ersichtlich ist - daß der
Großteil der Ringe 37 auch beirn Ergreifen des Bauteiles 31 in den Nuten 34 geführt
ist und somit ein sicheres Erfassen und Halten des Bauteiles während eimsTransportvorganges
erreicht ist.
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Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung, ohne vom Grundgedanken
derselben abzuweichen, möglich, jede beliebige Art von Dichtringen bzw. Ringen zu
verwenden. Anstelle der gezeigten Dichtringe mit x-förmigen bzw.
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v-förmigen Querschnitt können auch solche mit rundem bzw. mehneckigem
Querschnitt verwendet werden. Gleiches gilt fur die mit den Greifflächen ausgestatteten
Ringe 19 bzw. 37, deren Umfangsform ebenso vielfältig abwandelbar ist. Darüberhinaus
ist es auch möglich, wie bei einem Ring 37 in der linien
Hälfte
der Darstellung in Figur 3 gezeigt, auf diesem eine Greiffläche 44 mit rauher Oberfläche
anzuformen bzw. aufzuvulkanisieren, sodaß ein sicheres Eingreifen der Bauteile 31
gewährleistet ist.
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Bezugs z elch e n aufstellung 1 Vorrichtung 2 Bauteil 3 Halterung
4 Nut 5 Nut 6 Nutenboden 7 Nutenboden 8 Lufteinlaßöffnung 9 Druckluftleitung 10
Ventil 11 Druckluftsystem 12 Oberfläche 13 Dichtring 14 Dichtlippe 15 Dichtlippe
16 Nutenflanke 17 Nutenflanke 18 Außenluft 19 Ring 20 Greiffläche 21 Innenbohrung
22 Kolben 23 Vorrichtung 24 Bauteil 24' Bauteil 25 Traggestell 26 Antrieb 27 Antrieb
28 Abdeckung 29 Halterung 30 Vorrichtung 31 Bauteil 32 Oberfläche 33 Innenbohrung
34 Nut 35 Dichtring 36 Dichtlippe 37 Ring 38 Greiffläche 39 Tiefe 40 Querschnitt
41 Querschnitt 42 Distanz 43 Fläche 44 Greiffläche