DE3441643C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Greifmechanismus für ein Handhabungsgerät mit wenigstens einer gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel, die mit ihrem geradgeführten Koppelpunkt an einem ersten Greifbacken oder Greiffinger, der mit wenigstens einem zweiten Greifbacken oder Greiffinger zusammenwirkt, drehbeweglich angreift und denselben längs die Schubrichtung der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel senkrecht kreuzenden Geraden zwangläufig parallelführt, wobei der von der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel geradgeführte Greifbacken oder Greiffinger als Koppel eines auf dem Schieber der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel angeordneten Gelenkparallelogramms dient und sich die Kurbel und die Greifbacken oder Greiffinger an derselben Seite des Gelenkparallelogramms befinden.

Ein derartiger Greifmechanismus ist in der JP 52-69 152 A2 (Fig. 5) beschrieben; das sechsgliedrige zwangläufige Führungsgetriebe führt die Greifbacke geradlinig parallel. Das viergliedrige Grundgetriebe ist eine gleichschenklige zentrische Schubkurbel mit einer greifarmfesten Schubgeraden, die mit ihrem geradgeführten Koppelpunkt drehbeweglich an der Greifbacke angreift; die Greifbacke selbst ist als Kopel eines Gelenkparallelogramms auf dem zentralen Schieber der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel geführt. Zwei derartige Führungsgetriebe können einander spiegelbildlich gegenüberliegen; es ist auch eine um die zentrale Schubachse sternförmig versetzte Anordnung von drei Führungsgetrieben beschrieben.

Der Antrieb des Greifmechanismus gemäß Fig. 5 der JP 52-69 152 A2 ist neben dem zentralen Schubgelenk angeordnet und wirkt mit einer parallelversetzten Kolbenstange auf den vorhandenen gemeinsamen zentralen Schieber der sechsgliedrigen Führungsgetriebe ein. Fig. 4 der JP 52-69 152 A2 zeigt zwar auch die zentrische Anordnung der Kolben-Zylindereinheit, wodurch praktisch das Schubgelenk direkt durch diese Kolben-Zylindereinheit gebildet wird; gehäusefest ist bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch der Zylinder mit der an ihm angelenkten Kurbel der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel und die Kolbenstange wird gegenüber dem Zylinder bewegt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen solchen Greifmechanismus dahingehend zu verbessern, daß er noch kompakter aufgebaut ist und viele Variationsmöglichkeiten bezüglich der Greiffingeranordnung zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen gelöst, daß das Schubgelenk des Schubgelenkgetriebes und der Antrieb eine Einheit bilden und die Schubstange der Antriebseinheit gegenüber einem Greifergehäuse keine Bewegung in Richtung der Schubachse vollführt.

Der Greifmechanismus nach der Erfindung weist in einfacher Anordnung ein einziges sechsgliedriges Führungsgetriebe auf, das die Koppelebene mit dem einen darauf angeordneten ersten Greifbacken oder Greiffinger längs die Schubrichtung der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel senkrecht kreuzenden Geraden zwangläufig parallelführt; der zweite Greifbacken befindet sich gehäusefest an der Schubstange der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel. Das Führungsgetriebe besteht aus einem Geradführungsgetriebe, nämlich der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel, und einem Parallelführungsgetriebe, nämlich dem Gelenkparallelogramm. Ein Lenker des Gelenkparallelogramms ist zugleich Koppel der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel. Das auf dem Schieber der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel angeordnete Gelenkparallelogramm sorgt für die Parallelführung der Koppelebene beim Durchfahren des Greifbereichs; die gleichschenklige zentrische Schubkurbel führt einen Punkt und somit alle Punkte der Koppelebene geradlinig senkrecht zu ihrer Schubrichtung.

Erfindungsgemäß wird das einzige Schubgelenk des sechsgliedrigen Führungsgetriebes direkt als Kolben-Zylindereinheit für druckmittelbetätigten Antrieb ausgebildet; in Kombination hierzu befinden sich die Greifbacken oder Greiffinger an der der Kurbel abgewandten Seite auf der Koppelebene des Gelenkparallelogramms bzw. der Schubstange der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel, so daß die Schubstange der Antriebseinheit gegenüber einem Greifergehäuse keine Bewegung in Richtung der Schubachse vollführt. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung, die viele Variationsmöglichkeiten bezüglich der Greiffingeranordnung zuläßt.

Der Greifmechanismus gemäß der Erfindung kann auch mit zwei einander gegenüberliegenden auswechselbaren Greifbacken oder Greiffingern ausgerüstet sein. Die Führungsgetriebe sind dann auf einem gemeinsamen Schieber angeordnet. In dieser Ausstattung lassen sich profilierte Werkstücke beim Eingriff entsprechender Greifbackenprofile verschiebungsfrei greifen. Der dergestaltete erfindungsgemäße Greifmechanismus weist ebenfalls nur ein einziges Schubgelenk auf, auf dem die beiden Gelenkparallelogramme mit den Greifbacken oder Greiffingern als Koppelebene angeordnet sind. Dieses Schubgelenk wird ebenfalls als Kolben-Zylindereinheit für hydraulischen oder pneumatischen Antrieb ausgebildet. Es kann auch als Drehschubgelenk (Schraubentrieb) ausgebildet sein und rotatorisch angetrieben werden. Der gehäusefeste Greifbacken ist in diesem Fall mit einem Ring zu verbinden, an dem auch die Kurbeln der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbeln angelenkt sind.

Erfindungsgemäß können aber auch drei oder mehr in Umfangsrichtung versetzte Führungsgetriebe mit jeweils auf der Koppelebene ihrer Gelenkparallelogramme befindlichen Greiffingern angeordnet sein. Ein dergestalteter erfindungsgemäßer Greifmechanismus kann bspw. ein Rohr sowohl innen als auch außen aufnehmen und aufgrund des Zwanglaufs zwischen den Greiffingern selbsttätig zentrieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zwei der erfindungsgemäßen Greifmechanismen vorgesehen sein, deren Schieber hintereinander auf derselben Schubachse angeordnet sind. Jeder Greifmechanismus weist entweder zwei einander gegenüberliegende oder aber drei zueinander in Umfangsrichtung versetzte Greifbacken oder Greiffinger auf. Der eine Greifmechanismus wird unabhängig vom anderen angetrieben. Mit einem dergestalteten Greifmechanismus können somit entweder zwei verschiedene Werkstücke auf erheblich unterschiedlichen Durchmessern nacheinander gegriffen werden; es ist aber auch möglich, ein und dasselbe Werkstück auf zwei verschiedenen Durchmessern gleichzeitig zu greifen. Demzufolge ist es also bspw. möglich, ein Kraftfahrzeugrad sowohl innen als auch außen gleichzeitig zur erforderlichen Montage aufzunehmen. Es können auch bspw. zwei zueinander konzentrische Rohre entweder gleichzeitig gehandhabt werden, oder aber läßt sich zunächst das eine, im Durchmesser kleinere Rohr mit dem ersten Greifmechanismus handhaben, um danach das im Durchmesser erheblich größere Rohr mit den Greiffingern des anderen Greifmechanismus aufzunehmen. Sind die Greiffinger der beiden Greifmechanismen zueiander axial versetzt, d. h. verschieden lang, dann lassen sich nicht nur im Greifdurchmesser verschiedene, sondern auch axial versetzte Werkstücke mit ggf. gleichem Durchmesser greifen.

Die Erfindung stellt somit einen vielseitig einsetzbaren zwangläufigen Greifmechanismus vor, dessen einziges Schubgelenk direkt für den erwünschten Druckmittelantrieb ausgebildet ist; im übrigen sind nur Drehgelenke für die Geradschiebung der als Koppelebene geführten Greifbacken oder Greiffinger vorhanden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand schematischer Figuren näher erläutert. Einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eines der um die Symmetrieachse des erfindungsgemäßen Greifmechanismus angeordneten Führungsgetriebe, die

Fig. 2 und 3 den Greifmechanismus nach der Erfindung mit drei in Umfangsrichtung gleichmäßig versetzten Führungsantrieben und einem schubführungslosen Schieber in perspektivischer Darstellung mit nahezu ausgefahrenen bzw. nahezu eingefahrenen Greiffingern, und

Fig. 4 zwei der erfindungsgemäßen Greifmechanismen hintereinander angeordnet.

Gemäß Fig. 1 ist eine Schubstange 6 fest mit dem Gehäuse des Greifmechanismus verbunden oder drehbar im Gehäuse gelagert. Auf der Schubstange 6 ist ein Schubkurbelgetriebe angeordnet, das aus dem Schieber 3, der Koppel 4 und der Kurbel 5 besteht. Kurbel 5 ist im Drehpunkt 15 an einem Ring 7 angelenkt, der mittels Sicherungsringen 10 auf der Schubstange 6 axial unverschiebbar festgelegt ist, jedoch um die Schubachse A drehbar sein kann.

Die Schubkurbel 3, 4, 5 weist spezielle kinematische Abmessungen auf. Sie ist nämlich zum einen gleichschenklig, d. h. die Kurbel (Abstand der Drehgelenke 15 und 16) ist von gleicher Länge wie die Koppel 4 (Abstand der Drehgelenke 14 und 16). Zum anderen ist die Schubkurbel 3, 4, 5, 6 zentrisch, d. h. Anlenkpunkt 15 der Kurbel 5 an der Schubstange 6 und Anlenkpunkt 14 der Koppel 4 am Schieber 3 befinden sich auf einer zur Schubachse A parallelen Geraden. Bei diesen speziellen kinematischen Abmessungen erfährt der auf der Verlängerungsgeraden der Koppelanlenkpunkte 14 und 16 im gleichen Abstand wie Kurbellänge 15-16 bzw. Koppellänge 14-16 zur Kurbel 5 hin gelegene Punkt 11 der bewegten Koppelebene 4 eine exakte Geradführung längs einer die Schubachse A senkrecht kreuzenden und durch den Kurbeldrehpunkt 15 verlaufenden Geraden.

Der geradgeführte Koppelpunkt 11 der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel 3, 4, 5, 6 greift drehbeweglich an einem ersten Greifbacken 1 an, der als Koppel eines Gelenkparallelogramms 1, 2, 3, 4, das die Drehpunkte 11, 12 und 13, 14 aufweist, über einen weiteren Lenker 2 im Drehpunkt 13 am Schieber 3 angelenkt ist. In dieser kinematischen Anordnung bewegen sich alle Punkte der bewegten Koppelebene 1 samt dem darauf befindlichen Greifbacken beim Durchfahren des Greifbereichs auf zueinander parallelen, die Schubachse A senkrecht kreuzenden Geraden, von denen gemäß Fig. 1 eine dargestellt und mit B bezeichnet ist.

In einfachster Anordnung befindet sich der zweite Greifbacken 20 dem ersten 1 gegenüberliegend gehäusefest an der Schubstange 6 oder ist mit dem Ring 7 verbunden.

Der Antrieb des ersten Greifbacken 1 erfolgt gemäß Fig. 1 druckmittelbetätigt über einen am Schieber 3 befestigten Zylinder 8, der auf einem der Schubstange 6 fest verbundenen Kolben 9 verschiebbar angeordnet ist. Beidseits des Kolbens 9 befinden sich Druckmittelzuführungen 21 bzw. 22 in der Wand des Zylinders 8, die das Druckmittel über nicht dargestellte flexible Zuleitungen in die eingeschlossenen Hohlräume beidseits des Kolbens 9 leiten.

Der Antrieb des Greifbacken 1 kann auch rotatorisch erfolgen (nicht dargestellt). Dann ist die Schubachse A drehbar im Greifergehäuse anzuordnen, der Eingriff zwischen Schubachse 6 und Schieber 3 findet über ein Gewinde statt und Ring 7 ist um die Schubachse A drehbar auf der Schubstange 6 angeordnet. Der zweite Greifbacken ist fest mit dem Ring 7 zu verbinden.

Das Führungsgetriebe 1 bis 6 ist mit auf dem Schieber 3 der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel 3, 4, 5, 6 angeordneten Gelenkparallelogramm 1, 2, 3, 4, auf dessen Koppelebene 1 sich der Greifbacken oder -finger befindet, kann auch in doppelter Anordnung vorhanden sein. Der auf der Schubstange 6 oder am Ring 7 angeordnete zweite Greifbacken 20 enfällt. Das zweite Führungsgetriebe 1 bis 6 befindet sich dann spiegelbildlich zur Schubachse A dem ersten gegenüberliegend. Beide Führungsgetriebe 1 bis 6 sind also in einer Ebene angeordnet und haben einen gemeinsamen Schieber 3, auf dem die Gelenkparallelogramme 1, 2, 3, 4 angeordnet sind, und einen gemeinsamen Ring 7, an dem sich die Drehpunkte 15 der Kurbeln 5 befinden. Die Greifbacken oder -finger lassen sich auswechselbar auf der Koppel 1 des Gelenkparallelogramms 1, 2, 3, 4 anordnen, so daß der Greifbereich ohne weiteres dem zu handhabenden Werkstück angepaßt werden kann. Profilierte Greifbacken können dementsprechend profilierte Werkstücke wegen der Gerad- und Parallelführung der gesamten Koppelebene 1 verschiebungsfrei greifen.

Es lassen sich aber auch drei der Führungsgetriebe 1 bis 6 jeweils um 120 Grad versetzt auf einem gemeinsamen Schieber 3 und einem gemeinsamen Ring 7 auf der Schubachse A anordnen, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. In dieser Anordnung handelt es sich nunmehr um einen räumlichen Greifmechanismus mit drei gerad- und parallelgeführten Greiffingern 1. Aufgrund der räumlichen Versetzung der Führungsgetriebe 1 bis 6 benötigt der Schieber 3 keine Schubführung (6 gemäß Fig. 1), d. h. dieselbe kann im Bedarfsfall zum Antrieb des Schiebers 3 vorhanden sein, kann aber auch entfallen. Der schubführungslose Schieber 3 bewegt sich dennoch längs seiner Schubachse A. Es sind dann lediglich die Drehgelenke 15 der Kurbeln 5 gehäusefest anzuordnen. Schieber 3 wird freischwebend in der einen Bewegungsrichtung über Zugmittel angetrieben, während in der anderen Bewegungsrichtung Federmittel wirken (nicht dargestellt). Schieber 3 läßt sich auch in beiden Schubrichtungen jeweils über Zugmittel antreiben. Im eingefahrenen (Fig. 3) und im ausgefahrenen Zustand (Fig. 2) wie auch in allen anderen Zwischenstellungen der Greiffinger 1 ist der in den Fig. 2 und 3 mit × bezeichnete Längsversatz zwischen den Greiffingern 1 und dem Ring 7 gleich groß. Der dergestaltete räumliche Greifmechanismus kann runde Werkstücke sowohl innen als auch außen greifen und infolge des Zwanglaufs zwischen den einzelnen Greiffingern 1 selbsttätig zentrieren.

Selbstverständlich ist auch eine räumliche Anordnung von vier oder mehr Führungsgetrieben 1 bis 6 möglich, wenn dies ein spezieller Einsatzfall erfordert.

Gemäß Fig. 4 sind zwei der vorstehend näher beschriebenen Greifmechanismen (′) und (′′) auf einer gemeinsamen Schubstange 6 auf jeweils zugehörigen hintereinanderliegenden gemeinsamen Schiebern 3′ bzw. 3′′ angeordnet. Der eine Greifmechanismus (′) kann zwei einander gegenüberliegende oder drei in Umfangsrichtung versetzte räumlich angeordnete Führungsgetriebe 1′ bis 6′ aufweisen. Gleiches gilt auch für den anderen Greifmechanismus (′′), der im einzelnen die Führungsgetriebe 1′′ bis 6′′ aufweist. Die Greiffinger 1′ und 1′′ enden gemäß Fig. 4 etwa in gleicher Ebene und greifen auf unterschiedlichen Durchmessern, können aber auch axial zueinander versetzt sein und ggf. auf gleichem Durchmesser greifen. Gemäß Fig. 4 sind jeweils ein Führungsgetriebe 1′ bis 6′ bzw. 1′′ bis 6′′ der Einfachheit halber in einer Ebene dargestellt. Zweckmäßig sind dieselben jedoch in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Die jeweils zugehörigen Kolben-Zylindereinheiten 8′, 9′ bzw. 8′′, 9′′ werden unabhängig voneinander durch Druckmittel betätigt, so daß der eine Greifmechanismus 1′ bis 6′ auf kleinerem Durchmesser als der andere Greifmechanismus 1′′ bis 6′′ entsprechende Werkstücke greifen kann. Die Kurbeln 5′ bzw. 5′′ sind gehäusefest in den Drehpunkten 15′ bzw. 15′′ angelenkt, zweckmäßig auf einem gemeinsamen Ring 7. In dieser Anordnung können zwei verschiedene Werkstücke unterschiedlichen Durchmessers nacheinander gegriffen werden; in gleicher Weise ist es möglich, ein und dasselbe Werkstück auf zwei verschiedenen Durchmessern gleichzeitig zu greifen.

Claims (7)

1. Greifmechanismus für ein Handhabungsgerät mit wenigstens einer gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel, die mit ihrem geradgeführten Koppelpunkt an einem ersten Greifbacken oder Greiffinger, der mit wenigstens einem zweiten Greifbacken oder Greiffinger zusammenwirkt, drehbeweglich angreift und denselben längs die Schubrichtung der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel senkrecht kreuzenden Geraden zwangläufig parallelführt, wobei der von der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel geradgeführte Greifbacken oder Greiffinger als Koppel eines auf dem Schieber der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel angeordneten Gelenkparallelogramms dient und sich die Kurbel und die Greifbacken oder Greiffinger an derselben Seite des Gelenkparallelogramms befinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubgelenk (6, 3) des Schubkurbelgetriebes (3, 4, 5, 6) und der Antrieb (3, 6, 8, 9) eine Einheit bilden und die Schubstange (6) der Antriebseinheit gegenüber einem Greifergehäuse keine Bewegung in Richtung der Schubachse (A) vollführt.

2. Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Greifbacken oder Greiffinger (20) gehäusefest auf der Schubstange (6) der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel (3, 4, 5, 6) angeordnet ist.

3. Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Führungsgetriebe (1 bis 6) auf dem gemeinsamen Schieber (3) angeordnet sind.

4. Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Greifbacken oder Greiffinger (1) auf den Koppelebenen der zugehörigen Führungsgetriebe (1 bis 6) in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

5. Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (3) der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel (3, 4, 5, 6) in der einen Schubrichtung (A) über Zugmittel und in der anderen Schubrichtung (A) über Federmittel angetrieben wird.

6. Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der eine Lenker (4) des Gelenkparallelogramms (1, 2, 3, 4) Koppel der zugehörigen gleichschenkligen zentrischen Schubkurbel (3, 4, 5, 6) ist.

7. Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Greifmechanismen (′ und ′′) vorhanden sind, deren jeweils zugehörige Schieber (3′ bzw. 3′′) sich hintereinander auf der Schubstange (6) der gleichschenkligen zentrischen Schubkurbeln (3′ bis 6′ bzw. 3′′ bis 6′′) befinden.