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Technisches Feld
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Die
vorliegende Erfindung betrifft fluidbetätigte Greifer- und Spannmechanismen
zum Greifen, Transportieren, Handhaben und Abnehmen verschiedener
Werkstücke
und Gegenstände
mit Hilfe eines Paars von gegenüberliegenden
bewegbaren Backen- bzw. Klauenelementen. Insbesondere richtet sich
die vorliegende Erfindung auf Synchronisiermechanismen für fluidbetätigte Spannvorrichtungen und
Greifer, einschließlich
verschleiß-
oder selbstkompensierenden Synchronisiermechanismen.
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Hintergrund des Fachgebiets
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Spann-
und Greifervorrichtungen sind bekannt und werden verbreitet für eine Vielzahl
von Anwendungen verwendet, einschließlich maschinelle Bearbeitung
von Werkstücken,
Zusammenbauen von Komponenten, Prüfen von Komponenten und Werkstücken, Verpackung,
Versand usw. Spann- und Greifervorrichtungen sind typisch an den
Enden von Roboterarmen oder an linearen oder nichtlinearen Transportvorrichtungen,
die zwischen zwei oder mehreren Arbeitsplätzen angeordnet sind, bereitgestellt.
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Spann-
und Greifervorrichtungen können
allgemein in Parallel- oder Winkelvorrichtungen eingeteilt werden.
Winkelvorrichtungen umfassen solche, deren Backen- bzw. Klauenelemente
sich auf schwenkende Weise bewegen. Parallele Spann- und Greifervorrichtungen
weisen ein oder mehrere Backen- bzw. Klauenelemente auf, die sich
linear zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegen. Beispiele
für parallele
Spann- und Greifervorrichtungen sind zu finden in den US-Patenten
Nr. 5 755 475 von Zajac Jr., 5 620 223 von Mills, 5 657 973 von
Zajac Jr. et al., 5 595 413 von McGeachy et al., 5 529 359 von Borcca
et al., 5 163 729 von Borcea et al., 5 090 757 von Huber et al.,
4 892 344 von Takada et al., 4 768 821 von Hucul et al., 4 723 806
von Yuda, 4 647 100 von Lessway und 4 591 199 von Zajac.
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Parallele
Spann- und Greifervorrichtungen, die einander gegenüberliegende
fluidbetätigte
Kolben verwenden, um einander gegenüberliegende Klauenelemente
anzutreiben, können
die Klauenelemente unabhängig
voneinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder unterschiedlichen Kräften antreiben,
wenn die pneumatischen und hydraulischen Systeme nicht richtig ausbalanciert
sind. Unter gewissen Umständen,
wenn gewünscht
ist, daß die
einander gegenüberliegenden
Klauen mit der gleichen Geschwindigkeit und/oder mit dem gleichen Kraftmaß schließen, können parallele
Spann- und Greifervorrichtungen Synchronisiermechanismen aufweisen.
Von den oben aufgelisteten US-Patenten weisen
die meisten irgendeinen Typ von Synchronisiermechanismus auf.
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Die
EP-A-0 532 174 offenbart ein weiteres Beispiel einer parallelen
Greiferanordnung. Gemäß der Offenbarung
werden in diesem Stand der Technik zwei Montageblöcke jeweils
von einem Paar von Führungsstangen
gleitbar an einem Hauptgehäuse gehalten,
wobei jede Führungsstange
innerhalb jeweiliger Durchgangslöcher
im Hauptgehäuse
gehalten wird. Eine der jeden Montageblock haltenden Führungsstangen
weist einen Zahnstangenabschnitt auf. Das Hauptgehäuse weist
eine Getriebekammer mit einem Zahnradgetriebe auf. Die Zähne des
Zahnradgetriebes greifen in die Zähne der Zahnstangenabschnitte
der beiden Führungsstan-
gen, wodurch die Bewegung der Montageblöcke synchronisiert wird. Die
Getriebekammer ist mit einer Deckplatte geschlossen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Greiferanordnung auf:
einen Körper;
mindestens
einen Kolben, der innerhalb einer Kammer innerhalb des Körpers bereitgestellt
ist, um sich darin hin und her zu bewegen;
ein Paar von gegenüberliegenden
Backen- bzw. Klauenelementen, wobei die Klauenelemente an entgegengesetzten
Enden des Körpers
angeordnet sind, wobei mindestens eines der Klauenelemente mit einem
des mindestens einem Kolben verbunden ist, um sich zwischen einer
offen und geschlossenen Position hin und her zu bewegen;
ein
erstes, und zweites längliches
Klauenführungselement,
wobei das erste längliche
Klauenführungselement
an einem der sich gegenüberliegenden
Klauenelemente angebracht ist und im wesentlichen parallel zum zweiten
länglichen
Klauenführungselement angeordnet
ist, das an dem anderen der sich gegenüberliegenden Klauenelemente
angebracht ist; und
eine Synchronisieranordnung, die in einer
im Körper gebildeten
Aussparung angeordnet ist, wobei sich die Aussparung von der Außenseite
des Körpers
aus erstreckt, unter Ermöglichung
eines Zugangs zu der Synchronisieranordnung, wobei die Synchronisieranordnung
um eine Achse drehbar ist und wobei ein erstes und zweites Durchgangsloch
im Körper
gebildet sind und sich in die Aussparung hinein erstrecken,
dadurch
gekennzeichnet, daß die
Synchronisieranordnung mittels eines Stifts, der sich durch das
erste Durchgangsloch von dem ersten länglichen Klauenführungselement
aus erstreckt, und eines anderen Stifts, der sich durch das zweite
Durchgangsloch von dem zweiten länglichen
Klauenführungselement
aus erstreckt, mit dem ersten und zweiten länglichen Klauenführungselement
in Eingriff gebracht werden kann.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, die einzig und allein als nichteinschränkende Beispiele
gegeben sind:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer zerlegt dargestellten Parallelgreiferanordnung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Querschnitt-Seitenansicht der Parallelgreiferanordnung von 1;
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3 ist
eine Perspektivansicht eines Synchronisiermechanismus gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei der Mechanismus in einer geschlossenen
Position dargestellt ist;
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4 ist
eine Perspektivansicht des Synchronisiermechanismus von 3 in
einer offenen oder expandierten Position.
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5a bis 5d sind
Ansichten von oben, die zeigen, in welcher Art und Weise der Synchronisiermechanismus
von 3 und 4 arbeitet.
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6 ist
eine Perspektivansicht eines Synchronisierelements gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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7 ist
eine Seitenansicht des Synchronisierelements von 6.
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8 ist
eine Ansicht von oben auf das Synchronisierelement von 6.
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9a bis 12b sind Perspektivansichten von alternativen
Synchronisierelementen gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die 13 bis 30 sind
nicht Teil der Erfindung. Sie stellen nur weitere mögliche Entwicklungen
eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten Parallelgreifers
vor.
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13 ist
eine Perspektivansicht einer zerlegt dargestellten Parallelgreiferanordnung
gemäß weiteren
möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers.
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14 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Synchronisiermechanismus von 13, die
bereitgestellt ist, um weitere Details des Synchronisiermechanismus
zu zeigen.
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15a bis 15g sind
Perspektivansichten von alternativen Keilelementen gemäß weiteren möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers.
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16 und 17 sind
Perspektivansichten von Synchronisiermechanismen gemäß weiteren möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers.
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18 ist
eine Perspektivansicht von Synchronisiermechanismen gemäß weiteren
möglichen Entwicklungen
eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten Parallelgreifers.
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19 ist
eine Perspektivansicht eines zerlegt dargestellten Synchronisiermechanismus
gemäß weiteren
möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers.
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20 ist
eine Ansicht von oben auf den Synchronisiermechanismus von 19,
wobei die Klauenelemente in Durchsichtslinien gezeigt sind.
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21 ist
eine Seitenansicht des Synchronisiermechanismus von 20 parallel
zu einem der Klauenelemente.
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22 ist
eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Halbscheibenelements, das
gemäß weiteren
möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers verwendet werden kann.
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23 ist
eine Seitenansicht zweier Halbscheibenelemente von 22,
die miteinander verbunden sind, wobei ihre Durchgangslöcher ausgerichtet
sind.
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24 ist
eine Seitenansicht eines exzentrischen Drehzapfens oder -stifts,
der gemäß weiteren möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers verwendet werden kann.
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25a und 25b sind
Ansichten von oben, die zeigen, wie der exzentrische Drehzapfen oder
-stift von 24 verwendet werden kann, um den
Freiraum zwischen den zwei Halbscheibenelementen einzustellen.
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26 ist
eine Perspektivansicht eines zerlegt dargestellten Synchronisiermechanismus
gemäß weiteren
möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers.
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27a ist eine Ansicht von oben auf den Synchronisiermechanismus
von 26 und zeigt die Ausrichtungsstruktur der Scheibenelemente
in Ausrichtung und ihre Schlitze nicht ausgerichtet.
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27b ist eine Ansicht von oben auf den Synchronisiermechanismus
von 26 und zeigt die Schlitze der Scheibenelemente
in Ausrichtung und ihre Ausrichtungsstruktur nicht ausgerichtet.
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28a und 28b sind
Querschnittansichten von 27a bzw. 27b entlang den Ebenen A-A.
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29a bis 29c sind
Querschnittansichten von alternativen Ausführungsformen der Ausrichtungsstruktur,
die in den Synchronisierelementen verwendet werden kann.
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30 ist
eine Ansicht eines zerlegt dargestellten Synchronisiermechanismus
gemäß weiteren möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers.
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Beste Art zur Ausführung der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung befaßt
sich mit fluidbetätigten
Greifer- und Spannmechanismen zum Greifen, Transportieren, Handhaben
und Abnehmen verschiedener Werkstücke und Gegenstände mit
Hilfe eines Paars von sich gegenüberliegenden
Backen- bzw. Klauenelementen. Insbesondere wendet sich die vorliegende
Erfindung Synchronisiermechanismen für fluidbetätigte Spannvorrichtungen und Greifer
zu. Die Synchronisiermechanismen der vorliegenden Erfindung weisen
Synchronisierelemente auf, die mit Klauenführungselementen verbunden sind.
Die Klauenführungselemente
bewegen sich parallel zueinander in einem Körper, in welchem außerdem ein
oder mehrere Kolben untergebracht sind, die einander gegenüberliegende
Klauenelemente hin und her treiben. Die Klauenführungselemente sind mit den
Klauenelementen verbunden und werden verwendet, um die parallele
Hin- und Herbewegung der einander gegenüberliegenden Klauenelemente zu
führen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Synchronisierelemente drehbar oder rotierbar und weisen
in ihren entgegengesetzten Seiten Schlitze auf. Die Schlitze können parallel
zueinander oder zueinander ausgerichtet (koaxial) sein. Das drehbare
oder rotierbare Element kann im wesentlichen rechteckig oder rund
sein oder kann irgendeine geeignete Form haben. Die Schlitze in
dem drehbaren oder rotierbaren Element sind so ausgebildet, um die
Klauenführungen
daran anzukoppeln.
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In
anderen Ausführungsformen
können
die Synchronisiermechanismen zwei Synchronisierelemente aufweisen,
welche sich um eine gemeinsame Achse drehen oder rotieren und welche
relativ zueinander gleiten. Die Synchronisierelemente können unterschiedliche
Größen haben
und teleskopisch oder ineinander geschoben sein, d.h. ein Synchronisierelement
kann so innerhalb der Struktur des anderen aufgenommen sein, daß sie zueinander
hin oder voneinander weg gleiten können. In anderen Ausführungsformen
können
die Synchronisierelemente eine identische Form haben und so ausgebildet
sein, daß sie
auf gleitende Weise ineinander greifen oder sich ineinander schieben.
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In
weiteren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann der Synchronisiermechanismus ein
rotierendes Element und Pendelelemente aufweisen, die ausgebildet
sind, um entlang oder innerhalb des rotierenden Elements in darin
vorgesehenen Schlitzen oder Durchgangslöchern zu gleiten.
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Die
Synchronisiermechanismen der vorliegenden Erfindung können so
konstruiert sein, daß sie abnehmbar
und austauschbar sind. In Hinblick darauf sind sie in einer Aussparung
im Körper
einer Spannvorrichtung oder eines Greifers angeordnet, wobei die
Aussparung durch einen Deckel geschlossen sein kann, der abnehmbar
sein kann. Die Synchronisiermechanismen können dadurch deaktiviert werden,
daß der
Deckel abgenommen wird und das oder die Synchronisierelemente aus
dem Eingriff mit den Klauenführungselementen
gehoben werden.
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Die
Synchronisiermechanismen der vorliegenden Erfindung können sicherstellen,
daß sich
die einander gegenüberliegenden
Klauenelemente im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit
und mit einer ausgeglichenen Kraft gemeinsam schließen und öffnen, so
daß sie
verwendet werden können, um
verschiedene Gegenstände
aufzuspannen oder zu greifen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Synchronisiermechanismen
verwendet werden, um eines der einander gegenüberliegenden Klauenelemente
anzutreiben. Beispielsweise könnte
eine Seite des Synchronisiermechanismus mit einem einzelnen Kolben
verbunden sein, der ein Klauenelement hin und her treibt. Die andere
Seite des Synchronisiermechanismus könnte mit dem anderen Klauenelement
verbunden sein und verwendet werden, um das andere Klauenelement
anzutreiben, ohne daß ein
zweiter Kolben verwendet wird.
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1 ist
eine Perspektivansicht einer zerlegt dargestellten Parallelgreiferanordnung
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Greiferanordnung weist einen Hauptkörper 1 auf,
der eine zentrale Bohrung 2 hat, die einander gegenüberliegende
Kolbenelemente 3 und 4 aufnimmt. Der Hauptkörper 1 weist
ferner mehrere Durchbohrungen 5, 6, 7 und 8 auf,
die Klauenführungen 9, 10, 11 und 12 aufnehmen.
Zwei einander gegenüberliegende Klauenelemente 13 und 14 sind
an entgegengesetzten Enden des Hauptkörpers 1 bereitgestellt
und sind wie folgt an einem Paar von Klauenführungen angebracht. Zwei der
Klauenführungen 9 und 11,
die im Hauptkörper 1 diagonal
gegenüberliegend
sind, sind mit Hilfe mechanischer Befestigungs vorrichtungen 15,
wie gezeigt, an das Klauenelement 13 gekoppelt. Das andere
Paar von diagonal gegenüberliegenden Klauenführungen 10 und 12 ist
mit Hilfe ähnlicher mechanischer
Befestigungsvorrichtungen 16 an das Klauenelement 14 gekoppelt.
Stoßdämpfer 17 können an
den Klauenführungen 9, 10, 11 und 12 benachbart
zu den Klauenelementen 13 und 14 vorgesehen sein,
um einen d Aufprall zwischen den Klauenelementen 13 und 14 und
dem Hauptkörper 1 zu dämpfen. Ringförmige Dichtungen,
beispielsweise O-Ringe 18, können an jedem Ende der Durchgangsbohrungen 5, 6, 7 und 8 vorgesehen
sein, um die Klauenführungen 9, 10, 11 und 12 in
einer abdichtenden Beziehung aufzunehmen.
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Der
Kolben 3 weist einen Kopfabschnitt 19 mit einer
ringförmigen
Dichtung 20 an seiner peripheren Oberfläche und einen Stangenabschnitt 21 auf. Der
Kolben 3 ist in der zentralen Bohrung 2 mittels
einer Halteanordnung 22 befestigt, die eine Außenumfangsdichtung 23,
die gegen die innere Oberfläche der
zentralen Bohrung 2 abdichtet, und eine innere Abdichtung 24 aufweist,
die gegen die Kolbenstange 21 abdichtet, wenn diese durch
die Halteanordnung 22 gleitet. 1 zeigt
einen Haltering 25, der verwendet werden kann, um die Halteanordnung 22 im Hauptkörper 1 zu
befestigen. Eine mechanische Befestigungsvorrichtung 26 wird
verwendet, um das Klauenelement 13 an der Stange 21 des
Kolbens 3 zu befestigen, um sich mit diesem hin und her
zu bewegen. Stoßdämpfer 17' können zwischen
der Halteanordnung 22 und dem Kolben 3 vorgesehen
sein, um einen Aufprall zu dämpfen,
wenn der Kolben 3 in die Halteanordnung 22 getrieben
wird. Der Kolben 4, die Halteanordnung 27 und
das Klauenelement 14, die in 1 auf der
anderen Seite des Hauptkörpers 1 gezeigt
sind, sind entsprechend ausgebildet und miteinander gekoppelt/zusammengefügt.
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Jeweils
eine obere Klauenführung 9 und 12 von
jedem Paar der diagonal gegenüberliegenden Klauenführungen
weist einen Stift 28 auf oder nimmt einen Stift 28 auf,
der sich an einer längs
der Klauenführungen 9 und 12 mittleren
Stelle nach oben erstreckt. Die Stifte 28 können in
einer Bohrung 29 aufgenommen sein, die in jeder Klauenführung 9 und 12 bereitgestellt
ist, wie gezeigt ist. Die Stifte 28 sind in entgegengesetzten
Enden eines Synchronisierelements 30 aufgenommen, das innerhalb
einer an der Oberseite des Hauptkörpers 1 bereitgestellten
Aussparung 31 drehbar angebracht ist. Das Synchronisierelement
kann ein längliches
Element mit ausgerichteten Schlitzen 32 in, jedem Ende
sein, welche die Stifte 28 aufnehmen. Die Mitte des Synchronisierelements 30 kann
eine vorspringende Nabe aufweisen, die in einer zentral in der Aussparung 31 angeordneten
Bohrung aufgenommen ist. In einer alternativen Ausführungsform
kann das Synchronisierelement 30 ein zentrales Durchgangsloch
haben, das oberhalb eines Stifts angeordnet sein kann, der von der
Aussparung 31 aus nach oben vorspringt. Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
die äußeren Enden
der Synchronisierelemente Stifte aufweisen, die in Bohrungen aufgenommen
sind, die in den Klauenführungen 9 und 12 bereitgestellt
sind. Anzumerken ist, daß das
Synchronisierelement 30 anstatt mit Schlitzen, die offene
Enden haben, mit Schlitzen, die geschlossene Enden haben, versehen
sein könnte.
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Die
Greiferanordnung weist einen Deckel 33 für die Aussparung 31 auf.
Wie gezeigt, kann ein Dichtungselement, z.B. ein O-Ring 34,
in Verbindung mit dem Deckel 33 verwendet werden, um die
Aussparung 31 abzudichten. Der in 1 gezeigte
Deckel 33 wird von einem Halter 35 in Position
gehalten. Gemäß anderen
Ausführungsformen
könnte
der Deckel 33 mit Hilfe irgendeiner anderen geeigneten
mechanischen Einrichtung in oder oberhalb der Aussparung 31 abnehmbar
befestigt sein. Den Deckel 33 so zu konstruieren, daß er leicht
abnehmbar ist, würde erlauben,
das Synchronisierelement 30 auszubauen und/oder zu ersetzen.
In manchen Situationen könnte
eine Verwendung des Synchronisiermechanismus nicht erwünscht sein.
Ein Ausbauen des Synchronisiermechanismus 30 wäre eine
einfache Art, den Synchronisiermechanismus zu deaktivieren.
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2 ist
eine Querschnitt-Seitenansicht der Parallelgreiferanordnung von 1. 2 zeigt,
wie der Stoßdämpfer 17 an
der Klauenführung 11 zwischen
dem Hauptkörper 1 und
dem Klauenelement 13 angeordnet ist. Die anderen Stoßdämpfer sind
auf gleiche Weise an ihren jeweiligen Klauenelementen angeordnet. 2 zeigt
auch, wie die mechanische Befestigungsvorrichtung 15 verwendet
wird, um das Klauenelement 13 an der Klauenführung 11 zu
befestigen, und wie die mechanischen Befes tigungsvorrichtungen 26 verwendet
werden, um die Klauenelemente 13 und 14 an den
Kolben 3 und 4 zu befestigen. Anzumerken ist,
daß in 1 gezeigte
Fluidanschlüsse 36 und 37 erlauben,
daß hydraulische
oder pneumatische Fluide in die zentrale Bohrung 2 eintreten
und die Kolben 3 und 4 auf herkömmliche
Weise antreiben.
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In
Betrieb dreht sich das Synchronisierelement 30 von 1 in
entgegengesetzte Richtungen, wenn sich die Klauenführungen 9 und 12 bezüglich des
Hauptkörpers 1 einwärts und
auswärts
bewegen. Die Bewegung der Klauenführungen 9 und 12 wird durch
die Drehung des Synchronisierelements 30 und das Mitwirken
der Stifte 28, die in den Schlitzen 32 des Synchronisierelements 30 aufgenommen sind,
synchronisiert.
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3 ist
eine Perspektivansicht eines Synchronisiermechanismus gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei der Mechanismus in einer geschlossenen
Position gezeigt ist. 4 ist eine Perspektivansicht
des Synchronisiermechanismus von 3 in einer
offenen oder expandierten Position. Der Synchronisiermechanismus
von 3 weist ein äußeres 40 und
inneres 41 Synchronisierelement auf, die ineinander geschoben
sein können
und relativ zueinander gleiten können.
Sowohl das äußere 40 als
auch das innere 41 Synchronisierelement hat eine U-förmige Struktur, die
durch eine Basis und zwei parallele Arme, die sich von der Basis
aus auswärts
erstrecken, definiert ist. Sowohl das äußere 40 als auch das
innere 41 Synchronisierelement hat in seiner Basis ein
Durchgangsloch 42. Wie nachstehend diskutiert, sind die Durchgangslöcher 42 an
die Stifte 28 oder an eine andere an den Klauenführungen 9 und 12 bereitgestellte
Kopplungsstruktur gekoppelt.
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Das äußere Synchronisierelement 40 hat
einen offenen Schlitz 43, der zwischen Armelementen 44 definiert
ist, wobei der Schlitz 43 eine innere Breite hat, die ungefähr gleich
der äußeren Breite
des inneren Synchronisierelements 41 ist. Das innere Synchronisierelement 41 hat
einen offenen Schlitz 45, der zwischen Armelementen 46 definiert
ist, wobei der Schlitz 45 eine innere Breite hat, die ungefähr gleich
dem Durchmesser einer Drehstiftbuchse 47 ist, die an einem
Stift 48 in einer Aussparung des Hauptkörpers der Greiferanordnung
bereitgestellt ist. In einer alternativen Ausführungsform könnten der Stift 48 und
die Drehstiftbuchse 47 eine integrale Struktur aufweisen.
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5a bis 5d sind
Ansichten von oben, die zeigen, in welcher Art und Weise der Synchronisiermechanismus
von 3 und 4 arbeitet. In 5a bis 5d ist
der Hauptkörper
der Greiferanordnung weggelassen worden, um die Klauenführungen
und die Kolben besser zu zeigen. Außerdem ist der Deckel weggenommen,
um die Bewegung der Synchronisierelemente 40 und 41 darzustellen.
Wie gezeigt, sind von 5a bis 5d fortschreitend die
Klauenelemente 13 und 14 zunehmend weiter weg
vom Hauptkörper 1,
so daß 5a die
Klauenelemente in einer geschlossenen Position und 5d die
Klauenelemente in einer offenen Position zeigt. Wenn, wie in 5a gezeigt,
die Klauenelemente 13 und 14 in ihrer geschlossenen
Position sind, können
die Synchronisierelemente 40 und 41 etwas offen
oder verlängert
sein. Wenn sich die Klauenelemente 13 und 14 zu öffnen beginnen,
können das äußere 40 und
innere 41 Synchronisierelement aufeinander zu gleiten,
bis daß in
ihrer ineinander geschobenen Position das innere Synchronisierelement 41 an
dem äußeren Synchronisierelement 41 anstößt (5b).
Danach, wenn sich die Klauenelemente 13 und 14 weiter öffnen, gleiten
das äußere 40 und
innere 41 Synchronisierelement voneinander weg, bis sie
ganz verlängert
sind, wie in 5d gezeigt ist. Wenn sich die
Klauenelemente 13 und 14 schließen, laufen
die Arbeitsschritte der Synchronisierelemente 40 und 41 in
umgekehrter Reihenfolge von 5d bis 5a ab.
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6 ist
eine Perspektivansicht eines Synchronisierelements gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das in 6 gezeigte
Synchronisierelement 50 ist konstruiert, um mit einem Synchronisierelement
gleicher Form gepaart zu werden. Anstatt zwei unterschiedliche Synchronisierelemente,
d.h. ein inneres und ein äußeres, zu
benötigen,
wie in 3 bis 5d gezeigt,
kann demzufolge eine Synchronisieranordnung gemäß dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zwei gleiche Synchronisierelemente verwenden.
Diese Ausführung
reduziert die Herstellungskosten und die zum Bau einer synchronisierten
Greiferanordnung notwendige Anzahl von unterschiedlichen Teilen.
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7 ist
eine Seitenansicht des Synchronisierelements von 6. 8 ist
eine Ansicht von oben, auf das Synchronisierelement von 6.
Das Synchronisierelement von 6 bis 8 weist
eine Basis 51 und zwei Arme 52 auf, die sich von
der Basis 51 aus auswärts
erstrecken. Die Basis 51 weist ein Durchgangsloch 53 auf,
das verwendet wird, um das Synchronisierelement an einen Stift oder
eine andere Kopplungsstruktur oder ein anderes Element zu koppeln,
welche an einer Klauenführung
bereitgestellt sind, wie oben mit Bezug auf 1 bis 5d diskutiert
ist. Die Basis 51 weist einen erhöhten zentralen Abschnitt 54 auf,
der parallele Seiten und eine Breite hat, die ungefähr gleich
der Breite des offenen Schlitzes 55 ist, der zwischen den
gegenüberliegenden
inneren Oberflächen
der Arme 52 gebildet ist. Die Dicke des erhöhten zentralen
Abschnitts 54 ist ungefähr
gleich der doppelten Dicke der Arme 52, so daß, wenn
zwei Synchronisierelemente zusammen gekoppelt sind, wobei eines
umgekehrt orientiert ist, die obere Oberfläche 56 des einen erhöhten zentralen
Abschnitts 54 im wesentlichen koplanar mit der unteren
Oberfläche 57 des
anderen Synchronisierelements ist. Außerdem ist der erhöhte zentrale
Abschnitt des einen Synchronisierelements im offenen Schlitz des
anderen Synchronisierelements aufgenommen, wenn sie zusammen gekoppelt
sind.
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Die
Arme 52 des Synchronisierelements haben periphere vertiefte
Kantenabschnitte 58 und periphere erhöhte Kantenabschnitte 59,
die so, wie gezeigt, ausgebildet sein können, so daß, wenn zwei Synchronisierelemente
wie oben beschrieben zusammen gekoppelt sind, die peripheren erhöhten Kantenabschnitte 59 des
einen in den peripheren vertieften Kantenabschnitten 58 des
anderen aufgenommen sind. Diese Art der Zusammenkopplung der Synchronisierelemente
hält eine
parallele Ausrichtung der gekoppelten Synchronisierelemente aufrecht.
Zusätzlich
können
an gekoppelten Synchronisierelementen die gestuften Abschnitte 60 zwischen den
peripheren erhöhten
Kantenabschnitten 59 und den peripheren vertieften Kantenabschnitten 58 aneinander
anstoßen,
um zu begrenzen, wie weit sich die gekoppelten Synchronisierelemente
voneinander auswärts
bewegen können.
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Anzumerken
ist, daß die
Form der oben beschriebenen und in 6 bis 8 gezeigten
Synchronisierelemente mehrere Kontaktflächen bereitstellt, die eine
richtige parallele Ausrichtung und eine glatte Gleitbewegung zwischen
den gekoppelten Synchronisierelementen sicherstellen. Um die Integrität der Synchronisierelemente
zu verbessern, können
Querstreben bereitgestellt sein, die die ansonsten offenen Schlitze überspannen.
Solche Querstreben können
sicherstellen, daß sich
die Arme der Synchronisierelemente nicht auseinander spreizen.
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9 bis 12b sind
Perspektivansichten von alternativen Synchronisierelementen gemäß der vorliegenden
Erfindung. Jedes Synchronisierelement von 9a bis 12b weist Gleitelemente auf, die die Hublänge der
Synchronisierelemente vergrößern.
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9a und 9b zeigen
ein Synchronisierelement, das eine drehbare Scheibe 70 aufweist, die
zwei parallele offene Schlitze 71 aufweist. Die offenen
Schlitze 71 nehmen Pendelelemente 72 auf, die
in den offenen Schlitzen 71 ausgebildet sind. Die Pendelelemente 72 haben
Durchgangslöcher 73, mittels
welchen sie an Stifte oder eine andere Kopplungsstruktur oder andere
Kopplungselemente gekoppelt werden können, die in Klauenführungen
bereitgestellt sind, wie oben beschrieben ist. 9a zeigt
das Synchronisierelement in einer geschlossenen Position und 9b zeigt
das Synchronisierelement in einer offenen Position.
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10a und 10b zeigen
ein Synchronisierelement, das einen drehbaren Körper 80 aufweist,
der an entgegengesetzten Enden zwei axial ausgerichtete offene Schlitze 81 aufweist.
Die offenen Schlitze 81 nehmen Pendelelemente 82 auf,
die in. den offenen Schlitzen 81 ausgebildet sind. Die Pendelelemente 82 haben
Durchgangslöcher 83, mittels
welchen sie an Stifte gekoppelt werden können, die in Klauenführungen
bereitgestellt sind, wie oben beschrieben ist. 10a zeigt das Synchronisierelement in einer geschlossenen
Position und 10b zeigt das Synchronisierelement
in einer offenen Position.
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11a und 11b zeigen
ein Synchronisierelement, das eine Nabe 90 aufweist, in
welcher zwei parallele Durchgangslöcher 91 sind. Die
Durchgangslöcher 91 nehmen
Pendelelemente 92 auf, die längliche Elemente aufweisen,
die ausgebildet sind, um in den Durchgangslöchern 91 zu gleiten.
Die Pendelelemente 92 haben Durchgangslöcher 93, mittels welchen
sie an Stifte gekoppelt werden können,
die in Klauenführungen
bereitgestellt sind, wie oben beschrieben ist. 11a zeigt das Synchronisierelement in einer geschlossenen
Position und 11b zeigt das Synchronisierelement
in einer offenen Position.
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12a und 12b zeigen
ein Synchronisierelement, das eine Nabe 100 mit einem darin
zentral angeordneten Durchgangsloch 101 aufweist. Das Durchgangsloch 101 nimmt
ein Paar von teleskopischen Pendelelementen auf, die ein äußeres längliches
Element 102 und ein inneres längliches Element 103 aufweisen,
das in einer Bohrung 104 des äußeren länglichen Elements 102 aufgenommen
ist. Das äußere längliche
Element 102 ist ausgebildet, um innerhalb des in der Nabe 100 bereitgestellten Durchgangslochs 101 zu
gleiten, und das innere längliche
Element 103 ist ausgebildet, um innerhalb der Bohrung 104 des äußeren länglichen
Elements 102 zu gleiten. Die Pendelelemente weisen Durchgangslöcher 105 auf,
mittels welchen sie an Stifte gekoppelt werden können, die in Klauenführungen
bereitgestellt sind, wie oben beschrieben ist. 12a zeigt das Synchronisierelement in einer geschlossenen
Position und 12b zeigt das Synchronisierelement
in einer offenen Position.
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Die
nachstehende Beschreibung von 13 bis 30 ist
nicht Teil der Erfindung.
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13 ist
eine Perspektivansicht einer zerlegt dargestellten Parallelgreiferanordnung
gemäß weiteren
möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers. Die Greiferanordnung weist einen Hauptkörper 110 auf,
der eine zentrale Bohrung 111 hat, die einander gegenüberliegende
Kolben 112 aufnimmt. Die Kolben 112 sind mittels
Enddeckel 113, die zusammen mit Dichtungen 114 die
Enden der zentralen Bohrung 111 abdichten, in der zentralen
Bohrung 111 eingeschlossen. Die Enddeckel 113 und
Dichtungen 114 können
mittels mechanischer Befestigungsvorrichtungen 115, die
Schrauben, Bolzen usw. sein können,
an den Enden des Hauptkörpers 110 befestigt
sein. Die Greiferanordnung ist mit Fluidanschlüssen 116 und 117 versehen,
die in dem Hauptkörper 110 sein
können.
Die Fluidanschlüsse 116 und 117 können auch
in einem Enddeckel 118 bereitgestellt sein. Eine Quelle
eines hydraulischen oder pneumatischen Fluids kann mit den Fluidanschlüssen 116 und 117 verbunden
werden und verwendet werden, um die Kolben 112 auf herkömmliche
Weise anzutreiben.
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Der
obere Abschnitt des Hauptkörpers 110 weist
eine längliche
Aussparung 119 auf, in welcher Klauenelemente 120 aufgenommen
sind. Die Klauenelemente 120 sind mittels eines Stifts 121 oder
eines anderen geeigneten Kopplungselements oder einer anderen geeigneten
Kopplungsstruktur mit den Kolben 112 verbunden, so daß sich die
Klauenelemente 120 mit den Kolben 112 hin und
her bewegen.
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Eine
Aussparung 122 zur Aufnahme des Synchronisiermechanismus
ist oben (oder seitlich) im Hauptkörper 110 bereitgestellt.
Diese Aussparung 122 kann eine längliche Aussparung 119 kreuzen, wie
in 13 gezeigt ist.
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Die
Klauenelemente 120 werden in der länglichen Aussparung 119 mittels
eines Paars von Deckplatten 123 gehalten, die mittels mehrerer
mechanischer Befestigungsvorrichtungen 124, wie angedeutet,
am Hauptkörper 110 befestigt
sein können.
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Wie
gezeigt, haben die Klauenelemente 120 gestufte Seitenabschnitte 125,
die einen freien Raum für
die Deckplatten 123 bereitstellen. Somit erstrecken sich
die Innenkanten der Deckplatten 123 oberhalb der Klauenelemente 120,
wenn die Klauenelemente 120 in dem Längsschlitz 119 angeordnet
sind und die Deckplatten 123 am Hauptkörper 110 angebracht
sind. Die Klauenelemente 120 haben abgesetzte Endabschnitte 126,
die erlauben, die Klauenelemente 120 teilweise aneinander
angrenzend anzuordnen. Die abgesetzten Abschnitte 126 weisen Arme 127 auf,
die, wie nachstehend detailliert diskutiert wird, ausgebildet sind,
um mit einem Synchronmechanismus in Eingriff zu sein und mit ihm
zusammenzuarbeiten. Die oberen Oberflächen 130 der Klauenelemente 120 sind
ausgebildet, um verschiedene Klauenspitzen (nicht gezeigt) daran
anzukoppeln. Beispielsweise können
die oberen Oberflächen 130 der
Klauenelemente 120 mit Innengewindelöchern versehen sein, die mechanische
Befestigungsvorrichtungen aufnehmen, die zum Befestigen von Klauenspitzen
an den Klauenelementen 120 verwendet werden.
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Der
Synchronisiermechanismus, der in dem in 13 gezeigten
Greifer verwendet wird, weist eine Scheibe 131 auf, die
ein zentrales Durchgangsloch 132 und ein Paar von Zapfen
oder Stiften 133 hat, die entlang einer gemeinsamen Durchmesserlinie
linear ausgerichtet sein können.
Die Scheibe 131 wird drehbar oder rotierbar auf einem Zapfen,
Stift oder einer ähnlichen
Struktur (nicht gezeigt) gehalten, der oder die im Boden der Aussparung 122 ist. Die
Scheibe 131 kann auch einen zentralen Stift, Zapfen usw.
haben, der in einer Bohrung aufgenommen ist, die im Boden der Aussparung 122 bereitgestellt
ist. Eine Einrichtung, beispielsweise ein Federelement 134,
eine Druckfluidkammer, magnetisch vorgespannte Strukturen usw.,
ist unterhalb der Scheibe 131 bereitgestellt und wird verwendet,
um auf die Scheibe 131 eine nach oben gerichtete Kraft auszuüben. Eine
Beilagscheibe 136 kann unterhalb des Federelements 134 bereitgestellt
sein, wenn gewünscht.
Anzumerken ist, daß die
Bezugnahme auf eine Scheibe hierin nicht als eine Beschränkung auf eine
kreisförmige
Struktur verstanden werden soll. Andere Formen, einschließlich diejenigen,
die in den verschiedenen Figuren gezeigt sind, können verwendet werden.
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Der
Synchronisiermechanismus weist Keilelemente 137 auf, die
in dem in 13 gezeigten Greifer konisch
geformt sind. Die Keilelemente 137 weisen zentrale Durchgangslöcher 141 auf,
die eine solche Größe haben,
daß die
Keilelemente 137 auf Zapfen oder Stiften 133 angeordnet
werden können, um
sich darauf zu drehen. Die abgesetzten Enden 126 der Klauenelemente 120 weisen
Rillen 138 mit sich verjüngenden Wänden auf, wie nachstehend diskutiert,
die die Keilelemente 137 aufnehmen.
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14 ist
eine vergrößerte Ansicht
des Synchronisiermechanismus von 13, die
bereitgestellt ist, um weitere Details des Synchronisiermechanismus
zu zeigen. In 14 ist zu sehen, daß sich Rillen 138 quer
durch die abgesetzten Enden 126 der Klauenelemente 120 erstrecken.
Die gegenüberliegenden
Wände 140 der
Rillen 138 verjüngen
sich, um so mit dem spitzen Winkel der Keilelemente 137 entsprechend
zusammenzupassen.
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In
Betrieb bewegen sich die Klauenelemente 120 gemeinsam mit
den Kolben 112 unter Druck eines pneumatischen oder hydraulischen
Fluids. Wenn sich die Klauenelemente 120 bewegen, glei ten
die Keilelemente 137 in den Rillen 138 und bewirken eine
Drehung der Scheibe 131 in entgegengesetzte Winkelrichtungen.
Die Bewegung der Klauenelemente 120 wird durch die Drehung
der Scheibe 131 und die sich in den Rillen 138 mitbewegenden
Keilelemente 137 synchronisiert.
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Die
Keilelemente 137 drehen sich frei um die Zapfen oder Stifte 133.
Im Verlaufe der Zeit, wenn die sich verjüngende Oberfläche der
Keilelemente 137 und/oder die Seitenwände 140 der Rillen 138 verschleißen, wird
das Federelement 134 die Scheibe 131 und die Keilelemente 137 in
die Rillen 138 zwingen und dadurch einen Verschleiß kompensieren oder
eine Anpassung an einen Verschleißzustand ermöglichen.
Diese Art und Weise der Verschleißkompensation oder der Anpassung
an einen Verschleißzustand
trägt dazu
bei, sicherzustellen, daß die
Synchronisierung der Bewegung der Klauenelemente 120 aufrechterhalten
wird.
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15a bis 15g sind
Perspektivansichten von alternativen Keilelementen. In dem in 13 und 14 gezeigten
Greifer weisen die Keilelemente 137 zentrale Durchgangslöcher zum
Anordnen der Keilelemente 137 auf Zapfen oder Stiften 133 der Scheibe 131 auf.
Die Keilelemente 137 könnten
auch mit Zapfen versehen sein, die in Löchern oder Bohrungen, die in
der Scheibe 131 bereitgestellt sind, aufgenommen sind.
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15a ist ein Keilelement 137, das eine ähnliche
Form wie das entsprechende Keilelement 137 in 13 und 14 hat.
Das Keilelement 137 weist ein zentrales Durchgangsloch 141 auf,
um welches es sich drehen kann, während es sich die Rillen 138 entlang
bewegt.
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15b zeigt ein Keilelement 142, das länglich sein
kann, mit gegenüberliegenden
sich verjüngenden
Seiten 143 und einem zentralen Durchgangsloch 141.
Dieses Keilelement 142 kann die Rillen 138 entlang
gleiten, während
sich die Zapfen oder Stifte 133 in dem Durchgangsloch 141 drehen.
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15c ist ein anderes Beispiel eines länglichen
Keilelements 145. Das Keilelement 145 von 15c weist einen Längsschlitz 146 auf,
der das Durchgangsloch 141 kreuzt. Der Schlitz 146 erlaubt ein
Biegen der Seitenwände 143 zueinander,
so daß, wenn
das Keilelement 145 von dem Federelement 134 in
die Rille 138 gedrückt
wird, sich die Breite des Schlitzes 146 ändern wird
und dadurch den Sitz der Seitenwände 143 des
Keilelements 145 bezüglich der
Seitenwände 140 der
Rille 138 anpassen wird. Gleichzeitig kann der Schlitz 146 eine
Anpassung des Sitzes des Keilelements 145 auf dem Zapfen oder
Stift 133 ermöglichen.
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15d zeigt ein kugelförmiges Keilelement 147,
das ein zentrales Durchgangsloch 141 aufweist. Das Keilelement 147 kann
sich in den Rillen 138 und um den Zapfen oder Stift 133 drehen.
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Die
in 15e und 15f gezeigten
Keilelemente 150 und 155 entsprechen dem Keilelement 137 und 142 in 15a und 15b,
weisen aber anstatt der zentralen Durchgangslöcher 141 Zapfen 151 auf.
Diese Keilelemente 150 und 155 werden durch Einsetzen
ihrer Zapfen 151 in die Bohrungen oder Löcher, die
in einer Scheibe 131 bereitgestellt sind, mit einer Scheibe 131 verbunden.
Diese Keilelemente 150 und 155 sind um ihre Zapfen
oder Stifte 151 bezüglich
einer Scheibe 131 drehbar.
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15g zeigt ein Keilelement, das gegenüberliegende
konisch zulaufende Endabschnitte 137' und ein zentrales Durchgangsloch 141 aufweist.
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16 und 17 sind
Perspektivansichten von Synchronisiermechanismen gemäß weiteren möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers. Die Synchronisiermechanismen von 16 und 17 benötigen das
in 13 und 14 gezeigte Federelement 134 nicht.
Die in 16 und 17 gezeigten
Keilelemente 160 weisen zentrale Bohrungen auf, die einzelne
Federelemente 161 aufnehmen. Die Keilelemente 160 sind
in Schlitzen 162 in der Scheibe 163 von 16 und
in Bohrungen 164 in der Scheibe 165 von 17 aufgenommen.
Die Federelemente 161 drücken gegen die Scheiben 163, 165 und
zwingen die Keilelemente 160 in die Rillen 138,
die in den abgesetzten Abschnitten 126 der Klauenelemente 120 bereitgestellt
sind. In 16 können die Keilelemente 160 in
den Schlitzen 162 gleiten und dadurch die Hublänge der
Klauenelemente 120 vergrößern. Anzumerken ist, daß in 16 das
Klauenelement ein sich verjüngendes Loch
oder eine sich verjüngende
Bohrung 138' aufweist,
das oder die das Keilelement 160 aufnehmen kann.
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18 ist
eine Perspektivansicht von Synchronisiermechanismen gemäß weiteren
möglichen Entwicklungen
eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten Parallelgreifers.
Der Synchronisiermechanismus von 13 und 14 benötigte Rillen 138 in
dem abgesetzten Abschnitt 126 der Klauenelemente 120.
In 18 ist der abgesetzte Abschnitt 126 des
Klauenelements 120 mit einem Zapfen oder Stift 170 versehen,
auf welchem ein Federelement 171 aufgenommen ist. Das Federelement 171 seinerseits
ist in einer Bohrung 172 aufgenommen, die in einem Keilelement 173 bereitgestellt ist.
Das Federelement 171 drückt
das Keilelement 173 in einen Schlitz 174, der
sich verjüngende
Seitenwände 175 hat
und in einem Synchronisierelement 177 bereitgestellt ist.
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19 ist
eine Perspektivansicht eines zerlegt dargestellten Synchronisiermechanismus
gemäß weiteren
möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers. In 19 sind die Zapfen oder Stifte 180 eines
Paars von Klauenelementen (nicht gezeigt) zwischen zwei Halbscheibenelementen 181 gezeigt.
Die Halbscheibenelemente weisen Naben 182 mit Durchgangslöchern 183 auf.
Wenn die Naben 182 so, wie in 20 gezeigt,
ausgerichtet sind, sind die Zapfen oder Stifte 180 der
Klauenelemente in einem Spalt 184 angeordnet, der sich
zwischen den Halbscheibenelementen 181 ergibt. Dieser Spalt 184 ist
mit den offenen Schlitzen in dem Synchronisierelement von 1 vergleichbar,
was die Art und Weise betrifft, in welcher die Zapfen oder Stifte 180 der
Klauenelemente darin aufgenommen sind. Die Durchgangslöcher 183 in
den Naben 182 haben eine solche Größe, daß die Halbscheibenelemente 181 so,
wie in 20 gezeigt, ausgerichtet und
angeordnet werden können,
um sich auf einem Zapfen oder Stift, der in der Aussparung 122 (siehe 13)
ist, zu drehen.
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Wenn
in 19 eines der Klauenelemente beginnt, sich schneller
oder langsamer als das andere Klauenelement zu bewegen, kommt sein
Zapfen oder Stift 180 in Kontakt mit einer radialen Oberfläche 185 eines
der Halbscheibenelemente 181 und drückt dagegen. Wenn sich das
gedrückte
Halbscheibenelement 181 um seine Nabe 182 dreht,
drückt
seine andere radiale Oberfläche
(auf der anderen Seite der Nabe 182) gegen den Zapfen oder Stift 180 des
anderen Klauenelements. Diese Wechselwirkung der Synchronisierelemente
bewirkt, daß das
andere Klauenelement beschleunigt oder verlangsamt wird. Da das
andere Halbscheibenelement 181 auf die gleiche Weise arbeitet,
um das erste Klauenelement zu beschleunigen oder zu verlangsamen,
kompensiert die resultierende Wirkung irgendeine Unausgeglichenheit
in der Bewegung der Klauenelemente.
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20 ist
eine Ansicht von oben auf den Synchronisiermechanismus von 19,
welche die Klauenelemente 187 in Durchsichtslinien zeigt. 21 ist
eine Seitenansicht des Synchronisiermechanismus von 20 parallel
zu einem der Klauenelemente. 20 und 21 zeigen
die Verwendung eines zylindrischen Drehzapfens oder -stifts 186,
der normalerweise in der Aussparung 122 von 13 angeordnet
wäre. In 19 bis 21 sind die
Halbscheibenelemente als im wesentlichen planar gezeigt.
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22 ist
eine Seitenansicht eines alternativen Halbscheibenelements, das
verwendet werden kann. 23 ist eine Seitenansicht von
zwei der Halbscheibenelemente von 22, die
miteinander verbunden sind, wobei ihre Durchgangslöcher ausgerichtet
sind. Das Halbscheibenelement 190 von 22 hat
angrenzend an die Nabe 192 einen gestuften Abschnitt 191.
Diese gestufte Form ermöglicht,
daß -zwei
Halbscheibenelemente 190 miteinander verbunden werden und
eine planare Struktur bilden, wie in 23 gezeigt
ist.
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24 ist
eine Seitenansicht eines exzentrischen Drehzapfens oder -stifts,
der verwendet werden kann, um eine manuelle Einstellung des Schlitzes
oder Spalts zwischen den radialen Oberflächen 185 der in 19 bis 23 gezeigten
Halbscheibenelemente 181 zu ermöglichen. Eine Torsionsfeder
könnte
ebenfalls enthalten sein, um eine Selbstjustierung bereitzustellen. 25a und 25b sind Ansichten
von oben, die zeigen, wie der exzentrische Drehzapfen oder -stift
von 24 verwendet werden kann, um den Freiraum zwischen
den zwei Halbscheibenelementen einzustellen.
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Der
Drehzapfen oder -stift 194 von 24 weist
zwei zylindrische Abschnitte 195, 196 auf, die zueinander
exzentrisch sind. Das heißt,
ihre Achsen sind parallel, aber zueinander versetzt. Durch Drehen
oder Rotieren des Drehzapfens oder -stifts 194 und Fixieren
seiner Position in der Aussparung 122 (siehe 13)
mittels einer Einstellschraube oder einer anderen Einrichtung kann
der Freiraum zwischen den radialen Oberflächen 185 des Halbscheibenelements 181 eingestellt
werden. Beispielsweise zeigt 25a die
Achsen der zylindrischen Abschnitte 195,196 des
Drehzapfens oder -stifts 194 in einer Linie senkrecht zu
den radialen Oberflächen 185 des Halbscheibenelements 181 ausgerichtet.
Diese Ausrichtung, die durch Drehen des Drehzapfens oder -stifts 194 erzielt
wird, stellt den größten Freiraum zwischen
den radialen Oberflächen 185 der
Halbscheibenelemente 181 bereit. In 25b sind
die Achsen der zylindrischen Abschnitte 195, 196 des Drehzapfens
oder -stifts 194 in einer Linie parallel zu den radialen
Oberflächen 185 der
Halbscheibenelemente 181 ausgerichtet. Diese Ausrichtung,
die durch Drehen des Drehzapfens oder -stifts 194 erzielt wird,
stellt einen mittleren Freiraum zwischen den radialen Oberflächen 185 der
Halbscheibenelemente 181 bereit. Weiterdrehen des Drehzapfens
oder -stifts 194 aus seiner Position in 25b wird einen minimalen Freiraum zwischen den
radialen Oberflächen 185 der
Halbscheibenelemente 181 erzeugen.
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Die
in 24 und 25 gezeigte
Anordnung erlaubt eine Einstellung des Freiraums zwischen den radialen
Oberflächen 185 der
Halbscheibenelemente 181. Es ist auch möglich, die Lage des Mittelpunkts der
Naben der Halbscheibenelemente 181 bezüglich der Aussparung 122 (siehe 13)
einzustellen. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden, einschließlich Bereitstellung
eines exzentrischen Kragens an einem oder an beiden Enden des Drehzapfens
oder -stifts 194 (oder 186). Ein solcher Kragen
oder solche Kragen könnte(n)
in einer Bohrung in der Aussparung 122 aufgenommen werden
und gedreht werden, um die Zentrierung des Drehzapfens oder -stifts 194 (oder 186)
einzustellen. Nach der Einstellung könnte(n) der/die Kragen unter
Verwendung einer oder mehrerer Einstellschrauben in seiner/ihrer Position
fixiert werden. In alternativen Ausführungsformen könnten Einstellschrauben
und/oder Keile anstelle von oder zusätzlich zu exzentrischen Kragen verwendet
werden.
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Die
Verwendung von exzentrischen Kragen oder anderen Einrichtungen um
die Zentrierung am Drehzapfen oder -stift 194, (oder 186)
einzustellen, könnte
in Verbindung mit jeder der hierin offenbarten Ausführungsformen
der Erfindung verwendet werden.
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26 ist
eine Perspektivansicht eines Synchronisiermechanismus gemäß weiteren
möglichen Entwicklungen
eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten Parallelgreifers.
Der Synchronisiermechanismus von 26 weist
zwei Scheibenelemente 200 auf, die mit Schlitzen 201 versehen sind,
die ausgebildet sind, um Zapfen oder Stifte 202 von Klauenelementen 203 aufzunehmen.
Zusätzlich sind
die gegenüberliegenden
Flächen 204 der
Scheibenelemente 200 mit einer Ausrichtungsstruktur versehen,
die Kanäle 205 aufweisen
kann. Die Ausrichtungsstruktur oder Kanäle 205 und die Schlitze 201 sind
an jedem Scheibenelement 200 etwas unterschiedlich zueinander
ausgerichtet, so daß,
wenn die Ausrichtungsstruktur oder Kanäle 205 der beiden Scheibenelemente 200 zueinander
ausgerichtet sind, die Schlitze 201 der beiden Scheibenelemente 200 nicht
ausgerichtet sind (wie in 27a gezeigt).
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In 26 wird
ein Federelement 206 verwendet, um die Scheibenelemente 200 gegeneinander
und in eine Ausrichtung zu zwingen, die durch die Ausrichtungsstruktur
oder die Kanäle 205 auferlegt ist.
Das Federelement 206 kann auf ähnliche Weise in einer Aussparung 122 angeordnet
sein wie das in 13 gezeigte Federelement 134.
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In 26 arbeiten
die Ausrichtungsstruktur oder Kanäle 205 mit Lagern 207 zusammen,
die in den Kanälen 205 aufgenommen
sind. Wenn die Scheibenelemente 200 von dem Federelement 207 gegeneinander
gedrückt
werden, tendieren die Lager 207 dazu, die gegenüberliegenden
Kanäle 205 miteinander
zu zentrieren (wie in 27a gezeigt).
Diese Zentrierung oder Ausrichtung der Ausrichtungsstruktur oder
Kanäle 205 an
den Scheibenelementen 200 bewirkt, daß die Schlitze 201 nicht
oder versetzt zueinander ausgerichtet sind. In der Folge tendiert ein
Zapfen oder Stift 202 eines Klauenelements 203, der
in den Schlitzen 201 der Scheibenelemente 200 angeordnet
ist, dazu, geklemmt oder gegriffen zu werden, wenn die Schlitze 201 aus
ihrer Aus richtung gezwungen werden. Folglich gibt es einen festen
Sitz und wenig Spiel zwischen den Zapfen oder Stiften 202 der
Klauenelemente 203 und den gekoppelten Scheibenelementen 200.
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27a ist eine Ansicht von oben auf den Synchronisiermechanismus,
der dem von 26 ähnlich ist, wobei die 27a die Ausrichtungsstruktur der Scheibenelemente
ausgerichtet und deren Schlitze nicht ausgerichtet zeigt. 27b ist eine Ansicht von oben auf den Synchronisiermechanismus, der
dem von 26 ähnlich ist, wobei die 27b die Schlitze der Scheibenelemente ausgerichtet
und deren Ausrichtungsstruktur nicht ausgerichtet zeigt. In 27a und 27b weist
die Ausrichtungsstruktur der Scheibenelemente 200 Durchgangslöcher oder
Bohrungen 210 und Kugellager 211 auf (siehe 28a), die zwischen den Scheibenelementen 200 angeordnet
sind. 20 zeigt, wie die Scheibenelemente 200 ausgerichtet
wären,
wenn das Federelement 206 die Scheibenelemente 200 gegeneinander drückt oder
zwingt. 27b zeigt, wie die Scheibenelemente 200 ausgerichtet
wären,
bevor die Scheibenelemente 200 gegeneinander gedrückt oder
gezwungen werden.
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28a und 28b sind
jeweils Querschnittansichten von 27a und 27b entlang den Ebenen A-A. In 28a ist zu sehen, in welcher Art und Weise der
Zapfen oder Stift 202 des Klauenelements 203 zwischen
den Schlitzen 201 der Scheibenelemente 200 geklemmt
oder gegriffen wird. In 28b sind
die Schlitze 201 miteinander ausgerichtet, so daß sie den
Zapfen oder Stift 202 des Klauenelements 203 nicht
klemmen oder greifen.
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29a bis 29c sind
Querschnittansichten einer alternativen Ausrichtungsstruktur, die
in den Synchronisierelementen verwendet werden kann. 29a zeigt die Verwendung von Kanälen oder
Bohrungen 220, die sich verjüngende Seitenwände 221 haben,
und eines Rollen- oder Kugellagers 222, das zwischen und
teilweise in den Kanälen oder
Bohrungen 220 von einander gegenüberliegenden Scheibenelementen 200 angeordnet
ist.
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29b zeigt die Verwendung von Schlitzen oder Löchern 223,
die parallele Seitenwände 224 haben,
und eines Rollen- oder Kugellagers 225, das zwischen und
teilweise in den Schlitzen oder Löchern 223 von einander
gegenüberliegenden
Scheiben elementen 200 angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen
können
Abschrägungen
oder Abfasungen an der Oberfläche
der Schlitze oder Löcher 223 bereitgestellt
sein.
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29c zeigt entgegengesetzt verlaufende Rampenstrukturen
oder Nockenflächen 230,
die an einander gegenüberliegenden
Flächen
zweier Scheibenelemente 200 bereitgestellt sind. Wenn die
Scheibenelemente 230 gegeneinander gedrückt oder gezwungen werden,
kommen die Rampenstrukturen oder Nockenflächen 230 in Kontakt
und gleiten aneinander entlang und bewegen dadurch die Scheibenelemente 200 in
Ausrichtung.
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30 ist
eine Ansicht eines zerlegt dargestellten Synchronisiermechanismus
gemäß weiteren möglichen
Entwicklungen eines mit einem Synchronisiermechanismus ausgestatteten
Parallelgreifers. Der Synchronisiermechanismus von 30 weist zwei
Halbscheibenelemente 300 auf, die ausgebildet sind, um
zueinander zu gleiten. In Hinblick darauf haben die Halbscheibenelemente 300 ausgesparte Zungenabschnitte 301.
Die Halbscheibenelemente 300 können durch Ausrichten ihrer
ausgesparten Zungenabschnitte 301 miteinander verbunden
werden, wie in 30 gezeigt ist. Die Halbscheibenelemente 300 weisen
zentrale Langlöcher 302 auf,
die ausgebildet sind, um einen Drehzapfen oder Stift aufzunehmen,
wie nachstehend diskutiert ist. Ausrichtungsstrukturen, beispielsweise
Löcher 303 (optional abgeschrägt oder
abgefast), sind in den einander gegenüberliegenden Flächen der
Zungenabschnitte 301 der Halbscheibenelemente 300 bereitgestellt und
sind so ausgerichtet, um die Halbscheibenelemente wie nachstehend
diskutiert anzuordnen. Die Ausrichtungsstrukturen oder Löcher 303 arbeiten
mit Lagern 304 zusammen, so daß, wenn die Halbscheibenelemente 300 durch
die Kraft des Federelements 305 gegeneinander gedrückt oder
gezwungen werden, sich die radialen Oberflächen 306 der Halbscheibenelemente 300 gegen
die Zapfen oder Stifte 307 der Klauenelemente (nicht gezeigt)
schließen. Außerdem schließen sich
die zentralen Langlöcher 302 der
Halbscheibenelemente 300 um einen in der Aussparung 122 bereitgestellten
Drehzapfen oder -stift (siehe 13).
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Die
Synchronisierelemente der vorliegenden Erfindung können aus
irgendeinem haltbaren Material, Metalle und Kunststoffe in begriffen,
hergestellt sein und können
in Verbindung mit verschiedenen Parallelgreifer- und Spannvorrichtungen
verwendet werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezielle Einrichtungen,
Materialien und Ausführungsformen
beschrieben worden ist, können
Fachleute aus der vorstehenden Beschreibung die wesentlichen Merkmale
der vorliegenden Erfindung ohne weiteres ersehen und es können verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden, um die verschiedenen Verwendungen
und Merkmale anzupassen; ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung
abzuweichen, so wie er in den nachfolgenden Ansprüchen beschrieben
ist.