EP2419338B1 - Vorrichtung zur innenaufnahme von hohlkörpern - Google Patents
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- EP2419338B1 EP2419338B1 EP10718852.6A EP10718852A EP2419338B1 EP 2419338 B1 EP2419338 B1 EP 2419338B1 EP 10718852 A EP10718852 A EP 10718852A EP 2419338 B1 EP2419338 B1 EP 2419338B1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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- B65B21/18—Introducing or removing groups of bottles, for filling or emptying containers in one operation using grippers engaging bottles, e.g. bottle necks
- B65B21/186—Inflatable grippers
Definitions
- the invention relates to a device for non-positive internal absorption of hollow bodies with a cylinder space and a piston limited by a pressure chamber comprising cylinder-piston unit and extending in the axial direction of the device, an elastically deformable, in two at least in the axial direction relative to each other movable receiving elements supported elastically deformable ring bellows-carrying rod, wherein the cylinder and the piston by means of pressurization of the pressure chamber relative to each other, the receiving elements with deformation of the annular bellows are moving towards each other, displaced and wherein the pressure chamber by means of a cylinder and the piston relative to each other restoring spring is compressible, wherein the rod penetrates the cylinder in the axial direction and wherein the receiving elements are floatingly mounted.
- the present invention is therefore based on the problem to develop a device that allows a recording of workpieces with positional errors and a safe release of the ring bellows even with aging of the ring bellows.
- the device comprises a pressurizing the relative movement between the cylinder and the piston on the receiving element transmitting force storage element.
- the compression of the pressure chamber releases the re-deformation of the annular bellows and relaxes the force storage element.
- the force storage element is compressible by means of the relaxing and the receiving element shifting annular bellows on the installation dimension.
- the Figures 1 - 3 show a device (10) for non-positive internal absorption of hollow bodies, such as bottles.
- the device (10) is used for example in the neck opening of the bottle.
- a ring bellows (110) is pushed together in the axial direction (11) and thereby expanded in the radial direction (13).
- the annular bellows (110) frictionally engages the inner wall of the bottle neck and thus enables handling, processing, transporting, etc. of the bottle.
- the device (10), eg a so-called finger or expansion gripper, in the illustrated embodiment comprises a cylinder-piston unit (20), a rod (81) penetrating it in the axial direction (11) and the annular bellows surrounding the rod (81) (110).
- the cylinder-piston unit (20) is in the illustration of Figures 1 - 3 surrounded by a on the rod (81) attached protective hood (82).
- a pneumatic connection (22) is arranged, for example, on the end face of the cylinder-piston unit (20) oriented toward the annular bellows (110).
- the total length of the in the Figures 1 - 3 illustrated handling tool (10) is for example 88 millimeters. For example, it has a diameter of 37 millimeters in the area of the protective hood (82).
- the outer diameter of the in the FIGS. 1 and 2 shown undeformed Ringbalgs (110) is 32 millimeters.
- the annular bellows (110) for example, an outer diameter of 38 millimeters.
- the central rod (81) is made for example of AlZn5.5MgCu with the material number 3.4365 (EN-AW 7075).
- This High-strength material is a hardenable wrought alloy and has good machining properties.
- the surface of the rod (81) is hard-coated and ground.
- the rod (81) has a central, continuous longitudinal bore (84) with a e.g. constant diameter of five millimeters. It carries in the illustrated embodiment the piston (61), e.g. has a diameter of 25 millimeters.
- the piston (61) is integrated in the rod (81). Its distance from the front rod end (85) pointing in the insertion direction (12) is, for example, 58 millimeters.
- the piston (61) has a circumferential annular groove (62) in which e.g. a sealing ring (63) sits. In the areas adjacent to the piston (61), the rod (81) has a diameter of ten millimeters.
- the rod end (85) has a peripheral receiving groove (86), the receiving collar (87) is partially flattened.
- a rod end (85) is for example in the in FIG. 10 illustrated rod available.
- an annular groove (89) for receiving a securing ring (91) is arranged.
- the cylinder (31) in this embodiment has a length of 40 millimeters and a diameter of 32 millimeters. It has in the axial direction (11) two mutually offset portions (32, 33), which are connected by means of a bottom (34).
- the first region (32) of larger diameter for example, has a length of 20 millimeters and an inner diameter of 25 millimeters.
- the subsequent, normal to the axial direction (11) oriented bottom (34) has an inner diameter of, for example, 10.1 millimeters.
- its inner wall (35) has an annular groove (36) in which a sealing ring (37), eg an O-ring sits.
- the region (33) of smaller diameter following in the direction of insertion (12) has an outer diameter of 17 millimeters.
- the housing Between the bottom (34) and in the insertion direction (12) front housing end (38), the housing has an example cylindrical receiving recess (39) with a depth of, for example, 20 millimeters.
- the cylinder (31) is made for example of AlMgSi1 with the material number 3.2315.
- this is a compression spring (131). It has a relaxed length of 25 millimeters and an outer diameter of 15 millimeters. The wire thickness is e.g. a millimeter.
- the compression spring (131) is supported on the bottom (41) of the receiving recess (39) and on a second transmission element (132) seated on the rod (81).
- this second transmission element (132) is a e.g. tubular rod sleeve (132). It has, for example, a length of 13.5 millimeters. Its diameter corresponds to the diameter of the smaller diameter portion (33) of the cylinder (31).
- the device (10) can also be designed without the rod sleeve (132).
- the rod (81) carries two, for example, identical sleeve-like receiving elements (141, 146) which receive the annular bellows (110).
- the first, the cylinder (31) facing bellows sleeve (141) is supported via a shim (135) on the rod sleeve (132).
- the second bellows sleeve (146) abuts a lock washer (92).
- This lock washer (92) see.
- FIG. 6 has two, for example, segment-shaped engagement shoulder (97), with which it engages in the receiving groove (86) and the receiving collar (87) of the rod (81) engages behind.
- the lock washer (92) is fixed to the rod (81).
- the in the FIG. 4 illustrated disc-shaped bellows sleeve (141) has, for example, an outer diameter of 28 millimeters, a length of 4.5 millimeters and an inner diameter of 11.5 millimeters.
- the annular groove (143) has a semi-oval cross section.
- the radii centers have a distance of 0.3 millimeters.
- the radii are 0.8 millimeters.
- the receiving shoulder (144) has a diameter of 22 millimeters. Its length corresponds e.g. 45% of the length of the bellows sleeve (141).
- annular bellows (110) has a length of 16 millimeters and a wall thickness of 3.8 millimeters in the undeformed initial state.
- the annular bellows (110) is of toroidal design and has, for example, a radius of 13.6 millimeters in the planes in which the central axis (15) lies.
- the material of the elastically deformable annular bellows (110) is for example a polymer material, for example polyurethane, nitrile-butadiene rubber, etc. This material may also be suitable for food.
- the two ends of the annular bellows (110) are each formed as annular beads (111). These annular beads (111) have a semicircular cross-section and in each case pass tangentially into the concavely curved inner wall (112) of the annular bellows (110). above.
- the cross sections of the annular beads (111) are smaller than the cross sections of the annular grooves (143).
- the rod (81) has a front-side internal thread (93) into which a threaded pin (94) is screwed.
- This threaded pin (94) has a continuous longitudinal bore (95), which opens into a hexagon socket (96).
- the minimum diameter of this longitudinal bore (95) is e.g. 1.5 millimeters.
- the rod (81) can have a radial bore which connects the longitudinal bore (84) of the rod (81) with the annular space (113) delimited by the rod (81) and the annular bellows (110).
- a return spring (120) is further arranged, which is supported on the piston rear side (64) and on a in a housing groove (42) seated circlip (43) via a support disc (53).
- the rod (81), the housing (31) and the guard (82) can be mutually secured against rotation.
- this can serve a nose or a flattening of the mutually guided or held parts.
- the sealing ring (37) is inserted into the housing (31) and the piston sealing ring (63) mounted on the piston (61). If necessary, the threaded pin (94) can already be screwed into the rod (81). Next, for example, the return spring (120) on the pressure chamber (21) facing away from the piston rear side (64) is placed, the support disc (53) placed and secured by the in the housing groove (42) inserted circlip (43).
- the compression spring (131) can be pushed onto the rod (81), so that it sits in the receiving recess (39) and protrudes in the insertion direction (12) from this. Furthermore, the rod sleeve (132) is placed. For example, after installation, the rod sleeve (132) rests against the compression spring (131) only. To the housing end (38) has the rod sleeve (132) game.
- the two bellows sleeves (141, 146) and the intermediate ring bellows (110) are pushed onto the rod (81).
- the lock washer (92) is placed on the rod (81) and e.g. secured by twisting.
- the engagement heels (97) engage behind the receiving collar (87) in a form-fitting manner. They are additionally loaded by the pressure spring (131) and the ring bellows (110) in the direction of insertion (12).
- the protective cover (82) is slid onto the rod end (88) projecting out of the housing (31) as far as a contact flank (98), and e.g. secured by a securing ring (91).
- the bellows sleeves (141, 146) After assembly, the bellows sleeves (141, 146) have radial clearance to the rod (81). In the exemplary embodiment, the radial clearance is 1.8 millimeters, so that the bellows sleeves (141, 146) can be offset laterally by 0.9 millimeters from the position shown concentrically to the central axis (15). At the maximum radial displacement of the bellows sleeves (141, 146) and the annular bellows (110) - in the embodiment of the FIG. 8 designated by the reference numeral (14) - touching the bellows sleeves (141, 146) the rod (81). The imaginary central axis of the ring bellows (110) is parallel to the central axis (15) of the handling tool (10). This maximum radial offset (14) is, for example, greater than 1.5 millimeters.
- the bellows sleeves (141, 146) can also be displaced, for example, in different radial directions (13). For example, in the FIG. 2 Bottom bellows sleeve (141) on the left touch the rod (81) while the bellows sleeve (146) shown above contacts the rod (81) on the right.
- the imaginary central axis of, for example, undeformed annular bellows (110) then encloses, for example, an angle of ten degrees with the central axis (15) of the device (10).
- the annular bellows (110) with the bellows sleeves (141, 146) is rotatable in the circumferential direction, wherein in the insertion direction (12) the compression spring (131) acts on the bellows sleeves (141, 146) by means of the rod sleeve (132).
- the thus prepared handling tool (10) is e.g. by means of its rod (81) and / or by means of, for example, formed as an insert guard (82) attached to a tool holder.
- a controlled by a 2/2-way valve pneumatic line connected to the pneumatic port (22) of the cylinder-piston unit (20).
- a second pneumatic line can be connected to the longitudinal bore (84). Both pneumatic lines can also be parallel, e.g. be controlled by the same valve.
- the device (10) - it is in the in the FIGS. 1 and 2 shown starting position - is now used for example in the direction of insertion (12) in a bottle.
- the central axis (15) of the handling tool (10) coincide with the imaginary center axis of the receiving opening.
- the central axis (15) can also be offset from the imaginary central axis of the receiving opening in the radial direction (13) or include an angle with the imaginary central axis of the receiving opening.
- the rod sleeve (132), the bellows sleeves (141, 146) and the annular bellows (110) initially remain in their original position due to their inertia.
- the compression spring (131) is compressed. Once the housing end (38) abuts the rod sleeve (132), this is displaced in the direction of insertion (12).
- the pressure spring (131) which relaxes because of the decreasing acceleration now causes an additional axial force on the rod sleeve (132) and on the bellows sleeve (141) directed towards the cylinder (31).
- the rod sleeve (132) shifts the bellows sleeve (141) in the direction of the rod end (85) in the insertion direction (12).
- the annular bellows (110) in the axial direction (11) is compressed and expanded in the radial direction (13).
- the annular bellows (110) bulges outward, cf. FIG. 3 ,
- the radially expanded annular bellows (110) abuts against the inner wall of the bottle neck.
- the annular bellows (110) initially lies with a peripheral line of its surface (114) to the inner wall of the bottle neck.
- the annular bellows (110) is further compressed in the axial direction (11).
- the annular bellows (110) is now pressed against the inner wall, where it continues to deform.
- the contact surface of the annular bellows (110) to the inner wall grows.
- the annular bellows (110) and the inner wall form a frictional connection.
- the receiving opening of the bottle is eccentric to the handling tool (10) or if the center line (15) of the handling tool (10) makes an angle with the center line of the receiving opening, e.g. Zero degrees and ten degrees, first touches a point of the surface (114) the inner wall of the bottle neck.
- the annular bellows (110) and thus one (141, 146) or both bellows sleeves (141, 146) are displaced in the radial direction (13) relative to the rod (81).
- the bottle will remain e.g. stand in its holder and is not verzwnature.
- annular bellows (110) As soon as the annular bellows (110) is displaced or inclined so far in the lateral direction with respect to the central axis (15) that its surface (114) touches the inner wall in a peripheral line, a further displacement of the cylinder (31) causes a pressing of the annular bellows (110 ) to the inner wall.
- the annular bellows (110) is elastically deformed and the contact surface of the annular bellows (110) to the inner wall is increased.
- the annular bellows (110) and the inner wall are now connected non-positively.
- the compression spring (131) ensures that even with an angle inaccuracy or with an aged ring bellows (110), the contact pressure on the bottle is ensured.
- the handling tool (10) can clamp the workpiece, e.g. take out the bottle, for example, from a magazine. Even if the handling tool (10) is not inserted concentrically with the receiving opening of the workpiece, there is no risk of forcing or damaging the workpiece.
- the abutment of the annular bellows (110) to the bottle may also be assisted by air blown radially from the longitudinal bore (84) through a bore in the annulus (113).
- air may be blown into the bottle through the longitudinal bore (84).
- This can for example be a preform of a plastic bottle off or inflated.
- the device (10) can be removed from the bottle.
- the pressure chamber (21) connected upstream pneumatic directional control valve and the pressure chamber (21) connected to the environment (1).
- the pressure in the pressure chamber (21) is equal to the ambient pressure.
- the return spring (120) pushes the return spring (120) the cylinder (31) of the in the FIG. 3 shown front position in the in the FIG. 2 shown rear position.
- the compression spring (131) is relaxed and the elastic recovery of the annular bellows (110) released.
- the annular bellows (110) contracts in the radial direction (13) and lengthens in the axial direction (11). Due to the floating mounting of the receiving elements (141, 146) a torsion of the annular bellows (110) is prevented.
- the in the Figures 1 - 3 illustrated device (10) can also be designed without protective hood (82). It is also conceivable, instead of the rod (81) to fasten the cylinder (31) on the tool holder. In this case, the rod (81) moving relative to the fixed cylinder (31) opposite to the insertion direction (12) causes the axial contraction and radial expansion of the annular bellows (110). With the relief of the pressure chamber (21) pushes the return spring (120) the piston (61) and the rod (81) in the insertion direction (12).
- FIG. 7 a device (10) is shown, which can be used for hollow body with a small receiving cross-section.
- the bellows sleeves (141, 146) have a sales diameter of 13 millimeters.
- the annular bellows (110) has an outer diameter of 21 millimeters in the illustrated starting position. With this device (10) can at radial expanded ring bellows (110), cf.
- FIG. 8 For example, parts with a pick-up diameter of 25 millimeters can be recorded.
- This device (10) is designed for example without protective hood (82). It can be fastened either by means of its rod (81) or by means of the cylinder (31) in a tool holder.
- the rod (81) has a radial bore (105) which connects the longitudinal bore (84) with the bellows interior (113).
- the remaining components of the device (10) are e.g. identical to the components of the first embodiment.
- the assembly and the functions are analogous to the first embodiment.
- FIG. 9 shows a device (10) in which the piston (61) relative to the rod (81) and the cylinder (31) is movable.
- the main dimensions of the device (10), for example, are identical to the dimensions of the in the FIGS. 7 and 8 illustrated device (10). Also, the annular bellows (110), the bellows sleeves (141, 146), the compression spring (131), the rod sleeve (132) and the lock washer (92) correspond in their construction and their dimensions to the components of the above-described example.
- the tubular cylinder (31), cf. FIG. 12 has a length of 31 millimeters and carries on its jacket (44) has two annular grooves (45) in which O-rings (46) sit. In the jacket (44) and the pneumatic connection (22) is arranged.
- the bottom (34) has an outlet opening (23).
- the multi-stepped inner wall has a cylinder shoulder (47) and a shoulder (49) and two annular grooves (54, 55).
- the Indian FIG. 11 shown piston (61) has a rod-like, in the insertion direction (12) projecting tubular thrust sleeve (65).
- This thrust sleeve (65) projecting out of the cylinder (31) has a receiving recess (66) which corresponds to the receiving recess (39) described in the first exemplary embodiment.
- the compression spring (131) In this dividendeinsenkung (66) sits the compression spring (131).
- the piston (61) carries in a circumferential groove (62) a piston sealing ring (63) and in an inner groove (67) a sealing ring (68).
- a clearance (69) reduces the sliding surface (72) of the piston (61) facing the rod (81).
- the rod (81), cf. FIG. 10 is largely cylindrical. It has, for example, an outer diameter of 10 millimeters and an inner diameter of 5 millimeters.
- Their front end (85) in the insertion direction (12) is formed as described in connection with the first embodiment. In its rear area, it has two annular grooves (101, 102), in each of which a retaining ring (103, 104) is seated.
- the return spring (120) is supported on the cylinder bottom (34) and on the piston front side (71).
- This return spring (71) has, for example, a length of 10 millimeters, an outer diameter of 20 millimeters and a wire thickness of one millimeter.
- the stroke of the piston (61) in the cylinder (31) is limited by the cylinder shoulder (47) and a locking ring (48).
- the pressure chamber (21) is bounded by the piston (61), the cylinder (31), the rod (81) and a cover (150). The latter rests in the cylinder (31) on the shoulder (49) and is secured in the axial direction by means of a securing ring (51).
- the return spring (120) is inserted into the cylinder (31) and the piston (61) from the open cylinder rear side (52) inserted forth.
- the locking ring (48) for example, the rod (81) is inserted, on which already the first locking ring (103) is mounted.
- the retaining rings (51) and (104) can be mounted.
- the pressure chamber (21) After assembly, the pressure chamber (21) has a residual volume of 2.5 cubic centimeters.
- the piston stroke is in this embodiment, 3.5 millimeters, so that the pressure chamber with extended piston (61) to 1.6 times the residual volume increased.
- the volume ratio can also be greater, for example, the volume can increase to five times.
- the assembled device is mounted with the rod (81) or the cylinder (31) in a tool holder and the pneumatic connections connected.
- the piston (61) displaces the compression spring (131) and the rod sleeve (132) in the insertion direction (12).
- the annular bellows (110) is elastically compressed in the axial direction (11) and elastically expanded in the radial direction (13). The recording of a hollow body takes place, as described in connection with the first embodiment.
- the return spring (120) moves the piston (61) counter to the insertion direction (12).
- the pressure chamber (21) is reduced in size.
- the return deformation of the annular bellows (110) is released.
- the annular bellows (110) pushes the bellows receiver (141) against the shim (135) and the rod sleeve (132) and moves them until the rod sleeve (132) has compressed the compression spring (131) to the installation dimension.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kraftschlüssigen Innenaufnahme von Hohlkörpern mit einer einen mittels eines Zylinders und eines Kolbens begrenzten Druckraum umfassenden Zylinder-Kolben-Einheit und mit einer sich in axialer Richtung der Vorrichtung erstreckenden, einen elastisch verformbaren, in zwei zumindest in axialer Richtung relativ zueinander bewegbaren Aufnahmeelementen abgestützen elastisch verformbaren Ringbalg tragenden Stange, wobei der Zylinder und der Kolben mittels einer Druckbeaufschlagung des Druckraums relativ zueinander, die Aufnahmeelemente unter Verformung des Ringbalgs aufeinander zu bewegend, verschiebbar sind und wobei der Druckraum mittels einer den Zylinder und den Kolben relativ zueinander führenden Rückstellfeder komprimierbar ist, wobei die Stange den Zylinder in axialer Richtung durchdringt und wobei die Aufnahmeelemente schwimmend gelagert sind.
- Aus der
DE 10 2007 013 492 A1 und derDE 10 2007 017 662 A1 sind Elemente der Erfindung bekannt. Ein Lagefehler des aufzunehmenden Werkstücks kann zum Verklemmen der Vorrichtung führen. Bei einer Druckabschaltung soll der Ringbalg den Kolben, ggf. unterstützt durch eine Rückstellfeder, in die Ausgangsstellung zurückdrücken. - Um die hierbei erforderliche Energie zu verringern, schlägt die
US 4,173,368 vor, den Kolben mittels einer Rückstellfeder in die Ausgangslage zurückzuschieben. Hierbei wird der Ringbalg mitgezogen. - Auch aus der
WO 2008/000108 A1 sind Vorrichtungen bekannt, bei denen mittels Rückstellfedern das Dichtelement und die Kolben in eine Ruhelage zurückgeschoben werden. Im inaktiven Zustand der Vorrichtung können axiale und radiale Spalte zwischen den Stützringen und der Stange bzw. dem Verbindungsstück sein. Die Federräume sollen mit dem Druckraum kommunizieren oder vollständig gegenüber ihrer Umgebung abgedichtet sein. Bei wiederholter Betätigung der Vorrichtung kann sich der Hub ändern. - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die eine Aufnahme von Werkstücken mit Lagefehlern sowie ein sicheres Lösen des Ringbalgs auch bei Alterung des Ringbalgs ermöglicht.
- Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu umfasst die Vorrichtung ein bei Druckbeaufschlagung die Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben auf das Aufnahmeelement übetragendes Kraftspeicherelement. Außerdem gibt die Kompression des Druckraums die Rückverformung des Ringbalgs frei und entspannt das Kraftspeicherelement. Das Kraftspeicherelement ist mittels des sich entspannenden und das Aufnahmeelement verschiebenden Ringbalgs auf das Einbaumaß komprimierbar.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
- Figur 1:
- Dimetrische Ansicht einer Vorrichtung zur Innenaufnahme;
- Figur 2:
- Längsschnitt der Vorrichtung aus
Figur 1 ; - Figur 3:
-
Figur 2 mit expandiertem Ringbalg; - Figur 4:
- Aufnahmeelement;
- Figur 5:
- Ringbalg;
- Figur 6:
- Sicherungsscheibe;
- Figur 7:
- Vorrichtung für kleine Innendurchmesser;
- Figur 8:
-
Figur 7 mit expandiertem Balg; - Figur 9:
- Vorrichtung mit treibendem Kolben;
- Figur 10:
- Stange von
Figur 9 ; - Figur 11:
- Kolben von
Figur 10 ; - Figur 12:
- Zylinder von
Figur 10 . - Die
Figuren 1 - 3 zeigen eine Vorrichtung (10) zur kraftschlüssigen Innenaufnahme von Hohlkörpern, z.B. von Flaschen. Zur Aufnahme des Körpers wird die Vorrichtung (10) beispielsweise in die Halsöffnung der Flasche eingesetzt. Ein Ringbalg (110) wird in axialer Richtung (11) zusammengeschoben und hierbei in radialer Richtung (13) expandiert. Der Ringbalg (110) legt sich kraftschlüssig an die Innenwandung des Flaschenhalses an und ermöglicht so eine Handhabung, eine Bearbeitung, ein Transportieren etc. der Flasche. - Die Vorrichtung (10), z.B. ein sogenannter Finger- oder Expansionsgreifer, umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Zylinder-Kolben-Einheit (20), eine diese in axialer Richtung (11) durchdringende Stange (81) und den die Stange (81) umgebenden Ringbalg (110). Die Zylinder-Kolben-Einheit (20) ist in der Darstellung der
Figuren 1 - 3 von einer an der Stange (81) befestigten Schutzhaube (82) umgeben. Weiterhin ist z.B. an der zum Ringbalg (110) orientierten Stirnseite der Zylinder-Kolben-Einheit (20) ein Pneumatikanschluss (22) angeordnet. - Die Gesamtlänge des in den
Figuren 1 - 3 dargestellten Handhabungswerkzeugs (10) beträgt z.B. 88 Millimeter. Es hat beispielsweise im Bereich der Schutzhaube (82) einen Durchmesser von 37 Millimetern. Der Außendurchmesser des in denFiguren 1 und2 dargestellten unverformten Ringbalgs (110) beträgt 32 Millimeter. In dem in derFigur 3 dargestellten verformten Zustand hat der Ringbalg (110) z.B. einen Außendurchmesser von 38 Millimetern. - Die zentrale Stange (81) ist beispielsweise aus AlZn5.5MgCu mit der Werkstoffnummer 3.4365 (EN-AW 7075) hergestellt. Dieser hochfeste Werkstoff ist eine aushärtbare Knetlegierung und hat gute Zerspanungseigenschaften. Die Oberfläche der Stange (81) ist hartcoatiert und geschliffen.
- Die Stange (81) hat eine zentrale, durchgehende Längsbohrung (84) mit einem z.B. konstanten Durchmesser von fünf Millimetern. Sie trägt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel den Kolben (61), der z.B. einen Durchmesser von 25 Millimetern hat. Beispielsweise ist der Kolben (61) in die Stange (81) integriert. Sein Abstand von dem in die Einsetzrichtung (12) zeigenden vorderen Stangenende (85) beträgt beispielsweise 58 Millimeter. Der Kolben (61) hat eine umlaufende Ringnut (62), in der z.B. ein Dichtungsring (63) sitzt. In den an den Kolben (61) angrenzenden Bereichen hat die Stange (81) einen Durchmesser von zehn Millimetern.
- Das Stangenende (85) weist eine umlaufende Aufnahmenut (86) auf, deren Aufnahmebund (87) bereichsweise abgeflacht ist. Ein derartiges Stangenende (85) ist beispielsweise bei der in der
Figur 10 dargestellten Stange vorhanden. Am entgegengesetzten Stangenende (88) des in denFiguren 1 - 3 dargestellten Ausführungsbeispiels ist beispielsweise eine Ringnut (89) zur Aufnahme eines Sicherungsrings (91) angeordnet. - Der Zylinder (31) hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Länge von 40 Millimetern und einen Durchmesser von 32 Millimetern. Er hat in axialer Richtung (11) zwei gegeneinander abgesetzte Bereiche (32, 33), die mittels eines Bodens (34) verbunden sind. Der erste Bereich (32) größeren Durchmessers hat beispielsweise eine Länge von 20 Millimetern und einen Innendurchmesser von 25 Millimetern. Der anschließende, normal zur axialen Richtung (11) orientierte Boden (34) hat einen Innendurchmesser von z.B. 10,1 Millimetern. Beispielsweise hat seine Innenwandung (35) eine Ringnut (36), in der ein Dichtungsring (37), z.B. ein O-Ring sitzt. Der sich in der Einsetzrichtung (12) anschließende Bereich (33) kleineren Durchmessers hat einen Außendurchmesser von 17 Millimetern. Zwischen dem Boden (34) und dem in der Einsetzrichtung (12) vorne liegenden Gehäuseende (38) hat das Gehäuse eine z.B. zylinderförmige Aufnahmeeinsenkung (39) mit einer Tiefe von z.B. 20 Millimetern. Der Zylinder (31) ist beispielsweise aus AlMgSi1 mit der Werkstoffnummer 3.2315 hergestellt.
- In der Aufnahmeeinsenkung (39) sitzt ein Übertragungselement (131), z.B. ein Kraftspeicherelement (131). Im Ausführungsbeispiel ist dies eine Druckfeder (131). Sie hat im entspannten Zustand eine Länge von 25 Millimetern und einen Außendurchmesser von 15 Millimetern. Die Drahtstärke beträgt z.B. einen Millimeter. Die Druckfeder (131) stützt sich am Boden (41) der Aufnahmeeinsenkung (39) und an einem auf der Stange (81) sitzenden zweiten Übertragungselement (132) ab. Im Ausführungsbeispiel ist dieses zweite Übertragungselement (132) eine z.B. rohrförmige Stangenhülse (132). Sie hat beispielsweise eine Länge von 13,5 Millimetern. Ihr Durchmesser entspricht dem Durchmesser des Bereichs (33) kleineren Durchmessers des Zylinders (31). Die Vorrichtung (10) kann auch ohne die Stangenhülse (132) ausgeführt sein.
- Die Stange (81) trägt zwei z.B. identische hülsenartige Aufnahmeelemente (141, 146), die den Ringbalg (110) aufnehmen. Die erste, dem Zylinder (31) zugewandte Balghülse (141) stützt sich über eine Passscheibe (135) an der Stangenhülse (132) ab. Die zweite Balghülse (146) liegt an einer Sicherungsscheibe (92) an. Diese Sicherungsscheibe (92), vgl.
Figur 6 , hat zwei z.B. segmentförmige Eingriffsabsätze (97), mit denen sie in die Aufnahmenut (86) eingreift und den Aufnahmebund (87) der Stange (81) hintergreift. Die Sicherungsscheibe (92) ist so an der Stange (81) befestigt. - Die in der
Figur 4 dargestellte scheibenförmige Balghülse (141) hat beispielsweise einen Außendurchmesser von 28 Millimetern, eine Länge von 4,5 Millimetern und einen Innendurchmesser von 11,5 Millimetern. An ihrer dem Ringbalg (110) zugewandten Stirnseite (142) hat sie eine Ringnut (143), an die sich in axialer Richtung ein Aufnahmeabsatz (144) und in radialer Richtung ein Anlageflansch (145) anschließt. - Die Ringnut (143) hat einen halbovalen Querschnitt. Im Ausführungsbeispiel haben die Radienmittelpunkte einen Abstand von 0,3 Millimeter. Die Radien betragen 0,8 Millimeter. Der Aufnahmeabsatz (144) hat einen Durchmesser von 22 Millimetern. Seine Länge entspricht z.B. 45 % der Länge der Balghülse (141).
- Der in den
Figuren 2 und5 dargestellte Ringbalg (110) hat im unverformten Ausgangszustand eine Länge von 16 Millimetern und eine Wandstärke von 3,8 Millimetern. Der Ringbalg (110) ist torusförmig ausgebildet und hat in den Ebenen, in denen die Mittelachse (15) liegt, beispielsweise einen Radius von 13,6 Millimetern. Der Werkstoff des elastisch verformbaren Ringbalgs (110) ist beispielsweise ein Polymerwerkstoff, z.B. Polyurethan, Nitril-Butadien-Kautschuk, etc. Dieser Werkstoff kann auch lebensmittelgeeignet sein. - Die beiden Enden des Ringbalgs (110) sind jeweils als Ringwulste (111) ausgebildet. Diese Ringwulste (111) haben einen halbkreisförmigen Querschnitt und gehen jeweils tangential in die konkav gewölbte Innenwandung (112) des Ringbalgs (110) über. Die Querschnitte der Ringwulste (111) sind kleiner als die Querschnitte der Ringnuten (143).
- Die Stange (81) hat ein stirnseitiges Innengewinde (93), in das ein Gewindestift (94) eingeschraubt ist. Dieser Gewindestift (94) hat eine durchgehende Längsbohrung (95), die in einen Innensechskant (96) mündet. Der minimale Durchmesser dieser Längsbohrung (95) beträgt z.B. 1,5 Millimeter. Im Bereich das Ringbalgs (110) kann die Stange (81) eine Radialbohrung aufweisen, die die Längsbohrung (84) der Stange (81) mit dem von der Stange (81) und dem Ringbalg (110) begrenzten Ringraum (113) verbindet.
- Im Zylinder (31) ist weiterhin eine Rückstellfeder (120) angeordnet, die sich an der Kolbenrückseite (64) und an einem in einer Gehäusenut (42) sitzenden Sicherungsring (43) über eine Stützscheibe (53) abstützt.
- Die Stange (81), das Gehäuse (31) und die Schutzhaube (82) können gegenseitig gegen Verdrehen gesichert sein. Beispielsweise kann hierzu eine Nase oder eine Abflachung der gegenseitig geführten oder gehaltenen Teile dienen.
- Zur Montage der Vorrichtung (10) wird beispielsweise zunächst der Dichtungsring (37) in das Gehäuse (31) eingesetzt und der Kolbendichtring (63) auf den Kolben (61) montiert. Gegebenenfalls kann bereits der Gewindestift (94) in die Stange (81) eingeschraubt sein. Als nächstes wird z.B. die Rückstellfeder (120) auf die dem Druckraum (21) abgewandte Kolbenrückseite (64) aufgesetzt, die Stützscheibe (53) aufgelegt und mittels des in der Gehäusenut (42) eingesetzten Sicherungsrings (43) gesichert.
- Auf die Stange (81) kann nun die Druckfeder (131) aufgeschoben werden, so dass sie in die Aufnahmeeinsenkung (39) sitzt und in der Einsetzrichtung (12) aus dieser herausragt. Weiterhin wird die Stangenhülse (132) aufgesetzt. Beispielsweise liegt nach der Montage die Stangenhülse (132) nur an der Druckfeder (131) an. Zum Gehäuseende (38) hat die Stangenhülse (132) Spiel.
- Nach dem Aufsetzen der Passscheibe (135) werden die beiden Balghülsen (141, 146) und der dazwischen liegende Ringbalg (110) auf die Stange (81) aufgeschoben. Hierauf wird die Sicherungsscheibe (92) auf die Stange (81) aufgesetzt und z.B. durch Verdrehen gesichert. Hierbei hintergreifen die Eingriffsabsätze (97) den Aufnahmebund (87) formschlüssig. Sie werden hierbei zusätzlich durch die Druckfeder (131) und den Ringbalg (110) in der Einsetzrichtung (12) belastet.
- Zum Abschluss der Montage wird beispielsweise die Schutzhaube (82) auf das aus dem Gehäuse (31) herausstehende Stangenende (88) bis an eine Anlageflanke (98) aufgeschoben und z.B. mittels eines Sicherungsrings (91) gesichert.
- Nach der Montage haben die Balghülsen (141, 146) radiales Spiel zur Stange (81). Im Ausführungsbeispiel beträgt das radiale Spiel 1,8 Millimeter, so dass die Balghülsen (141, 146) aus der dargestellten Lage konzentrisch zur Mittelachse (15) um 0,9 Millimeter seitlich versetzbar sind. Beim maximalen radialen Versatz der Balghülsen (141, 146) und des Ringbalgs (110) - in dem Ausführungsbeispiel der
Figur 8 mit dem Bezugszeichen (14) bezeichnet - berühren die Balghülsen (141, 146) die Stange (81). Die gedachte Mittelachse des Ring-balgs (110) liegt parallel zur Mittelachse (15) des Handhabungswerkzeugs (10). Dieser maximale radiale Versatz (14) ist z.B. größer als 1,5 Millimeter. - Die Balghülsen (141; 146) sind z.B. auch in unterschiedliche radiale Richtungen (13) versetzbar. So kann z.B. die in der
Figur 2 unten dargestellte Balghülse (141) auf der linken Seite die Stange (81) berühren, während die oben dargestellte Balghülse (146) die Stange (81) auf der rechten Seite berührt. Die gedachte Mittelachse des z.B. unverformten Ringbalgs (110) schließt dann mit der Mittelachse (15) der Vorrichtung (10) beispielsweise einen Winkel von zehn Grad ein. - Der Ringbalg (110) zentriert sich in den Balghülsen (141, 146). Aufgrund der langen Aufnahmeabsätze (144) wird ein Verkanten der Balghülsen (141, 146) wirksam verhindert. Der Ringbalg (110) mit den Balghülsen (141, 146) ist in Umfangsrichtung drehbar, wobei in der Einsetzrichtung (12) die Druckfeder (131) mittels der Stangenhülse (132) auf die Balghülsen (141, 146) wirkt.
- Das so vorbereitete Handhabungswerkzeug (10) wird z.B. mittels seiner Stange (81) und/oder mittels der beispielsweise als Einsetzelement ausgebildeten Schutzhaube (82) an einem Werkzeughalter befestigt.
- Zum Betrieb der Vorrichtung (10) wird z.B. eine mittels eines 2/2-Wegeventils gesteuerte Pneumatikleitung an den Pneumatikanschluss (22) der Zylinder-Kolben-Einheit (20) angeschlossen. Gegebenenfalls kann eine zweite Pneumatikleitung an die Längsbohrung (84) angeschlossen werden. Beide Pneumatikleitungen können auch parallel, z.B. mittels des gleichen Ventils angesteuert sein.
- Die Vorrichtung (10) - sie ist in der in den
Figuren 1 und2 dargestellten Ausgangsstellung - wird nun beispielsweise in der Einsetzrichtung (12) in eine Flasche eingesetzt. Nach dem Einsetzen kann die Mittelachse (15) des Handhabungswerkzeugs (10) mit der gedachten Mittelachse der Aufnahmeöffnung zusammenfallen. Die Mittelachse (15) kann aber auch gegenüber der gedachten Mittelachse der Aufnahmeöffnung in radialer Richtung (13) versetzt sein oder mit der gedachten Mittelachse der Aufnahmeöffnung einen Winkel einschließen. - Bei einer Druckbeaufschlagung des vom Zylinder (31) und vom Kolben (61) begrenzten Druckraums (21) bewegen die beiden Teile (31, 61) sich relativ zueinander. Im Ausführungsbeispiel wird der Zylinder (31) in der Einsetzrichtung (12) relativ zur feststehenden Stange (81) verschoben.
- Beim Beginn der.Verschiebung des Zylinders (31) bleiben die Stangenhülse (132), die Balghülsen (141, 146) und der Ringbalg (110) aufgrund ihrer Massenträgheit zunächst in ihrer ursprünglichen Lage. Die Druckfeder (131) wird komprimiert. Sobald das Gehäuseende (38) an die Stangenhülse (132) anstößt, wird diese in der Einsetzrichtung (12) verschoben. Die sich wegen der abnehmenden Beschleunigung entspannende Druckfeder (131) bewirkt nun eine zusätzliche axiale Kraft auf die Stangenhülse (132) und auf die zum Zylinder (31) gerichteten Balghülse (141).
- Die Stangenhülse (132) verschiebt die Balghülse (141) in der Richtung des in der Einsetzrichtung (12) vorderen Stangenendes (85). Hierbei wird der Ringbalg (110) in axialer Richtung (11) komprimiert und in radialer Richtung (13) expandiert. Der Ringbalg (110) wölbt sich nach außen, vgl.
Figur 3 . - Der radial expandierte Ringbalg (110) legt sich an die Innen-wandung des Flaschenhalses an. Bei einer koaxial zur Innenwandung des Flaschenhalses eingesetzten Vorrichtung legt sich der Ringbalg (110) zunächst mit einer Umfangslinie seiner Oberfläche (114) an die Innenwandung des Flaschenhalses an. Beim weiteren Verschieben des Zylinders (31) wird der Ringbalg (110) in axialer Richtung (11) weiter komprimiert. Der Ringbalg (110) wird nun gegen die Innenwandung gepresst, wobei er sich weiter verformt. Die Berührfläche des Ringbalgs (110) zur Innenwandung wächst. Der Ringbalg (110) und die Innenwandung bilden eine kraftschlüssige Verbindung.
- Sitzt die Aufnahmeöffnung der Flasche exzentrisch zum Handhabungswerkzeug (10) oder schließt die Mittelachse (15) des Handhabungswerkzeugs (10) mit der Mittellinie der Aufnahmeöffnung einen Winkel zwischen z.B. Null Grad und zehn Grad ein, berührt zunächst ein Punkt der Oberfläche (114) die Innenwandung des Flaschenhalses. Beim weiteren Verschieben des Zylinders (31) wird der Ringbalg (110) und damit eine (141; 146) oder beide Balghülsen (141, 146) in radialer Richtung (13) relativ zur Stange (81) verschoben. Die Flasche bleibt hierbei z.B. in ihrer Halterung stehen und wird nicht verzwängt. Sobald der Ringbalg (110) gegenüber der Mittelachse (15) so weit in seitlicher Richtung verschoben oder geneigt ist, dass seine Oberfläche (114) die Innenwandung in einer Umfangslinie berührt, bewirkt ein weiteres Verschieben des Zylinders (31) ein Anpressen des Ringbalgs (110) an die Innenwandung. Der Ringbalg (110) wird elastisch verformt und die Berührfläche des Ringbalgs (110) zur Innenwandung wird vergrößert. Der Ringbalg (110) und die Innenwandung sind nun kraftschlüssig verbunden.
- Aufgrund der schwimmenden Lagerung kann somit eine Winkel- oder Lageungenauigkeit der Flasche ausgeglichen werden, ohne dass eine Gefahr der Beschädigung der Flasche besteht. Außerdem wird, da sich die Balghülsen (141, 146) an den Ringbalg (110) anpassen, eine Torsion des Ringbalgs (110) und damit eine Beschädigung des Ringbalgs (110) verhindert.
- Die Druckfeder (131) stellt sicher, dass selbst bei einer Winkelungenauigkeit oder bei einem gealterten Ringbalg (110) die Anpresskraft an die Flasche sichergestellt ist.
- Mittels dieser kraftschlüssigen Aufnahme kann das Handhabungswerkzeug (10) das Werkstück, z.B. die Flasche, beispielsweise aus einem Magazin herausnehmen. Selbst wenn das Handhabungswerkzeug (10) nicht konzentrisch zur Aufnahmeöffnung des Werkstücks eingesetzt ist, besteht keine Gefahr eines Verzwängens oder einer Beschädigung des Werkstücks.
- Es ist denkbar, eine Werkstückhalterung einzusetzen, die das Werkstück beim Herausnehmen in einem Teilhub des Entnahmehubs führt. Während das Handhabungswerkzeug (10) das Werkstück aus der Halterung entnimmt, kann sich der radiale Versatz oder Winkel zwischen der gedachten Mittellinie des Ringbalgs (110) und der Mittelachse (15) des Handhabungswerkzeugs (10) so anpassen, dass das Werkstück nicht verzwängt wird. Gleiches gilt beim Einsetzen eines Werkstücks in eine Halterung mittels des Handhabungswerkzeugs (10).
- Gegebenenfalls kann die Anlage des Ringbalgs (110) an die Flasche auch durch radial aus der Längsbohrung (84) durch eine Bohrung in den Ringraum (113) geblasene Luft unterstützt werden.
- Während die Vorrichtung (10) die Flasche greift, kann Luft durch die Längsbohrung (84) in die Flasche geblasen werden. Hiermit kann beispielsweise eine Vorform einer Kunststoffflasche aus- oder aufgeblasen werden.
- Nach dem Absetzen der Flasche kann die Vorrichtung (10) von der Flasche abgenommen werden. Hierzu wird beispielsweise das dem Druckraum (21) vorgeschaltete pneumatische Wegeventil umgeschaltet und der Druckraum (21) mit der Umgebung (1) verbunden. Der Druck im Druckraum (21) gleicht sich an den Umgebungsdruck an. Gleichzeitig schiebt die Rückstellfeder (120) den Zylinder (31) von der in der
Figur 3 dargestellten vorderen Position in die in derFigur 2 gezeigte hintere Position. Hierbei wird die Druckfeder (131) entspannt und die elastische Rückverformung des Ringbalgs (110) freigegeben. Der Ringbalg (110) zieht sich in radialer Richtung (13) zusammen und längt sich in axialer Richtung (11). Aufgrund der schwimmenden Lagerung der Aufnahmeelemente (141, 146) wird eine Torsion des Ringbalgs (110) verhindert. Sobald die Vorrichtung (10) wieder die in derFigur 2 dargestellte Ausgangslage erreicht hat, kann sie entgegen der Einsetzrichtung (12) aus der Flasche entnommen werden. - Die in den
Figuren 1 - 3 dargestellte Vorrichtung (10) kann auch ohne Schutzhaube (82) ausgeführt sein. Auch ist es denkbar, statt der Stange (81) den Zylinder (31) am Werkzeughalter zu befestigen. In diesem Fall bewirkt die - relativ zum feststehenden Zylinder (31) - entgegen der Einsetzrichtung (12) verfahrende Stange (81) die axiale Kontraktion und radiale Expansion des Ringbalgs (110). Mit der Entlastung des Druckraums (21) schiebt die Rückstellfeder (120) den Kolben (61) und die Stange (81) in die Einsetzrichtung (12). - In der
Figur 7 ist eine Vorrichtung (10) dargestellt, die für Hohlkörper mit einem kleinen Aufnahmequerschnitt eingesetzt werden kann. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel derFiguren 2 und 3 haben die Balghülsen (141, 146) einen Absatzdurchmesser von 13 Millimetern. Der Ringbalg (110) hat in der dargestellten Ausgangsposition einen Außendurchmesser von 21 Millimetern. Mit dieser Vorrichtung (10) können bei radial expandierten Ringbalg (110), vgl.Figur 8 , z.B. Teile mit einem Aufnahmedurchmesser von 25 Millimetern aufgenommen werden. - In der Darstellung der
Figur 8 sind die Balghülsen (141, 146) und der Ringbalg (110) gegenüber der Stange (81) mit einem maximalen radialen Versatz (14) dargestellt. Dieser normal zur axialen Richtung (11) orientierte maximale radiale Versatz (14) beträgt im Ausführungsbeispiel 1,8 Millimeter. - Diese Vorrichtung (10) ist beispielsweise ohne Schutzhaube (82) ausgeführt. Sie kann entweder mittels ihrer Stange (81) oder mittels des Zylinders (31) in einem Werkzeughalter befestigt werden.
- Die Stange (81) weist eine radiale Bohrung (105) auf, die die Längsbohrung (84) mit dem Balginnenraum (113) verbindet.
- Die übrigen Bauteile der Vorrichtung (10) sind z.B. identisch mit den Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiels. Die Montage und die Funktionen sind analog dem ersten Ausführungsbeispiel.
- Die
Figur 9 zeigt eine Vorrichtung (10), in der der Kolben (61) relativ zur Stange (81) und zum Zylinder (31) beweglich ist. - Die Hauptabmessungen der Vorrichtung (10) sind beispielsweise identisch mit den Abmessungen der in den
Figuren 7 und 8 dargestellten Vorrichtung (10). Auch der Ringbalg (110), die Balghülsen (141, 146), die Druckfeder (131), die Stangenhülse (132) und die Sicherungsscheibe (92) entsprechen in ihrem Aufbau und ihren Abmessungen den Bauteilen des vorbeschriebenen Beispiels. - Der rohrförmige Zylinder (31), vgl.
Figur 12 , hat eine Länge von 31 Millimetern und trägt an seinem Mantel (44) zwei Ringnuten (45), in denen O-Ringe (46) sitzen. Im Mantel (44) ist auch der Pneumatikanschluss (22) angeordnet. Der Boden (34) hat eine Auslassöffnung (23). Die mehrfach abgestufte Innenwandung hat einen Zylinderabsatz (47) und einen Absatz (49) sowie zwei Ringnuten (54, 55). - Der in der
Figur 11 dargestellte Kolben (61) hat eine stangenartige, in die Einsetzrichtung (12) ragende rohrförmige Schubhülse (65). Diese aus dem Zylinder (31) herausragende Schubhülse (65) hat eine Aufnahmeeinsenkung (66), die der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Aufnahmeeinsenkung (39) entspricht. In dieser Aufnahmeeinsenkung (66) sitzt die Druckfeder (131). Der Kolben (61) trägt in einer Umfangsnut (62) einen Kolbendichtring (63) und in einer Innennut (67) einen Dichtring (68). Ein Freiraum (69) verkleinert die der Stange (81) zugewandte Gleitfläche (72) des Kolbens (61). - Die Stange (81), vgl.
Figur 10 ist weitgehend zylindrisch ausgebildet. Sie hat z.B. einen Außendurchmesser von 10 Millimetern und eine Innendurchmesser von 5 Millimetern. Ihr in der Einsetzrichtung (12) vorne liegendes Ende (85) ist so ausgebildet, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. In ihrem hinteren Bereich hat sie zwei Ringnuten (101, 102), in denen jeweils ein Sicherungsring (103, 104) sitzt. - Die Rückstellfeder (120) stützt sich am Zylinderboden (34) und an der Kolbenvorderseite (71) ab. Diese Rückstellfeder (71) hat beispielsweise eine Länge von 10 Millimetern, einen Außendurchmesser von 20 Millimetern und eine Drahtstärke von einem Millimeter.
- Der Hub des Kolbens (61) im Zylinder (31) ist durch den Zylinderabsatz (47) und einen Sicherungsring (48) begrenzt.
- Der Druckraum (21) wird durch den Kolben (61), den Zylinder (31), die Stange (81) und einen Deckel (150) begrenzt. Letzterer liegt im Zylinder (31) am Absatz (49) an und ist in axialer Richtung mittels eines Sicherungsrings (51) gesichert.
- Auf der Stange (81) ist die axiale Lage des Deckels (150) mittels der Sicherungsringe (103, 104) gesichert. In Umfangsrichtung ist der Deckel drehbar. In einer der Stange (81) zugewandten Innennut (152) und in einer dem Zylinder (31) zugewandten Umfangsnut (153) sitzt jeweils ein Dichtungsring (154, 155).
- Zur Montage wird beispielsweise zunächst die Rückstellfeder (120) in den Zylinder (31) eingesetzt und der Kolben (61) von der offenen Zylinderrückseite (52) her eingeschoben. Nach dem Einsetzen des Sicherungsrings (48) wird beispielsweise die Stange (81) eingeschoben, auf der bereits der erste Sicherungsring (103) montiert ist.
- Nach dem Einsetzen des Deckels (150) können die Sicherungsringe (51) und (104) montiert werden.
- Die Montage der Druckfeder (131), der Sicherungshülse (132), der Passscheibe (135), der Balghülsen (141, 146), des Ringbalgs (110) und der Sicherungsscheibe (92) erfolgt, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
- Nach der Montage hat der Druckraum (21) ein Restvolumen von 2,5 Kubikzentimetern. Der Kolbenhub beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 3,5 Millimeter, so dass sich der Druckraum bei ausgefahrenen Kolben (61) auf das 1,6-fache des Restvolumens vergrößert. Das Volumenverhältnis kann auch größer sein, beispielsweise kann sich das Volumen auf das Fünffache erhöhen.
- Die montierte Vorrichtung wird mit der Stange (81) oder dem Zylinder (31) in einem Werkzeughalter befestigt und die Pneumatikanschlüsse angeschlossen.
- Bei der Druckbeaufschlagung des Druckraums (21) wird der Kolben (61) in der Einsetzrichtung (12) relativ zum Zylinder (31) verschoben. Die Rückstellfeder (120) wird komprimiert. Hierbei entweicht Luft aus dem Zylinder (31) durch die Auslassbohrung (23).
- Der Kolben (61) verschiebt die Druckfeder (131) und die Stangenhülse (132) in der Einsetzrichtung (12). Der Ringbalg (110) wird in axialer Richtung (11) elastisch komprimiert und in radialer Richtung (13) elastisch expandiert. Das Aufnehmen eines Hohlkörpers erfolgt, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
- Nach dem Abschalten der Druckluftversorgung verschiebt die Rückstellfeder (120) den Kolben (61) entgegen der Einsetzrichtung (12). Der Druckraum (21) wird verkleinert. Gleichzeitig wird die Rückverformung des Ringbalgs (110) freigegeben. Der Ringbalg (110) schiebt die Balgaufnahme (141) gegen die Passscheibe (135) und die Stangenhülse (132) und verschiebt diese, bis die Stangenhülse (132) die Druckfeder (131) auf das Einbaumaß komprimiert hat.
- Auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind denkbar.
-
- 1
- Umgebung
- 10
- Vorrichtung, Handhabungswerkzeug
- 11
- axiale Richtungen
- 12
- Einsetzrichtung
- 13
- radiale Richtungen
- 14
- maximaler radialer Versatz
- 15
- Mittelachse
- 20
- Zylinder-Kolben-Einheit
- 21
- Druckraum
- 22
- Pneumatikanschluss
- 23
- Auslassöffnung
- 31
- Zylinder, Gehäuse
- 32
- Bereich von (31)
- 33
- Bereich von (31)
- 34
- Boden
- 35
- Innenwandung
- 36
- Ringnut
- 37
- Dichtungsring, O-Ring
- 38
- Gehäuseende
- 39
- Aufnahmeeinsenkung
- 41
- Boden von (39)
- 42
- Gehäusenut
- 43
- Sicherungsring
- 44
- Mantel
- 45
- Ringnuten
- 46
- O-Ringe
- 47
- Zylinderabsatz
- 48
- Sicherungsring
- 49
- Absatz
- 51
- Sicherungsring
- 52
- Zylinderrückseite
- 53
- Stützscheibe
- 54
- Ringnut
- 55
- Ringnut
- 61
- Kolben
- 62
- Ringnut
- 63
- Dichtungsring, Kolbendichtring
- 64
- Kolbenrückseite
- 65
- Schubhülse
- 66
- Aufnahmeeinsenkung
- 67
- Inennnut
- 68
- Dichtring
- 69
- Freiraum
- 71
- Kolbenvorderseite
- 72
- Gleitfläche
- 81
- Stange
- 82
- Schutzhaube
- 84
- Längsbohrung
- 85
- Stangenende
- 86
- Aufnahmenut
- 87
- Aufnahmebund
- 88
- Stangenende
- 89
- Ringnut
- 91
- Sicherungsring
- 92
- Sicherungsscheibe
- 93
- Innengewinde
- 94
- Gewindestift
- 95
- Längsbohrung
- 96
- Innensechskant
- 97
- Eingriffsabsätze von (92)
- 98
- Anlageflanke
- 101
- Ringnut
- 102
- Ringnut
- 103
- Sicherungsring
- 104
- Sicherungsring
- 105
- radiale Bohrung
- 110
- Ringbalg
- 111
- Ringwulste
- 112
- Innenwandung
- 113
- Ringraum
- 114
- Oberfläche von (110)
- 120
- Rückstellfeder
- 131
- Übertragungselement, Kraftspeicherelement, Druckfeder
- 132
- Übertragungselement, Stangenhülse
- 135
- Passscheibe
- 141
- Aufnahmeelement, Balghülse
- 142
- Stirnseite
- 143
- Ringnut
- 144
- Aufnahmeabsatz
- 145
- Anlageflansch
- 146
- Aufnahmeelement, Balghülse
- 150
- Deckel
- 152
- Innennut
- 153
- Umfangsnut
- 154
- Dichtungsring
- 155
- Dichtungsring
Claims (6)
- Vorrichtung (10) zur kraftschlüssigen Innenaufnahme von Hohlkörpern mit einer einen mittels eines Zylinders (31) und eines Kolbens (61) begrenzten Druckraum (21) umfassenden Zylinder-Kolben-Einheit (20) und mit einer sich in axialer Richtung (11) der Vorrichtung (10) erstreckenden, einen elastisch verformbaren, in zwei zumindest in axialer Richtung (11) relativ zueinander bewegbaren Aufnahmeelementen (141, 146) abgestützen elastisch verformbaren Ringbalg (110) tragenden Stange (81), wobei der Zylinder (31) und der Kolben (61) mittels einer Druckbeaufschlagung des Druckraums (21) relativ zueinander, die Aufnahmeelemente (141, 146) unter Verformung des Ringbalgs (110) aufeinander zu bewegend, verschiebbar sind und wobei der Druckraum (21) mittels einer den Zylinder (31) und den Kolben (61) relativ zueinander führenden Rückstellfeder (120) komprimierbar ist, wobei die Stange (81) den Zylinder (31) in axialer Richtung (11) durchdringt und wobei die Aufnahmeelemente (141, 146) schwimmend gelagert sind, dadurch gekennzeichnet,- dass sie ein bei Druckbeaufschlagung die Relativbewegung zwischen dem Zylinder (31) und dem Kolben (61) auf das Aufnahmeelement (141) übertragendes Kraftspeicherelement (131) umfasst,- dass die Kompression des Druckraums (21) die Rückverformung des Ringbalgs (110) freigibt und das Kraftspeicherelement (131) entspannt und- dass das Kraftspeicherelement (131) mittels des sich entspannenden und das Aufnahmeelement (141) verschiebenden Ringbalgs (110) auf das Einbaumaß komprimierbar ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (81) eine durchgehende Längsbohrung (84) aufweist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des druckbeaufschlagten Druckraums (21) maximal das Fünffache des Volumens des komprimierten Druckraums (21) beträgt.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der normal zur axialen Richtung (11) orientierte maximale radiale Versatz (14) des Ringbalgs (110) größer ist als 1,5 Millimeter.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (61) in die Stange (81) integriert ist.
- Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (81) eine radiale Bohrung (105) umfasst, die den vom Ringbalg (110) und der Stange (81) begrenzten Ringraum (113) mit der Längsbohrung (84) verbindet.
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-
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