EP2903788A1 - Handhabungsvorrichtung mit mindestens einem ansteuerbar verformbaren elastischen element - Google Patents

Handhabungsvorrichtung mit mindestens einem ansteuerbar verformbaren elastischen element

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EP2903788A1
EP2903788A1 EP13771489.5A EP13771489A EP2903788A1 EP 2903788 A1 EP2903788 A1 EP 2903788A1 EP 13771489 A EP13771489 A EP 13771489A EP 2903788 A1 EP2903788 A1 EP 2903788A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
elastic element
longitudinal axis
handling device
deformation
central region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13771489.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Schanz
Roland Kob
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FIPA GmbH
Original Assignee
FIPA GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE201210218253 external-priority patent/DE102012218253A1/de
Application filed by FIPA GmbH filed Critical FIPA GmbH
Publication of EP2903788A1 publication Critical patent/EP2903788A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0047—Gripping heads and other end effectors for internally gripping hollow or recessed objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/12—Gripping heads and other end effectors having finger members with flexible finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C1/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles
    • B66C1/10—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith for transmitting lifting forces to articles or groups of articles by mechanical means
    • B66C1/42—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles
    • B66C1/44—Gripping members engaging only the external or internal surfaces of the articles and applying frictional forces
    • B66C1/54—Internally-expanding grippers for handling hollow articles

Definitions

  • the invention relates to a handling device with at least one controllably deformable elastic element.
  • Handling devices with a substantially cylindrical extension which are designed to be inserted into openings of hollow bodies such as bottles or the like and to make contact with the inner wall of the hollow body by controlled deformation of a preferably end side arranged on the handling device elastic element, are basically known in the art.
  • a handling device which has an actuatable by pressurization of a fluid chamber thrust piston, which can move an end arranged on the handling device deformable element from a Elastomer controllable, said elastic element under Forming a bulge then related to the cylindrical main extension direction of the handling device while changing the distance from a central axis, for example, with the inner wall of a hollow body such as a bottle, in which the handling device has been introduced according to the prior art, can be brought into connection.
  • Such conventional handling devices now have the disadvantage that they allow only an insufficient fine adjustment with respect to the position at which this bulge of the elastic element is formed.
  • the insertion depth of the handling device into the corresponding cavity is often limited; but at the same time for stability reasons, a certain minimum insertion depth of the handling device is often not undershot, so as not to impair handling safety.
  • the above-described conventional handling devices with at least one controllably deformable elastic element now only allow a controllable production of the bulge of the elastic element, without being able to influence their relative position with respect to the direction of expansion of the handling device. It is therefore the object of the present invention to develop a handling device of the above-mentioned type such that the handling properties and the positionability are improved.
  • the object is achieved by a handling device having at least one controllably deformable elastic element, wherein the device along a longitudinal axis has a Hauptausdehnungsraum and wherein the controllably deformable elastic element disposed in an effective range of the device and is designed to by appropriate driving either a basic position or assume at least one deformation position.
  • the position in the main expansion direction of a central region of the elastic element, which extends in the basic position substantially along the longitudinal axis and which protrudes in the at least one deformation position substantially transverse to the longitudinal axis, is controlled by the driving while changing the distance of this central region from the longitudinal axis Determined effective range.
  • the center region of the elastic element is to be understood as meaning a limited region which, in relation to the main expansion direction, that is to say also with respect to the longitudinal axis of the handling device, is in the region of Level extends, which is pierced substantially perpendicularly from the longitudinal axis and which extends in longitudinal section through the center of the elastic element.
  • Handling device equipped robotic arm even with different to be moved hollow bodies always with the same insertion depth in the home position be introduced into these differently shaped hollow body, wherein the subsequent activation of the elastic element to bring it from the basic position in its at least one deformation position, then depending on the position of the advantageous contact surface with the bulge is controlled.
  • the automation effort and thus the costs can be considerably reduced.
  • a transverse axis extending perpendicularly to the longitudinal axis through the center of the central region does not shift relative to a fastening point or fastening region of the handling device when the elastic element is transferred by actuation from its basic position into the at least one deformation position.
  • the bulge is thus prevented from "migrating" during the transition from the basic position into the at least one deformation position relative to a fastening region of the handling device along the longitudinal axis, which is particularly advantageous when the desired contact region of the bulge forming with the inner wall of the Moving hollow body is spatially limited and should not be left, for example, due to a material-related sensitivity of the moving hollow body.
  • the contact pressure of the formed bulge of the elastic element can be varied flexibly, without sacrificing the advantageous effect according to the invention of the controllably fixable position of the forming bulge in the effective range.
  • components or the like with different mass, which require different contact pressures, while taking into account, for example, by the wall thicknesses of the cavities predetermined maximum contact pressures or the like can be securely fixed or moved.
  • the elastic element abuts each end at least partially on each one movable along the longitudinal axis stop of the device and that the device is designed to move the stops within the effective range for driving the elastic element.
  • the device for displacing the stops has a train connection operatively connected to one stop and a pushing device operatively connected to the other stop.
  • the pulling device is hereby selectively movable by hydraulic or pneumatic Druckbeaufschlagu ng a first fluid chamber of the device; Accordingly, the thrust device is not selectively movable by hydraulic or pneumatic pressurization of a second fluid chamber of the device, in each case by means of variation of the corresponding pressure.
  • first and the second fluid chamber are in pressure-related connection.
  • the first and the second fluid chamber may also be formed by a single chamber, in which case, of course, the pulling movement by means of the pulling device and the pushing movement by means of the printing device are no longer independently controllable. Nevertheless, this simplified structure is an expense and cost savings.
  • a generally symmetrical elastic element is in this case when driving the elastic element, d. H. when transferring the elastic element from its basic position into the at least one deformation position, the position in the main expansion direction of the central region, ie the position of the bulge, remain essentially the same while changing the distance from the longitudinal axis, d. H. the center position of the bulge is essentially not changed even with progressively increasing pressure of the pressurized fluid chamber.
  • a substantially stepless change of the contact pressure of the bulge is made possible on the inner wall of the hollow body in which the handling device is introduced, without this contact area between the bulge and the inner wall moves significantly.
  • the at least one elastic element is arranged decentrally with respect to the longitudinal axis and preferably at the end side on the handling device. As a result, an advantageous space-saving design of the handling device is given.
  • the at least one elastic element is constructed substantially tubular or annular and at least partially is formed of an elastomer, preferably rubber, polyurethane or silicone.
  • the materials mentioned have a particularly high contact ability with a long service life and low wear.
  • the device is constructed substantially symmetrically about the longitudinal axis.
  • the ideal cylinder shape approximate construction is the Positionieru ng the handling device according to the invention regardless of a rotation about the longitudinal axis in relation to the position of the to be fixed or to be moved hollow body possible.
  • Fig. la a handling device with an end-side arranged elastic element in the basic position according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 1b the handling device according to the embodiment
  • FIG. 1 a and 1 b show a schematic sectional view of a handling device 100 according to the invention according to a first embodiment, wherein in FIG. la an end of the handling device 100 arranged elastic element 10 is shown in its basic position; accordingly, in FIG. This elastic element 10 is shown in a deformed position as a bulge.
  • the handling device 100 has, within a piston, a first fluid chamber 20 and a second fluid chamber 30, which can be pressurized hydraulically or pneumatically.
  • the handling device 100 is formed substantially symmetrically about a longitudinal axis 60 which extends in a main extension. tion direction R of the handling device 100 extends. In the basic position shown in Fig. La, the outer peripheral surface of the handling device 100 is thus approximated to a cylindrical shape.
  • the elastic member 10 has a substantially tubular structure with reinforced ends relative to the main extension direction R and a relatively thinner center portion connecting these ends, and is formed of a suitable elastomer such as rubber.
  • a first abutment region 11 at the outer end of the elastic element 10 bears against a first stop 23 of the handling device 100; Accordingly, a second contact area 12 bears against a second stop 33 of the handling device 100.
  • the stops 23, 33 are displaceable within a constant effective area 40 in the direction of a central area 15 of the elastic element 10, during which displacement the elastic element 10 moves from its position shown in FIG , la illustrated basic position in a in FIG. 1b is deformed and enlarges the distance A of this central region 15 from the longitudinal axis 60 to form a bulge which can be brought into abutment, for example, with an inner wall of a hollow body (not shown in FIGS. 1a and 1b).
  • the first stop 33 is in this case formed on an end plate 22, wherein the end plate 22 in turn is in operative connection with a pull rod 21 such that upon pressurization of the second fluid chamber 30 a first stop 23 in the direction of the central region 15 of the elastic element 10th force to be exercised.
  • the second stop 33 is correspondingly formed on a thrust piston 31, which likewise exerts a displacing force on the central region 15 of the elastic element 10 by pressurizing the first fluid chamber 20 from the opposite side. In this way, it is possible to position the bulging of the elastic element 10 within the effective area 40, which is to be formed by the activation of the fluid chambers 20, 30, almost as desired.
  • the distance A of the central region of the longitudinal axis 60 are varied or when the handling device 100 is inserted into a hollow body, the contact pressure of the formed bulge of the elastic member 10 to the inner wall of the hollow body to be changed.
  • the common transverse axis 16 of the central region 15, which is perpendicular to the longitudinal axis 60, is at the transition from the basic position to the deformation position (i.e., during the transition from the illustration in FIG in the presentation

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Handhabungsvorrichtung (100) mit mindestens einem ansteuerbar verformbaren elastischen Element (10) angegeben. Mit dem Ziel, die Handhabungsgenauigkeit und die Flexibilität zu erhöhen, sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, dass das ansteuerbar verformbare elastische Element (10) in einem Wirkbereich (40) der Vorrichtung angeordnet und dazu ausgelegt ist, durch entsprechendes Ansteuern wahlweise eine Grundstellung oder mindestens eine Verformungsstellung anzunehmen, wobei die Position in Hauptausdehnungsrichtung (R) eines Mittenbereiches (15) des elastischen Elementes (10), der sich in der Grundstellung im Wesentlichen entlang der Längsachse (60) erstreckt und der in der mindestens einen Verformungsstellung im Wesentlichen querab zur Längsachse (60) hervorsteht, unter Veränderung des Abstandes (A) von der Längsachse (60) in dem Wirkbereich (40) durch das Ansteuern festlegbar ist.

Description

„HAN DHABUNGSVORRICHTUNG MIT MINDESTENS EINEM ANSTEUERBAR VERFORM BAREN ELASTISCH EN ELEMENT"
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung mit mindestens einem ansteuerbar verformbaren elastischen Element.
Handhabungsvorrichtungen mit im Wesentlichen zylindrischer Ausdehnung, die dazu ausgelegt sind, in Öffnungen von Hohlkörpern wie beispielsweise Flaschen oder dergleichen eingefügt zu werden und durch angesteuertes Verformen eines vorzugsweise endseitig an der Handhabungsvorrichtung angeordneten elastischen Elementes einen Kontakt mit der Innenwand des Hohlkörpers herzustellen, sind dem Grunde nach aus der Technik bekannt.
So ist beispielsweise aus der DE-Offenlegungsschrift 10 2007 017 662 AI eine Handhabungsvorrichtung bekannt, die einen durch Druckbeaufschlagung einer Fluidkammer betätigbaren Schubkolben aufweist, welcher ein endseitig an der Handhabungsvorrichtung angeordnetes verformbares Element aus einem Elasto- mer ansteuerbar verschieben kann, wobei dieses elastische Element unter Bildung einer Ausbauchung dann bezogen auf die zylindrische Hauptausdehnungsrichtung der Handhabungsvorrichtung unter Veränderung des Abstandes von einer Mittenachse beispielsweise mit der Innenwand eines Hohlkörpers wie einer Flasche, in welche die Handhabungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik eingeführt wurde, in Verbindung bringbar ist. Derartige herkömmliche Handhabungsvorrichtungen weisen nun den Nachteil auf, dass sie bezogen auf die Position, an welcher diese Ausbauchung des elastischen Elementes ausgebildet wird, nur eine unzureichende Feinjustage ermöglichen. So ist dann, wenn empfindliche Gegenstände wie beispielsweise Halbleiterbauteile oder dergleichen bewegt werden sollen, die Einführtiefe der Handhabungsvorrichtung in den entsprechenden Hohlraum oftmals begrenzt; gleichzeitig soll aber aus Stabilitätsgründen oftmals auch eine gewisse Mindesteinführtiefe der Handhabungsvorrichtu ng nicht unterschritten werden, um eine Handhabungssicherheit nicht zu beeinträchtigen. Die oben beschriebenen herkömmlichen Handhabungs- Vorrichtungen mit mindestens einem ansteuerbar verformbaren elastischen Element ermöglichen nun lediglich ein ansteuerbares Herstellen der Ausbauchung des elastischen Elementes, ohne Einfluss auf deren relative Position bezogen auf die Ausdehnungsrichtung der Handhabungsvorrichtung nehmen zu können. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Handhabungsvorrichtung der obengenannten Art derart weiterzubilden, dass die Handhabungseigenschaften und die Positionierbarkeit verbessert werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Handhabungsvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Handhabungsvorrichtung mit mindestens einem ansteuerbar verformbaren elastischen Element, wobei die Vorrichtung entlang einer Längsachse eine Hauptausdehnungsrichtung aufweist und wobei das ansteuerbar verformbare elastische Element in einen Wirkbereich der Vorrichtung angeordnet und dazu ausgelegt ist, durch entsprechendes Ansteuern wahlweise eine Grundstellung oder mindestens eine Verformungsstellung anzunehmen. Die Position in Hauptausdehnungsrichtung eines Mittenbereiches des elastischen Elementes, der sich in der Grundstellung im Wesentlichen entlang der Längsachse erstreckt und der in der mindestens einen Verformungsstellung im Wesentlichen querab zur Längsachse hervorsteht, ist durch das Ansteuern unter Veränderung des Abstandes dieses Mittenbereiches von der Längsachse innerhalb des Wirkbereiches festlegbar. Unter dem Mittenbereich des elastischen Elementes ist hierbei ein begrenzter Bereich zu verstehen, welcher sich bezogen auf die Hauptausdehnungsrichtung, also auch bezogen auf die Längsachse der Handhabungsvorrichtung, im Bereich einer Ebene erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht von der Längsachse durchstoßen wird und die im Längsschnitt durch den Mittelpunkt des elastischen Elementes verläuft. Auch bei Veränderung des Abstandes dieses Mittenbereiches von der Längsachse bei Übergang von der Grundstellung in die Verformungsstellung, also bei Ausbildung einer oben beschriebenen Ausbauchung, ist die Position des Mittenbereiches durch eine (beispielsweise orthogonale) Projektion auf die Längsachse festlegbar, wobei dann verformungsbedingt beim Übergang von der Grundstell ung in die Ver- formungsstellung zwar eine geringfügige Veränderung der Ausdehnung dieses Mittenbereiches projiziert auf die Längsachse erfolgt, aber der Mittelpunkt dieses Mittenbereiches projiziert auf die Längsachse innerhalb des Wirkbereiches im Wesentlichen festlegbar ist. Durch die ansteuerbar festlegbare Positionierung des Mittenbereiches in der Verformungsstellung, also durch die ansteuerbar festlegbare Positionierung der Ausbauchung des elastischen Elementes, die mit der Innenwand des zu handhabenden Hohlkörpers in Kontakt kommen soll, ergibt sich der besondere Vorteil, dass auch zu bewegende Hohlkörper wie beispielsweise Gehäuse von elektronischen Halbleiterbauelementen oder dergleichen selbst dann stabil und sicher bewegt werden können, wenn insbesondere aus Stabilitätsgründen eine Mindesteinbring- tiefe der Handhabungsvorrichtung in die Öffnung des Höhlkörpers hinein erforderlich ist. Die Kontaktfläche zwischen der gebildeten Ausbauchung des elastischen Elementes in Verformungsstellung und der Innenwand des zu bewegenden Hohlkörpers kann dann innerhalb des Wirkbereiches im Wesentlichen frei gewählt werden.
Insbesondere in der Automatisierungstechnik ergibt sich der weitere Vorteil, dass unterschiedliche Hohlkörper mit auf die Höhe bezogen unterschiedlich angeordne- ten vorteilhaften Kontaktflächen bei gleichbleibender Einführtiefe der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung lediglich durch Variation der Ansteuerung des elastischen Elementes jeweils auch im optimalen Kontaktbereich von der Ausbauchung erfasst werden können. Mit anderen Worten, es kann beispielsweise ein mit der erfindungsgemäßen
Handhabungsvorrichtung ausgestatteter Roboterarm auch bei unterschiedlichen zu bewegenden Hohlkörpern immer mit der gleichen Einfü hrtiefe in Grundstellung in diese unterschiedlich ausgebildeten Hohlkörper eingeführt werden, wobei die anschließende Ansteuerung des elastischen Elementes, um es von der Grundstellung in seine mindestens eine Verformungsstellung zu bringen, dann in Abhängigkeit von der Lage der vorteilhaften Kontaktfläche mit der Ausbauchung angesteu- ert wird. Hierdurch können insbesondere der Automatisierungsaufwand und damit die Kosten beträchtlich reduziert werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung einen Hohlkörper nicht aktiv zu bewegen, sondern gegen versehentli- ches Bewegen zu sichern und an Ort und Stelle zu fixieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. So ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Position in Hauptausdehnungsrichtung des Mittenbereiches beim Ansteuern unter Veränderung des Abstandes von der Längsachse im Wesentlichen gleich bleibt.
Mit anderen Worten, es kann auch vorgesehen sein, dass sich die Position in Hauptausdehnungsrichtung des Mittenbereiches beim Ausbilden der Ausbauchung, d . h. beim Übergang von der Grundstellung in die mindestens eine Verformungsstellung nicht verändert. Eine senkrecht auf der Längsachse durch den Mittelpunkt des Mittenbereiches verlaufende Querachse verschiebt sich demnach relativ zu einem Befestigungspunkt bzw. Befestigungsbereich der Handhabungs- Vorrichtung nicht, wenn das elastische Element durch Ansteuerung von seiner Grundstellung in die mindestens eine Verformungsstellung überführt wird .
Die Ausbauchung wird also daran gehindert, beim Übergang von der Grundstellung in die mindestens eine Verformungsstellung bezogen auf einen Befesti- gungsbereich der Handhabungsvorrichtung entlang der Längsachse zu„wandern" was insbesondere vorteilhaft ist, wenn der gewünschte Kontaktbereich der sich ausbildenden Ausbauchung mit der Innenwand des zu bewegenden Hohlkörpers räumlich eng begrenzt ist und beispielsweise aufgrund einer materialbedingten Empfindlichkeit des zu bewegenden Hohlkörpers nicht verlassen werden sollte. Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die mindestens eine Verformungsstellung eine Vielzahl von vorzugsweise stufenlos ineinander übergehenden und durch entsprechendes Ansteuern festlegbaren Verformungsgraden aufweist. Hierdurch ist der Anpressdruck der ausgebildeten Ausbauchung des elastischen Elementes flexibel variierbar, ohne auf die erfindungsgemäß vorteilhafte Wirkung der ansteuerbar festlegbaren Position der sich ausbildenden Ausbauchung in dem Wirkbereich zu verzichten. Somit können Bauteile oder dergleichen mit unterschiedlicher Masse, welche unterschiedliche Anpressdrücke erfordern, unter gleichzeitiger Berücksichtigung beispielsweise durch die Wandstärken der Hohlräume vorgegebenen maximalen Anpressdrücke oder dergleichen sicher fixiert bzw. bewegt werden.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das elastische Element jeweils endseitig zumindest teilweise an jeweils einem entlang der Längsachse bewegbaren Anschlag der Vorrichtung anliegt und dass die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, zum Ansteuern des elastischen Elementes die Anschläge innerhalb des Wirkbereiches zu verschieben. Durch einen derartigen Aufbau der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung ist ein besonderes einfaches und wirksames Manipulieren des elastischen Elementes zum ansteuerbaren Verformen gegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Verschieben der Anschläge eine mit dem einen Anschlag in Wirkverbindung stehende Zugverbindung und eine mit dem anderen Anschlag in Wirkverbindung stehende Schubeinrichtung aufweist. Die Zugeinrichtung ist hierbei durch hydraulische oder pneumatische Druckbeaufschlagu ng einer ersten Fluidkammer der Vorrichtung wahlweise bewegbar; entsprechend ist die Schubeinrichtung durch hydraulische oder pneumatische Druckbeaufschlagung einer zweiten Fluidkammer der Vorrichtung nicht wahlweise bewegbar, und zwar jeweils mittels Variation des entsprechenden Druckes.
Es ist hierbei zu beachten, dass es möglich ist, die beiden Fluidkammern unab- hängig voneinander ansteuerbar auszubilden, d . h. mit unabhängig voneinander wählbaren Drücken zu beaufschlagen, um die Positionen der Anschläge innerhalb des Wirkbereiches und damit auch die Position der Ausbauchung innerhalb des Wirkbereiches im Wesentlichen bei gleichzeitiger gesteuerter Variation des Anpressdruckes frei wählen zu können.
Selbstverständlich ist eine Variation des entsprechenden Druckes nicht nur in eine Richtung, d. h. beispielsweise in Richtung Druckerhöhung möglich, sondern es ist auch vorgesehen, das in die erste bzw. in die zweite Kammer eingebrachte Fluid ansteuerbar wieder entfernen zu können, um somit eine Rückbeweg ung zu ermöglichen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste und die zweite Fluidkammer in druckbezogener Verbindung stehen. Vorteilhafterweise können die erste und die zweite Fluidkammer auch durch eine einzige Kammer gebildet sein, wobei in diesem Fall selbstverständlich die Zugbewegung mittels der Zugeinrichtung und die Schubbewegung mittels der Druckeinrichtung nicht länger unabhängig voneinander ansteuerbar sind . Gleichwohl ist durch diesen vereinfachten Aufbau eine Aufwands- und Kostenersparnis gegeben.
Bei einem in der Regel symmetrisch ausgebildeten elastischen Element wird in diesem Fall bei Ansteuern des elastischen Elementes, d . h. beim Überführen des elastischen Elementes von seiner Grundstellung in die mindestens eine Verformungsstellung, die Position in Hauptausdehnungsrichtung des Mittenbereiches, also die Position der Ausbauchung, unter Veränderung des Abstandes von der Längsachse im Wesentlichen gleich bleiben, d . h. die Mittenlage der Ausbauchung wird auch bei progressiv zunehmenden Druck der druckbeaufschlagten Fluidkam- mer im Wesentlichen nicht verändert. Somit ist ein im Wesentlichen stufenloses Verändern des Anpressdruckes der Ausbauchung an die Innenwand des Hohlkörpers, in welchem die Handhabungsvorrichtung eingeführt wird, ermöglicht, ohne dass sich dieser Kontaktbereich zwischen der Ausbauchung und der Innenwand nennenswert verschiebt.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass das mindestens eine elastische Element bezogen auf die Längsachse dezentral und vorzugsweise endseitig an der Handhabungsvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist ein vorteilhafter platzsparender Aufbau der Handhabungsvorrichtung gegeben.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das mindestens eine elastische Element im Wesentlichen schlauch- bzw. ringförmig aufgebaut ist und zumindest teilweise aus einem Elastomer, vorzugsweise aus Gummi, Polyurethan oder Silikon gebildet ist.
Die genannten Materialien weisen eine besonders hohe Kontaktfähigkeit bei gleichzeitig langer Lebensdauer und geringem Abnutzungsgrad auf.
Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die Vorrichtung um die Längsachse im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut ist. Durch einen derartigen, der idealen Zylinderform angenäherten Aufbau ist die Positionieru ng der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung unabhängig von einer Rotation um die Längsachse in Bezug auf die Lage des zu fixierenden oder zu bewegenden Hohlkörpers möglich.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen :
Fig . la : eine Handhabungsvorrichtung mit einem endseitig angeordneten elastischen Element in Grundstellung gemäß einem Ausführungs- beispiel der Erfindung; und
Fig . lb : die Handhabungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel aus
Fig . la, mit dem elastischen Element in einer Verformungsstellung .
Fig . la und lb zeigen in schematischer Schnittansicht eine erfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei in Fig . la ein endseitig an der Handhabungsvorrichtung 100 angeordnetes elastisches Element 10 in seiner Grundstell ung gezeigt ist; entsprechend ist in Fig . lb dieses elastische Element 10 in einer Verformungsstellung unter Bildung als Ausbauchung dargestellt.
Die Handhabungsvorrichtung 100 gemäß dem dargestellten Ausfü hrungsbeispiel weist innerhalb eines Kolbens eine erste Fluidkammer 20 und eine zweite Flu id- kammer 30 auf, welche jeweils hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagbar sind . Die Handhabungsvorrichtung 100 ist im Wesentlichen symmetrisch um eine Längsachse 60 ausgebildet, welche sich in einer Hauptausdeh- nungsrichtung R der Handhabungsvorrichtung 100 erstreckt. In der in Fig. la gezeigten Grundstellung ist die äußere Umfangsfläche der Handhabungsvorrichtung 100 demgemäß einer Zylinderform angenähert. Das elastische Element 10 weist eine im Wesentlichen schlauchförmige Struktur mit auf die Hauptausdehnungsrichtung R bezogen verstärkten Enden und einen diese Enden verbindenden relativ dünneren Mittenbereich auf und ist aus einem geeigneten Elastomer wie beispielsweise Gummi gebildet. Ein erster Anlagebereich 11 am äußeren Ende des elastischen Elementes 10 liegt an einem ersten Anschlag 23 der Handhabungsvorrichtung 100 an; entsprechend liegt ein zweiter Anlagebereich 12 an einem zweiten Anschlag 33 der Handhabungsvorrichtung 100 an.
Bezogen auf einen relativen Bezugspunkt der die Fluidkammer begrenzenden Wandung der Handhabungsvorrichtung 100 sind die Anschläge 23, 33 innerhalb eines gleichbleibenden Wirkbereiches 40 in Richtung auf einen Mittenbereich 15 des elastischen Elementes 10 verschiebbar ausgebildet, wobei während eines derartigen Verschiebvorganges das elastische Element 10 von seiner in Fig . la dargestellten Grundstellung in eine in Fig . lb dargestellte Verformungsstellung überführt wird und unter Vergrößerung des Abstandes A dieses Mittenbereiches 15 von der Längsachse 60 eine Ausbauchung ausbildet, welche beispielsweise mit einem (in den Figuren la und lb nicht dargestellten) Innenwand eines Hohlkörpers in Anlage gebracht werden kann. Der erste Anschlag 33 ist hierbei an einem endseitigen Teller 22 ausgebildet, wobei der endseitige Teller 22 seinerseits mit einer Zugstange 21 derart in Wirkverbindung steht, dass bei Druckbeaufschlagung der zweiten Fluidkammer 30 eine den ersten Anschlag 23 in Richtung auf den Mittenbereich 15 des elastischen Elementes 10 hinzubewegende Kraft ausgeübt wird. Der zweite Anschlag 33 ist entsprechend an einem Schubkolben 31 ausgebildet, welcher durch Druckbeaufschlagung der ersten Fluidkammer 20 von der gegenüberliegenden Seite ebenfalls auf den Mittenbereich 15 des elastischen Elementes 10 eine verschiebende Kraft ausübt. Auf diese Weise ist es möglich, die durch die Ansteuerung der Fluidkammern 20, 30 zu bildende Ausbauchung des elastischen Elementes 10 innerhalb des Wirkbereiches 40 nahezu beliebig zu positionieren. Gleichzeitig kann durch Variation der Drücke in der ersten Fluidkammer 20 und der zweiten Fluidkammer 30 der Abstand A des Mittenbereiches von der Längsachse 60 variiert werden bzw. dann, wenn die Handhabungsvorrichtung 100 in einen Hohlkörper eingeführt ist, der Anpressdruck der gebildeten Ausbauchung des elastischen Elementes 10 an die Innenwand des Hohlkörpers verändert werden.
In dem in den Figuren la und lb dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gemeinsame Querachse 16 des Mittenbereiches 15, die senkrecht auf der Längsachse 60 steht, beim Übergang von der Grundstellung in die Verformu ngsstellung (d . h. beim Übergang von der Darstellung aus Fig. la in die Darstellung aus
Fig lb) nicht verschoben. Die relative Position P des Mittenbereiches 15 innerhalb des Wirkbereiches 50 bleibt also in dem dargestellten Ausführungsbeispiel unverändert. Beim Einführen der Handhabungsvorrichtung 100 aus dem Ausführungsbeispiel in einen (nicht dargestellten) Hohlkörper oder dergleichen ist daher der Anpressdruck des elastischen Elementes 10 an eine (ebenfalls nicht dargestellte) Innenwand des Hohlkörpers variierbar, ohne dass sich die relative Position des Mittenbereiches 15, also die Querachse 16 des Mittenbereiches 15 in ihrer Position ver- ändert. Hierdurch ist ein gleichmäßiges und sicheres Handhaben des Hohlkörpers gewährleistet.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass alle obenbeschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnun- gen dargestellten Details als zur Erfindung gehörig beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
Bezugszeichenliste
10 elastisches Element
11 erster Anlagebereich
12 zweiter Anlagebereich
15 Mittenbereich
16 Querachse des Mittenbereiches
20 erste Fluidkammer
21 Zugstange
22 endseitiger Teller
23 erster Anschlag
30 zweite Fluidkammer
31 Schubkolben
33 zweiter Anschlag
35 Sicherungsring
40 Wirkbereich
60 Längsachse
100 Handhabungsvorrichtung
A Abstand des Mittenbereiches
P Position des Mittenbereiches
R Hauptausdehnungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Handhabungsvorrichtung (100) mit mindestens einem ansteuerbar verformbaren elastischen Element (10), wobei die Vorrichtung eine Hauptausdehnungsrichtung (R) entlang einer Längsachse (60) aufweist, wobei das ansteuerbar verformbare elastische Element (10) in einem Wirkbereich (40) der Vorrichtung angeordnet und dazu ausgelegt ist, durch entsprechendes Ansteuern wahlweise eine Grundstellung oder mindestens eine Verformungsstellung anzunehmen, und wobei die Position in Hauptausdehnungsrichtung (R) eines Mittenbereiches (15) des elastischen Elementes (10), der sich in der Grundstellung im Wesentlichen entlang der Längsachse (60) erstreckt und der in der mindestens einen Verformungsstellung im Wesentlichen querab zur Längsachse (60) hervorsteht, unter Veränderung des Abstandes (A) von der Längsachse (60) in dem Wirkbereich (40) durch das Ansteuern festlegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Position (P) in Hauptausdehnungsrichtung (R) des Mittenbereiches (15) beim Ansteuern unter Veränderung des Abstandes (A) von der Längsachse (60) im Wesentlichen gleich bleibt.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mindestens eine Verformungsstellung eine Vielzahl von vorzugsweise stufenlos inei- nander übergehenden und durch entsprechendes Ansteuern festlegbaren Verformungsgraden aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elastische Element (10) jeweils endseitig zumindest teilweise an jeweils einem entlang der Längsachse bewegbaren Anschlag (23, 33) der Vorrichtung anliegt, und wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, zum Ansteuern des elastischen Elements (10) die Anschlägen (23, 33) innerhalb des Wirkbereiches (40) zu verschieben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung zum Verschieben der Anschläge (23, 33) eine mit dem einen Anschlag (23) in Wirkverbindung stehende Zugeinrichtung (21, 22) und eine mit dem anderen Anschlag (33) in Wirkverbindung stehende Schubeinrichtung (31) aufweist, und wobei die Zugeinrichtung (21, 22) durch hydraulische oder pneumatische Druckbeaufschlagung einer ersten Fluidkammer (20) der Vorrichtung und die Schubeinrichtung (31) durch hydraulische oder pneumatische Druckbeaufschlagung einer zweiten Fluidkammer (30) der Vorrichtu ng mittels Variation des entsprechenden Druckes wahlweise bewegbar sind .
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste und die zweite Fluidkammer (20, 30) in druckbezogener Verbindung stehen und vorzugsweise durch eine einzige Kammer gebildet sind .
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das mindestens eine elastische Element (10) bezogen auf die Längsachse (60) dezentral und vorzugsweise endseitig angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine elastische Element (10) im Wesentlichen schlauch- bzw. ringförmig aufgebaut ist und zumindest teilweise aus einem Elastomer, vorzugsweise aus Gummi, Polyurethan oder Silikon gebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung um die Längsachse (60) im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut ist.
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