WO2010118734A1 - Vorrichtung zur innenaufnahme von hohlkörpern - Google Patents

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WO2010118734A1
WO2010118734A1 PCT/DE2010/000422 DE2010000422W WO2010118734A1 WO 2010118734 A1 WO2010118734 A1 WO 2010118734A1 DE 2010000422 W DE2010000422 W DE 2010000422W WO 2010118734 A1 WO2010118734 A1 WO 2010118734A1
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rod
cylinder
piston
bellows
pressure chamber
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PCT/DE2010/000422
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English (en)
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Günther Zimmer
Martin Zimmer
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Zimmer Guenther
Martin Zimmer
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B21/00—Packaging or unpacking of bottles
    • B65B21/02—Packaging or unpacking of bottles in or from preformed containers, e.g. crates
    • B65B21/14—Introducing or removing groups of bottles, for filling or emptying containers in one operation
    • 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 toward each other, displaced and wherein the
  • Pressure chamber by means of a cylinder and the piston relative to each other leading return spring is compressible.
  • the rod penetrates the cylinder in the axial direction.
  • the receiving elements are floating.
  • the compression of the pressure chamber releases the re-deformation of the annular bellows.
  • FIG. 1 Dimetric view of an apparatus for indoors
  • FIG. 2 a longitudinal section of the device from FIG. 1;
  • FIG. 3 FIG. 2 with expanded ring bellows;
  • FIG. 4 receiving element
  • FIG. 5 ring bellows
  • FIG. 7 device for small inner diameters
  • FIG. 8 FIG. 7 with expanded bellows
  • FIG. 9 device with driving piston
  • FIG. 10 rod of FIG. 9;
  • FIG. 11 piston of FIG. 10
  • FIG. 12 Cylinder of FIG. 10.
  • 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), e.g. a so-called finger or expansion gripper comprises in the illustrated embodiment, a cylinder-piston unit (20), this one in the axial direction (11) penetrating rod (81) and the rod (81) surrounding the annular bellows (110).
  • the cylinder-piston unit (20) is surrounded in the illustration of Figures 1-3 a mounted on the rod (81) protective hood (82). Furthermore, e.g. arranged on the annular bellows (110) oriented end face of the cylinder-piston unit (20) has a pneumatic connection (22).
  • the overall length of the handling tool (10) shown in FIGS. 1-3 is e.g. 88 millimeters. For example, it has a diameter of 37 millimeters in the area of the protective hood (82).
  • the outer diameter of the undeformed annular bellows (110) shown in FIGS. 1 and 2 is 32 millimeters.
  • the annular bladder (110) has e.g. 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).
  • The- 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 into 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 adjoining 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 present, for example, in the rod shown in FIG.
  • 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 has, for example, 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 (37), eg an O-ring is seated.
  • 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 AlMgSiI with the material number 3.2315.
  • a transmission element eg a force storage element (131).
  • 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 eg one millimeter.
  • the compression spring (131) is supported on the bottom (41) of the receiving recess (39) and at one on the ⁇ rod (81) seated second transmission member (132) from.
  • this second transmission element (132) is, for example, a 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 force storage element (131) and / or 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. 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 thus attached to the rod (81).
  • the disk-shaped sleeve (141) shown in FIG. 4 has, for example, an outer diameter of
  • 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).
  • the ring bellows (110) shown in FIGS. 2 and 5 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.
  • Ring bladder (110) is for example a polymeric material, e.g. Polyurethane, nitrile butadiene rubber, etc. This material may also be food grade.
  • 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 furthermore arranged in the cylinder (31), which is supported on the piston rear side (64) and on a retaining ring (43) seated in a housing groove (42) via a support disk (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).
  • the return spring (120) is placed on the piston rear side (64) facing away from the pressure chamber (21), the support disk (53) is placed on it and secured by means of the securing ring (43) inserted in the housing groove (42).
  • 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.
  • the rod sleeve (132) is put on. 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 hood (82) is pushed onto the rod end (88) projecting out of the housing (31) as far as an abutment edge (98), and is 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 play is 1.8 millimeters, so that the bellows sleeves (141, 146) can be displaced laterally by 0.9 millimeters from the position shown concentrically to the central axis (15).
  • the rod (81) At the maximum radial offset of the bellows sleeves (141, 146) and the annular bellows (110) - denoted in the embodiment of Figure 8 by the reference numeral (14) - touch the bellows sleeves (141, 146), the rod (81).
  • the imaginary central axis of the annular bellows (110) lies 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).
  • the bellows sleeve (141) shown in Figure 2 below may contact the rod (81) on the left side while the bellows sleeve (146) shown above contacts the rod (81) on the right side.
  • 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 pneumatic line controlled by means of a 2/2-way valve is connected to the pneumatic connection (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 starting position shown in Figures 1 and 2 - is now used for example in the insertion direction (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 due to 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 lie with a circumferential line of its surface. che (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 located eccentrically relative to the handling tool (10) or if the central axis (15) of the handling tool (10) makes an angle between the center line of the receiving opening, for example. Zero degrees and ten degrees, first touches a point of the surface (114) the inner wall of the bottle neck. Upon further displacement of the cylinder 31, 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 verzwnaturet.
  • 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 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 to 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 cylinder (31) from the front position shown in FIG. 3 into the rear position shown in FIG.
  • 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 device (10) has again reached the initial position shown in FIG. 2, it can be removed from the bottle counter to the insertion direction (12).
  • the device (10) shown in FIGS. 1-3 may also be designed without a 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).
  • a device (10) which can be used for hollow body with a small receiving cross-section.
  • the bellows sleeves (141, 146) have a shoulder 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. Figure 8, for example, parts are recorded with a receiving diameter of 25 millimeters.
  • 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.
  • Figure 9 shows a device (10) in which the piston (61) is movable relative to the rod (81) and the cylinder (31).
  • the main dimensions of the device (10) are, for example, identical to the dimensions of the device (10) shown in FIGS. 7 and 8.
  • 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. Figure 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 piston (61) shown in FIG. 11 has a rod-like, push-type sleeve (65) projecting in the direction of insertion (12).
  • 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 pressure spring (131) sits in this recess (66).
  • 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 e.g. 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 delimited by the piston (61), the cylinder (31), the rod (81) and a cover (150).
  • the axial position of the cover (150) is secured on the rod (81) by means of the retaining rings (103, 104).
  • the cover is rotatable in the circumferential direction.
  • a sealing ring In one of the rod (81) facing inner groove (152) and in a cylinder (31) facing circumferential groove (153) is seated in each case a sealing ring (154, 155).
  • 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 direction of insertion (12).
  • the annular bellows (110) is elastically compressed in the axial direction (11) and elastically expanded in the radial direction (13). The picking up of a hollow body takes place as described in connection with the first exemplary embodiment.
  • the return spring (120) displaces the piston (61) counter to the insertion direction (12).
  • the pressure chamber (21) is reduced in size.
  • 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.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine 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) abgestützten 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. Dazu durchdringt die Stange (81) den Zylinder (31) in axialer Richtung (11). Die Aufnahmeelemente (141, 146) sind schwimmend gelagert. Außerdem gibt die Kompression des Druckraums (21) die Rückverformung des Ringbalgs (110) frei. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung entwickelt, die eine Aufnahme von Werkstücken mit Lagefehlern sowie ein sicheres Lösen des Ringbalgs ermöglicht.

Description

Vorrichtung zur Innenaufnahme von Hohlkörpern
Beschreibung :
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.
Aus der DE 10 2007 013 492 Al und der DE 10 2007 017 662 Al 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. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die eine Aufnahme von Werkstücken mit Lagefehlern sowie ein sicheres Lösen des Ring¬ balgs ermöglicht.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu durchdringt die Stange den Zylinder in axialer Richtung. Die Aufnahmeelemente sind schwimmend gelagert. Außerdem gibt die Kompression des Druckraums die Rückverformung des Ringbalgs frei .
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 Handha- bungswerkzeugs (10) beträgt z.B. 88 Millimeter. Es hat beispielsweise im Bereich der Schutzhaube (82) einen Durchmesser von 37 Millimetern. Der Außendurchmesser des in den Figuren 1 und 2 dargestellten unverformten Ringbalgs (110) beträgt 32 Millimeter. In dem in der Figur 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. Die- ser 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) in- tegriert. 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) ei- nen 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 den Figuren 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 bei- spielsweise 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 Dich- tungsring (37), z.B. einen 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 AlMgSiI 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 Übertragungsele- ment (132) eine z.B. rohrförmrge 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 das Kraftspeicherelement (131) und/oder 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 Aufnahme- bund (87) der Stange (81) hintergreift. Die Sicherungs- scheibe (92) ist so an der Stange (81) befestigt.
Die in der Figur 4 dargestellte scheibenförmige BaIg- hülse (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 Aufnahmeab- satz (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 und 5 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) an- geordnet, 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 Kolbenrück- seite (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 Stangenhϋlse (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 Stan- genende (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 ra- diale 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 Ringbalgs (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 Umfangsrich- tung 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 -Wegeventil gesteuerte Pneumatikleitung an den Pneumatikan- schluss (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 ange- steuert sein.
Die Vorrichtung (10) - sie ist in der in den Figuren 1 und 2 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 Innenwandung des Flaschenhalses an. Bei einer koaxial zur Innenwandung des Flaschenhalses eingesetzten Vorrichtung legt sich der Ringbalg (110) zunächst mit einer Umfangslinie seiner Oberflä- che (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 Handha- bungswerkzeug (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 Zylin- ders (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 Win- kelungenauigkeit 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 Werk- Stücks 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 Entmehmehubs 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) vorgeschalte 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 der Figur 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 der Figur 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 der Figu- ren 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 Stangen- hülse (132) und die Sicherungsscheibe (92) entsprechen in ihrem Aufbau und ihren Abmessungen den Bauteilen des vorbeschriebenen Beispiels. Der röhrförmige 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 stangen- artige, in die Einsetzrichtung (12) ragende röhrförmige 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 Druckfe- der (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 Zylin- der (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) mit- tels der Sicherungsringe (103, 104) gesichert. In Umfangsrich- tung 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 Stan- genhülse (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 Aus- führungsbeispiel beschrieben.
Nach dem Abschalten der Druckluftversorgung verschiebt die Rückstellfeder (120) den Kolben (61) entgegen der Einsetzrich- tung (12) . Der Druckraum (21) wird verkleinert. Gleichzeitig wir 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 . Bezugszeichenliste :
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 Innencrewinde 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 Umfangsnut
Dichtungsring
Dichtungsring

Claims

5 Patentansprüche :
1. Vorrichtung (10) zur kraftschlüssigen Innenaufnahme von Hohlkörpern mit einer einen mittels eines Zylinders (31) und eines Kolbens (61) begrenzten Druckraum (21) umfassenden Zy-
10 linder-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) abge- stützen elastisch verformbaren Ringbalg (110) tragenden
15 Stange (81), wobei der Zylinder (31) und der Kolben (61) mittels einer Druckbeaufschlagung des Druckraums (21) relativ zueinander, die Aufnähmeelemente (141, 146) unter Verformung des Ringbalgs (110) aufeinander zu bewegend, verschiebbar sind und wobei der Druckraum (21) mittels einer den Zylinder (31) und
20 den Kolben (61) relativ zueinander führenden Rückstellfeder (120) komprimierbar ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Stange (81) den Zylinder (31) in axialer Richtung (11) durchdringt, dass die Aufnahmeelemente (141, 146) schwimmend gelagert
25 sind und
- dass die Kompression des Druckraums (21) die Rückverformung des Ringbalgs (110) freigibt.
30 2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (81) eine durchgehende Längsbohrung (84) auf- -• weist.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein die Relativbewegung zwischen dem Zylinder (31) und dem Kolben (61) auf ein Aufnähmeelement (141) übetragendes Kraftspeicherelement (131) umfasst.
4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des druckbeaufschlagten Druckraums (21) maximal das Fünffache des Volumens des komprimierten Druck- raums (21) beträgt.
5. 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.
6. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (61) in die Stange (81) integriert ist.
7. 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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