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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum mechanischen
Greifen beliebig geformter Gegenstände in lageunbestimmter
Position, mit einer Halteplatte und einer Vielzahl von in der Halteplatte
verschiebbar geführten Haltestiften, wobei die Haltestifte
vorzugsweise unidirektional in der Halteplatte angeordnet sind und
zum Greifen des Gegenstands dienen.
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Gattungsbildende
Vorrichtungen sind unter der Bezeichnung „Stiftgreifer"
aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft sei dazu auf die
DE 43 39 102 A1 verwiesen.
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Bei
dem aus der
DE 43 39
102 A1 bekannten Stiftgreifer erstrecken sich matrixartig
angeordnete Haltestifte in ein Gehäuse hinein, wobei die
Haltestifte dort an einer Auswerferplatte zur Anlage kommen. In
der exponierten Abtastposition der Haltestifte liegt die Auswerferplatte
unmittelbar am plattenseitigen Ende der Haltestifte an. Die Auswerferplatte
ist mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung wirkverbunden, so dass beim
Auftreffen auf einen Gegenstand die Haltestifte die Auswerferplatte
gegen die Kraft der Zylinder-Kolben-Anordnung zurückdrücken.
Dies ist insoweit problematisch, als sich die bekannte Vorrichtung nicht
zum Greifen empfindlicher Gegenstände eignet, allenfalls
zum Greifen grober metallischer Teile.
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Des
Weiteren ist die bekannte Vorrichtung problematisch, da ein Greifen
der Gegenstände eine elastische Verformung der Haltestifte
erfordert. Eine solche elastische Verformung ist abermals nur erreichbar,
wenn man die Haltestifte regelrecht an den Konturen des Gegenstands
vorbei in eine untere Position drückt. Eine seitliche Beschädigung
der zu ergreifenden Gegenstände ist nicht auszuschließen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der gattungsbildenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden,
dass sich auch empfindliche Gegenstände mit einfachen konstruktiven
Mitteln sicher greifen lassen.
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Die
voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst. Danach ist die gattungsbildende Vorrichtung zum
mechanischen Greifen beliebig geformter Gegenstände in
lageunbestimmter Position dadurch gekennzeichnet, dass dass sich
die Haltestifte aufgrund der Schwerkraft in einer exponierten Abtastposition
befinden und dass beim Überstülpen über
den Gegenstand die auf den Gegenstand treffenden Haltestifte entgegen
der Schwerkraft in oder durch die Halteplatte geschoben werden und
die unmittelbar an oder neben dem Gegenstand angeordneten Haltestifte
sich zumindest geringfügig an dem Gegenstand vorbei erstrecken und
in ihrer Gesamtheit eine den Gegenstand haltende Wirkung durch Form-
und/oder Kraftschluss entfalten.
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Erfindungsgemäß ist
erkannt worden, dass es vollkommen ausreicht, wenn sich die Haltestifte aufgrund
der Schwerkraft in ihrer exponierten Abtastposition befinden. Mit
anderen Worten erstrecken sich die Haltestifte schwerkraftbedingt
aus der Halteplatte heraus nach unten. Beim Überstülpen über
den Gegenstand werden die auf den Gegenstand treffenden Haltestifte
entgegen der Schwerkraft in oder durch die Halteplatte geschoben.
Dies führt dazu, dass die komplett abseits liegenden Haltestifte
in ihrer Abtastposition verbleiben. Die unmittelbar am oder neben
dem Gegenstand angeordneten Haltestifte erstrecken sich zumindest
geringfügig an dem Gegenstand vorbei und entfalten in ihrer
Gesamtheit eine den Gegenstand haltende Wirkung durch Form- oder
Kraftschluss. Ein Verbiegen der Haltestifte zum Erzeugen einer Klemmwirkung
ist nicht erforderlich, wenn nämlich hinreichend viele
Haltestifte vorgesehen sind, so dass der zu greifende Gegenstand
mit möglichst vielen Haltestiften „umgriffen"
wird.
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Zur
Begünstigung des Umgreifens des Gegenstands durch die Haltestifte
könnte es von Vorteil sein, die Halteplatte bzw. die Haltestifte
mit einer Art Vibrationseinrichtung auszustatten, so dass eine schonende
Anordnung der Haltestifte unmittelbar an dem zu greifenden Gegenstand
möglich ist. Auch könnte es von Vorteil sein,
dass die gesamte Halteplatte geringfügig bewegt und/oder
gedreht wird, so dass möglichst viele Haltestifte seitlich
am Gegenstand vorbei gleiten und diesen in ihrer Gesamtheit halten.
Das Greifen erfolgt regelmäßig durch eine Kombination
von Form- und Kraftschluss.
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Die
Haltestifte können geordnet oder statistisch verteil in
der Halteplatte angeordnet sein, wobei es von Vorteil ist, wenn
möglichst viele Haltestifte pro Flächeneinheit
vorgesehen sind. Eine Abstimmung auf die Größe
der zu greifenden Gegenstände ist insoweit von Vorteil.
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Im
Rahmen einer entsprechenden Anordnung der Haltestifte ist es denkbar,
dass diese matrixartig in der Halteplatte angeordnet sind, vorzugsweise
unidirektional.
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Auch
ist es denkbar, dass die Haltestifte zumindest zonal eine von der
Vertikalen abweichende Ausrichtung haben.
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In
weiter vorteilhafter Weise sind die Haltestifte mit Spiel in der
Halteplatte derart geführt, dass sie gegenüber
der Fläche der Halteplatte zumindest geringfügig
kippbar sind, nämlich dann, wenn sie in ihrer Gesamtheit über
den Gegenstand gestülpt werden. Durch diese Maßnahme
werden die seitlich am Gegenstand zur Anlage kommenden Haltestifte
leicht gekippt und können in ihrer Gesamtheit gegenüber
dem Gegenstand eine zumindest geringfügige Klemmwirkung
erhalten, die so groß ist, dass sich der Gegenstand aufgrund
des allseitigen Umschließens des Gegenstands mit den Haltestiften
anheben lässt.
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Die
Haltestifte können kantig oder im Querschnitt rund ausgeführt
sein. Eine zylindrische Ausgestaltung ist bereits aus fertigungstechnischen Gründen
zu bevorzugen. Auch ist es denkbar, dass die Haltestifte an ihrer
Oberfläche gummiert sind oder sonst wie beschichtet oder
oberflächenbehandelt sind, so dass gegenüber dem
Gegenstand ein Reibschluss entsteht.
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Des
Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Haltestifte an dem der Halteplatte
nahen Ende einen vorzugsweise endseitigen Anschlag aufweisen, der die
Abtastposition, d. h. die äußerste Position der Haltestifte,
definiert. Der Anschlag kann durch Stauchen oder Bördeln
integraler Bestandteil des jeweiligen Haltestifts sein. Auch ist
es denkbar, dass man den Anschlag im Sinne eines Kragens, einer
Schulter oder dgl. an das Ende des jeweiligen Haltestifts anschraubt.
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An
dem vorderen freien Ende können die Haltestifte mit einer
Verjüngung, vorzugsweise als Spitze ausgebildet, ausgestattet
sein. Diese konstruktive Maßnahme begünstigt das
Entlanggleiten möglichst vieler Haltestifte an der Kontur
des jeweiligen Gegenstands.
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Auch
ist es denkbar, dass die Haltestifte im Bereich ihres freien vorderen
Endes, vorzugsweise unmittelbar hinter der Verjüngung,
einen Absatz, eine Verdickung oder dgl. zum Hintergreifen aufweisen. Diese
Maßnahme begünstigt die Aufnahme des Gegenstands
in ganz besonderem Maße, wobei es auch hier denkbar ist,
dass sich der jeweilige Haltestift dann wieder aufgrund der Schwerkraft
vertikal aus richtet, wenn die Verdickung am Gegenstand vorbeigeführt
ist oder in eine Hinterschneidung, Ausnehmung oder dgl. des Gegenstands
greift.
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In
weiter vorteilhafter Weise sind die Haltestifte als dünnes
Rohr ausgeführt. Endseitig kann ein Druckmittelanschluss
zum Anschluss an eine Druckmittelquelle vorgesehen sein. Der vordere
Bereich könnte sich durch Druckmittelbeaufschlagung zumindest
geringfügig expandieren lassen, so dass dadurch eine besonders
schonende Klemmwirkung gegenüber dem Gegenstand erzeugbar
ist. Dazu könnte der vordere Bereich des Haltestifts gelocht bzw.
perforiert sein. Darum könnte eine gummiartige Manschette
liegen, die an ihren beiden Enden gegenüber dem Haltestift
abgedichtet ist. Im Konkreten könnte es sich dabei um eine
Art Gummihülle bzw. Überzug aus Gummi oder ähnlich
dehnbarem Material handeln.
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Wie
bereits zuvor erwähnt, sind die Haltestifte vorzugsweise
mit Spiel in der Halteplatte geführt, so dass die Haltestifte
beim seitlichen Auftreffen auf einen Gegenstand zumindest geringfügig
kippen. Diese Maßnahme begünstigt das sichere
Ergreifen eines Gegenstandes in erheblichem Maße.
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In
ganz besonders raffinierter Weise ist unter der Halteplatte eine
zweite Platte, eine Spannplatte, vorgesehen, so dass sich die Haltestifte
durch die Halteplatte und die darunter angeordnete Spannplatte hindurch
erstrecken. Die Halteplatte ist dabei gegenüber der Spannplatte
bewegbar, insbesondere von dieser weg und auf diese zu bewegbar.
Die Spannplatte ist fest mit einem Maschinenrahmen, einem Greiferrahmen
oder dgl. verbunden. Aufgrund dieser Anordnung lässt sich
das ergriffene Teil über die Spannplatte heben.
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In
weiter vorteilhafter Weise dient die Spannplatte zur Erzeugung einer
horizontalen Vorspannung gegenüber den Haltestiften, insbesondere
zur Erzeugung einer Scherkraftvorspannung. Diese lässt sich
dadurch erzeugen, dass die Spannplatte im Bereich der Durchgänge
für die Haltestifte in gegeneinander verschiebbare Plattensegmente
unterteilt, wobei die Plattensegmente vorzugsweise durch Nut und Feder
gegeneinander geführt sind. Durch horizontales Verschieben
der jeweiligen Plattensegmente entsteht eine Vorspannkraft gegenüber
den Haltestiften, die verhindert, dass die im Eingriff mit dem Gegenstand
befindlichen Haltestifte über die Halteplatte aus der Abtastposition
herausgezogen werden. Dies hätte zur Folge, dass sich der
zugreifende Gegenstand wieder löst. Jedoch ist die Vorspannung
derart auszulegen, dass ein Herausziehen oder ein Zurückziehen
der übrigen Stifte, die sich nicht in Eingriff mit dem
Gegenstand befinden, möglich ist.
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Bereits
zuvor ist erwähnt worden, dass die Plattensegmente durch
Nut und Feder gegeneinander geführt sein können.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass beliebige Führungsmechanismen
zwischen den Plattensegmenten zum Erzeugen der Vorspannung gegenüber
den Haltestiften realisierbar ist.
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Im
Rahmen einer weiteren Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Haltestifte
im Sinne eines Ventilstöpsels ausgeführt sind,
der sich in die Halteplatte einschieben bzw. einziehen lässt.
Statt der Halteplatte kann auch ein Gehäuse vorgesehen
sein.
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Die
Haltestifte und/oder die Halteplatte und/oder die Spannplatte kann
bzw. können aus Metall gefertigt sein. Die Verwendung anderer
geeigneter Materialien ist denkbar.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden
Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden.
Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten
Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung
zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 in
einer schematischen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich
die einzelnen Haltestifte durch Kontakt mit dem zu greifenden Gegenstand
kippen lassen,
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2 in
einer schematische Draufsicht eine Spannplatte,
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3 in
einer schematischen Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich
die Haltestifte aufblähen lassen, und
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4 in
einer schematischen Schnittdarstellung eine Halteplatte, die die
matrixartige Anordnung der Durchgänge durch die Halteplatte
erkennen lässt.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum mechanischen Greifen beliebig geformter Gegenstände
in lageunbestimmter Position. Ein zu ergreifender Gegenstand 1 ist
lediglich schematisch dargestellt.
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Die
Vorrichtung umfasst eine Halteplatte 2 und eine Vielzahl
von in der Halteplatte 2 verschiebbar geführte
Haltestifte 3. Die Haltestifte 3 sind unidirektional
in der Halteplatte 2 angeordnet und dienen zum Greifen
des Gegenstands 1.
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Erfindungsgemäß befinden
sich die Haltestifte 3 schwerkraftbedingt in einer zunächst
exponierten Abtastposition, nämlich wie die in 1 auf
der rechten Seite gezeigten Haltestifte 3. Beim Überstülpen über
den Gegenstand 1 werden die auf den Gegenstand 1 treffenden
Haltestifte 3 entgegen der Schwerkraft in oder durch die
Halteplatte 2 geschoben. Die unmittelbar an oder neben
dem Gegenstand 1 angeordneten Haltestifte 3 erstrecken
sich dabei zumindest geringfügig an dem Gegenstand 1 vorbei und
entfalten in ihrer Gesamtheit eine den Gegenstand 1 haltende
Wirkung durch Form- und Kraftschluss.
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Die 1 und 2 zeigen
gemeinsam, dass die Haltestifte 3 matrixartig in der Halteplatte 2 angeordnet
sind. Die Haltestifte 3 sind dabei derart in der Halteplatte 2 geführt,
dass sie gegenüber der Fläche der Halteplatte 2 zumindest
geringfügig kippen können.
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Außerdem
zeigt 1 deutlich, dass die Haltestifte 3 zylindrisch
ausgebildet sind. Endseitig weisen sie einen Anschlag 4 auf,
der sie gegen Herausfallen aus der Halteplatte 2 sichert.
Letztendlich gibt der Anschlag 4 die exponierte Abtastposition
der Haltestifte 3 vor.
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1 zeigt
des Weiteren deutlich, dass die Haltestifte 3 an ihrem
vorderen freien Ende mit einer Spitze 5 ausgestattet sind,
wobei unmittelbar hinter der Spitze 5 ein Absatz 6 zum
Hintergreifen des Gegenstands 1 vorgesehen ist. Diese Maßnahme
begünstigt ein sicheres Ergreifen des Gegenstands 1.
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Bei
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist neben
der Halteplatte 2 eine weitere Platte vorgesehen, nämlich
eine Spannplatte 7. Die Haltestifte 3 erstrecken
sich sowohl durch die Halteplatte 2 als auch durch die
Spannplatte 7, die unter der Halteplatte 2 vorgesehen
ist. Die Halteplatte 2 ist gegenüber der Spannplatte 7 bewegbar,
lässt sich nämlich von dieser vertikal weg und
zu dieser vertikal hin bewegen bzw. verschieben.
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Des
Weiteren sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Spannplatte 7 fest
mit einem in 1 nicht gezeigten Greiferrahmen
verbunden sein kann. Außerdem dient die Spannplatte 7 zum
Erzeugen einer auf die Haltestifte 3 wirkenden Vorspannung,
vorzugsweise in Form einer Scherkraft-Vorspannung.
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2 zeigt
deutlich, dass die Spannplatte 7 mehrteilig ausgeführt
ist, nämlich Plattensegmente 8 umfasst. Durch
horizontales (gegenseitiges) Verschieben der einzelnen Plattensegmente 8,
die beispielsweise durch Nut und Feder gegeneinander geführt
sind, entsteht eine auf die Haltestifte 3 wirkende Vorspannung,
die verhindert, dass die sich im Eingriff befindlichen Haltestifte 3 von
der Halteplatte 2 herausgezogen werden. Dabei ist sicher
zu stellen, dass die auf die Haltestifte 3 wirkende Vorspannung
derart ausgelegt ist, dass ein Herausziehen der übrigen
Stifte, d. h. der nicht in Eingriff befindlichen Stifte, möglich
ist.
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In
Bezug auf die 1 und 2 sei darauf hingewiesen,
dass sich die Haltestifte 3 aufgrund der auf sie wirkenden
Scherkraft in der Abtastposition befinden. Durch Überstülpen
des zu ergreifenden Gegenstands 1 werden die im Randbereich
des Gegenstands befindlichen Haltestifte 3 zumindest geringfügig
seitlich abgelenkt, nämlich im Rahmen der durch das Spiel
in der Halteplatte 2 sowie in der Spannplatte 7 möglichen
Kippung. Ein form- und kraftschlüssiges Ergreifen des Gegenstands
ist dadurch möglich.
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Die 3 und 4 beziehen
sich auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei der sich die Haltestifte 3 ebenfalls durch
eine Halteplatte 2 hindurch erstrecken. Auch hier kann
ein gewisses Spiel realisiert sein.
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Die
Haltestifte 3 weisen ganz besondere Merkmale auf, sie sind
nämlich als dünne Rohre ausgeführt, die
einen Anschluss 9 für Druckmittel haben. So lassen
sich die dort gezeigten Haltestifte 3 beispielsweise mit
Druckluft beaufschlagen, wodurch sie sich im Eingriffsbereich im
Umfang weiten lassen. Letztendlich sind die in 3 gezeigten
Haltestifte 3 in deren Eingriffsbereich 10 ballonartig
ausgebildet, wodurch das sichere und dabei schonende Ergreifen von
Gegenständen 1 begünstigt ist.
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4 zeigt
im Querschnitt die Halteplatte 2, wonach die Durchgänge 11 für
die in 4 nicht gezeigten Haltestifte 3 matrixartig
angeordnet sind.
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Hinsichtlich
weiterer Merkmalen, die sich den Fig. nicht entnehmen lassen, sei
zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung
verwiesen.
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Schließlich
sei angemerkt, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele
lediglich der beispielhaften Erörterung der beanspruchten Lehre
dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele
einschränken.
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- 1
- Gegenstand
- 2
- Halteplatte
- 3
- Haltestift
- 4
- Anschlag
(am Haltestift)
- 5
- Spitze
(des Haltestifts)
- 6
- Absatz
(an der Spitze)
- 7
- Spannplatte
- 8
- Plattensegment
(der Spannplatte)
- 9
- Anschluss
für Druckmittel
- 10
- ballonartiger
Eingriffsbereich des Haltestifts
- 11
- Durchgang
(in der Halteplatte/Spannplatte)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4339102
A1 [0002, 0003]