DE102015011859A1

DE102015011859A1 - Greifgerät

Info

Publication number: DE102015011859A1
Application number: DE102015011859.5A
Authority: DE
Inventors: Erdal Acikgoez
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-03-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Greifgerät (10) zum Greifen eines Bauteils, wobei das Bauteil für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und ein Gehäuse (2) mit mindestens einer Schrauböffnung (4) mit einem Innendurchmesser aufweist, wobei an einem Ende des Greifgeräts (10) ein Greifmodul (18) mit einer Querschnittsfläche angeordnet ist, wobei das Greifmodul (18) mindestens ein verstellbares Spreizelement aufweist, wobei das Greifmodul (18) durch Verstellen des mindestens einen Spreizelements in unterschiedliche Betriebsstellungen mit unterschiedlich dimensionierten Querschnittsflächen zu überführen ist, wobei eine längste Linie, die die Querschnittsfläche in einer passiven Betriebsstellung schneidet, kürzer als der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung (4) ist, und wobei mindestens einer Linie, die die Querschnittsfläche in einer aktiven Betriebsstellung schneidet, mindestens so groß wie der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung (4) ist, wobei das mindestens eine Greifmodul (18) in der aktiven Betriebsstellung relativ zu der mindestens einen Schrauböffnung (4) ortsfest zu fixieren ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Greifgerät, ein Greifsystem und ein Verfahren zum Greifen eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs.
Ein Kraftfahrzeug umfasst verschiedene Bauteile bzw. Komponenten. Dabei ist ein derartiges Bauteil bei einer Herstellung des Kraftfahrzeugs an einer hierfür vorgesehenen Position anzuordnen. Alternativ oder ergänzend ist ein derartiges Bauteil im Laufe einer Lebensdauer eines Kraftfahrzeugs auszutauschen und somit aus der hierfür vorgesehenen Position zu entnehmen und dort wieder anzuordnen. Hierzu kann vorgesehen sein, das jeweilige Bauteil mit einem hierfür vorgesehenen Werkzeug relativ zu der Position zu bewegen.
Ein Greifwerkzeug zum Heben einer Batteriezelle ist aus der Druckschrift DE 296 17 067 U1 bekannt. Dabei umfasst dieses Greifwerkzeug ein Hebelelement, das in eine Befüllungsöffnung der Batteriezelle einzuführen und innerhalb der Batterie zu verriegeln ist.
Eine Vorrichtung zur Innenaufnahme eines Hohlkörpers ist in der Druckschrift DE 10 2009 017 683 B3 beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst einen Ringbalg, dessen Außendurchmesser variiert werden kann, wobei der Ringbalg in dem Hohlkörper aufzunehmen und bei Einstellung eines großen Außendurchmessers darin zu befestigen ist.
Aus der Druckschrift FR 2 812 865 A1 ist ein Werkzeug zum Bewegen eines Bausteins eines zu bauenden Hauses beschrieben. Dabei umfasst der Baustein mehrere Öffnungen. An einem Ende des Werkzeugs sind an Stäben Haken angeordnet, die relativ zu den Stäben zu positionieren sind, wobei jeweils ein Stab innerhalb einer Öffnung des Bausteins über die Haken zu verrasten ist.
Vor diesem Hintergrund werden ein Greifgerät, ein Greifsystem und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Ausgestaltungen des Greifgeräts, des Greifsystems und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung hervor.
Das erfindungsgemäße Greifgerät ist zum Greifen eines Bauteils, bspw. bei einer Montage oder Demontage des Bauteils ausgebildet, wobei das Bauteil für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und/oder als Komponente des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist und ein Gehäuse mit mindestens einer Schrauböffnung mit einem Innendurchmesser aufweist. An einem Ende des Greifgeräts ist ein Greifmodul mit einer Querschnittsfläche angeordnet. Das Greifmodul weist mindestens ein verstellbares Spreizelement auf, wobei das Greifmodul durch Verstellen des mindestens einen Spreizelements in unterschiedliche Betriebsstellungen mit unterschiedlich dimensionierten Querschnittsflächen zu überführen ist. Dabei ist eine längste Linie, die die Querachse der Querschnittsfläche schneidet, in einer passiven Betriebsstellung kürzer als der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung. Dagegen ist eine Länge mindestens einer Linie, die die Querschnittsfläche schneidet, in einer aktiven Betriebsstellung mindestens so lang wie der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung. Das mindestens eine Greifmodul ist in der aktiven Betriebsstellung relativ zu der mindestens einen Schrauböffnung ortsfest zu fixieren.
Eine hierbei zu berücksichtigende Linie verläuft in der Regel durch einen Mittelpunkt der Querschnittsfläche. Falls die Querschnittsfläche des Greifmoduls in der passiven Betriebsstellung bspw. ellipsenförmig ausgebildet ist, ist diese u. a. durch eine große Halbachse und eine kleine Halbachse definiert, wobei die große Halbachse auch der längsten Linie durch die Querschnittsfläche entspricht. Bei einer runden Querschnittsfläche entspricht die längste Linie einer durch den Mittelpunkt verlaufenden Sehne, die die Länge des Durchmessers aufweist. Falls die Querschnittsfläche regelmäßig n-eckig ausgebildet ist, bspw. viereckig, rechteckig oder quadratisch, verläuft die längste Linie ebenfalls durch den Mittelpunkt und weist die Länge einer Diagonalen durch diese n-eckige Querschnittsfläche auf.
In Ausgestaltung des Greifgeräts umfasst das Greifmodul als das mindestens eine Spreizelement mindestens einen Greifarm, der in der passiven Betriebsstellung eingefahren, bspw. eingeklappt und in der aktiven Betriebsstellung ausgefahren, bspw. ausgeklappt ist. Bei einem Übergang von der passiven in die aktive Betriebsstellung wird der mindestens eine Greifarm von einem Zentrum des Greifmoduls ausgehend nach außen bewegt, wodurch die mindestens eine Linie, die durch die Querschnittsfläche verläuft, verlängert wird.
Üblicherweise umfasst das Greifmodul als das mindestens eine Spreizelement mindestens ein Paar aus zwei Greifarmen, wobei beide Greifarme eines Paars symmetrisch zu einer Symmetrieachse des Greifmoduls angeordnet sind. Dabei sind die beiden Greifarme des mindestens einen Paars Greifarme in der passiven Betriebsstellung eingefahren, bspw. eingeklappt und in der aktiven Betriebsstellung ausgefahren, bspw. ausgeklappt. Bei einem Übergang von der passiven in die aktive Betriebsstellung werden diese beiden Greifarme in zueinander entgegengesetzte Richtungen bewegt, wodurch die mindestens eine Linie, die durch die Querschnittsfläche verläuft, verlängert wird.
In einer Variante der Ausgestaltung umfasst das Greifmodul einen Betätigungsbereich, einen entlang einer zentralen Symmetrieachse innerhalb des Betätigungsbereichs teilweise bzw. abschnittsweise angeordneten Betätigungsstab, mindestens eine zu dem Betätigungsstab parallel angeordnete erste Außenwand, die den Betätigungsbereich begrenzt, und mindestens einen Betätigungsarm mit einem ersten und einem zweiten Ende. Dabei ist ein erstes Ende des mindestens einen Greifarms über ein erstes Gelenk mit der mindestens einen ersten Außenwand verbunden. Ein zweites Ende des mindestens einen Greifarms ist über ein zweites Gelenk mit dem ersten Ende des mindestens einen Betätigungsarms verbunden. Außerdem ist ein zweites Ende des mindestens einen Betätigungsarms über ein drittes Gelenk mit einem ersten Ende des Betätigungsstabs verbunden. Ein Abschnitt des Betätigungsstabs ist in der passiven Betriebsstellung entlang einer ersten Strecke in dem Betätigungsbereich angeordnet und der mindestens eine Greifarm eingefahren, bspw. eingeklappt. Dagegen ist der Abschnitt des Betätigungsstabs in der aktiven Betriebsstellung entlang einer ersten Strecke in dem Betätigungsbereich angeordnet und der mindestens eine Greifarm ausgefahren, bspw. ausgeklappt. Dabei die erste Strecke in der passiven Betriebsstellung länger als die zweite Strecke in der aktiven Betriebsstellung.
Sofern das Greifmodul mindestens ein Paar aus zwei Greifarmen umfasst und mindestens ein Paar zu dem Betätigungsstab parallel angeordnete erste Außenwände aufweist, die den Betätigungsbereich begrenzen, ist ein erstes Ende des jeweils eines Greifarms über ein erstes Gelenk mit jeweils einer Außenwand verbunden. Falls das Greifmodul nur eine erste Außenwand aufweist, die den Betätigungsbereich axial umschließt, ist diese Außenwand bspw. zylinderförmig mit kreisförmiger Querschnittsfläche ausgebildet. Alternativ hierzu ist die Querschnittsfläche der ersten Außenwand n-eckig, bspw. quadratisch. Dabei sind die beiden Greifarme des Paars in der Regel an voneinander maximal beabstandeten Punkten der Außenwand an dieser über Gelenke bewegbar angeordnet. Unabhängig von der Form der mindestens einen ersten Außenwand sind beide Greifarme jeweils eines Paars eingefahren. Dagegen sind in der aktiven Betriebsstellung beide Greifarme in entgegengesetzten Richtungen ausgefahren.
Weiterhin umfasst das Greifgerät einen Betätigungsmechanismus, der dazu ausgebildet ist, das zweite Ende des Betätigungsstabs mechanisch und/oder hydraulisch zu beaufschlagen und somit relativ zu dem Betätigungsbereich zu bewegen.
Das Greifmodul umfasst in Ausgestaltung eine erste zylindrische Außenwand und eine zweite kreisscheibenförmige Außenwand, wobei beide Außenwände den Betätigungsbereich umschließen. Die zweite Außenwand weist mittig ein Loch auf, durch die der Betätigungsstab hindurchgeführt ist. Hierbei ist möglich, dass mehrere Greifarme an der einen Außenwand angeordnet sind.
An dem zweiten Ende des Betätigungsstabs ist ein Gegenstück befestigt, wobei zwischen der mindestens einen zweiten Außenwand und dem Gegenstück mindestens eine Feder angeordnet und/oder eingespannt ist, die in der passiven Betriebsstellung entspannt und/oder expandiert sowie in der aktiven Betriebsstellung gespannt und/oder komprimiert ist.
Hierbei ist das Gegenstück üblicherweise kreisscheibenförmig sowie dazu ausgebildet, den Betätigungsbereich in zwei voneinander luftdicht getrennte Kammern aufzuteilen, wobei eine erste Kammer durch die zweite Außenwand und das Gegenstück begrenzt ist. Üblicherweise ist an einer kreisförmigen Außenseite des Gegenstücks eine Dichtung angeordnet, die eine Innenfläche der ersten Außenwand berührt. In der ersten Kammer ist die mindestens eine Feder vollständig und der Betätigungsstab zumindest teilweise angeordnet. Eine zweite Kammer ist durch das Gegenstück und eine dritten Außenwand begrenzt, wobei in die zweite Kammer durch eine Luftzufuhreinheit des Greifgeräts eine Menge an Luft und somit ein Luftdruck zu variieren ist. Dabei ist in der zweiten Kammer in der passiven Betriebsstellung eine erste geringe Menge an Luft bevorratet, wohingegen in dieser zweiten Kammer in der zweiten Betriebsstellung eine zweite, im Vergleich zu der ersten Menge große Menge an Luft bevorratet ist. Dabei ist die erste Kammer mit der passiven Betriebsstellung größer als in der aktiven Betriebsstellung. Dagegen ist die zweite Kammer in der passiven Betriebsstellung kleiner als in der aktiven Betriebsstellung. Die mindestens eine Feder ist in der aktiven Betriebsstellung aufgrund einer Kraft der zweiten Menge Luft, die gegen das Gegenstück drückt, zu spannen und/oder zu komprimieren, wodurch der Befestigungsstab in der aktiven Betriebsstellung weiter aus dem Betätigungsbereich ausgefahren ist als in der passiven Betriebsstellung.
In weiterer Ausgestaltung des Greifgeräts weist das Greifmodul eine elastisch verformbare Außenwand auf, die eine bspw. rotationssymmetrische Kammer umschließt, wobei durch eine Luftzufuhreinheit des Greifgeräts eine Menge an Luft und somit ein Luftdruck innerhalb der Kammer zu variieren ist. Dabei ist in der Kammer in der passiven Betriebsstellung eine erste geringe Menge an Luft bevorratet, wohingegen in der Kammer in der zweiten Betriebsstellung eine zweite, im Vergleich zu der ersten Menge, große Menge an Luft bevorratet ist. Die Außenwand ist in der aktiven Betriebsstellung aufgrund einer Kraft der zweiten Menge Luft, die gegen die Außenwand drückt, zu expandieren.
Hierbei ist zudem möglich, dass an einer Oberfläche der Außenwand Verrastungselemente, bspw. Haken, angeordnet sind.
Das Greifgerät umfasst bspw. einen Stab, an dessen Ende das Greifmodul angeordnet ist. Dabei umschließt dieser Stab üblicherweise einen Luftkanal, durch den Luft zwischen der Luftzufuhreinheit und der Kammer zur Bevorratung von Luft zu transportieren bzw. zu fördern ist.
Das erfindungsgemäße Greifsystem umfasst mindestens ein voranstehend vorgestelltes Greifgerät, in der Regel mehrere Greifgeräte, wobei eine Anzahl an Greifgeräten einer Anzahl an Schrauböffnungen des Bauteils entspricht. Außerdem umfasst dieses Greifsystem in der Regel ein Steuergerät und je nach Ausgestaltung des mindestens einen Greifmoduls unter mehreren Greifmodulen eine gemeinsame Luftzufuhreinheit für Kammern, bspw. für alle zweiten Kammern sämtlicher Greifmodule.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Greifen eines Bauteils für ein Kraftfahrzeug, bspw. bei einer Montage oder Demontage des Bauteils, mit mindestens einem vorgestellten Greifgerät vorgesehen, wobei das Bauteil ein Gehäuse mit mindestens einer Schrauböffnung mit einem Innendurchmesser aufweist. An einem Ende des mindestens einen Greifgeräts ist ein Greifmodul mit einer Querschnittsfläche angeordnet, wobei das Greifmodul mindestens ein verstellbares Spreizelement aufweist, wobei das Greifmodul durch Verstellen des mindestens einen Spreizelements in unterschiedliche Betriebsstellungen mit unterschiedlich dimensionierten Querschnittsflächen überführt wird. Dabei wird eine längste Linie, die die Querschnittsfläche in einer passiven Betriebsstellung schneidet, kürzer als der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung eingestellt. Dagegen wird mindestens eine Linie, die die Querschnittsfläche in einer aktiven Betriebsstellung schneidet, mindestens so lang wie der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung eingestellt. Das mindestens eine Greifmodul wird in der aktiven Betriebsstellung relativ zu der mindestens einen Schrauböffnung ortsfest fixiert.
Außerdem ist vorgesehen, dass das mindestens eine Greifgerät einen Stab aufweist, an dem das Greifmodul angeordnet ist. Die mindestens eine Linie, die in einer aktiven Betriebsstellung länger als der Innendurchmesser der Schrauböffnung ist, wird durch mindestens einen ausgefahrenen Greifarm, bspw. einen ausgefahrenen Greifarm und eine Außenwand oder durch zwei voneinander entgegengesetzt orientierte, ausgefahrene Greifarme festgelegt.
In einer Variante des Verfahren wird jeweils ein Greifmodul in der passiven Betriebsstellung in einen Eingang jeweils einer Schrauböffnung geführt, innerhalb der jeweiligen Schrauböffnung in die aktive Betriebsstellung überführt und innerhalb der jeweiligen Schrauböffnung an einer Innenwandung der jeweiligen Schrauböffnung über das mindestens eine Spreizelement innerhalb dieser eingeklemmt und/oder eingespannt bzw. mit dieser und/oder in dieser ortsfest fixiert, bspw. verrastet.
In einer alternativen Variante des Verfahrens wird jeweils ein Greifmodul in der passiven Betriebsstellung in einen Eingang jeweils einer Schrauböffnung eingeführt, durch die jeweilige Schrauböffnung hindurchgeführt und aus einem Ausgang der jeweiligen Schrauböffnung aus dieser wieder herausgeführt, wobei das jeweilige Greifmodul danach außerhalb der jeweiligen Schrauböffnung in die aktive Betriebsstellung überführt und an dem Ausgang der jeweiligen Schrauböffnung ortsfest fixiert, bspw. verrastet und/oder verhakt wird.
In Ausgestaltung wird mit dem mindestens einen Greifgerät ein als Batterie ausgebildetes Bauteil gegriffen.
Üblicherweise ist das als Batterie ausgebildete Bauteil bzw. ein Zellmodul für eine automative Anwendung modular aufgebaut. Allerdings weist eine derartige Batterie eine Masse von mehreren Kilogramm, bspw. mehr als 10 kg auf. Mit dem Greifsystem ist es nunmehr möglich, die Batterie auch in einem engen Schacht anzuordnen, da diese Batterie mit mindestens einem Greifgerät über die mindestens eine Schrauböffnung bei einem Einbau in diesen Schacht einführbar und bei einem Ausbau auch wieder herauszunehmen ist. Durch Einsatz des Greifsystems ist es somit nicht erforderlich, die Batterie mit einem Werkzeug bspw. an einer Seitenwandung zu greifen. Durch Verzicht auf ein derartiges Werkzeug ist die Batterie auch in dem engen Schacht anzuordnen, ohne dass das mindestens eine Greifmodul hierbei stört.
Bei Umsetzung des Verfahrens werden die Schrauböffnungen, die auch als Schraubdome oder Schraubkanäle bezeichnet werden können, als Greifmöglichkeiten verwendet. Dabei ist vorgesehen, dass jeweils eine Schrauböffnung das Gehäuse teilweise oder durchgängig durchquert, wobei die Schrauböffnung in beiden Fällen einen Eingang an einer ersten Außenseite und ggf. einen Ausgang an einer zweiten, gegenüberliegenden Außenseite des Gehäuses aufweist. Dabei ist jeweils eine Schrauböffnung ansonsten zum Einsetzen einer Schraube, bspw. einer M6-Schraube, vorgesehen, über die das Bauteil an einer Vorrichtung des Kraftfahrzeugs, bspw. in dem Schacht, zu befestigen ist. Im Falle einer M6-Schraube beträgt der Innendurchmesser der Schrauböffnung 8 mm.
Ein bei Durchführung des Verfahrens zu verwendendes Greifsystem weist bspw. vier Greifgeräte auf, die zum Greifen des Bauteils in vier Schrauböffnungen, die an Ecken des Gehäuses des Bauteils angeordnet sind, zumindest einzuführen oder ggf. durch diese Schrauböffnungen hindurchzuführen sind. Dabei weist die längste Linie durch die Querschnittsfläche jeweils eines Greifmoduls in der passiven Betriebsstellung eine Länge von 7 mm auf. Die Greifmodule werden bei Durchführung des Verfahrens bspw. manuell oder automatisch durch einen Roboter in die Schrauböffnungen geführt. Nachdem ein Greifmodul je nach Variante des Verfahrens innerhalb einer jeweiligen Schrauböffnung eine hierfür vorgesehene Position oder nach vollständigem Durchqueren der Schrauböffnung jenseits des Ausgangs der Schrauböffnung die vorgesehene Position erreicht hat, wird das Greifmodul durch Verstellen des mindestens einen Spreizelements ausgehend von der aktiven Betriebsstellung in die passive Betriebsstellung überführt. Nachdem eine Montage, bspw. Umpositionierung, des Bauteils abgeschlossen ist, wird das Greifmodul wieder in die passive Betriebsstellung überführt und aus der Schrauböffnung, relativ zu der es in der aktiven Betriebsstellung verrastet war, entfernt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Greifgeräts bei Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Greifgeräts bei Durchführung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Greifgeräts bei Durchführung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in unterschiedlichen Betriebsstellungen.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleichen Komponenten sind dieselben Bezugszeichen zugeordnet.
Sowohl 1 als auch 2 zeigen jeweils einen Teil eines Gehäuses 2 eines Beispiels eines Bauteils, das für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Dabei erstreckt sich durch das Gehäuse 2 eine im Querschnitt kreisrunde Schrauböffnung 4 mit einem Eingang 6, der an einer ersten Außenseite des Gehäuses 2 angeordnet ist, und einem Ausgang 8, der an einer zweiten Außenseite des Gehäuses 2 angeordnet ist, die der ersten Außenseite gegenüber liegt.
Die in den 1 und 2 vorgestellten Ausführungsformen des Greifgeräts 10, 12 umfassen jeweils eine Halterung 14, an der ein Stab 16 befestigt ist. Dabei ist an einem ersten Ende des Stabs 16 des ersten Greifgeräts 10 ein erstes Beispiel eines Greifmoduls 18 angeordnet. An einem Ende des Stabs 16 des zweiten Greifgeräts 12 aus 2 ist ein zweites Beispiel eines Greifmoduls 20 angeordnet.
Bei der ersten Ausführungsform des Verfahrens, die mit dem ersten Greifgerät 10 durchgeführt wird, ist vorgesehen, dessen Greifmodul 18, das zu Beginn des Verfahrens außerhalb der Schrauböffnung 4 oberhalb dem Eingang 6 angeordnet ist und sich in einer passiven Betriebsstellung befindet, durch den Eingang 6 hindurch in die Schrauböffnung 4 einzuführen und durch diese hindurch aus dem Ausgang 8 wieder hinauszuführen, wobei der Stab 16 die komplette Schrauböffnung 4 durchquert.
Das Greifmodul 10 weist als das mindestens eine Spreizelement hier ein Paar aus den zwei Greifarmen 22, 24 auf, wobei die beiden Greifarme 22, 24 symmetrisch zu einer Symmetrieachse des Greifmoduls 18 angeordnet sind. Die Greifarme 22, 24 sind in der passiven Betriebsstellung eingefahren und werden ausgehend von der passiven Betriebsstellung bei einem Übergang in die in 1 gezeigte aktive Betriebsstellung, in entgegengesetzte Richtungen ausgefahren, was hier durch Pfeile 26, 28 angedeutet ist. Dabei wird eine Linie, die durch einen Mittelpunkt einer Querschnittsfläche des Greifmoduls 18 verläuft, bei einem Übergang, von der passiven in die aktive Betriebsstellung verlängert, wobei die Länge hier durch Außenkanten der Greifarme 22, 24 festgelegt ist. Außerdem ist diese Linie nun länger als der Innendurchmesser der Schrauböffnung 4. Sofern das Greifmodul 18 über dem Stab 4 angehoben wird, liegt es an dem Ausgang 8 der Schrauböffnung 4 an und wird an den Ausgang 8 relativ zu der Schrauböffnung 4 verhakt und/oder verrastet und somit ortsfest fixiert.
Bei dem zweiten Greifgerät 12 aus 2 umfasst das Greifmodul 20 als Spreizelement eine elastisch verformbare Außenwand 19, die eine Kammer umschließt, wobei in der Kammer durch eine Luftzufuhreinheit des Greifgeräts 12 eine Menge an Luft und ein Luftdruck zu variieren sind. Dabei ist in der Kammer in der passiven Betriebsstellung eine erste geringe Menge an Luft bevorratet, wohingegen in der Kammer in der zweiten Betriebsstellung eine zweite, im Vergleich zu der ersten Menge, große Menge an Luft bevorratet ist, wobei die Außenwand 19 in der aktiven Betriebsstellung aufgrund einer Kraft der zweiten Menge Luft, die gegen die Außenwand drückt, zu expandieren ist, was hier durch Pfeile 90, 92 angedeutet ist. Die Außenwand 19 wird dabei innerhalb der Schrauböffnung 4 gegen dessen Innenwand gedrückt, wobei das Greifmodul 20 in der Schrauböffnung 4 eingeklemmt, eingespannt und/oder verrastet und somit darin fixiert wird. Auch in diesem Fall wird eine Linie, hier eine Diagonale, die durch die Querschnittsfläche des Greifmoduls 18 verläuft, bei einem Übergang von der passiven in die aktive Betriebsstellung verlängert und so groß wie ein Durchmesser des Innenraums der Schrauböffnung 4 eingestellt.
Das dritte Beispiel für ein Greifmodul 30 als Komponente der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Greifgeräts 32 ist in 3a in einer passiven Betriebsstellung, in 3b in einer aktiven Betriebsstellung sowie in 3c wieder in der passiven Betriebsstellung jeweils in Schnittdarstellung schematisch gezeigt.
Dabei umfasst das Greifmodul 30 eine zylinderförmige Außenwand 34, die einen Betätigungsbereich 36 umschließt. Weiterhin ist der Betätigungsbereich 36 durch eine zweite, hier scheibenförmige Außenwand 38 mit einem mittig angeordneten Loch 39 und durch eine dritte, ebenfalls scheibenförmige Außenwand 41 begrenzt. Zentral, innerhalb des Betätigungsbereichs 36 weist das Greifmodul 30 einen entlang der Symmetrieachse verschiebbaren Betätigungsstab 40 auf, der durch das Loch 39 in der zweiten Außenwand 38 geführt ist. Als Spreizelemente ist hier ein Paar aus zwei Greifarmen 42, 44 vorgesehen, wobei ein erster Greifarm 42 über ein Gelenk 46 an einer ersten Position der Außenwand 34 beweglich angeordnet ist. Ein zweiter Greifarm 44 ist über ein zweites Gelenk 48 an einer zweiten Position der Außenwand 34 mit dieser verbunden, wobei die erste Position und die zweite Position an der Außenwand 34 zueinander gegenüberliegend angeordnet sind. Weiterhin ist der erste Greifarm 42 über ein Gelenk 50 mit einem ersten Betätigungsarm 52 und der zweite Greifarm 44 über ein Gelenk 54 mit einem zweiten Betätigungsarm 56 bewegbar verbunden. Beide Betätigungsarme 52, 54 sind über ein gemeinsames Gelenk 58 an einem Ende des Betätigungsstabs 40 bewegbar angeordnet, das in sämtlichen Betriebsstellungen außerhalb des Betätigungsbereichs 36 angeordnet ist. An einem gegenüberliegenden Ende des Betätigungsstabs 40 ist ein Gegenstück 60 befestigt, durch das der Betätigungsbereich 36 in eine erste Kammer 62 und eine zweite Kammer 64 unterteilt ist. Dabei ist in der ersten Kammer 62 eine Feder 66 angeordnet, die den Betätigungsstab 40 koaxial umschließt. In der zweiten Kammer 64 ist hier Luft bevorratet. Dabei ist die zweite Kammer 64 über einen Luftkanal 68 mit einer Luftzufuhreinheit 70 verbunden. Die zweite Kammer 64 ist hier durch eine Dichtung an einer Außenseite bzw. einem Außenrand des Gegenstücks 60 von der ersten Kammer 62 luftdicht getrennt.
Weiterhin ist das Greifmodul 30 an einem Ende eines Stabs 72 angeordnet, der in den 3a, 3b und 3c in Relation zu dem Greifmodul 30 stark verkürzt dargestellt ist. Der Luftkanal 68 ist bei der Ausführungsform des Greifgeräts 32 durch die dritte Außenwand 41 des Betätigungsbereichs 36 und den Stab 72 geführt. 3a zeigt zudem ein Steuergerät 74, das hier mit der Luftzufuhreinheit 70 verbunden ist.
In der ersten, passiven Betriebsstellung des Greifmoduls 30, die in den 3a und 3c angedeutet ist, ist vorgesehen, dass sich in der zweiten Kammer 64 eine geringe Menge Luft unter einem geringen Luftdruck befindet. Somit ergibt sich, dass die Feder 66 in der passiven Betriebsstellung expandiert und/oder entspannt ist. Dabei sind die beiden Greifarme 42, 44 eingefahren. Sofern sich das Greifmodul 30 in der passiven Betriebsstellung befindet, weist es eine hier kreisförmige, durch die erste Außenwand begrenzte Querschnittsfläche mit einem Durchmesser und somit einer längsten durch die Symmetrieachse verlaufenden Linie auf, der bzw. die kleiner als ein Innendurchmesser einer Schrauböffnung in einem Gehäuse eines Bauteils ist, das bei Durchführung der dritten Ausführungsform des Verfahrens mit dem Greifgerät 32 zu greifen ist.
In der passiven Betriebsstellung wird das am Ende des Stabs 72 angeordnete Greifmodul 30, wie auch anhand einer Ausführungsformen des Greifgeräte 10, 12 aus den 1 oder 2 angedeutet, durch einen Eingang der Schrauböffnung eingeführt. Dabei ist es möglich, das Greifmodul 30 an einer Position bzw. Stelle innerhalb der Schrauböffnung zu positionieren, wie anhand von 2 bereits angedeutet, oder durch die Schrauböffnung komplett hindurchzuführen und durch einen Ausgang des Schrauböffnung aus dieser wieder herauszuführen, was auch in 1 angedeutet ist. Sobald das Greifmodul 30 eine jeweils vorgesehene Position entlang der Schrauböffnung und/oder relativ zu der Schrauböffnung erreicht hat, wobei der Stab 72 in beiden Fällen zumindest teilweise innerhalb der Schrauböffnung angeordnet wird, wird das Greifmodul 30 in die zweite, aktive Betriebsstellung (3b) überführt.
Hierzu wird durch die Luftzufuhreinheit 70 über den Luftkanal 68 in die zweite Kammer 64 eine Menge an Luft gepumpt, wodurch insgesamt eine Menge an Luft, die in der zweiten Kammer 64 bevorratet ist, im Vergleich zu der passiven Betriebsstellung vergrößert und dadurch ein Druck der Luft innerhalb der zweiten Kammer 64 vergrößert wird. Diese größere Menge Luft drückt gegen das Gegenstück 60, was in 3b durch einen Pfeil 77 angedeutet ist. Synchron hierzu wird das Gegenstück 60 aufgrund des erhöhten Luftdrucks innerhalb des Betätigungsbereichs 36 verschoben, wobei ein Volumen der zweiten Kammer 64 ausgehend von der passiven Betriebsstellung vergrößert und gleichzeitig ein Volumen der ersten Kammer 62 ausgehend von der passiven Betriebsstellung verringert wird.
Synchron hierzu wird die Feder 66 ausgehend von ihrem expandierten und/oder entspannten Zustand, in dem sie u. a. das Gegenstück 60 und den Betätigungsstab 40 nach oben drückt, in der passiven Betriebsstellung komprimiert. Weiterhin wird der Betätigungsstab 40 durch das Loch 39 in der zweiten Außenwand 38 herausgedrückt und das Gelenk 58 nach unten verschoben. Dadurch werden zunächst die Betätigungsarme 52, 56 in zueinander entgegengesetzten Richtungen ausgefahren, hier ausgeklappt. Dadurch ergibt sich zugleich, dass die beiden Greifarme 42, 44 ebenfalls in entgegengesetzten Richtungen ausgefahren bzw. ausgeklappt werden. Eine Bewegung der Greifarme 42, 44 sowie der Betätigungsarme 52, 56 ist in 3a durch gebogene Pfeile 76, 78 angedeutet. Durch Ausfahren der Greifarme 42, 44 wird eine Länge einer Linie, die die Querschnittsfläche des Greifmoduls 30 in der Symmetrieachse schneidet, vergrößert.
Falls das Greifmodul 30 nun innerhalb der Schrauböffnung angeordnet ist, ergibt sich hieraus, dass die Greifarme 42, 44 an einer Innenwand der Schrauböffnung ortsfest eingespannt, eingeklemmt und/oder verrastet und somit fixiert werden. Falls sich das Greifmodul 30, wie in 1 bereits angedeutet, nach einem kompletten Hindurchführen durch die Schrauböffnung, nachdem das Greifmodul 30 aus dem Ausgang der Schrauböffnung aus dieser wieder herausgeführt ist, außerhalb der Schrauböffnung befindet, wird das Greifmodul 30 an dem Ausgang außerhalb der Schrauböffnung durch die aufgrund der ausgefahrenen Greifarme 42, 44 vergrößerten Querschnittsfläche verhakt und/oder verrastet und somit ortsfest fixiert. In beiden Fällen ist es nun möglich, das Bauteil über das Greifgerät 32 bspw. anzuheben und im Rahmen einer Montage an einer hierfür vorgesehenen Position anzuordnen.
Sofern das Bauteil nach einem Transport mittels des Greifgeräts 32 umpositioniert worden ist, ist das Greifmodul 30 ausgehend von der aktiven Betriebsstellung (3b) wieder in die passive Betriebsstellung (3c) zu überführen. Hierzu wird Luft aus der zweiten Kammer 64 über den Luftkanal 68 abgelassen und somit die Menge an Luft, die in der zweiten Kammer 64 bevorratet ist, reduziert, sowie der Luftdruck innerhalb der zweiten Kammer 64 verringert. Hierdurch ergibt sich, dass die Feder 66 aus ihrer komprimierten Stellung in der aktiven Betriebsstellung wieder expandiert wird. Dadurch wird das Gegenstück 60 innerhalb des Betätigungsbereichs 36, wie in 3c durch einen Pfeil 80 angedeutet, nach oben verschoben, wodurch das Volumen der zweiten Kammer 64 verringert und das Volumen der ersten Kammer 62 vergrößert wird. Dabei wird auch der Betätigungsstab 40 weiter in den Betätigungsbereich 36 geschoben und das Gelenk 58 nach oben verschoben. Hierdurch werden auch die Betätigungsarme 52, 56 sowie die Greifarme 42, 44 eingefahren, hier eingeklappt, was in 3c durch die gebogenen Pfeile 82, 84 angedeutet ist.
Dadurch ergibt sich auch, dass die Querschnittsfläche des Greifmoduls 30 wieder reduziert wird. Somit ist es möglich, das Greifmodul 30 ausgehend von jener Position, zu der es relativ zu der Schrauböffnung in der aktiven Betriebsstellung fixiert war, freizugeben oder zu lösen. Somit ist es je nach Art der Position möglich, das Greifmodul 30 über den Stab 72 durch die Schrauböffnung wieder heraus- oder durch die Schrauböffnung hindurchzuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29617067 U1 [0003]
DE 102009017683 B3 [0004]
FR 2812865 A1 [0005]

Claims

Greifgerät zum Greifen eines Bauteils, wobei das Bauteil für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und ein Gehäuse (2) mit mindestens einer Schrauböffnung (4) mit einem Innendurchmesser aufweist, wobei an einem Ende des Greifgeräts (10, 12, 32) ein Greifmodul (18, 20, 30) mit einer Querschnittsfläche angeordnet ist, wobei das Greifmodul (18, 20, 30) mindestens ein verstellbares Spreizelement aufweist, wobei das Greifmodul (18, 20, 30) durch Verstellen des mindestens einen Spreizelements in unterschiedliche Betriebsstellungen mit unterschiedlich dimensionierten Querschnittsflächen zu überführen ist, wobei eine längste Linie, die die Querschnittsfläche in einer passiven Betriebsstellung schneidet, kürzer als der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung (4) ist, und wobei mindestens eine Linie, die die Querschnittsfläche in einer aktiven Betriebsstellung schneidet, mindestens so groß wie der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung (4) ist, wobei das mindestens eine Greifmodul (18, 20, 30) in der aktiven Betriebsstellung relativ zu der mindestens einen Schrauböffnung (4) ortsfest zu fixieren ist.
Greifgerät nach Anspruch 1, bei dem das Greifmodul (18, 20, 30) als das mindestens eine Spreizelement mindestens einen Greifarm (22, 24, 52, 56) aufweist, der in der passiven Betriebsstellung eingefahren und in der aktiven Betriebsstellung ausgefahren ist.
Greifgerät nach Anspruch 2, bei dem das Greifmodul (18, 20, 30) als das mindestens eine Spreizelement mindestens ein Paar aus zwei Greifarmen (22, 24, 52, 56) aufweist, wobei beide Greifarme (22, 24, 52, 56) eines Paars symmetrisch zu einer Symmetrieachse des Greifmoduls (18, 20, 30) angeordnet sind, wobei die beiden Greifarme (22, 24, 52, 56) in der passiven Betriebsstellung eingefahren und in der aktiven Betriebsstellung ausgefahren sind.
Greifgerät nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Greifmodul (32) einen Betätigungsbereich (36), einen entlang einer zentralen Symmetrieachse innerhalb des Betätigungsbereichs angeordneten Betätigungsstab (40), mindestens eine zu dem Betätigungsstab (40) parallel angeordnete erste Außenwand (34), die den Betätigungsbereich (36) begrenzt, und mindestens einen Betätigungsarm (52, 56) mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei ein erstes Ende des mindestens einen Greifarms (42, 44) über ein erstes Gelenk (44, 48) mit der mindestens einen ersten Außenwand (34) verbunden ist, wobei ein zweites Ende des mindestens einen Greifarms (42, 44) über ein zweites Gelenk (50, 54) mit dem ersten Ende des mindestens einen Betätigungsarms (52, 56) verbunden ist, wobei ein zweites Ende des mindestens einen Betätigungsarms (52, 56) über ein drittes Gelenk (58) mit einem ersten Ende des Betätigungsstabs (40) verbunden ist, wobei ein Abschnitt des Betätigungsstabs (40) in der passiven Betriebsstellung in dem Betätigungsbereich (36) entlang einer ersten Strecke angeordnet und der mindestens eine Greifarm (42, 44) eingefahren ist, wobei der Abschnitt des Betätigungsstabs (40) in der aktiven Betriebsstellung in dem Betätigungsbereich (36) entlang einer zweiten Strecke angeordnet und der mindestens eine Greifarm (42, 44) ausgefahren ist, wobei die erste Strecke länger als die zweite Strecke ist.
Greifgerät nach Anspruch 4, das einen Betätigungsmechanismus aufweist, der dazu ausgebildet ist, das zweite Ende des Betätigungsstabs (40) zu beaufschlagen und somit relativ zu dem Betätigungsbereich (36) zu bewegen.
Greifgerät nach Anspruch 4 oder 5, das eine erste zylindrische Außenwand (34) und eine zweite kreisscheibenförmige Außenwand (38) aufweist, wobei beide Außenwände (34, 36) den Betätigungsbereich (36) umschließen, wobei die zweite Außenwand (38) mittig ein Loch (39) aufweist, durch die der Betätigungsstab (40) hindurchgeführt ist.
Greifgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem an dem zweiten Ende des Betätigungsstabs (40) ein Gegenstück (60) befestigt ist, wobei zwischen der mindestens einen zweiten Außenwand (38) und dem Gegenstück (60) mindestens eine Feder (66) angeordnet ist, die in der passiven Betriebsstellung expandiert sowie in der aktiven Betriebsstellung komprimiert ist.
Greifgerät nach Anspruch 6 und 7, bei dem das Gegenstück (60) kreisscheibenförmig und dazu ausgebildet ist, den Betätigungsbereich (36) in zwei Kammern (62, 64) aufzuteilen, wobei eine erste Kammer (62) durch die zweite Außenwand (38) und das Gegenstück (60) begrenzt ist, wobei in der ersten Kammer (62) die mindestens eine Feder (66) vollständig und der Betätigungsstab (40) zumindest teilweise angeordnet ist, wobei eine zweite Kammer (64) durch das Gegenstück (60) und eine dritte Außenwand (41) begrenzt ist, wobei in der zweiten Kammer (64) durch eine Luftzufuhreinheit (70) des Greifgeräts (32) eine Menge an Luft zu variieren ist, wobei in der zweiten Kammer (64) in der passiven Betriebsstellung eine erste geringe Menge an Luft bevorratet ist, wobei in der zweiten Kammer (64) in der zweiten Betriebsstellung eine zweite, große Menge an Luft bevorratet ist, wobei die mindestens eine Feder (66) in der aktiven Betriebsstellung aufgrund einer Kraft der zweiten Menge Luft, die gegen das Gegenstück (60) drückt, zu komprimieren ist.
Greifgerät nach Anspruch 1, bei dem das Greifmodul (20) als das mindestens eine Spreizelement eine elastisch verformbare Außenwand (19) aufweist, die eine Kammer umschließt, wobei in der Kammer durch eine Luftzufuhreinheit des Greifgeräts (12) eine Menge an Luft zu variieren ist, wobei in der Kammer in der passiven Betriebsstellung eine erste geringe Menge an Luft bevorratet ist, wobei in der Kammer in der zweiten Betriebsstellung eine zweite, im Vergleich zu der ersten Menge, große Menge an Luft bevorratet ist, wobei die Außenwand (19) in der aktiven Betriebsstellung aufgrund einer Kraft der zweiten Menge Luft, die gegen die Außenwand (19) drückt, zu expandieren ist.
Greifsystem zum Greifen eines Bauteils eines Kraftfahrzeugs, das mindestens ein Greifgerät (10, 12, 32) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
Verfahren zum Greifen eines Bauteils, wobei das Bauteil für ein Kraftfahrzeug vorgesehen ist, mit mindestens einem Greifgerät (10, 12, 32), wobei das Bauteil ein Gehäuse (2) mit mindestens einer Schrauböffnung (4) mit einem Innendurchmesser aufweist, wobei an einem Ende des mindestens einen Greifgeräts (10, 12, 32) ein Greifmodul (18, 20, 30) mit einer Querschnittsfläche angeordnet ist, wobei das Greifmodul (18, 20, 30) mindestens ein verstellbares Spreizelement aufweist, wobei das Greifmodul (18, 20, 30) durch Verstellen des mindestens einen Spreizelements in unterschiedliche Betriebsstellungen mit unterschiedlich dimensionierten Querschnittsflächen überführt wird, wobei eine längste Linie, die die Querschnittsfläche in einer passiven Betriebsstellung schneidet, kleiner als der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung (4) eingestellt wird, und wobei mindestens eine Linie, die die Querschnittsfläche in einer aktiven Betriebsstellung schneidet, mindestens so groß wie der Innendurchmesser der mindestens einen Schrauböffnung (4) eingestellt wird, wobei das mindestens eine Greifmodul (18, 20, 30) in der aktiven Betriebsstellung relativ zu der mindestens einen Schrauböffnung (4) ortsfest fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das mindestens eine Greifgerät (10, 12, 32) einen Stab (16) aufweist, an dem das Greifmodul (18, 20, 30) angeordnet ist, wobei jeweils ein Greifmodul (18, 20, 30) in der passiven Betriebsstellung in jeweils eine Schrauböffnung (4) geführt, innerhalb der jeweiligen Schrauböffnung (4) in die aktive Betriebsstellung überführt und innerhalb der jeweiligen Schrauböffnung (4) an einer Innenwandung der jeweiligen Schrauböffnung (4) mit dieser ortsfest fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das mindestens eine Greifgerät (10, 12, 32) einen Stab (16) aufweist, an dem das Greifmodul (18, 20, 30) angeordnet ist, wobei jeweils ein Greifmodul (18, 20, 30) in der passiven Betriebsstellung in einen Eingang (6) jeweils einer Schrauböffnung (4) eingeführt, durch die jeweilige Schrauböffnung (4) hindurchgeführt und aus einem Ausgang (8) der jeweiligen Schrauböffnung (4) aus dieser herausgeführt wird, wobei das jeweilige Greifmodul (18, 20, 30) danach außerhalb der jeweiligen Schrauböffnung (4) in die aktive Betriebsstellung überführt und an dem Ausgang (8) der jeweiligen Schrauböffnung (4) ortsfest fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem mit dem mindestens einen Greifgerät (10, 12, 32) ein als Batterie ausgebildetes Bauteil gegriffen wird.