DE102019130187A1

DE102019130187A1 - Halter für einen aktuator

Info

Publication number: DE102019130187A1
Application number: DE102019130187.4A
Authority: DE
Inventors: Veit Bluhm
Original assignee: FIPA Holding GmbH
Current assignee: FIPA Holding GmbH
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-05-12
Also published as: WO2021089620A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Halter (1) für einen Aktuator, wobei der Halter (1) ein Winkelausgleichselement (2) aufweist. Das Winkelausgleichselement (2) weist eine in einem Gehäuse (3) des Halters (1) zumindest bereichsweise aufgenommene Führungskugel (4) auf, welche in dem Gehäuse (3) relativ zu dem Gehäuse (3) drehbar gelagert ist, wobei durch die Führungskugel (4) ein insbesondere geradliniger Kanal (5) verläuft. Das Winkelausgleichselement (2) weist ferner ein zylindrisches Anschlusselement (6) auf, welches zumindest bereichsweise in dem durch die Führungskugel (4) verlaufenden Kanal (5) aufgenommen ist, wobei das zylindrische Anschlusselement (6) in Längsrichtung des Anschlusselements (6) relativ zu der Führungskugel (4) bewegbar ist. Darüber hinaus weist das Winkelausgleichselement (2) ein Rückstellelement (7) auf, welches ausgebildet ist, eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement (6) auszuüben, wenn das Anschlusselement (6) relativ zu der Führungskugel (4) aus einer Grundposition des Anschlusselements (6) in Längsrichtung des Anschlusselements (6) bewegt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Arbeitsorgane insbesondere eines Roboters. Dazu zählen Aktoren/Effektoren, aber auch erforderliche Hilfseinrichtungen, wie Handgelenksachsen, Wechselsysteme, Führgehilfen, Schutzeinrichtungen und Sensoreinheiten. Im Einzelnen betrifft die Erfindung einen Halter für solche Arbeitsorgane sowie ein entsprechendes als Greifzange, Fingergreifer oder Sauggreifer ausgebildetes Arbeitsorgan mit solch einem Halter.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung betrifft diese insbesondere eine Anordnung mit einem Halter sowie mit einem mit dem Halter verbundenen Arbeitsorgan, wobei das Arbeitsorgan vorzugsweise eine Greifzange, insbesondere eine pneumatisch betätigte Greifzange ist. Die Greifzange kann ein Gehäuse aufweisen, in welchem ein vorzugsweise pneumatisch betätigbarer Linearantrieb ausgebildet ist.
Gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung betrifft diese eine Anordnung mit einem Halter sowie mit einem mit dem Halter verbundenen Arbeitsorgan, wobei das Arbeitsorgan ein als Vakuumsauger ausgeführter Sauggreifer ist.
Greifzangen erfüllen die Funktion des Erfassens und Haltens und stellen die Verbindung zwischen einem Roboterarm und dem Werkstück her. Ausschlaggebend für eine sichere Verbindung sind dabei die Art der Wirkpaarung und die Anzahl der Kontaktebenen. Die Wirkpaarung kann über Kraft-, Form- oder Stoffpaarung erzielt werden. Beim Einsatz einer Kraftpaarung wird der Halt durch das Ausüben eines Drucks auf die Werkstückoberfläche erzeugt. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der Formpaarung das Halten über eine formgleiche Umschließung des Werkstücks. Diese Verfahren werden bisher von der Industrie nur im geringen Maße genutzt, wobei sich speziell bei der Mikromontage jedoch eine Änderung abzeichnet.
Sauggreifer werden dazu benötigt, um Werkstücke anzusaugen, anzuheben und an einen anderen Ort verbringen zu können. Hierfür weist ein Sauggreifer in der Regel mindestens einen flexiblen Saugnapf als Greiferkopf auf, der einen an eine Unterdruckquelle anschließbaren Saugraum begrenzt und einen eine Saugöffnung umgrenzenden vorderen Endbereich sowie einen gegenüberliegenden hinteren Endbereich aufweist, welcher mit einem entsprechenden Greiferkörper verbunden ist. Die Saugöffnung des Saugnapfes ist in der Regel mit einer Dichtlippe gebildet, die an der Oberfläche des zu handhabenden Werkstücks anliegt bzw. anlegbar ist und dann zwischen dem Saugnapf und der Oberfläche des Werkstücks einen Saugraum umschließt, welcher entsprechend evakuiert werden kann. Dadurch legt sich der Saugnapf dicht an der Oberfläche des Werkstücks an und hält diesen pneumatisch fest.
Die Verwendung von bekannten Greifern, insbesondere Sauggreifern, um Werkstücke aus einem Behälter zu greifen und/oder um Werkstücke mit Oberflächen, die nicht horizontal ausgerichtet sind, zu greifen, ist derzeit nur eingeschränkt möglich. Dies liegt insbesondere daran, dass eine prozesssichere Handhabung von Werkstücken mit Greifern, insbesondere Sauggreifern, verlangt, dass die zu handhabenden Werkstücke eine entsprechend ausgerichtete Oberfläche aufweisen, um ein Greifen mit dem Greiferkopf des Greifers gewährleisten zu können. Diese Randbedingung ist in speziellen Anwendungsgebieten nicht oder nur teilweise realisierbar.
Dies gilt insbesondere für Anwendungen, wenn Werkstücke aus einer Verpackung oder einem Behälter oder der gleichen Ummantelung gegriffen werden müssen. In der Regel ist die Verpackung von außen nicht einsehbar, sodass sich der Greiferkopf, welcher in die Verpackung hineingefahren wird, entsprechend dem zu greifenden Werkstück ausrichten muss, um wirkungsvoll ein Greifen des Werkstücks mit dem Greiferkopf gewährleisten zu können.
Im Hinblick auf Greifzangen gilt diese Problematik im übertragenen Sinne. Zwar ist es bekannt, Greifzangen mit Sensoren zu versehen, mit denen die richtige Lage und die Anwesenheit eines Werkstücks erfasst bzw. erkannt werden kann, um so die Zuverlässigkeit der Greifzange zu optimieren, allerdings genügt bei manchen Anwendungen diese Maßnahme nicht, um bei der Handhabung des Werkstücks sicher eine potenzielle Beschädigung des Werkstücks ausschließen zu können. Dies liegt unter anderem daran, dass bei der Manipulation eines mit der Greifzange bereits sicher gegriffenen Werkstücks zum Teil erhebliche Beschleunigungen auftreten, welche das von der Greifzange gegriffene Werkstück unter Umständen beschädigen können.
Angesichts der geschilderten Problemstellung liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Lösung anzugeben, mit welcher ein Aktuator, insbesondere in Gestalt eines Arbeitsorgans eines Roboters, im Hinblick auf das Handling von Werkstücken optimiert werden kann. Insbesondere soll eine Maßnahme angegeben werden, mit welcher wirksam verhindert werden kann, dass bei der Manipulation eines Werkstücks dieses möglicherweise beschädigt wird.
Eine weitere Aufgabe ist darin zu sehen, einen Greifer mit einem Greiferkopf, wie beispielsweise einem Sauggreifer, über den bedarfsweise Werkstücke gegriffen werden können, anzugeben, wobei sich der Greiferkopf möglichst flexibel an die zu greifenden Werkstücke ausrichten kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen hiervon in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere einen Halter für einen Aktuator, insbesondere für ein Arbeitsorgan eines Roboters oder dergleichen Aktuator, wobei der Halter ein Winkelausgleichselement aufweist. Der Halter mit dem Winkelausgleichselement bildet dabei die Schnittstelle zwischen dem Aktuator einerseits und einem Manipulator beispielsweise eines Roboters. Unter dem hierin verwendeten Begriff „Manipulator“ ist jedwede Handhabungseinrichtung zu verstehen, mit welcher ein Aktuator, insbesondere Greifer (Greifzange, Fingergreifer, Sauggreifer, etc.) relativ zu einem Werkstück positioniert und ausgerichtet werden kann. Als derartige Handhabungseinrichtungen kommen insbesondere Hebeeinrichtungen, Roboterarme, Linearantriebe oder Rotationsantriebe in Frage.
Das Winkelausgleichselement des erfindungsgemäßen Halters ist mechanisch ausgebildet und weist eine in einem Gehäuse des Winkelausgleichselements zumindest bereichsweise aufgenommene Führungskugel auf, welche in dem Gehäuse relativ zu dem Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei durch die Führungskugel ein insbesondere geradliniger Kanal verläuft. Ferner weist das Winkelausgleichselement ein zylindrisches, insbesondere stiftförmiges Anschlusselement auf, welches zumindest bereichsweise in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal aufgenommen ist. Insbesondere ist dabei das zylindrische Anschlusselement in Längsrichtung des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel (sowie relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements) linear bewegbar.
Darüber hinaus weist das Winkelausgleichselement des erfindungsgemäßen Halters ein Rückstellelement auf, welches ausgebildet ist, eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement auszuüben, zumindest dann, wenn das Anschlusselement relativ zu der Führungskugel aus einer (vorab festgelegten oder festlegbaren) Grundposition des Anschlusselements in Längsrichtung des Anschlusselements bewegt wird.
Die mit dem erfindungsgemäßen Halter erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: durch das Vorsehen einer in einem Gehäuse des Winkelausgleichselements drehbar gelagerten Führungskugel ist das zylindrische Anschlusselement im Hinblick auf eine zentrische Mittelachse in der X- und/oder Y-Ebene pendelnd bewegbar. Mit anderen Worten, das Anschlusselement kann relativ zu der Längsachse des Halters pendelnd bewegt werden, um so bedarfsweise einen Winkelausgleich bereitzustellen.
Darüber hinaus zeichnet sich der erfindungsgemäße Halter dadurch aus, dass das Anschlusselement mit einer Einfederung versehen ist. Diese Einfederung wird dadurch realisiert, dass das zylindrische Anschlusselement in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal aufgenommen ist, wobei sich das zylindrische Anschlusselement in Längsrichtung (d.h. in Z-Richtung) des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel bewegen kann.
Durch das Vorsehen des erfindungsgemäßen Halters kann ein mit dem Anschlusselement des Halters verbundener Greifer (Greifzange, Fingergreifer, Sauggreifer, etc.) oder ein anderer mit dem Anschlusselement des Halters verbundener Aktuator schwenkbar an den Manipulator angelenkt werden. Diese gelenkige Anbindung des Greifers an den Manipulator ermöglicht es, dass sich der Greifer und insbesondere der Greiferkopf selbständig im Hinblick auf das zu greifende Werkstück ausrichten kann, und zwar insbesondere bevor das Werkstück tatsächlich von dem Greifer bzw. dem Greiferkopf des Greifers gegriffen wird.
Diese Fähigkeit ist insbesondere dann notwendig, wenn mit dem Greifer bzw. dem Greiferkopf Werkstücke aus einer Verpackung, wie beispielsweise einem Container oder dergleichen, „blind“ gegriffen werden sollen.
Das Winkelausgleichselement des erfindungsgemäßen Halters weist ferner einen Rückstellmechanismus mit einem Rückstellelement auf, um bedarfsweise das Anschlusselement und ein gegebenenfalls mit dem Anschlusselement verbundener Greifer in eine vorab festgelegte oder festlegbare Nulllage rückstellen zu können. Ein derartiger Rückstellmechanismus ist insbesondere dann notwendig, wenn sich das Anschlusselement mit einem daran befestigten Greifer zuvor relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements ausgelenkt hat, wobei nach der Handhabung des dann gegriffenen Werkstücks das Anschlusselement mit dem gegebenenfalls mit dem Anschlusselement verbundenen Greifer wieder in seine Nulllage zurückzubringen ist.
Die Führungskugel des Winkelausgleichselements kann insbesondere als gummielastische Kugel ausgebildet sein, sodass über die federelastische Eigenschaft des Kugelmaterials eine weitere Dämpfung realisierbar ist.
Gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halters weist das zylindrische Anschlusselement einen ersten Anschlussbereich auf, über den ein insbesondere pneumatisch betätigbarer Aktuator (beispielsweise Greifzange, Fingergreifer oder Sauggreifer) vorzugsweise lösbar oder austauschbar mit dem Halter verbunden oder verbindbar ist. Das zylindrische Anschlusselement weist ferner einen dem ersten Anschlussbereich gegenüberliegenden zweiten Anschlussbereich auf, über den ein an dem ersten Anschlusselement verbundener Aktuator mit der zur Betätigung des Aktuators notwendigen Energie, insbesondere Druckluft, versorgbar ist.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere von Vorteil, wenn das zylindrische Anschlusselement hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei mindestens ein Kanal durch das Anschlusselement von dem ersten Anschlussbereich zu dem zweiten Anschlussbereich verläuft. Dieser mindestens eine Kanal kann beispielsweise als Pneumatikleitung ausgeführt sein. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, in diesem mindestens einen Kanal elektrische Leitungen oder Sensorleitungen zu verlegen.
Um eine Bewegung des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel und dem Gehäuse des Winkelausgleichselements in Richtung des ersten Anschlussbereichs begrenzen zu können, ist gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halters ein Anschlag zwischen dem zweiten Anschlussbereich und der Führungskugel bzw. dem Gehäuse, in welchem die Führungskugel aufgenommen ist, vorgesehen. Der Anschlag ist vorzugsweise variabel einstellbar, um so den möglichen Bewegungshub des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel in Richtung des ersten Anschlussbereichs anpassen zu können.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es grundsätzlich auch denkbar, dass zwischen dem ersten Anschlussbereich und der Führungskugel bzw. dem Gehäuse des Winkelausgleichselements ein Anschlag vorgesehen ist, um eine Bewegung des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel und relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements in Richtung des zweiten Anschlussbereichs zu begrenzen. Auch hier ist es denkbar, dass der Anschlag variabel einstellbar ist, um so den zulässigen Bewegungshub des Anschlusselements relativ zu der Führungskugel und relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements einstellen zu können.
Vorzugsweise ist das Gehäuse des Winkelausgleichselements zur insbesondere lösbaren Verbindung mit einem Manipulator ausgebildet. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere denkbar, dass an dem Gehäuse des Winkelausgleichselements ein Verbinder vorgesehen ist, beispielsweise in Gestalt eines Bajonettanschlusses, über den das Gehäuse des Winkelausgleichselements und somit der Halter mit dem Manipulator verbunden werden kann. Selbstverständlich kommen hier aber auch andere Ausführungsformen in Frage, um den Halter mit dem Manipulator vorzugsweise lösbar zu verbinden.
Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Halters ist darin zu sehen, dass das zylindrische Anschlusselement in Längsrichtung des Anschlusselements relativ zu dem Gehäuse bewegbar ist, um so eine Einfederung des Anschlusselements bedarfsweise bereitstellen zu können. In diesem Zusammenhang ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung insbesondere vorgesehen, dass das zylindrische Anschlusselement über eine Gleitführung in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal längsverschieblich gelagert ist. Die Gleitführung wird vorzugsweise durch eine in dem durch die Führungskugel verlaufenden Kanal aufgenommene Führungshülse gebildet.
Insbesondere ist es gemäß Ausführungsformen denkbar, den Gleitkoeffizienten zwischen dem Anschlusselement und dem Kanal in der Führungskugel bzw. der Führungshülse bedarfsweise durch eine geeignete Beschichtung einzustellen.
In vorteilhafter Weise ist das Rückstellelement des Winkelausgleichselements nicht nur ausgebildet, bedarfsweise eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement auszuüben, um dieses dann wieder in seine (vorab festgelegte oder festlegbare) Grundposition zurückzubewegen. Vielmehr ist gemäß Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Halters vorgesehen, dass das Rückstellelement ferner ausgebildet ist, bedarfsweise eine Rückstellkraft und insbesondere bedarfsweise ein Rückstellelement auch auf die Führungskugel auszuüben, wenn die Führungskugel relativ zu dem Gehäuse des Winkelausgleichselements aus einer vorab festgelegten oder festlegbaren Grundstellung verdreht wurde. Bei dieser Ausführungsform kommt dem Rückstellelement somit eine Doppelfunktion zu. Dadurch kann die Baugröße des erfindungsgemäßen Halters minimiert werden.
Zur Realisierung der zuvor genannten Doppelfunktion des Rückstellelements kann vorgesehen sein, dass das Rückstellelement ausgebildet ist, eine Rückstellkraft und insbesondere ein Rückstellmoment auf die Führungskugel über das zylindrische Anschlusselement auszuüben.
In vorteilhafter Weise weist das Rückstellelement mindestens einen federelastischen Bereich auf, über den das Anschlusselement mit dem Gehäuse verbunden ist. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass der federelastische Bereich als Schenkelfeder oder als Elastomerkörper ausgeführt ist.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters ist im Hinblick auf das Rückstellelement vorgesehen, dass der federelastische Bereich des Rückstellelements insbesondere in Gestalt einer Lochscheibe mit einer zentralen Öffnung ausgeführt ist, wobei sich das Anschlusselement durch die zentrale Öffnung des als Lochscheibe ausgeführten Elastomerkörpers erstreckt und an der zentralen Öffnung mit dem Elastomerkörper fest verbunden ist. Die äußere Peripherie der Lochscheibe ist vorzugsweise mit dem Gehäuse des Winkelausgleichselements fest verbunden. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch Ihre kompakte und insbesondere gekapselte Konfiguration aus.
Um den Halter und insbesondere das Dämpfungsverhalten des Halters an die jeweilige Anwendung anpassen zu können, ist gemäß Realisierungen der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass die Elastizität des Rückstellelements variabel einstellbar ist.
Ferner ist es denkbar, dass das Anschlusselement über eine Feder, welche sich gegenüber der Führungskugel und/oder gegenüber dem Gehäuse des Winkelausgleichselements abstützt, in Richtung des ersten Anschlussbereichs des Anschlusselements vorgespannt wird, wobei vorzugsweise das Rückstellelement entgegen der Vorspannkraft der optional vorgesehenen Vorspannfeder wirkt.
Die Erfindung betrifft nicht lediglich einen Halter der zuvor genannten Art, sondern auch eine Anordnung mit einem Halter der erfindungsgemäßen Art sowie mit einem mit dem ersten Anschlussbereich des Anschlusselements verbundenen Arbeitsorgan, insbesondere Arbeitsorgan eines Manipulators, wobei gemäß bevorzugten Realisierungen dieses Arbeitsorgan eine pneumatisch betätigbare Greifzange, ein pneumatisch betätigbarer Fingergreifer oder ein pneumatisch betätigbarer Sauggreifer ist.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters näher beschrieben.
Es zeigt:

1 schematisch und in einer Schnittansicht eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters.

Der in 1 schematisch in einer Schnittansicht gezeigte Halter 1 dient insbesondere als Schnittstelle zwischen einem Arbeitsorgan eines Roboters, wie beispielsweise einer Greifzange, einem Fingergreifer oder einem Sauggreifer, und einer Handhabungseinrichtung, insbesondere einer Hebeeinrichtung oder einem Roboterarm. Dieser als Schnittstelle dienende Halter 1 dient einerseits zum Winkelausgleich und andererseits als Dämpfungselement beim Greifen eines in 1 nicht gezeigten Werkstücks. Durch das Vorsehen eines entsprechenden Halters 1 ist der Kollisionsschutz einer Greiferanordnung verbessert, da das Werkstück in einer gedämpften Weise gegriffen werden kann. Gleichzeitig gewährleistet der erfindungsgemäße Halter 1 eine stets optimale Ausrichtung des Greifers relativ zu dem zu greifenden Werkstück.
Hierzu weist der erfindungsgemäße Halter 1 ein federnd ausgeführtes Winkelausgleichselement 2 auf. Dieses federnd ausgeführte Winkelausgleichselement 2 ist rein mechanisch ausgebildet und benötigt kein zusätzliches Betriebsmedium, wie beispielsweise Druckluft oder elektrische Energie.
Das Winkelausgleichselement 2 des erfindungsgemäßen Halters 1 weist eine Führungskugel 4 auf. Die Führungskugel 4 kann aus einem Metall ausgebildet sein, wobei gemäß Ausführungsformen des empfindungsgemäßen Halters 1 für die Führungskugel 4 auch ein gummielastisches Material denkbar ist. Die Führungskugel 4 bildet einen sogenannten „Centerpoint“, also einen Gelenkmittelpunkt für die auszuführende Kippbewegung.
In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich denkbar, dass in der Führungskugel 4 ein Gegenkonus eingearbeitet ist, welcher mit einem Konus des Gehäuses 3 des Winkelausgleichselements 2 zusammenwirkt (nicht in 1 gezeigt). Die Führungskugel 4 ist in dem bereits genannten Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 zumindest bereichsweise aufgenommen, wobei die Führungskugel 4 in dem Gehäuse 3 relativ zu dem Gehäuse 3 drehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck sind in dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 entsprechende Führungsflächen zur drehbaren Lagerung der Führungskugel 4 ausgeführt.
Wie in 1 angedeutet, verläuft durch die Führungskugel 4 ein insbesondere geradliniger Kanal 5. Dieser Kanal 5 kann beispielsweise als Durchgangsbohrung ausgeführt sein.
Das Winkelausgleichselement 2 des in 1 schematisch dargestellten Halters 1 weist ein zylindrisches und insbesondere stiftförmiges Anschlusselement 6 auf, welches einen ersten Anschlussbereich 8 aufweist, über den ein insbesondere pneumatisch betätigbarer Aktuator (in 1 nicht gezeigt) vorzugsweise lösbar oder austauschbar mit dem Halter 1 bzw. mit dem zylindrischen Anschlusselement 6 des Halters 1 verbunden oder verbindbar ist.
Darüber hinaus weist das zylindrische Anschlusselement 6 einen dem ersten Anschlussbereich 8 gegenüberliegenden zweiten Anschlussbereich 9 auf, über den ein an dem ersten Anschlusselement 6 verbundener Aktuator mit der zur Betätigung des Aktuators notwendigen Energie, insbesondere Druckluft, versorgbar ist. Beispielsweise ist es denkbar, den zweiten Anschlussbereich 9 des Anschlusselements 6 als Druckluft-Schnellverbinder auszuführen.
Das zylindrische Anschlusselement 6 ist hohlzylindrisch ausgebildet, wobei ein Kanal 10 durch das Anschlusselement 6 von dem ersten Anschlussbereich 8 zu dem zweiten Anschlussbereich 9 verläuft. Dieser Kanal 10 kann als Druckluftkanal zur Druckluftversorgung eines an dem ersten Anschlussbereich 8 des Anschlusselements 6 angeschlossenen Aktuators dienen.
Das zylindrische Anschlusselement 6 ist - wie in 1 angedeutet - in dem durch die Führungskugel 4 verlaufenden Kanal 5 aufgenommen, wobei sich das zylindrische Anschlusselement 6 in Längsrichtung des Anschlusselements 6 relativ zu der Führungskugel 4 sowie relativ zu dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 bewegbar ist.
In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass das zylindrische Anschlusselement 6 über eine Gleitführung in dem durch die Führungskugel 4 verlaufenden Kanal 5 längsverschieblich gelagert ist, wobei bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Gleitführung durch eine in dem durch die Führungskugel 4 verlaufenden Kanal 5 aufgenommene Führungshülse 11 gebildet wird.
Bei der in 1 gezeigten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters 1 ist ferner zwischen dem zweiten Anschlussbereich 9 des zylindrischen Anschlusselements 6 und der Führungskugel 4 bzw. dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 ein Anschlag 12 vorgesehen, um eine Bewegung des Anschlusselements 6 relativ zu der Führungskugel 4 bzw. dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 in Richtung des ersten Anschlussbereichs 8 zu begrenzen.
In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich auch denkbar, dass ein weiterer Anschlag vorgesehen ist, um eine Bewegung des Anschlusselements 6 relativ zu der Führungskugel 4 und dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 in Richtung des zweiten Anschlussbereichs 9 zu begrenzen. Allerdings ist bei der in 1 schematisch gezeigten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters 1 ein solcher zweiter Anschlag nicht zwingend erforderlich, da bei dieser Ausführungsform eine Bewegung des Anschlusselements 6 relativ zu der Führungskugel 4 bzw. dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 durch das noch näher zu beschreibende Rückstellelement 7 begrenzt wird.
Obgleich in 1 nicht gezeigt, ist es ferner denkbar, dass dem zylindrischen Anschlusselement 6 eine Vorspannfeder zugeordnet ist, die in Richtung des ersten Anschlussbereichs 8 vorgespannt wird. Auf eine derartige Vorspannfeder kann bei geeigneter Ausbildung des Rückstellelements 7 jedoch verzichtet werden.
Das bereits erwähnte Rückstellelement 7 des Winkelausgleichselements 2 ist ausgebildet, eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement 6 auszuüben, zumindest dann, wenn das Anschlusselement 6 relativ zu der Führungskugel 4 aus einer Grundposition des Anschlusselements 6 in Längsrichtung des Anschlusselements 6 bewegt wird.
Bei der in 1 gezeigten exemplarischen Ausführungsform ist dieses Rückstellelement 7 als federelastischer Elastomerkörper in Gestalt einer Lochscheibe mit einer zentralen Öffnung ausgeführt. Dabei erstreckt sich das Anschlusselement 6 durch die zentrale Öffnung des als Lochscheibe ausgeführten Elastomerkörpers und ist an der zentralen Öffnung des Elastomerkörpers fest mit dem Elastomerkörper verbunden. Andererseits ist die äußere Peripherie des als Lochscheibe ausgeführten Elastomerkörpers mit dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 fest verbunden.
Der als Lochscheibe ausgeführte Elastomerkörper ist derart federelastisch ausgeführt, dass er insbesondere eine Einfederung des Anschlusselements 6 in Richtung des zweiten Anschlussbereichs 9 des Anschlusselements 6 zulässt, wenn eine entsprechende Kraft auf das Anschlusselement 6 in Richtung des zweiten Anschlussbereichs 9 ausgeübt wird.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen beschränkt, bei denen als Rückstellelement 7 ein als Lochscheibe ausgeführter Elastomerkörper zum Einsatz kommt. Vielmehr sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen als Rückstellelement 7 ein federelastischer Bereich dient, beispielsweise ein federelastischer Bereich, der über mindestens eine Schenkelfeder gebildet wird.
Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters 1 zeichnet sich dadurch aus, dass das Rückstellelement 7 nicht nur ausgebildet ist, bedarfsweise eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement 6 auszuüben, d.h. dann, wenn das Anschlusselement 6 relativ zu der Führungskugel 4 und relativ zu dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 aus einer Grundposition in Längsrichtung des Anschlusselements 6 bewegt wird, sondern auch um eine Rückstellkraft und insbesondere ein Rückstellmoment auf die Führungskugel 4 auszuüben, wenn die Führungskugel 4 relativ zu dem Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 aus einer Grundstellung verdreht wird. Dabei wird die notwendige Rückstellkraft bzw. das notwendige Rückstellelement 7 über das zylindrische Anschlusselement 6 auf die Führungskugel 4 übertragen.
Die in 1 schematisch dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters 1 weist einen kompakten Aufbau mit einer möglichst geringen Anzahl von Komponenten auf, was es gestattet, dass der Halter 1 besonders leichtgewichtig ausgeführt werden kann. Dies ist in der Robotertechnik ein wesentlicher Vorteil.
Darüber hinaus zeichnet sich der in 1 schematisch gezeigte Halter 1 durch seine gekapselte Ausführung aus, da mit Hilfe des als Lochscheibe ausgeführten Elastomerkörpers das Gehäuse 3 des Winkelausgleichselements 2 nach außen hin vollständig gekapselt ist. Auf diese Weise stellt der Halter 1 ein wartungsfreies Bauteil dar.
Die Erfindung ist nicht auf die in 1 gezeigte exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Halters 1 beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Bezugszeichenliste

1: Halter
2: Winkelausgleichselement
3: Gehäuse des Winkelausgleichselements
4: Führungshülse
5: Kanal in Führungskugel
6: zylindrisches Anschlusselement
7: Rückstellelement
8: erster Anschlussbereich des zylindrischen Anschlusselements
9: zweiter Anschlussbereich des zylindrischen Anschlusselements
10: Kanal 5 im Anschlusselement
11: Führungshülse
12: Anschlag

Claims

Halter (1) für einen Aktuator, insbesondere für ein Arbeitsorgan eines Roboters oder dergleichen Aktuator, wobei der Halter (1) ein Winkelausgleichselement (2) aufweist, wobei das Winkelausgleichselement (2) Folgendes aufweist: - eine in einem Gehäuse (3) des Halters (1) zumindest bereichsweise aufgenommene Führungskugel (4), welche in dem Gehäuse (3) relativ zu dem Gehäuse (3) drehbar gelagert ist, wobei durch die Führungskugel (4) ein insbesondere geradliniger Kanal (5) verläuft; - ein zylindrisches Anschlusselement (6), welches zumindest bereichsweise in dem durch die Führungskugel (4) verlaufenden Kanal (5) aufgenommen ist, wobei das zylindrische Anschlusselement (6) in Längsrichtung des Anschlusselements (6) relativ zu der Führungskugel (4) bewegbar ist; und - ein Rückstellelement (7), welches ausgebildet ist, eine Rückstellkraft auf das Anschlusselement (6) auszuüben, wenn das Anschlusselement (6) relativ zu der Führungskugel (4) aus einer Grundposition des Anschlusselements (6) in Längsrichtung des Anschlusselements (6) bewegt wird.
Halter (1) nach Anspruch 1, wobei das zylindrische Anschlusselement (6) einen ersten Anschlussbereich (8) aufweist, über den ein insbesondere pneumatisch betätigbarer Aktuator vorzugsweise lösbar oder austauschbar mit dem Halter (1) verbunden oder verbindbar ist, und wobei das zylindrische Anschlusselement (6) einen dem ersten Anschlussbereich (8) gegenüberliegenden zweiten Anschlussbereich (9) aufweist, über den ein an dem ersten Anschlusselement (6) verbundener Aktuator mit zur Betätigung des Aktuators notwendiger Energie, insbesondere Druckluft, versorgbar ist.
Halter (1) nach Anspruch 2, wobei das zylindrische Anschlusselement (6) hohlzylindrisch ausgeführt ist, und wobei mindestens ein Kanal (10) durch das Anschlusselement (6) von dem ersten Anschlussbereich (8) zu dem zweiten Anschlussbereich (9) verläuft.
Halter (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei zwischen dem zweiten Anschlussbereich (9) und der Führungskugel (4) ein Anschlag (12) vorgesehen ist zum Begrenzen einer Bewegung des Anschlusselements (6) relativ zu der Führungskugel (4) in Richtung des ersten Anschlussbereichs (8).
Halter (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei zwischen dem ersten Anschlussbereich (8) und der Führungskugel (4) ein Anschlag vorgesehen ist zum Begrenzen einer Bewegung des Anschlusselements (6) relativ zu der Führungskugel (4) in Richtung des zweiten Anschlussbereichs (9).
Halter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse (3) der insbesondere lösbaren Verbindung mit einem Manipulator, insbesondere einem Roboterarm oder dergleichen, ausgebildet ist.
Halter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zylindrische Anschlusselement (6) über eine Gleitführung in dem durch die Führungskugel (4) verlaufenden Kanal (5) längsverschieblich gelagert ist, wobei die Gleitführung vorzugsweise durch eine in dem durch die Führungskugel (4) verlaufenden Kanal (5) aufgenommene Führungshülse (11) gebildet wird.
Halter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Rückstellelement (7) ferner ausgebildet ist, eine Rückstellkraft und insbesondere ein Rückstellmoment auf die Führungskugel (4) auszuüben, wenn die Führungskugel (4) relativ zu dem Gehäuse (3) aus einer Grundstellung verdreht ist.
Halter (1) nach Anspruch 8, wobei das Rückstellelement (7) ausgebildet ist, eine Rückstellkraft und insbesondere ein Rückstellmoment auf die Führungskugel (4) über das zylindrische Anschlusselement (6) auszuüben.
Halter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Rückstellelement (7) mindestens einen federelastischen Bereich aufweist, über den das Anschlusselement (6) mit dem Gehäuse (3) verbunden ist.
Halter (1) nach Anspruch 10, wobei der federelastische Bereich als Schenkelfeder oder als Elastomerkörper ausgeführt ist.
Halter (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der federelastische Bereich einen Elastomerkörper in Gestalt einer Lochscheibe mit einer zentralen Öffnung aufweist, wobei sich das Anschlusselement (6) durch die zentrale Öffnung des als Lochscheibe ausgeführten Elastomerkörpers erstreckt und an der zentralen Öffnung mit dem Elastomerkörper fest verbunden ist, wobei die äußere Peripherie der Lochscheibe mit dem Gehäuse (3) des Winkelausgleichselements (2) fest verbunden ist.
Anordnung mit einem Halter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und mit einem mit dem Halter (1), und insbesondere mit einem Anschlussbereich (8) des zylindrischen Anschlusselements (6) des Halters (1) verbundenen Arbeitsorgan, insbesondere Arbeitsorgan eines Roboters.
Anordnung nach Anspruch 13, wobei das Arbeitsorgan eine pneumatisch betätigte Greifzange, ein pneumatisch betätigter Fingergreifer oder ein pneumatisch betätigter Sauggreifer ist.