DE102021113158A1 - Gripping or clamping device with drive module and guide module and modular system for this - Google Patents
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Abstract
Greif- oder Spannvorrichtung (10) mit einem Führungsmodul (12) und einem Antriebsmodul (14) sowie zugehöriger Baukasten.Gripping or clamping device (10) with a guide module (12) and a drive module (14) and associated modular system.
Description
Die Erfindung betrifft eine Greif- oder Spannvorrichtung mit zwei entlang einer gemeinsamen Längsrichtung, in einer Backenführung aufeinander zu und voneinander weg verfahrbaren Backen, mit zwei entlang der Längsrichtung, jeweils entlang einer Kolbenachse verlagerbaren, wenigstens einen Druckraum begrenzenden Kolben. Ferner ist vorgesehen, dass die Kolben jeweils eine Kolbenstange umfassen, an denen jeweils ein Koppelabschnitt vorsehen ist, wobei die beiden Koppelabschnitte mit einem senkrecht zur Längsrichtung, drehbar angeordneten Koppelglied bewegungssynchronisiert sind. Zudem weisen der jeweilige Kolben oder die jeweils zugehörige Kolbenstange einen Mitnehmer und die Backen jeweils einen mit dem jeweiligen Mitnehmer zusammenwirkenden Mitnahmeabschnitt auf, wobei zwischen dem jeweiligen Mitnehmer und dem zugehörigen Mitnahmeabschnitt wenigstens ein elastisches Element vorgesehen ist.The invention relates to a gripping or clamping device with two jaws that can be moved toward and away from one another in a jaw guide along a common longitudinal direction, with two pistons that can be displaced in the longitudinal direction, each along a piston axis, and delimit at least one pressure chamber. Furthermore, it is provided that the pistons each comprise a piston rod, on each of which a coupling section is provided, with the two coupling sections being synchronized in terms of movement with a coupling member arranged rotatably perpendicular to the longitudinal direction. In addition, the respective piston or the respectively associated piston rod has a driver and the jaws each have a driver section interacting with the respective driver, with at least one elastic element being provided between the respective driver and the associated driver section.
Aus der
Ferner ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Greif- oder Spanneinheit bereitzustellen, die einen günstigen Aufbau aufweist, die flexibel einsetzbar ist und die funktionssicher sowie mit verbesserter Präzision der Griffposition unter verschiedenen Belastungen arbeitet.The object of the invention is to provide a gripping or clamping unit that has a favorable structure, that can be used flexibly and that works reliably and with improved precision of the grip position under different loads.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Greif- oder Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This problem is solved by a gripping or clamping device with the features of patent claim 1.
Folglich ist insbesondere vorgesehen, dass die Kolben, die Kolbenstangen, das Koppelglied und die Mitnehmer in einem Antriebsmodul vorgesehen sind und dass die Backenführung, die Backen und die Mitnahmeabschnitte in einem Führungsmodul vorgesehen sind, wobei das Führungsmodul lösbar am Antriebsmodul angeordnet ist, so dass es aus einer Montagelage, in der es am Antriebsmodul angeordnet ist, in eine Demontagelage, in der es vom Antriebsmodul abnehmbar ist, überführbar ist.Consequently, it is provided in particular that the pistons, the piston rods, the coupling member and the drivers are provided in a drive module and that the jaw guide, the jaws and the driver sections are provided in a guide module, with the guide module being detachably arranged on the drive module so that it can be transferred from an assembly position, in which it is arranged on the drive module, into a disassembly position, in which it can be removed from the drive module.
Die Ausbildung hat den Vorteil, dass das Führungsmodul und das Antriebsmodul austausch- und auswechselbar sind. Je nach Greifaufgabe und nach Anforderungen an die zu greifenden Bauteile können folglich das Führungsmodul und/oder das Antriebsmodul ausgetauscht werden. Grundsätzlich ist denkbar, dass verschiedene Antriebsmodule, die verschiedene Antriebscharakteristika aufweisen, und verschiedene Führungsmodule, die unterschiedliche Backen für unterschiedliche Greifaufgaben vorsehen, Verwendung finden können.The training has the advantage that the guide module and the drive module can be exchanged and exchanged. Depending on the gripping task and the requirements for the components to be gripped, the guide module and/or the drive module can consequently be exchanged. In principle, it is conceivable that different drive modules, which have different drive characteristics, and different guide modules, which provide different jaws for different gripping tasks, can be used.
Ferner ist vorteilhaft, dass je nach Greifaufgabe Führungsmodule und/oder Antriebsmodule mit unterschiedlichen elastischen Elementen vorgesehen werden können, die, je nach Greifaufgabe, eine ausreichend hohe Vorspannkraft während des Greifvorgangs bereitstellen, um ein in der Greifvorrichtung, im Kraftfluss der einzelnen Komponenten liegendes Spiel zu kompensieren und/oder um eine ausreichend hohe Haltekraft bereitzustellen. Die austauschbaren elastischen Elemente können dabei unterschiedliche Härtegrade Shore A-D vorsehen. Die elastischen Elemente können dabei insbesondere als Elastomerblöcke, Elastomerpuffer, Federelemente oder sonstiger elastisch nachgiebiger Bauteile realisiert sein.It is also advantageous that, depending on the gripping task, guide modules and/or drive modules with different elastic elements can be provided which, depending on the gripping task, provide a sufficiently high pretensioning force during the gripping process to eliminate play in the gripping device, in the power flow of the individual components compensate and / or to provide a sufficiently high holding force. The exchangeable elastic elements can provide different degrees of Shore A-D hardness. The elastic elements can be implemented in particular as elastomer blocks, elastomer buffers, spring elements or other elastically flexible components.
Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn die Ausbildung derart ist, dass die elastischen Elemente in der Demontagelage austauschbar ausgebildet sind. Je nach verwendeter Antriebsmodule bzw. Führungsmodule und je nach Greifaufgabe können unterschiedliche elastische Elemente Verwendung finden. Die Ausbildung hat ferner den Vorteil, dass die elastischen Elemente, die im Betrieb einem Verschleiß unterliegen können, nach einer entsprechenden Anzahl von Greif- oder Spannhüben auf vergleichsweise einfache Art und Weise ausgetauscht werden können. Insbesondere ist denkbar, elastische Elemente mit unterschiedlichen Härtegraden, insbesondere unterschiedlichen Härtegraden nach Shore A-D, einzusetzen.It is particularly advantageous if the design is such that the elastic elements are designed to be exchangeable in the dismantling position. Depending on the drive module or guide module used and depending on the gripping task, different elastic elements can be used. The design also has the advantage that the elastic elements, which can be subject to wear during operation, can be replaced in a comparatively simple manner after a corresponding number of gripping or clamping strokes. In particular, it is conceivable to use elastic elements with different degrees of hardness, in particular different degrees of hardness according to Shore A-D.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Mitnehmer und die Mitnahmeabschnitte entlang einer gemeinsamen in Längsrichtung verlaufenden Mitnehmerachse angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Krafteinleitung durch die Mitnehmer in die Backen symmetrisch entlang der Mitnehmerachse erfolgt. Insgesamt ergeben sich hierbei im Führungsmodul im Wesentlichen keine Quer zur Mitnehmerachse verlaufende, sondern in erster Linie in Längsachsrichtung symmetrisch wirkende Kräfte.Furthermore, it is advantageous if the drivers and the driver sections are arranged along a common driver axis running in the longitudinal direction. This has the advantage that the force is introduced through the drivers into the jaws symmetrically along the driver axis. Overall, there are essentially no forces running transversely to the driver axis in the guide module, but forces that primarily act symmetrically in the direction of the longitudinal axis.
Ferner ist vorteilhaft, wenn die Mitnehmer jeweils einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an der jeweiligen Kolbenstange und jeweils sich in Querrichtung, also quer zur Längsrichtung und zu einer sich hin zu den Backen gerichteten Hochrichtung, erstreckenden Brückenabschnitt aufweisen, wobei der Brückenabschnitt den Querabstand zwischen der jeweiligen Kolbenachse und der Mitnehmerachse überbrückt. Auf diese Art und Weise können folglich die Mitnehmer entlang der gemeinsamen Mitnehmerachse angeordnet werden, wobei die Kolbenachsen voneinander beabstandet vorgesehen sind.It is also advantageous if the drivers each have a fastening section for fastening to the respective piston rod and a bridge section extending in the transverse direction, i.e. transverse to the longitudinal direction and to a vertical direction directed towards the jaws, the bridge section covering the transverse distance between rule of the respective piston axis and the driver axis bridged. In this way, the drivers can consequently be arranged along the common driver axis, with the piston axes being provided at a distance from one another.
Die Mitnehmer können dabei an der jeweiligen Kolbenstange in Längsrichtung an den jeweiligen Koppelabschnitt angrenzend oder dazu beabstandet angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass eine klare Trennung der Funktionen der Kolbenstange vorgesehen wird; zum einen den Koppelabschnitt, mit dem die Kolbenstangen mit dem Koppelglied zusammenwirken und zum anderen den Mitnehmer, der letztlich die Backen mitnimmt.The drivers can be arranged on the respective piston rod in the longitudinal direction adjacent to the respective coupling section or at a distance therefrom. This has the advantage that a clear separation of the functions of the piston rod is provided; on the one hand the coupling section with which the piston rods interact with the coupling member and on the other hand the driver which ultimately entrains the jaws.
Ferner ist vorteilhaft, wenn das Führungsmodul und das Antriebsmodul so ausgebildet sind, dass das Führungsmodul entlang der Hochrichtung auf das Antriebsmodul aufsetzbar und abnehmbar ist, wobei die Mitnehmer und die Mitnahmeabschnitte derart ausgebildet sind, dass sie in der Montagelage ineinander formschlüssig eingreifen. Beim Abnehmen des Führungsmoduls in der Demontagelage lösen sich folglich die Mitnehmer von den Mitnahmeabschnitten, bzw. verlieren ihren Formschluss und damit ihre Bewegungskopplung.It is also advantageous if the guide module and the drive module are designed in such a way that the guide module can be placed on and removed from the drive module in the vertical direction, with the drivers and the driver sections being designed in such a way that they engage in one another in a form-fitting manner in the installed position. Consequently, when removing the guide module in the dismantling position, the drivers detach from the driver sections or lose their form fit and thus their movement coupling.
Dabei ist vorteilhaft, wenn die Mitnehmer jeweils einen sich in Hochrichtung erstreckenden Zapfen bzw. eine Ausnehmung aufweisen und wenn die Mitnahmeabschnitte jeweils dazu komplementäre Ausnehmungen bzw. Zapfen aufweisen. Sind die Mitnehmer also als Zapfen ausgebildet, sind die Mitnahmeabschnitte als komplementäre Ausnehmungen ausgebildet. Sind hingegen die Mitnehmer als Ausnehmungen ausgebildet, dann sind die Mitnahmeabschnitte als dazu komplementäre Zapfen ausgebildet. Die Zapfen können dabei einen runden oder vorzugsweise eckigen und insbesondere viereckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Die Ausnehmungen sind dann entsprechend komplementär ausgebildet. Vorzugsweise sind die Zapfen und auch die Ausnehmungen in Hochrichtung zylinderförmig ausgebildet, weisen also einen konstanten Querschnitt auf.It is advantageous if the carriers each have a peg or recess extending in the vertical direction and if the entrainment sections each have recesses or pegs complementary thereto. If the drivers are designed as pins, the driver sections are designed as complementary recesses. If, on the other hand, the drivers are in the form of recesses, then the driver sections are in the form of pins complementary thereto. The pins can have a round or preferably angular and in particular quadrangular or square cross-section. The recesses are then formed in a correspondingly complementary manner. Preferably, the pins and also the recesses are cylindrical in the vertical direction, ie have a constant cross section.
Die elastischen Elemente sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie entweder am Führungsmodul oder am Antriebsmodul verliersicher und insbesondere formschlüssig angeordnet sind. Die elastischen Elemente sind ferner vorzugsweise so ausgebildet, dass sie auf die Zapfen aufgesteckt und/oder in die Ausnehmungen eingesteckt werden können. Insgesamt ergibt sich hierdurch eine vergleichsweise einfache Austauschbarkeit der elastischen Elemente.The elastic elements are preferably designed in such a way that they are arranged captively and in particular in a form-fitting manner either on the guide module or on the drive module. Furthermore, the elastic elements are preferably designed in such a way that they can be slipped onto the pins and/or inserted into the recesses. Overall, this results in a comparatively simple exchangeability of the elastic elements.
Ferner ist vorteilhaft, wenn am Führungsmodul mit der jeweiligen Backe eine bewegungsgekoppelte, insbesondere mit der Backe verschraubte Aufsatzbacke vorgesehen ist. Ferner ist dann vorteilhaft, wenn am Führungsmodul wenigstens abschnittsweise zwischen die jeweilige Backe und die zugehörige Aufsatzbacke eingreifende Dichtabschnitte vorgesehen sind. Insgesamt kann hierdurch eine Dichtwirkung zwischen den Aufsatzbacken und den Dichtabschnitten so vorgesehen sein, dass keine Medien oder Fluide in das Führungsmodul gelangen können. Dabei ist denkbar, dass an den Dichtabschnitten und/oder an den Aufsatzbacken entsprechend ausgebildete Dichtlippen vorgesehen sind.Furthermore, it is advantageous if a movement-coupled top jaw, in particular screwed to the jaw, is provided on the guide module with the respective jaw. Furthermore, it is then advantageous if sealing sections are provided on the guide module which engage at least in sections between the respective jaw and the associated top jaw. Overall, a sealing effect can be provided between the top jaws and the sealing sections in such a way that no media or fluids can get into the guide module. It is conceivable that correspondingly designed sealing lips are provided on the sealing sections and/or on the top jaws.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn Gehäusekappen vorgesehen sind, die in der Montagelage das Antriebsmodul und das Führungsmodul gegenseitig fixieren und fügen. Durch die Gehäusekappen werden folglich die beiden Module zusammengehalten. Die Gehäusekappen sind dabei vorzugsweise an den in Längsrichtung vorgesehenen freien Enden der Greif- oder Spannvorrichtung vorgesehen und verschließen die entsprechenden Stirnseiten der beiden Module.Furthermore, it is advantageous if housing caps are provided which mutually fix and join the drive module and the guide module in the installed position. The two modules are consequently held together by the housing caps. The housing caps are preferably provided on the free ends of the gripping or clamping device provided in the longitudinal direction and close the corresponding end faces of the two modules.
Dabei ist denkbar, dass die Gehäusekappen so ausgebildet sind, dass sie die Druckräume der beiden Kolben verschließen. Dies hat den Vorteil, dass keine weiteren Bauteile zum Schließen der Druckräume vorzusehen sind.It is conceivable that the housing caps are designed in such a way that they close the pressure chambers of the two pistons. This has the advantage that no additional components need to be provided to close the pressure chambers.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft vorgesehen sind, die auf das Koppelglied wirkt und es beim Greifen- oder Spannen eines Bauteils stets in die gleiche Drehrichtung drängt, so dass zwischen dem jeweiligen Koppelabschnitt und dem Koppelglied und/oder dem jeweiligen Mitnehmer und dem jeweils zugehörigen Mitnahmeabschnitt vorhandenes Spiel, also vorhandener Bewegungsfreiraum über mehrere Greif- oder Spannvorgänge hinweg zur gleichen Backe hin wenigstens weitgehend beseitigt wird. Dadurch wird insbesondere das komplette Spiel, also der komplette Bewegungsfreiraum der beiden Antriebsstränge der Backen, über das Koppelglied immer zur gleichen Backe hin beseitigt, wodurch letztlich eine erhöhte Wiederholpräzision der Greif- oder Spannvorrichtung bereitgestellt wird. Die Antriebsstränge werden dabei gebildet von jeweils einem Kolben, der jeweils dazugehörigen Kolbenstange, dem zugehörigen Mitnehmer und der mit dem jeweiligen Mitnehmer gekoppelten jeweiligen Backe.Furthermore, it is advantageous if means are provided for providing a synchronization force that acts on the coupling element and always forces it in the same direction of rotation when gripping or clamping a component, so that between the respective coupling section and the coupling element and/or the respective driver and the respectively associated entrainment section existing play, ie existing freedom of movement over several gripping or clamping processes towards the same jaw is at least largely eliminated. As a result, in particular the complete play, ie the complete freedom of movement of the two drive trains of the jaws, is always eliminated via the coupling element towards the same jaw, which ultimately provides increased repeatability of the gripping or clamping device. The drive trains are each formed by a piston, the respective associated piston rod, the associated driver and the respective jaw coupled to the respective driver.
Ohne das Vorsehen der Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft kommt es immer wieder zu Problemen bei der Wiederholgenauigkeit des Greifvorgangs. Insbesondere dann, wenn beide Antriebskolben identische Kolbenflächen aufweisen und die beiden Antriebsstränge identisch aufgebaut sind, kann beim Greif- oder Spannvorgang das in den Antriebssträngen vorhandene Spiel entweder durch die Bewegung der einen Backe oder die Bewegung der anderen Backe beseitigt werden. Ob die Bewegung der einen Backe oder der anderen Backe das Spiel herausdrückt, kann auch von äußeren Umständen abhängen, beispielsweise von den auf die Backen wirkenden Lasten oder der Orientierung der Greifvorrichtung im Raum. Insgesamt ergibt sich ohne das Vorsehen der Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft die ungute Situation, dass nicht eindeutig vorhersehbar ist, welche der beiden Backen letztlich das Spiel beseitigt, wodurch sich beim Greifen oder Spannen das Koppelglied in unterschiedliche Richtungen verdreht, woraus sich wiederrum unterschiedliche und nicht vorhersehbare Endlagen der Backen ergeben können. Entsprechend variiert dann die Position des Greif- oder Spannzentrums, je nachdem welche der Backen das Spiel letztlich kompensiert.Without providing the means for providing a synchronization force, there are always problems with the repeatability of the gripping process. In particular when both drive pistons have identical piston surfaces and the two drive trains are constructed identically, the play present in the drive trains during the gripping or clamping process can be eliminated either by moving one jaw or by moving the other jaw. Whether the movement of one jaw or the other jaw pushes out the play can also depend on external circumstances, for example the loads acting on the jaws or the orientation of the gripping device in space. Overall, without the provision of the means for providing the synchronization force, the unfortunate situation arises that it cannot be clearly foreseen which of the two jaws will ultimately eliminate the play, which means that the coupling link twists in different directions when gripping or tightening, which in turn results in different and not predictable end positions of the jaws can result. The position of the gripping or clamping center then varies accordingly, depending on which of the jaws ultimately compensates for the play.
Ferner ist ohne das Bereitstellung der Synchronisationskraft nachteilhaft, dass sich bei der Direktabfrage von nur einer Backe sich die auf das Bauteil bezogene effektive Maßtoleranz verdoppelt. Dies deshalb, weil nur der Verfahrweg einer Backe, also das halbe Bauteilmaß gemessen wird.Furthermore, without the provision of the synchronization force, it is disadvantageous that the effective dimensional tolerance related to the component is doubled when only one jaw is directly queried. This is because only the traverse path of a jaw, i.e. half the component dimension, is measured.
Dabei ist vorteilhaft, wenn die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch die elastischen Elemente realisiert sind, wobei das eine elastische Element, das mit der einen Backe zusammenwirkt, eine andere Federcharakteristik oder einen anderen Härtegrad aufweist, als das andere elastische Element, das mit der anderen Backe zusammenwirkt. Das weichere elastische Element wird dann beim Greifen oder Spannen stärker komprimiert als das härtere elastische Element, wodurch eine definierte und in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft auf bereitgestellt werden kann. Da sich die elastischen Elemente direkt im Kraftfluss des jeweiligen Antriebsstranges zwischen den Backen und den Kolben befinden, kann sämtliches im jeweiligen Antriebsstrang bzw. Kraftfluss vorhandenes Spiel wenigstens weitgehend beseitigt und zudem über das Kopplungselement eine Synchronisation der Greif- und Spannkraft erreicht werden.It is advantageous if the means for providing the synchronization force are realized by the elastic elements, with one elastic element that interacts with one jaw having a different spring characteristic or a different degree of hardness than the other elastic element that interacts with the other back works together. The softer elastic element is then compressed more than the harder elastic element during gripping or tensioning, as a result of which a defined synchronization force directed in one direction can be provided. Since the elastic elements are located directly in the power flow of the respective drive train between the jaws and the pistons, all play in the respective drive train or power flow can be at least largely eliminated and the gripping and clamping force can also be synchronized via the coupling element.
Eine geeignete, dass Koppelglied zum Spielausgleich stets in die gleiche Richtung verdrehend Synchronisationskraft kann auch auf andere Art und Weise bereitgestellt werden.A suitable synchronization force, such that the coupling element always rotates in the same direction to compensate for play, can also be provided in another way.
Dabei können die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich große Kolbenflächen der beiden Kolben realisiert sein. Ebenso ist denkbar, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich hohe Drücke in den beiden Kolbenräumen beim Verfahren der Kolben in eine Greif- oder Spannlage realisiert sind. Durch die genannten Maßnahmen wird gewährleistet, dass die von dem einen Kolben bereitgestellte Kraft stets größer ist als die von dem anderen Kolben bereitgestellte Kraft. Durch die resultierende, stets in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft wird das Spiel stets die gleiche Richtung beseitigt.The means for providing the synchronization force can be realized by piston surfaces of different sizes of the two pistons. It is also conceivable that the means for providing the synchronization force are realized by different levels of pressure in the two piston chambers when the pistons are moved into a gripping or clamping position. The measures mentioned ensure that the force provided by one piston is always greater than the force provided by the other piston. The resulting synchronization force, which is always directed in one direction, eliminates backlash in the same direction.
Die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft können auch durch unterschiedliche Steifigkeiten der beiden Kolbenstangen, der beiden Mitnehmer, der beiden Mitnahmeabschnitte und/oder weiterer, zwischen dem jeweiligen Kolben und der jeweiligen Backe liegender Bauteile realisiert sein. Beim Greifen oder Spannen verformen sich dann die weniger steifen Bauteile zuerst, wodurch ebenfalls eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden kann.The means for providing the synchronization force can also be realized by different rigidities of the two piston rods, the two drivers, the two driver sections and/or other components located between the respective piston and the respective jaw. When gripping or clamping, the less rigid components then deform first, which can also provide a directed synchronization force.
Auch denkbar ist, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft unterschiedlich hohe Reibungswerte zwischen der einen Backe und der Backenführung und der anderen Backe und der Backenführung, durch unterschiedlich hohe Reibungswerte des mit der eine Backe bewegungsgekoppelten Kolbens und/oder der zugehörigen Kolbenstange und des mit der anderen Backe bewegungsgekoppelten Kolbens und/oder der zugehörigen Kolbenstange realisiert werden. Unterschiedliche Reibwerte können beispielsweise durch unterschiedliche Dichtungen im einen Antriebsstrang als im anderen Antriebsstrang realisiert werden. Auch hierdurch kann eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden.It is also conceivable that the means for providing the synchronization force have different friction values between the one jaw and the jaw guide and the other jaw and the jaw guide, due to different friction values of the piston and/or the associated piston rod that is motion-coupled to one jaw and the one with the other jaw motion-coupled piston and / or the associated piston rod can be realized. Different coefficients of friction can be realized, for example, by different seals in one drive train than in the other drive train. A directed synchronization force can also be provided in this way.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch einen Baukasten zur Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Greif- oder Spannvorrichtung, wobei der Baukasten wenigstens ein und vorzugsweise mehrere Antriebsmodule und ferner wenigstens ein und vorzugsweise mehrere Führungsmodule aufweist. Je nach Greifaufgabe und Verschleiß der einzelnen Module können dann unterschiedliche bzw. austauschbare Module Verwendung finden.The object mentioned at the outset is also achieved by a modular system for providing a gripping or clamping device according to the invention, the modular system having at least one and preferably several drive modules and also at least one and preferably several guide modules. Depending on the gripping task and wear and tear of the individual modules, different or interchangeable modules can then be used.
Ferner ist vorteilhaft, wenn ein solcher Baukasten unterschiedliche elastische Elemente vorsieht, wobei die unterschiedlichen elastischen Elemente insbesondere identische Abmessungen, aber unterschiedliche Härtegrade aufweisen. Je nach Greifaufgabe und Führungsmodul können dann entsprechend geeignete elastische Elemente mit einem entsprechend geeigneten Härtegrad, insbesondere mit einem geeigneten Härtegrad nach Shore A-D, Verwendung finden.It is also advantageous if such a construction kit provides different elastic elements, the different elastic elements having in particular identical dimensions but different degrees of hardness. Depending on the gripping task and guide module, suitable elastic elements with a suitable degree of hardness, in particular with a suitable degree of hardness according to Shore A-D, can then be used.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert wird.Further details and advantageous configurations of the invention are given below Description to refer to which an embodiment of the invention is described and explained in more detail.
Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Greifvorrichtung mit einem Antriebsmodul und einem Führungsmodul; -
2 das Führungsmodul der Greifvorrichtung gemäß1 von schräg unten; -
3 das Antriebsmodul der Greifvorrichtung gemäß1 von schräg oben; -
4 einen Horizontalschnitt durch das Antriebsmodul gemäß3 ; -
5 im Antriebsmodul gemäß3 untergebrachte Kolben und Kolbenstangen sowie im Führungsmodul gemäß2 untergebrachte Backen in isometrischer Ansicht; und -
6 einen Vertikalschnitt durch die Anordnung gemäß5 .
-
1 a longitudinal section through a gripping device according to the invention with a drive module and a guide module; -
2 according to the guide module of the gripping device1 from diagonally below; -
3 according to the drive module of the gripping device1 from diagonally above; -
4 according to a horizontal section through the drive module3 ; -
5 in the drive module according to3 accommodated pistons and piston rods as well as in the guide module according to2 housed jaws in isometric view; and -
6 according to a vertical section through the arrangement5 .
In der
Wie aus der in
Wie insbesondere aus
Die Kolben 32 umfassen jeweils eine Kolbenstange 38, wobei die Kolbenstangen 38 einander zugewandt jeweils einen Koppelabschnitt 40 in Form eines Zahnstangenabschnitts aufweisen. Zwischen den beiden Koppelabschnitten ist ein Koppelglied 42 vorgesehen, das um eine Drehachse 44 drehbar ist und ein zwischen zwei Lagerabschnitten 43 vorgesehenes Ritzel 45 umfasst, das mit den Koppelabschnitten 42 zusammenwirkt. Die Drehachse 44 verläuft quer zur Längsrichtung und quer zur Hochrichtung 46. Senkrecht zur Längsrichtung 16 und zur Hochrichtung 46 erstreckt sich die Querrichtung 47. Über das Koppelglied 42 werden die Bewegungen der Kolben 32 und der Kolbenstangen 38, bzw. die Antriebsstränge zum Antreiben einerseits der einen Backe 18 und andererseits der anderen Backe 18 synchronisiert. Die Antriebsstränge werden dabei gebildet von jeweils einem Kolben 32, der jeweils dazugehörigen Kolbenstange 38, dem zugehörigen Mitnehmer 26 und der mit dem jeweiligen Mitnehmer 26 gekoppelten jeweiligen Backe 18.The
Wie insbesondere aus den
Wie aus den
Zum Befestigen des Antriebsmoduls 32 am Führungsmodul 12 sind an den Stirnseiten der Greifvorrichtung 10 zwei Gehäusekappen 48, die in
Wie aus den
Die elastischen Elemente 54 bilden dabei Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft, die auf das Koppelglied 42 wirken, so dass zwischen den Koppelabschnitten 40 und dem Koppelglied 42 und/oder dem Mitnehmer 26 und dem Mitnahmeabschnitt 22 vorhandenes Spiel zuverlässig über mehrere Greif- oder Spannvorgänge stets hin zur selben Backe 18 beseitigt wird. Dabei ist vorgesehen, dass das eine elastische Element 54 eine andere Federcharakteristik oder einen anderen Härtegrad aufweist, als das andere elastische Element 54. Das weichere elastische Element 54 wird dann beim Greifen oder Spannen stärker komprimiert als das härtere elastische Element 54, wodurch eine definierte und in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt wird. Da sich die elastischen Elemente 54 direkt im Kraftfluss 54 des jeweiligen Antriebsstranges zwischen den Backen 18 und den Kolben 32 befinden, kann sämtliches im jeweiligen Antriebsstrang bzw. Kraftfluss 56 vorhandenes Spiel hin stets zur gleichen Backe beseitigt werden. Dadurch ergibt sich eine vorhersehbare Verschiebung des Greifzentrums hin stets zur gleichen Backe, Da hierdurch stets vorhersehbar ist, zu welcher der Backen die Verschiebung des Greifzentrums erfolgt, kann die Greifgenauigkeit bei wiederholtem Greifen erhöht werden.The
Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, auch weitere oder andere Mittel zur Bereitstellung einer Synchronisationskraft vorzusehen, die wie folgt realisiert sein können:
- Die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft können durch unterschiedlich große Kolbenflächen der beiden
Kolben 32 realisiert sind. Ebenso ist denkbar, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft durch unterschiedlich hohe Druckbeaufschlagung der beidenKolben 32 realisiert sind. Durch die genannten Maßnahmen wird gewährleistet, dass die vondem einen Kolben 32 bereitgestellte Kraft stets größer ist als die von dem anderen Kolben bereitgestellte Kraft. Durch die resultierende, stets in eine Richtung gerichtete Synchronisationskraft wird das Spiel stets die gleiche Richtung beseitigt.
- The means for providing the synchronization force can be realized by piston areas of the two
pistons 32 of different sizes. It is also conceivable that the means for providing the synchronization force are implemented by applying pressure to the twopistons 32 at different levels. The measures mentioned ensure that the force provided by onepiston 32 is always greater than the force provided by the other piston. The resulting synchronization force, which is always directed in one direction, eliminates backlash in the same direction.
Die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft können auch durch unterschiedliche Steifigkeiten der beiden Kolbenstangen 38, der beiden Mitnehmer 26, der beiden Mitnahmeabschnitte 22 und/oder weiterer, zwischen dem jeweiligen Kolben 32 und der jeweiligen Backe 18 liegender Bauteile realisiert sein. Beim Greifen oder Spannen verformen sich dann die weniger steifen Bauteile zuerst, wodurch ebenfalls eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden kann.The means for providing the synchronization force can also be realized by different rigidities of the two
Auch denkbar ist, dass die Mittel zur Bereitstellung der Synchronisationskraft unterschiedlich hohe Reibungswerte der bewegten Bauteile in dem einen Antriebsstrang und der bewegten Bauteile in dem anderen Antriebsstrang realisiert werden. Unterschiedliche Reibwerte können beispielsweise durch andere Dichtungen 76 im einen Antriebsstrang als im anderen Antriebsstrang realisiert werden. Auch hierdurch kann eine gerichtete Synchronisationskraft bereitgestellt werden.It is also conceivable that the means for providing the synchronization force are realized with different friction values of the moving components in one drive train and the moving components in the other drive train. Different coefficients of friction can be implemented, for example, by using
Dadurch, dass das Führungsmodul 12 vom Antriebsmodul 14 gelöst werden kann, können die elastischen Elemente 54 auf vergleichsweise einfache Art und Weise ausgetauscht werden. Die elastischen Elemente 54 können dabei, wie in
Je nach Greifaufgabe bzw. nach Anforderungen an das Greifen und verwendeten Modulen ist denkbar, unterschiedliche elastische Elemente 54 vorzusehen. Zur Bereitstellung einer geeigneten Synchronisationskraft werden, wie oben beschrieben, in ein und dergleichen Greif- oder Spannvorrichtung 10 elastische Elemente 54 mit unterschiedlichen Federcharakteristiken bzw. Härtegrade verwendet. Vorteilhafterweise werden im Rahmen eines Baukastens unterschiedliche elastische Elemente mit unterschiedlicher Härte nach Shore A-D bereitgestellt, so dass die elastischen Elemente, die der Greifaufgabe und der Verbesserung der Wiederholpräzision der Ausgangslage der Greifer gerecht werden, aus dem Baukasten ausgewählt und verbaut werden können.Depending on the gripping task or the gripping requirements and the modules used, it is conceivable to provide different
Dabei ist vorteilhaft, dass das Koppelglied 42, das die Bewegung der Backen 18 synchronisiert, nicht im Kraftfluss der Bewegungskomponenten liegt. Der Kraftfluss verläuft beim Innengreifen gemäß der schematisch angedeuteten, für eine Backe 18 dargestellten Kraftflusslinie 56.It is advantageous that the
Wie insbesondere aus
Wie aus
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Aus
Zudem ist denkbar, dass durch die Dichtelemente 76 unterschiedlich hohe Reibungswerte zwischen der einen Backe 18 und der Backenführung 20 und der anderen Backe 18 und der Backenführung 20 realisiert werden, wodurch - wie oben beschrieben - ebenfalls eine gerichtete und definierte Synchronisationskraft bereitgestellt werden kann. Diese Synchronisationskraft kann so sein, dass sie die Synchronisationskraft, die durch die unterschiedlichen Härtegrade der elastischen Elemente 54 bereitgestellt wird, unterstützt, sodass insgesamt das Spiel der Antriebsstränge sicher stets hin zur gleichen Backe 18 wenigstens weitgehend beseitigt wird.It is also conceivable that the sealing
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