DE29901545U1 - Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Länge - Google Patents
Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher LängeInfo
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Description
Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit unterschiedlichen Durchmessern und
unterschiedlicher Länge
Die Erfindung betrifft einen Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit
unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Länge gemäß des Oberbegriffs nach Anspruch 1.
Bei der automatisierten Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von länglichen Werkstücken, gibt es im
wesentlichen zwei Vorgänge, die eine besondere Vorrichtung notwendig machen, nämlich das Greifen bzw. Festhalten des
Werkstückes beim Transport, insbesondere bei der Zuführung zum und beim Abführen aus der Bearbeitungsmaschine, die
z.B. eine Bohrmaschine, eine Drehbank, eine Fräsmaschine oder eine Maschine zur kombinierten Bearbeitung der
genannten oder weiterer Vorgänge, sowie weiterhin das Spannen bzw. Festhalten des Werkstückes während der
Bearbeitung in einer dieser Maschinen selbst. Für die. genannten Arbeitsvorgänge werden üblicherweise Greifzangen
bzw. Spanner eingesetzt, die im nachfolgenden vereinfachend
Greifer genannt werden.
Bei der Auswahl eines solchen Greifers tritt das Problem auf, daß es bei der Bearbeitung bzw. beim Zu- und
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Abführen von Werkstücken verschiedenen Formates wünschenswert oder notwendig ist, diese Werkstücke - zumal
wenn es sich um zumindest in eine Richtung runde Werkstücke wie Stangen oder Kugeln handelt - bezüglich des Greifers
stets zentriert gehalten werden sollen. Dieses Problem ist natürlich grundsätzlich dadurch zu lösen, daß für jedes
Werkstück ein eigener Greiferbsckensatz vorgehalten wird. Bei einer - heute zumeist eingesetzten - universellen
Bearbeitungsmaschine ist diese Lösung aber schnell zu verwerfen.
In der DE 31 23 897 Al wird eine Zange zum Greifen runder Körper vorgeschlagen, die aus zwei gleichen
Zangenarmen besteht, wobei jeder Zangenarm ein konkav und eine konvex gekrümmte Angriffsfläche aufweist. Damit soll
erreicht werden, daß die Zange ein rundes Werkgut in gewissen Toleranzen zentriert greifen bzw. halten kann.
Aber schon in der DE 31 23 897 Al wird die beschränkte Einsatzfähigkeit einer solchen Zange erkannt. Als weiterer
Verbesserungsvorschlag wird die Möglichkeit vorgestellt, die Angriffsflächen aus einer Vielzahl von geraden
Einzelflächen zusammenzusetzen, ohne dabei zu offenbaren, wie diese Flächen gewählt werden sollen.
Wenn die DE 31 23 897 Al auch schon einen gedanklichen
Ansatz zu einer brauchbaren Lösung aufzeigt, so sind die in der Schrift aufgezeigten Ausführungen doch noch mit
Nachteilen behaftet. Der Bereich, in der eine solche Zange eingesetzt werden kann, ist nämlich dadurch begrenzt, daß
sich die Zangenarme bei kleinerem Werkgut - dort zuerst an den Zangenspitzen - berühren und so der Einsatzbereich nach
unten begrenzt ist. Eine Lösung, bei der sich die Zangenarme überlappen oder rechenförmig ineinandergreifen,
zwar durchaus denkbar, aber nachteilig, wenn z.B.
Spiralbohrer bearbeitet werden sollen, die sich dann an den nicht gegenüberliegenden Angriffsflächen verdrehen können.
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Kugelförmiges Werkgut wäre mit einer einer solchen Lösung folgenden Zange beim Bearbeiten nicht zentriert halten.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit
unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Länge vorzuschlagen, die die Nachteile der aus der DE 31 23 897
Al bekannten Zange nicht aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei haben die Maßnahmen der
Erfindung zunächst einmal zur Folge, daß ein kugelförmiges Werkstück nur in drei Angriffspunkte berührt wird, wodurch
ein festes und insbesondere definiertes Halten ermöglicht wird. Rundes, stangenförmiges Werkgut wird an drei, im Raum
parallelen Angriffslinien gehalten. Da die Greifarme der Vorrichtung entsprechend der Erfindung beliebig lang sein
können, besteht hinsichtlich der Länge des Werkgutes keine grundsätzliches Beschränkung. Aber auch hinsichtlich des
Durchmessers z.B. der Stange ist beim Einsatz einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die
Beschränkung der Zange nach DE 31 23 8 97 Al nicht mehr vorhanden, da sich die Greifarme - bei einer entsprechenden
Auslegung - nicht überlappen müssen.
Wenn die Toleranz bezüglich der Zentrierung des Werkstückes oder Werkgutes es zuläßt, können beide
Angriffsflächen des ersten Greifarmes als Kurvenfläche mit
einem festen Radius ausgebildet sein. Im allgemeinen wird aber eine Angriffsfläche aus verschiedenen Kurvenflächen
zusammengesetzt sein, wobei innerhalb eines Kurvenstückes mit festem Radius eine bestimmte Ungenauigkeit bezüglich
der Zentrierung hingenommen wird. Mit der Zahl der Kurvenflächen, die jeweils einen unterschiedlichen
Kurvenradius aufweisen, wächst demgemäß die Genauigkeit der Zentrierung. Es bleibt also dem Fachmann überlassen, bei
vorgegebener maximaler Toleranz jeweils mit einer aus einer
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Kurvenfläche mit festem Radius die andere Kurvenfläche stückweise so zu entwerfen, daß keine
Toleranzüberschreitung im Bereich der gewünschten Werkstückradien auftritt. Vorzugsweise werden die
Kurvenflächen glatt aneinandergesetzt.
Vorzugsweise werden die Greifarme zum Halten von stangenförmigem Werkgut so ausgebildet, daß sie feste,
parallele Angriffslinien ausbilden. Grundsätzlich ist es
aber auch möglich, z.B. bei dem Greifarm mit zwei Angriffspunkten in Längsrichtung 'geringfügig
unterschiedliche Angriffspunkte vorzusehen oder auf einer Linie Angriffspunkte auszulassen, um so bestimmte
Unregelmäßigkeiten im Werkgut (z.B. Dorne oder Stifte etc) berücksichtigen zu können.
In seiner Idealform kann der zweite Greifarm soweit in die Öffnung des ersten Greifarmes eingeführt werden, daß
die Spitze des zweiten Greifarmes über das Greifzentrum für unterschiedliches Werkgut hinaus bewegbar ist, so daß
praktisch unendlich dünnes Werkgut greifbar wäre. In der Praxis sind aber auch Lösungen denkbar, bei denen, aus
welchen Gründen auch immer, auf diese Idealform verzichtet wird und Werkgut nur bis zu einer bestimmten Mindestdicke
gehalten werden kann, ohne daß sich die Greifarme berühren. Die Idealform wird z.B. so erreicht, daß der zweite
Greifarm als rechtwinkliger Keil ausgebildet und die Öffnung des ersten Greifarmes größer als 90° ist.
Vorteilhafterweise wird die Vorrichtung durch einen gemeinsamen Kolben und einen Hebelmechanismus angetrieben,
wobei dann die beiden Greifarme mit jeweils einem unterschiedlichen Hebelmechanismus verbunden sind. Die
Hebelmechanismen zu konstruieren, kann dem Fachmann nach den jeweils vorgegebenen weiteren Bedingungen und Wünschen
überlassen werden, wobei vorteilhafterweise zunächst der Hebelmechanismus für einen Greifarm an Hand von der
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• ·
Antriebskraft und der gewünschten Spann- bzw Greifkraft
festgelegt wird und der zweite Hebelmechanismus entsprechend der Bewegung des ersten Hebelmechanismus und
der sich aus den jeweiligen Berührpunkten für die unterschiedlichen Werkstückdicken ergebenden Kurve der
Berührpunkte konstruiert wird.
Vorteilhafterweise werden die Hebelmechanismen durch
solche Kniehebel mechanisiert, die es erlauben, die Greifarme über die Linie, die durch das dickste vorgesehene
Werkstück definiert ist, hinaus nach hinten zu bewegen, um zu gewährleisten, daß auch ein solches Werkstück bei
geöffneten Greifarmen zu beiden Seiten oder nach vorne und natürlich in jede Richtung dazwischen - frei bewegt
werden kann. Die Lagerung der - unterschiedlich ausgelegten - Kniehebel kann grundsätzlich in einem Punkt positioniert
sein. Vorteilhaft erscheint es aber, diese Punkte seitlich zueinander anzuordnen, um einen großen Öffnungsbereich zu
erleichtern und um die Angriffslinien der beiden Greifhebel
auf dem Umfang des Werkstückes in ein günstiges Verhältnis zueinander zu bringen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschriebenen,
erfindungsgemäß zu verwendenden Elemente unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung und technischen Konzeptionen
keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien
uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung der dazugehörenden Zeichnungen, in denen - beispielhaft - eine erfindungsgemäße Vorrichtung
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zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Länge
dargestellt ist.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine Ausführung der Erfindung in geöffnetem Zustand;
Figur 2 die Vorrichtung aus Figur 1 mit einem sehr kleinen, runden Werkstück;
Figur 3 die Vorrichtung aus Figur 1 mit einem mittelgroßen, runden Werkstück; und
Figur 4 die Vorrichtung aus Figur 1 mit einem sehr großen, runden Werkstück.
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Die in Figur 1 als Ganzes mit geöffneten Greifarmen und 2 0 dargestellte Vorrichtung stellt ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Der rechte Greifarm ist so aufgebaut, daß er ein rundes Werkstück, daß auf
einem Punkt in der Ebene der Zeichnung zentriert ist, dann unabhängig von der Dicke des Werkstückes greifen, halten
oder spannen kann, solange das Werkstück mit jeweils einem Punkt auf den Angriffsflächen 14, 22 und 16 berührt wird.
Sollen noch größere Werkstücke als in der Zeichnung vorgesehen gehalten werden, so sind die Berührflächen 14
und 16 entsprechend zu verlängern und gegebenenfalls der Maßstab der gesamten Vorrichtung zu vergrößern.
Die äußere Angriffsfläche 14 ist im
Ausführungsbeispiel als kreissegmentförmige Kurvenfläche
ausgebildet, während die innere Angriffsfläche 16 als stückweise aneinandergesetzte Vielzahl von einzelnen
Kreissegmenten ausgeführt ist. Die Form der inneren
Angriffsfläche läßt sich dadurch wählen, indem - bei
festgelegtem Drehpunkt des Greifarmes 10 eine Schar von Berührpunkten mit der Angriffsfläche für verschiedene
Werkstückdicken festgestellt werden und dann die
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Berührpunkte der inneren Angriffsfläche 16 abgelesen
werden. Dieser Vorgang kann rechnerisch, zeichnerisch (durch entsprechende Abbildung) oder aber mit Hilfe eines
Computers mit entsprechender Designsoftware durchgeführt werden.
Der Öffnungswinkel zwischen den Angriffsflächen 14 und
16 beträgt im Ausführungsbeispiel mehr als 90° (gemessen zwischen der Tangente der inneren Angriffsfläche, innen,
und der Sehne zum äußeren Punkt der äußeren Angriffsfläche).
Der linke Greifarm 20 ist als in etwa rechtwinkliger Keil ausgebildet und hat an einem Ende eine als Radius
ausgebildete Angriffsfläche 22.
Beide Greifarme werden durch einen Greifmechanismus 5
mit gemeinsamen Antrieb 60 bewegt. Als Antrieb 60 kommt eine herkömmliche Kolben- Zylinderanordnung mit
pneumatischer oder hydraulischer Kraftanwendung oder aber ein elektrischer Linearantrieb in Betracht, die der
Fachmann nach seinen Wünschen bzw. an Hand von der gewünschten Spannkraft auswählen und gestalten kann. Der
Greifmechanismus 50 besteht aus zwei Kniehebeln 18 und 28, um zu gewährleisten, daß die Greifarme 10 und 20 weit
geöffnet werden können. Die Greifarme 10 und 20 sind in zwei verschiedenen Punkten gelagert, die in etwa seitlich
versetzt nebeneinander liegen.
Der Hebelmechanismus für die beiden Greifarme ist - gemäß der Asymmetrie der Greifarme - unterschiedlich ausgelegt.
Im Ausführungsbeispiel wurde zunächst der Hebelmechanismus für den rechten Greifarm festgelegt und der zweite
Hebelmechanismus entsprechend der Bewegung des ersten Hebelmechanismus und der sich aus den jeweiligen
Berührpunkten für die unterschiedlichen Werkstückdicken ergebenden Kurve der Berührpunkte konstruiert.
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Wenn der Fachmann sich die Konstruktion im einzelnen ersparen will, so kann selbstverständlich die abgebildete
Mechanisierung für die Greifarme und die Angriffsflächen den Zeichnungen im entsprechenden Maßstab entnommen werden.
An Stelle der vorgesehenen Mechanisierung des Antriebs für die Greifarme können aber auch zwei völlig voneinander
getrennte Antriebe gewählt werden, wobei dann z.B. der erste Greifarm an das Werkstück heran geführt wird, während
die Zentrierung des Werkstückes durch eine z.B. optische Messung sichergestellt wird und dann der zweite Greifarm
bis zur Berührung des Werkstückes nachgeführt wird.
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Claims (14)
1. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit unterschiedlichen Durchmessern und
unterschiedlicher Länge,
einem Greifmechanismus (50) und
mit zwei schwenkbaren Armen (10, 20) , 20
dadurch gekennzeichnet, daß
ein erster Greifarm (10) in eine Richtung eine konkave
Angriffsfläche (14) und eine konvexe Angriffsfläche (16)
aufweisen und
der zweite Greifarm (20) in eine Richtung einen im wesentlichen festen Angriffspunkt (22) aufweist.
2. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Angriffsflächen (14, 16) des ersten Greifarmes (10)
einen festen Radius aufweist.
3. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Angriffsflächen (16, 14) des ersten
5001 Gbm AOD Patentanwalt Dr. Michael Kleinschmidt
• · · &bgr; ■
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Greifarmes (10) als stückweise aneinander gesetzte Kurvenflächen mit unterschiedlichem Radius ausgebildet ist.
4. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kurvenflächen glatt aneinander gesetzt sind.
5. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Greifarm (10) in eine zweite Richtung zwei feste Angriffslinien und der zweite Greifarm (20) in diese
Richtung eine feste Angriffslinie aufweist, um für stangenförmiges Greifgut drei parallele Greiflinien
auszubilden.
6. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Greifarm (20) bei einem dünnen Greifgut
ungestört vom ersten Greifarm (10) bis zu diesem hingeführt werden kann.
7. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Greifarm (20) als in etwa rechtwinkeliger Keil ausgebildet ist und daß die Angriffsflächen des ersten Greifarmes (10)
einen Öffnungswinkel über 90° aufweisen.
8. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifmechanismus (50) durch eine gemeinsame
Antriebseinrichtung (60) angetrieben wird.
9. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60) als Kolben- und Zylinderanordnung
ausgebildet ist.
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10. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Greifarme (10, 20) jeweils durch Kniehebel
(18, 28) mit unterschiedlichem Hebelarm geführt sind.
5
5
11. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel
(18, 28) in demselben Punkt gelagert sind.
12. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kniehebelgelenke (18, 28) an unterschiedlichen Punkten
gelagert sind.
Kniehebelgelenke (18, 28) an unterschiedlichen Punkten
gelagert sind.
13. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Punkte, an denen die Kniehebelgelenke gelagert sind, eine im
wesentlichen zur Antriebsrichtung senkrechte Linie bilden.
wesentlichen zur Antriebsrichtung senkrechte Linie bilden.
14. Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen
nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (10, 20) soweit geöffnet werden können,
daß bei geöffneten Greifarmen (10, 20) das in seiner
Richtung zur Antriebseinrichtung (50) größtmögliche
Richtung zur Antriebseinrichtung (50) größtmögliche
Greifgut quer dazu bewegt werden kann.
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Publications (1)
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DE29901545U Expired - Lifetime DE29901545U1 (de) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | Vorrichtung zum zentrischen Greifen und/oder Spannen von Körpern mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlicher Länge |
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DE (1) | DE29901545U1 (de) |
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- 1999-01-29 DE DE29901545U patent/DE29901545U1/de not_active Expired - Lifetime
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