DE3544130C2 - Greifer für Handhabungsgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Greifer für Handhabungsgeräte, bestehend aus einer Spanneinrichtung mit mindestens zwei relativ zueinander bewegbaren Spannfingern sowie einer aus einer Zylinder-Kolben-Anordnung bestehenden Spannfinger- Betätigungseinrichtung, die aus zumindest zwei koaxial hintereinander angeordneten, bezüglich der Spannkrafterzeu­ gung additiv wirkenden Zylinder-Kolbeneinheiten besteht, die einen Kolbenansatz aufweist, der zur Betätigung der Spannein­ richtung axial ausfahrbar ist.

Ein derartiger Greifer ist bekannt aus der Druckschrift JP 54-110559 A mit zugehörigem Abstract. Bei diesem bekann­ ten Greifer ist eine an einem Grundbauteil befestigte Zylin­ der-Kolben-Anordnung vorgesehen, bei der innerhalb des Zylin­ derbauteils drei hintereinander angeordnete, mit einer ge­ meinsamen Kolbenstange verbundene Kolben vorgesehen sind und jedem Kolben Druckräume zugeordnet sind, die eigene Druck­ mittelanschlüsse aufweisen. Die beiden, jeweils pro Kolben vorgesehenen Druckmittelanschlüsse sind über außerhalb der Kolben-Zylinder-Anordnung verlegte Druckmittelleitungen miteinander verbunden, so daß eine Parallelansteuerung der einzelnen Kolben möglich ist. Die Spannfinger werden über am Grundbauteil gelagerte Schwenkhebelanordnungen betätigt, die mit der Kolbenstange gekoppelt sind.

Der bekannte Greifer ist in seiner Gesamtkonstruktion relativ aufwendig, läßt hinsichtlich der Kompaktheit zu wünschen übrig und dürfte hinsichtlich der verschiedenen freiliegenden Druckmittelzuführungen und Anschlüsse auch eine gewisse Störungsanfälligkeit aufweisen.

Aus der US-PS 44 92 400 und der DE-OS 29 16 312 sind Greifer bekannt, bei denen die Spannfinger an einem Gehäuse angeord­ net sind, das die Zylinder-Kolben-Anordnung innerhalb einer Gehäusebohrung aufnimmt. Die Zylinder-Kolben-Anordnung besteht dabei jeweils aus einem Einzelkolben, der über eine Kolbenstange die Spannfinger betätigt.

Derartige Greifer sind in der Praxis häufig zu voluminös oder sie lassen hinsichtlich der zu erzielenden Greifkräfte zu wünschen übrig.

In den Fällen, in denen die zu fassenden Gegenstände an schwer zugänglichen Stellen liegen oder vom Handhabungsgerät an schwer zugängliche Stellen transportiert werden müssen, kann es vorkommen, daß bei vorgegebener, hoher Greifkraft die Abmessungen des Greifers zu groß sind, um die schwer zugänglichen Stellen zu erreichen. Hier müssen daher die Abmessungen des Greifers verkleinert werden, ohne daß dabei die Greifkraft abnimmt.

Muß ein derartiger kleiner Greifer eine hohe Spannkraft aufbringen, so ist bei kleinem Kolbendurchmesser ein sehr hoher Druck des Druckmittels nötig. Doch auch die Höhe des Drucks im Druckfluid ist durch die mit zunehmendem Druck steigende Dicke von Druckmittel-Versorgungsschläuchen und deren damit verbundene Inflexibilität sowie durch Sicher­ heitsüberlegungen begrenzt. So sind bei vorgegebenem Druck des zur Verfügung stehenden Druckfluids der Verkleinerung derartiger Greifer bei vorgegebener Spannkraft physikalische Grenzen gesetzt, die durch die Größe des Kolbens bestimmt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Greifer der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Beibehaltung von kompakten Außenabmessungen bei gegebenem Druck des Druck­ mittels eine höhere Spannkraft ermöglicht und die geforderte Betriebssicherheit auch bei hohen Drücken gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die Spannfinger an einem Greifergehäuse angeordnet sind, das die Zylinder-Kolben-Anordnung innerhalb einer Gehäusebohrung aufnimmt, und daß die zur Spannkrafterzeugung mit Druckfluid beaufschlagten Flächen der Kolben der Zylinder-Kolben-Einhei­ ten Begrenzungsflächen eines gemeinsamen, innerhalb des Grei­ fergehäuses ausgebildeten Druckraums bilden, der mit einem einzigen Druckanschluß verbunden ist.

Durch die Ausgestaltung der Zylinder-Kolben-Anordnung und deren Druckbeaufschlagung wird ein raumsparender Aufbau des Greifers bei gleichzeitiger schlanker Gestaltung des Gehäuses ermöglicht, d. h. der gesamte Greifer kann in seinen Außenabmessungen klein gehalten werden, so daß er auch bei Handhabungen eingesetzt werden kann, bei denen der Bewegungsspielraum des Handhabungsgerätes eingeschränkt ist. Durch die Vermeidung außenliegender Druckmittelleitungen und die Schaffung eines einzigen Druckanschlusses in Verbindung mit dem innerhalb des Greifergehäuses ausgebildeten Druck­ raum werden insbesondere bei hohen Drücken störungsan­ fällige, außenliegende Einzelleitungsverbindungen vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen teilweise geschnittenen Greifer mit einer Parallelzange für Druckmittelbetätigung und Druck­ mittelrückstellung,

Fig. 2 einen Greifer mit einer Parallelzange und feder­ betätigter Rückstellung, und

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Greifer mit einer Winkelzange.

In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 2 eines erfindungsgemäßen Greifers 1 eine einseitig offene Gehäusebohrung 8 vorgesehen, in deren Öffnung ein Gehäusestopfen 16 mit einer zentralen Durchführung 15 eingesetzt ist. Innerhalb der Gehäusebohrung 8 ist eine Zylinderbuchse 22 angeordnet, die im mittleren Bereich ihrer Längserstreckung abdichtend an der Gehäuse­ bohrung 8 anliegt und hier eine Zylinderquertrennwand mit einer zentralen Öffnung 24 aufweist.

In dem durch den Gehäusestopfen 16, die Zylinderbuchse 22 und die Zylinderquertrennwand 23 umschlossenen ersten Zylinder ist ein erster Kolben 7 axial verschiebbar und an der inneren Zylinderwandung 21 abdichtend gelagert. Dieser erste Kolben 7 ist mit einem zentrischen Kolbenansatz 6 versehen, der abdichtend durch die zentrale Durchführung 15 geführt ist. Der erste Kolben weist an seiner vom Kolbenansatz 6 wegweisenden Seite eine zentrale, sacklochförmige Aussparung 44 auf, in die ein durch die zentrale Öffnung 24 der Zylinderquertrenn­ wand 23 abdichtend hindurchgeführter, zentrischer Kolbenansatz 25 eines zweiten Kolbens 18 abdichtend eingesteckt ist. Der zweite Kolben 18 ist in dem von der Zylinderquertrennwand 23, von der inneren Zylinderwandung 21 und von der zweiten Stirnfläche 19 umschlossenen weiteren Zylinder axial ver­ schiebbar und an der inneren Zylinderwandung abdichtend gelagert. Die beiden Kolben 7, 18 sind mit einer Schraube 30 verbunden, die in einer zentralen Bohrung durch den zweiten Kolben und seinen Kolbenansatz sowie durch den ersten Kolben geführt und in ein Gewinde im Kolbenansatz 6 ge­ schraubt ist.

Zwischen dem zweiten Kolben 18 und der zweiten Stirnfläche 19 ist im Gehäuse ein zweiter Druckraum 20 ausgebildet, der durch einen ersten Anschlußkanal 12, der durch die Gehäuse­ wand 32 geführt ist, mit einer ersten Druckversorgungs­ einrichtung verbindbar ist. Von diesem zweiten Druckraum 20 erstreckt sich eine zweite Axialbohrung 38 durch den zweiten Kolben 18 bis in den Kolbenansatz 25, die am vom zweiten Kolben entfernten Endbereich des Kolbenansatzes 25 in Höhe der von der sacklochförmigen Aussparung 44 gebildeten Öffnung 45 im ersten Kolben 7 mit einer ersten Radialbohrung 39 im Kolbenansatz 25 unter Ausbildung einer Öffnung 41 im Kolbenansatz 25 in Verbindung steht. Zwischen dem ersten Kolben 7, der inneren Zylinderwandung 21, dem Gehäusestopfen 16 und dem Kolbenansatz 6 ist ein erster Rückstellraum 13 ausgebildet, der über einen zweiten Anschlußkanal 33 in der Gehäusewand 32 mit einer zweiten Druckversorgungseinrichtung verbindbar ist. Ein zweiter Rückstellraum 34 wird vom zweiten Kolben 18, vom Kolbenansatz 25, von der Zylinderquertrennwand 23 und von der inneren Zylinderwandung 21 begrenzt. Der zweite Rückstellraum 34 ist über eine zweite Radialbohrung 35 im Kolbenansatz 25, die mit einer ersten Axialbohrung 37, die als Sackbohrung in den Kolbenansatz 25 eingebracht ist und sich an der vom zweiten Kolben 18 wegweisenden Seite des Kolbenansatzes 25 öffnet und mit einer sacklochförmigen Axialbohrung 45 im ersten Kolben 7 und dem Kolbenansatz 6 in Verbindung steht, sowie über eine dritte Radialbohrung 36, die im Übergangsbereich vom Kolbenansatz 6 und dem ersten Kolben 7 angeordnet ist und sich zum ersten Rück­ stellraum 13 öffnet, mit dem ersten Rückstellraum verbunden.

Die in Fig. 1 gezeigte Stellung der Kolben des Greifers wird verändert, indem durch den ersten Anschlußkanal 12 ein Druck­ mittel in den zweiten Druckraum 20 gepreßt wird, woraufhin sich der zweite Kolben 18 und der mit ihm über den Kolben­ ansatz 25 und die Schraube 30 verbundene erste Kolben 7 mit dem daran angebrachten Kolbenansatz 6 nach unten bewegen. Hat sich zwischen dem ersten Kolben 7 und der Zylinder­ quertrennwand 23 der erste Druckraum 11 gebildet, so dringt auch hier über die zweite Axialbohrung 38 und die erste Radialbohrung 39 Druckmittel aus dem zweiten Druckraum 20 ein. Durch die so entstandene größere Kolbenfläche, auf die das Druckmittel einwirkt, erhöht sich die Kraft, mit der die beiden über den Kolbenansatz 25 und die Schraube 30 ge­ koppelten Kolben den am ersten Kolben 7 angebrachten Kolben­ ansatz 6 durch die zentrale Durchführung 15 aus der Gehäuse­ bohrung 8 hinausdrücken, woraufhin der Kolbenansatz 6 die Spanneinrichtung 3 betätigt.

Das Zurückziehen des Kolbenansatzes 6 geschieht, indem der Druck im ersten Druckraum 11 und dem zweiten Druckraum 20 abgebaut wird und gleichzeitig durch den zweiten Anschluß­ kanal 33 Druckmittel in den ersten Rückstellraum 13 und den mit ihm über die Radialbohrungen 36 und 35 und die Axial­ bohrungen 37 und 45 verbundenen weiteren Rückstellraum 34 eingeleitet wird, wodurch sich die beiden miteinander ge­ koppelten Kolben 7, 18 wieder nach oben bewegen und den Kolben­ ansatz 6 durch die zentrale Durchführung 15 im Gehäusestopfen 16 wieder in die Gehäusebohrung 8 zurückziehen.

In einer anderen Ausbildung nach Fig. 2 sind der erste Kolben 7 und der zweite Kolben 18 nicht miteinander verschraubt; der zweite Kolben 18 liegt mit seinem Kolbenansatz 25 auf dem ersten Kolben 7 auf. Die Rückstellkraft wird bei dieser Ausbildung eines erfindungsgemäßen Greifers nicht über das Einleiten von Druckmittel in die Rückstellräume hervorgerufen, sondern über eine Druckfeder 31, die zwischen dem Gehäuse­ stopfen 16 und der dem Gehäusestopfen zugewandten Seite des ersten Kolbens 7 gebildeten Kolbenboden 14 angeordnet ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Zylinderbuchse 22 ist in einen ersten Zylinderbuchsenteil 26 und einen zweiten Zylinder­ buchsenteil 27 teilbar.

Der erfindungsgemäße Greifer 1 kann sowohl eine aus einer Parallelzange 42 gebildete Spanneinrichtung 3 aufweisen, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, als auch eine Spann­ einrichtung 3 aufweisen, die aus einer Winkelzange 43 be­ steht, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist.

Claims (11)

1. Greifer für Handhabungsgeräte, bestehend aus einer Spann­ einrichtung mit mindestens zwei relativ zueinander beweg­ baren Spannfingern sowie einer aus einer Zylinder-Kol­ ben-Anordnung bestehenden Spannfinger-Betätigungsein­ richtung, die aus zumindest zwei koaxial hintereinander angeordneten, bezüglich der Spannkrafterzeugung additiv wirkenden Zylinder-Kolbeneinheiten besteht, die einen Kolbenansatz aufweist, der zur Betätigung der Spannein­ richtung axial ausfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfinger (4) an einem Greifergehäuse (2) ange­ ordnet sind, das die Zylinder-Kolben-Anordnung innerhalb einer Gehäusebohrung aufnimmt, und daß die zur Spann­ krafterzeugung mit Druckfluid beaufschlagten Flächen der Kolben (7, 18) der Zylinder-Kolben-Einheiten (9, 17) Be­ grenzungsflächen eines gemeinsamen, innerhalb des Grei­ fergehäuses (2) ausgebildeten Druckraums bilden, der mit einem einzigen Druckanschluß (12) verbunden ist.

2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (7, 18) durch mindestens eine Schraubver­ bindung miteinander gekoppelt sind.

3. Greifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung aus einem axial angeordneten Schraubenbolzen (30) besteht, der sich durch Kolben (7, 18) und Kolbenansätze (6, 25) erstreckt.

4. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Seite jedes Kolbens (7, 18) ausgebilde­ ten Druckräume (11, 20) durch Kanäle (38, 39) in den Kolben (18) und in den Kolbenansätzen (25) miteinander verbunden sind.

5. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der anderen Seite jedes Kolbens (7, 8) ausge­ bildeten Rückstellräume (13, 34) durch Kanäle (35, 36, 37) in den Kolben (7, 18) und in den Kolbenansätzen (25) miteinander verbunden sind.

6. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Rückstellraum (13) zumindest eine axial auf den zugeordneten Kolben (7) wirkende Druckfeder (31) angeordnet ist.

7. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder durch eine in der Gehäusebohrung (8) angeordnete Zylinderbuchse (22) gebildet sind, und daß die Zylinderquertrennwand (23) an der Zylinderbuchse (22) angeformt ist.

8. Greifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbuchse (22) mehrteilig ist.

9. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume (11, 20) und/oder die Rückstell­ räume (13, 34) durch Kanäle in den Zylinderwänden miteinander verbunden sind.

10. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (3) eine Parallelzange (42) ist.

11. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (3) eine Winkelzange (43) ist.