DE3623167A1 - Winkelhebel-greifer - Google Patents

Description

Gattung

Die Erfindung betrifft einen Winkelhebel-Greifer mit zwei zentrisch zueinander bewegbaren Greiffingern mit pneumatischem Antriebsmechanismus und querliegendem Plunger-Zylinder mit Kolben.

Stand der Technik

Es ist bekannt, zum Greifen von kleinen und kleinsten Elektronik-Bausteinen sogenannte Kleinst-Greifer einzu­ setzen, welche z. B. mit pinzettenartig ausgestalteten Greiffingern versehen sind, durch welche sich die Elek­ tronik-Bausteine ergreifen lassen. Für einige Anwendungsfälle sollen derartige Greifer in gereinigten Räumen als sogenannte "Reinraum-Greifer" eingesetzt werden d. h. sie müssen absolut schmutzfrei arbeiten.

Die bisher bekannten Konstruktionen der vorausgesetzten Greifergattung erfüllen nur unvollkommen die an sie gestellten Forderungen.

Aus der EP-OS 00 86 238 ist ein schmaler, kostengünstig herstellbarer Greifer vorbekannt, der mit einer Kniehebel- Mechanik arbeitet, welche aufgrund sich ständig wechselnder Übersetzungsverhältnisse in den jeweiligen Greiffinger­ positionen entsprechend unterschiedlich große Greifkräfte aufweist, was nachteilig ist. Außerdem treten im Totpunkt theoretisch unendlich hohe Greifkräfte auf. Nachteilig ist ferner, daß diese vorbekannte Bauart keine sehr feinfühlig dosierbaren Greifkräfte zuläßt. Außerdem arbeiten die Greiffinger nicht in dem erforderlichen Maße spielfrei zentrisch genau. Des weiteren sind die Greiffinger auch nicht in dem erforderlichen Maße kurz ausgebildet. Auch das Gewicht läßt zu wünschen übrig, weil die Konstruktion nicht so leicht, wie erforderlich, gebaut werden kann. Schließlich ist die Konstruktion nicht dazu geeignet, als sogenannte "Reinraum-Greifer" eingesetzt zu werden, weil sie nicht in dem erforderlichen Maße staub- und schmutzdicht ausgeführt werden kann.

Durch die DE-OS 32 01 353 ist eine Greiferzange zum Erfassen von länglichen Gegenständen, z. B. Flaschen, vorbekannt, welche zwar relativ schmal gestaltet werden kann, jedoch eine zusätzliche Kraftquelle zur Betätigung benötigt. Die Greifkräfte lassen sich hier ebenfalls nicht feinfühlig dosieren, so daß diese Konstruktion nicht zum Ergreifen von kleinen Elektronikbauteilen geeignet ist. Des weiteren arbeitet die Greiferzange nicht in dem erforderlichen Maße spielfrei und zentrisch genau; sie ist auch nicht überdurchschnittlich kurz und relativ schwer ausgebildet. Des weiteren kann diese Greiferzange nicht so staub- und schmutzdicht gestaltet werden, daß sie in Reinräumen eingesetzt werden könnte. Auch ist der Wartungsaufwand relativ groß. Die Greiferfinger besitzen keine universelle Befestigungsmöglichkeit. Außerdem ist die Konstruktion relativ aufwendig, so daß die Greiferzangen in dem erforderlichen Maße preis­ günstig gestaltet werden kann.

Es sind ferner kleine, schmale Greifer vorbekannt, welche zwar kostengünstig in der Herstellung sind, jedoch außer­ gewöhnlich lang gestaltet werden müssen. Des weiteren arbeiten die Greiferfinger nicht in dem erforderlichen Maße zentrisch und spielfrei. Außerdem kann die Vorrichtung nicht - wie erwünscht - überdurchschnittlich kurz gestaltet werden wie es auch nicht möglich ist, sie sehr leicht auszugestalten, um sie zum Ergreifen von kleinsten Elek­ tronikbausteinen verwenden zu können. Für den Einsatz in sogenannten Reinräumen ist diese Vorrichtung ebenfalls nicht geeignet.

Vorbekannt sind auch Innengreifer, welche zwar in dem erforderlichen Maße klein und schmal gestaltet sind, allerdings nicht genau zentrisch greifen, und zwar aufgrund der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse. Diese Vorrichtungen benötigen außerdem eine außenliegende Öffnungsfeder und können damit Schmutzpartikel freigeben. Es ist auch keine universelle Befestigungsmöglichkeit für die Greiffinger vorhanden.

Vorbekannt sind auch Greifer welche relativ kurz bauen und klein gefertigt werden können jedoch nicht in dem erforderlichen Maße spielfrei und zentrisch genau arbeiten. Sie sind außerdem nicht sehr schmal gestaltet und weisen keine staub- oder schmutzdichte Schutzhülle auf, so daß sie nicht in Reinräumen einsetzbar sind. Auch ist keine universelle Befestigungsmöglichkeit für die Greif­ finger vorhanden. Es ist außerdem eine außenliegende Öffnungs-Druckfeder vorhanden, die sowohl für die Be­ festigung der Greiffinger störend wirkt, als auch Schmutz­ partikel freigeben kann.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der zum Stande der Technik gehörigen Bauart zu vermeiden und einen Winkelhebel-Greifer gemäß der vorausgesetzten Gattung so auszugestalten, daß er zum Greifen von kleinen und kleinsten Elektronen-Bausteinen besonders geeignet ist.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiederge­ gebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Durch die Erfindung wird nicht nur die vorausgesetzte Aufgabe vollständig gelöst, sondern es ergibt sich auch ein Kleinst-Greifer, dessen z. B. pinzettenartig ausge­ staltete Greiffinger

• a) sehr feinfühlig dosierbare Greifkräfte ausüben;
• b) absolut spielfrei zentrisch genau sind;
• c) sehr schmal sind;
• d) überdurchschnittlich kurz sind, und zwar zur Erhöhung der Genauigkeit;
• e) sehr leicht sind;
• f) die ausrüstbar sind mit einer staub- und schmutz­ dichten Schutzhülle;
• g) wartungsfrei sind;
• h) eine universelle Befestigungsmöglichkeit für die Greiffinger besitzen und
• i) preisgünstig und einfach in der Herstellung und im Aufbau ausgebildet sind.

Für einige Anwendungsfälle lassen sich erfindungsgemäß ausgestaltete Winkel-Greifer problemlos als sogenannte "Reinraum-Greifer" einsetzen, weil sie absolut schmutzfrei von innen nach außen und von außen nach innen ausgestaltet werden können.

Weitere Ausführungsformen

In den Patentansprüchen 2 und 3 sind sehr vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Winkelhebel-Greifer im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Winkelhebel-Greifers und

Fig. 4 eine Stirnansicht zu Fig. 3.

Mit dem Bezugszeichen 1 und 2 sind pinzettenartige Greif­ finger bezeichnet, die um je eine Achse 3 bzw. 4 schwenkbe­ weglich angeordnet sind. Der eine Greiffinger 1 besitzt eine zahnnutförmige Aussparung 5 mit z. B. evolventenförmig geformten Zahnflanken, in die ein zahnartiger Vorsprung 6 des Greiffingers 2 formschlüssig eingreift, so daß die Kraftübertragung von den beiden Greiffingern 1 und 2 spielfrei über die Zahn-Nut-Verbindung 5 und 6 erfolgt.

Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Federelement bezeichnet, das an jedem Ende über ein Auge 8 bzw. 9 mit je einem Lager 10 bzw. 11 verbunden ist. Das Lager 10 ist am Greiffinger 1 und das Lager 11 am Greiffinger 2 angeordnet. Die Zugfeder 7 hat somit die Tendenz, die Greiffinger in die aus Fig. 1 ersichtliche, parallele Lage zu bewegen. Zu diesem Zweck ist die Feder 7 unter einer gewissen Vorspannung angeordnet.

Unterhalb der Zugfeder 7 und parallel zu deren Längsachse verlaufend ist ein Plungerkolben 12 längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder 13 geführt, der über einen Kanal 14 an eine nicht dargestellte Pneumatikleitung angeschlossen ist, die mit einer geeigneten Luftdruck­ quelle in Verbindung steht.

Mit dem Bezugszeichen 15 ist eine Dichtung bezeichnet.

Der Plungerkolben 12 weist an seiner äußeren Stirnseite eine wulstförmige Verdickung 16 auf, mit der er spielfrei an der nach innen gekehrten Seitenwandung des Greiffingers 2 des unteren Hebelarmes 17 anliegt, so daß bei seiner Längsverschiebung der Greiffinger 2 um die Achse 4 in Richtung X bzw. Y geschwenkt werden kann. Durch die spielfreie Nut-Feder-Verbindung 5, 6 wird der Greiffinger 1 dann entsprechend synchron mitbewegt.

Bei 18 ist eine Halteanordnung zum Befestigen des Winkel­ hebel-Greifers an einer nicht dargestellten Vorrichtung, beispielsweise an einen Industrieroboter, veranschaulicht.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

• Bezugszeichenliste  1 Greiffinger
   2 Greiffinger
   3 Achse
   4 Achse
   5 zahnnutförmige Aussparung
   6 zahnartiger Vorsprung
   7 Feder, Zugfeder, Federelement
   8 Auge
   9 Auge
  10 Lager
  11 Lager
  12 Plungerkolben
  13 Zylinder
  14 Kanal
  15 Dichtung
  16 wulstförmige Verdickung
  17 Hebelarm, unterer
  18 Halteanordnung
  X Schwenkrichtung
  Y Schwenkrichtung

• Literaturverzeichnis EP-OS 00 86 238
  DE-OS 32 01 353
  Operating Method Typen A, B und C
  Innen-Greifer Typ IG 2,5-25 (Canonica-Co AG)
  Automation-CH-5313 Klingnau
  CH 21 (durch Prospekte bekanntgewordener Stand der Technik)

Claims (3)

1. Winkelhebel-Greifer mit zwei zentrisch zueinander bewegbaren Greiffingern (1, 2) mit pneumatischem Antriebsmechanismus und querliegendem Plunger-Zylinder (13) mit Kolben (12), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Greiffinger (1, 2) über wenigstens eine praktisch spielfreie Zahn-Nut-Verbindung (5, 6) miteinander gekuppelt sind und ein die Greiffinger (1, 2) im Öffnungssinne beaufschlagendes Federelement (7) unterhalb der Drehachse (3, 4) und unterhalb der Zahn-Nut-Verbindung (5, 6) angeordnet ist.

2. Winkel-Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Antriebsmechanismus, insbesondere die Zahn-Nut-Verbindung (5, 6), die Schwenkachse (3, 4) und ein motorischer Antrieb für die Greif­ finger (1, 2) mit einer elastischen Schutzhülle von innen nach außen und von außen nach innen hermetisch schmutz- und feuchtigkeitsdicht abgedichtet sind.

3. Winkelhebel-Greifer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der quer zu den Greiffingern (1, 2) mit seiner Längsachse angeordnete Plungerzylinder (13) unterhalb des Federelementes (7) und unterhalb der Schwenkachse (3, 4) angeordnet ist und daß der Kolben (12) mit einer balligen Erhöhung gegen die Innenwandung des einen Greiffingers (2) kraftschlüssig einwirkt.