DE3706946C2 - Wechselflansch-Einheit für ein Handhabungsgerät - Google Patents
Wechselflansch-Einheit für ein HandhabungsgerätInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselflansch-Einheit
für ein Handhabungsgerät.
Bei bekannten Wechselflansch-Einheiten
werden der Grundteil und der Wech
selteil durch Halteelemente verbunden, die beispielsweise
einen 3-Punkt-Kugeladapter oder Permanent-Elektrohaft-
Magnete aufweisen. Ferner sind Einheiten bekannt, bei
denen Bajonettverschlüsse oder Bolzenverbindungen vorgese
hen sind.
Aus der DE 2 14 330 geht beispielsweise eine
Greiferwechselvorrichtung hervor, die zwei ineinander
schiebbare Teile aufweist und über einen Klemmechanismus
verfügt, der aus einer federbeaufschlagten Kombination aus
einem Kolben, einem Klemmring und einer mit dem Klemmring
in Kontakt stehenden Kugel besteht. Je nach Lage des
Klemmrings wird die Kugel gegen die Außenwand des zu
fixierenden Einschubteiles gepreßt, so daß dadurch für
einen festen Zusammenhalt beider Teile gesorgt wird.
Über eine, an einem Anschlußventil anbringbare
Druckluftleitung ist es möglich, die Kolben/Klemmring-
Kombination derart zu bewegen, daß die Kugel zwei
Stellungen einnehmen kann, in denen das Einschubteil
gelöst oder fixiert werden kann.
Die Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß der
Mechanismus, der die Kugel fixiert und wieder freigibt,
aus zwei paßgenauen Fertigungsteilen besteht, die auf
Grund ihrer präzisen Paßgenauigkeit hohe
fertigungstechnische Ansprüche und damit hohe
Herstellungskosten erfordern.
Ebenso geht aus der EP 139 758 A1 eine Vorrichtung zum
Wechseln von Greifereinheiten für Roboter hervor, mit
einem Wechselkörper, einem Wechseladapter und einem daran
befestigbaren Roboterwerkzeug. Der Wechseladapter ist als
ein, an seiner Oberseite offener Zylinder ausgeführt, der
zudem einen nach Innen verlaufenden Kragen aufweist. Die
Verriegelung zwischen Wechselkörper und dem Wechseladapter
vollzieht sich dabei derart, daß der Wechseladapter in das
Innere des Wechselkörpers eingeführt wird und dabei eine
stiftförmige Verriegelungseinheit umschließt. Die
Verriegelungseinheit besteht im Wesentlichen aus einem
Kolben, der vertikal bewegbar ist und an seinem unteren
Ende eine kegelige Einschnürung aufweist, die je nach
vertikaler Lage sogenannte Verriegelungskugeln nach außen
gegen die Innenwand des Kragens des Wechseladapters
drückt, so daß der Wechseladapter im Wechselkörper fest
sitzt. Das Lösen der Einheit erfolgt mit einer
entsprechenden Bewegung des Kolbens, so daß sich die
Verriegelungskugeln von der Innenwand des Wechselkörpers
wieder beabstanden lassen.
Den bekannten Wechselflansch-Einheiten ist der Nachteil
gemeinsam, daß sie vergleichsweise groß bauen und in der
Herstellung aufwendig und damit teuer sind. Ferner ist ihr
Gewicht insbesondere für kleine Industrieroboter zu hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wechsel
flansch-Einheit für Handhabungsgeräte anzugeben, deren
Herstellung kostengünstig ist und die verglichen mit
bekannten Einheiten einen nur geringen Platzbedarf hat.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren
Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß eine leichte,
kleine und kostengünstig herzustellende Wechselflansch-
Einheit für Handhabungsgeräte dadurch realisiert werden
kann, daß ein formschlüssiger Zapfeneingriff mit einer
Kugelverriegelung in Richtung des Zapfeneingriffs kombi
niert wird. Im Anspruch 1 sind die Merkmale angegeben,
mit denen dieser erfindungsgemäße Grundgedanke bei
einer einfachen und leichten Wechselflansch-Einheit reali
siert wird.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
In den Ansprüchen 2 und 3 sind Weiterbildungen angegeben,
durch die die Sicherheit der Verbindung des Grundteils und
des Wechselteils weiter erhöht bzw. die Herstellung der
Einheit weiter vereinfacht wird.
Durch die im Anspruch 4 gekennzeichnete Weiterbildung ist
sichergestellt, daß das Zusammensetzen von Grund- und
Wechselteil nicht "verdreht" erfolgen kann. Durch die
zusätzlichen Führungen wird
insbesondere das Zusammensetzen der Einheit durch einen
Industrieroboter oder dgl. erleichtert.
Die in der erfindungsgemäßen Wechselflansch-Einheit vorge
sehenen Halteelemente nehmen nur einen geringen Teil der
Fläche der Flansche in Anspruch, so daß es bei der erfin
dungsgemäßen Einheit ohne weiteres möglich ist, zusätz
liche Verbindungselemente, beispielsweise Energie-, Sig
nal-, Pneumatik- und/oder Hydraulikstecker zu integrieren.
Das Lösen der Verbindung der erfindungsgemäßen Wechsel
flansch-Einheit erfolgt durch Verschieben der Kolbenstange
entgegen deren Vorspannung, so daß ein Bereich stärkerer
Einschnürung der Kolbenstange in Anlage mit der Kugel
kommt, die sich damit soweit nach "hinten" verschieben
kann, daß sie außer Eingriff mit dem Zapfen kommt.
Die Kolbenstange kann zum Lösen der Verbindung selbstver
ständlich von Hand verschoben werden. Ein besonderer Vor
teil der erfindungsgemäßen Einheit besteht jedoch darin,
daß nicht nur das Verbinden der beiden Teile, sondern auch
das Lösen der Verbindung selbsttätig erfolgen kann. Eine
Weiterbildung der Erfindung, bei der ein selbsttätiges
Lösen der Verbindung möglich ist, ist im Anspruch 6 ge
kennzeichnet. Die im Anspruch 7 gekennzeichnete Weiterbil
dung erleichtert das Zusammensetzen der beiden Teile.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs
beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be
schrieben, in der zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Wechselflansch-Einheit, und
Fig. 2 einen Schnitt durch die Einheit bei II-II in Fig. 1.
Die in den Figuren dargestellte Einheit weist einen Grund
teil 1 und einen Wechselteil 2 auf. Der Grundteil 1 kann
in nicht näher dargestellter Weise fest mit einem Indus
trieroboter, einem Handhabungsgerät oder dgl. verbunden
werden, während der Wechselteil 2 fest mit einem Greifer,
einem Werkzeug oder dgl. verbunden ist.
An der Fläche 2′ des Wechselteils 2, die an der Fläche 1′
des Grundteils anliegt, ist ein Zapfen 3 vorgesehen, der
in eine komplementäre Ausnehmung 4 in dem Grundteil
eingreift. Der Zapfen 3 hat eine zylindrische Grundform;
eine Seite ist jedoch abgeflacht, so daß sich eine ebene
seitliche Begrenzungsfläche 3′ des Zapfens ergibt. Hier
durch wird die Rotationssymmetrie des Systems Zapfen 3/
Ausnehmung 4 aufgehoben, so daß es nicht möglich ist,
versehentlich die Teile verdreht zusammenzusetzen.
Ferner ist der Zapfen an seiner Spitze angefast. Durch
diese Anfasung 3′′ wird das Einführen des Zapfens 3 in die
Ausnehmung 4 erleichtert.
Parallel zu der der Begrenzungsfläche 3′ des Zapfens ent
sprechenden Fläche 4′ der Ausnehmung 4 ist in den Grund
teil 1 eine Verriegelungseinheit 5 eingesetzt, die im
folgenden näher beschrieben werden wird.
Die Verriegelungseinheit 5 weist eine Sackloch-Bohrung 6
auf, deren Achse parallel zu der Begrenzungsfläche 4′
verläuft. In die Bohrung 6 ist ein Zylinder 7 eingesetzt,
den eine Feder 8 in Richtung des Pfeils 8′ vorspannt. Der
Zylinder 7 weist eine kegelförmige Einschnürung 7′ auf,
die in einen Bereich mit kreisförmiger Kontur übergeht. Im
Bereich der Einschnürung 7′ ist eine weitere Bohrung 9
vorgesehen, die zwischen der Fläche 4′ und der Bohrung 6
verläuft. In die Bohrung 9 ist eine Kugel 10 eingesetzt,
die an der kegelförmigen Einschnürung 7′ anliegt. Der
Durchmesser der Bohrung ist so bemessen, daß sie in der
Grundstellung der Kolbenstange über die Fläche 4′ "vor
steht" und in eine Ausnehmung 3′ in dem Zapfen 3 ein
greift. Bei einer Verschiebung der Kolbenstange entgegen
der Vorspannungskraft der Feder 8 zum Lösen der Verbindung
der beiden Teile kann jedoch die Kugel hinter die Kontur
der Fläche 4′ zurücktreten, so daß der Zapfen aus der Boh
rung gezogen werden kann. In diesem Falle liegt dann die
Kugel an der Kolbenstange in dem Bereich mit kreisförmiger
Kontur an.
Ferner weisen die beiden Teile 1 bzw. 2 Stecker bzw. Ge
genstecker 11 für elektrische Leitungsverbindungen, Pneu
matikanschlüsse 12 sowie Zapfen 13 auf, die für eine wei
tere Führung sorgen. Da die Verbindungselemente nur einen
geringen Teil der Anlagefläche beanspruchen, steht durch
die erfindungsgemäße Ausbildung der Verriegelungseinheit
ein großer Teil der Flanschfläche für die "Durchführung"
von elektrischen Anschlüssen, Pneumatikanschlüssen oder
dgl. zur Verfügung.
Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch
ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens
beschrieben worden, innerhalb dessen selbstverständlich
die verschiedensten Modifikationen möglich sind.
In jedem Falle erhält man jedoch eine einfache und kosten
günstig herzustellende Verriegelungs- bzw. Wechselflansch
einheit, die große Abscherkräfte aufnehmen kann und damit
eine große Tragkraft hat.
Claims (7)
1. Wechselflansch-Einheit für ein Handhabungsgerät, mit
folgenden Merkmalen:
- - ein Grundteil (1) ist fest an dem Handhabungsgerät an bringbar
- - ein Wechselteil (2) ist fest mit einem einzuwechselnden Werkzeug, wie einem Greifer oder dgl. verbindbar,
- - ein Teil weist einen Zapfen (3) auf, der an einer Seite abgeflacht ist, so daß sich eine ebene seitliche Begren zungsfläche (3′) ergibt,
- - das andere Teil weist eine komplementäre Ausnehmung (4) mit der Begrenzungsfläche der Zapfen entsprechenden Fläche (4′) auf, in die der Zapfen einsetzbar ist, und
- - eine Bohrung (6) auf, die parallel zur Fläche (4′) und senkrecht zur Einsetzrichtung des Zapfens (3) verläuft,
- - in die Bohrung (6) ist ein Zylinder (7) mit einer kegel förmigen Einschnürung (7′) eingesetzt, der vorgespannt ist,
- - eine weitere Bohrung (9) verbindet die Ausnehmung (4) mit der Bohrung (6),
- - in die weitere Bohrung (9) ist eine Kugel (10) einge setzt, die in Verriegelungsstellung vom Zylinder in eine Ausnehmung (31) des Zapfens (3) gedrückt wird.
2. Einheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Einschnürung
(7′) in einen Teil mit kreisförmiger Kontur übergeht,
dessen Abmessungen so bemessen sind, daß bei Anlage der
Kugel (10) an diesem Teil diese nicht über die Be
grenzungsfläche (4′) der Ausnehmung (4) vorragt.
3. Einheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der weiteren
Bohrung (9) im Bereich der Ausnehmung (4) kleiner als der
der Kugel (10) ist.
4. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Zapfen zur Führung
und Verdrehsicherung vorgesehen sind.
5. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundteil und dem
Wechselteil Stecker und Gegenstecker für Druckluft,
Gasleitungen und/oder elektrische Verbindungen vorgesehen
sind.
6. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen der Verbindung
zwischen Grundteil und Wechselteil der Zylinder (7) von
Hand, pneumatisch oder hydraulisch bewegbar ist.
7. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen an seinem vorderen
Ende angefast ist.
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