WO2014032981A1

WO2014032981A1 - Greifkopf, greifzange und roboter mit segmentierter greiffläche zum ergreifen beliebig geformter objekte

Info

Publication number: WO2014032981A1
Application number: PCT/EP2013/067037
Authority: WO
Inventors: Hubert Meintrup
Original assignee: Matrix Gmbh Spannsysteme Und Produktionsautomatisierung
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2014-03-06
Also published as: DE102012107957B3

Abstract

Ein Greifkopf (1) zum Ergreifen beliebig geformter Objekte weist eine Basis (5) und mindestens einen an der Basis (5) in einer Greifrichtung (3) linear geführten Greifbacken (4) auf. Jeder Greifbacken (4) weist einen Rahmen (8) und mehrere Stößel (9) auf, wobei jeder Stößel (9) in der Greifrichtung (3) ausgerichtet ist und mit seiner vorderen Stirnfläche (11) eines von mehreren Segmenten an der Greiffläche (12) des Greifbackens (4) ausbildet und wobei jeder Stößel (9) entgegen der Greifrichtung (3) gegen eine Rückstellkraft in den Rahmen (8) eindrückbar ist, bis ein quer zu der Greifrichtung (3) an dem Rahmen (8) geführtes und über eine schiefe Ebene (16) von einem Kraftaufteilelement (17) beaufschlagtes Klemmelement (13) die Stößel (9) an dem Rahmen (8) festlegt. Das Kraftaufteilelement (17) stützt sich in der Greifrichtung (3) an der Basis (5) ab, wobei seine schiefe Ebene (16) schräg nach hinten geneigt ist; und der Greifbacken (4) weist eine Aufnahme (20) für eine Greifkraft (19) auf, die den Greifbacken (4) in der Greifrichtung (3) mit dem Klemmelement (13) gegen die schiefe Ebene (16) an dem Kraftaufteilelement (17) vorschiebt.

Description

GREIFKOPF, GREIFZANGE UND ROBOTER MIT SEGMENTIERTER GREIFFLÄCHE ZUM ERGREIFEN BELIEBIG GEFORMTER OBJEKTE

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Greifkopf zum Ergreifen beliebig geformter Objekte mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie auf eine Greifzange und einen Roboter mit einem solchen Greifkopf. Durch die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 weist der Greifkopf eine segmentierte Greiffläche auf, die sich entgegen der Greifrichtu ng segmentweise eindrücken lässt, so dass sie sich beim Vorschieben in der Greifrichtung an die Oberfläche beliebig geformter Objekte anformt.

Typischerweise weist ein Greifkopf, wie er Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, zwei symmetrisch zueinander angeordnete Greifbacken auf, um das jeweilige Objekt von zwei gegenüber liegenden Seiten aus in gleicher Weise zu ergreifen. Grundsätzlich kann jedoch auch nur ein Greifbacken vorgesehen sein, der zum Beispiel relativ zu einem festen Anschlag an der Basis in der Greifrichtung vorgeschoben wird.

STAND DER TECHNIK Aus der EP 0 857 544 B1 ist eine Haltevorrichtung für Werkstücke bekannt, die die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist. Die bekannte Haltevorrichtung weist eine Spanneinrichtung zum Aufbringen einer auf ein Werkstück gerichteten Spannkraft auf einen Spannbacken und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren von Spannstiften gegenüber einem Rahmen des Spannbackens auf. Dabei ist ein gemeinsames translatorisches Betäti- gungselement für die Fixiereinrichtung u nd die Vorsch ubeinrichtung vorgesehen . Das Betätigungselement wirkt über einen Steuerkopf auf ein Druckstück der Fixiereinrichtung und gleichzeitig auf den gesamten Spann backen ein . Zwischen dem Steuerkopf u nd dem Druckstück sind Steuerflächen vorgesehen, die schräg zu dem translatorischen Betätigungselement und einer von diesem originär aufgebrachten Kraft verlaufen. Durch die schräge Ausrichtung der Steuerflächen wird die Kraft des Betätigungselements neben einer Spannkraft in eine Fixierkraft aufgespalten. Dadurch ergibt sich folgendes Verhalten beim Spannen mit dem Spannbacken: Zunächst kann der Spannbacken ohne Kontakt zum Werkstück noch ungehindert von dem Betätigungselement vorgeschoben werden, es baut sich also weder eine nennenswerte Spannkraft noch eine Fixierkraft auf. Die Spannkraft baut sich auf, sobald die Spannstifte auf das Werkstück auftreffen und gegen ihre Rückstellkraft in den Spannbacken eingedrückt werden. Durch die Anordnung der Steuerflächen ergibt sich gleichzeitig eine noch größere Fixierkraft, so dass die Spannstifte kaum, dass sie an dem Werkstück anliegen, aneinander fixiert werden. Ein wesentlicher Teil der originär aufgebrachten Kraft wirkt aber weiter auf den Spannbacken und muss von dem Werkstück abgestützt werden. Die bekannte Haltevorrichtung mit dem gemeinsamen Betätigungselement für die Fixiereinrichtung und die Vorschubeinrichtung hat bislang keine praktische Anwendung gefunden, da keine ausreichende Funktionssicherheit, d. h. keine sichere Anlage der Spannstifte an dem jeweiligen Werkstück mit einer definierten Kraft gegeben ist. Konkret besteht eine erhebliche Gefahr, dass die Vorwärtsbewegung des Spannbackens verfrüht gestoppt wird, weil sich der Steuerkopf zwischen der Basis und dem Klemmstück der Fixiereinrichtung verkeilt, oder dass die Oberfläche des Werkstücks durch eine zu große Anlagekraft der Spannstifte beschädigt wird.

Daher wird bei Haltevorrichtungen mit segmentierter Spannfläche, wie sie grundsätzlich in der EP 0 857 544 B1 beschrieben werden, die Fixierkraft regelmäßig mit Mitteln aufgebracht, die von den Mitteln zum Aufbringen der Spannkraft getrennt sind.

Für das einfache und dennoch sichere Ergreifen beliebig geformter Objekte, insbesondere beim Ergreifen verschiedener beliebig geformter Objekte direkt hintereinander, ist jedoch das separate Aufbringen der Fixierkräfte sehr aufwändig, zumal zum Beispiel an Robotern zwar regelmäßig Mittel zum Aufbringen einer Greifkraft, aber keine zusätzlichen Mittel zum Aufbringen einer Fixierkraft vorgesehen sind. AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifkopf mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen, der auf einfache Weise ein zuverlässiges Ergreifen beliebig geformter Objekte sicherstellt.

LÖSUNG

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Greifkopf mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche 2 bis 1 1 sind auf bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Greifkopfs gerichtet. Die Patentansprüche 12 und 13 betreffen eine Greifzange und einen Roboter mit einem erfindungsgemäßen Greifkopf.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei einem erfindungsgemäßen Greifkopf zum Ergreifen beliebig geformter Objekte mit einer Basis und mindestens einem an der Basis in einer Greifrichtung linear geführten Greifbacken weist der Greifbacken einen Rahmen und mehrere Stößel auf, wobei jeder Stößel in der Greifrichtung ausgerichtet ist und mit seiner vorderen Stirnfläche eines von mehreren Segmenten einer Greiffläche des Greifbackens ausbildet und wobei jeder Stößel entgegen der Greifrichtung gegen eine Rückstellkraft in den Rahmen eindrückbar ist, bis ein quer zu der Greifrichtung an dem Rahmen geführtes und über eine schiefe Ebene von einem Kraftaufteilelement beaufschlagtes Kraftelement die Stößel an dem Rahmen festlegt. Dieses Kraftaufteilelement stützt sich in der Greifrichtung an der Basis ab, wobei die schiefe Ebene an dem Kraftaufteilelement schräg nach hinten geneigt ist. Eine Aufnahme für eine Greifkraft, die den Greifbacken in der Greifrichtung vorschiebt, ist direkt an dem Greifbacken vorgesehen und schiebt den Greifbacken mit dem Klemmelement gegen die schiefe Ebene an dem Kraftaufteilelement vor.

Indem bei dem neuen Greifkopf die Aufnahme für die Greifkraft unmittelbar an dem Greifbacken vorgesehen ist, wirkt die Greifkraft auch unmittelbar auf den Greifbacken ein und schiebt diesen in der Greifrichtung sicher bis zu dem Kraftaufteilelement vor. Bis dahin bleibt das Klemmelement im Wesentlichen kraftfrei, da Gegenkräfte zu der Greifkraft auf den Greifbacken nur durch Reibung oder sich langsam aufbauende Rückstellkräfte auf die Stößel wirken, die nach Anlage ihrer Stirnflächen an die Oberfläche des jeweiligen Objekts beim weiteren Vorschieben des Greifbackens zunehmend in dessen Rahmen eingedrückt werden. Sobald jedoch das Klemmelement auf die schiefe Ebene an dem Kraftaufteilelement auftrifft, wird die über die Aufnahme an dem Greifbacken eingeleitete Greifkraft zunehmend in eine quer zu der Greifrichtung ausgerichtete Klemmkraft auf die Stößel umgelenkt bzw. ü ber das Kraftaufteilelement an der Basis abgestützt und so das weitere Vorschieben des Greifbackens und auch das Aufbringen zusätzlicher Kräfte auf das zu ergreifende Objekt unterbunden. Der Greifbacken wird auf diese Weise praktisch mit nur sehr geringen Abweichungen in der Greifrichtung an dem durch das Kraftaufteilelement definierten Punkt gegenüber der Basis angehalten ; und in diesem Punkt werden die Stößel an dem Rahmen des Greifbackens festgelegt. Auch größere Kräfte, die anschließend über die Aufnahme in der Greifrichtung auf den Greifbacken aufgebracht werden, führen zu keiner wesentlichen Verlagerung des Greifbackens in der Greifrichtung mehr. Im Ergebnis ist es mit dem erfindungsgemäßen Greifkopf möglich, auch Objekte mit sehr empfindlicher Oberfläche beschädigungs- und zerstörungsfrei sicher zu ergreifen. Für die Freigabe des jeweiligen Objekts reicht es aus, den Greifbacken zurückzuziehen. Dabei werden seine Stößel automatisch wieder freigegeben, so dass sich die von deren Stirnflächen gebildete Greiffläche in derselben Weise wie zuvor auch an das nächste Objekt anpassen kann.

Grundsätzlich kann das Kraftaufteilelement bei dem erfindungsgemäßen Greifkopf elastisch an der Basis abgestützt sein. In der Regel ist aber eine zumindest im Wesentlichen starre Abstützung an der Basis gegeben.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Greifkopf das Kraftaufteilelement auswechselbar und/oder die Neigung seiner schieben Ebene einstellbar. Auf diese Weise kann die Umleitung der über die Aufnahme an dem Greifkopf aufgebrachten Greifkraft in die Klemmkraft zum Festklemmen der Stößel an dem Rahmen und in die letztlich noch auf die Oberfläche des Objekts einwirkende Kraft eingestellt werden. Typische geeignete Werte für den Winkel der schiefen Ebene liegen im Bereich von 10° bis 20° zur Greifrichtung.

Weiterhin ist es bei dem neuen Greifkopf bevorzugt, wenn die Lage des Kraftaufteilelements an der Basis in der Greifrichtung einstellbar ist. Die Lage des Kraftaufteilelements an der Basis bestimmt den Punkt, an dem der Rahmen des Greifbackens durch das Auftreffen seines Klemmelements auf das Kraftaufteilelement in der Greifrichtung gegenüber der Basis gestoppt wird. Eine Einstellbarkeit der Lage des Kraftaufteilelements an der Basis ermöglicht es damit, den erfindungsgemäßen Greifkopf auf unterschiedlich große zu ergreifende Objekte einzustellen, damit diese einerseits nicht selbst oder über bereits vollständig eingedrückte Stößel hart an den Rahmen des Greifbackens anschlagen und andererseits doch in satten Kontakt mit den Stirnflächen der Stößel kom men , bevor d ie weitere Bewegu n g d es Greifbackens in der Greifrichtung gestoppt wird. Zudem wirkt sich die Lage des Kraftaufteilelements - über die Höhe der Rückstellkräfte der teilweise in den Rahmen eingedrückten Stößel - auch auf die Kraft aus, die nach dem Stoppen des Greifbackens zwischen den Stößeln und der Oberfläche des ergriffenen Objekts wirkt.

Wie bereits angedeutet wurde, sind bei einem erfindungsgemäßen Greifkopf vorzugsweise zwei in einander entgegen gesetzten Greifrichtungen an der Basis linear geführte Greifbacken vorgesehen. Diese weisen dann weiter bevorzugt einen grundsätzlich gleichen Aufbau auf, und es ist ihnen jeweils ein an der Basis abgestütztes Kraftaufleitelement zugeordnet. Typischerweise sind dann die Greifbacken spiegelsymmetrisch zu einer normal zu den Greifrichtungen verlaufenden Mittelebene oder achsensymmetrisch zu einer normal zu den Greifrichtungen verlaufenden Mittelachse ausgebildet. So wird das jeweilige Objekt von beiden Seiten in gleicher weise ergriffen.

Wenn zwei Greifbacken vorgesehen sind, können deren Bewegungen in ihren Greifrichtungen gekoppelt sein, so dass beispielsweise beide Greifbacken gleichzeitig mit ihren Klemm- elementen an der schiefen Ebene des zugehörigen Kraftaufteilelements zur Anlage kommen. Dies wird in guter Näherung - statt durch eine irgendwie geartete getriebliche Kopplung - auch dann erreicht, wenn gleiche Rückstellkräfte auf die Greifbacken entgegen deren Greifrichtungen und gegenüber der Basis wirken.

Die Lagen der beiden Kraftaufteilelemente an der Basis können auf besonders einfache Weise gemeinsam mit einer an der Basis ortsfest aber drehbar gelagerten und gegenläufige Gewinde aufweisenden Gewindespindel eingestellt werden. Dabei ist jeweils eines der Kraftaufteilelemente auf eines der beiden gegenläufigen Gewinde aufgeschraubt, so dass sich die Kraftaufteilelemente beim Verdrehen der Gewindespindel symmetrisch an der Basis aufeinander zu oder voneinander weg bewegen. Ein Festsetzen des jeweiligen Klemmelements an dem jeweiligen Kraftaufteilelement, das eine höhere Lösekraft entgegen der Greifrichtung erfordert, kann durch ausreichend glatte und harte Ausbildung der schiefen Ebene an dem Kraftaufteilelement und einer entsprechenden Steuerfläche als Gegenfläche an dem Klemmelement verhindert werden. Zudem wird ein kontrollierter Anstieg der Klemmkraft auf die Stößel des jeweiligen Greifbackens dadurch erreicht, dass zwischen jedem Klemmelement und den Stößeln des jeweiligen Greifbackens ein elastischer Puffer vorgesehen ist. Hierbei kann es sich um ein vergleichsweise dünnes Kissen aus einem Elastomerwerkstoff oder dergleichen handeln. Durch Austauschen dieses elastischen Puffers kann zudem der Verlauf der Kraft zwischen den Stößeln und der Oberfläche des jeweils ergriffenen Objekts optimiert werden.

Letztlich kann auch durch Austauschen der Stößel und/oder von Federn, die die Rückstellkräfte auf die Stößel aufbringen, das Verhalten des jeweiligen Greifbackens beim Ergreifen eines Objekts und insbesondere der Kraftverlauf der Kraft zwischen den Stößeln und der Oberfläche des Objekts beeinflusst werden. Die Stößel oder auch nur Stößelspitzen, die die Stirnflächen der Stößel ausbilden, können auch zu dem Zweck austauschbar sein, die Stößel hinsichtlich der Form und/oder des Materials ihrer Stirnflächen an Eigenschaften zu ergreifender Objekte anzupassen.

Der erfindungsgemäße Greifkopf kann in einer Greifzange mit einem Paar von Zangenhebeln Verwendung finden , wobei der eine Zangenhebel an der Aufnahme für die Greifkraft des mindestens einen Greifbackens und der andere Zangenhebel an der Basis oder an der Aufnahme für die Greifkraft eines zweiten Greifbackens angreift. Die Zangenhebel können zur manuellen Betätigung vorgesehen sein, beispielsweise um empfindliche Objekte zuverlässig aus einem gewissen, durch die Länge der Zangenhebel definierten Sicherheitsabstand zu ergreifen. Dabei können auf die Zangenhebel vergleichsweise große Kräfte ausgeübt werden, d. h. die Greifzange mit kräftigem Griff erfasst werden, ohne dass die Gefahr besteht, das jeweils ergriffene Objekt ungewollt zu zerdrücken. Dies ist ein Vorteil, wenn beispielsweise mit Schutzhandschuhen und einer Greifzange ein relativ empfindliches Objekt zu ergreifen ist.

Der erfindungsgemäße Greifkopf ist weiterhin zur Verwendung bei einem Roboter geeignet und erfordert auch hier keine feinfühlige Abstimmung der von dem Roboter ausgeübten Greifkraft, weil diese in wesentlichen Teilen von dem Greifkopf aufgefangen und in die Klemmkraft für das Festlegen seiner Stößel umgelenkt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merk- malen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Um- fangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen. KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Greifkopfs in einer teilweise geschnittenen und teilweise auch verdeckte Linien wiedergebenden Darstellung.

Fig. 2 zeigt einen vollständigen Greifkopf in einem Längsschnitt.

Fig. 3 illustriert schematisch eine Greifzange mit einem Greifkopf; und

Fig. 4 illustriert ebenfalls nur schematisch einen Roboterarm mit einem Greifkopf.

FIGURENBESCHREIBUNG Der in Fig. 1 teilweise dargestellte Greifkopf 1 ist spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene 2 ausgebildet. Die Mittelebene 2 verläuft dabei normal, d. h. orthogonal zu einer Greifrichtung 3 eines in der Figur dargestellten Greifbackens 4. In dieser Greifrichtung 3 ist der Greifbacken 4 linear an einer Basis 5 des Greifkopfs 1 geführt. Konkret ist dafür eine Führungsschiene 6 an der Basis 5 vorgesehen, die in eine Nut 7 in dem Greifbacken 4 eingreift. Der Greifbacken 4 weist einen Rahmen 8 auf, der eine Mehrzahl von Stößeln 9 in Umfangsrichtung um die Greifrichtung 3 umschließt. Die Stößel 9 sind längs der Greifrichtung 3 parallel zueinander ausgerichtet und einzeln oder gemeinsam gegen Rückstellkräfte in den Rahmen 8 eindrückbar. Dabei bringen Federn 10 Rückstellkräfte auf die Stößel 9 auf, die sie in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückführen. Die Stirnflächen 1 1 der Stößel 9 bilden so Segmente einer Greiffläche 12 aus, die sich an die Oberfläche eines mit dem Greifkopf 1 zu ergreifenden Objekts anformen kann, indem die Stößel 9 unterschiedlich weit in den Rahmen 8 eingedrückt werden. Um die an die Oberfläche des jeweiligen Objekts angeformte Greiffläche 12 zu konservieren, wodurch dem ergriffenen Objekt eine definierte Lage gegenüber der Basis 5 geben wird und/oder Kräfte auf das ergriffene Objekt gegenüber anderen Objekten ausgeübt werden können, ist ein Klemm- element 13 des Greifbackens 4 vorgesehen, das in Querrichtung zu der Greifrichtung 3 in einer seitlichen Öffnung des Rahmens 8 geführt ist. Das Klemmelement 13 bringt eine seitliche Klemmkraft 14 auf die Stößel 9 auf, um sie aneinander und gegenüber dem Rahmen 8 zu fixieren. Konkret bringt das Klemmelement 13 die Klemmkraft 14 dann auf, wenn es mit einer Steuerfläche 15 in Kontakt mit einer schiefen Ebene 16 eines Kraftaufteilelements 17 kommt, das an der Basis 5 festliegt, und zwar hier nicht nur in der Greifrichtung 3 sondern auch in Gegenrichtung zu der Klemmkraft 14. Die schiefe Ebene 16 ist nach hinten geneigt und verläuft parallel zu der Steuerfläche 15, die an der schiefen Ebene 16 solange abgleitet, bis das Klem melement 1 3 n icht weiter i n den Rah men 8 ei nged rückt werden ka n n u nd d ie Vorwärtsbewegung des Greifbackens 4 in der Greifrichtung 3 endet. Der Weg, über den die Steuerfläche 15 dabei an der schiefen Ebene 16 abgleitet, wird wesentlich durch einen elastischen Puffer 18 in Form eines Kissens aus einem Elastomermaterial bestimmt, der zwischen dem Klemmelement 13 und den Stößeln 9 in dem Rahmen 8 angeordnet ist. Je steifer das Material des Puffers 18 ist, desto kürzer ist der Weg, über den die Steuerfläche 15 an der schiefen Ebene 16 abgleitet. Ebenso bestimmt der Winkel der schiefen Ebene 16 den Weg, über den die Steuerfläche 15 abgleitet; und dieser Weg bestimmt wiederum die Kraft, die von der Greiffläche 12 auf das jeweils mit dem Greifkopf 1 ergriffene Objekt ausgeübt wird. Diese Kraft ist nicht die vollständige Greifkraft 19, die über eine Aufnahme 20, hier in Form einer Öse, die direkt an dem Rahmen 8 angebracht ist, auf den Greifbacken 4 einwirkt. Vielmehr wird der wesentliche Teil dieser Greifkraft 19 über das Kraftaufteilelement 17 in die Klemmkraft 14 umgesetzt bzw. über das Kraftaufteilelement an der Basis abgestützt. So können mit dem Greifkopf 1 auch sehr empfindliche Objekte beschädigungs- und zerstörungsfrei ergriffen werden. Der in Fig. 2 vollständig dargestellte Greifkopf 1 weist zwei spiegelsymmetrisch zu der Mittelebene 2 angeordnete Greifbacken 4 auf, die sich hier gerade beim Vorschieben aufgrund der Greifkräfte 19 mit der von den Stirnflächen 1 1 ihrer Stößel 9 gebildeten Greifflächen 12 an ein Ei als Beispiel für ein zu ergreifendes Objekt 21 anformen. Die Steuerflächen 15 ihrer Klemmstücke 13 setzen in der dargestellten Lage der Rahmen 8 gegenüber der Basis 5 in Kürze an den schiefen Ebenen 16 der Kraftaufteilelemente 17 auf und werden beim weiteren Vorschieben der Greifbacken 4 durch auf diese aufgebrachte Greifkräfte 19 und entsprechendem etwas weitergehendem Anformen der Greifflächen 12 an die Oberfläche 23 des Objekts 21 die Stößel 9 der Greifbacken 4 gegenüber den Rahmen 8 festlegen und damit die angeformten Greifflächen 12 fixieren. Die Lage der Kraftaufteilelemente 17 relativ zu der Mittelebene 2 ist hier mittels einer an der Basis ortsfest aber drehbar gelagerten und gegenläufige Gewinde 24 aufweisenden Gewindespindel 25 einstellbar. Durch Verdrehen der Gewindespindel 25 an einem ihrer mit Werkzeugangriffsflächen versehenen Enden 26 werden die Kraftaufteilelemente 17 in der Basis 5 symmetrisch auseinander oder aufeinander zu gefahren. Damit wird der Greifkopf 1 an Objekte 21 mit unterschiedlich großem Durchmesser angepasst. Während des Zusammenfahrens der Greifbacken 4 durch Aufbringen der Greifkräfte 19 bleibt die Lage der Kraftaufteilelemente 17 gegenüber der Basis 5 jedoch fest. Der Greifkopf 1 gemäß Fig. 2 ist dazu vorgesehen, dass die Greifbacken 4 durch externe Greifkräfte 19 zusammengedrückt werden, wobei diese Greifkräfte 1 9 dan n von d en Kraftaufteilelementen 17 im Wesentlichen aufgefangen und in die Klemmkräfte 14 zum Festklemmen der Stößel 9 umgesetzt werden. Das wieder Auseinanderfahren der Greifbacken 4 nach Rücknahme der Greifkräfte 19 erfolgt durch Rückstellkräfte, die von zwei Federn 27 zwischen einem Flansch 28 der Basis 5 und den Greifbacken 8 aufgebracht werden. Entgegen der Greifrichtung schlagen die Greifbacken 4 nach hinten an Anschlägen 22 an . I n der vorliegenden Ausführungsform sind die Kraftaufteilelemente 17 nur in den Greifrichtungen über die Gewindespindel 25 an der Basis 5 abgestützt. Entgegen den Klemmkräften 13 stützen sie sich an den ihrerseits an der Basis 5 geführten Rahmen 8 ab. Ansonsten entspricht die Ausführungsform des Greifkopfs 1 gemäß Fig. 2 grundsätzlich derjenigen gemäß Fig. 1 .

Fig. 3 illustriert schematisch eine Greifzange 29 mit zwei Zangenhebeln 30, die über ein Zangengelenk 31 miteinander verbunden sind. Auf der einen Seite des Zangengelenks 31 sind Handgriffe 32 an den Zangenhebeln 30 vorgesehen. Die gegenüberliegenden Enden 33 der Zangenhebel beaufschlagen die Greifbacken 4 des Greifkopfs 1 mit den einander entgegen gerichteten Greifkräften 19, um sie gegenüber ihrer gemeinsamen Basis 5 vorzuschieben. Dabei kann der Greifkopf 1 beispielsweise so ausgebildet sein, wie er in Fig. 2 dargestellt ist.

Fig. 4 illustriert einen Roboterarm 34 eines nicht weiter dargestellten Roboters 35. Am freien Ende 36 des Roboterarms 34, der ein ansteuerbares Gelenk 37 aufweist, ist der Greifkopf 1 vorgesehen, wobei die Basis 5 starr an dem freien Ende 36 gelagert ist. Die Greifbacken 4 des Greifkopfs 1 sind über eine Hebelanordnung 38 mit einem linear wirkenden Aktuator 39 gegeneinander beaufschlagbar und auch wieder auseinanderfahrbar. Dabei ist die Hebelanordnung 38 derart an dem Roboterarm 34 abgestützt, dass die Bewegung der Greifbacken 4 symmetrisch zu ihrer Mittelebene 2 erfolgt. Die entsprechenden Details der Hebelanordnung sind in Fig. 4 jedoch nicht aufgelöst. BEZUGSZEICHENLISTE Greifkopf

Mittelebene

Greifrichtung

Greifbacken

Basis

Führungsschiene

Nut

Rahmen

Stößel

Feder

Stirnfläche

Greiffläche

Klemmelement

Klemmkraft

Steuerfläche

schiefe Ebene

Kraftaufteilelement

Puffer

Greifkraft

Aufnahme

Objekt

Anschlag

Oberfläche

Gewinde

Gewindespindel

Ende

Feder

Flansch

Greifzange

Zangenhebel

Zangengelenk

Handgriff Ende

Roboterarm Roboter Ende

Gelenk

Hebelanordnung Aktuator

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Greif köpf (1 ) zum Ergreifen beliebig geformter Objekte (21 ) mit:

- einer Basis (5) und

- m indestens einem an der Basis (5) in einer Greifrichtung (3) linear geführten Greifbacken (4),

- wobei der Greifbacken (4) einen Rahmen (8) und mehrere Stößel (9) aufweist,

- wobei jeder Stößel (9) in der Greifrichtung (3) ausgerichtet ist und mit seiner vorderen Stirnfläche (1 1 ) eines von mehreren Segmenten einer Greiffläche (12) des Greifbackens (4) ausbildet und

- wobei jeder Stößel (9) entgegen der Greifrichtung (3) gegen eine Rückstellkraft in den Rahmen (8) eindrückbar ist, bis ein quer zu der Greifrichtung (3) an dem Rahmen (8) geführtes und über eine schiefe Ebene (16) von einem Kraftaufteilelement (17) beaufschlagtes Klemm- element (13) die Stößel (9) an dem Rahmen (8) festlegt,

dadurch gekennzeichnet,

- dass sich das Kraftaufteilelement (17) in der Greifrichtung (3) an der Basis (5) abstützt, - wobei die schiefe Ebene (16) an dem Kraftaufteilelement (17) schräg nach hinten geneigt ist, und

- dass der Greifbacken (4) eine Aufnahme (20) für eine Greifkraft (19) aufweist, die den Greifbacken (4) in der Greifrichtung (3) mit dem Klemmelement (13) gegen die schiefe Ebene (16) an dem Kraftaufteilelement (17) vorschiebt.

2. Greifkopf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftaufteilelement (17) auswechselbar und/oder die Neigung seiner schiefen Ebene (16) einstellbar ist.

3. Greifkopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Kraftaufteilelements (17) an der Basis (5) in der Greifrichtung (3) einstellbar ist.

4. Greifkopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in einander entgegen gesetzten Greifrichtungen (3) an der Basis (5) linear geführte Greifbacken (4) mit zugehörigen Kraftaufteilelementen (17) vorgesehen sind.

5. Greifkopf (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifbacken (4) symmetrisch zu einer normal zu den Greifrichtungen (3) verlaufenden Mittelebene (2) oder Mittelachse ausgebildet sind.

6. Greifkopf (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der beiden Greifbacken (4) in ihren Greifrichtungen (3) gekoppelt sind.

7. Greifkopf (1 ) nach Anspruch 3 und nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, d ass die Lagen der beiden Kraftaufteilelemente (17) an der Basis (5) gemeinsam mit einer an der Basis (5) ortsfest aber drehbar gelagerten und gegenläufige Gewinde (24) aufweisenden Gewindespindel (25) einstellbar sind.

8. Greifkopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem Klemmelement (13) und den Stößeln (9) ein elastischer Puffer (18) vorgesehen ist.

9. Greifkopf (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Puffer (18) austauschbar ist.

10. Greifkopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (9) und/oder Federn (10), die die Rückstellkräfte auf die Stößel (9) aufbringen, austauschbar sind.

1 1 . Greifkopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Greifbacken (4) durch eine Rückstellkraft entgegen der Greifrichtung (3) und gegenüber der Basis (5) beaufschlagt ist.

12. Greifzange (29) mit einem Paar von Zangenhebeln (30) und einem Greifkopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der eine Zangenhebel (30) an der Aufnahme (20) für die Greifkraft (19) des mindestens einen Greifbackens (4) und der andere Zangenhebel (30) an der Basis (5) oder an der Aufnahme (20) für die Greifkraft (19) eines zweiten Greifbackens (4) angreift.

13. Roboter (35) mit mindestens einem Aktuator (39) und einem Greifkopf (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei der Aktuator (39) an der Aufnahme (20) für die Greifkraft (19) des mindestens einen Greifbackens (4) angreift.