GRIPPER

Abstract: 1. Gripper having a basic gripper body (1) and a pneumatic drive mechanism which is attached firmly to the latter and has a piston (40) which is mounted so as to be axially displaceable and is provided between its two ends with at least one recess (41) in its casing circumference, into which recess there engage the ends of bell crank levers (46) which are mounted pivotably on the basic gripper body (1) and, with their other ends, each of which is pivotable in a plane containing the axis of symmetry (56) of the drive mechanism, engage on gripper jaws (38), to which are allocated guide means which, in the event of a displacement of the gripper jaws (38) transversely to the axis of symmetry (56) brough about by the bell-crank levers (46), prevent a tilting of the gripper jaws (38), the guide means being formed by straight-line guides (guide strips 36) which are fixed to the frame, are arranged at least approximately at right angles to the axis of symmetry (56) and on which the gripper jaws (38) are displaceably mounted, which are provided with recesses (54) at least approximately parallel to the axis of symmetry (56), in which recesses the bell-crank levers (46) engage essentially without play, and furthermore having parts (32, 34) which seal the cylinder spaces (42, 44) of the pneumatic drive mechanism axially and on each of which is provided an axially adjustable stop (58) for the piston (40).

Description: Greifvorrichtung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Greifvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches. Bei einer solchen bekannten Greifvorrichtung ist ein Gehäuse vorgesehen, an dem für jede Greiferbacke ein Hebelsystem schwenkbar geführt und drehbar gelagert ist, mit dem es gelingt, die Greiferbacken geradlinig aufeinander zu und voneinander fort zu bewegen. Hierbei erfordern jedoch die jeder Greiferbacke zugeordneten Hebelsysteme eine grössere Zahl von Einzelhebeln, die miteinander gekuppelt sind, um die Geradlinigkeit der Bewegung der Greiferbacken zu gewährleisten. Dadurch wird diese Bauform kompliziert, aufwendig und damit teuer, zumal jedem Hebelsystem zur entsprechenden Führung Führungsnuten in dem Gehäuse zugeordnet sind, die ebenfalls gesondert in der geometrisch notwendigen Weise berechnet und hergestellt werden müssen. Der Antriebsmechanismus liegt mit seiner Wirkrichtung parallel zur Bewegungsrichtung der Greiferbacken und wird ausserhalb der den Greiferbacken abgewandten freien Enden der Hebelsysteme von diesen ohne Verbindung mit dem Gehäuse, also frei schwimmend, getragen. Der Antriebsmechanismus ist mit seinem einen Gehäuseende an einem der Hebelsysteme befestigt, während er mit einer aus einem anderen Ende heraustretenden Kolbenstange mit dem anderen Hebelsystem verbunden ist. Damit ist der Antriebsmechanismus ein ausserhalb der Hebelsysteme liegendes Teil, was einen erheblichen zusätzlichen Platzbedarf neben dem Platzbedarf der Hebelsysteme bedeutet. Es gilt also, bei einer gattungsgemässen Greifvorrichtung unter Aufrechterhaltung der geradlinigen Bewegung der Greiferbacken den Platzbedarf zu reduzieren und den Aufbau der Vorrichtung wesentlich zu vereinfachen. Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemässe Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat gegenüber der bekannten Vorrichtung den Vorteil, dass der Antriebsmechanismus zwischen zwei einfachen Winkelhebeln angeordnet ist, also an einem Platz, der ohnehin von der Vorrichtung benötigt wirt. Dadurch, dass die Winkelhebel zwischen den Enden des Stellgliedes des Antriebsmechanismus an diesem angelenkt sind, erübrigt sich das Erfordernis einer Kolbenstange und damit der hierfür bzw. für deren Hubbewegung erforderliche Platzbedarf. Dadurch, dass die Spannbackenfüsse entlang geradliniger, am Greifergrundkörper befestigter Führungsleisten verschiebbar sind, ergibt sich eine saubere und stabile Führung, die sich auch, wie es mit der erfindungsgemässen Greifvorrichtung möglich ist, erlaubt, hohe Schliesskräfte aufzubringen. Schliesslich erlaubt die erfindungsgemässe Konstruktion neben einer kompakten Bauweise das Aufbringen einer gleichen Greifkraft im gesamten Greifbereich der Greiferbacken sowie einen grossen Greifbereich. Die kompakte Bauweise mit nur wenigen Einzelteilen ergibt ein besonders geringes Gewicht der erindungsgemässen Greifvorrichtung. Beim Gegenstand der Erfindung besteht in einfacher Weise die Möglichkeit, dass der Greifergrundkörper durch das Ge häuse des Antriebsmechanismus gebildet ist, das mit seinem den Greifbacken abgewandten Ende an einem Manipulator, einem Maschinengestell od. dgl. befestigbar ist und am anderen Ende die Führungsleisten trägt, und dass die Winkelhebel durch Gehäuseöffnungen auf das Stellglied geführt sind. Hier zeigt sich besonders deutlich, wie gegenüber dem Bekannten das dortige Gehäuse im erfindungsgemässen Falle praktisch durch das Gehäuse des Antriebsmechanismus mitgebildet ist, hier also kein besonderes Bauteil erforderlich ist. Die Ausnehmungen des Stellgliedes für die freien Enden der Winkelhebel können durch eine Umfangsnut eines Stellgliedschaftes gebildet sein, womit deren Fertigung wesentlich vereinfacht ist und eine besondere Justierung des Stellgliedes in Drehrichtung entfällt. Der Antriebsmechanismus kann ein Stellglied aufweisen, das an beiden Enden mit Tauchspulen versehen ist. Ferner besteht die Möglichkeit, das Stellglied des Antriebsmechanismus durch eine motorgetriebene Spindel hin- und herzubewegen. Das Stellglied kann jedoch auch aus einem Schaft mit von diesem beiderseits getragenen Kolben bestehen, wobei diese hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar sein können. Bei einem pneumatisch betätigbaren Antriebs mechanismus kann das Stellglied aus dem genannten Schaft und von diesem beiderends getragenen Kolben gebildet sein, es kann das Gehäuse des Antriebsmechanismus auf den schaftabgewandten Seiten der Kolben Zylinderräume bilden und es können diese wahlweise mit dem Druckmedium beaufschlagbar sein. Diese Bauform gibt nicht nur die vorerwähnte Möglichkeit, hohe Schliesskräfte aufzubringen. Es ergibt sich vielmehr auch, dass sich grössere und kleinere Teile gleich gut bzw. mit gleichbleibenden Kräften spannen lassen, da auf dic: Kolben des Stellgliedes unabhängig von dessen Axialposition gleich grosse Kräfte ausgeübt werden. Ausserdem lässt sich durch Steuerung der Druckhöhe des Druckmediums die Greifkraft einstellen bzw. begrenzen. Nach der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, dass bei einer Vorrichtung mit pneumatischem oder hydraulischem Antrieb in den die Zylinderräume axial abschliessenden Teilen (Deckel, Führungsleiste für die Greiferbacken usw.) je ein axial verstellbarer Anschlag für den Antriebskolben vorgesehen ist. Dadurch ist erreicht, dass die Öffnungsund die Schlie; stellung der Greiferbacken eingestellt bzw. verstellt werden kann, so dass für den Anwender insbesondere in kritischen Einsatzfällen, z.B. bei begrenzten Freiräumen, Sonderlösungen von Greiferbacken mit eigenen, angepassten Wegbegrenzungsschultern entfallen und eine Umrüstung auf andere Greiferwege einfach und schnell möglich ist. Eine kompakte, keinen zusätzlichen Raum beanspruchende und von aussen leicht verstellbare Anordnung ergibt sich, wenn der axial verstellbare Anschlag durch eine mit einer Gewindebohrung versehene Buchse gebildet ist, welche unverdrehbar, jedoch verschiebbar in dem den Zylinderraum abschliessenden Teil bzw. in einem mit diesem Teil verbundenen Kunststoffkörper gelagert ist, und wenn zum axialen Verstellen der Buchse eine in deren Gewindebohrung eingreifende Schraube dient, die ihrerseits axial unverschiebbar an dem den Zylinderraum abschliessenden Teil gehalten ist. Zur Sicherung der eingestellten Lage des Anschlags wird weiter vorgeschlagen, dass die Schraube ein mit Rastnuten am Umfang versehenen Ringbund hat bzw. mit einem derartigen Ringbund verbunden ist und dass in dem den Zylinderraum abschliessenden Teil bzw. in einem mit diesem Teil verbundenen Kunststoffkörper ein Rastglied radial verschiebbar gelagert ist, welches durch eine Feder gegen den Ringbund gedrückt ist. Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 und 2 zwei gegeneinander um 900 verdrehte Seitenansichten der Greifvorrichtung gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel; Figur 3 eine Draufsicht auf die Greifvorrichtung nach Figur 1; Figur 4 ein Schnittbild der Greifvorrichtung nach Figur 1 in vergrösserter Darstellung; Figur 5 eine Draufsicht auf die Greifvorrichtung nach Figur 1; Figur 6 eine Seitenansicht der Greifvorrichtung nach Figur 1 und Figur 7 ein Schnittbild der Greifvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Greifvorrichtung nach den Figuren 1 bis 6 hat einen Antriebsmechanismus mit einem zylindrischen Gehäuse 1, das an einem Ende mit einem Anschlussdeckel 2 versehen ist, über den der Antriebsmechanismus mittels Schrauben 3 an einem Manipulator, einem Maschinengestell oder dergleichen befestigt werden kann. Auf der anderen Seite sind am Gehäuse 1 Führungsleisten 4 befestigt, an denen Greiferbacken 5 mit ihren Fussteilen quer zur Symmetriemittellinie 6 des Antriebsmechanismus verschiebbar geführt sind. Die Verschiebebewegung wird den Greiferbacken 5 durch Winkelhebel 7 erteilt, die zwischen Paaren von Nasen 8, 9 schwenkbar gelagert sind. Die Nasen 8, 9 sind am Gehäuse 1 in dessen vertikaler Mitte angebracht. Mit 10 sind Näherungsschalter bezeichnet, die einerseits die Geschlossen- und andererseits die Offenposition der Greiferbacken 5 abfühlen, wozu auf den den Näherungsschaltern 10 zugeordneten Winkelhebel 7 ein Schaltklemmstück 11 aufgesetzt ist. Schliesslich zeigt Figur 2 noch zwei Druckluftanschlüsse 12 und 13 für die hinund hergehende Bewegung des nichtersichtlichen Stellgliedes des Antriebsmechanismus. Figur 4 zeigt die Greifvorrichtung in vergrösserter Darstellung geschnitten entsprechend der Darstellung in Figur 1. Hier ist noch einmal ersichtlich das Gehäuse 1 des Antriebsmechanismus, der Deckel 2 und die von diesem ausgehenden Befestigungsbolzen 3. Ferner sind ersichtlich die Führungsleisten 4, die über einen Träger 15, an dem sie mittels Schrauben 16 befestigt sind, mit dem Gehäuse verbunden sind, sowie die Greiferbacken 5, die Symmetriemittellinie 6, die Winkelhebel 7 und die Nasen 8, 9. Wie ersichtlich, sind die Winkelhebel zwischen den Nasenpaaren 8, 9 und damit am Gehäuse 1 über Bolzen 17 schwenkbar gelagert. Innerhalb des Gehäuses ist ein Stellglied koaxial zur Symmetriemittellinie 6 verschiebbar angeordnet, das aus einem Schaft 18 besteht, der endständig Kolben 19 und 20 trägt. Für diese ist durch das Gehäuse 1 sowie den Deckel 2 einerseits und den Träger 15 andererseits auf der schaftabgewandten Seite je ein Zylinderraum 21, 22 gebildet, von denen jeder durch einen der Druckmittelanschlüsse 12, 13 gemäss Figur 2 beaufschlagbar ist. Der Schaft weist eine Ringnut 23 auf, in die die Winkelhebel 7 mit in diesem Falle an ihrem einen freien Ende gebildeten Kugelköpfen 24, Zylinderköpfen od. dgl. eingreifen. Am anderen Ende der Winkelhebel sind ebenfalls Kugelköpfe 25 gebildet, die in Aussparungen 26 der Greiferbackenfüsse 27 eingreifen, wobei diese Aussparungen 26 bezüglich ihrer Achse parallel zur Symmetriemittellinie der Greifvorrichtung angeordnet sind. Wie aus Figur 4 ersichtlich, sind die Greiferbacken 5 an den Greiferbackenfüssen 27 über Schrauben 28 befestigt, so dass an den Greiferbackenfüssen unterschiedliche Sorten von Greiferbacken angebracht werden können. Um hier die Passung zu sichern, sind Passbolzen 29 vorgesehen. Die Figuren 5 und 6 zeigen den Gegenstand gemäss Figur 4 in Draufsicht und in um 900 gedrehter Seitenansicht. Zu diesen Figuren bedarf es angesichts der wiederkehrenden Bezugszeichen gemäss den Figuren 1 bis 4 keiner nochmaligen Erläuterung. Wie ersichtlich, führen die Greiferbacken 5 eine geradlinige, gegenseitige Bewegung entlang der Führungsleisten 4 aus, wobei die Greifkraft über den gesamten Hub der Grei ferbacken praktisch gleich gross ist. Die Vorrichtung baut sehr kompakt, da sie im wesentlichen nur aus dem Antriebsmechanismus, den daran angelenkten, einfachen Winkelhebeln sowie den Greiferbacken besteht. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 hat der pneumatische Antriebsmechanismus ein den Greifergrundkörper bildendes Gehäuse 30, welches oben durch einen Deckel 32 und unten durch einen Einsatzkörper 34 nach aussen dicht abgeschlossen ist. Der Deckel 32 ist mit im einzelnen nicht dargestellten Mitteln zum Befestigen am Gehäuse 30 und zum Anbauen der Vorrichtung an einen Manipulator, ein Maschinengestell oder dergleichen versehen. Der Einsatzkörper 34 ist mit zwei parallel nebeneinander laufenden Führungsleisten 36 verbunden, auf denen zwei Greiferbacken 38 linear verschiebbar gelagert sind. Im Gehäuse 30 ist ein einstückig ausgeführter Kolben 40 verschiebbar gelagert, der zwischen sich und dem Deckel 32 einen ersten Zylinderraum 42 und zwischen sich und dem Einsatzkörper 34 einen zweiten Zylinderraum 44 begrenzt. Am Kolben 40 sind die einen Hebelarme von zwei sich diametral gegenüberliegenden Winkelhebeln 46 angelenkt, von denen jeder auf einem Bolzen 48 gelagert ist, der an einer seitlich abstehenden Konsole 50 des Gehäuses 30 befestigt ist. Die anderen Hebelarme der Winkelhebel 46 greifen je mit einem Zapfen 52 in einen Schlitz 54 einer Greiferbacke 38 ein, welche parallel zur Symmetrieachse 56 verläuft. Die beiden Zylinderräume 42, 44 sind je über eine nicht dargestellte Leitung mit einer Steuereinrichtung verbunden, welche die Zylinderräume 42, 44 alternativ mit einer Druckmittelquelle und der Atmosphäre verbindet. In jedem Zylinderraum 42, 44 ist ein axial verstellbarer Anschlag für den Kolben 40 gebildet, mit welchen der Kolbenweg nach beiden Seiten hin begrenzt bzw. eingestellt werden kann. Jeder Anschlag hat eine mit einer Gewindebohrung versehene Buchse 58, die unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar in einem Kunststoffkörper 60 bzw. 62 gelagert ist, der seinerseits in einer Ausnehmung im Deckel 32 bzw. im Einsatzkörper 34 befestigt ist. In die Gewindebohrung einer jede Buchse 58 greift eine Schraube 6 > 4 ein, deren Kopf 66 im Deckel 32 bzw. dem Einsatzkörper 34 drehbar gelagert und durch einen Dichtring 68 abgedichtet ist. An jeder Schraube 64 ist unmittelbar neben dem Kopf 66 ein im Durchmesser grösserer Ringbund 70 befestigt bzw. gebildet, der am Umfang mit gleichmässig verteilten Rastnuten versehen ist. Der Ringbund 70 ist zwischen Deckel 32 bzw. Einsatzkörper 34 und Kunststoffkörper 60 bzw. 62 gefangen, wodurch die Schraube 64 axial unverschiebbar am Deckel 32 bzw. dem Einsatzkörper 34 gehalten ist. Jeder Kunststoffkörper 60, 62 ist mit einer radial verlaufenden Randvertiefung versehen, in welcher eine Rastkugel 72 und eine Rastfeder 74 angeordnet und durch die benachbarte Stirnseite des anliegenden Deckels 32 bzw. des Einsatzkörpers 34 unverschiebbar gehalten sind. Die Rastfedern 74 drücken die Rastkugeln 72 je in eine der Rastnuten am Umfang der Ringbunde 70 ein und halten die Schrauben 64 in der eingestellten Lage schüttelsicher fest. Zum Verdrehen der Schrauben mittels eines Steckschlüssels ist jeder Kopf 66 mit einer entsprechend geformten Vertiefung 76 versehen. Im Betrieb der Vorrichtung verschiebt der Kolben 40 wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel über die Winkelhebel 46 die Greiferbacken 38, wodurch die gewünschten Spann- und Lösevorgänge hervorgerufen werden. Durch Verdrehen der Schrauben 64 können sowohl die engste als auch die weiteste Öffnung der Greiferbacken 38 eingestellt und die Greiferwege auf veränderte Verhältnisse leicht umgerüstet werden. Die Mittel zum Einstellen bzw. zum Verstellen dieser Grössen sind so in die Vorrichtung integriert, dass sich eine kompakte, keinen zusätzlichen Platz benötigte Ausführung ergibt.

Claims: Ansprüche 1. Greifvorrichtung mit einem Greifergrundkörper, einem Antriebsmechanismus sowie wenigstens zwei durch diesen über bezüglich der Symmetriemittellinie des Greifergrund korpers symmetrisch über den Umfang angeordnete Hebel in einer zur Symmetriemittellinie senkrechten Richtung geradlinig verschiebbaren Greiferbacken, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus koaxial zur Symmetriemittellinie (6) des Greifergrundkörpers (1) mit diesem fest verbunden angeordnet ist, dass das Stellglied (I, 19, 20) des Antriebsmechanismus zwischen seinen Enden sich senkrecht zur Symmetriemittellinie erstreckende, symmetrisch um die Symmetriemittellinie angeordnete Ausnehmungen (23) aufweist, dass die Hebel als an ihrer Knickstelle am Greifergrundkörper schwenkbar gelagerte Winkelhebel ausgebildet sind, dass die Winkelhebel mit ihren freien Enden (24, 25) einerseits in die Ausnehmung des Stellgliedes und andererseits in entsprechende, zur Symmetriemittellinie parallele Ausnehmungen (26) der Greiferbackenfüsse (27) bezüglich der Schwenkebene der Winkelhebel im wesentlichen spielfrei eingreifen, und dass die Greiferbackenfüsse entlang geradliniger, am Greifergrundkörper befestigter Führungsleisten (4) verschiebbar sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifergrundkörper (1) durch das Gehäuse des Antriebsmechanismus gebildet ist, das mit seinem den Greiferbacken (5) abgewandten Ende (Deckel 2) an einem Manipulator, einem Maschinengestell od. dgl. befestigbar ist und am anderen Ende die Führungsleisten ( > 4) trägt, und dass die Winkelhebel (7) durch Gehäuseöffnungen auf das Stellglied (18, 19, 20) geführt sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen des Stellgliedes (18 bis 20) durch eine Umfangsnut (23) eines Stellgliedschaftes (18) gebildet sind. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus mit einer im Greifergrundkörper (1) verschiebbar gelagerten Kolbenanordnung (18, 19, 20) versehen ist, dass der Greifergrundkörper (1) beidseitig der Kolbenanordnung (18, 19, 20) Zylinderräume (21, 22) bildet und dass diese wahlweise mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind. 5. Vorrichtung mit einem pneumatischen Antriebsmechanismus, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den die Zylinderräume ( > 42, 44) axial abschliessenden Teilen (32, 34) je ein axial verstellbarer Anschlag (58) für den Antriebskolben ( > 40) vorgesehen ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder axial verstellbare Anschlag durch eine mit einer Gewindebohrung versehene Buchse (58) gebildet ist, welche unverdrehbar, jedoch verschiebbar in dem den Zylinderraum ( > 42, 44) abschliessenden Teil (32, 34) bzw. in einem mit diesem Teil (32, 34) verbundenen Kunststoffkörper (60, 62) gelagert ist, und dass zum axialen Verstellen der Buchse (58) eine in deren Gewindebohrung eingreifende Schraube (64) vorgesehen ist, die ihrerseits axial unverschiebbar an dem den Zylinderraum (42, 44) abschliessenden Teil (32, 34) gehalten ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (64) einen mit Rastnuten am Umfang versehenen Ringbund (70) hat bzw. mit einem derartigen Ringbund verbunden ist, und dass in dem den Zylinderraum (42, 44) abschliessenden Teil (32, 34) bzw. in einem mit diesem Teil (32, 34) verbundenen Kunststoffkörper (60, 62) ein Rastglied (72) radial verschiebbar gelagert ist, welches durch eine Feder (74) gegen den Ringbund (70) gedrückt ist.

Inventors: GOSDOWSKI, GERHARD, JENNER, MARTIN, DIPL.-ING. (FH), KONOLD, PETER, DIPL.-ING., STEEGMULLER, HELMUT, Steegmüller, Helmut
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1986
Main classification: B25J15
IPC codes: B25J15