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Dokumentenidentifikation DE19947997B4 10.11.2005
Titel Fluidbetätigter Greifer
Anmelder FESTO AG & Co., 73734 Esslingen, DE
Erfinder Mall, Thomas, 71334 Waiblingen, DE;
Schade, Harald, 73061 Ebersbach, DE
Vertreter Patentanwälte Magenbauer & Kollegen, 73730 Esslingen
DE-Anmeldedatum 06.10.1999
DE-Aktenzeichen 19947997
Offenlegungstag 25.05.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.2005
IPC-Hauptklasse B25J 15/00
IPC-Nebenklasse B25J 19/02   B65G 47/90   B23Q 3/06   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Greifer, mit einem Gehäuse, das wenigstens ein durch Fluidkraft bewegbares, mit einem Greifelement verbundenes oder verbindbares Bauteil enthält, an dem mindestens ein zur berührungslosen Betätigung eines Sensors dienendes Betätigungsteil vorgesehen ist, und mit mindestens einem auf das Betätigungsteil ansprechenden Sensor.

In der DE 38 13 708 A1 ist ein Roboterpositionssensor beschrieben, der zur Ermittlung der Position von Roboterfingern dient und speziell auf eine Vorrichtung zum Erzeugen einer linearen Sensorantwort auf die Roboterfingerposition gerichtet ist. Dabei ist ein Magnet an dem Fingerblock der Roboterfinger so montiert, dass die Dipolachse des Magneten längs der Richtung der Fingerbewegung orientiert ist. Ein Hall-Sensor ist benachbart dem Fingerblock mittels eines C-förmig ausgebildeten Sensorbügels "huckepack" auf dem Gehäuse des Greifers befestigt. Bei der Bewegung der Roboterfinger bewegt sich der Magnet über den Sensor und eine konstante Zahl an vom Magneten ausgehenden Flusslinien werden vom Sensor geschnitten. Dies führt zu einer linearen Sensorantwort, über die sich die Position der Roboterfinger ermitteln lässt.

Ein Greifer geht beispielsweise aus der US 5,657,973 A hervor, wobei er über ein Gehäuse verfügt, das zwei von Kolben gebildete fluidbeaufschlagbare Antriebsteile enthält, die jeweils mit einem Greifelement verbindbar sind. Durch gesteuerte Zufuhr und Abfuhr eines Betätigungsfluides, insbesondere Druckluft, lassen sich die Greifelemente zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung positionieren, was das Ergreifen und Handhaben von Werkstücken oder sonstigen Gegenständen gestattet. Soll der Greifer in eine beispielsweise in der Fertigungs- oder Montagetechnik einzusetzende Anlage integriert werden, sollte die Möglichkeit bestehen, eine oder mehrere Stellungen der Greifelemente zu erfassen, um eine Berücksichtigung in einer die Abläufe vorgebenden elektronischen Steuereinrichtung zu ermöglichen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen fluidbetätigten Greifer zu schaffen, der sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet und der mit kostengünstigen Mitteln eine sehr präzise Stellungsabfrage der Greifelemente ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen fluidbetätigten Greifer mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße fluidbetätigte Greifer zeichnet sich dadurch aus, dass der Sensor sich an einer stangenartigen Halteeinrichtung befindet, die bis zu einer durch miteinander kooperierende Anschlagmittel vorgegebenen Einstecktiefe in eine gehäusefeste Aufnahme einsteckbar ist, wobei sich die stangenartige Halteeinrichtung parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungsteils seitlich neben dessen Verlagerungsweg erstreckt und wobei die gehäusefeste Aufnahme bohrungsartig unmittelbar in das Gehäuse eingebracht ist.

Der fluidbetätigte Greifer verfügt also über ein die berührungslose Betätigung eines Sensors ermöglichendes Betätigungsteil, das sich an einem beliebigen mit dem Greifelement verbundenen oder verbindbaren Bauteil befindet und dabei insbesondere an einem fluidbeaufschlagbaren Antriebsteil des Greifers angeordnet ist. Die Greiferbewegung wird somit von dem Betätigungsteil mitgemacht. Der durch das Betätigungsteil betätigbare Sensor ist an einer stangenartigen Halteeinrichtung vorgesehen, die sich bis zu einer vorgegebenen Einstecktiefe in eine gehäusefeste Aufnahme einstecken lässt, wobei durch die vorgegebene Einstecktiefe automatisch die Relativposition des mindestens einen Sensors bezüglich dem Gehäuse vorgegeben werden kann. Somit erübrigen sich meist aufwendige Einstellarbeiten und man kann durch Bereitstellung mehrerer mit unterschiedlich positionierten Sensoren ausgestatteter Halteeinrichtungen die Möglichkeit bieten, durch den raschen Austausch einer Halteeinrichtung die zu erfassende Position zu variieren. Eine besonders kompakte Bauform des Greifers lässt sich realisieren, wenn die gehäusefeste Aufnahme nach Art einer Bohrung unmittelbar in das Gehäuse eingebracht ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Das Betätigungsteil ist zweckmäßigerweise so angeordnet, dass es im Betrieb des Greifers eine lineare Bewegung ausführt, wobei sich die stangenartige Halteeinrichtung parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungsteils seitlich neben dessen Verlagerungsweg erstreckt. Auf diese weise ist eine sichere Positionserfassung unabhängig davon gegeben, an welcher Stelle der mindestens eine Sensor längs der stangenartigen Halteeinrichtung plaziert ist, wobei allerdings Voraussetzung ist, dass sich der Sensor im Einflußbereich des Betätigungsteils befindet.

Sollen mehrere Stellungen der Greifelemente abgefragt werden, empfiehlt sich die Ausstattung der stangenähnlichen Halteeinrichtung mit einer der zu erfassenden Anzahl von Stellungen entsprechenden Anzahl von Sensoren, die in entsprechendem Abstand angeordnet sind. Es empfiehlt sich, die gehäusefeste Aufnahme über ihre gesamte Länge hinweg umfangsseitig geschlossen zu halten. Die Halteeinrichtung ist auf diese Weise optimal geschützt.

Die die Einstecktiefe und damit die Relativposition des mindestens einen Sensors mit Bezug zum Gehäuse vorgebenden Anschlagmittel sind zweckmäßigerweise einerseits von der in Einsteckrichtung weisenden vorderen Stirnfläche der Halteeinrichtung und andererseits von einem dieser Stirnfläche axial gegenüberliegenden Boden der Aufnahme gebildet, wobei die Einstecktiefe dadurch begrenzt wird, dass die Halteeinrichtung mit ihrer vorderen Stirnfläche am Boden der Aufnahme zur Anlage gelangt. Die Einstecköffnung der gehäusefesten Aufnahme kann nach Bedarf an beliebiger Stelle der Außenfläche des Gehäuses plaziert werden, wobei eine Anordnung an einer axial orientierten äußeren Stirnfläche als besonders vorteilhaft erachtet wird.

Damit die eingesteckte Betriebsposition der Halteeinrichtung und somit des daran angeordneten mindestens einen Sensors sehr exakt ist, können Sicherungsmittel vorhanden sein, die die Anschlagmittel fest gegeneinander spannen und insbesondere gleichzeitig die dabei erhaltene Relativposition zwischen Halteeinrichtung und Gehäuse fest fixieren. Als Sicherungsmittel bietet sich beispielsweise ein stift- oder bolzenartiges, insbesondere von einer Schraube gebildetes Sicherungselement an, das sich gehäusefest abstützt und zugleich quer zur Längsachse der Halteeinrichtung verläuft, wobei es gegen eine entgegen der Einsteckrichtung orientierte Beaufschlagungsfläche der Halteeinrichtung drückt. Die Beaufschlagungsfläche kann dabei insbesondere von der Flanke einer in die Halteeinrichtung eingebrachten nutartigen Vertiefung gebildet sein, die sich über wenigstens einen Teilumfang der Halteeinrichtung erstreckt. Zweckmäßigerweise befindet sich die Beaufschlagungsfläche in der Nähe des vorderen Endbereiches der Halteeinrichtung.

Im Rahmen der berührungslosen Positionserfassung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, sogenannte Hall-Sensoren zu verwenden.

Um einen optimalen Schutz des mindestens einen Sensors zu erhalten, ist er zweckmäßigerweise im Innern eines vorzugsweise rohrähnliche Gestalt aufweisenden Schutzgehäuses der Halteeinrichtung untergebracht. Dabei ergibt sich eine besonders vibrationssichere Fixierung dann, wenn der mindestens eine Sensor an einer Leiterplatte sitzt, die durch eine Gießmasse fixiert wird, welche den Innenraum des Gehäuses wenigstens teilweise ausfüllt.

Eine besonders einfache Herstellung ist möglich, wenn die stangenartige Halteeinrichtung eine im wesentlichen zylindrische Gestalt hat. Allerdings ist durchaus auch eine unkreisförmige und beispielsweise mehreckförmige Querschnittskontur möglich, wobei auch eine insgesamt quaderförmige Gestalt vorliegen kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen fluidbetätigten Greifers in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung gemäß Schnittlinie I-I aus 2,

2 den Greifer aus 1 im Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II aus 1,

3 eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung des Greifers aus 1 gemäß Schnittlinie III-III im Bereich der Sicherungsmittel für die Halteeinrichtung,

4 eine explosionsartige Einzeldarstellung der bei dem Greifer der 1 und 2 verwendeten Halteeinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform, und

5 eine verkleinerte perspektivische Ansicht des Greifers mit Blick auf diejenige äußere Stirnfläche des Gehäuses, von der aus die Halteeinrichtung in die zugeordnete Aufnahme eingesteckt wird, wobei außerdem ein von der Halteeinrichtung abgehendes elektrisches Anschlußkabel ersichtlich ist.

Der in der Zeichnung beispielhaft abgebildete fluidbetätigte Greifer ist allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnet und enthält ein zweckmäßigerweise quaderähnlich konturiertes Gehäuse 2, an dem zwei nur schematisch angedeutete Greifelemente 3, 3' beweglich gelagert sind.

Die Lagerung erfolgt unter Zwischenschaltung zweier jeweils eines der Greifelemente 3, 3' tragender Greifelementträger 4, 4', die beim Ausführungsbeispiel blockähnliche Gestalt haben und in einer zur Längsachse 5 des Gehäuses 2 parallelen Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Lagerung der Greifelementträger 4, 4' am Gehäuse 2 erfolgt unter Vermittlung einer Linearführung 6, die gleichzeitig eine Querabstützung der Greifelementträger 4, 4' bewirkt, so daß auch unter hoher Belastung eine präzise Führung gegeben ist.

Im Betrieb des Greifers 1 lassen sich die Greifelemente 3, 3' durch axial gegensinnige Bewegung zwischen einer weiter voneinander beabstandeten Offenstellung und einer mehr einander angenäherten Schließstellung verlagern. Auf diese Weise lassen sich handzuhabende Gegenstände erfassen, transportieren und wieder ablegen.

Die Bewegung der Greifelemente 3, 3' wird über eine im Innern des Gehäuses 2 untergebrachte fluidbetätigte Antriebseinrichtung 7 bewirkt. Diese enthält beim Ausführungsbeispiel zwei von Kolben gebildete Antriebsteile 8, 8', die axial aufeinanderfolgend in einem insbesondere zylindrisch konturierten Gehäuseraum 12 untergebracht sind, der sich in Längsrichtung des Gehäuses 2 erstreckt. Jedes Antriebsteil 8, 8' ist über einen durch einen Längsschlitz 13 des Gehäuses 2 hindurchgeführten Mitnehmer 11, 11' mit einem der Greifbackenträger 4, 4' starr bewegungsgekoppelt.

Durch die Antriebsteile 8, 8' wird der Gehäuseraum 12 axial in einen zwischen den beiden Antriebsteilen 8, 8' befindlichen inneren Arbeitsraum 14 und zwei axial außerhalb der beiden Antriebsteile 8, 8' befindliche äußere Arbeitsräume 15 unterteilt, die über im Gehäuse verlaufende Kanäle und an der Außenfläche mündende Anschlußöffnungen 16 derart abgestimmt mit einem fluidischen Druckmedium, insbesondere mit Druckluft, beaugschlagbar sind, daß sich die Antriebsteile 8, 8' entweder einander annähern oder voneinander entfernen. Diese Bewegung wird über die Mitnehmer 11, 11' auf die Greifelementträger 4, 4' und die an diesen insbesondere auswechselbar befestigten Greifelemente 3, 3' übertragen. Zur Synchronisation der gegenläufigen Bewegungen ist zweckmäßigerweise auch noch eine insbesondere zwischen den beiden Antriebsteilen 8, 8' wirksame Synchronisationseinrichtung vorgesehen, die in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.

Der fluidbetätigte Greifer ist mit einer in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 17 bezeichneten Positionserfassungseinrichtung ausgestattet, die die berührungslose Erfassung einer oder mehrerer Relativpositionen zwischen den Greifelementen 3, 3' und dem Gehäuse 2 erlaubt. Auf diese Weise läßt sich der Greifer bequem in eine Anlage beliebiger Komplexität integrieren, bei der bestimmte Bewegungsabläufe in Abhängigkeit von der momentanen Position der Greifelemente 3, 3' hervorgerufen werden sollen.

Die Positionserfassungseinrichtung 17 enthält ein beim Ausführungsbeispiel über permanentmagnetische Eigenschaften verfügendes Betätigungsteil 18, das an einem mit dem einen der Greifelemente 3 verbundenen Bauteil angeordnet ist, bei dem es sich wie abgebildet zweckmäßigerweise um eines der Antriebsteile handelt. Das Betätigungsteil 18 kann hierbei ein separates Bauteil sein, das durch geeignete Befestigungsmaßnahmen an dem Antriebsteil 8 festgelegt ist, wobei es in eine Ausnehmung desselben eingelassen sein kann. Das Antriebsteil 8 selbst besteht hierbei aus einem das Magnetfeld des Betätigungsteils 18 nicht beeinträchtigenden Material, beispielsweise aus Aluminium- oder Kunststoffmaterial, was im übrigen auch für das Gehäuse 2 gilt.

Im Betrieb der Antriebseinrichtung 7 wird das Betätigungsteil 18 mit dem es tragenden Antriebsteil 8 mitbewegt, wobei es eine lineare Bewegung ausführt. Der dabei vom Betätigungsteil 18 zurückgelegte Verlagerungsweg ist in 1 strichpunktiert bei 22 angedeutet und erstreckt sich gleichgerichtet mit der Längsachse 5 des Gehäuses 2.

Das Betätigungsteil 18 ist in der Lage, einen oder mehrere Sensoren 23 – beim Ausführungsbeispiel drei Stück – berührungslos zu betätigen. Dabei sind die Sensoren 23, 23' seitlich neben dem Verlagerungsweg 22 in dessen Längsrichtung verteilt angeordnet, so daß das Betätigungsteil 18 bei einer Bewegung des zugeordneten Antriebsteils 8 mit radialem Abstand nacheinander an den Sensoren 23 vorbeiläuft. Befindet sich das Betätigungsteil 18 in einer geeigneten Relativposition bezüglich einem Sensor 23, spricht dieser an und ruft ein Sensorsignal hervor, das über elektrische Leiter eines Anschlußkabels 21 einer Auswerte- und/oder Steuereinrichtung zugeführt wird. Als besonders zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, die Sensoren in Gestalt sogenannter Hall-Sensoren auszubilden.

Die axiale Verteilung der drei beim Ausführungsbeispiel vorhandenen Sensoren 23 entlang des Verlagerungsweges 22 des Betätigungsteils 18 ist so gewählt, daß sich sowohl die beiden axialen Endpositionen des Antriebsteils 8 – dem entsprechen die Offenstellung und die Schließstellung der Greifelemente 3, 3' – als auch eine Zwischenstellung erfassen lassen.

Zugunsten einer einfachen und zugleich sehr präzisen Installation der Sensoren 23 sind diese an einer allgemein mit Bezugsziffer 24 versehenen stangenartigen Halteeinrichtung vorgesehen, die bis zu einer durch miteinander kooperierende Anschlagmittel 25, 25' vorgegebenen Einstecktiefe in eine gehäusefeste Ausnahme 26 eingesteckt ist. Die Aufnahme 26 ist nach Art einer Bohrung von einer axial orientierten ersten äußeren Stirnfläche 27 des Gehäuses 2 her unmittelbar in die Wandung des Gehäuses 2 eingebracht, wobei sie zweckmäßigerweise über ihre gesamte Länge hinweg umfangsseitig geschlossen ist. Dabei verläuft die Aufnahme 26 parallel zum Gehäuseraum 12 radial außerhalb desselben, so daß ein Wandabschnitt des Gehäuses 2 zwischen dem Gehäuseraum 12 und der Aufnahme 26 zu liegen kommt. Zugunsten eines geringen Radialabstandes zwischen dem Betätigungsteil 18 und den Sensoren 23 wird die Dicke dieses Wandabschnittes allerdings möglichst gering gehalten, so daß auch bei Verwendung eines volumenmäßig kleinen permanentmagnetischen Betätigungsteils 18 eine magnetische Feldstärke erzeugt wird, die zum Erzeugen eines präzisen magnetischen Betätigungssignals ausreicht.

Die Aufnahme 26 ist sacklochähnlich ausgeführt, wobei sie zylindrisch konturiert ist und ihrer an der ersten äußeren Stirnfläche 27 liegenden Einstecköffnung 28 axial ein Boden 29 der Aufnahme 26 gegenüber liegt. Dieser bildet beim Ausführungsbeispiel die Einstecktiefe der Halteeinrichtung 24 vorgebende erste Anschlagmittel 25, die mit an der Halteeinrichtung 24 vorgesehenen zweiten Anschlagmitteln 25' zusammenarbeiten, die beim Ausführungsbeispiel von der in Einsteckrichtung weisenden vorderen Stirnfläche 33 der Halteeinrichtung 24 gebildet sind. Die Einsteckrichtung ist in 1 durch Pfeil 34 verdeutlicht.

Die Sensoren 23 sind derart an der Halteeinrichtung 24 fixiert, daß sie genau dann die gewünschte Lage bezüglich des Gehäuses 2 einnehmen, wenn die stangenartige Halteeinrichtung 24 weitestmöglich in die Ausnahme 26 eingesteckt ist. Dies ist beim Ausführungsbeispiel dann der Fall, wenn die vordere Stirnfläche 33 der Halteeinrichtung 24 am Boden 29 der Aufnahme 26 zur Anlage gelangt. Damit liegt dann die Betriebsposition der Halteeinrichtung 24 und der an dieser vorgesehenen Sensoren 23 vor.

Um eine exakte Einstellung der Betriebsposition zu erhalten, verfügt der Greifer 1 des Ausführungsbeispiels über Sicherungsmittel 35, durch die bewirkt werden kann, daß die Halteeinrichtung 24 mit ihren ersten Anschlagmitteln 25 fest gegen die gehäuseseitigen zweiten Anschlagmittel 25' gespannt wird und gleichzeitig eine gehäusefeste Fixierung der Halteeinrichtung 24 stattfindet.

Beim Ausführungsbeispiel enthalten die Sicherungsmittel 35 eine mit geringem axialem Abstand zur vorderen Stirnfläche 33 in den Außenumfang der Halteeinrichtung 24 eingebrachte nutartige Vertiefung 36, die insbesondere ringartig in sich geschlossen ist und koaxial zur Längsachse der Halteeinrichtung 24 verläuft. Ihre der vorderen Stirnfläche 33 benachbarte und entgegen der Einsteckrichtung 34 orientierte Nutflanke bildet eine Beaufschlagungsfläche 38, die zweckmäßigerweise über einen schrägen Verlauf verfügt, so daß sie sich in der Richtung von radial innen nach radial außen zur vorderen Stirnfläche 33 annähert.

Desweiteren gehört zu den Sicherungsmitteln 35 ein stift- oder bolzenartiges, beim Ausführungsbeispiel von einer Schraube gebildetes Sicherungselement 42, das sich quer und insbesondere rechtwinkelig zur Längsachse 43 der Halteeinrichtung 24 erstreckt und in einer entsprechend orientierten Bohrung 44 des Gehäuses 2 verankert ist, die einenends zur Außenfläche des Gehäuses 2 hin offen ist und andernends im Bereich der nutartigen Vertiefung 36 in die Aufnahme 26 einmündet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Längsachse des Sicherungselements 42 bzw. der Bohrung 44 die Längsachse 43 der Halteeinrichtung 24 so mit radialem Abstand passiert, daß das Sicherungselement 42 mit einem insbesondere vom vorderen Ende gebildeten Beaufschlagungsabschnitt 45 in die nutartige Vertiefung 36 eingreifen kann. Dabei verjüngt sich der Beaufschlagungsabschnitt 45 zweckmäßigerweise zum freien Ende des Sicherungselementes 42 hin.

Die Halteeinrichtung 24 wird bei außerhalb der Aufnahme 26 positioniertem Sicherungselement 42 in die Aufnahme 26 bis zur Anlage am Boden 29 eingesteckt. Anschließend wird das Sicherungselement 42 von der Seite her in die gegenüberliegend der Bohrung 44 plazierte nutartige Vertiefung 36 eingeführt, wobei sie mit dem Beaufschlagungsabschnitt 45 auf die Beaufschlagungsfläche 38 drückt und dadurch die Halteeinrichtung 24 fest gegen den Boden 29 spannt. Dieser Spannvorgang läßt sich durch eine Schraubbetätigung des Sicherungselements 42 sehr einfach vornehmen. Durch die insbesondere konische Verjüngung des Beaugschlagungsabschnittes 45 ergibt sich dabei eine optimale Übertragung der Spannkraft auf die Beaufschlagungsfläche 38. Die Zuordnung der Teile ist so getroffen, daß der Beaufschlagungsabschnitt 45 sich mit zunehmender Einschraubtiefe des Sicherungselements 42 mehr an die Beaufschlagungsfläche 38 annähert bzw. mit stärkerem Druck gegen diese arbeitet, so daß sich die gewünschte Spannkraft problemlos einstellen läßt.

Die stangenartige Halteeinrichtung 24 weist zweckmäßigerweise ein längliches, außen entsprechend der Innenkontur der Aufnahme 26 zylindrisch konturiertes rohrähnliches Schutzgehäuse 46 auf, in dem die Sensoren 23 geschützt untergebracht sind.

Das Schutzgehäuse 46 besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoffmaterial.

Im einzelnen verfügt das Schutzgehäuse 46 beim Ausführungsbeispiel über einen rohrartigen Längenabschnitt 47, an dessen beiden axialen Endbereichen eine vordere und eine hintere Abschlußwand 48, 48' angeordnet ist, wobei die vordere Abschlußwand 48 an der dem Innenraum 52 des Schutzgehäuses 46 entgegengesetzten Axialseite die als zweites Anschlagmittel 25' wirkende vordere Stirnfläche 33 aufweist. Auch die Beaufschlagungsfläche 38 befindet sich zweckmäßigerweise an der vorderen Abschlußwand 48, die beim Ausführungsbeispiel als separates, beispielsweise stopfenartiges Deckelteil ausgeführt ist, auf das der rohrartige Längenabschnitt 47 zentriert aufgesteckt ist. Zur festen Verbindung ist insbesondere eine Klebeverbindung vorgesehen.

Die hintere Abschlußwand 48 ist zweckmäßigerweise ein einstückiger Bestandteil des rohrartigen Längenabschnittes 47. Sie trägt an der dem rohrartigen Längenabschnitt 47 entgegengesetzten äußeren Axialseite zweckmäßigerweise einen Verbindungsstutzen 53 oder einen sonstigen Verbindungsabschnitt, an dem ein Kabelabgangsteil 54 festgelegt ist. Letzteres kann wie abgebildet im Rahmen einer Steckverbindung an dem Verbindungsstutzen 53 fixiert sein, wobei die Axialposition durch Rastmittel 55 gesichert ist. Die Verbindung ist insbesondere so ausgeführt, daß das Kabelabgangsteil 54 bezüglich dem Verbindungsstutzen 53 um die Längsachse 43 der Halteeinrichtung 24 frei drehbar ist.

Alle Sensoren 23 sitzen zweckmäßigerweise an einer gemeinsamen länglichen Leiterplatte 56, die sich im Innern des rohrartigen Längenabschnittes 47 befindet. Sie ist zweckmäßigerweise an einem vorzugsweise widerum plattenähnlichen, Längsgestalt aufweisenden Tragelement 57 fixiert, das sich innerhalb des Schutzgehäuses 46 zwischen der beiden endseitigen Abschlußwänden 48, 48' erstreckt und an diesen, beispielsweise durch Steckverbindungen, fest fixiert ist. Das Tragelement 57 erstreckt sich dabei zweckmäßigerweise in einer Diametralebene des Schutzgehäuses 46.

Die Sensoren 23 und etwaige sonstige elektrische und/oder elektronische Bauelemente 58, die an der Leiterplatte 56 angeordnet sind, stehen mit elektrischen Leitern 62 in Verbindung, die durch die hintere Abschlußwand 48' hindurch nach außen geführt sind. Die elektrischen Leiter 62 sind beim Ausführungsbeispiel von den Drähten des oben schon erwähnten Anschlußkabels 21 gebildet, das im Bereich der hinteren Abschlußwand 48 an der Halteeinrichtung 24 festgelegt ist und das Kabelabgangsteil 54 durchsetzt. Letzteres gibt dabei die Abgangsrichtung des Anschlußkabels 21 vor, die beim Ausführungsbeispiel der 1 linear in axialer Verlängerung der Halteeinrichtung 24 verläuft.

Eine alternative Bauform des Kabelabgangsteils 54 zeigt die 5. Hier ist das Kabelabgangsteil 54 als Winkelstück ausgeführt, das einen 90°-Bogen beschreibt, was zur Folge hat, daß das Anschlußkabel 21 in Querrichtung und dabei insbesondere im rechten Winkel zur Längsachse 43 von der Halteeinrichtung 24 abgeht. Bei einer drehbaren Lagerung an der hinteren Abschlußwand 48 läßt sich die Abgangsrichtung nach Bedarf winkelmäßig variieren.

Zur Stabilisierung der Einbauten der Halteeinrichtung 24 ist deren Innenraum 52 zweckmäßigerweise wengistens teilweise mit einer Gießmasse 63 ausgegossen. Es kann sich dabei um ein nach dem Erkalten erstarrendes Gießharz handeln. In 1 ist die Gießmasse 63 nur im Bereich der hinteren Abschlußwand 48' abgebildet, wobei sie insbesondere auch zur Befestigung des Anschlußkabels 21 bzw. der elektrischen Leiter 62 dient. Es versteht sich allerdings, daß der gesamte Innenraum 52 ausgegossen werden kann, um zu gewährleisten, daß die Leiterplatte 56 mit ihren Sensoren 23 bezüglich dem umgebenden Schutzgehäuse 46 fest fixiert ist.

In Abhängigkeit von der Ausgestaltung und Anordnung des mindestens einen Sensors 23 kann es erforderlich sein, eine bestimmte drehwinkelmäßige Ausrichtung der Halteeinrichtung 24 mit Bezug zum Gehäuse 2 des Greifers 1 vorzugeben. Beim Ausführungsbeispiel ist die Drehposition der Halteeinrichtung 24 mit Bezug zur ihrer Längsachse 43 so gewählt, daß die Normalenrichtung der Leiterplatte 56, im Querschnitt gemäß 2 gesehen, zumindest in etwa zum Betätigungsteil 18 weist, wobei sich die Sensoren 23 an der dem Gehäuseraum 12 zugewandten Fläche der Leiterplatte 56 befinden.

Um zu gewährleisten, daß die Halteeinrichtung 24 nur in dieser ganz bestimmten drehwinkelmäßigen Ausrichtung in ihre Betriebsposition verbracht werden kann, sind zwischen der Halteeinrichtung 24 und dem Gehäuse 2 des Greifers 1 wirkende Positionier- und Verdrehsicherungsmittel 64 vorgesehen. Sie bestehen beim Ausführungsbeispiel aus wenigstens einer an der Halteeinrichtung 24 vorgesehenen Nase, die in eine komplementäre nutartige Vertiefung des Gehäuses 2 eingreift. Diese Anordnung kann auch umgekehrt sein. Zweckmäßigerweise sind die Positionier- und Verdrehsicherungsmittel 64 im Bereich der hinteren Abschlußwand 48 und der Einstecköffnung 28 vorgesehen.

Die Positionier- und Verdrehsicherungsmittel können auch durch unkreisförmige Formgebung der Außenkontur der Halteeinrichtung 24 und der hierauf abgestimmten Innenkontur der Aufnahme 26 realisiert werden. Beispielweise wären abweichend von einer kreiszylindrischen Formgebung auch ovale oder mehreckförmige Querschnitte denkbar.


Anspruch[de]
  1. Fluidbetätigter Greifer, mit einem Gehäuse (1), das wenigstens ein durch Fluidkraft bewegbares, mit einem Greifelement (3, 3') verbundenes oder verbindbares Bauteil enthält, an dem mindestens ein zur brühungslosen Betätigung eines Sensors (23) dienendes Betätigungsteil (18) vorgesehen ist, und mit mindestens einem auf das Betätigungsteil (18) ansprechenden Sensor (23), dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (23) an einer stangenartigen Halteeinrichtung (24) vorgesehen ist, die bis zu einer durch miteinander kooperierende Anschlagmittel (25, 25') vorgegebenen Einstecktiefe in eine gehäusefeste Aufnahme (26) einsteckbar ist, wobei sich die stangenartige Halteeinrichtung (24) parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungsteils (18) seitlich neben dessen Verlagerungsweg (22) erstreckt und wobei die gehäusefeste Aufnahme (26) bohrungsartig unmittelbar in das Gehäuse eingebracht ist.
  2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem mindestens einen Betätigungsteil (18) versehene Bauteil ein beispielsweise von einem Kolben gebildetes fluidbeaufschlagbares Antriebsteil (8) des Greifers (1) ist.
  3. Greifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Betätigungsteil (18) im Betrieb des Greifers (1) eine lineare Bewegung ausführt.
  4. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mehrere in Längsrichtung der Halteeinrichtung (24) mit Abstand zueinander angeordnete Sensoren (23) zur Erfassung unterschiedlicher Positionen des Betätigungsteils (18).
  5. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäusefeste Aufnahme (26) nach Art eines Sackloches ausgebildet ist.
  6. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäusefeste Aufnahme (26) über ihre gesamte Länge hinweg umfangsseitig geschlossen ist.
  7. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel (25, 25') zum einen von der in Einsteckrichtung weisenden vorderen Stirnfläche (33) der Halteeinrichtung (24) und zum anderen von einem dieser Stirnfläche (33) axial gegenüberliegenden Boden (29) der Aufnahme (26) gebildet sind.
  8. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einstecköffnung (28) der gehäusefesten Aufnahme (26) an einer axial orientierten äußeren Stirnfläche (27) des Gehäuses (1) befindet.
  9. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherungsmittel (35) vorhanden sind, um die Anschlagmittel (25, 25') in der Betriebsposition der Halteeinrichtung (24) fest gegeneinander zu spannen und um diese Betriebsposition vorzugsweise auch fest zu fixieren.
  10. Greifer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmittel (35) ein stift- oder bolzenartiges Sicherungselement (42) enthalten, das unter gehäusefester Fixierung quer zur Längsachse (43) der Halteeinrichtung (24) verläuft, wobei es in die Aufnahme (26) eingreift und eine entgegen der Einsteckrichtung (34) orientierte Beaufschlagungsfläche (38) der Halteeinrichtung (24) beaufschlagt.
  11. Greifer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungsfläche (38) von einer insbesondere schräg nach axial vorne und gleichzeitig nach radial außen verlaufenden Flanke einer nutartigen Vertiefung (36) der Halteeinrichtung (24) gebildet ist.
  12. Greifer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (42) von einer Schraube gebildet ist.
  13. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (23) ein Hall-Sensor ist.
  14. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsteil (18) permanentmagnetische Eigenschaften hat.
  15. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) ein den mindestens einen Sensor (23) enthaltendes längliches Schutzgehäuse (46) aufweist.
  16. Greifer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (23) in einem rohrartigen Längenabschnitt (47) des Schutzgehäuses (46) angeordnet ist.
  17. Greifer nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (23) auf einer im Schutzgehäuse (46) angeordneten, mit nach außen geführten elektrischen Leitern (62) verbundenen Leiterplatte (56) vorgesehen ist.
  18. Greifer nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (52) des Schutzgehäuses (46) wenigstens teilweise von einer Gießmasse (63) ausgefüllt ist.
  19. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass an der entgegen der Einsteckrichtung (34) weisenden Rückseite der Halteeinrichtung (24) ein insbesondere drehbar angesetztes Kabelabgangsteil (54) vorgesehen ist, das die Abgangsrichtung eines mit dem mindestens einen Sensor (23) verbundenen Anschlußkabels (21) vorgibt.
  20. Greifer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelabgangsteil (54) als Winkelstück ausgeführt ist.
  21. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die stangenartige Halteeinrichtung (24) eine im wesentlichen zylindrische Gestalt hat.
  22. Greifer nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekennzeichnet durch zwischen der stangenartigen Halteeinrichtung (24) und dem Gehäuse (2) des Greifers (1) wirkende, die in der Betriebsposition gewünschte drehwinkelmäßige Ausrichtung der Halteeinrichtung (24) vorgebende Positionier- und Verdrehsicherungsmittel (64).
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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