Besehreibung

Die Erfindung betrifft eine Automationskomponente oder Spannvorrichtung mit einem Grundgehäuse, mit wenigstens einer in einer Backenführung des Grundgehäuses

verschieblich geführten Backe, mit einem im Grundgehäuse verschieblich geführten Kolben, wobei der Kolben eine

Kolbenfläche aufweist, und mit einer am Kolben angeordneten sich quer zur Kolbenfläche erstreckenden Kolbenstange, wobei der Kolben mit der Backe bewegungsgekoppelt ist. Die Erfindung betrifft auch einen dazugehörigen Kolben.

Derartige Automationskomponente oder Spannvorrichtungen sind in vielfältiger Weise aus dem Stand der Technik

vorbekannt. Als Automationskomponenten kommen insbesondere GreifVorrichtungen, Linearmodule oder -achsen, Förder- oder Hubvorrichtungen oder dergleichen in Betracht.

Um die Kolbenkraft zu maximieren (Kolbenkraft =

Kolbenfläche x Druck) besteht ein Bedürfnis nach einer möglichst großen Kolbenfläche.

Beispielsweise ist aus der EP 1 263 554 Bl eine

Automationskomponente in Form eines Parallelgreifers mit einem Grundgehäuse und zwei verstellbaren Backen, welche in dem Grundgehäuse in einer Backenführung verschieblich gelagert sind, vorbekannt. Die Backen sind dabei mittels eines Keilhakengetriebes verstellbar, wobei das

Keilhakengetriebe über einen ovalen, im Grundgehäuse geführten Kolben verstellbar ist.

Durch das Vorsehen eines ovalen Kolbens kann dabei eine erhöhte Kolbenfläche bereitgestellt werden, wobei der

Flächenschwerpunkt der Kolbenfläche mit der

Mittellängsachse zusammenfällt. Dadurch kann ein Kippmoment ausgeschlossen werden. Einer derartigen Ausbildung des Kolbens sind jedoch konstruktionsbedingt enge Grenzen gesetzt . Aus der DE 10 2010 021247A1 ist eine Automationskomponente mit Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den genannten Nachteilen des Standes der Technik Abhilfe zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es ist folglich vorgesehen, dass der

Flächenschwerpunkt der Kolbenfläche von der

Mittellängsachse der Kolbenstange beabstandet ist. Dabei liegt der Flächenschwerpunkt in Draufsicht auf die

Kolbenfläche innerhalb des Umfangs der Kolbenstange. Zwar tritt aufgrund des Abstands des Flächenschwerpunkts von der Mittellängsachse bei einer Betätigung ein Kippmoment auf; dieses wird allerdings - da es innerhalb des Umfangs der Kolbenstange angreift - direkt in die Kolbenstange

eingeleitet und kann damit in Kauf genommen werden kann.

Das Grundgehäuse kann insbesondere einen Zylinder mit einer durch das Grundgehäuse gebildeten Zylinderwandung umfassen. Dadurch wird eine Kolben-Zylinder-Einheit bereitgestellt, welche als hydraulische oder pneumatische Stelleinrichtung für die Backe ausgebildet ist. Eine Bewegungskopplung des Kolbens bzw. der Kolbenstange mit der Backe kann

beispielsweise über einen an der Kolbenstange angeordneten Keilhaken erfolgen, so dass die Backe über ein Keilhakengetriebe verstellbar ist.

. Denkbar ist, dass die Kolbenfläche asymmetrisch

ausgebildet ist, also dass kein Symmetrieelement vorhanden ist. Hierdurch kann die zur Verfügung stehende Fläche des Grundgehäuses bestmöglich ausgenutzt werden.

Andererseits ist auch denkbar, dass die Kolbenfläche eine Symmetrieachse aufweist, wobei der Flächenschwerpunkt auf der Symmetrieachse liegt. Liegt Achsensymmetrie vor, so liegt bekanntlich der Schwerpunkt stets auf der

Symmetrieachse. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei herausgestellt, wenn die Symmetrieachse quer zur

Verschieberichtung der Backe verläuft. Ein Kippmoment des Kolbens quer zur Verschieberichtung wirkt sich dadurch besonders geringfügig negativ aus.

Dabei ist insbesondere denkbar, dass die Kolbenfläche ausgehend von einer ellipsenartigen Form in Richtung einer kleinen Halbachse erweitert ist. Die kleine Halbachse kann sich insbesondere quer zur Verschieberichtung der Backe erstrecken. Die kleine Halbachse entspricht dabei dem kürzesten halben Durchmesser des Kolbens, während die große Halbachse dem größten halben Durchmesser des Kolbens entspricht . Denkbar ist, dass die Kolbenstange kreiszylindrisch

ausgebildet ist, und dass der Abstand des

Flächenschwerpunkts zur Mittellängsachse 2% bis 10%, insbesondere 6% bis 9% des Durchmessers der Kolbenstange beträgt. Die Kolbenstange kann insbesondere einen

Durchmesser von 14 mm bis 18 mm, insbesondere 16 mm

aufweisen, wobei der Flächenschwerpunkt 0,5 mm bis 1,5 mm, insbesondere 1 mm von der Mittellängsachse beabstandet sein kann .

Der Kolben kann in Draufsicht eine vieleckige Außenkontur aufweisen; auch hierdurch wird eine bestmögliche Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Grundgehäusefläche ermöglicht. Um eine bessere Abdichtung zu erreichen, können die Ecken dabei verrundet ausgebildet sein.

Die Außenkontur kann dabei eine Kurve beschreiben deren Krümmung an jeder Stelle gleichgerichtet ist, also ein gleiches Vorzeichen aufweist und/oder deren Krümmung an keiner Stelle zu Null wird, wobei eine Krümmung Null einer Geraden entspricht. Ferner können die Einzelsegmente, welche die Außenkontur beschreiben, tangentenstetige und/oder krümmungsstetige und/oder

krümmungsänderungsstetige Übergänge besitzen. Der Flächenschwerpunkt kann parallel und/oder quer zur Verschieberichtung der Backe von der Mittellängsachse beabstandet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich allerdings herausgestellt, wenn der Schwerpunkt lediglich quer zur Verschieberichtung der Backe von der

Mittellängsachse beabstandet ist. Ein Kippmoment des

Kolbens hat dabei einen besonders geringfügigen Einfluss.

Insbesondere kann der Fläche Schwerpunkt parallel und/oder quer zu einer Gehäusewandung des Grundgehäuses von der Mittellängsachse beabstandet sein .

Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Kolben für eine erfindungsgemäße Automationskomponente oder

Spannvorrichtung. Insbesondere wird die Erfindung gelöst durch einen Kolben mit einer daran angeordneten

Kolbenstange für eine erfindungsgemäße

Automationskomponente oder Spannvorrichtung. Dabei ist der Flächenschwerpunkt der Kolbenfläche des Kolbens von der Mittellängsachse der Kolbenstange beabstandet.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer

Automationskomponente in Form eines

Parallelgreifers ohne Bodenplatte, Kolben sowie Backen;

Figur 2 eine Draufsicht auf den Parallelgreifer gemäß

Figur 1;

Figur 3 einen Querschnitt durch den Parallelgreifer gemäß

Figur 2 entlang der Linie III-III mit

Bodenplatte, Kolben sowie Backen;

Figur 4 einen Kolben mit daran angeordneter Kolbenstange für den in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Parallelgreifer;

Figur 5 eine Draufsicht auf die Darstellung gemäß Figur

4 ; und

Figur 6 eine Unteransicht auf die Darstellung gemäß Figur 4.

Die Figur 1 zeigt eine als Parallelgreifer ausgebildete Greif orrichtung 2. Diese umfasst ein Grundgehäuse 4 mit in einer in Längsrichtung 6 verlaufenden Backenführung 8 für zwei Greiferbacken 10 (vgl. Figur 3), welche in

Längsrichtung 6 in die Backenführung 8 einführbar und darin verschieblich lagerbar sind. Die Längsrichtung 6 entspricht dabei auch der Verschieberichtung 6. Auf einer Oberseite der Greiferbacken 10 sind Montageöffnungen zum lösbaren Anbringen von Greiferfingerelementen im weitesten Sinne vorgesehen, die hier nicht weiter beschrieben werden sollen .

Am Grundgehäuse 4 sind Sensornuten 40 vorgesehen, an welchen Positionssensoren angeordnet werden können.

Wie den Figuren 1 bis 3 ferner zu entnehmen ist, ist im Grundgehäuse 4 ein Zylinderraum 12 vorgesehen, wobei der Zylinderboden 14 des Zylinderraumes 12 eine Öffnung 16 aufweist in die Backenführung 8 mündet. Aus Figur 3 geht hervor, dass ein Kolben 18 im Zylinderraum 12 verschieblich geführt ist.

Wie aus den Figuren 3 bis 6 hervorgeht, weist der Kolben 18 eine Kolbenfläche 20 auf. Diese entspricht der vom

Kolbenumfang eingenommenen Fläche bzw. der von der

Zylinderwandung eingenommenen Fläche quer zur

Verschieberichtung 25 des Kolbens 18. Am Kolben 18 ist eine Kolbenstange 22 angeordnet, welche sich quer zur Kolbenfläche 20 erstreckt. Die Kolbenstange 22 durchgreift die Öffnung 16 des Bodens 14 des Zylinderraums 12. Der Zylinderraum 12 ist über einen Zylinderdeckel 36

abgeschlossen. Die Kolbenstange 22 ist mittels einer

Schraube 38 an den Kolben 18 angeschraubt.

Die Kolbenfläche 20 weist dabei einen Flächenschwerpunkt 24 von der Mittellängsachse 26 der Kolbenstange 22 beabstandet ist. Wie den Figuren 2 und 6 zu entnehmen ist, liegt der Flächenschwerpunkt 24 der Kolbenfläche 20 innerhalb des Umfangs u der Kolbenstange 22. Die Kolbenstange 22 ist kreiszylindrisch mit einem Durchmesser d ausgebildet, wobei der Flächenschwerpunkt 24 um den Abstand e von 2 - 10 % des Durchmessers der Kolbenstange von der Mittellängsachse 26 beabstandet ist.

Wie insbesondere aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht, weist der Kolben 18 bzw. die Kolbenfläche 20 eine Symmetrieachse 30 auf. Folglich liegt der Flächenschwerpunkt 24 auf der Symmetrieachse 30. Die Symmetrieachse 30 verläuft quer zur Verschieberichtung 6 der Backen 10. Also ist der

Flächenschwerpunkt 24 quer zur Verschieberichtung 6 von der Mittellängsachse 26 beabstandet.

Wie der Figur 4 zu entnehmen ist, sind an der Kolbenstange 22 zwei zur Symmetrieachse 30 spiegelsymmetrische Keilhaken 31 mit jeweils einem Stegabschnitt 32 und einem Hakenabschnitt 34 angeordnet. Die Keilhaken 31 wirken mit korrespondierenden Führungsnuten der Greiferbacken 10 zusammen, so dass über dieses Keilhakengetriebe eine

Bewegungskopplung der Greiferbacken 10 mit dem Kolben 18 bereitgestellt wird. Die Kolben-Zylinder-Einheit umfassend den Kolben 18 sowie den Zylinderraum 12 bildet damit eine hydraulische oder pneumatische Stelleinrichtung für die Greiferbacken 10.

Der wesentliche Erfindungsgedanke wird durch eine

Zusammenschau der Figuren 1 und 2 sowie 5 deutlich. Aus dem Stand der Technik sind ovale Kolben vorbekannt, bei denen jeweils zwei kurze Halbachsen a und zwei lange Halbachsen b vorhanden sind. Vorliegend ist die Kolbenfläche 20, ausgehend von einer ellipsenartigen Form in Richtung einer kleinen Halbachse c erweitert. In Verschieberichtung 6 sind folglich zwei gleich lange Halbachsen b vorhanden, während quer zur Verschieberichtung 6 eine kürzere Halbachse a und eine längere Halbachse c vorhanden sind. Aufgrund des Vorliegens von Sensornuten 40 ist es konstruktionsbedingt nicht möglich, die Kolbenfläche in Richtung der kurzen Halbachse a zu erweitern. In Richtung der Halbachse c ist jedoch eine Vergrößerung möglich. Daraus resultiert eine Verschiebung des Flächenschwerpunkts 24 weg von der

Mittellängsachse 26. Dieser geringfügige Nachteil wird allerdings durch die Vorteile betreffend die Kolbenkraft (Kolbenkraft = Kolbenfläche x Druck) durch die Vergrößerung der Kolbenfläche 20 überkompensiert.