Beschreibung :

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung mit einem, eine Motorstromüberwachung oder eine Drucküberwachung aufweisenden Antriebsmotor und mit einem mittels des Antriebsmotors an- treibbaren Getriebe, wobei das Getriebe eine mittels mindes- tens einer rotierbaren Getriebewelle getriebene Schraubgetrie- bestufe hat, die mit mindestens einer von zumindest zwei rela- tiv zueinander verfahrbaren Greifelementträgern gekuppelt ist sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Greifvorrich- tung mit mindestens jeweils einem Greifelement pro Greifer- schlitten und mit einem Greifgut.

Aus der DE 102015 012 779 Al ist eine derartige Greifvor- richtung bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, trotz hoher Greifkraft der Greifvorrichtung den Antriebsmotor zu entlasten.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru ches gelöst. Dazu ist in einem Gehäuse der Greifvorrichtung eine Feststellbremse zum Blockieren zumindest einer der ge- nannten Getriebewellen angeordnet. Die Schraubgetriebestufe weist eine gegen mindestens einen Federenergiespeicher axial verschiebbare Schnecke auf, sodass bei einer Zunahme des Flan- kendrucks an der jeweiligen Greifdruckflanke der Schnecke die Belastung eines dieser Federenergiespeicher zunimmt.

Beim Betrieb der Greifvorrichtung werden mittels der Greifvor- richtung bei gelüfteter Feststellbremse die Greifelemente an das Greifgut angepresst, bis die Motorstromüberwachung oder die Drucküberwachung einen vorgegebenen Wert erreicht. Der Flankendruck der Greifdruckflanke der Schnecke steigt an und die Schnecke wird unter Belastung des Federenergiespeichers in axialer Richtung verschoben. Die Feststellbremse wird ge- schlossen und der Antriebsmotor wird abgeschaltet.

In der vorliegenden Erfindung wird zur Sicherstellung der Greifkraft die Schnecke der Schraubgetriebestufe axial gegen einen Federenergiespeicher verfahren. Hierbei wird der Feder- energiespeicher belastet. Nach dem Erreichen der vorgegebenen Greifkraft wird der Teil des Getriebes zwischen dem An- triebsmotor und der Schraubgetriebestufe blockiert. Dies er- folgt mittels einer sich am Gehäuse der Greifvorrichtung ab- stützenden lösbaren Feststellbremse, die eine der Getriebewel- len kraftschlüssig arretiert. Nach dem Schließen der Fest- stellbremse kann der Antriebsmotor abgeschaltet werden.

Um ein mittels der Greifvorrichtung aufgenommenes Greifgut ab- zusetzen, wird die Feststellbremse gelüftet und der An- triebsmotor in der Gegenrichtung angetrieben.

Bei einer greifgutbedingten Verringerung der Greifkraft kann die Greifvorrichtung nachgestellt werden. Hierbei werden zu- nächst die Greifelementträger unter Entlastung des Federener- giespeichers in der Greifrichtung verfahren. Diese Bewegung wird mittels eines Weg- oder Winkelmesssystems detektiert, wo- raufhin der Antriebsmotor wieder eingeschaltet und die Fest- stellbremse gelüftet wird. Der Antriebsmotor wird nun solange betrieben, bis die vorgesehene Greifkraft wieder erreicht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter- ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dar- gestellter Ausführungsformen .

Figur 1: Greifvorrichtung mit Werkstück;

Figur 2: Isometrische Unteransicht der Greifvorrichtung der Figur 1 ohne Greifelemente;

Figur 3: Längsschnitt der Greifvorrichtung;

Figur 4: Querschnitt der Greifvorrichtung;

Figur 5: Greifvorrichtung bei abgenommenem Gehäuse;

Figur 6: Unteransicht der Figur 5;

Figur 7: Längsschnitt der Greifvorrichtung entlang der

Schneckenwelle ; Figur 8: Schnecke und belasteter Federenergiespeicher bei Soll-Greifkraft beim Außengreifen;

Figur 9: Schnecke und belasteter Federenergiespeicher bei Soll-Greifkraft beim Innengreifen;

Figur 10: Greifvorrichtung mit Feststellbremse an der Schneckenwelle .

Die Figur 1 zeigt eine Greifvorrichtung (10) in der Bauart ei- ner Parallelgreifvorrichtung. In dieser Greifvorrichtung (10) sind beispielsweise zwei Greifelemente (51, 52) mittels Grei- felementträgern (41, 42), vgl. Figur 2, relativ zueinander verfahrbar. Im Ausführungsbeispiel sind beide Greifelementträ- ger (41, 42) als im Gehäuse (11) verfahrbar gelagerte Greifer- schlitten (41, 42) ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, ei- nen Greifelementträger (41; 42) starr anzuordnen. Die Greif- Vorrichtung (10) kann auch mehr als drei relativ zueinander verfahrbare Greifelementträger (41, 42) aufweisen. Zumindest jedem Greiferschlitten (41; 42) ist ein Greifelement (51; 52) zugeordnet .

Anstatt als Parallelgreifvorrichtung kann die Greifvorrich- tung (10) auch als Winkelgreifvorrichtung ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Greifelemente z.B. schwenkbar im Ge- häuse (11) gelagert. Die einzelnen Greiferschlitten (41; 42) haben dann beispielsweise jeweils einen Mitnahmezapfen, der versetzt zur Schwenkachse eines Greifelements in dieses ein- greift. Auch eine Ausbildung der Greifvorrichtung (10) als Na- delgreifer, Parallelogrammgreifer, etc. ist denkbar.

Die Greifvorrichtung (10) hat einen Medienanschluss (34), z.B. einem Elektroanschluss. Über diesen Medienanschluss (34) er- folgt im Ausführungsbeispiel die Energieversorgung der Greif- Vorrichtung (10) sowie die Ansteuerung und die Signalübertra- gung von einer übergeordneten Steuerungsvorrichtung zur Greif- Vorrichtung (10) und zurück. Die Ansteuerung und/oder die Sig- nalübertragung zwischen der Greifvorrichtung (10) und der übergeordneten Steuerung können auch drahtlos, beispielsweise mittels Funkübertragung, erfolgen. Bei einer pneumatisch oder hydraulisch betätigten Greifvorrichtung (10) kann das pneuma- tische oder hydraulische Medium über diesen Medienan- schluss (34) oder einen separaten Medienanschluss gefördert werden .

Das einzelnen Greifelement (51; 52) ist im Ausführungsbeispiel als L-förmige Greifbacke (51; 52) ausgebildet. Es hat einen Greifarm (53) und eine Greiffläche (54). Die Greiffläche (54) ist in der dargestellten Außengreifvorrichtung zur vertikalen Mittenquerebene der Greifvorrichtung (10) orientiert. Im Aus- führungsbeispiel ist jede der Greifflächen (54) U-förmig aus- gebildet. Die beiden Greifarme (53) der dargestellten Greif- Vorrichtung (10) sind parallel zueinander ausgerichtet. Bei einer Ausbildung der Greifvorrichtung (10) als Innengreifvor- richtung ist die jeweilige Greiffläche (54) von der vertikalen Mittenquerebene abgewandt orientiert.

In der Darstellung der Figur 1 liegen die beiden Greifele- mente (51, 52) mit ihren Greifflächen (54) von außen an einem Greifgut (1), z.B. einem Stückgut, an. Beispielsweise halten beide Greifelemente (51, 52) das Greifgut (1) mit einer vorge- gebenen greifgutspezifischen Anpresskraft. Diese greifgutspe- zifische Anpresskraft ist z.B. mindestens so groß gewählt, dass auch bei einer glatten Oberfläche des Greifguts (1) und den bei der Handhabung erfolgenden dynamischen Belastungen das Greifgut (1) sicher gehalten wird. Die maximale greifgutspezi- fische Anpresskraft ergibt sich beispielsweise aus der zuläs- sigen Verformung des Greifguts (1) bei der Handhabung. Beim Einsatz kann die Greifvorrichtung (10) beispielsweise an einem Arm eines Industrieroboters angeordnet sein. Das ein- zelne Greifgut (1) kann dann mittels der Greifvorrichtung (10) z.B. aus einem Magazin entnommen werden und zu einer Bearbei- tungsstation gefördert werden. Dort werden die Greifele- mente (51, 52) beim Absetzen des Greifguts (1) z.B. wieder auseinandergefahren .

In der Figur 2 ist die Greifvorrichtung (10) ohne die Grei- felemente (51, 52) dargestellt. Die Figur 3 zeigt einen Längs- schnitt der Greifvorrichtung (10). Die Schnittebene der Dar- stellung der Figur 3 ist die vertikale Mittenlängsebene der Greifvorrichtung (10). In der Figur 4 ist ein Querschnitt der Greifvorrichtung (10) dargestellt, wobei die Schnittebene die vertikale Mittenquerebene ist.

Das Gehäuse (11) der Greifvorrichtung (10) ist beispielsweise quaderförmig ausgebildet. Es hat z.B. eine Länge von 140 Mil- limeter, eine Breite von 62 Millimeter und eine Höhe von 47 Millimeter. Das Gehäuse (11) hat im Ausführungsbeispiel ei- nen zentralen Gehäusegrundkörper (12) und jeweils einen stirn- seitigen Gehäusedeckel (13, 14). Der in den Darstellungen der Figuren 1 und 3 linksseitige Gehäusedeckel (13) begrenzt einen im Gehäuse (11) angeordneten Elektronikaufnahmeraum (31). Der rechtsseitige Gehäusedeckel (14), vgl. die Figuren 2 und 3, begrenzt einen Getriebeaufnahmeraum (32). Die beiden Gehäuse- deckel (13, 14) sind beispielsweise mittels Senkkopfschrau- ben (15) am Gehäusegrundkörper (12) befestigt. Im zentralen Bereich des Gehäuses (11) befindet sich eine vertikal orien- tierte Synchronradaufnahme (33). An der in der Figur 2 und 4 nach oben zeigenden Unter- seite (16) des Gehäuses (11) hat dieses zwei Führungsnu- ten (17, 18) Die beiden Führungsnuten (17, 18) sind parallel zueinander in der Längsrichtung (25) der Greifvorrichtung (10) orientiert. Sie liegen symmetrisch zur vertikalen Mittenlängs- ebene der Greifvorrichtung (10). Ihr Mittenabstand beträgt z.B. 35 % der Breite der Greifvorrichtung (10). Beide Füh- rungsnuten (17, 18) haben im Ausführungsbeispiel einen identi- schen, T-förmigen Querschnitt. Im zentralen Bereich des Gehäu- ses (11) schneiden die Führungsnuten (17, 18) die Synchronrad- aufnahme (33).

In den Führungsnuten (17, 18) sind die Greiferschlitten (41, 42) geführt. Die Greiferschlitten (41, 42) sind als Zahnstan- gen mit jeweils einer Verzahnung (43) ausgebildet, vgl. die Figuren 5 und 6. Im montierten Zustand ist die Verzahnung (43) jeweils zur vertikalen Mittenlängsebene hin orientiert. An der vom Gehäuse (11) weg weisenden Oberfläche hat der einzelne Greiferschlitten (41; 42) Befestigungsbohrungen (44). An den Befestigungsbohrungen (44) jeweils eines Greiferschlit- tens (41; 42) wird jeweils ein Greifelement (51; 52) befes- tigt. Als Hubbegrenzung des einzelnen Greiferschlittens (41; 42) dient beispielsweise jeweils eine im Gehäuse (11) einge- schraubte, als Senkkopfschraube ausgebildete Anschlag- schraube (19) die in einer Längsnut (45) des Greiferschlit- tens (41; 42) geführt ist.

An einem zweiten Greiferschlitten (42) und am Gehäuse (11) ist im Ausführungsbeispiel ein Wegmesssystem (46) angeordnet. Die- ses umfasst beispielsweise ein am Greiferschlitten (42) ange- ordnetes codiertes Band (47) oder einen codierten Stab und eine am Gehäuse (11) angeordnete Sensoreinheit (35). Im Aus- führungsbeispiel ist am Greiferschlitten (42) ein zwei- oder mehrspurig codiertes magnetisches Band (47) befestigt. Dieses hat z.B. eine auf einem Grundträger aufgebrachte Ferrit- schicht. Die Codierung ist beispielsweise als Gray-Code ausge- bildet. Die Sensoreinheit (35) hat einen konstanten Abstand zum codierten Band (47). Sie hat beispielsweise mehrere Hallsensoren und mindestens eine Widerstandsmessbrücke zum Ab- tasten und Auswerten der Codierung des codierten Bandes (47). Anstatt dieses absoluten Wegmesssystems (46) kann beispiels- weise auch ein relatives Wegmesssystem eingesetzt werden. Das Wegmesssystem (46) kann auch als optisches Wegmesssystem aus- gebildet sein.

Im Elektronikaufnahmeraum (31) des Gehäuses (11) befinden sich beispielsweise mehrere bestückte Platinen (61, 64, 66). Auf einer ersten Platine (61) ist beispielsweise ein Rechner- und Speichermodul (62) angeordnet. Hiermit werden z.B. aus einem hier gespeicherten Greiferablaufprogramm die Ansteuerungswerte für den Greiferantrieb ermittelt. Während des Programmablaufs erfolgt dies beispielsweise abhängig vom Istzustand der Grei- felemente (51, 52). Das Ablaufprogramm startet beispielsweise nach dem Erhalt eines Startsignals von einer übergeordneten Steuerung. An der Platine (61) befinden sich beispielsweise auch eine Datenschnittstelle sowie von außen sichtbare Leucht- dioden (63) zur Anzeige des Betriebszustands der Greifvorrich- tung (10).

Auf einer zweiten Platine (64) ist der Servoregler (65) unter- gebracht. Er besteht u. a. aus der Servoregler-CPU und weite- ren Bausteinen, die die Motorsignale für eine Kaskadenregler- software aufbereiten. Eine dritte Platine (66) trägt die Leis- tungsendstufe, deren Ansteuerungselektronik auf der zweiten Platine (64) aufgebaut ist. Auf dieser Platine (66) ist bei- spielsweise eine Motorstromüberwachung (67) angeordnet. An der Außenseite (21) des Gehäuses (11) angeordnete Kühlrippen (22), vgl . Figur 7, dienen zur Kühlung der elektronischen Bauteile der Greifvorrichtung (10).

Im Elektronikaufnahmeraum (31) sitzt in einer z.B. zylinder- förmigen Ausnehmung (36) ein Antriebsmotor (71) der Greifvor- richtung (10). Die Motorwelle (72) des Antriebsmotors (71) ragt durch einen bodenseitigen Durchbruch der Ausnehmung (36) in den Getriebeaufnahmeraum (32). Hier ist das Motor- schild (73) am Gehäuse (11) mittels z.B. drei Befestigungs- schrauben (74) befestigt. Die Motorwelle (72) ist eine erste Getriebewelle (101) eines mehrstufigen Getriebes (100) zum An- trieb der Greifelementträger (41, 42).

Der Antriebsmotor (71) ist im Ausführungsbeispiel ein bürsten- loser Gleichstrom-Servomotor mit einem Nenn-Drehmoment von 59 Millinewtonmeter und einer Nennleistung von 133 Watt. Die Nennspannung beträgt beispielsweise 24 Volt. Der Antriebsmo- tor (71) hat z.B. eine Nenndrehzahl von 204501/min. Der Durchmesser der Motorwelle (72) beträgt beispielsweise 4 Mil- limeter. Der Antriebsmotor (71) hat ein zweites Wellenende, auf dem ein Drehgeber (75), z.B. in der Bauform eines Resol- vers, sitzt. Letzterer verfügt z. B. über einen diametral mag- netisierten zweipoligen Gebermagneten, der auf der Motor- welle (72) befestigt ist. In axialer Richtung hinter dem Ge- bermagnet ist ein Winkelsensor zur Erfassung der Motorwellen- position angeordnet. Der Winkelsensor umfasst eine Elektronik mit mehreren Hallsensoren, mit mindestens einem Interpolator und mit mehreren Treiberstufen. Das von den Hallsensoren wahr- genommene winkelabhängige analoge Magnetfeldsignal wird ver- stärkt und interpoliert, so dass eine absolute Winkelinforma- tion entsteht. Auch ein anderer Aufbau des Drehgebers (75) ist denkbar . Auf der Motorwelle (72) sitzt im Getriebeaufnahmeraum (32) eine Bremseinheit (81). Diese ist im Gehäuse (11) z.B. mittels einer Verdrehsicherung (89), z.B. eines Sicherungsflan- sches (89), gesichert. Im Ausführungsbeispiel ist der Siche- rungsflansch (89) am Gehäuse (11) befestigt. Die Bremsein- heit (81) kann auch am zweiten Wellenende der Motorwelle (72) angeordnet sein.

Das Bremsgehäuse (82) der Bremseinheit (81) sitzt wälzgelagert auf der Motorwelle (72). Im Bremsgehäuse (82) sind ein Perma- nentmagnet und ein Elektromagnet angeordnet. Letzterer ist mittels elektrischer Leitungen beispielsweise von der dritten Platine (66) aus ansteuerbar. Auf der Motorwelle (72) sitzt eine Bremsscheibe, die zumindest einen magnetisierbaren, in Richtung des Permanentmagneten orientierten ferromagnetischen Belag aufweist. Ferromagnetische Werkstoffe sind beispiels- weise Eisen, Kobalt, Nickel und einige Legierungen. Weiterhin sind zwischen dem Elektromagneten und der Bremsscheibe Fe- derelemente in der Bauform von Lüftfedern angeordnet. Bei un- bestromtem Elektromagnet zieht der Permanentmagnet die Brems- scheibe an und blockiert damit die Motorwelle (72). Um die Bremseinheit (81) zu lüften, wird der Elektromagnet bestromt. Das magnetische Feld des Elektromagneten neutralisiert das magnetische Feld des Permanentmagneten, sodass die Lüftfedern den Abstand zwischen dem Permanentmagneten und der Brems- scheibe vergrößern. Die Motorwelle (72) ist jetzt rotierbar. Beim Abschalten des Elektromagneten wird die Getriebewelle wieder blockiert. Die Bremseinheit (81) bildet damit eine Feststellbremse (81) der Greifvorrichtung (10).

Es ist auch denkbar, dass der gehäusefeste Teil der Feststell- bremse (81) einen Ring aus einem ferromagnetischen Werkstoff aufweist. Der getriebewellenseitige Teil der Feststell- bremse (81) trägt dann den Permanentmagneten. Auch in diesem Fall ist die Kraft der sich entspannenden Lüftfedern der Adhä- sionskraft des Permanentmagneten entgegengerichtet.

Zwischen dem Antriebsmotor (71) und der im Getriebeaufnahme- raum (32) angeordneten Bremseinheit (81) kann eine z.B. trenn- bare Kupplung angeordnet sein. Damit können beispielsweise bei einem Not-Aus bei gleichzeitiger Abschaltung der Bremslüftung die Bewegungen der Greifelementträger (41, 42) unmittelbar ge- stoppt werden.

In der Verlängerung der ersten Getriebewelle (101) sitzt ein mitdrehendes Antriebsritzel (102). Dies ist beispielsweise ein geradverzahntes Stirnrad mit 17 Zähnen und einem Verzahnungs- modul von 0,5 mm. Die Verzahnung der ersten Getriebe- stufe (103) kann auch schrägverzahnt ausgebildet sein. Das Ge- genrad (104) der ersten Getriebestufe (103) sitzt auf einer im Gehäuse (11) gelagerten Zwischenwelle (105). Die Zwischen- welle (105) bildet im Ausführungsbeispiel eine zweite Getrie- bewelle (105). Im Ausführungsbeispiel hat das Gegenrad (104) 54 Zähne. Das Antriebsritzel (102) hat die gleiche Verzah- nungsbreite wie das Gegenrad (104). Auf der Zwischen- welle (105) sitzt weiterhin ein Zwischenritzel (106) mit 19 Zähnen, das mit einem auf einer Schneckenwelle (109) ange- ordneten Abtriebsrad (107) kämmt. Die Schneckenwelle (109) bildet eine dritte Getriebewelle (109) des Getriebes (100). Der Modul der Verzahnung der zweiten Getriebestufe (108) stimmt beispielsweise mit dem Verzahnungsmodul der ersten Ge- triebestufe (103) überein. Das Zwischenritzel (106) ist ein geradverzahntes Stirnrad. Seine Verzahnungsbreite beträgt im Ausführungsbeispiel das 1,8-fache der Verzahnungsbreite des Abtriebsrads (107). Im Ausführungsbeispiel hat das Abtriebs- rad (107) 46 Zähne. Gegebenenfalls kann das Getriebe (100) auch weitere Getriebestufen aufweisen. So kann beispielsweise ein zusätzliches Planetengetriebe dem Antriebsmotor (71) nach- geschaltet sein.

Die Länge der Schneckenwelle (109) entspricht im Ausführungs- beispiel der Hälfte der Länge der Greifvorrichtung (10). Die Schneckenwelle (109) ist mittels dreier Wälzlager (111 - 113) im Gehäuse (11) gelagert. Sämtliche Wälzlager (111 - 113) sind als Loslager ausgebildet. Hierbei sitzt beim ersten Wälzla- ger (111) der Innenring (114) in axialer Richtung (125) ver- schiebbar auf der Schneckenwelle (109). Dieses erste Wälzla- ger (111) ist als Rollenlager ausgebildet. In der Darstellung der Figur 7 liegt es am Boden (39) der Schneckenwellenausneh- mung (38) des Getriebeaufnahmeraums (32) an. Das zweite Wälz- lager (112) und das dritte Wälzlager (113) sind als Rillenku- gellage ausgebildet. Bei diesen ist jeweils der Außen- ring (115; 117) axial verschiebbar im Gehäuse (11) gelagert.

Zwischen dem ersten Wälzlager (111) und dem zweiten Wälzla- ger (112) ist die Schneckenwelle (109) als Schnecke (121) aus- gebildet. Es ist auch denkbar, die Schnecke (121) auf die Schneckenwelle (109) aufzusetzen. Die Schnecke (121) ist dann z.B. sowohl in axialer Richtung (125) als auch in Umfangsrich- tung relativ zur Schneckenwelle (109) gesichert. Die Schne- cke (121) kann jedoch auch - bei einer in axialer Rich- tung (125) festliegenden Schneckenwelle (109) - axial ver- schiebbar auf der Schneckenwelle (109) angeordnet sein. Die axiale Richtung (125) ist im Ausführungsbeispiel in der Längs- richtung (25) orientiert.

Die Schnecke (121) ist eine zylindrische Schnecke. Im Ausfüh- rungsbeispiel ist sie eingängig ausgebildet und hat eine linksgängige Steigung. Sie kann z.B. mit gradlinigem Flanken- profil im Axialschnitt (ZA-Schnecke), mit gradlinigem Flanken- profil im Normalschnitt (ZN-Schnecke), mit Evolventenflanken im Stirnschnitt (ZI-Schnecke), mit balliger Flankenform im Axialschnitt (ZK-Schnecke) oder mit konkaver Flankenform im Axialschnitt (ZC-Schnecke) hergestellt sein.

Die Schnecke (121) hat eine konstante Steigung. Der Steigungs- winkel der Schnecke (121) ist der von der Flanke (122; 123) und einer Normalenebene zur Schneckenrotationsachse (124) ein- geschlossene Winkel. Dieser Steigungswinkel beträgt im Ausfüh- rungsbeispiel 13 Grad. Der Steigungswinkel kann im Bereich zwischen 8 Grad und 20 Grad liegen. Der Axialmodul der Schne- cke (121) beträgt beispielsweise 1 Millimeter. Der Axial-Ein- griffswinkel der Verzahnung der Schnecke (121) beträgt z.B. 20 Grad. Der Axial-Eingriffswinkel kann beispielsweise zwi- schen 12 Grad und 25 Grad liegen.

Die Schnecke (121) mitsamt der Schneckenwelle (109) ist im Ausführungsbeispiel aus einem thermoplastischen Werkstoff, z.B. Polyoxymethylen (POM), hergestellt. Der Zug-Elastizitäts- modul dieses Werkstoffs beträgt bis zu 3200 Newton pro Quad- ratmillimeter. Dieser Werkstoff hat eine Zugfestigkeit von 65 Newton pro Quadratmillimeter und eine Biegefestigkeit von 91 Newton pro Quadratmillimeter. Die genannten Festigkeits- werte können mittels Glas- oder Kohlefasern erhöht sein.

Der Werkstoff kann im Spritzgussverfahren, im Extrusionsver- fahren, mittels thermischen Pressens, etc. verarbeitet werden. Auch eine nachgelagerte spanende Bearbeitung ist ohne wesent- liche Änderung der genannten physikalischen Eigenschaften mög- lich. Auch der Einsatz anderer Thermoplaste, wie z.B. Po- lyetherimid (PEI), Polyaryletherketone (PAEK), Polyetherether- keton (PEEK), Polyetherketonketon (PEKK), Polyphenylensulfid (PPS), etc. ist denkbar. Die Schneckenwelle (109) und/oder die Schnecke (121) können auch aus einem Stahlwerkstoff, der z.B. mittels Gasnitrierten gehärtet ist, bestehen. Der Werkstoff kann auch gehärtetes Aluminium sein. Die Schnecke (121) und/oder die Schnecken- welle (109) sind zumindest in diesen Fällen mittels Dreh- oder Fräsbearbeitung hergestellt.

Auf einem, z.B. an die Schnecke (121) angrenzenden zylindri- schen Abschnitt der Schneckenwelle (109) sitzen das zweite Wälzlager (112) und das dritte Wälzlager (113). Der Außen- ring (117) des dritten Wälzlagers (113) liegt mit seiner dem zweiten Wälzlager (112) abgewandten Seite an einem im Ge- häuse (11) befestigten Abstützflansch (118) an.

Zwischen dem zweiten Wälzlager (112) und dem dritten Wälzla- ger (113) ist im Ausführungsbeispiel ein Federenergiespei- cher (131) angeordnet. Der in der Figur 7 dargestellte Feder- energiespeicher (131) hat acht Tellerfedern (132), von denen die Hälfte in Richtung der Schnecke (121) und die andere Hälfte in die entgegengesetzte Richtung orientiert ist. Je- weils zwei Tellerfedern (132) sitzen auf je einer Führungs- hülse (133). Die einzelnen Führungshülsen (133) umgreifen die Schneckenwelle (109) und sind in axialer Richtung (125) vonei- nander beabstandet. Der Federenergiespeicher (131) kann auch als Tellerfederpaket mit einander anliegenden Tellerfe- dern (132), als Schraubendruckfeder, etc. ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, mindestens einen Federenergiespeicher (131) mit einer Schraubenzugfeder einzusetzen. Diese ist dann bei- spielsweise zwischen dem ersten Wälzlager (111) und der Schne- cke (121) angeordnet.

Das dem ersten Wälzlager (111) abgewandte Wellenende (119) der Schneckenwelle (109) ist polygonförmig ausgebildet. Auf diesem Wellenende (119) sitzt das Abtriebsrad (107). Das Abtriebs- rad (107) ist in axialer Richtung (125) mittels einer Andrück- scheibe (141) gesichert, die z.B. mittels einer Innensechs- kantschraube (142) zentral in der Schneckenwelle (109) befes- tigt ist.

Die Schnecke (121) bildet zusammen mit einem Schnecken- rad (152) eine Schraubgetriebestufe (151) des Getriebes (100). Die Schneckenrotationsachse (124) der Schnecke (121) kreuzt sich mit der Achse des Schneckenrades (152). Die beiden Achsen haben keinen Schnittpunkt. Das Schneckenrad (152) ist im Aus- führungsbeispiel als schrägverzahntes Stirnrad ausgebildet. Dieses wird als unechtes Schneckenrad (152) bezeichnet. Es hat 18 Zähne. Der Steigungswinkel der Verzahnung beträgt bei- spielsweise 17 Grad. Aufgrund der Geometrie der Schnecke (121) und des Schneckenrades (152) besteht zwischen den Wälzpartnern der Schraubgetriebestufe (151) Punktberührung. Das Schnecken- rad (152) kann auch als Globoidrad ausgebildet sein. Die Schraubgetriebestufe (151) ist nicht selbsthemmend ausgebil- det .

Das Schneckenrad (152) und ein mit diesem verbundenes Syn- chronrad (154) bilden eine Synchronradeinheit (153). Diese ist in der Synchronradaufnahme (33) des Gehäuses (11) auf einer am Gehäuse (11) befestigten Synchronradachse (155) mittels zweier Wälzlager (156) drehbar gelagert. Diese beiden Wälzlager (156) sind im Ausführungsbeispiel als Rollenlager ausgebildet. Das Synchronrad (154) ist ein geradverzahntes Stirnrad. Im Ausfüh- rungsbeispiel hat es zehn Zähne und einen Modul von einem Mil- limeter. Das Synchronrad (154) kämmt mit den beiden Greifele- mentträgern (41, 42).

Zusätzlich oder alternativ zum oben beschriebenen Wegmesssys- tem (46) kann ein Wegmesssystem an der Schnecke (121) und am Gehäuse (11) angeordnet sein. Auch ist es denkbar, ein Winkel- messsystem an der Synchronradeinheit (153) und am Gehäuse (11) anzuordnen .

Zum Betrieb der beispielsweise an einem Industrieroboter ange- ordneten Greifvorrichtung (10) wird ein greifgutspezifisches Greiferablaufprogramm gestartet. In diesem Programm ist bei- spielsweise zunächst hinterlegt, ob es sich bei der Greifauf- gabe um eine Außengreifaufgäbe oder um eine Innengreifaufgäbe handelt. Weiterhin ist die Lage der Greifelementträger (41, 42) vor dem Greifen relativ zueinander oder relativ zur verti- kalen Mittenquerebene der Greifvorrichtung (10) hinterlegt.

Nach der Positionierung des Arms des Industrieroboters steht die Greifvorrichtung (10) z.B. oberhalb des aufzunehmenden Greifguts (1). Die Greifvorrichtung (10) wird mittels des In- dustrieroboters abgesenkt, bis die Greifelemente (51, 52) z.B. bei einer Außengreifaufgäbe auf der Höhe der Stirnflächen des Greifguts (1) stehen. Die Feststellbremse (81) ist gelüftet. Aus den im Greiferablaufprogramm hinterlegten Daten ergibt sich das Profil der Hubgeschwindigkeit über der Zeit bei der Bewegung der Greifelementträger (41, 42) relativ zueinander. Die Rotation der Motorwelle (72) des Antriebsmotors (71) wird mittels der Stirnradgetriebestufen (103, 108) auf die Schraub- getriebestufe (151) übertragen. Das Schneckenrad (152) wird mittels der Schnecke (121) angetrieben. Das Synchronrad (154) kämmt mit den Greifelementträger (41, 42), die in zueinander entgegengesetzte Richtungen gefördert werden.

Die Greifelemente (51, 52) legen sich an das Greifgut (1) an. Hierbei steigt mit zunehmendem Anpressen der Greifele- mente (51, 52) an das Greifgut (1) der Motorstrombedarf des Antriebsmotors (71). Die Schnecke (121) belastet weiter mit ihrer Greifdruckflanke (122) das Schneckenrad (152). Die je- weilige Greifdruckflanke (122) der Schnecke (121) ist dieje- nige Flanke, die beim Greifen des Greifguts (1) am Schnecken- rad (152) abwälzt oder anliegt. In der dargestellten Außen- greifvorrichtung ist dies die in der Darstellung der Figur 8 links liegende Flanke (122) der Schnecke (121). Das Wegmess- system (46) überwacht z.B. den Hub der Greifelementträger (41, 42) .

Bei fortgesetzt anliegenden Drehmoment des Antriebsmotors (71) wird die Schnecke (121) in axialer Richtung (125) gegen den Federenergiespeicher (131) verschoben. Das Tellerfederpa- ket (134) wird komprimiert. Das zweite Wälzlager (112) wird aus der Darstellung der Figur 7 nach rechts verschoben, wobei sich sein Außenring (115) von seiner Anlage am Gehäuse (11) löst. Bei zunehmender Belastung des Federenergiespei- chers (131) steigt der Motorstrom des Antriebsmotors (71). So- bald die Motorstromüberwachung (67) einen Motorstrom ermit- telt, der einen im Greiferablaufprogramm vorgegebenen Schwel- lenwert erreicht oder überschreitet, wird die Feststell- bremse (81) geschlossen. Der Motorstrom korreliert mit der Greifkraft. Beim Schließen der Feststellbremse (81) wird im Ausführungsbeispiel die Bestromung des Elektromagneten abge- schaltet. Der Permanentmagnet zieht den ferromagnetischen Ring an. Hiermit wird das Getriebe (100) blockiert. Der Antriebsmo- tor (71) kann nun abgeschaltet werden.

Bei einer Ausführung des Wegmesssystems (46) oder des Winkel- messsystems als Absolutmesssystem kann z.B. in diesem Zeit- punkt eine Greifhubabfrage erfolgen. Beim Schließen der Fest- stellbremse (81) wird entweder mittels des Wegmesssystems (46) die Lage der Schnecke (121) oder eines Greifelementträ- gers (41, 42) relativ zum Gehäuse (11) oder mittels des Win- kelmesssystems die Lage der Synchronradeinheit (153) relativ zum Gehäuse (11) ermittelt. Dieser Wert wird entweder als Ab- solutwert oder als Ausgangswert in der Greifersteuerung ge- speichert. Es ist auch denkbar, den aktuellen Greifhub relativ zum Anfangswert bei geöffneten Greifelementträgern (41, 42) zu ermitteln .

Die Figur 8 zeigt die axial unter Belastung des Federenergie- speichers (131) verschobene Schnecke (121) in der Greifvor- richtung (10) des Ausführungsbeispiels. Das zweite Wälzla- ger (112) ist mittels der Schneckenwelle (109) in Richtung des dritten Wälzlagers (113) verschoben. Die Führungshülsen (133) liegen beispielsweise aneinander an.

Falls das Greifgut (1) sich unter der Einwirkung der Anpress- kraft der Greifelemente (51, 52) elastisch oder plastisch ver- formt, wird der auf die Greifbacken (51, 52) wirkende Anpress- widerstand verringert. Der Federenergiespeicher (131) wird entlastet und verschiebt die Schnecke (121) so, dass die Be- lastung ihrer Greifdruckflanke (122; 123) wieder zunimmt. Die Schnecke (121) wälzt am Schneckenrad (152) ab, das um die Syn- chronradachse (155) gedreht wird. Das mit dem Schnecken- rad (152) verbundene Synchronrad (154) verschiebt die beiden Greifelementträger (41, 42) in die Schließrichtung (26) der Greifvorrichtung (10). Hierbei wird z.B. mittels des Wegmess- systems (46) beispielsweise eine Veränderung er Lage des Grei- felementträgers (41; 42) erkannt. Mittels der z.B. greifvor- richtungseigenen Steuerung wird der Antriebsmotor (71) einge- schaltet. Außerdem wird der Elektromagnet der Feststell- bremse (81) bestromt. Die Feststellbremse (81) wird gelüftet. Nun werden mittels des Antriebsmotors (71) die Greifelement- träger (41, 42) weiter in die Schließrichtung (26) verfahren, bis der Motorstrom wieder den vorgegebenen Wert erreicht. Die Feststellbremse (81) wird wieder geschlossen und der An- triebsmotor (71) wird abgeschaltet. Wird die Greifvorrichtung (10) für eine Innengreifaufgabe ein- gesetzt, verfahren die Greifelementträger (41, 42) beim Grei- fen der Greifvorrichtung (10) in die der vertikalen Mitten- querebene abgewandte Richtung. Beim Schließen dieser Greifvor- richtung (10) dreht sich die Schnecke (121) in die zum Außen- greifen entgegengesetzte Drehrichtung. Die Greifdruck- flanke (123) der Schnecke (121) beim Innengreifen ist die in der Figur 9 linke Flanke. Die Synchronradeinheit (153) dreht sich beim Schließen der Innengreifeinheit in der Darstellung der Figur 6 im Gegenuhrzeigersinn.

Mit zunehmender Anpresskraft am Greifgut (1) wird die Schne- cke (121) zusammen mit der Schneckenwelle (109) aus der in der Figur 7 dargestellten Lage relativ zum Gehäuse (11) nach links verschoben. Auch in diesem Fall wird der Abstand des zweiten Wälzlagers (112) und des dritten Wälzlagers (113) verringert.

Die Figur 9 zeigt die axial unter Belastung des Federenergie- speichers (131) verschobene Schnecke (121) bei Einsatz der in den Figuren 2 bis 7 dargestellten Greifvorrichtung (10) als Innengreifvorrichtung. Das dritte Wälzlager (113) ist in die- sem Zustand beabstandet vom Abstützflansch (118).

Das Greifen eines Greifguts (1) mittels einer Innengreifvor- richtung erfolgt - bis auf die Bewegungsrichtung der Bauteile - analog zum Greifen eines Greifguts (1) mittels einer Außen- greifvorrichtung. Nach dem Schließen der Feststellbremse (81) kann auch in diesem Fall der Antriebsmotor (71) abgestellt werden. Falls sich das Greifgut (1) unter der Wirkung der An- presskraft elastisch oder plastisch verformt, wird auch in diesem Fall mittels eines erneuten Zuschaltens des Antriebsmo- tors (71) die Greifkraft wiederaufgebaut. Anstatt eines kombinierten Federenergiespeichers (131) für das Innen- und Außengreifen können auch zwei Federenergiespei- cher (131) eingesetzt werden. Einer erster dieser Federener- giespeicher wird dann beim Erreichen der vorgesehenen Greif- kraft beim Außengreifen belastet. Der andere Federenergiespei- cher, der z.B. am anderen Ende der Schnecke (121) angeordnet ist, wird in diesem Fall beim Innengreifen eines Greifguts (1) belastet. Die Federenergiespeicher (131) können in der Aus- gangsstellung vorgespannt sein.

Zum Absetzen des Greifguts (1) wird sowohl beim Betrieb der Greifvorrichtung (10) als Außengreifvorrichtung als auch beim Betrieb als Innengreifvorrichtung der die Greifvorrich- tung (10) tragende Arm des Industrieroboters an den entspre- chenden Ort verfahren. Hier wird der Arm des Industrieroboters beispielsweise soweit abgesenkt, bis das Greifgut (1) auf ei- ner Unterlage aufliegt. Nun wird der Antriebsmotor (71) zur Drehung in die Öffnungsrichtung bestromt und die Feststell- bremse (81) gelüftet, z.B. mittels Bestromung des Elektromag- neten. Beim Betrieb des Antriebsmotors (71) werden nun mittels des Getriebes (100) einschließlich der Schraubgetriebe- stufe (151) die Greifelementträger (41, 42) in die Öffnungs- richtung gefördert.

Die Figur 10 zeigt eine Alternative der Anordnung und des Auf- baus der Feststellbremse (81). Diese ist an der dritten Ge- triebewelle (109) und am Gehäuse (11) angeordnet. Beispiels- weise zwischen zwei Führungshülsen (133) des Federenergiespei- chers (131) ist ein Ringträger (135) angeordnet. Dieser ist im Ausführungsbeispiel zweiteilig mit zwei aneinander anstoßenden Ringträgerteilen (136) ausgebildet. Die beiden, z.B. identisch zueinander ausgebildeten Ringträgerteile (136) sind spiegel- bildlich zueinander angeordnet. An den einander zugewandten Flächen der Ringträgerteile (136) ist jeweils ein umlaufender Ring (137) aus einem ferromagnetischen Werkstoff befestigt. Es ist auch denkbar, das gesamte Ringträgerteil (136) aus einem ferromagnetischen Werkstoff herzustellen.

Zwischen den beiden Ringen (137) der Ringträgerteile (136) sitzt ein im Gehäuse (11) befestigter Permanentmagnet (84). Der Permanentmagnet (84) ist ringförmig ausgebildet und um- greift die Schneckenwelle (109). In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kraft des Federenergiespeichers (131) größer als die Anzugskraft des Permanentmagneten (84). Die in der Figur 10 dargestellte Greifvorrichtung (10) hat beispielsweise keine an der ersten Getriebewelle (101) angeordnete Bremseinheit (81). Es ist auch denkbar, den Ring (137) als gehäusefesten Teil und den Permanentmagneten als den der Getriebewelle (101; 105; 109) zugeordneten Teil der Feststellbremse (81) auszubilden.

Das Greifen eines Greifguts (1) erfolgt weitgehend, wie im Zu- sammenhang mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen be- schrieben. Beim Aufbau der Anpresskraft am Greifgut wird die Schnecke (121) relativ zum Gehäuse (11) verschoben, sodass das Magnetfeld des Permanentmagneten (84) den Ring (137) und damit die Schnecke (121) in ihrer Position blockiert. Der An- triebsmotor (71) kann abgeschaltet werden.

Sollte sich das Greifgut (1) elastisch oder plastisch verfor- men, wird auch in diesem Ausführungsbeispiel der Federenergie- speicher (131) entlastet. Der sich entladende Federenergie- speicher (131) verschiebt die Schnecke (121), wobei der Ab- stand des Permanentmagneten (84) zum Ring (137) vergrößert wird. Der Federenergiespeicher (131) hat in diesem Ausfüh- rungsbeispiel zusätzlich die Funktion der Lüftfeder der Fest- stellbremse (81). Die vom Wegmesssystem (46) oder vom Winkel- messsystem direkt oder indirekt ermittelte Lageänderung der Greifelementträger (41, 42) führt auch in diesem Ausführungs- beispiel zum Wiedereinschalten des Antriebsmotors (71). Der Antriebsmotor (71) wird auch in diesem Fall wieder solange bestromt, bis der voreingestellte Schwellenwert der Motorstro- müberwachung (67) anspricht.

Beim Öffnen der Greifvorrichtung (10) rotiert das Ge- triebe (100) in der entgegengesetzten Richtung. Die jeweilige Greifdruckflanke (122; 123) der Schnecke (121) löst sich von der Flanke des Schneckenrades (152). Hierbei wird auch der Ab- stand zwischen dem Ring (137) und dem Permanentmagneten (84) vergrößert. Die Feststellbremse (81) wird gelüftet. Die Greif- vorrichtung (10) kann nun in ihre geöffnete Ausgangsstellung verfahren .

Anstatt eines elektrischen Antriebsmotors (71) kann auch ein hydraulischer oder pneumatischer Antriebsmotor (71) eingesetzt werden. Die Motorstromüberwachung (67) wird bei hydraulischen oder pneumatischen Antriebsmotoren durch eine Drucküberwachung ersetzt. In der Greifersteuerung ist dann ein Schwellenwert des Drucks hinterlegt, bei dem die Feststellbremse (81) schließt .

Auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind denkbar . Bezugszeichenliste:

1 Greifgut

10 Greifvorrichtung

11 Gehäuse

12 Gehäusegrundkörper

13 Gehäusedeckel

14 Gehäusedeckel

15 Senkkopfschrauben

16 Unterseite von (11)

17 Führungsnut

18 Führungsnut

19 Anschlagschraube

21 Außenseite von (11)

22 Kühlrippen

25 Längsrichtung

26 Schließrichtung

31 Elektronikaufnahmeraum

32 Getriebeaufnahmeraum

33 Synchronradaufnehme

34 Medienanschluss

35 Sensoreinheit

36 zylinderförmige Ausnehmung in (31)

38 Schneckenwellenausnehmung

39 Boden von (38)

41 Greifelementträger , Greiferschlitten

42 Greifelementträger , Greiferschlitten

43 Verzahnung

44 Befestigungsbohrungen 45 Längsnut

46 Wegmesssystem

47 codiertes band

51 Greifelement , Greifbacke

52 Greifelement , Greifbacke

53 Greifarm

54 Greif fläche

61 Platine , erste Platine

62 Rechner- und Speichermodul

63 Leuchtdioden

64 Platine , zweite Platine

65 Servoregler

66 Platine , dritte Platine

67 Mo tor s tromüberwachung

71 Antriebsmotor

72 Motorwelle

73 Motorschild

74 Befestigungsschrauben

75 Drehgeber

81 Bremseinheit , Feststellbremse

82 Bremsgehäuse

84 Permanentmagnet

89 Verdrehsicherung , S i cherungs f 1 ans ch

100 Getriebe

101 erste Getriebewelle

102 Antriebsritzel

103 erste Getriebestufe , Stirnradgetriebestufe

104 Gegenrad von ( 103 ) 105 Zwischenwelle , zweite Getriebewelle

106 Zwischenritzel

107 Abtriebsrad

108 zweite Getriebestufe, Stirnradgetriebestufe

109 Schneckenwelle, dritte Getriebewelle

111 Wälzlager , erstes Wälzlager

112 Wälzlager , zweites Wälzlager

113 Wälzlager , drittes Wälzlager

114 Innenring von (111)

115 Außenring von (112)

117 Außenring von (113)

118 Abstützflansch

119 Wellenende von (109)

121 Schnecke

122 Flanke von (121) , Greifdruckflanke beim Außengreifen

123 Flanke von (121) , Greifdruckflanke beim Innengreifen

124 Schneckenrotationsachse

125 axiale Richtung von (121)

131 Federenergiespeicher

132 Tellerfedern

133 Führungshülse

134 Tellerfederpaket

135 Ringträger

136 Ringträgerteile

137 Ring, umlaufend

141 Andrückscheibe

142 Innensechskantschraube

151 Schraubgetriebestufe

152 Schneckenrad 153 Synchronradeinheit

154 Synchronrad

155 Synchronradachse

156 Wäl zlager