Planetengewindegreifer Dreibackengreifer für Teilefamilien

Bei einem Dreibackengreifer für vorwiegend runde Teile ist der Spannbereich im Verhältnis zum Außendurchmesser besonders groß. Damit kann dieser Greifer eine ganze Teilefamilie erfassen.

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FAULHABER Antriebssysteme

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In der Handhabungstechnik werden werden Werkstückeoft zu Teilefamilien zusammengefasst. Dabei sind die Durchmesser in einem großen Bereich variabel (Kugellager, Gleitlager, Federn, Fittings oder Schrauben). Bei einem neu entwickelten Dreibackengreifer für vorwiegend runde Teile ist der Spannbereich im Verhältnis zum Außendurchmesser besonders groß. Dadurch kann er eine ganze Teilefamilie greifen.

Druch einen pneumatisch oder hydraulisch betätigten Kolben werden drei Steilgewindespindeln hindurchgeführt. Sie sind planetenförmig angeordnet und abgedichtet. Wird der Kolben linear bewegt, drehen sich die Steilgewindespindeln. Die planetenförmige Anordnung vermeidet, dass sich der Kolben durch das Rückstellmoment verdreht. Die Steilgewindespindeln sind im Gehäuse beidseitig gelagert und ragen mit einem Ende durch den Zylinderdeckel heraus . Auf den herausragenden Enden werden Klemmschwingen befestigt, die nun kreisbogenförmig die Spannbewegung ausführen.

Die Klemmschwingen führen einen Schwenkwinkel von bis zu 180° aus und dabei können sich die Greiferbacken über das Gehäuse hinaus bewegen. So kann ein Werkstückdurchmesser von 0 bis ca. 115mm außengreifend gespannt werden . Innengreifend ist ein Bereich von ca. 10mm bis zu 120mm möglich. Dabei ist der Gehäuseaußendurchmesser des Greifers nur 100mm.

Die Greiferbacken können im Zentrum des Greifers spitz zusammenlaufen und greifen genau radial an den Mittelpunkt des Greifers an.

Dadurch bleibt die Spannkraft der Greiferbacken bis zu einem Schwenkwinkel der Klemmschwingen von 90° fast genau konstant. Über den Bereich des Teilkreises der Planetenanordnung hinaus (Schwenkwinkel 90 bis 180°) wirkt auf das Werkstück ein Kniehebelsystem mit einer enormen Kraftsteigerung. Dadurch erhält das System bei kleinen Werkstücken eine konstante Kraft und bei großen Gewichten eine enorm große Kraft.

Dieses Prinzip wird nun dadurch erweitert, dass die Schwenkhebel mit einem Kulissenstein in linear geführte um 120° versetzte Greiferbacken eingreifen. Dann entsteht das Problem, dass die Führungen in dem zur Verfügung stehendem Radius nicht gebaut werden können und Klemmen. Als Lösung wurde hier eine neue Bauweise gefunden. Die Führungen werden räumlich in drei Ebenen angeordnet und bis auf die Gegenseite hindurchgeführt. Dadurch gilt Führungslänge gleich Greiferaußendurchmesser minus Hub. Die Spannbacken können nun verkürzt und fast der gesamte Radius zum Hub genutzt werden.

Wichtig ist bei Greifern oft ein Mittendurchgang. Folgende Anordnung erlaubt einen großen Mittendurchgang. Die Führungen werden nicht auf dem Radius sondern versetzt davon angeordnet. Pro Backe werden zwei Führungen z. B. links oben und die andere rechts auf einer Ebene tiefer angeordnet. So können drei gleiche um 120° versetzte Spannbacken gebaut werden. So kann ein großer Mittendurchgang realisiert werden, beim dargestellten Greifer sind dies 40mm Bohrungsdurchmesser. Diese Führungen erlauben wesentlich größere Belastungen als bisherige bei gleicher Baugröße.

Bei dem gezeigten Greifer liegt die Spannbackenkraft fast konstant bei ca. 1000N bei einem 42mm Hub pro Backe. Dabei ist der Schwenkwinkel mittensymmetrisch bei 90°. Ein Vergrößern des Schwenkwinkels bis zu 120° ergibt einen Hub bis 50mm pro Backe und eine Kraft bis zu 3550N steigend.

Bei Greifern sind der Hub und die Spannkraft ein inverser Kompromiss. Das System hat drei Variable: Kolbendurchmesser, Steilgewindespindelsteigung und Schwenkhebelhebelarm. Damit kann das System so gestaltet werden das mit wenigen Greifern ein ganzes Greiferprogramm konstruiert werden kann, welches alle Baugrößen und Hubbereiche überdeckt. (ud)

* *Hans-Erich Maul ist Technischer Leiter bei Maul Konstruktionen, Aachen.

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