Monolithische Konvexgreifer. Potenziale nichtkomplanarer Nachgiebigkeitseffekte

Verformbare Mechanismen in monolithischer Bauform sind von Haus aus montage- und spielfrei. Sie eignen sich daher besonders für Präzisionsanwendungen. Bewegung durch Verformung zu erzeugen bedeutet auch die direkte Kopplung von Kinematik und Kraftfeld. Diese Lastabhängigkeit versperrt den Weg in Anwendungen bei denen Lasten nur unscharf definiert sind. Ein typisches Beispiel hierfür sind Greiferanwendungen. Monolithische Greifer die ebene Verformungszustände ausnutzen und diesem Zielkonflikt standhalten sind entsprechend komplex. Es ist zwischen zwei Grundbauformen zu unterscheiden: Mechanismen mit Gelenken konzentrierter und Gelenken mit verteilter Nachgiebigkeit. Das gemeinsame Grundproblem dieser Strukturen ist, das die bewegungserzeugenden Kräfte und der gewünschte Verformungszustand in der gleichen Ebene liegen. Großes Potenzial liegt in Mechanismenstrukturen die sich von dem ebenen Verformungskonzept lösen und gezielt nichtkomplanare Effekte ausnutzen. Dies wird im vorliegenden Fall durch die Kopplung von Gelenken globaler Nachgiebigkeit, mit Gelenken konzentrierter Nachgiebigkeit erreicht. Konkret bedeutet dies die gezielte Nutzung gekrümmter Gelenkfalze. Die im verformten Zustand resultierenden globalen Verformungen wirken in Bewegungsrichtung strukturversteifend. Das Ergebnis sind verblüffend einfache Strukturen mit robusten Eigenschaften. Die Theorie und Praxis der Greiferauslegung wird am Beispiel eines Konvexgreifers besprochen.