AT509503B1 - Greifvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung, welche einen Rahmen (1) und zumindest eine diesem gegenüber angetrieben zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegliche Greiferbacke (5) aufweist, wobei als Antrieb der Bewegung der Greiferbacke (5) von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung ein elastisches Element (6) vorgesehen ist, dessen elastische Vorspannung während der Bewegung der Greiferbacke (5) von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung abnimmt und wobei die Greiferbacke (5) mit einem, durch eine steuerbare Antriebsvorrichtung (2) antreibbaren Schwenkarm (4, 14) in Kontakt bringbar ist und durch diesen von der geschlossenen in die geöffnete Bewegung schwenkbar ist. Eine Winkelabweichung oder Abstandsabweichung zwischen Greiferbacke (5) und Schwenkarm (4, 14) wird von einem Schaltelement der Steuerung erkannt.

Description

österreichisches Patentamt AT509 503B1 2013-07-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung.

[0002] Ein sehr wertvoller Einsatzfall für die erfindungsgemäße Greifvorrichtung betrifft das automatisierte Fassen von Holzscheiten.

[0003] Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Greifvorrichtung für die automatisierte Entnahme von Holzscheiten oder vergleichbarem stückigem Brenngut aus einem Lager und Zuführung derselben zu einer Feuerung anwendbar. Dabei kann das Brenngut auch in Form einer ungeordneten Schüttung davon gelagert sein.

[0004] Es sind einige Vorrichtungen und Verfahren bekannt, welche dazu in der Lage sind, entsprechend den Steuersignalen aus einer Heizungsregelung, bei Bedarf Holzscheite automatisch einzeln einer Feuerung zuzuführen. Als Beispiele seien die US 4,444,538 A, die US 4,688,544 A und die DE 3537841 A1 genannt. Bei diesen Zuführeinrichtungen müssen die Holzscheite allerdings schon gereiht und in geordneter Lage vorliegen. Dieses Anordnen ist mit viel Arbeit verbunden. Aus Platzgründen kann außerdem immer nur der Holzbedarf für eine relativ kurze Heizzeit so geordnet bereitgestellt werden.

[0005] Um eine Heizanlage mit Holzscheiten über einen längeren Zeitraum ohne menschliches Zutun automatisch laufen lassen zu können ist eine Vereinzelungsanlage für die Entnahme von einzelnen Holzscheiten aus einer ungeordneten Schüttung zwingend erforderlich. Übliche Vereinzelungsvorrichtungen für Stückgut, bei denen gleichzeitig eine große Anzahl von Stücken, beispielsweise über ein Förderband oder einen Rüttelförderer, bewegt werden und wobei während der Bewegung an Verengungsstellen vereinzelt wird, sind aus Platz- und/oder Kostengründen sehr oft nicht einsetzbar. Eine sehr übliche Greifvorrichtung für das maschinelle Fassen von Holzteilen aus einer Schüttung von Holzstücken ist der sogenannte Holzgreifer, wie er vor allem aus der Forstwirtschaft gut bekannt ist. Diese Greifvorrichtung ist auch in kleinen Ausführungsvarianten für die vorliegende Aufgabenstellung nicht verwendbar, da mit ihr nicht sichergestellt werden kann, dass sie bei einzelnen Greifvorgängen aus einer Schüttung von Holzscheiten mit hoher Sicherheit automatisch genau ein Holzscheit erfasst.

[0006] Die DE 20 2006 642 U1 zeigt einen Greifer für das Heben von Brammen. Zwei als jeweils zweiarmige Hebel ausgeführte Zangenschenkel sind an ihren Längsmitten an einem Verbindungsstück schwenkbar gelagert gehalten, wobei die Lagerung ein erhebliches Spiel aufweist für lineare Bewegung aufweist. Eine parallel zu dem Verbindungsstück angeordnete Zugfeder, welche an den Längsmitten der Zangenschenkel angreift, trachtet die Zangenschenkel aneinander zu ziehen. Zwischen den von der Last abgewandten Enden der Zangenschenkel wirkt ein hydraulisch zu betätigender Druckzylinder. Wenn der Druckzylinder unter Druck steht, sind die mittleren Längsbereiche der Zangenschenkel in dem Spielbereich den die Lagerungen zum Verbindungsstück zulassen, weitestmöglich voneinander entfernt. Wenn der Druckzylinder Druck verliert, zieht die Zugfeder die Zangenschenkel etwas aneinander; diese Bewegung wird detektiert und löst somit sehr rasch Sicherungsmaßnahmen aus.

[0007] Die US 2274985 A zeigt einen Greifer für Baumstämme und ähnliches. Der Greifer weist zwei spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete schwenkbare Haken auf, welche als zweiarmige schwenkbare Hebel ausgeführt sind. Die Hakenspitzen sind zum Zwischenraum zwischen den beiden Haken hin eingebogen, sodass sie von selbst auseinandergedrängt werden, wenn die Haken an einen zu fassenden Stamm geschoben werden. Sobald durch eine zu tragende Last eine Gewichtskraft an den auseinandergedrängten Hakenspitzen anliegt, wird durch die Gewichtskraft über die Schwenklagerung der Haken eine Schließkraft zwischen den beiden Haken bewirkt. Zugfedern, welche zwischen den von den Hakenspitzen abgewandten Enden der Hakenteile und einem zentralen, begrenzt beweglichen Teil wirken, bewirken eine sanfte Schließkraft der Hakenteile zueinander auch dann, wenn noch keine Gewichtskraft an den Haken anliegt.

[0008] Die DE 30 10 524 A1 zeigt eine selbstspannende Greifvorrichtung bei welcher die Schließbewegung einer Greiferbacke - neben der Wirkung durch die Lastkraft selbst - durch 1 /9 österreichisches Patentamt AT 509 503 B1 2013-07-15 elastische Vorspannung eines elastischen Elementes angetrieben wird. Die Öffnungsbewegung der Greiferbacke wird durch einen steuerbaren maschinellen Antrieb bewirkt.

[0009] In der EP 2 014 602 A1 ist eine Vorrichtung gezeigt, mit Hilfe derer aus einer ungeordneten Schüttung Holzscheite automatisch entnommen und einzeln einer Abladestelle, welche beispielsweise eine Schleuse zu einer Feuerung sein kann, zugeführt werden können. Die Vorrichtung besteht aus einem Portalgerät mit einer Laufkatze, an welcher absenkbar eine maschinell antreibbare Greifvorrichtung aufgehängt ist, welche ihr Auftreffen an der Schüttung detektiert und dann motorische antreibbare Greiferbacken derart bewegt, dass sie mit einer oder mehreren Spitzen zumindest geringfügig in das stückige, zu fassende Gut eindringen und es so fassen, ohne dass dazu die Lage des Brenngutes bezüglich der Greifvorrichtung sehr genau definiert zu sein braucht. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass es sehr schwierig ist, die Bewegung der Greiferbacken der Greifvorrichtung so zu steuern, dass die Vorrichtung wirklich automatisch in verlässlicher Weise funktioniert.

[0010] Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Greifvorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe automatisierbar ein einzelnes Holzscheit aus einer ungeordneten Schüttung von Holzscheiten wegtransportiert und an einem festlegbaren Ort definiert abgelegt werden kann. Gegenüber der zuletzt besprochenen Bauweise einer Greifvorrichtung, soll die Zuverlässigkeit der Funktion verbessert werden.

[0011] Zum Lösen der Aufgabe wird von einer Greifvorrichtung nach Art der DE 30 10 524 A1 ausgegangen, welche einen Rahmen und zumindest eine Greiferbacke aufweist, welche gegenüber dem Rahmen durch einen auf elastischer Vorspannung basierenden Antrieb von einer geöffneten Stellung in eine geschlossene Stellung bewegbar ist, wobei bei der Schließbewegung der Greiferbacke ein zu fassender Teil - wie beispielsweise ein Holzscheit - gefasst werden kann und wobei die Öffnungsbewegung der Greiferbacke durch einen steuerbaren Antrieb zu bewerkstelligen ist.

[0012] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Winkelabweichung oder Abstandsabweichung zwischen der Greiferbacke und dem Teil über den der steuerbare Antrieb auf die Greiferbacke wirkt, von einem Schaltelement der Steuerung erkannt wird. Dadurch ist in sehr einfacher, robuster und kostengünstiger Weise erkennbar, ob durch die Greiferbacke ein Gegenstand gefasst ist oder nicht.

[0013] Indem die Schließbewegung elastisch angetrieben erfolgt, kommt die Schließbewegung der Greiferbacke von selbst genau dann zum Stillstand, wenn ein Teil durch die Greiferbacke gefasst ist, ohne dass es dazu einer komplizierten Steuerung bedarf. Wenn die Greiferbacke am gefassten Teil abrutscht, wird die Schließbewegung der Greiferbacke weiter fortgeführt, womit eine Art „Nachgreifen" erzielt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Leergriffen stark verringert wird.

[0014] Die Erfindung wird an Hand von Prinzipzeichnungen veranschaulicht: [0015] Fig. 1: zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Greifvorrichtung in perspektivische

Darstellung bei geöffneten Greiferbacken.

[0016] Fig. 2: zeigt die Greifvorrichtung von Fig. 1 in perspektivische Darstellung bei ge schlossenen Greiferbacken.

[0017] Fig. 3: zeigt stilisiert die für Verstehen des Grundprinzips der Erfindung erforderlichen

Teile einer weiteren erfindungsgemäßen Greifvorrichtung bei geöffneter Greiferbacke.

[0018] Fig. 4: zeigt die Anordnung von Fig. 1 bei so weit geschlossener Greiferbacke, dass ein Gegenstand durch die Greiferbacke gefasst ist.

[0019] An der in Fig. 1 und Fig. 2 beispielhaft gezeigten, erfindungsgemäßen Greifvorrichtung ist ein Rahmen 1 erkennbar, welcher selbst über einen Verbindungsteil 7 und Seile oder Gurte (nicht dargestellt) typischenweise an der Laufkatze eines Portalgeräts gehalten ist. Der Rahmen trägt einen Antriebsmotor 2, verschiedene, am Rahmen beweglich gelagert gehaltene, zumin- 2/9 österreichisches Patentamt AT 509 503 B1 2013-07-15 dest mittelbar durch den Antriebsmotor 2 angetriebene Getriebeelemente 3, 4 sowie ebenso schwenkbar gelagert gehaltene Greiferbacken 5. Die Greiferbacken 5 haben etwa die Funktion von Zangenbacken. Bestimmungsgemäß kommen sie mit den Spitzen an ihren verzahnten Seiten beim Fassen eines Holzscheites am Holzscheit zum Anliegen und klemmen das Scheit bevorzugt unter Mitwirkung einer zweiten, von der anderen Seite an das Holzscheit drückenden Greiferbacke, das Holzscheit fest.

[0020] An Hand von Fig. 3 und Fig. 4 wird die erfindungsgemäße Funktionsweise gut verständlich: [0021] In Fig. 3 ist die um die Achse 15 am Rahmen 1 schwenkbar gehaltene Greiferbacke 5 in geöffnetem Zustand gezeigt. Dabei ist die zwischen Greiferbacke 5 und Rahmen 1 wirkende Zugfeder in stark vorgespanntem Zustand. Die Greiferbacke 5 wird durch einen Schwenkarm 14, welcher ebenfalls um die Achse 15 drehbar ist und mit zwei Fortsätzen in zwei teilkreisförmige Ausnehmungen an der Greiferbacke 5 eingreift, daran gehindert, durch die Wirkung der Zugfeder 6 in die in Fig. 4 skizzierte geschlossene Stellung zu schwenken.

[0022] Der Schwenkarm 14 ist über Übersetzungselemente mit einer steuerbaren Antriebsvorrichtung - beispielsweise einen Elektromotor 2 -in Getriebeverbindung. Zum Übergang von der geöffneten Stellung der Greiferbacke (Fig. 3) in die teilgeschlossene Stellung (Fig. 4) wird die Antriebsvorrichtung in die passende Richtung angetrieben, sodass der Schwenkarm 14 in jener Richtung gedreht wird, in welcher sich auch die Greiferbacke 5 drehen soll. Durch die Wirkung der Zugfeder 6 wird die Greiferbacke 5 mit dem Schwenkarm 14 mitgedreht, sodass schließlich die in Fig. 4 dargestellte Stellung erreicht wird.

[0023] Wenn die Greiferbacke 5 - typischerweise mit einer oder mehrere ihrer Spitzen - während der Drehbewegung des Schwenkarms 14 mit einem Gegenstand - beispielsweise einem Holzscheit (10) - in Kontakt kommt, so wirkt das durch das Holzscheit auf die Greiferbacke ausgeübte Drehmoment dem durch die Zugfeder 6 ausgeübten Drehmoment entgegen.

[0024] Bei bezüglich des Rahmens 1 stabil liegendem Holzscheit kommt die Drehbewegung der Greiferbacke 5 zur Ruhe. Die Drehbewegung des Schwenkarms 14 geht dennoch weiter, da es keinen wirksamen Anschlag des Schwenkarms 14 gegen die Greiferbacke 5 bei Relativbewegung des Schwenkarms in Schließrichtung der Greiferbacke gibt. Greiferbacke 5 und Schwenkarm 14 liegen damit nicht mehr auf Anschlag aneinander an.

[0025] Erfindungsgemäß werden durch eine Steuerung der Greifvorrichtung die Winkelstellungen der Greiferbacke 5 und des Schwenkarms 14 erfasst. Wenn die Winkelstellungen dieser beiden Teile zueinander unterschiedlich sind, ist damit erkannt, dass die Greiferbacke 5 an einem Gegenstand - beispielsweise einem Holzscheit - anliegt und dieses hält.

[0026] Zum Ablegen des gefassten Holzscheites wird der Schwenkarm durch Umschalten des Antriebsmotors in die entgegengesetzte Richtung gedreht, sodass er wieder mit der Greiferbacke in Eingriff kommt und diese in die geöffnete Stellung dreht, womit das Holzscheit losgelassen wird.

[0027] Für die Anwendung zum Fassen von stückigem Brenngut aus einer ungeordneten Schüttung davon ist die erfindungsgemäße Greifvorrichtung am besten an der Laufkatze eines Portalgerätes anzubringen.

[0028] Ein „Portalgerät" ist ein sehr leicht gebauter Portalkran. In der dafür ausreichenden leichten Bauweise ist ein Portalgerät in jedem Raum montierbar, es ist sehr kostengünstig und robust und es befindet sich bei der Anlieferung der Scheite nicht in der Gefahrenzone.

[0029] Ein Funktionszyklus einer an einem Portalgerät angeordneten erfindungsgemäßen Greifvorrichtung gemäß den dargestellten Zeichnungen kann folgendermaßen ablaufen: [0030] - Die an der Laufkatze angeordnete Hubvorrichtung senkt die Greifvorrichtung ab, bis ein Schaltelement das Auftreffen der Greifvorrichtung auf den Holzscheiten meldet.

[0031] - Der Antriebsmotor 2 bewegt sich in jene seiner beiden möglichen Richtungen, welche durch Getriebeteile 3 in eine solche Schwenkbewegung der Schwenkarme 4, 14 3/9 österreichisches Patentamt AT509 503B1 2013-07-15 übersetzt wird, die in die Richtung der Schließbewegung der Greiferbacke verläuft. Diese Bewegung des Antriebsmotors kann so lange erfolgen, bis die Schwenkarme 4,14 in ihre „geschlossene" Endlage kommen.

[0032] - Auf die einzelnen Greiferbacken 5 wirkt jeweils eine Feder 6, wodurch die Greiferba cken der Schwenkbewegung der Schwenkarme 4, 14 folgen, bis sie an einem Holzscheit zum Anliegen kommen und dieses Fassen.

[0033] - Durch die Winkelabweichung zwischen Greiferbacken 5 und Schwenkarmen 4, 14 erkennt die Steuerung der Anlage, dass ein Scheit gefasst ist. Die Greifvorrichtung wird durch das Portalgerät angehoben zur Abladesteile bewegt und dort erforderlichenfalls abgesenkt.

[0034] - Die Greifvorrichtung wird geöffnet, sodass das Scheit abfällt.

[0035] - Die Greifvorrichtung wird durch das Portalgerät wieder an die Schüttung zurückbe wegt.

[0036] Es ist vorteilhaft, wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, an einer Greifvorrichtung mehr als zwei Greiferbacken 5 zu verwenden. Bevorzugt werden zueinander unterschiedliche geformte Greiferbacken verwendet. Bevorzugt sind auch die Bewegungsbahnen der einzelnen Greiferbacken bei deren Schließbewegung zueinander verschiedenartig. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von „Fehlgriffen", also von Schließvorgängen der Greiferbacke bei denen - anders als bestimmungsgemäß vorgesehen - kein Gegenstand gefasst wird, verringert.

[0037] Die Schließbewegung der Schwenkarme 4, 14 kann bis zum Ende erfolgen auch wenn Greiferbacken diese Schließbewegung nicht mehr mitmachen. Dadurch wird die Steuerung vereinfacht und es kommt zu einer Art „Nachgreifen", wenn eine Greiferbacke an einem gefassten Gegenstand abrutscht. Zu Folge der Feder 6 und dem Umstand, dass der Schwenkarm 4, 14 der Bewegung ohnedies schon vorausgeeilt ist, schließt sich die Greiferbacke dann sehr schnell, sodass gute Chancen bestehen, dass der Gegenstand wieder gefasst wird.

[0038] Indem die Greiferbacken nur durch Federkraft gegen den zu fassenden Gegenstand (das Holzscheit) drücken, werden unregelmäßige Formen des zu fassenden Gegenstandes und auch in verschiedensten Lagen befindliche Gegenstände bestmöglich erfasst.

[0039] Die aus Portalgerät und Greifvorrichtung bestehende Gesamtanlage kann so gesteuert werden, dass dann, wenn die Greifvorrichtung kein Scheit erfasst hat, ein neuerlicher Greifvorgang mit versetzter Position der Greifvorrichtung erfolgt.

[0040] Der Vollständigkeit halber sei noch auf folgende, innerhalb des Erfindungsgedankens mögliche Verallgemeinerungen zu der bisherigen Beschreibung hingewiesen: [0041] An Stelle einer Zugfeder 6 kann natürlich auch eine andersartig wirkende Feder, wie eine Druckfeder oder eine auf Torsion wirkende Feder verwendet werden. (Die Darstellung mit Zugfeder wurde gewählt, weil sie besonders anschaulich ist.) [0042] Zum Antrieb der Schließbewegung der Greiferbacken muss nicht unbedingt eine als Festkörper ausgebildete Feder verwendet werden. Es kann auch ein elastisches Fluid, typischerweise Pressluft als elastisches Element verwendet werden. Insbesondere kann eine Gasdruckfeder als elastisches Antriebselement verwendet werden.

[0043] Sowohl die elastischen Elemente, also auch die Greiferbacken brauchen nicht unmittelbar am Rahmen 1 verankert zu sein. Sie können auch an weiteren Übersetzungsteilen verankert sein. (Dadurch wird die Bandbreite der verwirklichbaren Bewegungsbahnen und der Kraft-Weg-Verläufe vergrößert.) An Stelle von reinen Schwenkbewegungen der Greiferbacken können auch geführte Gleitbewegungen der Greiferbacken vorgesehen sein.

[0044] An Stelle eines elektrischen Antriebsmotors 2 kann man für den Antrieb der Öffnungsbewegung der Greiferbacken 5 auch andere Antriebsmittel, beispielsweise Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, Hydraulikmotor oder Pneumatikmotor vorsehen. Wichtig ist, dass der Antrieb steuerbar ist, also in zwei Richtungen bewegbar und aus- und einschaltbar ist. 4/9

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT 509 503 B1 2013-07-15 Patentansprüche 1. Greifvorrichtung, welche einen Rahmen (1) und zumindest eine diesem gegenüber angetrieben zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegliche Greiferbacke (5) aufweist, wobei als Antrieb der Bewegung der Greiferbacke (5) von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung ein elastisches Element (6) vorgesehen ist, dessen elastische Vorspannung während der Bewegung der Greiferbacke (5) von der geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung abnimmt und wobei die Greiferbacke (5) mit einem, durch eine steuerbare Antriebsvorrichtung (2) antreibbaren Schwenkarm (4, 14) in Kontakt bringbar ist und durch diesen von der geschlossenen in die geöffnete Bewegung schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Winkelabweichung oder Abstandsabweichung zwischen Greiferbacke (5) und Schwenkarm (4, 14) von einem Schaltelement der Steuerung erkannt wird.
2. 2. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehr als zwei Greiferbacken (5) aufweist und dass die Greiferbacken (5) zueinander unterschiedlich geformt sind.
3. 3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie anhebbar und absenkbar an einer Laufkatze eines Portalgerätes angeordnet ist. Hierzu
4. 4 Blatt Zeichnungen 5/9