Greifvorrichtung an einer Transportbahn, vorzugsweise zum Einlegen empfindlicher Güter in Verpackungen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung an einer mit Steuerstellen versehenen Transportbahn, mit verfahrbaren, mit pneumatisch antreibbaren Greifwerkzeugen versehenen Greifern, vorzugsweise zum Einlegen empfindlicher Güter in Verpackungen.
Die berührungslose Übertragung von Steuerimpulsen von Festpunkten aus an bewegliche Objekte oder von bewegten Objekten aus an Festpunkte ist nicht nur dann vorteilhaft und vielfach sogar erforderlich, wenn Festpunkt und Objekt weit voneinander entfernt sind, sondern auch in Fällen, wo das Objekt auf seinem Wege dicht an dem Festpunkt vorbeigeht. So ist z.B. die Übertragung elektrischer Impulse auf induktivem oder lichtelektrischem Wege günstiger als über Kontakte, deren Geber am beweglichen Objekt angebracht und deren Empfänger mit dem Festpunkt verbunden ist oder umgekehrt, weil Kontakte durch Verschmutzung oder ungenügenden Kontaktdruck unkontrollierbare Übergangswiderstände bilden können, die die Impulsübertragung stören.
Mechanische Übertragung von den Steuerimpulsen gleichwertigen Schaltbewegungen ist noch unzweckmässiger, weil das Anlaufen von Hebeln gegen Anschläge oder dgl. Stösse verursacht, die gerade bei Transportanlagen für leichtes bzw. empfindliches Gut, um die es sich hier handelt, den Bewegungsablauf beeinträchtigen und das Transportgut beschädigen, und weil eine Anlage mit zahlreichen Steuerstellen eine Vielzahl beweglicher Teile und Hebel erfordert, welche die Störanfälligkeit erhöhen und die Wartung erschweren.
Die Ausrüstung einer rein pneumatisch ausgelegten Transportanlage für Kleingut mit einer lichtelektrischen oder induktiven berührungslosen Steuerung die sich in anders gelagerten Fällen bewährt haben mag, wäre aber unzweckmässig, weil eigens für die berührungslose Steuerung eine zweite Energieart - elektrischer Strom erforderlich wäre, wobei der elektrische Strom meist nicht direkt aus dem Netz entnommen werden kann, so dass Transformatoren oder Gleichrichter verwendet werden müssten. Da eine solche Steuerung ohnehin empfindliche und kostspielige elektronische Schaltelemente zur Verstärkung der induktiv übertragenen Steuerimpulse, z.B.
Transistoren, Dioden, Kondensatoren oder dgl. und bei lichtelektrischem Betrieb zusätzlich Fotozellen oder Fotowiderstände benötigt, ist die berührungslose Dbertra- gung von Schaltsignalen auf elektronischem Wege für Transportanlagen der gekennzeichneten Gattung viel zu aufwendig, teuer, kompliziert und nicht robust genug.
Die Erfindung löst die Aufgabe, eine auf berührungslos übertragene Schaltsignale ansprechende Steuerung der Greifer mit pneumatisch bewegten Greifwerkzeugen so auszubilden, dass als Steuermedium Druckluft verwendbar ist, so dass sowohl zum Antrieb der Greifwerkzeuge als auch zum Steuern lediglich eine einzige Energieart benötigt wird. Sie geht von der Erkenntnis aus, dass die Lösung dieser Aufgabe mit Hilfe von Wandstrahlelementen auf einfache Weise möglich ist, wobei unter Wandstrahlelementen ohne bewegliche Teile arbeitende pneumatische Steuerelemente verstanden werden, die mittels des Wandeffektes aufgrund pneumatischer Steuerimpulse beliebiger Länge Luftströmen wahlweise unterschiedliche Richtungen mitzuteilen in der Lage sind, und derart wirken, dass die Strömungsrichtung so lange aufrecht erhalten bleibt, bis sie durch einen Gegenimpuls geändert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäss darin, dass der Greifer mit einem Wandstrahlelement versehen ist, welches beim Umlenken von einem Strömungsweg zum anderen das Greifwerkzeug aus der Ruhe- in die Arbeitsstellung bringt und umgekehrt, und durch pneumatische Impulse steuerbar ist, die von an den Steuerstellen befindlichen, mit Druckluft gespeisten Steuerdüsen berührungs- und verbindungslos an die Steuerluftkanäle des Wandstrahlelementes weitergegeben werden, sobald der Greifer an der Steuerstelle vorbeigeht.
Durch die von der Erfindung vorgeschlagene Massnahme wird die berührungslose Steuerung der Greifwerkzeuge mittels der gleichen Energieart, die die Werkzeuge betätigt, ohne Verwendung beweglicher Teile möglich.
Die Kosten der Herstellung des Wandstrahlelementes, welches nur aus luftdicht aufeinander gestapelten und miteinander verklebten Platten aus Kunststoff oder dgl. besteht, von denen die eine Luftkanäle aufweist, die von anderen Platten abgedeckt werden, sind minimal, jedenfalls unvergleichlich viel geringer als diejenigen für elektronische Schaltelemente. Ein Verschleiss des Wandstrahlelementes tritt unter normalen Bedingungen nicht auf. Die Steueranlage ist ausserdem so einfach aufgebaut, dass für ihre Wartung keine Fachleute erforderlich sind.
Nachfolgend wird anhand der schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Greifvorrichtung und zwar beim Abheben des Gutes von einem zuführenden Transportband mittels eines Greifers, und
Fig. 2 zeigt dieselbe Greifvorrichtung beim Loslassen des Gutes durch den Greifer bzw. beim Einlegen des Gutes in eine durch ein zweites Förderband herangeführte Verpackung.
An einer nicht dargestellten Hängebahn sind eine Anzahl von hintereinander aufgehängten Greifern 1 verfahrbar, deren gegenseitiger Abstand nach einer Regel festgelegt wird, die sich aus dem anschliessend beschriebenen Aufbau der Anlage ergibt. Die Laufschiene der Hängebahn beschreibt einen in sich geschlossenen Linienzug mit mindestens zwei geraden Strecken. Unter und parallel zu jeder dieser Strecken befindet sich ein Transportband oder ähnliches Transportmittel, das mit der gleichen Geschwindigkeit wie die motorisch angetriebene Laufkatze der Hängebahn kontinuierlich vorrückt.
Damit die übereinander angeordneten Transportbänder synchron laufen und sich bei jedem Umgang die gleichen Punkte ihrer Oberflächen gegenüberliegen, sind sie als Ketten oder Zahnriemen ausgebildet und ihre Antriebsrollen sind verzahnt, so dass ein Schlupf der Bänder vermieden wird. In ähnlicher Weise ist die Längsbewegung der Laufkatze zu dem der Transportbänder synchronisiert. Die den Synchronlauf sichernden Mittel sind an sich bekannt und gehören nicht zur Erfindung.
Das untere Transportband führt die zu verpackenden leichten Transportgüter, im Fall des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels Pralinen, heran und bringt sie so unter den Greifer 1, dass dieser durch hier nicht im einzelnen erläuterte Mittel auf die Praline abgesenkt werden kann, wie es in Fig. 1 unten dargestellt ist. Das Greiferwerkzeug 3, das weiter unten noch näher beschrieben wird, erfasst die Praline, worauf der Greifer wieder aufwärts geht und von der Laufkatze der Hängebahn mitgenommen wird. Auf dem einer anderen geraden Strecke der Laufschiene der Hängebahn zugeordneten Transportband sind die Verpackungen im Greiferabstand aufgestellt, in die die Pralinen eingelegt werden sollen.
Sobald der Greifer über einer solchen Verpackung angekommen ist, wird er auf deren Boden abgesenkt und öffnet sein Greifwerkzeug, so dass die Praline freikommt und nunmehr in die Verpackung eingebracht ist. Dieser Vorgang ist in Fig. 2 veranschaulicht.
Der Greifer 1 ist mit einem Wandstrahlelement 4 versehen, welches Kanäle 5, 6, 7, 8 und 9 besitzt. Der Kanal 5 ist der mit der Antriebsdruckluftquelle 15 versehene Zufuhrkanal, der eine Abzweigstelle aufweist, von der die Kanäle 7 und 8 ausgehen. Der Kanal 7 ist der Antriebsluftkanal, der mittels eines Schlauches 10 mit dem Greifer verbunden ist, während der Kanal 8 der Entlüftungskanal ist und ins Freie führt. Die Kanäle 6 und 9 sind die Steuerluftkanäle, die in die genannte Abzweigstelle rechtwinklig einmünden. Auf die Steuerluftkanäle sind ausserhalb des Wandstrahlelementes Fangdüsen 11, 12 aufgesetzt, deren Mündungen zur Vermeidung unerwünschter Beeinflussung um die Höhe h gegeneinander versetzt sind.
An der Steuerstelle 13, an der die Praline vom Greifer aufgenommen wird, ist eine an eine Druckluftquelle angeschlossene Steuerdüse 14 ortsfest vorgesehen. Sie ist in einer solchen Höhenlage angeordnet, dass sie beim Vorübergang des Greifers an der Steuerstelle 13 einen Luftstrahl 14a in die Fangdüse 12 blasen kann. Der Luftstrom 5a im Zufuhrkanal 5 wird beim Durchgang durch die Abzweigstelle in den Kanal 7 gelenkt, so dass die Antriebsluft über den Schlauch 10 zum Greifer gelangt, der inzwischen auf die Praline 2 abgesenkt worden ist.
Ist der Greifer an der Steuerstelle 16 angekommen, an der die Praline in die Verpackung eingelegt werden soll, so wird nach vorangegangenem Absenken des Greifers 1 von der dort ortsfest angeordneten Steuerdüse 14', die um die Strecke h höher angebracht ist als die Steuerdüse 14, ein Steuerluftstrahl 14'a in die Fangdüse 11 eingeblasen. Der Antriebsluftstrom 5a wird dadurch in den Entlüftungskanal 8 abgeleitet, so dass die Antriebsluft ins Freie gelangt und der Greifer gleichzeitig entlüftet wird.
Infolgedessen lässt das Greifwerkzeug die Praline los.
Das Greifwerkzeug ist nach einem an sich bekannten Prinzip aufgebaut, welches einen vom Hebezeug getragenen endlosen Schlauch verwendet, der den von ihm umgebenen Raum, in dem sich das Fördergut befindet, beim Aufblasen verkleinert und dadurch das Fördergut eng umspannt. Mit einem solchen Greifwerkzeug können nur runde Gegenstände einwandfrei erfasst werden. Da Pralinen aber auch ovale oder kantige Gestalt haben, musste die Konstruktion auf deren Form abgestimmt werden.
Zu diesem Zweck hat der Greifer die Form eines Hohlgehäuses, dessen Innenraum 17 zur Aufnahme des Transportgutes bestimmt ist. Die Seitenwände dieses Hohlraumes sind mit einer aufblasbaren Membran luftdicht bezogen. Die Antriebsluft wird zwischen die Seitenwände des Hohlgehäuses und die Membran in den Greifer eingeblasen. Dadurch bläht sich die Membran auf, sucht den Innenraum zu verkleinern und umspannt allseitig die Praline so eng, dass die vom Greifer sicher getragen wird.
Die Membran wird durch eine Scheibe 18 an der Innenseite der Deckwand des Greifergehäuses gehalten.
Die Scheibe hat einen solchen Durchmesser, dass ihr Umfang den ihn umhüllenden Teil der Membran gegen die Innenseite der Seitenwände drängt. Dadurch wird eine Abdichtung geschaffen, die verhindert, dass Luft zwischen die Deckwand des Greifergehäuses und die Membran gelangt.
Gripping device on a conveyor belt, preferably for placing sensitive goods in packaging
The present invention relates to a gripping device on a transport path provided with control points, with movable grippers provided with pneumatically drivable gripping tools, preferably for inserting sensitive goods into packaging.
The contactless transmission of control impulses from fixed points to moving objects or from moving objects to fixed points is not only advantageous and in many cases even necessary when the fixed point and object are far apart, but also in cases where the object is close on its path passes the fixed point. E.g. The transmission of electrical impulses by inductive or photoelectric means is cheaper than via contacts whose transmitter is attached to the moving object and whose receiver is connected to the fixed point or vice versa, because contacts can form uncontrollable transition resistances due to contamination or insufficient contact pressure, which interfere with the transmission of impulses.
Mechanical transmission of switching movements equivalent to the control impulses is even more inexpedient because levers running against stops or the like cause impacts which, especially in transport systems for light or sensitive goods, which are involved here, impair the sequence of movements and damage the goods being transported. and because a system with numerous control stations requires a large number of moving parts and levers, which increase the susceptibility to failure and make maintenance more difficult.
Equipping a purely pneumatically designed transport system for small goods with a photoelectric or inductive contactless control, which may have proven itself in other cases, would be inexpedient, because a second type of energy would be required specifically for contactless control - electrical current, whereby electrical current is usually cannot be taken directly from the network, so transformers or rectifiers would have to be used. Since such a control is already sensitive and expensive electronic switching elements for amplifying the inductively transmitted control pulses, e.g.
Transistors, diodes, capacitors or the like and photocells or photoresistors for photoelectric operation are also required, the contactless transmission of switching signals by electronic means for transport systems of the type indicated is far too complex, expensive, complicated and not robust enough.
The invention solves the problem of designing a control of the grippers that responds to contactlessly transmitted switching signals with pneumatically moved gripping tools so that compressed air can be used as the control medium, so that only a single type of energy is required both for driving the gripping tools and for controlling. It is based on the knowledge that this problem can be solved in a simple manner with the help of wall jet elements, whereby wall jet elements are understood to be pneumatic control elements that work without moving parts and that use the wall effect to optionally communicate different directions in the air flows due to pneumatic control pulses of any length And act in such a way that the direction of flow is maintained until it is changed by a counter pulse.
The solution to this problem is, according to the invention, that the gripper is provided with a wall jet element which, when diverting from one flow path to the other, brings the gripping tool from the rest to the working position and vice versa, and can be controlled by pneumatic pulses sent from the control points The control nozzles that are located and are fed with compressed air are passed on to the control air channels of the wall jet element without contact or connection as soon as the gripper passes the control point.
The measure proposed by the invention enables the contactless control of the gripping tools by means of the same type of energy that actuates the tools, without using moving parts.
The costs of producing the wall radiating element, which consists only of airtight stacked and glued together plates made of plastic or the like, one of which has air ducts that are covered by other plates, are minimal, at least incomparably much lower than those for electronic switching elements . The wall radiating element does not wear out under normal conditions. In addition, the control system is so simply constructed that no specialists are required for its maintenance.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is described below with reference to the schematic drawing.
Fig. 1 shows a gripping device, specifically when lifting the goods from a feeding conveyor belt by means of a gripper, and
2 shows the same gripping device when the goods are released by the gripper or when the goods are placed in a packaging brought up by a second conveyor belt.
A number of grippers 1 suspended one behind the other can be moved on an overhead conveyor, not shown, the mutual spacing of which is determined according to a rule that results from the structure of the system described below. The running rail of the overhead conveyor describes a self-contained line with at least two straight lines. Underneath and parallel to each of these routes is a conveyor belt or similar means of transport that continuously advances at the same speed as the motor-driven trolley of the overhead conveyor.
So that the conveyor belts arranged one above the other run synchronously and the same points on their surfaces face each other every time they are handled, they are designed as chains or toothed belts and their drive rollers are interlocked so that the belts do not slip. In a similar way, the longitudinal movement of the trolley is synchronized with that of the conveyor belts. The means ensuring synchronous operation are known per se and do not belong to the invention.
The lower conveyor belt brings the light goods to be packaged, in the case of the embodiment described here, chocolates, and brings them under the gripper 1 in such a way that it can be lowered onto the chocolates by means not explained in detail here, as shown in FIG. 1 shown below. The gripper tool 3, which will be described in more detail below, grabs the praline, whereupon the gripper goes up again and is taken along by the trolley of the overhead conveyor. On the conveyor belt assigned to another straight stretch of the running rail of the overhead conveyor, the packagings into which the chocolates are to be placed are placed at a gripper distance.
As soon as the gripper has reached such a packaging, it is lowered to the bottom and opens its gripping tool, so that the praline is released and is now placed in the packaging. This process is illustrated in FIG.
The gripper 1 is provided with a wall radiation element 4, which has channels 5, 6, 7, 8 and 9. The channel 5 is the supply channel provided with the drive compressed air source 15, which has a branch point from which the channels 7 and 8 extend. Channel 7 is the drive air channel, which is connected to the gripper by means of a hose 10, while channel 8 is the ventilation channel and leads to the outside. The channels 6 and 9 are the control air channels, which open into the branch point mentioned at right angles. On the control air ducts outside of the wall jet element, catch nozzles 11, 12 are placed, the mouths of which are offset from one another by the height h in order to avoid undesirable interference.
At the control point 13, at which the praline is picked up by the gripper, a control nozzle 14 connected to a compressed air source is provided in a stationary manner. It is arranged at such a height that it can blow an air jet 14a into the catching nozzle 12 when the gripper passes at the control point 13. The air flow 5a in the supply channel 5 is directed into the channel 7 as it passes through the branch point, so that the drive air reaches the gripper via the hose 10, which has meanwhile been lowered onto the praline 2.
If the gripper has arrived at the control point 16 at which the praline is to be placed in the packaging, after the gripper 1 has been lowered, the control nozzle 14 ', which is located there and is higher than the control nozzle 14 by the distance h, a control air jet 14'a is blown into the collecting nozzle 11. The drive air flow 5a is thereby diverted into the ventilation channel 8, so that the drive air reaches the outside and the gripper is vented at the same time.
As a result, the gripping tool releases the praline.
The gripping tool is constructed according to a principle known per se, which uses an endless hose carried by the hoist, which reduces the space it surrounds, in which the conveyed material is located, when it is inflated and thus tightly spans the conveyed material. Such a gripping tool can only grasp round objects properly. But since pralines also have oval or angular shapes, the design had to be adapted to their shape.
For this purpose, the gripper has the shape of a hollow housing, the interior 17 of which is intended for receiving the goods to be transported. The side walls of this cavity are covered airtight with an inflatable membrane. The drive air is blown into the gripper between the side walls of the hollow housing and the membrane. As a result, the membrane expands, tries to reduce the interior space and encompasses the praline so tightly on all sides that it is safely carried by the gripper.
The membrane is held by a disc 18 on the inside of the top wall of the gripper housing.
The diameter of the disk is such that its circumference presses the part of the membrane that surrounds it against the inside of the side walls. This creates a seal that prevents air from getting between the top wall of the gripper housing and the membrane.