CH706362A1 - Saugelement, Saugvorrichtung und Verfahren zum Handhaben eines Gegenstands. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Saugelement (1) zum Handhaben eines Gegenstands (2), insbesondere zum Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands aus einem Stapel (3) und zum nachfolgenden Halten dieses Gegenstands (2), mit einem Bernoullisauger für einen Überdruckbetrieb und mit einem Vakuumsauger für einen Unterdruckbetrieb des Saugelements (1), wobei das Saugelement (1) im Überdruckbetrieb von einem ersten Arbeitsgas (12) und im Unterdruckbetrieb von einem zweiten Arbeitsgas (15) durchströmt wird. Dazu ist das Saugelement (1) rotationssymmetrisch mit einer Rotationsachse (1a) ausgebildet, weist eine gemeinsame, koaxial zur Rotationsachse (1a) angeordnete Anschlussöffnung (17), einen mit der Anschlussöffnung (17) verbundenen, gemeinsamen Strömungsraum (18) sowie eine mit dem Strömungsraum (18) verbundene, ringförmige Strömungsöffnung (19) für das erste und für das zweite Arbeitsgas (12, 15) auf, wobei die Strömungsöffnung (19) in einer senkrecht zur Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) ausgebildeten Ebene angeordnet und nach radial innen durch ein in der gleichen Ebene sowie koaxial zur Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) angeordnetes Prallelement (21) begrenzt ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Saugelement, eine Saugvorrichtung und ein Verfahren zum Handhaben eines Gegenstands, insbesondere zum Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands aus einem Stapel und zum Halten des vereinzelten Gegenstands, gemäss den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 12 oder 13.

[0002] Aus der IT 1 144 213 ist ein Saugelement mit zwei beabstandet zueinander angeordneten Saugern mit jeweils einer Saugöffnung bekannt. Die Sauger sind um eine Achse schwenkbar angeordnet, um mit ihren Saugöffnungen an einen Stapel von aus mehreren Papierlagen gebildeten, blattförmigen Gegenständen herangeschwenkt werden zu können. Einer der Sauger ist als Venturisauger ausgebildet und in einer Grundplatte versenkt angeordnet. Um den Venturisauger herum sind in der Grundplatte Durchtrittsöffnungen ausgeführt.

[0003] In einem Überdruckbetrieb des Saugelements kann durch die Durchtrittsöffnungen hindurch aus dem Venturisauger gegen den Stapel geleitete Druckluft entweichen. Dabei entsteht im Austrittsbereich der Saugöffnung des Venturisaugers ein insbesondere auf die oberste Papierlage des Stapels einwirkendes Vakuum. Um das Zentrum der Saugöffnung herum bildet sich eine radial nach aussen gerichtete, parallel zum Papierblatt verlaufende Strömung aus. Gemäss dem bekannten Venturi-Prinzip wirkt demnach eine Kraft quer zu dieser radialen Strömungsrichtung. Das Papierblatt wird somit angesaugt, obwohl mit Druckluft aus der Saugöffnung des Venturisaugers geblasen wird.

[0004] Beabstandet zum Venturisauger ist ein an eine Unterdruckquelle angeschlossener, aus einem elastischen Material bestehender Vakuumsauger angeordnet. Der Vakuumsauger ist mit einem Spiel in die Grundplatte eingesetzt und seine Saugöffnung papierseitig von einer flexiblen Lippe umgeben. Die Wirkung eines in einem Unterdruckbetrieb an der Saugöffnung des Vakuumsaugers anliegenden Unterdrucks reicht oftmals durch die obere Papierlage eines Stapels hindurch und beeinflusst darunter liegende Papierlagen, die beispielsweise beim Abheben der oberen Papierlage nicht beeinflusst werden sollen.

[0005] Zur sicheren Handhabung der oberen Papierlage eines Stapels kann daher zwischen dem Venturisauger und dem Vakuumsauger umgeschaltet werden. Nachdem der Venturisauger die obere Papierlage des Stapels erfasst hat, wird der Vakuumsauger aktiviert, um diese damit aus dem Stapel vereinzelte Papierlage sicher zu halten. Beide Sauger können auch gleichzeitig betrieben werden.

[0006] Da der Venturisauger und der Vakuumsauger nebeneinander und in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind, wird ein relativ grosser Bauraum für die Sauger und die Zuführleitungen benötigt, insbesondere wenn das Saugelement mehrere solcher Sauger aufweist. Zudem wird bei dieser Lösung die obere Papierlage senkrecht angeströmt, wodurch diese zunächst vom Saugelement weggedrückt wird. Die entsprechende Kraft muss somit durch die Ringfläche des Saugelements, auf der das Arbeitsgas um den Luftaustritt herum parallel zur Papierlage strömt, überkompensiert werden, um eine Kraft zu erzeugen, welche die Papierlage schliesslich gegen das Saugelement drückt.

[0007] Mit der EP 1 091 389 A2 ist ein Saugelement bestehend aus einem mehrere Vakuumköpfe aufweisenden Vakuumsauger und einem in Form von mehreren unmittelbar benachbart zu den Vakuumköpfen angeordneten Strömungsöffnungen ausgebildeten Bernoullisauger bekannt. Dabei nehmen die Vakuumköpfe und die Strömungsöffnungen im Wesentlichen den gleichen Bauraum ein. Das Saugelement weist sowohl einen Überdruckkanal als auch einen Unterdruckkanal auf, welche jeweils in einer separaten Ebene mit dem Vakuumsauger bzw. dem Venturisauger angeordnet und mit diesem verbunden sind. Daraus resultiert jedoch ein relativ komplizierter und aufwändiger Aufbau des Saugelements.

[0008] Aus der DE 19 945 601 C1, der DE 20 2005 007 145 U1 und der DE 20 2007 002 876 U1 sind weitere Saugelemente in unterschiedlicher Ausgestaltung zur Handhabung verschiedener Gegenstände bekannt.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches, weniger aufwändiges Saugelement, eine Saugvorrichtung mit einem solchen Saugelement sowie ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche ein zuverlässiges Handhaben eines Gegenstands, insbesondere ein Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands aus einem Stapel solcher Gegenstände und ein Halten dieses Gegenstands, ermöglichen.

[0010] Diese Aufgabe wird durch ein Saugelement, eine Saugvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren gemäss den Merkmalen des jeweiligen kennzeichnenden Teils der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

[0011] Erfindungsgemäss ist das Saugelement rotationssymmetrisch, mit einer Rotationsachse ausgebildet, weist eine gemeinsame, koaxial zur Rotationsachse angeordnete Anschlussöffnung, einen mit der Anschlussöffnung verbundenen, im Saugelement angeordneten, gemeinsamen Strömungsraum sowie eine mit dem Strömungsraum verbundene, im Überdruckbetrieb stromab des Strömungsraums angeordnete, ringförmige Strömungsöffnung für das erste und das zweite Arbeitsgas auf, wobei die Strömungsöffnung zudem in einer senkrecht zur Rotationsachse des Saugelements ausgebildeten Ebene angeordnet und nach radial innen durch ein in der gleichen Ebene sowie koaxial zur Rotationsachse des Saugelements angeordnetes Prallelement begrenzt ist.

[0012] Infolge der rotationssymmetrischen Ausbildung des Saugelements, gepaart mit der gemeinsamen Anschlussöffnung, dem gemeinsamen Strömungsraum und der damit verbundenen, ringförmige Strömungsöffnung für das erste und das zweite Arbeitsgas, sowie durch die Anordnung des Prallelements, entsteht ein einfaches, kostengünstige Saugelement mit einem einzigen sowohl für den Überdruck als auch für den Unterdruckbetrieb geeigneten Sauger, welches zudem ein zuverlässiges Handhaben eines Gegenstands, insbesondere ein im Überdruckbetrieb erfolgendes Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands aus einem Stapel und ein in einem Unterdruckbetrieb erfolgendes Halten des vereinzelten Gegenstands gewährleistet. Durch die Anordnung des Prallelements wird der an dieser Stelle wirksame Strömungsquerschnitt im Überdruckbetrieb der Saugvorrichtung reduziert, so dass sich die Strömungsgeschwindigkeit des ersten Arbeitsgases entsprechend des bekannten Venturi-Effekts erhöht. Nach dem ebenfalls bekannten Gesetz von Bernoulli wird eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit jedoch von einem Druckabfall begleitet. Dadurch entsteht eine quer zur Ausströmrichtung des ersten Arbeitsmediums und in Richtung zum Saugelement wirkende Kraft, mit welcher der zu handhabende Gegenstand an das Saugelement angesaugt wird. Das Venturi-Prinzip wird durch die Anordnung eines solchen Prallelements im Zentrum der ringförmigen Strömungsöffnung zusätzlich unterstützt. Im Unterdruckbetrieb dient das Prallelement als zentrales Abstützelement, wodurch ein Hineinsaugen des zu handhabenden Gegenstands in die Strömungsöffnung und eine damit verbundene Deformationen dieses Gegenstands verhindert werden können. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Saugelements kann schliesslich die Anzahl der benötigten Sauger im Vergleich zum Stand der Technik halbiert werden, was eine sehr kompakte Bauweise des Saugelements erlaubt.

[0013] In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Prallelement eine innere, an den Strömungsraum anschliessende Fläche und eine das Saugelement nach aussen begrenzende, äussere Fläche auf. Indem die äussere Fläche des Prallelements entsprechend der Form des zu handhabenden Gegenstands angepasst ist, kann die Oberfläche dieses Gegenstands schonend behandelt werden.

[0014] In einer nächsten Ausgestaltungsform der Erfindung ist das Prallelement plattenförmig ausgebildet. Auf diese Weise kann ein besonders einfaches, kostengünstiges Prallelement Verwendung finden, dessen äussere Fläche vorteilhaft parallel zum zu handhabenden Gegenstand ausgerichtet werden kann. Dabei verhindert das Prallelement vorteilhaft ein direktes, senkrechtes Anströmen der Papierlage. Der im Überdruckbetrieb des Saugelements an dessen ringförmiger Strömungsöffnung im Wesentlichen parallel zur innere Fläche des als Prallplatte ausgebildeten Prallelements austretende Prallluftstrom des ersten Arbeitsgases bewirkt somit, dass das sich bereits zwischen der äusseren Fläche des Prallelements und der Papierlage befindliche erste Arbeitsgas evakuiert wird. Somit bildet sich hier ein Vakuum und damit eine für das Verfahren förderliche Kraftkomponente aus.

[0015] Gemäss einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die ringförmige Strömungsöffnung nach radial aussen von einer ebenfalls in der senkrecht zur Rotationsachse des Saugelements ausgebildeten Ebene angeordneten, flexiblen Lippe umgeben, welche vorteilhaft ebenfalls ringförmig ausgebildet ist. Aufgrund der flexibel ausgebildeten Lippe, kann das Saugelement an die genaue Position und Ausbildung des zu handhabenden Gegenstands angepasst werden. Zwischen der flexiblen Lippe und der Papierlage bildet sich im Überdruckbetrieb ein Kanal aus, in dem das erste Arbeitsgas parallel zu den begrenzenden Flächen strömt. Nach den Lehren von Venturi und Bernoulli entsteht dadurch eine Kraft, welche die Papierlage bis zu einem gewissen Mass an die Lippe andrückt ohne dass sich beide berühren.

[0016] Gemäss einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung bilden die äussere Fläche des Prallelements und die Lippe eine lediglich durch die Strömungsöffnung unterbrochene, ebene Stützfläche für den zu handhabenden Gegenstand. Damit kann der zu handhabende Gegenstand am Saugelement optimal, d.h. ohne Gefahr einer Beschädigung des Gegenstands, zur Anlage gebracht werden.

[0017] Gemäss einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Saugelement eine Drehachse auf und seine Stützfläche ist um diese Drehachse schwenkbar zu dem zu handhabenden Gegenstand ausrichtbar ausgebildet. Dadurch kann das Saugelement vor Aufnahme des Überdruckbetriebs vorteilhaft an den Gegenstand heran geschwenkt und zu diesem ausgerichtet werden.

[0018] Gemäss einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weist das Saugelement eine Aussenwand auf, an welcher das Prallelement mit sich vorzugsweise sternförmig vom Prallelement zur Aussenwand erstreckenden Stegen befestigt ist. Das erste Arbeitsmedium wird somit im Überdruckbetrieb auf einfache und kostengünstige Weise durch zwischen den Stegen ausgebildete Strömungskanäle geleitet und durch die an die Strömungskanäle anschliessende, ringförmige Strömungsöffnung in alle radialen Richtungen aus dem Saugelement ausgeblasen. Das aus den Strömungskanälen zwischen den Stegen entweichende erste Arbeitsmedium kann sich dabei frühzeitig von den Stegen lösen. Vorteilhaft hat sich dabei bereits eine parallel zu dem zu handhabenden Gegenstand verlaufende Strömung ausgebildet, bevor das erste Arbeitsmedium in die Nähe dieses Gegenstands gelangt. Eine solch parallele Strömung kann sich über den gesamten Umfang der ringförmigen Strömungsöffnung besser ausbilden, wenn diese Strömung möglichst nicht erst in der Ebene von den Stegen abreisst, in welcher der Gegenstand an das Saugelement angesaugt werden soll.

[0019] Gemäss einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Aussenwand des Saugelements zumindest im Bereich der Stege konisch, mit einem sich zur Lippe hin weitenden Querschnitt ausgebildet. Im Überdruckbetrieb des Saugelements entsteht dadurch eine Diffusorwirkung, welche dem ersten Arbeitsmedium eine für den Venturi-Effekt günstige Strömung aufprägt und damit den Andrückeffekt der Papierlage an die Lippe verstärkt. Zudem wird durch diese Ausbildung der Aussenwand vorteilhaft Platz für die Anordnung des Prallelements im Saugelement geschaffen.

[0020] Gemäss einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Aussenwand des Saugelements zumindest abschnittsweise als ein Balg ausgebildet. Das Saugelement kann somit nicht nur durch seine flexible Lippe, sondern auch durch den Balg entsprechend der genauen Position und Ausbildung des zu handhabenden Gegenstands ausgerichtet werden.

[0021] Die mit einem solchen Saugelement ausgestattete, erfindungsgemässe Saugvorrichtung weist eine Überdruckquelle, eine Unterdruckquelle, eine Steuerung und ein Schaltventil auf, wobei die Überdruckquelle sowie das Schaltventil mit zumindest einer Überdruckleitung für ein erstes Arbeitsgas, die Unterdruckquelle sowie das Schaltventil mit zumindest einer Unterdruckleitung für ein zweites Arbeitsgas und das Saugelement mit einer gemeinsamen Zuleitung verbunden sind, und wobei das Schaltventil mit der Steuerung derart wirkverbunden ist, dass die Saugvorrichtung von einem Überdruckbetrieb auf einen Unterdruckbetrieb und umgekehrt umschaltbar ausgebildet ist. Ein solches Umschalten und der damit ausgelöste Über- bzw. Unterdruckbetrieb erfolgt je nachdem, wie der Gegenstand aktuell gehandhabt werden soll. Da dazu lediglich ein einziges, kombiniertes Saugelement erforderlich ist, kann ein schnelles Umschalten mit geringer Fehleranfälligkeit realisiert werden.

[0022] Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Handhaben eines Gegenstands wird das erste Arbeitsgas dem Saugelement im Überdruckbetrieb durch eine in einer Rotationsachse des Saugelements angeordnete Anschlussöffnung zugeführt. Anschliessend wird das erste Arbeitsgas durch einen Strömungsraum und durch eine mit dem Strömungsraum verbundene, ringförmige Strömungsöffnung geführt, wobei die Strömungsöffnung in einer senkrecht zur Rotationsachse des Saugelements ausgebildeten Ebene angeordnet und nach innen durch ein in der gleichen Ebene sowie koaxial zur Rotationsachse des Saugelements angeordnetes Prallelement begrenzt ist. Beim Überführen vom Strömungsraum zur ringförmigen Strömungsöffnung wird das erste Arbeitsgas zunächst gegen das Prallelement geführt, durch dieses in Richtung der ringförmigen Strömungsöffnung umgelenkt und schliesslich im Wesentlichen parallel zu dem zu handhabenden Gegenstand aus der ringförmigen Strömungsöffnung ausgeblasen. Dabei wird der zu handhabende Gegenstand an das Saugelement angesaugt. Nach dem Umschalten des Saugelements vom Über- in den Unterdruckbetrieb wird das zweite Arbeitsgas durch die ringförmige Strömungsöffnung in das Saugelement eingesaugt, durch den Strömungsraum sowie die Anschlussöffnung aus dem Saugelement herausgeführt und dadurch der bereits zuvor an das Saugelement angesaugte, zu handhabende Gegenstand am Saugelement gehalten. Dabei ermöglicht das Stellventil ein schnelles Umschalten. Der zu handhabende Gegenstand ist in der Regel hinreichend träge, um bis zum Ausbilden einer ausreichenden Haltekraft in erforderlicher Nähe zum Saugelement zu verbleiben.

[0023] Gemäss einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Saugelement vor dem Ansaugen des zu handhabenden Gegenstands zu diesem Gegenstand ausgerichtet. Damit kann die Betriebssicherheit des Verfahrens verbessert werden.

[0024] Nachstehend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>einen Schaltplan zur Darstellung einer sowohl für einen Überdruckbetrieb als auch für einen Unterdruckbetrieb geeigneten, erfindungsgemässen Saugvorrichtung, mit einem Saugelement, mit Leitungen und mit einem Stellventil, <tb>Fig. 2<sep>eine Draufsicht auf eine dem zu vereinzelnden, blattförmigen Gegenstand zugewandte Seite des Saugelements mit eingetragenen Schnitten III–III und V–V, <tb>Fig. 3<sep>einen Schnitt durch das Saugelement entlang der Linie III–III der Fig. 2, mit einer Zuleitung für ein erstes Arbeitsgas zur Saugvorrichtung, <tb>Fig. 4<sep>eine Darstellung des Saugelements entsprechend Fig. 3, mit einem vereinzelten, als Papierlage ausgebildeten, blattförmigen Gegenstand, und <tb>Fig. 5<sep>einen Schnitt durch das Saugelement entlang der Linie V–V der Fig. 2, in einer Darstellung analog der Fig. 4.

[0025] In den Fig. 1 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Saugelements 1 zum Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands 2, hier beispielsweise einer Papierlage (Fig. 4, Fig. 5), aus einem Stapel 3 solcher Gegenstände dargestellt, wobei die Fig. 1 die Einbausituation des Saugelements 1 in eine erfindungsgemässe Saugvorrichtung 4 zeigt, welche bevorzugt Verwendung in einer Buchfertigungsstrasse findet. Natürlich können mit dem Saugelement 1 und mit der Saugvorrichtung 4 auch andere, zumindest eine im Wesentlichen ebene Fläche aufweisende Gegenstände gehandhabt, beispielsweise angesaugt und gehalten werden.

[0026] Gemäss Fig. 1 ist das Saugelement 1 über eine Zuleitung 5, ein Schaltventil 6 und eine Unterdruckleitung 7 mit einer als Venturidüse ausgebildeten Unterdruckquelle 8 oder wechselweise über eine ebenfalls an das Schaltventil 6 anschliessende Überdruckleitung 9 mit einer Überdruckquelle 10 verbunden. Das Schaltventil 6 ist mit einer beispielsweise speicherprogrammierbaren Steuerung 11 derart wirkverbunden, dass das Saugelement 1 bzw. die Saugvorrichtung 4 von einem Überdruckbetrieb auf einen Unterdruckbetrieb und umgekehrt umschaltbar ausgebildet ist. Je nach Beaufschlagung des Schaltventils 6 ist ein von der Überdruckquelle 10 stammendes erstes Arbeitsgas 12, im beschriebenen Ausführungsbeispiel Druckluft, entweder über die Unterdruckquelle 8 an einen Schalldämpfer 13 oder direkt zum Saugelement 1 weiterleitbar.

[0027] Das beispielhaft als 4/2-Wege-Ventil ausgebildete Schaltventil 6 weist vier Anschlussmöglichkeiten auf, von denen jedoch nur drei genutzt sind. Die Unterdruckleitung 7 ist über einen ersten Ventilanschluss 6a an das Schaltventil 6 angeschlossen. An einen zweiten Ventilanschluss 6b ist die Überdruckquelle 10 angeschlossen, die über eine Abzweigleitung 14 auch die Unterdruckquelle 8 versorgt. An einen dritten Ventilanschluss 6c ist die Zuleitung 5 zum Saugelement 1 angeschlossen.

[0028] Je nach Beaufschlagung des Schaltventils 6 liegt somit am dritten Ventilanschluss 6c entweder ein Überdruck oder ein Unterdruck an. In einem Unterdruckbetrieb ist eine Verbindung zwischen dem ersten Ventilanschluss 6a und dem dritten Ventilanschluss 6c und in einem Überdruckbetrieb eine Verbindung zwischen dem zweiten Ventilanschluss 6b und dem dritten Ventilanschluss 6c hergestellt.

[0029] Erfindungsgemäss ist ein und dasselbe Saugelement 1 wahlweise im Unterdruckbetrieb oder im Überdruckbetrieb betreibbar, d.h. das Saugelement 1 arbeitet entweder als ein mit dem ersten Arbeitsgas 12 betriebener Bernoulliventurisauger oder als ein Vakuumsauger, der Umgebungsluft als ein zweites Arbeitsgas 15 des Saugelements 1 ansaugt. Das Saugelement 1 ist um eine Drehachse 16 schwenkbar in der Saugvorrichtung 4 aufgenommen und somit dem blattförmigen Gegenstand 2 bzw. dem Stapel 3 solcher Gegenstände zuwendbar ausgebildet.

[0030] Das in den Fig. 2 bis 5 näher dargestellte Saugelement 1 ist mit einer Rotationsachse 1a ausgestattet und rotationssymmetrisch zu dieser ausgebildet. Das Saugelement 1 weist eine gemeinsame, koaxial zur Rotationsachse 1a angeordnete Anschlussöffnung 17 für das erste und für das zweite Arbeitsgas 12, 15 auf. Mit der Anschlussöffnung 17 ist ein gemeinsamer, im Saugelement 1 angeordneter Strömungsraum 18 für das erste und das zweite Arbeitsgas 12, 15 und mit dem Strömungsraum 18 eine im Überdruckbetrieb des Saugelements 1 stromab des Strömungsraums 18 angeordnete, ringförmige Strömungsöffnung 19 verbunden. Die Strömungsöffnung 19 ist zudem in einer senkrecht zur Rotationsachse 1a des Saugelements 1 ausgebildeten Ebene 20 angeordnet und nach radial innen durch ein in dergleichen Ebene 20 sowie koaxial zur Rotationsachse 1a des Saugelements 1 angeordnetes Prallelement 21 begrenzt. Dabei weist das vorzugsweise plattenförmig ausgebildete Prallelement 21 eine innere, an den Strömungsraum 18 anschliessende Fläche 21a und eine das Saugelement 1 nach aussen begrenzende, äussere Fläche 21b auf (Fig. 5).

[0031] Die ringförmige Strömungsöffnung 19 ist nach radial aussen von einer ebenfalls in der senkrecht zur Rotationsachse 1a des Saugelements 1 ausgebildeten Ebene 20 angeordneten, flexiblen und ebenfalls ringförmig ausgebildeten Lippe 22 umgeben. Die äussere Fläche 21b des Prallelements und die Lippe 22 bilden eine durch die Strömungsöffnung 19 unterbrochene, ebene Stützfläche 23 für den zu handhabenden Gegenstand 2 (Fig. 3).

[0032] Das Saugelement 1 weist eine Aussenwand 24 auf, an der das Prallelement 21 mit sich vorzugsweise sternförmig vom Prallelement 21 zur Aussenwand 24 erstreckenden Stegen 25 befestigt ist. Dabei ist die Aussenwand 24 des Saugelements 1 zumindest im Bereich der Stege 25 konisch, mit einem sich zur Lippe 22 hin weitenden Querschnitt ausgebildet. Zudem ist die Aussenwand 24 des Saugelements 1 zumindest abschnittsweise als ein in Richtung des blattförmigen Gegenstands 2 komprimierbarer Balg 26 ausgebildet.

[0033] Zum Betrieb der Saugvorrichtung 4 bzw. des Saugelements 1 wird letzteres bei Bedarf zunächst um die Drehachse 16 geschwenkt und dadurch an den zu vereinzelnden, blattförmigen Gegenstand 2 des Stapels 3 angestellt. Danach wird der Überdruckbetrieb gestartet, bei welchem dem Saugelement 1 über die Zuleitung 5 als erstes Arbeitsgas 12 Druckluft zugeführt wird. Die Druckluft wird über die Anschlussöffnung 17 in den Strömungsraum 18 des Saugelements 1 eingeleitet, prallt dort auf die innere Fläche 21a des Prallelements 21 auf und wird als ein Prallluftstrom 27 im Wesentlichen parallel zur innere Fläche 21a durch die Strömungsöffnung 19 umgelenkt (Fig. 2, Fig. 4). Nach dem bekannten Venturi-Effekt bildet sich dabei quer zur Ebene 20 des Prallelements 21 eine Saugkraft aus, welche auf den blattförmigen Gegenstand 2, diesen in Richtung des Saugelements 1 vom Stapel 3 abhebend wirkt.

[0034] Nachdem der zu vereinzelnde blattförmige Gegenstand 2 vom Stapel 3 abgehoben ist, wird die Saugvorrichtung 4 bzw. das Saugelement 1 mittels des Schaltventils 6 in den Unterdruckbetrieb umgeschaltet. Dabei wird dem Saugelement 1 ein Vakuum aufgeprägt. Dadurch wird schliesslich als zweites Arbeitsgas 15 Umgebungsluft durch die ringförmige Strömungsöffnung 19 in den Strömungsraum 18 des Saugelements 1 eingesaugt, welches in einer gegenüber der Strömungsrichtung des im Überdruckbetrieb durch das Saugelement 1 geführten, ersten Arbeitsgases 12 entgegengesetzte Strömungsrichtung durch das Saugelement 1 geführt wird. Auf diese Weise wird der vereinzelte blattförmige Gegenstand 2 weiter an die Stützfläche 23 des Saugelements 1 angesaugt und an dieser abgestützt. Der derart vereinzelte und am Saugelement 1 abgestützte blattförmige Gegenstand 2 kann nunmehr beispielsweise seitlich verfahren oder auf eine andere Weise gehandhabt werden.

Claims (14)

1. Saugelement zum Handhaben eines Gegenstands (2), insbesondere zum Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands aus einem Stapel (3) und zum Halten des vereinzelten Gegenstands (2), mit einem Bernoullisauger für einen Überdruckbetrieb und mit einem Vakuumsauger für einen Unterdruckbetrieb des Saugelements (1), wobei das Saugelement (1) im Überdruckbetrieb von einem ersten Arbeitsgas (12) und im Unterdruckbetrieb von einem zweiten Arbeitsgas (15) durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugelement (1) – rotationssymmetrisch, mit einer Rotationsachse (1a) ausgebildet ist, – eine gemeinsame, koaxial zur Rotationsachse (1a) angeordnete Anschlussöffnung (17) für das erste und für das zweite Arbeitsgas (12, 15) aufweist, – einen im Saugelement (1) angeordneten, mit der Anschlussöffnung (17) verbundenen, gemeinsamen Strömungsraum (18) für das erste und das zweite Arbeitsgas (12,15) aufweist, – eine mit dem Strömungsraum (18) verbundene, im Überdruckbetrieb stromab des Strömungsraums (18) angeordnete, ringförmige Strömungsöffnung (19) aufweist, welche zudem in einer senkrecht zur Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) ausgebildeten Ebene (20) angeordnet und nach radial innen durch ein in dergleichen Ebene (20) sowie koaxial zur Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) angeordnetes Prallelement (21) begrenzt ist.

2. Saugelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (21) eine innere, an den Strömungsraum (18) anschliessende Fläche (21a) und eine das Saugelement (1) nach aussen begrenzende, äussere Fläche (21b) aufweist.

3. Saugelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prallelement (21) plattenförmig ausgebildet ist.

4. Saugelement einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Strömungsöffnung (19) nach radial aussen von einer ebenfalls in der senkrecht zur Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) ausgebildeten Ebene (20) angeordneten, flexiblen Lippe (22) umgeben ist.

5. Saugelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (22) ringförmig ausgebildet ist.

6. Saugelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Fläche (21b) des Prallelements (21) und die Lippe (22) eine durch die Strömungsöffnung (19) unterbrochene, ebene Stützfläche (23) für den zu handhabenden Gegenstand (2) bilden.

7. Saugelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Drehachse (16) aufweist und die Stützfläche (23) um diese Drehachse (16) schwenkbar und parallel zu dem zu handhabenden Gegenstand (2) ausrichtbar ausgebildet ist.

8. Saugelement nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugelement (1) eine Aussenwand (24) aufweist und das Prallelement (21) mit Stegen (25) an der Aussenwand (24) befestigt ist.

9. Saugelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stege (25) sternförmig vom Prallelement (21) zur Aussenwand (24) erstrecken.

10. Saugelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwand (24) des Saugelements (1) zumindest im Bereich der Stege (25) konisch, mit einem sich zur Lippe (22) hin weitenden Querschnitt ausgebildet ist.

11. Saugelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenwand (24) des Saugelements (1) zumindest abschnittsweise als ein Balg (26) ausgebildet ist.

12. Saugvorrichtung zum Handhaben eines Gegenstands (2), insbesondere zum Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands (2) aus einem Stapel (3) und zum Halten des vereinzelten Gegenstands, mit einem Saugelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugvorrichtung (1) eine Überdruckquelle (10), eine Unterdruckquelle (8), eine Steuerung (11) und ein Schaltventil (6) aufweist, wobei die Überdruckquelle (10) sowie das Schaltventil (6) mit zumindest einer Überdruckleitung (9) für ein erstes Arbeitsgas (12), die Unterdruckquelle (8) sowie das Schaltventil (6) mit zumindest einer Unterdruckleitung (7) für ein zweites Arbeitsgas (15) und das Saugelement (1) mit einer gemeinsamen Zuleitung (5) verbunden sind, und wobei das Schaltventil (6) mit der Steuerung (1) derart wirkverbunden ist, dass die Saugvorrichtung (1) von einem Überdruckbetrieb auf einen Unterdruckbetrieb und umgekehrt umschaltbar ausgebildet ist.

13. Verfahren zum Handhaben eines Gegenstands (2), insbesondere zum Vereinzeln eines blattförmigen Gegenstands aus einem Stapel (3) und zum Halten des vereinzelten Gegenstands (2), bei dem der Gegenstand (2) mittels eines in einem Überdruckbetrieb betriebenen Saugelements (1) angesaugt, danach das Saugelement (1) vom Überdruckbetrieb in einen Unterdruckbetrieb umgeschaltet wird, und der Gegenstand (1) schliesslich im Unterdruckbetrieb des Saugelements (1) mittels des Saugelements (1) gehalten wird, wobei das Saugelement (1) im Überdruckbetrieb von einem ersten Arbeitsgas (12) und im Unterdruckbetrieb von einem zweiten Arbeitsgas (15) durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Arbeitsgas (12) im Überdruckbetrieb durch eine in einer Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) angeordnete Anschlussöffnung (17) zugeführt wird, – das erste Arbeitsgas (12) anschliessend durch einen Strömungsraum (18) und durch eine mit dem Strömungsraum (18) verbundene, ringförmige Strömungsöffnung (19) des Saugelements (1) geführt wird, wobei die Strömungsöffnung (19) in einer senkrecht zur Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) ausgebildeten Ebene (20) angeordnet und nach innen durch ein in der gleichen Ebene (20) sowie koaxial zur Rotationsachse (1a) des Saugelements (1) angeordnetes Prallelement (21) begrenzt ist, – das erste Arbeitsgas (12) beim Überführen vom Strömungsraum (18) zur ringförmigen Strömungsöffnung (19) zunächst gegen das Prallelement (21) geführt, durch dieses in Richtung der ringförmigen Strömungsöffnung (19) umgelenkt und schliesslich im Wesentlichen parallel zu dem zu handhabenden Gegenstand (2) aus der ringförmigen Strömungsöffnung (19) ausgeblasen und dabei der zu handhabende Gegenstand (2) an das Saugelement (1) angesaugt wird, – nach dem Umschalten des Saugelements (1) vom Überdruckbetrieb in den Unterdruckbetrieb das zweite Arbeitsgas (15) durch die ringförmige Strömungsöffnung (19) in das Saugelement (1) eingesaugt, durch den Strömungsraum (18) sowie die Anschlussöffnung (17) aus dem Saugelement (1) herausgeführt und dadurch der bereits zuvor an das Saugelement (1) angesaugte, zu handhabende Gegenstand (2) am Saugelement (1) gehalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugelement (1) vor dem Ansaugen des zu handhabenden Gegenstands (2) zu diesem Gegenstand (2) ausgerichtet wird.