DE10154235B4

DE10154235B4 - Vorrichtung zum Vereinzeln scheibenförmiger, biegsamer Materialzuschnitte

Info

Publication number: DE10154235B4
Application number: DE2001154235
Authority: DE
Inventors: Klaus Kössendrup; Hans Fuchs
Original assignee: Abro Weidenhammer GmbH
Current assignee: Sonoco Consumer Products Europe De GmbH
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: FR2831879B1; CH696200A5; DE10154235A1; FR2831879A1

Abstract

Vorrichtung zum Vereinzeln scheibenförmiger, biegsamer Materialzuschnitte (2) von einem senkrechten Stapel mit einem Stapelhalter (3), auf dem der unterste Materialzuschnitt (4) mit seinem Umfangsrand (5) aufliegt, und wenigstens einem Sauggreifer (9,10), der in einer angehobenen Position den untersten Materialzuschnitt (4) ansaugt, diesen beim anschließenden Absenken mitnimmt und in einer abgesenkten Position nach Belüften freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sauggreifer (9,10) parallel zueinander beiderseits des Zentrums des Materialzuschnitts (2,4) angeordnet und derart steuerbar sind, daß zunächst der eine Sauggreifer (9) auf der einen Seite vom Zentrum in der angehobenen Position den Materialzuschnitt exzentrisch ansaugt, der andere Sauggreifer (10) zeitversetzt in die angehobene Position läuft und den Materialzuschnitt (4) an der gegenüberliegenden Seite vom Zentrum abstützt, während zugleich der erste Sauggreifer (9) beim Absenken den Materialzuschnitt einseitig unter Verkippen mitnimmt und erst daraufhin der zweite Sauggreifer (10) seine Absenkbewegung unter Mitnahme des Materialzuschnitts (4) beginnt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinzeln scheibenförmiger, biegsamer Materialzuschnitte von einem senkrechten Stapel mit einem Stapelhalter, auf dem der unterste Materialzuschnitt mit einem Umfangsrand aufliegt, und wenigstens einem Sauggreifer, der in einer angehobenen Position den untersten Materialzuschnitt ansaugt, diesen beim anschließenden Absenken mitnimmt und einer abgesenkten Position nach Belüften freigibt (z.B. ähnlich DE 42 19 445 A1 ) .

Vorrichtungen der vorgenannten Art werden insbesondere bei der Fertigung von Behälterverpackungen eingesetzt, wenn es darum geht, einen vorgefertigten Behälterrumpf anschließend mit einem Boden oder einem Deckel zu versehen, der aus einem scheibenförmigen, biegsamen Materialzuschnitt besteht. Die scheibenförmigen Materialzuschnitte werden vor dem Zusammenbringen mit dem Behälterrumpf zu einem Stapel zusammengeführt, um von diesem Stapel einzeln abgenommen und im exakten Arbeitstakt der nachfolgenden Maschine zugeführt werden zu können. Hierzu dienen Magazine mit einem Stapel halter, in die die gesondert gefertigten Materialzuschnitte eingestapelt werden. Der Stapelhalter am unteren Ende des Magazins stützt den gesamten Stapel ab, indem der unterste Materialzuschnitt mit seinem äußersten Umfangsrand auf dem Stapelhalter aufliegt. Zum Vereinzeln wird ein Sauggreifer verwendet, der eine Hubbewegung in der Achse des Stapels ausführt und in einer angehobenen Position den untersten Materialzuschnitt ansaugt und durch den Stapelhalter hindurchzieht, was durch die Biegsamkeit des Materialzuschnitts ermöglicht wird. In einer unteren Position wird der Sauggreifer belüftet und kann der Materialzuschnitt durch Querverschieben aus dem Bereich des Stapels heraus zu der nachfolgenden Fertigungsstation gefördert werden. Zu diesem Zweck ist unterhalb des Stapelhalters in Höhe der Transportstrecke eine Auflage für den Materialzuschnitt vorgesehen und läuft der Sauggreifer nach unten durch die Auflage hindurch, so daß der auf ihm liegende Materialzuschnitt auf der Auflage abgelegt wird.

Insbesondere dann, wenn die scheibenförmigen Materialzuschnitte keine ebene Scheibe bilden, sondern geformt, z.B. schalen- oder tellerförmig ausgebildet sind und im Stapel ineinander greifen, ergeben sich beim Entstapeln Funktionsstörungen. Liegen die scheibenförmigen Materialzuschnitte – wie an sich erwünscht – eng aufeinander, kommt es beim Abziehen des jeweils untersten Materialzuschnittes zu Funktionsstörungen. Sie beruhen insbesondere darauf, daß sich beim Abziehen zwischen dem untersten und dem nächsten Materialzuschnitt ein Unterdruck aufbaut, da die Außenluft nicht zwischen die beiden Materialzuschnitte eindringen kann. Dies führt einerseits zu unerwünschten Verformungen, insbesondere am unteren Materialzuschnitt und ferner wird nicht das gewünschte Ergebnis, nämlich die Bereitstellung vereinzelter Materialzuschnitte erreicht. Diese Schwierigkeiten treten dann vermehrt auf, wenn die scheibenförmigen Materialzuschitte im Durchmesser und in der Dicke Toleranzen oder dann, wenn sie tief gezogen oder geformt sind, Formabweichungen aufweisen. Mit größeren Toleranzen und Formabweichungen ist insbesondere bei Materialzuschnitten aus Karton oder Kartonverbund, aber auch bei anderen mehrschichtigen Laminaten zu rechnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vereinzeln scheibenförmiger, biegsamer Materialzuschnitte von einem senkrechten Stapel vorzuschlagen, bei der unabhängig von Form und Größe des Materialzuschnittes und auch unabhängig von dessen Toleranzen und Formabweichungen sowie unabhängig vom Werkstoff die Ausbildung von Unterdruck zwischen dem abzunehmenden untersten und dem darüber liegenden Materialzuschnitt wirksam zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Sauggreifer parallel zueinander beiderseits des Zentrums des Materialzuschnitts angeordnet und derart steuerbar sind, daß zunächst der eine Sauggreifer in der angehobenen Position den Materialzuschnitt exzentrisch ansaugt, der andere Sauggreifer zeitversetzt in die angehobene Position läuft und den Materialzuschnitt an der dem Zentrum gegenüberliegenden Seite abstützt, während zugleich der erste Sauggreifer beim Absenken den Materialzuschnitt einseitig unter Verkippen mitnimmt und erst daraufhin der zweite Sauggreifer seine Absenkbewegung unter Mitnahme des Materialzuschnitts beginnt.

Abweichend vom Stand der Technik schlägt die Erfindung zwei parallele Sauggreifer vor, die somit außerhalb des Zentrums an dem scheibenförmigen Materialzuschnitt angreifen. Die beiden Sauggreifer sind zeitversetzt gesteuert, so daß sie zu unterschiedlichen Zeitpunkten in ihre angehobene Position, in der sie den untersten Materialzuschnitt bei Anlage an dessen Unterseite ansaugen, gelangen. Die Hubbewegung der Sauggreifer läßt sich insbesondere so steuern, daß zunächst der eine Sauggreifer am untersten Materialzuschnitt in Wirkung tritt. Die Krafteinwirkung auf diesen Materialzuschnitt geschieht seitlich versetzt zum Zentrum. Da der Materialzuschnitt randseitig noch vom Stapelhalter gehalten ist, wird er beim Absenken des Sauggreifers aufgrund der Biegsamkeit des Materialzuschnitts einseitig durch den Stapelhalter gezogen, wobei der Materialzuschnitt verkippt. Diese Wirkung wird noch dadurch unterstützt, daß der andere Sauggreifer zum etwa gleichen Zeitpunkt an die Unterseite des Materialzuschnitts und an einer mit Bezug auf dessen Zentrum gegenüberliegenden Seite anläuft und den Materialzuschnitt auf dieser Seite zurückhält, bis auch dieser Sauggreifer den Materialzuschnitt ansaugt. Beim gemeinsamen Absenken der Sauggreifer in etwas unterschiedlicher Höhenlage nimmt der Materialzuschnitt eine geneigte Position ein, bis schließlich die Sauggreifer in ihre Endposition gelangen und nach Belüften den Materialzuschnitt freigeben. Hierbei kann – wie beim Stand der Technik – eine Auflage für den Materialzuschnitt vorgesehen sein, durch den die Sauggreifer weiter abgesenkt werden, so daß der Materialzuschnitt auf der Auflage abgelegt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind die beiden Sauggreifer über Exzenter angetrieben, die auf einer gemeinsamen Antriebswelle drehwinkelversetzt angeordnet sind. Damit läßt sich die zeitversetzte Steuerung der Sauggreifer in einer einfachen mechanischen und funktionssicheren Ausführung verwirklichen und es ist aufgrund der nur einen Antriebswelle gewährleistet, daß durch den einmal eingestellten Drehwinkelversatz der Bewegungsablauf stets derselbe ist.

Vorzugsweise ist dieser Exzenter Teil eines Kurbeltriebs, dessen Kurbel an einer den Sauggreifer aufweisenden Hubstange angreift.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Sauggreifer an einer Vakuumquelle angeschlossen und zeitversetzt mit Unterdruck beaufschlagbar. Die zeitliche Steuerung erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem Bewegungsablauf der Sauggreifer. Hierfür sind verschiedene steuerungstechnische Möglichkeiten, z.B. in Abhängigkeit von der Hublage der Hubstangen bzw. der Sauggreifer oder der Drehwinkellage der Exzenter gegeben.

In bevorzugter Ausführung jedoch ist vorgesehen, daß jede Hubstange auf einem Teil ihrer Länge einen Innenkanal, der am Sauggreifer mündet, und mit Abstand vom Sauggreifer eine am Umfang der Hubstange mündende Querbohrung aufweist, die in Abhängigkeit von der Hublage des Sauggreifers an Unterdruck angeschlossen oder zur Umgebung geöffnet ist. Dies ermöglicht insbesondere den Einsatz mechanischer Bauteile für die Steuerung.

In besonders vorteilhafter Ausbildung ist jede Hubstange durch eine ortsfeste Hülse geführt, die eine an die Vakuumquelle angeschlossene Innenkammer aufweist, wobei die Hülse mit Bezug auf die Hubstange so angeordnet ist, daß deren Querbohrung bei Erreichen der angehobenen Position des Sauggreifers in die Kammer eintaucht und bei Erreichen der abgesenkten Position des Sauggreifers in eine Position außerhalb der Hülse zum Belüften des Kanals gelangt. Die Steuerung der Unterdruckzuführung erfolgt also unmittelbar in Abhängigkeit von dem Bewegungsablauf der Sauggreifer bzw. der Hubstangen.

Diese Ausführung wird noch dadurch optimiert, daß die Hülsen beider Hubstangen zur Einstellung des Saug- und Belüftungszeitpunktes gegenüber den Hubstangen axial verstellbar sind, so daß sich Zeitpunkt und Dauer der Unterdruckbeaufschlagung der Sauggreifer den jeweiligen Gegebenheiten anpassen läßt.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Hülsen gegenüber den Hubstangen getrennt voneinander und in unterschiedlicher Axiallage einstellbar sind, so daß der Zeitpunkt der Unterdruckbeaufschlagung und die Aufrechterhaltung des Unterdrucks für beide Sauggreifer unterschiedlich eingestellt werden kann.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 bis 5 je eine schematische Ansicht der Vorrichtung und des Funktionsablaufs;
6 eine schematische Ansicht des Antriebs und der Steuerung der Vorrichtung.
In einem schematisch angedeuteten Magazin 1 sind scheibenförmige Materialzuschnitte 2 eingestapelt, die eine flache Napfform aufweisen. Das Magazin 1 weist an seiner unteren Stirnseite einen Stapelhalter 3 auf, auf dem der unterste Materialzuschnitt 4 mit seinem äußersten Umfangsrand 5 aufliegt und auf diese Weise den Stapel innerhalb des Magazins 1 abstützt. Unterhalb und mit Abstand vom Stapelhalter 3 ist eine Auflage 6 angeordnet, die Teil einer Förderstrecke sein kann und auf der die Materialzuschnitte 2 einzeln abgelegt werden. Die Auflage 6 weist zwei Durchbrechungen 7 und 8 auf, unterhalb der fluchtend je ein Saug greifer 9,10 angeordnet ist, die ihrerseits am oberen Ende paralleler Hubstangen 11,12 vorgesehen sind. Die Hubstangen 11,12 sind in vertikaler Richtung angetrieben, wobei die eine Hubstange 11 gegenüber der anderen Hubstange 12 voreilt.
Aus der Ausgangsposition gemäß 1 bewegt sich zunächst die Hubstange 11 mit dem Sauggreifer 9 durch die Aussparung 8 hindurch in eine angehobene Position, bis der Sauggreifer 9 an der Unterseite des untersten Materialzuschnitts 4 anliegt. Vor Erreichen dieser angehobenen Position wird der Sauggreifer 9 mit Unterdruck beaufschlagt, so daß er den untersten Materialzuschnitt 4 ansaugt. Zuvor, jedoch mit einem gewissen Nachlauf gegenüber dem Sauggreifer 9, wird der Sauggreifer 10 durch die Aussparung 7 nach oben bewegt (2). Etwa zeitgleich beginnt der Sauggreifer 9 seine Abwärtsbewegung und nimmt den exzentrisch angesaugten Materialzuschnitt 4 mit, dessen Umfangsrand einseitig durch den Stapelhalter 3 hindurchgezogen wird, so daß dieser Materialzuschnitt 4 verkippt wird. An der in 3 linken Seite kann Luft zwischen dem untersten Materialzuschnitt 4 und dem darüber liegenden Materialzuschnitt 2 eindringen. Die Kippbewegung wird zugleich durch den anderen Sauggreifer 10 begrenzt, der den Materialzuschnitt an der gegenüberliegenden Seite ansaugt und seine Abwärtsbewegung beginnt, bei der die beiden Sauggreifer eine geringfügig unterschiedliche Höhenlage und der vom Stapel abgenommene Zuschnitt 4 eine schwache Neigungslage aufweist (4). Etwa in dieser Position wird der Unterdruck für die Sauggreifer 9,10 abgeschaltet, gegebenenfalls mit zeitlichem Versatz. Die Sauggreifer 9,10 passieren schließlich die Durchbrechungen 7,8 in der Auflage 6, so daß der Materialzuschnitt 4 auf der Auflage 6 zurückgehalten wird und für den Weitertransport zur Verfügung steht.
6 zeigt eine schematische Ansicht des Antriebs und der Steuerung der Sauggreifer 9,10. Die Hubstangen 11,12 der Sauggreifer 9,10 werden von einer gemeinsamen Welle 13 angetrieben. Auf der Welle 13 sitzt je ein Exzenter 14,15 eines Kurbeltriebs, dessen Kurbelstange 16 bzw. 17 an einer auf den Hubstangen 11 bzw. 12 axial festen Hülse 18 bzw. 19 angreift. Die Hubstangen 11,12 durchsetzen ferner Hülsen 20,21, die gegenüber den Hubstangen ortsfest angeordnet sind. Jede Hülse weist – wie bei der Hülse 20 im Schnitt erkennbar – eine Innenkammer 22 auf, die – beim gezeigten Ausführungsbeispiel – getrennt über Anschlüsse 23,24 mit einer Vakuumquelle verbunden sind.
Jede Hubstange 11,12 weist in ihrem oberen Bereich 25,26 einen nicht gezeigten Innenkanal auf, der einerseits an dem Sauggreifer 9,10, andererseits in einer am Umfang der Hubstange 11,12 mündenden Querbohrung 27 bzw. 28 endet.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Hülsen 20,21 bezüglich der Hubstangen 11,12 getrennt voneinander axial verstellbar und gegebenenfalls in unterschiedlichen Positionen festsetzbar.
Die Exzenter 14,15 des Kurbeltriebs sind auf der Welle 13 winkelversetzt angeordnet, so daß beispielsweise die Hubstange 11 der Hubstange 12 voreilt, so daß der Sauggreifer 9, wie mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben, vor dem Sauggreifer 10 die angehobene Position erreicht. Bei Erreichen der angehobenen Position gelangt die Querbohrung 27 in der Hubstange 11 mit entsprechender Voreilung in die Unterdruckkammer 22 der Hülse 20, so daß der Innenkanal im oberen Teil 25 der Hubstange 11 über die Querbohrung 27 und damit der Sauggreifer 9 mit Unterdruck beaufschlagt werden.
Der nacheilende Sauggreifer 10 erreicht den unteren Materialzuschnitt zu einem etwas späteren Zeitpunkt. Mit entsprechender zeitlicher Verzögerung gelangt die Querbohrung 28 an der Hubstange 12 in die nicht gezeigte Kammer der Hülse 21, so daß der Sauggreifer 10 mit entsprechendem Nachlauf mit Unterdruck beaufschlagt wird.
Für die Steuerung des Unterdrucks zu den Sauggreifern 9,10 können selbstverständlich auch herkömmliche Ventil- bzw. Schiebersteuerungen vorgesehen werden, die vom Bewegungsablauf her über eine entsprechende Sensorik ferngesteuert oder auch über eine mechanische Ankopplung gesteuert werden können.

Claims

Vorrichtung zum Vereinzeln scheibenförmiger, biegsamer Materialzuschnitte (2) von einem senkrechten Stapel mit einem Stapelhalter (3), auf dem der unterste Materialzuschnitt (4) mit seinem Umfangsrand (5) aufliegt, und wenigstens einem Sauggreifer (9,10), der in einer angehobenen Position den untersten Materialzuschnitt (4) ansaugt, diesen beim anschließenden Absenken mitnimmt und in einer abgesenkten Position nach Belüften freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sauggreifer (9,10) parallel zueinander beiderseits des Zentrums des Materialzuschnitts (2,4) angeordnet und derart steuerbar sind, daß zunächst der eine Sauggreifer (9) auf der einen Seite vom Zentrum in der angehobenen Position den Materialzuschnitt exzentrisch ansaugt, der andere Sauggreifer (10) zeitversetzt in die angehobene Position läuft und den Materialzuschnitt (4) an der gegenüberliegenden Seite vom Zentrum abstützt, während zugleich der erste Sauggreifer (9) beim Absenken den Materialzuschnitt einseitig unter Verkippen mitnimmt und erst daraufhin der zweite Sauggreifer (10) seine Absenkbewegung unter Mitnahme des Materialzuschnitts (4) beginnt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sauggreifer (9,10) über Exzenter (14,15) angetrieben sind, die auf einer gemeinsamen Antriebswelle (13) drehwinkelversetzt angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Exzenter (14,15) Teil eines Kurbeltriebs ist, dessen Kurbelstange (16,17) an einer den Sauggreifer (9,10) aufweisenden Hubstange (11,12) angreift.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sauggreifer (9,10) an eine Vakuumquelle (23,24) angeschlossen und zeitversetzt mit Unterdruck beaufschlagbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hubstange (11,12) auf einem Teil ihrer Länge einen Innenkanal, der am Sauggreifer (9,10) mündet, und mit Abstand vom Sauggreifer eine am Umfang der Hubstange mündende Querbohrung (27,28) aufweist, die in Abhängigkeit von der Hublage des Sauggreifers (9,10) an Unterdruck angeschlossen oder zur Umgebung geöffnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hubstange (11,12) eine ortsfeste Hülse (20,21) durchgreift, die eine an die Vakuumquelle (23,24) angeschlossene Innenkammer (22) aufweist, und daß die Hülse (20,21) mit Bezug auf die Hubstange (11,12) so angeordnet ist, daß deren Querbohrung (27,28) bei Erreichen der angehobenen Position des Sauggreifers (9,10) in die Kammer (22) eintaucht und bei Erreichen der abgesenkten Position des Sauggreifers in eine Stellung außerhalb der Hülse (21,22) zum Belüften des Kanals gelangt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (20,21) beider Hubstangen (11,12) zur Einstellung des Saug- und Belüftungszeitpunktes gegenüber den Hubstangen axial verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (20,21) gegenüber den Hubstangen (11,12) getrennt voneinander und in unterschiedlicher Axiallage einstellbar sind.