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Der
Anmeldegegenstand betrifft neben anderen Einsatzbereichen den Verpackungsmaschinenbau
und dort insbesondere ein Handlingssystem zum Ergreifen und Stapeln
von Verpackungen, z. B. in einen Karton hinein.
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Nach
einem Erzeugen und einem nachfolgenden Befüllen von Schachteln werden
diese im Regelfall einer Sammelverpackung zugeführt und auf dieser oder in
dieser gestapelt, um derart die Schachteln für einen Weitertransport vorzusehen.
Als Sammelverpackung werden Paletten, Kartons oder Trays genutzt.
Die Schachteln werden dabei mittels einer Vorrichtung zu deren Handhabung
ergriffen und gestapelt. Statt Schachteln können auch irgendwelche Gegenstände die
es zu verpacken gilt, mit oder ohne Stapelbildung, gehandhabt werden.
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Es
ist bekannt, ein Handlingssystem, welches zwei senkrecht zueinander
wirkende Linearmotoren aufweist, dazu zu nutzen, Gegenstände mittels Unterdruck
von einem Greifer aufzunehmen und sie anschließend an einer anderen Stelle
durch Zurücknahme
des Unterdrucks wieder abzugeben. Die Linearmotoren sind aus jeweils
einem Primärteil,
welches eine Stromversorgung und Spulen aufweist, sowie einem Sekundärteil, welches
eine Reihe Magnete aufweist, gebildet.
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Das
bekannte Handlingssystem hat den Nachteil, dass das Primärteil des
einen Linearantriebs starr mit einem Sekundärteil des anderen Linearantriebs
verbunden ist. Dadurch ist keine besonders kompakte Bauweise für das Handlingssystem möglich. Sekundärteile können relativ
lang, z. B. zwei Meter lang sein, wenn man entsprechende Handlingswege
benötigt.
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Es
liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen.
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Gelöst ist die
Aufgabe gemäß Anspruch
1. Danach dient ein Handlingssystem mit einem an einem Greifarm
vorgesehenen Greifer zum Ergreifen von Gegenständen, insbesondere zu Verpackungszwecken.
Es sind zwei Linearmotoren vorgesehen, wobei der erste Linearmotor
für eine
Bewegung des Greifers in eine erste Richtung vorgesehen ist, der zweite
Linearmotor zum Bewegen des Greifers in einer zweiten Richtung.
Diese Richtungen und die Linearmotoren sind senkrecht zueinander
ausgerichtet. Die Linearmotoren sind aus jeweils einem Spulen aufweisenden
Primärteil
sowie einem Magnete aufweisenden Sekundärteil aufgebaut. Die beiden
Primärteile
bilden eine Baueinheit. Das Sekundärteil des ersten Linearmotors
ist über
eine starre Verbindung mit dem Greifarm verbunden, um mitsamt dem Greifarm
eine Bewegung in der ersten Richtung relativ zum Primärteil des
ersten Linearmotors auszuführen.
Das Sekundärteil
des zweiten Linearmotors ist über
eine starre Verbindung mit einer ortsfesten Halterung verbunden,
um das Primärteil
des zweiten Linearmotors mitsamt der Baueinheit in der zweiten Richtung
relativ zum Sekundärteil
des zweiten Linearmotors zu bewegen.
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Die
vorgeschlagene Neuerung hat den Vorteil, dass eine relativ kompakte
Bauweise für
das Handlingssystem möglich
ist, da die beiden Primärteile
eine Baueinheit bilden, welche versetzt wird. Dadurch genügt eine
einzige, die Baueinheit versorgende Elektroleitung zum Betreiben
beider Primärteile, damit
der beiden Linearantriebe und somit des gesamten Handlingssystems.
Die Sekundärteile
dienen lediglich dazu, einerseits den Greifarm in eine Richtung,
insbesondere bezüglich
seiner Höhe
zu versetzen und andererseits die Baueinheit senkrecht zu dieser
Richtung, insbesondere horizontal zu versetzen, um den Greifarm
ebenso horizontal zu versetzen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des vorgeschlagenen Handlingssystems sind in den
Ansprüchen
2 bis 10 näher
beschrieben.
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Als
erste Richtung eignet sich insbesondere die Vertikale und als zweite
Richtung die Horizontale (Anspruch 2), da derart Ergreif-, Versetz-
und Abgabevorgänge
besonders gut koordiniert werden können.
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Ist
an der Baueinheit jeweils auf einer gegenüberliegenden Seite ein Primärteil vorgesehen
(Anspruch 3), so gibt dies eine günstige Bauweise. Es wäre aber
auch möglich,
die Primärteile
um 90 Grad zueinander versetzt an bzw. in der Baueinheit vorzusehen.
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Ein
weiterer Vorteil der kompakten Baueinheit ist, dass gemäß Anspruch
4 ein einziger Lüfter für die Baueinheit
genügt.
Der Lüfter
kann z. B. zwei Reihen Rippen zum Kühlen der beiden sich erwärmenden
Primärteile
aufweisen. Somit genügt
auch eine einzige Stromversorgung für die Baueinheit, um die beiden
Primärteile
und den Lüfter
zu betreiben.
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Sind
gemäß Anspruch
5 mehrere, insbesondere vier Führungswägen im Bereich
jeweils eines Primärteils
an der Baueinheit vorgesehen, um die Baueinheit entlang von Führungsschienen
zu führen, so
kann die Baueinheit z. B. auf zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils
vier Führungswägen aufweisen.
Dabei sind die Führungswägen der
einen Seite um 90 Grad zur Ausrichtung der Führungswägen der anderen Seite versetzt,
um senkrecht zueinander ausgerichtete Bewegungen einerseits der
Baueinheit relativ zu einem ortsfesten Sekundärteil in einer Richtung und
andererseits des Greifarms relativ zur Baueinheit ausführen zu
können.
Vier Führungswägen als
Eckpunkte eines Rechtecks in einer Ebene bieten eine gute Stabilität zum Aufnehmen
der magnetischen Kräfte.
Jeweils zwei Führungswägen können sich
dabei hintereinander entlang einer Führungsschiene bewegen. Dann
werden jeweils zwei Führungsschienen
pro vier Führungswägen benötigt. Eine
Umsetzung dieser stabilen Führungstechnik
ist erreicht, wenn zum einen gemäß Anspruch
6 zwei Führungsschienen über jeweils
eine Befestigung mit der Verbindung des Greifarms verbunden sind,
und zum anderen zwei Führungsschienen über jeweils eine
Befestigung mit der Verbindung der ortsfesten Halterung verbunden
sind (Anspruch 7).
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Um
den Greifarm axial zu versetzen und damit seinen Arbeitsbereich
in seiner Längsrichtung
bestimmen zu können,
wird vorgeschlagen, dass der Greifarm über eine Arretierung relativ
zur Verbindung des Greifarms in seiner Längsrichtung versetzbar ist (Anspruch
8). Damit kann eine Anpassung des Greifers an eine Abmessung eines
zu ergreifenden Gegenstandes erfolgen.
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Ist
gemäß Anspruch
9 die bewegbare Baueinheit mit einer flexiblen Elektroleitung verbunden, so
können
die beiden Primärteile
in sicherer Weise mit elektrischem Strom versorgt werden.
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Ist
eine flexible Vakuumleitung mit dem Greifarm verbunden, um einen
mit dem Greifer verbundenen Hohlraum im Greifarm mittels Unterdruck
zu Versorgen (Anspruch 10), so kann zum einen der von der Baueinheit
gehaltene, mit dieser und relativ zu dieser bewegte Greifarm mit
Vakuum versorgt werden, um zum anderen das Vakuum bzw. ein Überdruck
durch den Hohlraum an den Greifer weitergegeben werden, um einen
Gegenstand zu ergreifen bzw. wieder vom Greifer zu lösen.
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Im
folgenden wird die vorgeschlagene Neuerung an Hand ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Figuren näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 in
einer Seitenansicht ein Prinzip eines Handlingssystems, bei welchem
ein Greifarm mittels eines Linearmotors horizontal und eines weiteren
Linearmotors vertikal versetzbar ist, und bei dem die Primärteile der
Linearmotoren eine kompakte Baueinheit bilden;
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2 in
einer Seitenansicht das Handlingssystem der 1, jedoch
mit horizontal und vertikal versetztem Greifarm;
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3 in
einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikalschnitt eine technische
Ausführung
des Handlingssystems der 1 und 2, sowie
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4 in
einer Ansicht von oben mit teilweisem Horizontalschnitt die Ausführung der 3.
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Bei
einem Handlingssystem 1 dient eine an einem Greifarm 13 befestigter
Greifer 2 zum Ergreifen von Gegenständen zu Verpackungszwecken (1 und 2).
Es sind zwei Linearmotoren 3, 4 vorhanden, wobei
der erste Linearmotor 3 für eine Bewegung des Greifers 2 in
eine vertikale Richtung 5 vorgesehen ist, und der zweite
Linearmotor 4 zum Bewegen des Greifers 2 in einer
horizontalen Richtung 6 dient. Beide Linearmotoren 3, 4 bestehen
aus jeweils einem Spulen aufweisenden Primärteil 7, 9, sowie
einem Magnete aufweisenden Sekundärteil 8, 10 und
sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Die beiden Primärteile 7, 9 bilden
eine Baueinheit 11 (3 und 4).
Das Sekundärteil 8 des
ersten Linearmotors 3 ist über eine starre Verbindung 12 mit dem
Greifarm 13 verbunden, um mitsamt dem Greifarm 13 eine
Bewegung in der vertikalen Richtung 5 relativ zum Primärteil 7 des
ersten Linearmotors 3 auszuführen. Das Sekundärteil 10 des
zweiten Linearmotors 4 ist über eine starre Verbindung 14 mit
einer ortsfesten Halterung 15 verbunden, um das Primärteil 9 des
zweiten Linearmotors 4 mitsamt der Baueinheit 11 in
der horizontalen Richtung 6 relativ zum Sekundärteil 10 des
zweiten Linearmotors 3 zu bewegen.
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An
der Baueinheit 11 ist auf gegenüberliegenden Seiten jeweils
ein Primärteil 7, 9 befestigt.
Jeweils eine Reihe Rippen 26 ist innerhalb eines Lüfters 11 zu
Kühlzwecken
angeordnet. Jeweils eine Reihe Rippen 26 ist zum Kühlen eines
daran angeschlossenen Primärteiles 7, 9 vorgesehen.
Es ist eine flexible Elektroleitung 23 (1)
mit der Baueinheit 11 verbunden, um die beiden Primärteile 7, 9 und
den Lüfter 11 (3)
mit elektrischem Strom zu versorgen. Zudem ist eine flexible Vakuumleitung 24 (2)
mit dem Greifarm 13 verbunden, um zeitweise einen mit dem
Greifer 2 verbundenen Hohlraum 25 (4)
im Greifarm 13 mittels Unterdruck zu versorgen, damit Gegenstände vom
Greifer ergriffen und wieder (mittels Normaldruck) abgegeben werden
können.
Der Greifarm 13 ist über
eine Arretierung 22 relativ zur Verbindung 12 des
Greifarms 13 in seiner Längsrichtung versetzbar.
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Zum
Führen
der Baueinheit 11 entlang des Sekundärteils 10 und zum
Führen
des auf- und abbewegten
Greifarms 13 an der Baueinheit 11 sind an der
Baueinheit 11 insgesamt acht Führungswägen 17 montiert. Auf
gegenüberliegenden
Seiten der Baueinheit 11 sind jeweils vier Führungswägen 17 angebracht.
Einerseits dienen vier Führungswägen 17 zum
Führen
des Greifarms 13. Anderseits dienen vier Führungswägen 17,
die jeweils um 90 Grad zu den gegenüberliegenden Führungswägen 17 versetzt ausgerichtet
sind, zum Führen
der Baueinheit 11 entlang des Sekundärteils 10. Es sind
jeweils die vier Führungswägen 17 im
Bereich eines Primärteils 7, 9 an
der Baueinheit 11 vorgesehen, um die Baueinheit 11 entlang
von Führungsschienen 18, 19 zu
führen bzw.
die Baueinheit 11 und den Greifarm 13 zu führen. Zwei
zueinander parallele Führungsschienen 18 sind über jeweils
eine Befestigung 20 mit der Verbindung 12 des
Greifarms 13 verbunden, um eine vertikale Führung des
Greifarms 13 an der Baueinheit 11 zu erreichen.
Zwei weitere Führungsschienen 19 sind über jeweils
eine Befestigung 21 mit der Verbindung 14 der
ortsfesten Halterung 15 verbunden. Durch Betreiben des
Primärteils 9 des
zweiten Linearmotors 4 wird somit die Baueinheit 11 entlang
des horizontal ausgerichteten Sekundärteils 10 versetzt. Durch
Betreiben des Primärteils 7 des
ersten Linearmotors 3 wird der Greifarm 13 gesenkt
und nach oben bewegt.
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- 1
- Handlingssystem
- 2
- Greifer
- 3,
4
- Linearmotor
- 5
- Richtung
(vertikal)
- 6
- Richtung
(horizontal)
- 7
- Primärteil von 3
- 8
- Sekundärteil von 3
- 9
- Primärteil von 4
- 10
- Sekundärteil von 4
- 11
- Baueinheit
- 12
- Verbindung
- 13
- Greifarm
- 14
- Verbindung
- 15
- Halterung
- 16
- Lüfter
- 17
- Führungswagen
- 18,
19
- Führungsschiene
- 20,
21
- Befestigung
- 22
- Arretierung
- 23
- Elektroleitung
- 24
- Vakuumleitung
- 25
- Hohlraum
- 26
- Rippe