DE102006040426B3

DE102006040426B3 - Vorrichtung zum Manipulieren von Verbundstapelbehältern

Info

Publication number: DE102006040426B3
Application number: DE200610040426
Authority: DE
Inventors: Andreas Wohlfahrt
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-08-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Manipulieren von Verbundstapelbehältern mit wenigstens einer das Behälterinnere freigebenden Oberrandkante. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Greifsysteme von Industrierobotern zum Manipulieren derartiger Kleinladungsträger deutlich zu vereinfachen, nicht nur was die Konstruktion der Greifelemente angeht, sondern insbesondere auch deren Einsatzmöglichkeiten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das in der Greiflage über den zugänglichen Behälterrand stülpbare Greifelement querschnittlich etwa U-förmig ausgebildet ist mit einem sich an der Außenwand des Behälters anlegenden längeren U-Schenkel, einen sich auf der oberen Randkante auflegenden U-Steg und einem ins Behälterinnere greifenden kürzeren U-Schenkel, wobei der längere U-Schenkel auf seiner der Behälterwand in der Gebrauchslage zugewandten Innenfläche mit einem Spannelement versehen ist.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Manipulieren von Verbundstapelbehältern der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung, wie sie bei einem Roboterwerkzeug aus dem DE 20 2005 007 347 U1 bekannt ist, das unter dem Behälterrand schwenkbare Verbindungshaken zeigt.

Sog. Verbundstapelbehälter haben ein weites Einsatzgebiet. Sie können insbesondere als Kleinladungsträger eingesetzt werden und können dabei z.B. auf Palletten in einem Verbund gestapelt werden oder über Kommissionieranlagen der Weiterverwendung zugeführt werden, wobei sie z.B. von oben abgesetzt, gedreht und gestapelt werden müssen.

Zur Manipulation derartiger Kleinladungsträger gibt es eine Reihe von Vorrichtungen, beispielsweise solche der Firma Schmidt, Freiberg. Dabei werden über zangenähnliche Elemente gegenüberliegende Oberrandkanten der Behälter beidseitig ergriffen, der Behälter zwischen diesen Elementen eingeklemmt und sodann manipuliert, d.h. angehoben, gewendet, gekippt, gestapelt und dergleichen.

Hier setzt die Erfindung an, deren Aufgabe darin besteht die Greifsysteme von Industrierobotern zum Manipulieren derartiger Kleinladungsträger deutlich zu vereinfachen, nicht nur was die Konstruktion der Greifelemente angeht, sondern insbesondere auch deren Einsatzmöglichkeiten.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass das Greifelement querschnittlich etwa U-förmig ausgebildet ist mit wenigstens einem sich an der Außenwand des Behälters anlegenden längeren U-Schenkel, einen sich auf der oberen Randkante auf legenden U-Steg und wenigstens einem ins Behälterinnere greifenden kürzeren U-Schenkel, wobei der längere U-Schenkel auf seiner der Behälterwand in der Gebrauchslage zugewandten Innenfläche mit einem Spannelement versehen ist.

Die Erfindung macht sich unter anderem die Erkenntnis zu Nutze, dass derartige Kleinladungsträger in der Regel unabhängig davon, wo sie positioniert sind, für einen Roboter den Zugriff an wenigstens einer Kante freigeben. Beim Stand der Technik müssen wenigstens zwei gegenüberliegende Kanten einen Zugriff ermöglichen, damit die zangenähnlichen Greifer dort positioniert werden können. Dies ist bei der vorliegenden Erfindung deutlich anders. Hier reicht es aus, wenn lediglich eine Seite eines derartigen Behälters einen Zugriff ermöglicht, da lediglich dieser den Zugriff ermöglichende Oberrand des Behälters von den U-Schenkeln übergriffen werden muß, um dann nach Aktivierung von Spannelementen den Behälter sicher anheben und weiter transportieren zu können.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das jeweilige Spannelement von einem expandierbaren Fluidkissen gebildet ist. Auch diese Gestaltung ist besonders zweckmäßig, da in der Regel bei Industrierobotern auf einfache Weise Druckluft zur Verfügung gestellt werden kann. Natürlich können auch hier andere Fluide als Luft eingesetzt werden, etwa ein Hydrauliköl oder ähnliches. Dabei sind auch die jeweiligen Steuerzeiten relativ kurz, da etwa ein Pneumatikkissen sehr rasch mit Druckluft gefüllt und wieder entspannt werden kann. Mit Gas füllbare Kissen sind für sich gesehen bekannt und z.B. in der DE 10 2005 038 965 A1 beschrieben.

Die Erfindung sieht auch vor, dass die Oberfläche des Fluidkissens und/oder wenigstens ein Bereich der dem Behälter zugewandten Innenfläche des kürzeren U-Schenkels mit einer reibungserhöhenden Beschichtung versehen ist, um etwa die sichere Handhabung eines solchen Behälters noch zu erhöhen.

Ist grundsätzlich die Manipulation derartiger Kleinladungsbehälter mit nur einem erfindungsgemäßen Greifelement möglich, so kann es zweckmäßig sein diese Gestaltung paarweise vorzusehen, um ggfs. auch schwerere oder größere Behälter mit einem derartigen System bewegen zu können. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass an einem U-Steg wenigstens zwei längere U-Schenkel und gegenüberliegend angeordnet wenigstens zwei kürzere U-Schenkel vorgesehen sind.

In weiterer Gestaltung kann auch vorgesehen sein, dass die korrespondierenden U-Schenkel in ihrem räumlichen Abstand zueinander veränderbar am U-Steg angeordnet sind.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, innerhalb des U-Steges einen doppelt wirkenden Linearantrieb vorzusehen, mit dem die U-Schenkel in ihrem Abstand zueinander verändert werden können, um sich den jeweiligen Abmessungen des Behälters anpassen zu können.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
1 in vereinfachter Darstellung einen Kopfbereich eines Industrieroboters mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und einem Behälter, teilweise aufgeschnitten,
2 in räumlicher Seitenansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung mit entspanntem Fluidkissen,
3 in räumlicher Seitenansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung mit expandiertem Fluidkissen sowie in
4 in räumlicher Darstellung einen geschnittenen Behälter mit der erfindungsgemäßen Greifvorrichtung.
Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung kann beispielsweise an dem Arbeitskopf 2 eines mit 3 bezeichneten Industrieroboterarms als Werkzeug befestigt sein, wie dies in 1 vereinfacht dargestellt ist.
Die Vorrichtung 1 dient zum Manipulieren von sog. Stapelbehältern 4 von denen einer in 1 dargestellt ist, wobei die mit 4a bezeichnete Seitenwand teilweise aufgeschnitten ist. Die Greifkante zum Übergreifen seitens der Vorrichtung 1 ist eine obere Randkante des Behälters 4 und ist in 1 mit 4b bezeichnet.
Die Vorrichtung 1 wird im wesentlichen von einem querschnittlich etwa U-förmigen Greifer, in den 2 und 3 allgemein mit 5 bezeichnet, gebildet, mit einem dem Roboterkopf 2 zugeordneten und dort fixierten U-Steg 6, einem langen U-Schenkel 7 und einem dem gegenüber deutlich kürzeren U-Schenkel 8.
Der längere U-Schenkel 7 ist auf seiner in der Gebrauchslage dem Behälter 4 zugewandten Innenfläche mit einem Pneumatikkissen 9 ausgerüstet, das über eine nur angedeutete Pneumatikleitung 10 mit Druckluft gefüllt und wieder entleert werden kann.
Die entspannte Lage des Pneumatik- bzw. Fluidkissens 9 zeigt 2, die expandierte Lage zeigt die 3 bzw. ausschnittsweise auch die 4.
Auch zeigen die 2 und 3, dass die nach innen weisende Fläche des kürzeren U-Schenkels 8 mit einer reibungserhöhenden Beschichtung versehen sein kann, etwa mit einem Moosgummistreifen 11. Grundsätzlich kann ein solcher Moosgummistreifen 11 oder ein ähnliches Element auch am Ende des längeren U-Schenkels 7 vorgesehen sein, dies ist in 2 gestrichelt dargestellt und mit 11a bezeichnet.
Wie sich unter anderem aus 4 ergibt, sind Verbundstapelbehälter schon aus Stabilitätsgründen an ihren Oberrandseiten mit nach außen weisenden Verstärkungsrippen 12 ausgerüstet. Hier liegt der besondere Vorteil der Erfindung darin, dass das Fluidkissen 9 beim Aufblähen sich um diese Rippen 12 legen kann, wie in 4 in der Schnittzeichnung dargestellt.
Wie sich beispielsweise aus 4 auch ergibt, ermöglicht die einseitige Erfassung eines Behälters mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine leichte Schräglage des Behälters 4 derart, dass es zu einer Klemmung zwischen dem Reibbelag 11 einerseits und dem unteren Rand bzw. dem dortigen Reibbelag 11a des längeren U-Schenkels 7 andererseits kommt. Dies führt zu einer Erhöhung der Manipulationsfähigkeit, da die Greifsicherheit damit gleichzeitig erhöht wird.
Schließlich ist noch in 1 mit einem Doppelpfeil 13 angedeutet, dass der Abstand der dort an einem gemeinsamen Tragsteg 14 vorgesehenen Vorrichtungen 5 veränderbar ist, um sich den Größen der Behälter 4 anpassen zu können.
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in jeder Hinsicht abzuändern ohne den Grundgedanken zu verlassen, so können an einem Querträger 14 auch mehr als drei Vorrichtungen positioniert werden, etwa wenn es darum geht vergleichsweise schwere Behälter oder zu grei fende Objekte zu manipulieren mit äußerst glatten Randkantenbereichen oder dergleichen.

Claims

Vorrichtung (1) zum Manipulieren von Verbundstapelbehältern (4) mit wenigstens einer das Behälterinnere freigebenden Oberrandkante, mit einem in Greiflage über den zugänglichen Behälterrand (4b) stülpbaren Greifelement (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Greifelement (5) querschnittlich etwa U-förmig ausgebildet ist mit wenigstens einem sich an der Außenwand des Behälters (4) anlegenden längeren U-Schenkel (7), einem sich auf der oberen Randkante auflegenden U-Steg (6) und wenigstens einem ins Behälterinnere greifenden kürzeren U-Schenkel (8), wobei der längere U-Schenkel (7) auf seiner der Behälterwand (4a) in der Gebrauchslage zugewandten Innenfläche mit einem Spannelement (9) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement von einem expandierbaren Fluidkissen (9) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Fluidkissens (9) von einem Material mit hohem Reibwert gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bereich der dem Behälter zugewandte Innenfläche des kürzeren U-Schenkels (8) mit einer reibungserhöhenden Beschichtung (11) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem U-Steg (6) wenigstens zwei längere U-Schenkel (7) und gegenüberliegend angeordnet wenigstens zwei kürzere U-Schenkel (8) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierenden U-Schenkel (8 und 7) in ihrem räumlichen Abstand zueinander veränderbar (Pfeil 13) am U-Steg (14) angeordnet sind.