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Die Erfindung betrifft einen Vakuumgreiferaufsatz mit den im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Merkmalen. Ein solcher Vakuumgreiferaufsatz hat eine Rückseite zur Befestigung an einem Vakuumgreifer und einer Vorderseite zum Anlegen an ein mit dem Vakuumgreifer zu greifendes Werkstück. Derartige Vakuumgreiferaufsätze sind für Vakuumgreifer in der holzverarbeitenden Industrie gebräuchlich.
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Vakuumgreifer sind hervorragend geeignet, um platten- oder tafelförmige Werkstücke mit einer ebenen Oberfläche, beispielsweise Glasscheiben, zu greifen. Wenn die Saugplatte eines Vakuumgreifers an die Oberfläche eines solchen Werkstücks angesetzt wird, ergibt sich ein guter, flächiger Kontakt, so dass beim Anlegen von Unterdruck das Werkstück von den Ansaugöffnungen der Saugplatte angesaugt und durch Luftdruck zuverlässig an der Saugplatte gehalten wird.
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Gestapelte Holzbretter haben oft eine mehr oder weniger stark gekrümmte Oberfläche, die den Einsatz von Vakuumgreifern erschwert. Beim Ansetzen der Saugplatte eines Flächengreifers an eine gekrümmte Fläche bleibt nämlich an gegenüberliegenden Enden der Saugplatte jeweils ein keilförmiger Spalt, der das Ansaugen erschwert.
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Vakuumgreiferaufsätze werden auf den Saugplatten von Vakuumgreifern befestigt, um Krümmungen von zu greifenden Oberflächen auszugleichen. Solche Vakuumgreifersätze sind als Matten oder Polster ausgebildet und bestehen im Wesentlichen aus einer Schaumstoffplatte, aus der Ansaugöffnungen ausgeschnitten sind. Die Kontur des Vakuumgreiferaufsatzes passt sich beim Andrücken des Vakuumgreifers an eine gekrümmte Oberfläche an und kann diese ausgleichen.
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Für Vakuumgreiferaufsätze werden geschlossenzellige Schaumstoffe verwendet, da Luftströmungen in der Ebene einer Schaumstoffplatte durch die geschlossene Zellenstruktur verhindert werden. Eine Luftströmung in der Plattenebene würde nämlich zu einem Verlust an Saugleistung führen und das Greifen von Oberflächen erschweren.
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Geschlossenzellige Schaumstoffe haben eine relativ große Stauchhärte, lassen sich also nur durch Einwirkung von relativ großem Druck komprimieren. Vakuumgreifer mit einem Vakuumgreiferaufsatz müssen deshalb mit recht großer Kraft gegen eine zu greifenden Oberfläche gedrückt werden, damit der Schaumstoff zusammengedrückt wird und sich an eine gekrümmte Oberflächenkontur anpasst.
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Leichter komprimierbar sind offenzellige Schaumstoffe, die deutlich kleinere Stauchhärten aufweisen. Offenzellige Schaumstoffe sind jedoch wegen ihrer offenen Zellenstruktur luftdurchlässig und kommen deshalb allenfalls für sehr dünne Vakuumgreiferaufsätze in Frage, die folglich auch nur sehr kleine Krümmungen von Oberflächen ausgleichen können. Vakuumgreiferaufsätze mit dickeren Schaumstoffplatten aus offenzelligem Schaumstoff führen zu einem zu großen Verlust an Saugleistung.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie sich die Kraft, mit der ein Vakuumgreiferaufsatz gegen eine gekrümmte Oberfläche gedrückt werden muss, reduzieren und dabei Saugleistungsverluste vermeiden lassen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Vakuumgreiferaufsatz mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Für einen erfindungsgemäßen Vakuumgreiferaufsatz wird ein geschlossenzelliger Schaumstoff verwendet, dessen Stauchhärte durch eine Vielzahl von Einstichen reduziert ist. Die Schaumstoffplatte eines erfindungsgemäßen Vakuumgreiferaufsatzes hat zwischen den Ansaugöffnungen eine Vielzahl von Einstichen, durch die ein erheblicher Teil der Zellen des Schaumstoffs zur Plattenvorderseite oder zur Plattenrückseite geöffnet wurden. Wenn die Schaumstoffplatte zusammengedrückt wird, kann deshalb Gas aus den geöffneten Zellen entweichen. Die Stauchhärte ist dadurch reduziert. Trotzdem wird die Saugleistung des Vakuumgreifers nicht beeinträchtigt, da eine Strömung in der Plattenebene durch die Zellenstruktur weiterhin verhindert wird.
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Zum Einstechen in den Schaumstoff können beispielsweise Nadeln oder ein anderes Stichwerkzeug verwendet werden. Möglich ist beispielsweise auch die Verwendung von Laserstrahlen. Bevorzugt gehen die Einstiche durch die gesamte Dicke der Schaumstoffplatte hindurch. Eine Reduktion der Stauchhärte lässt sich aber auch schon mit Einstichen erreichen, deren Stichtiefe kleiner als die Dicke der Schaumstoffplatte ist und beispielsweise nur die Hälfte der Plattendicke oder mehr beträgt. Auch solche kurzen Einstiche bilden einen Stichkanal, durch den Zellen des Schaumstoffs geöffnet werden und in ihnen enthaltenes Gas beim Zusammendrücken der Schaumstoffplatte zur Vorderseite bzw. Rückseite der Platte abzuleiten. Die Stichkanäle können von der Vorderseite bis zur Rückseite der Schaumstoffplatte durchgehen. Erforderlich ist es jedoch nicht.
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Wie groß die Reduktion der Stauchhärte des Schaumstoffs ist, hängt davon ab, wie groß der Anteil der Zellen des Schaumstoffs ist, der durch die Einstiche geöffnet wurde. Prinzipiell ist es möglich, alle Zellen des Schaumstoffs anzustechen. Bevorzugt wird aber nur ein Teil der Zellen des Schaumstoffs durch Einstiche geöffnet und beispielsweise 10% oder mehr.
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Es ist vorteilhaft, die Einstichdichte zum Rand der Schaumstoffplatte hin zu reduzieren, beispielsweise indem ein umlaufender Randbereich der Schaumstoffplatte frei von Einstichen bleibt. Auf diese Weise bleibt ein dichter Randbereich der Schaumstoffplatte erhalten. Saugleistungsverluste des Vakuumgreifers durch Querströmungen in der Plattenebene lassen sich auf diese Weise praktisch vollständig vermeiden.
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Bevorzugt werden für einen erfindungsgemäßen Vakuumgreiferaufsatz Schaumstoffe aus Elastomeren verwendet, insbesondere thermoplastische Elastomere. Gut geeignet ist beispielsweise EPDM, also Schaumstoff aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Rückseite der Schaumstoffplatte laminiert ist, beispielsweise indem Folie, bevorzugt Kunststofffolie oder eine Kunststoffplatte aufgeklebt sind. Auf diese Weise lässt sich der Vakuumgreiferaufsatz leichter an einer Saugplatte eines Vakuumgreifers befestigen und auch leichter wider entfernen. Die laminierte Rückseite erleichtert nämlich eine lösbare Klebeverbindung mit der Saugplatte eines Vakuumgreifers. Beispielsweise indem die laminierte Rückseite doppelseitiges Klebeband trägt.
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Die Oberfläche einer Schaumstoffplatte ist nämlich an sich uneben. Wenn eine Schaumstoffplatte direkt auf eine Saugplatte eines Vakuumgreifers aufgeklebt wird, ist die Klebeverbindung deshalb entweder mangelhaft, so dass sich die Schaumstoffplatte vorzeitig löst, oder so fest, dass sich die Schaumstoffplatte nur mit großem Aufwand wieder entfernen lässt. Indem die Rückseite der Schaumstoffplatte laminiert ist, beispielsweise durch Bekleben mit Kunststofffolie, wird eine glatte Oberfläche geschaffen, die eine zuverlässige und dennoch reversible Klebeverbindung ermöglicht, beispielsweise mit doppelseitigem Klebeband, das sich bei Bedarf leicht abziehen lässt, um einen Vakuumgreiferaufsatz wieder von der Saugplatte eines Vakuumgreifers zu entfernen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf einen Vakuumgreiferaufsatz, und
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2 einen Ausschnitt einer Seitenansicht des Vakuumgreiferaufsatzes.
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1 zeigt eine Draufsicht auf die Vorderseite eines Vakuumgreiferaufsatzes. Der Vakuumgreiferaufsatz wird mit seiner Rückseite an einem Vakuumgreifer befestigt und liegt beim Gebrauch mit der Vorderseite an einem mit dem Vakuumgreifer zugreifenden Werkstück an. 2 zeigt eine Ecke des Vakuumgreiferaufsatzes mit Blick auf dessen Schmalseite und dessen Rückseite.
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Der dargestellte Vakuumgreiferaufsatz ist aus einer Schaumstoffplatte 1 hergestellt, deren Rückseite laminiert ist, nämlich indem sie mit einer Kunststofffolie oder Kunststoffplatte 2 beklebt ist. Die laminierte Rückseite trägt ein doppelseitiges Klebeband 3 zum Ankleben des Vakuumgreiferaufsatzes an die Saugplatte eines Vakuumgreifers. Das doppelseitige Klebeband ist bis zum Gebrauch mit einer abziehbaren Schutzfolie 4 bedeckt.
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Der Vakuumgreiferaufsatz hat mehrere Ansaugöffnungen 5, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schlitzförmig sind, aber beispielsweise auch als kreiszylindrische Kanäle ausgebildet sein können. Die Ansaugöffnungen 5 sind aus der Schaumstoffplatte 1 und der auf ihre Rückseite aufgeklebten Kunststofffolie oder Kunststoffplatte 2 sowie dem darauf angebrachten Klebeband 3 ausgeschnitten. Die Ansaugöffnungen 5 bilden somit einen Ansaugkanal, der an der Vorderseite und der Rückseite des Vakuumgreiferaufsatzes offen ist.
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Die Schaumstoffplatte 1 ist aus einem geschlossenzelligen Schaumstoff hergestellt, dessen Stauchhärte durch Einstiche in die Schaumstoffplatte 1 zwischen den Ansaugöffnungen 5 reduziert ist. Die Einstiche können beispielsweise mittels Nadeln erzeugt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Einstiche vor oder nach dem Ausschneiden der Ansaugöffnungen 5 erzeugt werden. Die Einstiche können auch vor oder nach dem Laminieren der Schaumstoffplatte 1 erzeugt werden. Bevorzugt wird zum Erzeugen der Einstiche senkrecht zur Plattenebene in die Schaumstoffplatte eingestochen. Es schadet aber auch nicht, wenn die Stichrichtung etwas gegenüber einer Senkrechten zur Plattenebene geneigt ist.
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Je größer die Flächendichte der Einstiche ist, desto mehr wird die Stauchhärte des Schaumstoffs reduziert. Beispielsweise kann der Anteil der Schaumstoffzellen, der angestochen wird, 5% oder mehr, bevorzugt 10% oder mehr, besonders bevorzugt 20%, insbesondere 50% oder mehr, betragen.
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Die Flächendichte der Einstiche kann so gewählt werden, dass sich eine gewünschte Stauchhärte des Schaumstoffs ergibt. Bevorzugt beträgt die Flächendichte der Einstiche im Mittel wenigstens einen Einstich pro cm2, damit sich eine für Vakuumgreiferaufsätze vorteilhafte Reduktion der Stauchhärte des Schaumstoffs ergibt. Besonders bevorzugt beträgt die Flächendichte der Einstiche im Mittel wenigstens 10 Einstiche pro cm2. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde durch eine mittlere Flächendichte der Einstiche von 3 bis 10 Einstichen pro cm2 eine Reduktion der Stauchhärte des Schaumstoffs um mehr als 50% erzielt.
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Indem mit einer Nadel in die Vorderseite einer Schaumstoffplatte 1 eingestochen wird, werden im Einstichpfad liegende Zellen des Schaumstoffes zu der Vorderseite hin geöffnet. Beim Komprimieren des Schaumstoffs kann deshalb in den Schaumstoffzellen enthaltendes Gas aus den angestochenen Zellen entweichen. Das Gas strömt dabei durch den Einstichkanal zur Vorderseite der Schaumstoffplatte 1 und kann dort austreten. Gegenüber Querströmungen in der Plattenebene behält der Schaumstoff aber praktisch seine frühere Dichtigkeit, so dass kein merklicher Verlust der Saugleistung bei Verwendung des Vakuumgreiferaufsatzes auftritt.
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Für das dargestellte Ausführungsbeispiel wurden Nadeln verwendet, deren Durchmesser etwa 0,5 bis 3 mm betrug und den maximalen Durchmesser der Zellen des Schaumstoffs nicht übersteigt. Die Schaumstoffplatte 1 ist typischer Weise 1 cm bis 20 cm dick. Für viele Anwendungen sind Vakuumgreiferaufsätze ausreichend, deren Schaumstoffplatte 2 cm bis 10 cm dick ist.
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Die Einstiche können erzeugt werden, indem durch die gesamte Dicke der Schaumstoffplatte 1 hindurch gestochen wird. In diesem Fall werden Zellen des Schaumstoffs sowohl zur Vorderseite der Schaumstoffplatte 1 als auch zur Rückseite der Schaumstoffplatte 1 hin geöffnet. Um eine Reduktion der Stauchhärte zu erzielen ist es aber nicht erforderlich, durch die gesamte Dicke der Schaumstoffplatte 1 hindurch zustechen. Auch wenn die Stichtiefe beispielsweise nur die Hälfte der Dicke der Schaumstoffplatte 1 beträgt, kann eine merkliche Verringerung der Stauchhärte erreicht werden.
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Die Flächendichte der Einstiche nimmt zum Rand der Schaumstoffplatte 1 hin ab. Ein umlaufender Randbereich der Schaumstoffplatte 1 ist nämlich frei von Einstichen. Die Schaumstoffplatte 1 ist deshalb an ihren Schmalseiten unversehrt und die Dichtigkeit der Schaumstoffplatte 1 gegenüber Querströmungen unbeeinträchtigt. Die Schmalseiten sind also frei von Einstichen.
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Die Flächendichte der Einstiche kann zusätzlich auch zum Rand der Ansaugöffnungen 5 hin abnehmen, beispielsweise indem die Flächendichte in einem Randbereich der Ansaugöffnungen 5 Null ist. Dadurch können Querströmungen in der Schaumstoffplatte 1 schon im Bereich der Ansaugöffnungen 5 verhindert werden.
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Die Schaumstoffplatte 1 ist aus einem Elastomer, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer. Gut geeignet ist insbesondere EPDM.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaumstoffplatte
- 2
- Kunststoffplatte
- 3
- Klebeband
- 4
- Schutzfolie
- 5
- Ansaugöffnungen
